高中化学物质检验实验方案的设计实验题

下图是中学化学中常用于混合物的分离和提纯的装置，请根据装置回答问题：

（1）装置图l中A的名称是              ，B的名称是            。
A中一般要加入碎瓷片，其作用是              。装置图4中盛溶液的仪器名称是             。
（2）为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：

i灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是            （从下列仪器中选出所需仪器，将标号字母填写在空白处）；
A 烧杯    B 坩埚    C 表面皿    D 泥三角    E 酒精灯
ii步骤③的实验选择上述装置图              （填图的序号）；
iii步骤⑤的实验操作名称是_____________；
iV步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘，同时回收苯，该步骤的实验操作名称是          _，选择上述装置图         （填图的序号）。

铁、铜单质及其化合物应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl₂·2H₂O)，为制取纯净的CuCl₂·2H₂O，首先将其制成水溶液，然后按如图步骤进行提纯：

已知Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH，见下表：

	Fe^3+	Fe^2+	Cu^2+
氢氧化物开始沉淀时的pH	1.9	7.0	4.7
氢氧化物完全沉淀时的pH	3.2	9.0	6.7

请回答下列问题：
（1）得到溶液II，需加入氧化剂X, 最适合作氧化剂X的是         （填编号，否则不给分）。
A．K₂Cr₂O₇     B．NaClO     C．H₂O₂    D．KMnO₄
（2）加入氧化剂X的目的是               。
（3）为了除去Fe³⁺，需加入物质Y调节溶液的PH值为                
（4）最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl₂·2H₂O晶体?             (填“能”或“不能”)。若能，不用回答；若不能，回答该如何操作?                    。
（5）已知Fe(OH)₃的Ksp=1×10^-35mol⁴/L⁴；若Fe³⁺沉淀完全时，在溶液中Fe³⁺的浓度为1×10^-5mol/L，则此时溶液的pH最小为                .

实验室有一包固体粉末样品可能是MgCO₃、Fe₂O₃和FeO的混合物。
Ⅰ.甲学生设计实验方案，以确定样品中是否含有FeO。除样品外，实验室只提供以下试剂：
KMnO₄溶液、盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、NaOH溶液，请你描述甲学生的实验操作步骤、现象及结论：____________________。
Ⅱ．经甲学生实验确定该样品中不存在FeO，乙学生想在甲学生的实验基础上进一步来测定混合物中Fe₂O₃的含量：乙学生准备用如图所示各仪器按一定顺序连接成一套完整的装置进行实验，以测定Fe₂O₃的质量分数．

请回答下列问题：
（1）盛装盐酸的仪器的名称是         ，装置的连接顺序是：        →        →       →       （填图中字母序号，各仪器只能选用一次）．
（2）实验过程中需要持续通入空气，其作用除可以起到“搅拌”A、D中反应物以实现充分反应外，还有一个重要作用是：________________ ．
（3）为提高测定的准确度，在B中最应加入的物质是：          （填编号）．
a．饱和NaHCO₃溶液    b．蒸馏水     c．浓硫酸      d．NaOH溶液
（4）在进行乙学生的实验方案评价时，有学生认为不必测定A中沉淀的质量，而只要测出装置A在吸收反应产生的气体前后的质量差，就能完成实验要求．实验证明，若用此法测得Fe₂O₃的质量分数将         （填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

硫酸亚铁晶体（FeSO₄•7H₂O）在医药上常作补血剂，某课外研究小组测定该补血剂中铁元素的含量，其实验步骤如下：

请回答下列问题：
（1）证明操作Ⅰ滤液中含有Fe²⁺的方法之一是向滤液中加入NaOH溶液，现象为           ，步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式为            ．
（2）写出步骤Ⅳ中一系列处理的操作步骤：过滤、            、灼烧、           、称量．
（3）若实验无损耗，则每片补血剂中含铁元素          g．
（4）该小组有些同学认为用酸性KMnO₄溶液滴定也能进行铁元素含量的测定．
①该实验原理用离子方程式可表示为            ．
②实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需           ．
③该实验中的KMnO₄溶液需要酸化，用于酸化的酸是            ．
a．稀硝酸    b．稀硫酸    c．稀盐酸    d．浓硝酸
④若取m g该补血剂用0.1mol•L^﹣1的KMnO₄溶液进行滴定，在此实验过程中共用去KMnO₄溶液100mL，则该补血剂中铁元素的质量分数为           ．

有一固体混合物，可能由Na₂CO₃、Na₂SO₄、CuSO₄、CaCl₂、KCl等混合而成，为检验它们，做了如下实验：
①将固体混合物溶于水，搅拌后得无色透明溶液；
②往此溶液中滴加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成；
③过滤，将沉淀物置于足量稀硝酸中，发现沉淀全部溶解．
试判断：
（1）固体混合物中肯定有              ，肯定没有           ，可能有           ．
（2）写出实验③中的离子方程式：                      ．
（3）对可能有的物质进行确认，把③的滤液做进一步鉴别操作，写出你所设计的实验方案（包括具体操作步骤和实验现象）                ．

