高中化学物质检验实验方案的设计实验题

请你按要求填写下表，以除去下列物质中所混有的少量杂质。

混合物	实验方案	反应化学方程式
(1)铁粉中混有少量铝粉
(2)Na2CO3固体中混有少量NaHCO3
(3)FeCl3溶液中混有少量FeCl2

纳米TiO₂在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。
制备纳米TiO₂的方法之一是TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O，经过滤、水洗除去其中的Cl^-- ，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO₂ 。用氧化还原滴定法测定TiO₂的质量分数：一定条件下，将TiO₂溶解并还原为Ti³⁺，再以KSCN溶液作指示剂，用NH₄Fe(SO₄)₂标准溶液滴定Ti³⁺至全部生成Ti⁴⁺。
请回答下列问题：
（1）TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O的化学方程式为_______________________________。
（2）检验TiO₂·x H₂O中Cl^－是否被除净的方法是______________________________。
（3）配制NH₄Fe(SO₄)₂标准溶液时，加入一定量H₂SO₄的原因是_________________；
使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需要下图中的_____（填字母代号）。

（4）滴定终点的现象是___________________________________________________。
（5）判断下列操作对TiO₂质量分数测定结果的影响（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
①若在配制标准溶液过程中，烧杯中的NH₄Fe(SO₄)₂溶液有少量溅出，使测定结果__________。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，使测定结果_________。

有一种工业废水，已知其中含有大量的FeSO₄，少量的Ag⁺和Na⁺，以及部分污泥。现设计了一个既经济又合理的方法以回收金属银、硫酸亚铁。以下列出实验步骤，试说明每一步骤的目的(不必写化学方程式)。
(1)过滤                                  
(2)滤液中加入过量铁粉                        
(3)过滤                                              
(4)将混有铁粉的Ag用稀硫酸处理，                           
(5)过滤                                    
(6)将第(3)和(5)步的滤液合并，蒸发浓缩，冷却，                       
(7)过滤，                                      

选择下列实验方法分离物质，将分离方法的序号填在横线上
A 萃取分液法   B 结晶法  C 分液法   D 蒸馏法  E 过滤法     F 升华
①_____分离饱和食盐水与沙子的混合物。
②_____分离水和汽油的混合物。
③______分离四氯化碳（沸点为76.75℃）和甲苯（沸点为110.6℃）的混合物。
④_____从碘的水溶液里提取碘。
⑤______从硝酸钾和氯化钠的混合液中获得硝酸钾。
⑥     分离氯化钠晶体和碘单质。

实验室里需要纯净的氯化钠溶液，但手边只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠。某学生设计了如下方案：

如果此方案正确，那么：
（1）操作①可选择_____或_____仪器。
（2）操作②是否可改为加硝酸钡溶液？为什么？_______________________________。
（3）进行操作②后，如何判断SO已除尽，方法是__________。
（4）操作③的目的是_________，为什么不先过滤后加碳酸钠溶液？理由是________。
（5）操作④的目的是____________________________________。

欲除去硝酸钾固体中混有的少量氯化钾杂质，某学生进行如下实验操作。回答下列问题：
⑴溶解样品。该过程所需的仪器有_______________________________________________。
⑵向溶解后的溶液中加入适量的 ____________ （填化学式）溶液，使氯化钾转化为沉淀。
⑶将混合液进行过滤，过滤装置和操作如图所示，指出图中的两处错误：

① _____________________________________  ；
② _____________________________________  。

下列实验操作不正确的是                   （填字母代号）。

A．在催化剂存在的条件下，苯和溴水发生反应可生成无色、比水重的液体溴苯。

B．将铜丝弯成螺旋状，在酒精灯上加热变黑后，立即伸入盛有无水乙醇的试管中，完成乙醇氧化为乙醛的实验。

C．醇中含有少量水可加入生石灰再蒸馏制得无水乙醇。

D．验证蔗糖的水解产物时，将蔗糖和稀H2SO4溶液混合，水浴加热使其充分水解，然后用稀的NaOH溶液使其呈碱性后，再滴加银氨溶液。

F．验证溴乙烷水解产物时，将溴乙烷和氢氧化钠溶液混合，充分振荡溶液、静置、待液体分层后，滴加硝酸银溶液。
G．实验室蒸馏石油时温度计水银球插入石油中测量温度，收集60℃～150℃馏分得到汽油。

I、通过火法冶金炼出的铜是粗铜，含杂质金、银、铁、锌等金属和少量矿物杂质（与酸不反应）。制作电器及其他仪器产品时必须要求是纯铜，为此以硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法实现了粗铜的提纯。
表：几种物质形成沉淀时的pH

物质	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Zn(OH)2	Cu(OH)2
开始沉淀时的pH	7.6	2.7	5.7	4.7
完全沉淀时的pH	9.7	3.7	8.5	7.3

