高中化学物质检验实验方案的设计实验题

某化学兴趣小组测定某过氧化氢溶液中过氧化氢的浓度，进行如下实验：
取20.00 mL的该过氧化氢溶液加水稀释至250.00 mL，取稀释后的过氧化氢溶液25.00 mL至锥形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸馏水稀释，作被测试样。用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样，其反应的离子方程式为：2MnO₄^-＋5H₂O₂＋6H⁺＝2Mn²⁺＋8H₂O＋5O₂↑。据此作答：
（1）滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入________（填“酸式”或“碱式”）滴定管中；滴定到达终点的现象是：________________。
（2）配置标准溶液时使用的KMnO₄固体中如果含有少量K₂SO₄杂质，则对测定结果的影响是________。（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（3）重复滴定四次，分别耗用c mol/L KMnO₄标准溶液的体积为：0.99V mL、1.03V mL、1.28V mL、0.98V mL，则原过氧化氢溶液中的物质的量浓度为____________mol·L^-1。

(5分）欲测定某NaOH溶液的物质的量浓度，可用0.1000mol·L^-1HCl标准溶液进行中和滴定（用酚酞作指示剂）。
请回答下列问题：
（1）若甲学生在实验过程中，记录滴定前滴定管内液面读数为1.10mL，滴定后液面如图，则此时消耗标准溶液的体积为             ；

（2）乙学生做了三组平行实验，数据记录如下：

实验序号	待测NaOH溶液的体积/mL	0.1000mol·L^-1HCl溶液的体积/mL
滴定前刻度	滴定后刻度
1	25.00	0.00	26.11
2	25.00	1.56	31.30
3	25.00	0.22	26.31

选取上述合理数据，计算出待测NaOH溶液的物质的量浓度为              （小数点后保留四位）；
（3）下列哪些操作会使测定结果偏高           （填序号）。
A．锥形瓶用蒸馏水洗净后再用待测液润洗
B．酸式滴定管用蒸馏水洗净后再用标准液润洗
C．滴定前酸式滴定管尖端气泡未排除，滴定后气泡消失
D．滴定前读数正确，滴定后俯视滴定管读数

海水中含有丰富的化学元素，如图是某化工厂利用海水生产镁的流程简图，

请回答：
（1）实验室中蒸发浓缩液体需要的仪器有玻璃棒、酒精灯、三角架和      。
（2）反应③需加入的试剂为                。
（3）反应④中能量主要的转化形式为                   。
（4）步骤②在母液中加入B完全反应后，还需进行的操作是              。
（5）若该化工厂由MgCl₂生产金属镁的产率是75%，则生产800Kg金属镁至少需要MgCl₂的质量为    Kg（保留一位小数）。

某食用白醋是由醋酸与纯水配制而成，用中和滴定的方法准确测定其中醋酸的物质的量浓度。实验步骤：①配制500mL浓度约为0.1 mol·L^－1的NaOH溶液；②用KHC₈H₄O₄标准溶液准确测定该NaOH溶液的浓度；③用已知准确浓度的NaOH溶液测定醋酸的浓度。
（1）称量所需的NaOH固体置于大烧杯中，加入500mL蒸馏水，搅拌溶解。该配制步骤        （填“可行”或“不可行”）。
（2）称量时NaOH在空气中极易吸水，配制所得的NaOH溶液浓度通常比预期     （填“小”或“大”），这是不能直接配制其标准溶液的原因。
（3）查阅白醋包装说明，醋酸含量约为6g/100mL，换算成物质的量浓度约为       mol·L^－1，滴定前将白醋稀释            （填“10”或“100”）倍。（已知醋酸的相对分子质量为60）
（4）稀释白醋时需要的仪器有烧杯、玻璃棒、滴管、酸式滴定管、                 。
（5）准确量取稀释后的白醋20.00mL，置于250mL锥形瓶中，加水30mL，再滴加酚酞指示剂，用上述NaOH标准溶液滴定至                即为终点。重复滴定两次，平均消耗NaOH标准溶液V mL（NaOH溶液浓度为c mol·L^－1）。
（6）原白醋中醋酸的物质的量浓度＝          mol·L^－1。

炼锌厂产生的工业废渣——锌渣（除了含Zn外，还含有Fe、Al、Cd和SiO₂等杂质），利用锌渣制取并回收ZnSO₄·7H₂O和金属镉是一个有益的尝试，其流程如下：

已知：Fe³⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Fe²⁺以氢氧化物完全沉淀时的pH分别为：3.2，4.7，6.5，9.4，9.7；锌的金属活动性比镉强。
试回答下列问题：
（1）“浸出”时用到的“试剂X”为            (填名称)。
（2）写出“氧化”过程的离子方程式                                      。
（3）“调pH”过程可以选用          。（从以下选项选择，填序号）
A．H₂SO₄        B．ZnO        C．NaOH
“滤渣2”的主要成分是                             (填化学式，下同)。
（4）“试剂Y”是___________
（5）“操作1”是            ；在“操作1”时，必须采取的实验措施是                   。

