高中化学物质检验实验方案的设计实验题

某课外小组研究铝土矿中Al₂O₃的含量。查阅资料得知，铝土矿的主要成分是Al₂O₃，杂质是Fe₂O₃、SiO₂等。从铝土矿中提取Al₂O₃的过程如下：

（1）固体B的主要用途有（写出1条即可）                           。
（2）第①步，向铝土矿中加入足量烧碱溶液，充分反应，发生反应的离子方程式是：                 ；                  。
（3）第③步中，生成氢氧化铝的离子方程式是                  。 若往A溶液中通入足量CO₂，请写出可能发生反应的离子方程式______________。
（4）工业上制取AlCl₃用Al₂O₃与C、Cl₂在高温条件下反应，每消耗0.5 mol碳单质，转移1 mol电子，反应的化学方程式是_____________________。
（5）将实验过程中所得固体精确称量。课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，求该铝土矿中Al₂O₃的质量分数。(写出计算过程，计算结果保留一位小数)

海带中含有丰富的碘。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：

请填写下列空白：
1、步骤⑤的方法是       用到的主要仪器是：                
2、检验碘的存在可以用          试剂，现象是               。
碘的用途有             。

丁烷在一定条件下裂解可按两种方式进行：
C₄H₁₀C₂H₆+C₂H₄，    C₄H₁₀ CH₄+C₃H₆。
下图是某化学兴趣小组进行丁烷裂解的实验流程。(注：CuO能将烃氧化成CO₂和H₂O，G后面装置与答题无关，省略)

按上图连好装置后，需进行的实验操作有：①给D、 G装置加热；②检查整套装置的气密性；③排出装置中的空气等
⑴这三步操作的先后顺序依次是____             _____。
⑵氧化铝的作用是___    _           ，
写出甲烷与氧化铜反应的化学方程式            ；             
⑶B装置所起的作用是____________          ______。
⑷若对E装置中的混合物(溴水足量)，再按以下流程实验：

①操作I、操作II分别是            、           ；
②已知D的氢核磁共振谱图上只有一种峰，则D的结构简式           ；           
③Na₂SO₃溶液的作用是            ；                        
(5)假定丁烷完全裂解，当(E+F)装置的总质量比反应前增加了0.7 g， G装置的质量减少了1.76 g，则丁烷的裂解产物中甲烷和乙烷的物质的量之比n (CH₄) : n (C₂H₆) =______(假定流经D、G装置中的气体能完全反应)

实验室常利用甲醛法测定某(NH₄)₂SO₄样品中氮的质量分数，其反应原理为：4NH₄⁺＋6HCHO = 4H⁺ ＋(CH₂)₆N₄＋6H₂O，然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验：
步骤①用电子天平准确称取样品1.5000 g。
步骤②将样品溶解并冷却后，完全转移到250 mL容量瓶中，定容，充分摇匀。
步骤③移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中，加入10 mL 20%的中性甲醛，摇匀、静置5min，加入2滴酚酞试液，用NaOH标准溶液滴定到终点。重复步骤③操作2次。
（1）根据步骤③填空：
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后，直接加入NaOH标准溶液进行滴定，则测得样品中氮的质量分数将       （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后，水未倒尽，则滴定时用去NaOH标准溶液的体积将      
（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察       。
A．滴定管内液面的变化
B．锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时，酚酞指示剂由    色变为     色，半分钟内不退色。
⑤滴定后俯视读数，测得样品中氮的质量分数将     （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
（2）滴定结果如下表所示：

滴定次数	待测溶液的体积/mL	标准溶液的体积
滴定前刻度/mL	滴定后刻度/mL
1	25.00	1.02	21.04
2	25.00	2.00	22.00
3	25.00	0.20	20.21

