高中化学物质检验实验方案的设计实验题

某碳酸钠样品中含有少量氯化钠杂质，为测定该样品中碳酸钠的质量分数，进行了如下实验：

请回答下列问题：
（1）操作A用到的玻璃仪器除烧杯外还必需有               、               ；
（2）在实验过程中加入饱和石灰水后发生反应的离子方程式是                  
（3）为探究上述反应后滤液中的溶质成分，甲同学向滤液中滴加过量稀盐酸，发现无气泡产生，说明滤液中一定不含          （填溶质的化学式）,若有气泡产生，那么测定的样品中碳酸钠的质量分数       （填偏大、偏小、无影响）
（4）在（3）探究中，滴加盐酸前滤液中的溶质除氯化钠外，一定还含有             (填化学式) ；
滴加盐酸的过程中一定发生反应的离子方程式为                       。

某粗盐主要成分为氯化钠，杂质为不溶性泥沙和可溶性的MgCl₂、CaCl₂和Na₂SO₄。某校化学兴趣小组欲探究食盐的精制过程，以该粗盐为原料，设计方案流程如下：

试回答下列问题：
（1）在第①步和第⑤步中都要用到玻璃棒，它们的主要作用分别是          、            。   
（2）第②步操作的目的是除去粗盐中的               (填化学式，下同)，第⑥步操作的目的是除去滤液中的               、              。
（3）第⑤步“过滤”操作中得到沉淀的成分有：泥沙、BaSO₄、Mg(OH)₂、CaCO₃、       。
（4）在第③步操作中，选择的除杂试剂不能用KOH代替NaOH，理由是                 。
（5）写出第②、③步涉及的两个化学反应的离子方程式：                、             。

分别用一种试剂将下列物质中的少量杂质除去（括号内为混入的杂质）。

物  质	需加入的试剂	有关离子方程式
HNO3(HCl)
ZnSO4(CuSO4)
NaCl(Na2CO3)

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

欲测定含少量氯化钠的小苏打固态样品中NaHCO₃的质量分数可采用以下四种方法。
方法一：

方法二：

方法三：

方法四：不使用化学试剂，使用实验室常用仪器
按要求回答下列问题：
（1）方法一：加入足量的试剂A         （填写A的化学式）可将HCO₃^— 离子转化为沉淀并称重。操作1、2、3、4的名称依次是溶解、       、洗涤和干燥（烘干）；
（2）方法二：在操作1中所用到的玻璃仪器中，除了烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还需要的用到的是              ，在操作2中应选择甲基橙指示剂．
（3）在方法二中计算该样品中NaHCO₃的质量分数为             [用流程图中的数据m、V(HCl) 填写有关的表达式]；
（4）在方法三中：根据所用的实验装置，除了称量试样质量外，还需测定的实验数据是                         ；
（5）仔细分析方法三中的实验装置，若由此测得的数据来计算实验结果，则有可能偏高也有可能偏低，偏高的原因可能是                 ，偏低的原因可能是            （均文字简述）；
（6）方法四的实验原理是：                            （用化学方程式表示）。

ClO₂是一种国际上公认的安全无毒的绿色水处理剂。回答下列问题：
（1）工业废水的处理：
某实验兴趣小组通过右图装置制备ClO₂，并用它来处理Wg某T业废水（含Mn²⁺、CN^-等）。
已知：i．ClO₂为黄绿色气体，极易溶于水，沸点11℃；
ii．ClO₂易爆炸，若用“惰性气体”等稀释时，爆炸性则大大降低；
iii．某T业废水处理过程中Mn²⁺转化为MnO₂、CN^－转化为对大气无污染的气体；
iv．装置B中发生的反应为：H₂C₂O₄+H₂SO₄+2KClO₃=K₂SO₄+2CO₂++2C1O₂+H₂O.
①A装置的名称是              ，C装置的作用为               。
②用H₂C₂O₄溶液、稀硫酸和KC1O₃制备ClO₂的最大优点是                  。
③写出装置D中除去Mn²⁺的离子方程式                  。
④E装置中盛放的试剂可选用               （填标号）。
a．CCl₄      b．H₂O     c．稀盐酸     d．NaOH溶液
（2）废水中CN^-含量的测定：
另取工业废水W g于锥形瓶中，加入10 mL0.10 mol／L的硫酸溶液，用0.020 0 mol／L的KMnO₄标准溶液进行滴定，当达到终点时共消耗KMnO₄标准溶液25. 00 mL。在此过程中：
①使用棕色滴定管的原因是             ，滴定终点的判断依据是________________。
②W g 工业废水中CN^-的含量为          mol。
③若滴定管在盛放标准溶液前未用标准液润洗，则测定结果将     （填“偏高”、“偏低” 或“无影响”）。

