高中化学物质检验实验方案的设计实验题

蒸馏是实验室制备蒸馏水的常用方法。下图是实验室制取蒸馏水的常用装置。

（1）图中明显的错误是                。
（2）仪器A的名称是              ，仪器B的名称是                 。
（3）实验时，A中除加入适量自来水外，还需加入少量     ，其作用是          。

某无色透明溶液可能含有下列离子：K⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Ba²⁺、NO₃^－、SO₄^2－、HCO₃^－、Cl^－，取该溶液进行如下实验：
①用蓝色石蕊试纸检测该溶液，试纸显红色；
②取溶液少许，加入铜片和稀硫酸共热，产生无色气体，该气体遇空气立即变为红棕色；
③取溶液少许，加入氨水有白色沉淀生成，继续加入过量氨水，沉淀不消失；
④取溶液少许，滴入氯化钡溶液产生白色沉淀；
⑤取实验④后的澄清溶液，滴入硝酸银溶液产生白色沉淀，再加入过量的稀硝酸，沉淀不消失。
请回答下列问题：
（1）用简要语言描述在实验①中的操作
（2）根据上述实验判断原溶液中肯定存在的离子是______________，肯定不存在的离子是__________。
（3）写出与②③两个实验有关的离子方程式：
②___________________________        ③_________________________

增加反应物浓度可以加快化学反应速率。已知：反应Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂+S↓+H₂O出现浑浊的快慢与浓度有关。现有0.1mol/L的Na₂S₂O₃溶液和0.1mol/L的H₂SO₄溶液和蒸馏水；实验用品有：烧杯、试管、量筒、胶头滴管、秒表等，请设计一个实验通过较明显的实验事实证明上述结论(说明实验操作、现象及结论)。

（1）下列有关实验操作或结果的说法中正确的是                 

A．将pH试纸用蒸馏水湿润后，测量某溶液的pH

B．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡

C．滴定管洗净后经蒸馏水润洗后，即可注入标准液进行中和滴定实验

D．电解盐酸溶液后（盐酸过量），再通入一定量HCl气体时，电解质溶液可恢复到和原来一样

E．用广泛pH试纸测量Na₂S溶液的pH时，得pH=10.5
F．实验室在配制FeCl₃溶液时，先将FeCl₃溶于一定量的浓盐酸中，再加蒸馏水稀释至所需浓度
（2）某同学在帮助老师整理实验室的化学试剂时，发现一盛有无色溶液的试剂瓶，标签破损(如右图)，请你根据已掌握的知识，对该试剂可能是什么物质的溶液作出猜想，并设计实验加以验证。

①猜想：这种试剂可能是_____________________；
②简述验证的实验方案：                                             。

某同学用中和滴定法测定某烧碱的纯度，实验过程如下：
（1）配制待测液：称取4.1 g固体烧碱样品(杂质不与酸反应)配制成250 mL溶液.
（2）滴定
①用____________量取10.00 mL待测液．
②向锥形瓶中加入几滴酚酞，用0.2010 mol·L^－1的标准盐酸滴定待测烧碱溶液，边滴边摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化，直到______________________时停止滴定．
（3）数据处理

实验次 序编号	盐酸溶液体积 V/mL	氢氧化钠溶液体积 V/mL
1	19.90	10.00
2	20.10	10.00
3	22.00	10.00
4	20.00	10.00

根据上述表格，选取合适的数据，计算待测烧碱溶液的浓度为________________，烧碱的纯度为________（保留两位小数）。
（4）一定物质的量浓度溶液的配制和酸碱中和滴定是中学化学中两个典型的定量实验。某研究性学习小组在实验室中配制盐酸标准溶液，然后用其滴定某未知浓度的NaOH溶液。下列有关说法中正确的是（多选）（     ）
A．实验中所用到的滴定管、容量瓶，在使用前均需要检漏
B．如果实验中需用80 mL的稀盐酸标准溶液，配制时应选用100 mL容量瓶
C．容量瓶中含有少量蒸馏水，会导致所配标准溶液的浓度偏小
D．酸式滴定管用蒸馏水洗涤后，即装入标准浓度的稀盐酸，则测得的NaOH溶液的浓度将偏大
E．配制溶液时，定容时俯视读数，则导致实验结果偏大
F．中和滴定时，若在最后一次读数时俯视读数，则导致实验结果偏大
G．锥形瓶用蒸馏水洗浄后，有少量蒸馏水残留，则导致实验结果偏小
H．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定后气泡消失，则导致实验结果偏大

Ⅰ．下图是实验室制备乙酸乙酯的装置图，填写下列空白。

（1）试管A中加入沸石的作用是：__________。导管B的作用是导气和___________。
（2）试管C中的饱和碳酸钠溶液作用是：溶解乙醇、中和乙酸、____________。装置中通蒸汽的导管要插在溶液的液面以上，不能插在溶液中，目的是：________________。
（3）要将乙酸乙酯从试管C的混合物中分离出来，必须用到的仪器是_________。
Ⅱ．下图是实验室石油分馏的装置图，填写下列空白。

