高中化学物质检验实验方案的设计实验题

按下列要求回答
（1）除去下列不纯物质中的少量杂质（括号内为杂质），请填入适当的试剂
①NO（NO₂）                 ②NH₃（H₂O）
（2）实验室配制100mL0．5mol·L^‑1的Na₂CO₃溶液，回答下列问题：
①应用托盘天平称取碳酸钠粉末                  g。[来
②配制时应选用的仪器有500mL容量瓶，托盘天平、烧杯、药匙、        。
③若实验时遇到下列情况，所配溶液的浓度偏大的是              。

A．加水定容时超过刻度线，又吸出少量至刻度线

B．没有将洗涤液转入容量瓶

C．容量瓶洗涤后内壁有水珠而未作干燥处理

D．定容时府视刻度线

实验室中有一瓶KCl和CaCl₂的固体混合物，通过下列操作可确定该混合物中KCl和CaCl₂的质量比，也可制得纯净的KCl。

请回答下列问题：
①调整零点时，若指针偏向左边，应将右边的螺丝帽向        移动（填左或右）。某学生用已知质量为Yg的表面皿，准确称取Wg样品。他在托盘天平的右盘上放入（W+Y）g砝码，在左盘的表面皿上加入样品，此时指针偏向如图，接下来他的操作应为                    
                                                 。
②实验过程中，加入的A是           ，检验A是否过量的方法是                  
                                   。加入的B是           ，B物质需要过量的理由是
                                                。得到的固体C是          ，检验沉淀C是否洗净的方法是                                                         。
③过滤时，某学生的操作如图，请用文字说明图中操作的错误                       
                                                            。
④该混合物中KCl与CaCl₂质量比的计算式为                              

我国规定饮用水质量标准必须符合下列要求：

pH	6.5～8.5
Ca^2^＋、Mg^2^＋总浓度	＜0.0045 mol·Ｌ^－1
细菌总数	＜100个·mＬ^－1

 
以下是源水处理成自来水的工艺流程示意图：

(1)源水中含Ca^2＋、Mg^2＋、HCO^－、Cl^－等，加入石灰后生成Ca(OH)₂，进而发生若干复分解反应，写出其中一个离子方程式______________________。
(2)凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程是_____________(填写编号)
①只是物理过程    ②只是化学过程 ③是物理和化学过程
FeSO₄·7H₂O是常用的凝聚剂，它在水中最终生成_____________沉淀。
(3)通入CO₂的目的是____________________________和____________________。
(4)气体A的作用是____________________，这种作用是基于气体A和水反应的产物具有_______________________性。
(5)下列物质中，____________________可以作为气体A的代用品(填写编号，多选倒扣)。
①Ca(ClO)₂ ②NH₃ (l)  ③K₂FeO₄     ④SO₂

有A、B、C、D、E和F六瓶无色溶液，他们都是中学化学中常用的无机试剂。纯E为无色油状液体；B、C、D和F是盐溶液，且他们的阴离子均不同。现进行如下实验：
①A有刺激性气味，用沾有浓盐酸的玻璃棒接近A时产生白色烟雾；
②将A分别加入其它五中溶液中，只有D、F中有沉淀产生；继续加入过量A时，D中沉淀无变化，F中沉淀完全溶解；
③将B分别加入C、D、E、F中，C、D、F中产生沉淀，E中有无色、无味气体逸出；
④将C分别加入D、E、F中，均有沉淀生成，再加入稀HNO₃，沉淀均不溶。
根据上述实验信息，请回答下列问题：
（1）能确定溶液是（写出溶液标号与相应溶质的化学式）：
（2）不能确定的溶液，写出其标号、溶质可能的化学式及进一步鉴别的方法：

有A、B、C、D、E、F、G七瓶不同物质的溶液，它们各是、、、、、和溶液中的一种。为了鉴别，各取少量溶液进行两两混合，实验结果如下表所示。表中“↓”表示生成沉淀或微溶化合物，“－”表示观察不到明显现象。试回答下列问题。

	A	B	C	D	E	F	G
A	－	－	－	－	－	－	↓
B	－	－	－	－	↓	↓	↓
C	－	－	－	↓	－	↓	↓
D	－	－	↓	－	↓	↓	↓
E	－	↓	－	↓	－	↓	－
F	－	↓	↓	↓	↓	－	↓
G	↓	↓	↓	↓	－	↓	－

（1）A的电子式是　　　　　　　　，G的化学式是　　　　　　　　。判断理由
是　　　　　　　　　　　　。
（2）写出其余几种物质的化学式B　　　　，C　　　　，D　　　　　。
（3）①写出D与E反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　；
　　 ②G与过量氨水总反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　。

为测定碳酸钙纯度（设所含杂质为SiO₂），同学们设计了如下两个实验方案：
【方案I】
（1）组装发生并测定生成气体体积的实验装置，并检验气密性；
（2）称取碳酸钙样品W g；
（3）加入过量盐酸；
（4）收集并测定生成的气体体积V mL。
问题I—1：如果称量样品时，砝码底部有一处未被实验者发现的残缺，那么测定的碳酸
钙的纯度会        （填“偏高、偏低、无影响”）。
问题I—2：在方框中画出测定生成的气体体积的装置简图。

