高中化学物质检验实验方案的设计实验题

已知化合物甲和乙都不溶于水，甲可溶于质量分数大于或等于98％的硫酸，而乙不溶。现有一份甲和乙的混合物样品，通过实验进行分离，可得到固体甲。(实验中使用的过滤器是用于过滤强酸性液体的耐酸过滤器)
请填写表中空格，完成由上述混合物得到固体甲的实验设计。

下列仪器中，根据物质的沸点不同分离物质时需要的是      (填编号)。
①容量瓶  ②普通漏斗   ③蒸馏烧瓶  ④天平    ⑤分液漏斗   ⑥滴定管 
⑦燃烧匙  ⑧温度计     ⑨干燥管

某化学兴趣小组需制备22.4 LSO₂气体（标准状况），他们依据化学方程式Zn＋2H₂SO₄(浓)ZnSO₄＋SO₂↑＋2H₂O计算后，取65.0 g锌粒与98％的浓硫酸(ρ＝1.84 g/cm³)110mL充分反应，待锌粒全部溶解后，收集所得气体X。经测定其中含有气体杂质。
(1)化学兴趣小组所制得的气体X中混有的主要杂质气体可能是        (填分子式)。产生这种结果的主要原因是（用离子方程式表示）                                    。
(2)为了检验主要杂质气体的成分，化学兴趣小组的同学设计了如下实验，对气体(X)取样进行认真探究。

①组装好仪器后，盛放药品前，必要的一个操作是                           。
②A中加入的试剂可能是             ，作用是                           。
B中加入的试剂可能是             ，作用是                           。
③证实气体X中混有较多杂质气体，应观察到C中的实验现象是                    ，D中最好选择的试剂是                。
(3)假定气体在吸收过程吸收完全，对上述装置略加改进，可以粗略测定X气体中SO₂的体积分数。改进时可选用的下列仪器为                    (填代号)。
a.导管　b.水槽  c.广口瓶　d.容量瓶　e.量筒　f.单孔塞　g.双孔塞

如图是某化学课外活动小组设计的乙醇与氢卤酸反应的实验装置图。在烧瓶A中放一些新制的无水硫酸铜粉末，并加入20 mL无水乙醇；锥形瓶B中盛放浓盐酸；分液漏斗C和广口瓶D中分别盛浓H₂SO₄；干燥管F中填满碱石灰；烧杯作水浴器。当打开分液漏斗C的活塞后，由于浓H₂SO₄流入B中，则D中导管口有气泡产生。过几分钟后，无水硫酸铜粉末由无色变为蓝色。此时水浴加热后，发生化学反应生成的气体从F处逸出，点燃气体，有绿色火焰。试回答：

（1）B中逸出的气体主要成分是______________。
（2）D瓶的作用是__________________。
（3）E管的作用是__________________。
（4）F管口点燃的气体是_________________。
（5）A瓶中无水硫酸铜粉末变蓝的原因是____________________________________。
（6）由A中发生的反应事实，可推断出的结论是___________________________。

下列物质的转化或分离是用哪种方法实现的?

A．溶解

B．裂解

C．分馏

D．裂化 E．干馏 F．蒸馏

G．电解     H．过滤     I．萃取
请将所选方法的字母代号填在横线上(每一项只填写一种最主要的方法)
（1）把煤转化为焦炉气、煤焦油和焦炭等      
（2）从原油中分离出汽油、煤油、柴油等      
（3）将海水淡化      ；（4）除去粗盐溶液中的泥沙       
（5）从海水得到的无水MgCl₂中提取金属镁      
（6）海水提溴获得的溴水中，提取溴单质      。

碘是人体必须的元素之一，海洋植物如海带、海藻中含有丰富的以碘离子形式存在的碘元素。在实验室中，从海藻里提取碘的流程和实验装置如下：

（1）指出上述提取碘的过程中有关实验操作的名称：步骤③_________，步骤⑤____________
（2）写出步骤④对应反应的离子方程式 _____________________________
（3）步骤④中若不用氯气，可以选择滴加稀硫酸，再加入H₂O₂,则反应的离子方程式________
（4）提取碘的过程中，可选择的有机试剂是_______________

