高中化学物质检验实验方案的设计实验题

某学生为了测定部分变质的Na₂SO₃样品的纯度。按右图所示称取一定量的Na₂SO₃样品放入A装置的烧瓶中，滴入足量的H₂SO₄至完全反应；然后，将B中完全反应后的溶液与足量的BaCl₂溶液反应，过滤、洗涤、干燥，得白色沉淀23.3g。回答下列问题：

（1）写出A装置中玻璃仪器的名称：酒精灯、______________、______________。
（2）实验开始时，应先点燃__________________处酒精灯(填装置字母)。
（3） 写出D中反应的化学方程式__________________________________。
（4）实验开始后，写出B中反应的离子方程式_______________________。
（5）C中的现象是____________________，E装置的作用是__________________。
（6）原样品中Na₂SO₃的纯度为__________(精确到0．1％)。按题给装置和操作进行实验，若装置连接和实验操作均无任何问题，该学生测得的Na₂SO₃的纯度_____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

有一含NaCl、Na₂CO₃·10H₂O和NaHCO₃的混合物，某同学设计如下实验，通过测量反应前后C、D装置质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数。

（1）加热前通入空气的目的是_______________，操作方法为___________________。
（2）装置A、C、D中盛放的试剂分别为A___________，C_____________，D______________。
（3）若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则测得的NaCl的含量将________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”，下同）；若B中反应管右侧有水蒸气冷凝，则测定结果中NaHCO₃的含量将________；若撤去E装置，则测得Na₂CO₃·10H₂O的含量将________。
（4）若样品质量为w g，反应后C、D增加的质量分别为m₁ g、m₂ g，由此可知混合物中NaHCO₃的质量分数为______________(用含w、m₁、m₂的代数式表示）。

下图所示是用于气体制备、干燥、性质验证、尾气处理的部分仪器装置（加热及夹持固定装置均已略去）。请根据下列要求回答问题。

（1）若锥形瓶中盛装Na₂O₂固体，分液漏斗中盛装浓氨水，慢慢打开分液漏斗的活塞：
① 锥形瓶内产生的气体主要有（写化学式）                 。
② 用产生的气体做氨的催化氧化实验，各仪器装置按气流方向从左到右连接顺序是（填字母）（  ）→（  ）→（  ）→E 
③试管B中的现象为             ，反应方程式为                       。
（2）若锥形瓶中盛装锌片，分液漏斗中盛装稀硫酸，当仪器连接顺序为A→C→B→B→D时，两次使用B装置，其中所盛的药品依次是CuO、无水CuSO₄粉末。
①此实验的目的是                                             ，
D装置的作用是                                             。
②为了使B中CuO反应充分，在不改变现有药品的条件下，可采取的方法有                     。（写出一种即可）
③加热前必须进行的操作是                                    。

如图1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，铁架台等已省略．）按下图连好装置后，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…

（1）这三步操作的先后顺序依次是      
（2）B装置所起的作用是            
（3）假定丁烷按C₄H₁₀→C₂H₆+C₂H₄和C₄H₁₀→CH₄+C₃H₆的方式完全裂解，当（E+F）装置的总质量比反应前增加了0.7g，G装置的质量减少了1.76g，则丁烷的裂解产物中，甲烷与乙烷的物质的量之比为         （假定流经D、G装置中的气体能完全反应）
（4）若对E装置中的混合物再按图2流程实验：
①分离操作Ⅰ和Ⅱ的名称分别是：Ⅰ             Ⅱ            
Na₂SO₃溶液的作用是             （用离子方程式表示）
②已知B的碳原子数大于A的碳原子数，请写出B的结构简式            