    若NaOH标准溶液的浓度为0.1000 mol·L^-1，则该样品中氮的质量分数为         。（保留两位小数）

某白色粉末其成分可能是碳酸钠和亚硫酸钠的一种或两种组成。请完成对该白色粉末成分的探究：
限选实验仪器：药匙、试管、单孔塞、导管、玻璃棒、滴管、带铁夹的铁架台。
限选实验试剂：1 mol·L-1H2SO4、3％H2O2、澄清石灰水、品红试液。
（1）提出合理假设
假设1：该白色粉末成分为亚硫酸钠；
假设2：该白色粉末成分为碳酸钠；
假设3：　　　　                                                　　　。
（2）设计实验方案证明（1）的假设
（3）实验过程
根据（2）的实验方案，进行实验。写出实验操作步骤、预期现象与结论。

实验操作	预期现象与结论
步骤1：检查装置气密性（略）
步骤2：
步骤3：

在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化纳作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品、用上图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。

（1）A是实验室制取CO₂的装置。写出A中发生反应的离子方程式：               。
（2）B装置中装有饱和的NaHCO₃溶液，其作用是：                 　         。
（3）写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：                             。
该反应中氧化剂是        ，还原剂是         ，反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为             。

某固体混合物可能由Al、(NH₄)₂SO₄、MgCl₂、AlCl₃、FeCl₂中的一种或几种组成，现对该混合物作如下实验，所得现象和有关数据如图所示(气体体积数据已换算成标准状况下的体积)：

回答下列问题：
（1）混合物中是否存在FeCl₂  ___(填“是”或“否”)；
（2）混合物中是否存在(NH₄)₂SO₄   ___(填“是”或“否”)，你的判断依据是                                                                      。
（3）写出反应④的离子反应式：                __               。
（4）请根据计算结果判断混合物中是否含有AlCl₃(说出你的计算依据，不要求写计算过程)
                                             。
（5）把AlCl₃溶液中加热浓缩蒸干，不能得到AlCl₃·6H₂O晶体，请你设计一个可行的简易实验方案，怎样从溶液中得到较纯的AlCl₃·6H₂O晶体。
                                                                             
                                                                            。

某学生设计了如下实验：

回答下列问题
(1)该同学的实验目的是                   ；
(2)上图括号内的操作步骤均为              ；
(3)按此实验方案得到的NaCl固体中肯定含有       (填化学式)杂质；为了解决这个问题可以向过滤得到的滤液中加入适量的       ；
（4）写出生成B的离子方程式：                             

某校化学小组的同学用如图装置对炭与浓硫酸的反应的产物进行验证，请回答以下问题：

（1）A中炭与浓硫酸反应的化学方程式                                 ；
（2）若要验证炭与浓硫酸反应的产物，用BCDE装置进行验证，所用药品如下

A．品红溶液	B．酸性高锰酸钾溶液
C．澄清石灰水	D．氢氧化钠溶液

其中B装置中的药品为       ，其作用是                   ；
C装置中的药品      ,其作用是                                   ；
D装置中的药品      ,其作用是                                  ；
E装置中的药品       ,其作用是                                   。

某同学为了验证海带中含有碘，拟进行如下实验，请回答相关问题
⑴第1步：灼烧。操作是将足量海带放到     灼烧成灰烬。
A．试管    B．瓷坩埚
⑵第2步：Iˉ溶液的获取。操作是将灰烬转到烧杯中，加适量蒸馏水，用       充分搅拌，煮沸，             。（填操作名称）
⑶第3步：氧化。操作是依次加入合适的试剂。下列氧化剂最好选用    。（填代号）A．新制氯水  B．H₂O₂ C．KMnO₄溶液
理由是                                          。
⑷第4步：碘单质的检验。操作是取少量第3步的溶液，滴加淀粉溶液，如果溶液显蓝色，则证明海带中含碘。

下列物质的转化或分离是用哪种方法实现的?