A．酒精

B．醋酸

C．四氯化碳

D．苯

（5）为了使海藻灰中的碘离子转化为碘的有机溶液，即完成步骤③至⑤,实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网、以及必要的夹持仪器和物品，尚缺少的两种玻璃仪器是____________________________________________
（6）从含碘的有机溶剂中提取碘和回收有机溶剂，还需要经过蒸馏。指出下图实验装置中存在的错误之处（1处）：                        

（7）请设计出一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法           。

某学生设计了如下实验：

回答下列问题
(1)该同学的实验目的是                   ；
(2)上图括号内的操作步骤均为              ；
(3)按此实验方案得到的NaCl固体中肯定含有       (填化学式)杂质；为了解决这个问题可以向过滤得到的滤液中加入适量的       ；
（4）写出生成B的离子方程式：                             

某综合实践活动小组到自来水厂进行参观，了解到源水处理成自来水的工艺流程示意图如下：

⑴源水中含Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^－、Cl^－等，加入CaO后生成Ca(OH)₂，进而发生若干复分解反应，试写出其中的一个离子方程式                                              。
⑵加入凝聚剂可以除去其中的悬浮固体颗粒，其过程是          。（填写下列各项的序号）①只有物理过程，无化学过程  ②只有化学过程，无物理过程 ③既有化学过程又有物理过程；
FeSO₄·7H₂O是常用的凝聚剂，加入后，最终生成红褐色胶状沉淀，则这种红褐色胶状沉淀是        。用化学反应方程式表示实验室制备该胶体的方法：                   
⑶通入二氧化碳的目的是                      和                    。
⑷气体A的作用是                                                。
⑸下列物质中，          可以作为气体A的代替品。（填写下列各项的序号）
①ClO₂         ②浓氨水     　　③SO₂                   ④浓硫酸

实验室常利用甲醛法测定某(NH₄)₂SO₄样品中氮的质量分数，其反应原理为：4NH₄⁺＋6HCHO = 4H⁺ ＋(CH₂)₆N₄＋6H₂O，然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验：
步骤①用电子天平准确称取样品1.5000 g。
步骤②将样品溶解并冷却后，完全转移到250 mL容量瓶中，定容，充分摇匀。
步骤③移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中，加入10 mL 20%的中性甲醛，摇匀、静置5min，加入2滴酚酞试液，用NaOH标准溶液滴定到终点。重复步骤③操作2次。
（1）根据步骤③填空：
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后，直接加入NaOH标准溶液进行滴定，则测得样品中氮的质量分数将       （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后，水未倒尽，则滴定时用去NaOH标准溶液的体积将      
（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察       。
A．滴定管内液面的变化
B．锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时，酚酞指示剂由    色变为     色，半分钟内不退色。
⑤滴定后俯视读数，测得样品中氮的质量分数将     （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
（2）滴定结果如下表所示：

滴定次数	待测溶液的体积/mL	标准溶液的体积
滴定前刻度/mL	滴定后刻度/mL
1	25.00	1.02	21.04
2	25.00	2.00	22.00
3	25.00	0.20	20.21

    若NaOH标准溶液的浓度为0.1000 mol·L^-1，则该样品中氮的质量分数为         。（保留两位小数）

某白色粉末其成分可能是碳酸钠和亚硫酸钠的一种或两种组成。请完成对该白色粉末成分的探究：
限选实验仪器：药匙、试管、单孔塞、导管、玻璃棒、滴管、带铁夹的铁架台。
限选实验试剂：1 mol·L-1H2SO4、3％H2O2、澄清石灰水、品红试液。
（1）提出合理假设
假设1：该白色粉末成分为亚硫酸钠；
假设2：该白色粉末成分为碳酸钠；
假设3：　　　　                                                　　　。
（2）设计实验方案证明（1）的假设
（3）实验过程
根据（2）的实验方案，进行实验。写出实验操作步骤、预期现象与结论。