有一包白色固体，可能含有CaCO₃、Na₂SO₄、KNO₃、CuSO₄、BaCl₂五种物质中的一种或几种。现进行如下实验：
①取少量固体粉末，加入盛有足量水的烧杯中，充分搅拌静置后，底部白色沉淀，上层为无色溶液；
②继续往烧杯中加入足量稀硝酸，白色沉淀完全消失；并有气泡产生。
③取少量②中溶液滴加Ba(NO₃)₂溶液，有白色沉淀生成，再加入稀硝酸，沉淀不溶解。
（1）根据以上实验现象可知，该白色固体中一定含有       ，（填化学式，下同）一定不含有         ，可能含有             。
（2）上述实验②过程中所发生反应的离子方程式为：__________________________。

（1-5班必做题）实验室制得的乙炔中常混有H2S、PH3等杂质气体。如图是两学生设计的实验装置，用来测定电石样品中CaC2的纯度，右边的反应装置相同而左边的气体发生装置则不同，分别如Ⅰ和Ⅱ所示。

（1）A瓶中的液体可以从酸性KMnO4溶液和CuSO4溶液中选择，应该选择________，它的作用是__。
（2）写出实验室制取乙炔的化学方程式              。
（3）装置Ⅰ的主要缺点是_______________。装置Ⅱ的主要缺点是___________________；
若选用Ⅱ装置来完成实验，则应采取的措施是__________________。
（4）若称取m g 电石，反应完全后，测得B处溴水增重n g，则CaC2的纯度为________。

铝是一种重要金属，工业上用铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还有少量的Fe₂O₃，SiO₂等杂质）提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如下：

①I和II步骤中分离溶液和沉淀的操作是__________________；
②沉淀M中除含有泥沙外，一定还含有_____________________；
③步骤Ⅲ中加热Al(OH)₃得到固体N的操作需要使用的仪器除了酒精灯、三角架、泥三角，还有______________；（填入仪器的名称）
④滤液X中，含铝元素的溶质的化学式为___________；实验室里常往AlCl₃溶液中加入___________（填“氨水”或“NaOH溶液”）来制取A1(OH)₃．

海洋植物如海带、海藻中含有大量的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在．实验室里从海藻中提取碘的流程如图1：

（1）实验室焙烧海带，需要下列仪器中的      （填序号）．
a．试管 
b．烧杯   
c．坩埚 
d．泥三角  
e．铁三脚架 
f．酒精灯
（2）指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：①      ，③     ．
（3）提取碘的过程中，可选择的有机试剂是       ．

A．甲苯、酒精	B．四氯化碳、苯
C．汽油 、乙酸	D．汽油、甘油

（4）③过程需要使用的主要玻璃仪器为              ．
（5）小组用CCl₄萃取碘水中的碘，在如图2的分液漏斗中，下层液体呈     色；他们打开分液漏斗活塞，却未见液体流下，原因可能是               ．
（6）从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂，还须经过蒸馏，指出下面实验装置图3中的错误之处：
①          ；②           ；③         ．
（7）进行上述蒸馏操作时，使用水浴加热的原因是                  ．

我国废水三级排放标准规定：废水中苯酚的含量不得超过1.00mg/L。实验室可用一定浓度的溴水测定某废水中苯酚的含量，其原理如下：

（1）请完成相应的实验步骤：
步骤1：准确量取25.00mL待测废水于250mL锥形瓶中。
步骤2：将5.0 mL 0.01mol/L溴水迅速加入到锥形瓶中，塞紧瓶塞，振荡。
步骤3：打开瓶塞，向锥形瓶中加入过量的0.1mol/L KI溶液，振荡。
步骤4：                                          ，再用0.01 mol/L Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗 Na₂S₂O₃溶液8.50 mL。（反应原理：I₂ + 2Na₂S₂O₃ =" 2NaI" + Na₂S₄O₆）
（2）该废水中苯酚的含量为                mg/L。
（3）步骤2塞紧瓶塞的原因是                                                      。
（4）步骤3若振荡时间过长，则测得的废水中苯酚的含量       （填“偏高”、“偏低”或“无影响”，下同）。步骤4中若滴定至终点时滴定管尖嘴处出现气泡，而滴定前无气泡，会使测得的废水中苯酚的含量             。