【方案II】
（1）称取碳酸钙样品Wg；
（2）在锥形瓶中用C mol/L盐酸V mL（过量）溶解样品；
（3）加入甲基橙作指示剂，再用浓度为C₁ mol/L的标准氢氧化钠溶液滴定过量的盐酸，用去氢氧化钠溶液V₁毫升。（已知甲基橙的变色范围是pH=3.1~4.4）
问题II—1：未滤去不溶物SiO₂，对测定结果是否有影响？（填有或无）         ；
理由是                                             。
问题II—2：碳酸钙纯度表达式                                         。
【方案评价】
你认为以上两个方案中，最好的方案是                   ，
另一个方案不够好的理由是                                            。

某同学设计了以下操作流程来除去混在氯化钠固体中的少量硫酸钠和氯化钙。


（1）试剂A是          ，试剂C是           。
（2）操作a的名称是          ，操作a得到的滤渣的成分是                。
（3）加入试剂C调节滤液PH的目的是                                     。
（4）操作b中用到的主要仪器为酒精灯、          、三脚架和玻璃棒。
该同学想利用上述得到的氯化钠设计一套实验装置来电解饱和食盐水，并检验氯气的氧化性和测定所产生的氢气的体积（约8mL）。

（5）试从上图中选用几种必要的仪器，连成一整套装置，各种仪器接口的连接顺序（填编号）是：A接__  _ ，       接___    ；B接___    ，       接__  _ ；
（6）铁棒接直流电源的________极；炭棒上发生的电极反应为                     ；
（7）能说明氯气具有氧化性的实验现象是_________________________  ________ ；
（8）若装入的饱和食盐水为75mL（电解前后溶液体积变化可忽略，假设两极产生的气体全部逸出），当测得氢气为8．4mL（标准状况）时停止通电。将U形管内的溶液倒入烧杯，其pH约为___。

15分） 某工厂从乙醇、乙酸、乙酸乙酯的混合物中分离、回收上述三种物质，设计了以下方案：

（1）A、B、C是被回收的物质，它们分别是（写名称）
A________________     B_________________    C___________________
（2）所用试剂分别是（写名称）I__________Ⅱ___________Ⅲ______________
（3）三步操作分别是①_______________②_______________③_______________。
（4）在实验室，操作①应在_______________（填仪器名称）中进行。
（5） 写出有乙酸和乙醇生成乙酸乙酯的化学反应方程式                      。

（每空2分，共8分）已知四种强电解质溶液，分别含有下列阴、阳离子中的各一种，并且互不重复：NH、Ba^2＋、Na^＋、H^＋、SO、NO、OH^－、CO。将这四种溶液分别标记为A、B、C、D，进行如下实验：
①在A或D中滴入C，均有沉淀生成
②D和B反应生成的气体能被A吸收
③A和D反应生成的气体能被B吸收
试回答下列问题：
（1）D的化学式是＿＿＿＿＿＿，判断理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）写出B物质的化学式＿＿＿＿＿。
（3）写出D和B反应的离子方程式＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

有一瓶澄清的溶液，其中可能含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、I^-、NO₃^-、CO、SO、AlO，取该溶液进行以下实验：
（1）取pH试纸检验，溶液呈酸性，可以排除                的存在。
（2）取出部分溶液，加入少量CCl₄及数滴新制氯水，经振荡后CCl₄呈紫红色，可以排除
   　　　　　　　　存在。
（3）另取出部分溶液逐渐加入NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变为碱性，反应过程中均无沉淀产生，则又可排除                     的存在。
（4）取出部分上述碱性溶液加Na₂CO₃溶液后，有白色沉淀生成，证明有        的存在，又可以排除
                    的存在。
（5）根据上述实验事实可以确定，该溶液中肯定存在的离子是         ，还不能确定是否存在的离子是                          。

孔雀石主要含Cu₂(OH)₂CO₃，还含少量Fe、Si的化合物，实验室以孔雀石为原料制备CuSO₄·5H₂O及CaCO₃，步骤如下：

请回答下列问题：
（1）溶液A中的金属离子有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺：从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂①为　　　　（填代号），检验溶液A中Fe³⁺的最佳试剂为　　　　（填代号）。
a.KMnO₄　　　　　b.(NH₄) ₂S         c.H₂O₂          d.KSCN
（2）由溶液C获得CuSO₄·5H₂O，需要经过加热蒸发，　　　　、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是　　　　。
（3）制备CaCO₃时，应向CaCl₂溶液中先通入（或先加入）　　　　（填化学式）。若实验过程中有氨气逸出、应选用下列　　　　装置回收（填代号）。

（4）欲测定溶液A中Fe²⁺的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应　　　　，直到　　　　。用KMnO₄标准溶液滴定时应选用　　　　滴定管（填“酸式”或“碱式”）。

