高中化学物质检验实验方案的设计实验题

海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴过程如下：

（1）将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的新产品有H₂、____、____或H₂、_____。
（2）步骤Ⅱ中用SO₂水溶液吸收Br₂，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为_______。
（3）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：Br₂的沸点为59℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：

请你参与分析讨论：
①实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件_______。
②C中液体产物颜色为_______，为除去该产物中仍残留的少量Cl₂，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是_______。
③用离子方程式解释NaOH浓溶液的作用      。

将一定量氯气通入刚吸收过少量SO₂的NaOH溶液，所得溶液仍显强碱性。
(1) 请完成SO₂与过量NaOH溶液反应的化学方程式                  
(2) 所得溶液中一定存在的阴离子为SO₄^2—和                       
(3) 设计实验方案，探究所得溶液中是否含有SO₃^2-或ClO^—。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3 mol·L^-1H₂SO₄、1 mol·L^-1NaOH、0.01 mol·L^-1KMnO₄、淀粉-KI溶液、紫色石蕊试液．

粗食盐常含有少量K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：

提供的试剂：饱和Na₂CO₃溶液、 饱和K₂CO₃溶液 、NaOH溶液、 KOH溶液、  BaCl₂溶液 、Ba（NO₃）₂溶液
（1）欲除去溶液中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-离子，选出a所代表的各种试剂，按滴加顺序依次为            （填化学式）；
（2）蒸发浓缩溶液Ⅱ得到的糊状物的化学成分最多的是（填化学式）；
（3）用提纯过的NaCl固体来配制480 mL 0．4 mol·L^-1NaCl溶液时，所用仪器除烧杯、药匙、玻璃棒、天平、胶头滴管外还有 （填仪器名称）；需NaCl g。
（4）电解饱和食盐水的装置如图所示：

若收集到的H₂为2 L，则同样条件下收集到的Cl₂体积  （填“>”、“=”或“<”）2 L，其原因是：         （文字描述）；若将此装置的b口密封住，则电解一段时间后，U型管中可以获得一种消毒液，写出获得此消毒液的一个总反应方程式：              。

某矿抽出的废液中含有大量的K⁺、Cl^－、Br^－，还有少量的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2－。某研究性学习小组拟用这种废液来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴（Br₂），他们设计了如下流程：

可供试剂a、b的选择试剂：饱和Na₂CO₃溶液、饱和K₂CO₃溶液、KOH溶液、BaCl₂溶液、Ba(NO₃)₂溶液、H₂O₂、KMnO₄(H⁺)溶液、稀HNO₃。
请根据以上流程，回答相关问题：
⑴试剂a应该选用_______________；
⑵操作①、②、③、④、⑤的名称是_________(填字母)。

A．萃取、过滤、分液、过滤、蒸发结晶	B．萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶
C．分液、萃取、过滤、过滤、蒸发结晶	D．萃取、分液、分液、过滤、蒸发结晶

⑶欲除去无色液体I中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-离子，选出b所代表的试剂，按滴加顺序依次是                                        （填化学式）。
⑷调节pH的作用是                                                ，操作方法是                   。
⑸操作⑤中用到的瓷质仪器名称是                  。

有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Cl^－、HCO₃^-、Cu²⁺，取该溶液实验如下：
①取少量该溶液，加几滴石蕊试液, 溶液变红色
②取少量该溶液，浓缩，加Cu片和浓H₂SO₄，加热, 有无色气体产生，后在空气中又变成红棕色
③取少量该溶液，加BaCl₂溶液, 有白色沉淀生成
④取③中上层清液，加AgNO₃溶液, 有白色沉淀生成，且不溶于HNO₃
⑤取少量该溶液，加NaOH溶液, 有白色沉淀生成，当NaOH过量时沉淀部分溶解
根据上述实验现象判断：
（1）溶液中肯定存在的离子是                       。
（2）溶液中肯定不存在的离子是                      。
（3）为进一步确定可能存在的离子，应该补充的实验是                        。

(8分)(2011·苏州模拟)已知A和B两支试管的溶液中共含有K^＋、Ag^＋、Mg^2＋、Cl^－、OH^－、NO₃^－六种离子。向试管A的溶液中滴入酚酞试液呈粉红色。请回答下列问题：
(1)试管A的溶液中所含上述离子共有________种。
(2)若向某试管中滴入稀盐酸产生沉淀，则该试管为________(填“A”或“B”)。
(3)若向试管B的溶液中加入合适的药品，过滤后可以得到相应的金属和仅含一种溶质的溶液，则加入的药品是________(填化学式)。
(4)若将试管A和试管B中的溶液按一定体积比混合过滤后，蒸干滤液可得到一种纯净物，则混合过程中发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________、______________________________________________________________________。
(5)若试管A和试管B中共有四种物质按等物质的量溶解于试管中，再将A和B中的溶液混合过滤，所得滤液中各种离子的物质的量之比为________。
(6)若向由试管A的溶液中阳离子组成的碳酸氢盐溶液中，滴入少量Ba(OH)₂溶液，则发生反应的离子方程式为________________________________________________________。

某强碱性溶液中可能含有的离子是K⁺、NH₄⁺、Al ³⁺、AlO₂^-、SO₄^2-、SiO₃^2-、CO₃^2-、Cl^-中的某几种离子，现进行如下实验：
①取少量的溶液用硝酸酸化后，加Ba（NO₃）₂溶液，无沉淀生成。
②另取少量溶液加入盐酸，其现象是：一段时间保持原样后，开始产生沉淀并逐渐增多，沉淀量基本不变后产生一种气体，最后沉淀逐渐减少至消失。
（1）原溶液中肯定存在的离子是_______      ______，
肯定不存在的离子是_______  _________
（2）已知一定量的原溶液中加入5 mL 0.2 mol/L盐酸时，沉淀会完全消失，加入足量的硝酸银溶液可得到沉淀0.187 g，则原溶液中是否含有Cl^-？_________________。
（3）按照反应顺序逐步书写出②中发生反应的离子反应方程式
①                                      ②                                 
③                                      ④                                   
⑤                                  

人造金刚石酸洗废液中含有大量的Ni²⁺、Mn²⁺、Co²⁺离子，不经处理排放危害极大。某工厂技术人员设计了创新方案，使有害离子的浓度降低到排放标准，同时得到了纯度较高的镍粉。
废液经分析组成如下：

在强酸性的废液中加入NaOH调节pH到2，在搅拌下加入饱和Na₂CO₃溶液和NaClO除去Mn²⁺、Co²⁺，并控制pH不超过3.5（Na₂CO₃需缓慢加入，防止产生大量CO₂而冒槽），过滤后电解含Ni²⁺的过滤液，以镍铬钛不锈钢片为阴极，以铅片为阳极，电解后在阴极得到镍粉。回答下列问题
⑴　调节强酸性废液至pH=2，可否直接用饱和Na₂CO₃溶液？分析你的原因
⑵　写出除去废液中Mn²⁺、Co²⁺的反应方程式
⑶　搅拌过程中Ni不被沉淀下来，实际操作中是如何实现？
⑷　电解过程中电流效率与pH的关系如下图，试分析如下图所示变化的原因.并选择电解的最佳pH值