草木灰中富含钾盐，主要成分是碳酸钾，还含有少量氯化钾和硫酸钾等。现从某草木灰样品中提取钾盐，并检验其中的CO₃^2－、SO₄^2－和Cl^－。
（1）从草木灰中提取钾盐的实验操作步骤如下，请补充完整：
①                       ②过滤 ③蒸发浓缩 ④冷却结晶 ⑤过滤。
（2）上述操作中需要用到玻璃棒的是                   （填序号）。
（3）将制得的少量晶体加水溶解后，分别置于三支试管中。
①向第一支试管中加入少量稀盐酸，可观察到               ，说明溶液中存在          离子。
②向第二支试管中加入                          ，可观察到               ，说明溶液中存在SO₄^2－。③向第三支试管中先加入足量Ba(NO₃)₂溶液，过滤后，再向滤液中加入足量             溶液，可观察到白色沉淀，说明溶液中存在Cl^－。其中，加入足量Ba(NO₃)₂溶液的目的是                   。

大多数非金属元素有含氧酸根离子，某些金属元素也有含氧酸根离子：
MnO₄^－、MnO₄^2－、Cr₂O₇^2－等。某无机盐M是一种优良的氧化剂，为确定其化学式，某小组设计并完成了如下实验：

已知：
①无机盐M仅由钾离子和一种含氧酸根组成，其原子个数比为2：1：4
②如图中，将1.98g该无机盐溶于水，滴加适量稀硫酸后，再加入1.12g还原铁粉，整个过程无气体生成，恰好完全反应得混合溶液N．
③该小组同学将溶液N分为二等份，分别按路线Ⅰ、路线Ⅱ进行实验．
④在路线Ⅱ中，首先向溶液N中滴加适量KOH至元素X刚好沉淀完全，过滤后将沉淀在空气中充分灼烧得纯净的Fe₂O₃粉末1.20g；再将滤液在一定条件下蒸干，只得到3.48g纯净的不含结晶水的正盐W．
请按要求回答下列问题：
（1）由路线Ⅰ的现象可知，溶液N中含有的阳离子是                ．
（2）由实验流程图可推得，含氧酸盐W的化学式是              ；由路线Ⅱ可知，1.98g无机盐M中所含钾元素的质量为           g．
（3）无机盐M与1.12g还原铁粉恰好完全反应生成溶液N的化学反应方程为         ．

天然海水中含有非常丰富的化学元素，具有很大的利用价值。工业上对海水资源综合利用的部分工艺流程如下图所示。

（1）请列举海水淡化的两种方法：                 、                 。
（2）常温下，碳酸在水中的电离常数K_a1=4.2×10^－7，K_a2=5.6×10^－11；次氯酸在水中的电离常数K_a =4.7×10^－8。写出向“84消毒液”(主要成分为氯化钠和次氯酸钠)中通入少量二氧化碳发生反应的离子方程式                         。
（3）海水中溴元素以Br^－形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如上图。步骤①反应的离子方程式是          ；步骤③通入二氧化硫的目的是              ，其反应的化学方程式是               。
（4）步骤⑤蒸馏的过程中，温度应控制在80－90℃。温度过高或过低都不利于生产，请解释其原因：                            。