（4）A仪器的名称是____________，B仪器的名称是____________，B仪器内的水流方向是_______________（选答“上进下出”或“下进上出”）。

NaCl中混有少量的硝酸钾，要除去硝酸钾，所用的方法是___________________,汽油和水的混合物分离的方法是____________

除去下列溶液的少量杂质，根据要求填空。

物质	杂质	选用试剂	离子方程式
NaNO3	NaCl
KCl	K2CO3
NaHCO3	Na2CO3

 

(11分)粗食盐中除含有钙离子、镁离子、硫酸根离子等可溶性杂质外，还含有泥砂等不溶性杂质。我们食用的精盐是用粗食盐提纯而得到的。通过教材中“粗盐的提纯”及你做过的该实验回答下列问题。
（1）检验SO₄^2-已经沉淀完全的操作是：                                          。
（2）在粗盐经过溶解→过滤后的溶液中最后滴加饱和Na₂CO₃溶液，直至不再产生沉淀为止。请问这步操作的目的是                                                。
（3）将经过操作（2）后的溶液过滤,滤液中含NaOH和Na₂CO₃两种杂质,写出除去这两种杂质的化学方程式                            、                             。

(17分)实验室中有三瓶失去标签的酸，分别是浓硫酸、浓盐酸和浓硝酸。
（1）有同学认为，用金属铜做试剂可鉴别上述三种酸，请用化学方程式和必要的文字加以说明。____________________________________________________________________。
（2）请设计一个实验装置，使铜与稀硫酸反应生成硫酸铜与氢气。在下面的方框内画出装置图，并标明电极材料名称和电解质溶液名称。

（3）实验室中欲用浓硫酸配制2.0mol·L^-1的稀硫酸500mL。
①实验过程中所需仪器除了量筒、烧杯、玻璃棒外，还需要的仪器有____________________；
②下列操作中造成所配溶液浓度偏低的是_____________。
a．用量筒量取浓硫酸时仰视刻度线
b．定容时俯视刻度线
c．转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容
d．定容后摇匀，发现液面低于刻度，未补加蒸馏水至刻度
（4）下图所示为实验室模拟工业上利用氨催化氧化法制备硝酸的实验

用装置A制备干燥氨气，装置B制备干燥氧气。
①装置A的试管中发生反应的化学方程式为_______________________________。
装置B的烧瓶内发生反应的化学方程式为__________________________________。
②下列关于A、B装置的叙述不正确的是__________
a．若选择合适的试剂，用B装置也可制备氨气
b．实验过程中，A、B装置中一定有一个发生氧化还原反应
c．U形管中的试剂可以相同，但作用不相同
③按照a接c，b接d的顺序连接装置进行实验。
玻璃管内发生反应的化学方程式为___________________________________。
实验结束后，某同学测得装置C中试管内所得溶液的pH＜7，得出的结论为该溶液一定是硝酸。该结论__________（填“严密”或“不严密”），你的理由是_____________________________。

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）。

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           。

为除去粗盐中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄²⁺以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下（用于沉淀的试剂稍过量）：

（1）第⑤步实验操作需要烧杯、____________、___________等玻璃仪器。
（2）第④步中，相关的离子方程式是：                      。
（3）步聚2中，判断沉淀已完全的方法是：                           。
（4）除杂试剂Na₂CO₃、NaOH、BaCl₂加入的顺序还可以是         
（5）为检验精盐纯度，需配制100 mL 1 mol/L NaCl溶液，右图是该同学转移溶液的示意图，图中的错误是         

（6）配制100 mL 1 mol/L NaCl溶液过程中，下列操作情况会使结果偏低的是         

A．称量时，托盘天平左盘加砝码，右盘加氯化钠

B．移液前，容量瓶中有少量蒸馏水未倒出

C．定容时，仰视容量瓶刻度线观察液面

D．定容后，倒置容量瓶摇匀经平放静置，液面低于刻度线。

下图所示是分离混合物时常用的仪器，回答下列问题:

（1）写出仪器C、E的名称                 、                
（2）分离以下混合物应该主要选用上述什么仪器？（填字母符号）
①NaCl固体和泥沙：                  ②花生油和水：             
（3）若向C装置中加入碘水和足量CCl₄，充分振荡后静置，观察到现象是:C内液体分两层，上层液体         色，下层液体          色。
（4）碘单质和溴单质有相类似的性质，都可以用有机溶剂萃取水溶液中的单质，若利用C仪器提取溴水中的溴单质，下列有机溶剂中不能选用的是：           
A.汽油          B.CCl₄           C.酒精          D.醋酸

下列各组物质的分离或提纯，应选用下述方法的哪一种？（填字母即可）

A．分液

B．过滤

C．萃取

D．蒸馏 E、蒸发结晶

（1）除去  CaCl₂溶液中悬浮的 CaCO₃            ；
（2）从碘水中提取碘         ；
（3）用自来水制取蒸馏水            ；
（4）分离植物油和水         ；
（5）除去 NaCl 中所含的少量 KCl         ；