（1）在精炼铜时，阴极电极反应方程式为             ；金、银以单质的形式沉积在电解槽                （填“阳极”或“阴极”）的槽底。
（2）在精炼铜的过程中，Cu²⁺浓度逐渐降低，c(Fe²⁺)、c(Zn²⁺)会逐渐增大，所以需定时除去其中的Fe²⁺、Zn²⁺。甲同学设计了如下除杂流程：

20090520

①试剂a最好选用           （填写序号），加入试剂a的目的是          。

a、氯水     b、高锰酸钾溶液      c、硝酸    d、双氧水
②操作①是             ，根据上表数据分析，除杂方案中能够除去的杂质金属阳离子是
           （填化学式）。
II、重金属离子对河流海洋等会造成严重的污染。某化工厂产生的废水（pH=2.0，密度为1g·mL^-1）中含有Ag⁺、Pb²⁺等重金属离子，其浓度约为0.01mol·L^-1，排放前拟用沉淀法回收这两种金属，查找有关数据如下：

难溶电解质	AgI	AgOH	Ag2S	PbI2	Pb(OH)2	PbS
Ksp	8.3×10^-17	5.6×10^-8	6.3×10^-50	7.1×10^-9	1.2×10^-15	3.4×10^-28

（1）你认为往废水中投入            （填字母序号）沉淀的效果最好
a、NaOH    b、Na₂S    c、KI    d、Ca（OH）₂
（2）如果用生石灰处理上述废水，使溶液的pH=8.0，处理后的废水中c(Pb²⁺)=         

某化学兴趣小组在课外活动中，对某溶液进行了多次检测，其中三次检测结果如下表所示，请回答：

检测次数	溶液中检测出的物质
第一次	KCl、K2SO4、Na2CO3、NaCl
第二次	KCl、BaCl2、Na2SO4、K2CO3
第三次	Na2SO4、KCl、K2CO3、NaCl

(1)三次检测结果中第        次检测结果不正确。
(2)在检测时，为了确定溶液中是否存在硫酸根离子、碳酸根离子和氯离子（提示：Ag₂sO₄微溶于水）：
第一步：向溶液中滴加过量的         溶液（填化学式），其目的是检验CO₃^2－。并将其除去；发生反应的离子方程式为         。
第二步：加入过量的        溶液（填化学式），其目的是         ；
第三步：过滤，再向滤液中加入           溶液（填化学式），发生反应的离子方程式                                    。

为了达到下表所列的一些有关家庭常用物质的实验要求，请选择合适的化学试剂，将其标号填入对应的空格中。

实验要求	化学试剂
1.检验酒精中是否有水
2.区别CH4和C2H4两种无色气体
3.验证味精是否有食盐
4.除去Fe2O3中的Al2O3

供选择的化学试剂：
A．酸性高锰酸钾B．硝酸银溶液和硝酸C．氢氧化钠溶液D．无水硫酸铜粉末

为除去粗盐中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2－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）步骤②中应加入的试剂是         溶液，判断此试剂已加过量的方法是                                                            。
（2）步骤④中应加入的试剂是        溶液，第④步中相关的离子方程式是                      。
（3）若将第⑤步和第⑥步颠倒，会对实验结果产生影响，其原因是                                                           。

按图所示实验过程填空：

（1）写出上述反应的离子方程式：
①                  ②                    ③                 
（2）填空：
a           b              c             d             

现提供如下除杂试剂和提纯方法：

除杂试剂	①      酸性高锰酸钾溶液　②溴水　 ③饱和碳酸钠溶液　   ④氢氧化钠溶液
提纯方法	A蒸馏　B萃取　C分液　D洗气

从上表中选择合适的除杂试剂和提纯方法填入下表空格内（填序号或字母），下表甲栏括合内为杂质。

甲	除杂试剂	提纯方法
甲烷（乙烯）
乙酸乙酯（乙酸）

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。
（1）第1步：灼烧。操作是将足量海带灼烧成灰烬。该过程中将使用到的硅酸盐质实验仪器除F外还有          （填代号，限填2项）。
A．试管                 B．瓷坩埚               C．坩埚钳        D．铁三脚架
E．泥三角  F．酒精灯   G．烧杯         H．量筒
（2）第2步：Iˉ溶液的获取。操作是                              。
（3）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．浓硫酸    B．新制氯水   C．KMnO₄溶液     D．H₂O₂
理由是                                           
（4）第4步：碘单质的检验。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。

(12分)海带中含有丰富的碘。为了从海中提取碘，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：
⑴步骤①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的仪器，用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 F、干燥器

⑵步骤③的实验操作名称是           ；步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是             。
⑶步骤④反应的离子方程式是                                                     。
⑷步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是                                    。
⑸请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还有单质碘的简单方法：                    。