过氧化镁(MgO₂)易溶于稀酸，溶于酸后产生过氧化氢，在医学上可作为解酸剂等。过氧化镁产品中常会混有少量MgO，实验室可通过多种方案测定样品中过氧化镁的含量。
（1）某研究小组拟用下图装置测定一定质量的样品中过氧化镁的含量。

①实验前需进行的操作是        ．稀盐酸中加入少量FeCl₃溶液的作用是         。
②用恒压分液漏斗的优点有：使分液漏斗中的溶液顺利滴下；                   。
③实验终了时，待恢复至室温，先             ，再平视刻度线读数。
（2）实验室还可通过下列两种方案测定样品中过氧化镁的含量：
方案I：取a g样品，加入足量稀盐酸，充分反应后再加入NaOH溶液至Mg^2＋沉淀完全，过滤、洗涤后，将滤渣充分灼烧，最终得到b g固体。
方案Ⅱ：称取0.1 g样品置于碘量瓶中，加入15 mL0.6 mol/LKI溶液和足量盐酸，摇匀后在暗处静置5 min，然后用0.1 mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定，滴定到终点时共消耗VmL Na₂S₂O₃溶液。(已知：I₂+2Na₂S₂O₃= Na₂S₄O₆+2NaI)
①已知常温下Ksp[Mg(OH)₂]=l×10^－11。为使方案I中Mg²⁺完全沉淀[即溶液中c(Mg²⁺)≤l ×10^－5mol/L]，溶液的pH至少应调至    。方案I中过氧化镁的质量分数为       (用含a、b的表达式表示)。
②方案Ⅱ中滴定前需加入少量      作指示剂；样品中过氧化镁的质量分数为     （用含V的表达式表示)。

某地煤矸石经预处理后主要含SiO₂（61%）、Al₂O₃（30%）和少量的Fe₂O₃、FeO及钙镁的化合物等。某实验小组利用其提取Al(OH)₃。

（1）“酸浸”过程中发生的主要反应的离子方程式为              。为提高“酸浸”时铝浸出率，可采取的措施之一是                              。
（2）“氧化”的目的是            。检验Fe³⁺已水解完全的方法是             。
（3）滤渣Ⅱ的主要成分是CaCO₃、Mg(OH)₂和                                     。
（4）①上述流程中可循环利用的物质的化学式是                                 。
②“转化”时主要反应的离子方程式为                                       。
（5）Fe³⁺开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al³⁺开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4。为了获得产品Al(OH)₃，从氧化后的溶液开始，若只用纯碱一种试剂，后续操作是             。

（16分)锌浮渣主要含Zn、ZnO、SiO₂、Fe²⁺、Cd²⁺、Mn²⁺，工业上可通过控制条件逐一除去杂质以制备超细活性氧化锌，其工艺流程如下：

（1）锌浮渣利用硫酸浸出后，将滤渣1进行再次浸出，其目的是                 。
（2）净化1是为了将Mn²⁺转化为MnO₂而除去，试写出该反应的离子方程式          。
（3）90℃时，净化2溶液中残留铁的浓度受pH影响如图。pH值中等时，虽有利于Fe²⁺转化为Fe³⁺，但残留铁的浓度仍高于pH为3～4时的原因是                        。

（4）滤渣3的主要成份为           （填化学式）。
（5）碳化在50℃进行,“前驱体”的化学式为ZnCO₃•2Zn（OH)₂•H₂O，写出碳化过程生成“前驱体”的化学方程式                   ；碳化时所用NH₄HCO₃的实际用量为理论用量的1.1倍，其原因一是为了使Zn²⁺充分沉淀，二是                       。

粉煤灰是燃煤电厂的废渣，主要成分为SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃和C等。实验室模拟工业从粉煤灰提取活性Al₂O₃，其流程如图：

已知烧结过程的产物主要是：NaAlO₂、Ca₂SiO₄、NaFeO₂和Na₂SiO₃等。
（1）写出烧结过程中铝元素转化的化学方程式                        。
（2）操作a为冷却、研磨，其中研磨的目的是                          。
（3）浸出过程中，NaFeO₂可完全水解，水解反应的离子方程式为                   。
（4）操作b的名称是         ，所用的玻璃仪器有     、       和烧杯。
（5）“碳化”时生成沉淀的化学式为        。

下图所示装置为铜跟浓硫酸反应制取二氧化硫的实验装置，请回答下列问题：

Ⅰ．（1）在装置A中放入有关药品后，打开活塞K，将分液漏斗中的液体加入烧瓶中，关闭分液漏斗的活塞，点燃酒精灯，烧瓶中反应的化学方程式为：___________________。
（2）装置D中试管口放置的棉花中应浸有一种液体，这种液体是                ,其作用是___________________。
（3）装置B的作用是贮存多余的二氧化硫和防止其污染环境，则B中应盛放的液体是    （填写字母代号）
a．水     b．浓溴水      c．KMnO₄酸性溶液     d．NaHSO₃饱和溶液
Ⅱ．为了验证木炭和浓H₂SO₄反应生成了SO₂和CO₂,有人设计了以下实验。
（提示:酸性高猛酸钾溶液可把SO₂氧化成H₂SO₄, 试剂可以重复使用）
（4）各装置中盛放的试剂是（填序号）：