实验操作	预期现象与结论
步骤1：检查装置气密性（略）
步骤2：
步骤3：

（1）图（Ⅰ）中瓶a内放入20 mL 6 mol·L^-1盐酸，b是充气的气球，里边放有4 g碳酸钙粉末，将它紧紧套在瓶a口上，胶管c套在瓶的侧口，并用弹簧夹将d夹紧（瓶口和侧口都不漏气）。将图（Ⅰ）的装置放在托盘天平上称量，质量为W₁。根据实验现象填写下列空白：
（1）把气球b中碳酸钙粉末小心地倒入瓶中，立即产生许多气泡，气球逐渐胀大（图Ⅱ）。反应结束后，再次称量，质量为W₂。则W₁和W₂的关系是___________。

（2）取25 mL 6 mol·L^-1NaOH溶液，先用滴管取少量NaOH溶液，滴管插入胶管c口（为方便操作，可以适当倾斜瓶a，注意防止漏气）。打开d，将溶液挤入瓶中，立即夹紧d，可以看到瓶内产生少量白色沉淀，轻轻摇动瓶a，沉淀随即消失。用同样方法再加入少量NaOH溶液，又产生白色沉淀，轻摇，沉淀又消失。使沉淀消失的反应的化学方程式是________________________________________________________________。
（3）将全部NaOH溶液很快加入瓶中，夹紧d，瓶内产生大量白色沉淀，不再溶解，此时瓶内温度___________（填“不变”“降低”或“升高”）。
（4）继续轻摇瓶a，气球逐渐缩小，直至恢复反应前的下垂状。写出这时发生的反应的化学方程式：____________________________；____________________________。

除去下列物质中的杂质，根据需要填空。（每空1分，共8分）

物质	杂质	选用试剂	离子方程式
NaCl	Na2SO4
KCl	K2CO3
NaCl	MgCl2
Na2SO4	NaHSO4

铁是人体必须的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”（主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色）是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe^2＋的存在，设计并进行了如下实验：

⑴试剂1是            ，试剂2是             ，加入新制氯水后溶液中发生的离子反应方程式是                           ，                                ；
⑵加入试剂2后溶液中颜色由淡黄色转变为淡红色是因为                        ，写出＋2价Fe在空气中转化为＋3价Fe的化学方程式                           ；
⑶该同学猜想血红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的＋3价铁被还原为＋2价铁，你认为该同学的猜想合理吗？                。若你认为合理，请说明理由（若你认为不合理，该空不要作答）                        ；若你认为不合理请提出你的猜想并设计一个简单的实验加以验证（若你认为合理，该空不要作答）                                。

在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化纳作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品、用上图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。

（1）A是实验室制取CO₂的装置。写出A中发生反应的离子方程式：               。
（2）B装置中装有饱和的NaHCO₃溶液，其作用是：                 　         。
（3）写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：                             。
该反应中氧化剂是        ，还原剂是         ，反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为             。

丁烷在一定条件下裂解可按两种方式进行：
C₄H₁₀C₂H₆+C₂H₄，    C₄H₁₀ CH₄+C₃H₆。
下图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，省略)

按上图连好装置后，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
⑴这三步操作的先后顺序依次是____             _____。
⑵氧化铝的作用是___    _           ，
写出甲烷与氧化铜反应的化学方程式            ；             
⑶B装置所起的作用是____________          ______。
⑷若对E装置中的混合物(溴水足量)，再按以下流程实验：

①操作I、操作II分别是            、           ；
②已知D的氢核磁共振谱图上只有一种峰，则D的结构简式           ；           
③Na₂SO₃溶液的作用是            ；                        
(5)假定丁烷完全裂解，当(E+F)装置的总质量比反应前增加了0.7 g， G装置的质量减少了1.76 g，则丁烷的裂解产物中甲烷和乙烷的物质的量之比n (CH₄) : n (C₂H₆) =______(假定流经D、G装置中的气体能完全反应)