A．溶解

B．裂解

C．分馏

D．裂化 E．干馏 F．蒸馏

G．电解     H．过滤     I．萃取
请将所选方法的字母代号填在横线上(每一项只填写一种最主要的方法)
（1）把煤转化为焦炉气、煤焦油和焦炭等      
（2）从原油中分离出汽油、煤油、柴油等      
（3）将海水淡化      ；（4）除去粗盐溶液中的泥沙       
（5）从海水得到的无水MgCl₂中提取金属镁      
（6）海水提溴获得的溴水中，提取溴单质      。

碘是人体必须的元素之一，海洋植物如海带、海藻中含有丰富的以碘离子形式存在的碘元素。在实验室中，从海藻里提取碘的流程和实验装置如下：

（1）指出上述提取碘的过程中有关实验操作的名称：步骤③_________，步骤⑤____________
（2）写出步骤④对应反应的离子方程式 _____________________________
（3）步骤④中若不用氯气，可以选择滴加稀硫酸，再加入H₂O₂,则反应的离子方程式________
（4）提取碘的过程中，可选择的有机试剂是_______________

A．酒精

B．醋酸

C．四氯化碳

D．苯

（5）为了使海藻灰中的碘离子转化为碘的有机溶液，即完成步骤③至⑤,实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网、以及必要的夹持仪器和物品，尚缺少的两种玻璃仪器是____________________________________________
（6）从含碘的有机溶剂中提取碘和回收有机溶剂，还需要经过蒸馏。指出下图实验装置中存在的错误之处（1处）：                        

（7）请设计出一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法           。

某综合实践活动小组到自来水厂进行参观，了解到源水处理成自来水的工艺流程示意图如下：

⑴源水中含Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^－、Cl^－等，加入CaO后生成Ca(OH)₂，进而发生若干复分解反应，试写出其中的一个离子方程式                                              。
⑵加入凝聚剂可以除去其中的悬浮固体颗粒，其过程是          。（填写下列各项的序号）①只有物理过程，无化学过程  ②只有化学过程，无物理过程 ③既有化学过程又有物理过程；
FeSO₄·7H₂O是常用的凝聚剂，加入后，最终生成红褐色胶状沉淀，则这种红褐色胶状沉淀是        。用化学反应方程式表示实验室制备该胶体的方法：                   
⑶通入二氧化碳的目的是                      和                    。
⑷气体A的作用是                                                。
⑸下列物质中，          可以作为气体A的代替品。（填写下列各项的序号）
①ClO₂         ②浓氨水     　　③SO₂                   ④浓硫酸

铁是人体必须的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”（主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色）是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe^2＋的存在，设计并进行了如下实验：

⑴试剂1是            ，试剂2是             ，加入新制氯水后溶液中发生的离子反应方程式是                           ，                                ；
⑵加入试剂2后溶液中颜色由淡黄色转变为淡红色是因为                        ，写出＋2价Fe在空气中转化为＋3价Fe的化学方程式                           ；
⑶该同学猜想血红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的＋3价铁被还原为＋2价铁，你认为该同学的猜想合理吗？                。若你认为合理，请说明理由（若你认为不合理，该空不要作答）                        ；若你认为不合理请提出你的猜想并设计一个简单的实验加以验证（若你认为合理，该空不要作答）                                。

某化学兴趣小组需制备22.4 LSO₂气体（标准状况），他们依据化学方程式Zn＋2H₂SO₄(浓)ZnSO₄＋SO₂↑＋2H₂O计算后，取65.0 g锌粒与98％的浓硫酸(ρ＝1.84 g/cm³)110mL充分反应，待锌粒全部溶解后，收集所得气体X。经测定其中含有气体杂质。
(1)化学兴趣小组所制得的气体X中混有的主要杂质气体可能是        (填分子式)。产生这种结果的主要原因是（用离子方程式表示）                                    。
(2)为了检验主要杂质气体的成分，化学兴趣小组的同学设计了如下实验，对气体(X)取样进行认真探究。

①组装好仪器后，盛放药品前，必要的一个操作是                           。
②A中加入的试剂可能是             ，作用是                           。
B中加入的试剂可能是             ，作用是                           。
③证实气体X中混有较多杂质气体，应观察到C中的实验现象是                    ，D中最好选择的试剂是                。
(3)假定气体在吸收过程吸收完全，对上述装置略加改进，可以粗略测定X气体中SO₂的体积分数。改进时可选用的下列仪器为                    (填代号)。
a.导管　b.水槽  c.广口瓶　d.容量瓶　e.量筒　f.单孔塞　g.双孔塞