常用补钙片的有效成分是CaCO₃，某化学探究小组欲测定某补钙片中碳酸钙的含量。查阅资料得知：

一种常用的分析试剂 EDTA二钠盐（用Na₂H₂Y•2H₂O表示）可用于测定Ca²⁺，其反应为：
Ca²⁺＋H₂Y^2－===CaY^2－＋2H⁺，以铬黑T为指示剂，滴定终点溶液由红色变为蓝色。于是该实验小组做了如下实验：
步骤一：配制待测溶液。取适量补钙片研碎后，准确称取0.400 g配成250 mL溶液。
步骤二：滴定。用移液管取待测液25.00 mL于锥形瓶中，加入适量NaOH溶液，摇
匀，再加入铬黑T指示剂3滴，用0.0100 mol•L⁻¹EDTA二钠盐溶液滴定至终点。
三次重复滴定平均消耗EDTA二钠盐溶液22.50 mL。
请回答下列问题：
（1）步骤一中补钙剂要用2 mol/L的盐酸溶解，反应的离子方程式为__________________，配制待测溶液所必需的仪器除研钵、药匙、分析天平、称量瓶、烧杯、玻璃棒外，还有_______、________，操作的先后顺序为：e→____→____→d→f→____→____→____（填下列操作的序号）。
A．盐酸溶解    b．称量    c．定容摇匀    d．加蒸馏水稀释    e．研磨
f．用NaOH溶液调节溶液pH至7    g．转移溶液     h．洗涤并转移
（2）实验测得补钙片中CaCO₃的含量为_______。
（3）下列操作会导致测定结果偏高的是_______（填下列选项的字母序号）。
A．未将洗涤烧杯内壁的溶液转入容量瓶
B．将烧杯中溶液转移到容量瓶之前，容量瓶中有少量蒸馏水
C．定容时俯视刻度线
D．滴定管下端尖嘴中有气泡存在,滴定后气泡消失
E．滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗

铜的硫化物可用于冶炼金属铜。为测定某试样中Cu₂S、CuS的质量分数，进行如下实验：
步骤1：在0．7500g试样中加入100．00 mL 0．1200mol/mol KMnO₄的酸性溶液，加热，硫元素全部转化为SO₄^2－，铜元素全部转化为Cu^2＋，滤去不溶性杂质。
步骤2：收集步骤1所得滤液至250 mL容量瓶中，定容。取25．00 mL溶液，用0．1000mol/molFeSO₄溶液滴定至终点，消耗16．00 mL。
步骤3：在步骤2滴定所得溶液中滴加氨水至出现沉淀，然后加入适量NH₄HF₂溶液(使Fe、Mn元素不参与后续反应)，加入约1gKI固体(过量)，轻摇使之溶解并发生反应：2Cu^2＋＋4I^－=2CuI↓＋I₂。用0．05000mol/molNa₂S₂O₃溶液滴定至终点(离子方程式为2S₂O₃^2-＋I₂2I^－＋S₄O₆^2－)，消耗14．00 mL。
已知：酸性条件下，MnO₄^-的还原产物为Mn^2＋。
（1）若步骤3加入氨水产生沉淀时，溶液的pH＝2．0，则溶液中c(Fe^3＋)＝___________。
(已知室温下Ksp[Fe(OH)₃]＝2．6×10^－39)
（2）步骤3若未除去Fe^3＋，则测得的Cu^2＋的物质的量将___________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
（3）计算试样中Cu₂S和CuS的质量分数(写出计算过程)。

氯化铁是常见的水处理剂。某氯化铁（FeCl₃·6H₂O）样品含有少量FeCl₂杂质。现要测定其中FeCl₃·6H₂O的质量分数，实验按以下步骤进行：

已知有关离子方程式为：2Fe³⁺ +2I^－==2Fe²⁺+ I₂  ，  I₂+2S₂O₃^2－==2I^－ +S₄O₆^2－
（1）取少量氯化铁样品滴入50mL沸水中，加热片刻液体呈现红褐色，反应的离子方程式为：                   。
（2）操作Ⅰ所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还必须有             、            （填仪器名称）。
（3）操作Ⅱ必须用到的仪器是                （选填编号）；
a．50mL烧杯      b．10mL量筒     c．20mL量筒      d．25mL滴定管
（4）指示剂是淀粉溶液，则达到滴定终点的现象是                    。
（5）滴定时，消耗浓度为0.1000mol/L的标准Na₂S₂O₃ 溶液18.17mL。该样品中FeCl₃·6H₂O的质量分数为                     。
（6）要把样品氯化铁中的少量FeCl₂杂质除去，可用的试剂是               （选填编号）。
a．铁粉     b．氯水    c．溴水    d．双氧水