Ⅰ_______ Ⅱ_______ Ⅲ_______ Ⅳ_______

A．品红溶液

B．NaOH溶液

C．澄清石灰水

D．高锰酸钾溶液

（5）能说明SO₂存在的现象是__________________________________________。
（6）使用装置Ⅱ的目的是______________________________________________。
（7）使用装置Ⅲ的目的是                                              。
（8）确认含有CO₂的现象是                                            。

某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫酸反应的实验时，方方同学认为产生的气体除SO₂外，还可能产生氢气。该同学为了验证他的判断是否正确，设计了如图所示的实验装置，其中，装置B中盛有浓硫酸，装置C中放置黑色CuO粉末，装置D中放置的是无水硫酸铜粉末(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，且该装置略去)。试回答：

(1) E中加入的试剂是碱石灰，作用是_____________；装置A、B之间的酸性高锰酸钾溶液的作用是_________________；
(2)上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为___________________________________；
(3)如果去掉装置B，就不能根据D中的现象判断气体X中有氢气，原因是：_______________________。
(4可以证明气体X中含有氢气的实验现象是：
C中______________________________，D中_______________________。

(14分)某学习小组同学探究FeSO₄的化学性质和用途。
（一）利用下图装置探究FeSO₄的稳定性和用途。(绿矾成分为FeSO₄·7H₂O)

（1）II中有白色沉淀生成，说明FeSO₄固体分解生成了_____________。
（2）III中溴水是用来检验是否有SO₂气体生成，涉及的化学方程式为_________________，实验中，观察到溴水褪色，据此推测FeSO₄分解最有可能被氧化的元素是______________。
（3）Ⅳ中足量NaOH溶液的作用是吸收SO₂气体，防止其污染环境，请写出反应的离子方程式___________。
（二）探究FeSO₄中Fe²⁺的还原性
（4）证明FeSO₄有较强的还原性，完成下表步骤二及其现象。

（三）硫酸亚铁用途探究
（5）缺铁性贫血往往口服硫酸亚铁，当用硫酸亚铁制成药片时，外表包有一层特殊的糖衣，其作用是_______________________。

含苯酚的工业废水的方案如下图所示：

回答下列问题：
（1）设备①进行的是        操作（填写操作名称），实验室这一步操作所用的仪器是       。
（2）由设备②进入设备③的物质A是             。
（3）在设备③中发生反应的化学方程式为                             。
（4）在设备④中，物质B的水溶液和CaO反应，产物是CaCO₃、         和水，再通过过滤得产物。
（5）上图中，能循环使用的物质是C₆H₆、CaO、NaOH水溶液、           。
（6）写出同时满足下列条件的苯酚的一种同分异构体的结构简式是         。
①核磁共振氢谱只有一个峰     
②分子中无碳碳双键

工业上测量SO₂、N₂、O₂混合气体中SO₂含量的装置如下图；反应管中装有碘的淀粉溶液。SO₂和I₂发生的反应为（N₂、O₂不与I₂反应）：SO₂＋I₂＋2H₂O→H₂SO₄＋2HI

（1）混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体积等于    的体积（填写气体的分子式）。
（2）反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，则测得的SO₂含量     （选填：偏高，偏低，不受影响）。
（3）反应管内的碘的淀粉溶液也可以用      代替（填写物质名称）。
（4若碘溶液体积为V_amL．，浓度为Cmol·L^－1，N₂与O₂的体积为V_bmL（已折算为标准状况下的体积）。用C．V_a．V_b表示SO₂的体积百分含量为：              。
（5）将上述装置改为简易实验装置，除导管外，还需选用的仪器为．      （选下列仪器的编号）。
a．烧杯 
b．试管 
c．广口瓶 
d．容量瓶 
e．量筒 
f．单孔塞 
g．双孔塞

某无色溶液由Mg²⁺、Al³⁺、Cl^－、NH₄⁺、SO₄^2－中的若干种离子组成。按以下步骤进行实验：
（1）取原溶液少量于试管中，向试管中不断加入氢氧化钠溶液至过量，有白色沉淀生成而后又完全消失，说明原溶液中一定含有的离子是           （填相应离子符号，下同）。
（2）取实验①后的溶液于另一试管中，加热，用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，结果试纸变蓝，说明原溶液中一定含有的离子是          。
（3）取原溶液加入少量盐酸使溶液酸化，再加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，说明原溶液中一定含有的离子是          。
（4）取实验③的溶液加入少量，加入硝酸银溶液，产生白色沉淀，能否说明原溶液中一定含有的Cl^－离子        （是或否）。若要检测Cl^－离子是否存在，正确的操作是         （若前一格填是，这一格不填）。