草木灰中富含钾盐，主要成分是碳酸钾，还含有少量氯化钾和硫酸钾等。现从某草木灰样品中提取钾盐，并检验其中的CO₃^2－、SO₄^2－和Cl^－。
（1）从草木灰中提取钾盐的实验操作步骤如下，请补充完整：
①                       ②过滤 ③蒸发浓缩 ④冷却结晶 ⑤过滤。
（2）上述操作中需要用到玻璃棒的是                   （填序号）。
（3）将制得的少量晶体加水溶解后，分别置于三支试管中。
①向第一支试管中加入少量稀盐酸，可观察到               ，说明溶液中存在          离子。
②向第二支试管中加入                          ，可观察到               ，说明溶液中存在SO₄^2－。③向第三支试管中先加入足量Ba(NO₃)₂溶液，过滤后，再向滤液中加入足量             溶液，可观察到白色沉淀，说明溶液中存在Cl^－。其中，加入足量Ba(NO₃)₂溶液的目的是                   。

掌握仪器名称、组装及使用方法是中学化学实验的基础，下图为两套实验装置：

（1）写出下列仪器的名称：A．           B．           C．___________
（2）若利用装置I分离四氯化碳和酒精的混合物，还缺少的仪器是           ，将仪器补充完整后进行实验，温度计水银球的位置在            处。冷凝水的进出方向为              。
（3）现需配制0.1mol/LNaOH溶液450mL，装置II是某同学转移溶液的示意图。
①图中的错误是        。除了图中给出的的仪器和托盘天平外，为完成实验还需的仪器有：          。
②根据计算得知，所需NaOH的质量为               g

测定硫酸铜晶体（CuSO₄·xH₂O）中x值的实验过程如下。完成下列填空:

（1）设待测硫酸铜晶体的化学式为CuSO₄·xH₂O ，则该硫酸铜晶体受热失去全部结晶水的化学方程式为              。

（2）下列是实验中用到的几种仪器，仪器与对应名称正确的是          。（填序号）
（3）“冷却”操作应在            （填仪器名称）中进行，“灼烧”时热源选用的是酒精灯而不是酒精喷灯，理由是                          。
（4）恒重操作的目的是                 。
（5）测定硫酸铜晶体结晶水含量时，若实验结果偏低，原因可能是           。（填序号）
a．坩埚未完全干燥               b．加热过程中晶体有少量溅失
c．坩埚上沾有受热不分解的杂质    d．加热后未放入干燥器中冷却
（6）下面是某学生实验的一次数据，请完成计算

加热前质量	加热后质量
m1	m2	m3	m4
11．721g	22．692g	18．631g	a

①若无需再进行第三次称量，则a的数值范围应为            。
②若加热后坩埚与固体总质量为18．631g，实测值x=             （保留两位小数）
③若理论值x=5,则该实验的相对误差是           。

实验题组
Ⅰ．下图所示的实验，能达到实验目的的是           。

A	B	C	D
验证化学能 转化为电能	验证温度对化学平衡的影响	验证铁 发生析氢腐蚀	验证AgCl 溶解度大于Ag2S

Ⅱ．某同学为了验证Fe³⁺是否能氧化H₂SO₃生成了SO₄^2–，他用50mL0.1mol/LFeCl₃溶液吸收制取SO₂气体的尾气，再进行以下实验：
（1）向FeCl₃溶液中通入一定量的SO₂，反应的离子方程式：            ；
（2）检验吸收液中SO₄^2–的方法：                                 ；
（3）吸收液中除了含有H⁺、Cl^–、SO₄^2–以外，对其它成份（Fe³⁺、Fe²⁺、H₂SO₃）的可能组合进行探究：
①提出假设。
假设1：溶液中存在Fe³⁺、Fe²⁺；
假设2：溶液中存在                         ；
假设3：溶液中存在Fe²⁺ 而不存在H₂SO₃（二者恰好完全反应）。
②设计方案、进行实验，验证假设。请在表中写出实验步骤以及预期现象和结论（可以不填满）。限选实验试剂和仪器：试管、滴管、0.1moLL^-1KMnO₄、0.1moLL^-1KSCN溶液、品红溶液。

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：用试管取样品溶液2～3mL，再用滴管取	（1） 若出现红色，则假设1成立； （2）若未出现红色，则假设2或假设3成立。
步骤2：

 

已知下列数据：

物  质	2,4,6   熔点/℃	沸点/℃	密度/g·cm^－3
乙  醇	－114	78	0.789
乙  酸	16.6	117.9	1.05
乙酸乙酯	－83.6	77.5	0.900
浓H2SO4		338	1.84