某兴趣小组为验证日常生活用的火柴头上含有KClO₃、MnO₂、S，设计了以下实验流程图：



请回答以下问题：
（1）为验证气体A，按右图所示进行实验：若能观察到       的现象，即可证明火柴头上含有S元素。
（2）写出步骤①中发生反应的化学方程式                。
（3）步骤②的实验操作装置如右下图所示，该操作的名称是       。
（4）要证明火柴头中含有Cl元素的后续实验步骤是               。
（5）有学生提出检验火柴头上KClO₃另一套实验方案：

20090227

有关的离子反应方程式为            ，有人提出上述方法中出现白色沉淀并不能充分说明火柴头上KClO₃的存在，其理由是               。

（6）该小组猜测滤渣D对双氧水分解制氧气的速率会产生一定的影响，设计并进行了以下5次实验。

实验次数	H2O2溶液质量分数%	H2O2溶液用量/毫升	物质D用量/克	反应温度/℃	收集气体体积/毫升	所需时间/秒
①	30	5	0	85	2	3.8
②	15	2	0.1	20	2	2.8
③	15	2	0.2	20	2	2.2
④	5	2	0.1	20	2	7.4
⑤	30	5	0	55	2	10.5

    由上表可知，实验①和⑤能证明温度越高，化学反应速率越快，实验     和     
证明物质D的用量越大，反应速率越快。

凯氏定氮法测定奶粉中蛋白质含量的步骤如下：

① 样品处理：准确称取奶粉试样1.000 g置于烧瓶中，加入足量不含氮元素的试剂A，一定条件下充分反应，产物用水溶解并冷却后全部转移至100 mL容量瓶中定容。
② 碱化蒸馏：量取容量瓶中溶液10.00 mL转移至右图所示的反应管中，再加入足量NaOH溶液，塞好进样口橡皮塞。通入高温水蒸气。用吸收剂吸收产生的气体。
③ 滴定：向吸收气体后的溶液中滴加2滴指示剂，用0.01 mol/LHCl标准溶液滴定至终点。
已知：
吸收剂中发生的反应为：NH₃＋4H₃BO₃＝NH₄HB₄O₇＋5H₂O；
滴定时发生的反应为：NH₄HB₄O₇＋HCl＋5H₂O＝NH₄Cl＋4H₃BO₃。
根据以上知识回答下列问题：
⑴ 样品处理的目的是   ；通入高温水蒸汽的作用除加热外，还有   。
⑵ 冷凝管的作用是冷凝、导气、   。
⑶ 若蛋白质中氮元素的平均含量为16.0 %，滴定终点时消耗盐酸标准液15.50 mL，则该奶粉中蛋白质的含量为   %。
⑷ 凯氏定氮法测定奶粉中蛋白质含量灵敏度高，操作简单，缺点是   。

有如下两个反应（反应所需的其他条件和各物质的化学计量数均已略去）：
①X+YZ+P+Q；②Z+QX+H+Y。请针对以下两种不同情况来完成：
（1）若X是一种日常生活中用作调味剂的盐，反应①是化学工业上制取单质Q和化合物Z的重要方法。则Z的电子式为___________________；反应①中阴极反应为___________________；反应②的离子方程式为______________；在酸性条件下，若将化合物H加到含Fe²⁺的溶液中，溶液从浅绿色变成黄色，该反应的离子方程式为_______________________________________。
（2）若X是一种含氧酸盐，可用于实验室中检验水的存在。1个X的酸根离子中共含有50个电子，其中含有一种元素R，R的原子最外层电子数是电子层数的2倍，则R在元素周期表中的位置是_________。X单质的熔点是112.8 ℃，则R单质的晶体类型属于______晶体。
（3）若X是（2）中的含氧酸盐，当以石墨作电极电解X溶液时，阳极反应为___________________；原溶液体积为1升，C（H⁺）=1×10^-6mol/L。电解一段时间，当阳极收集到56ml（标况下）气体是，假定溶液体积不变，阴极棒将增重______g，此时电解质溶液的PH为_____。

(6分)有一瓶澄清的溶液，其中可能含有、K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、、、、Cl^-、Al O₂^-、I^-，取该溶液进行如下实验：
（1）用pH试纸实验，表明溶液呈强碱性，焰色反应透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰。
（2）取部分溶液，加入少量CCl₄及数滴新制的氯水，经摇荡后，CCl₄层呈紫红色。
（3）另取部分溶液，逐滴加入稀HCl溶液，使溶液从碱性逐渐变为酸性，在滴加过程中溶液出现沉淀。滴加完毕后，溶液中沉淀消失。
（4）取部分上述酸性溶液，加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成。
（5）往(3)得到的酸性溶液通H₂S气体，溶液中有浅黄色沉淀产生。
根据上述实验事实确定并完成下列问题：
在溶液中肯定存在哪些离子_________________________________________，
肯定不存在哪些离子_______________________________________________，
还不能确定存在哪些离子___________________________________________。