实验室制乙酸乙酯的主要装置如上图I所示，主要步骤为：①在30mL的大试管中按体积比1：4：4的比例配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合液；②按照图I连接装置，使产生的蒸气经导管通到15mL试管所盛饱和Na₂CO₃溶液(加入1滴酚酞试液)上方2mm~3mm处，③小火加热试管中的混合液；④待小试管中收集约4mL产物时停止加热，撤出小试管并用力振荡，然后静置待其分层；⑤分离出纯净的乙酸乙酯。
请同学们回答下列问题：
（1）步骤①中，配制这一比例的混合液的操作是                   。
（2）写出该反应的化学方程式                     。浓H₂SO₄的作用是                     。
（3）步骤③中，用小火加热试管中的混合液，其原因是：                        。
（4）步骤④所观察到的现象              ，写出原因是_______________。
（5）步骤⑤中，分离出乙酸乙酯选用的仪器是________，产物应从_______口倒出，因为______________。
（6）为提高乙酸乙酯的产率，甲、乙两位同学分别设计了如上图甲、乙的装置(乙同学待反应完毕冷却后再用饱和Na₂CO₃溶液提取烧瓶中产物)。你认为         装置合理，因为              。

过氧化钙（CaO₂）是一种白色、无毒、难溶于水的固体，能杀菌消毒，广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。工业生产过程如下：
①在NH₄Cl溶液中加入Ca（OH）₂；
②在第①步的生成的产物中加入30% H₂O₂，反应生成CaO₂•8H₂O沉淀；
③经过陈化、过滤，水洗得到CaO₂•8H₂O，再脱水干燥得到CaO₂。
完成下列填空:
（1）第①步反应的化学方程式为    ________。
（2）生产中可循环使用的物质是            。
（3）检验CaO₂•8H₂O是否洗净的方法是    ________________  。
（4）已知CaO₂在350℃迅速分解生成CaO和O₂。如图是实验室测定产品中CaO₂含量的装置（夹持装置省略）。

若所取产品质量是m g，测得气体体积为V mL（已换算成标准状况），则产品中CaO₂的质量分数为       （用字母表示）。过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有    ______  。

海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是

A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴

B．粗盐可采用除杂、过滤、蒸发结晶等过程提纯

C．工业生产常选用NaOH作为沉淀剂

D．单质溴可用SO2将其还原吸收

某工厂的废液经测定其主要含有乙醇，此外还有丙酮、乙酸和乙酸乙酯。以上各物质的沸点如下：

物质	丙酮	乙酸乙酯	乙醇	乙酸
沸点／℃	56.2	77.06	78	117.9

现拟通过下列步骤回收乙醇和乙酸：
①向废液中加入甲溶液；②将混合液放入蒸馏器中缓缓加热；③收集温度在70℃~85℃之间的馏出物；④排出蒸馏器中的残液，冷却后向其中加入乙溶液(过量)，然后再放入蒸馏器中进行蒸馏，收集馏出物.
可选用试剂:A. 烧碱溶液    B. 浓硫酸     C.饱和食盐水    D. 浓盐酸
请回答下列问题：
(l)乙醇的沸点比丙酮沸点高的主要原因是                  
（2）加入甲溶液是_________,(填A B C D序号)，涉及到的反应方程式:
（3）在70℃~85℃时馏出物的主要成分为________________________。
（4）在步骤④中加入过量的乙溶液是_________。(填A B C D序号),
（5）最后蒸馏的温度控制在____________。
（6）在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是：__________(填标号)

如果蒸馏前忘记加沸石，液体温度已接近沸点时，应该如何处理？___________________

下图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物，填写下列空白：

（1）装置中①、②、③可以检验出的物质是①      ____，②____________，③_____________。
（2）浓硫酸与木炭粉反应的化学方程式：____________________。
（3）②中第一瓶品红溶液的作用是_________________，第二瓶品红溶液的作用是_________________，酸性KMnO₄溶液的作用是__________________。
（4）证明产生的气体中含有CO₂的现象是：___________________。

大多数非金属元素有含氧酸根离子，某些金属元素也有含氧酸根离子：
MnO₄^－、MnO₄^2－、Cr₂O₇^2－等。某无机盐M是一种优良的氧化剂，为确定其化学式，某小组设计并完成了如下实验：

已知：
①无机盐M仅由钾离子和一种含氧酸根组成，其原子个数比为2：1：4
②如图中，将1.98g该无机盐溶于水，滴加适量稀硫酸后，再加入1.12g还原铁粉，整个过程无气体生成，恰好完全反应得混合溶液N．
③该小组同学将溶液N分为二等份，分别按路线Ⅰ、路线Ⅱ进行实验．
④在路线Ⅱ中，首先向溶液N中滴加适量KOH至元素X刚好沉淀完全，过滤后将沉淀在空气中充分灼烧得纯净的Fe₂O₃粉末1.20g；再将滤液在一定条件下蒸干，只得到3.48g纯净的不含结晶水的正盐W．
请按要求回答下列问题：
（1）由路线Ⅰ的现象可知，溶液N中含有的阳离子是                ．
（2）由实验流程图可推得，含氧酸盐W的化学式是              ；由路线Ⅱ可知，1.98g无机盐M中所含钾元素的质量为           g．
（3）无机盐M与1.12g还原铁粉恰好完全反应生成溶液N的化学反应方程为         ．