一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co₂O₃·CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中。从废料中回收氧化钴（CoO）的工艺流程如下：

（1）过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为               。
（2）过程II中加入稀H₂SO₄酸化后，再加入Na₂S₂O₃溶液浸出钴。则浸出钴的化学反应方程式为（产物中只有一种酸根）           。在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因_____  ___。
（3）过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)₃，碳酸钠溶液在产生Al(OH)₃时起重要作用，请写出该反应的离子方程式____________________。
（4）碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同，请写出在过程IV中起的作用是__     __。
（5）在Na₂CO₃溶液中存在多种离子，各种离子的浓度由大到小顺序为_           。
（6）CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl₂溶液。CoCl₂含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水CoCl₂吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的CoCl₂·6H₂O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，B物质的化学式是___   ___。

铁钾矾[K_xFe_y(SO₄)_m·nH₂O]常用作工业媒染剂。其组成可用如下方法测定：
①准确称取2.0120g样品配成100mL溶液A。
②准确量取25.00mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0.466g。
③准确量取25.00mL溶液A，加入足量的KI溶液，以淀粉为指示剂，用0.1250 mol·L^－1的Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗8.00mL至终点（已知：I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆）。
（1）要检验出A溶液中存在的Fe³⁺，可以加入             溶液。
（2）已知室温下BaSO₄的Ksp＝1.1×10^－10，欲使溶液中c(SO₄^2－)≤1.0×10^－5 mol•L^－1，应保持溶液中c(Ba²⁺)≥           mol·L^－1。
（3）步骤③中判断滴定终点的方法是                      。
（4）通过计算确定铁钾矾的组成（写出计算过程）。

海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：

（1）将NaCl溶液进行电解，在电解槽的阴极区获得的产品有________________(填化学式)。
（2）步骤Ⅰ中已获得Br₂，步骤Ⅱ中又将Br₂还原为Br^－，其目的是_____________________。
（3）某化学小组的同学为了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，设计了如下实验装置：

①图中仪器B的名称是           ，冷却水的出口为            (填“甲”或“乙”)。
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是                。
③C中液体的颜色为                  。
④D装置的作用是                          。

现有一份含Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂的混合物，为测定其中铁元素的含量，进行如下实验：
①称取混合物A g,滴加过量盐酸充分反应后过滤；
②在滤液中滴加过量氢氧化钠溶液充分反应后过滤；
③洗涤②所得沉淀，烘干后称重，质量为B g。
回答下列问题：
（1）步骤①中过滤所用的玻璃仪器有                           ；
（2）步骤①所得滤液中铁元素的存在形式是        （填离子符号），怎样检验它的存在（写出实验操作和现象）                            ；
（3）步骤②中涉及的离子方程式是                  、                 、                ；
（4）该混合物中铁元素的质量分数为                （用含A、B的式子表示）。

有一混合物的水溶液，只可能含以下离子中的若干种：K^＋ 、Al^3＋ 、Fe^3＋ 、Mg^2＋ 、Ba^2＋ 、 NH₄^＋、Cl^－ 、CO₃^2－、SO₄^{2 －}，现取三份100 mL溶液进行如下实验：
①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生。
②第二份加过量NaOH溶液加热后收集到气体0.02 mol，无沉淀生成，同时得到溶液甲。
③在甲溶液中通过量CO₂，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02 g。
④第三份加足量BaCl₂溶液后得白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤干燥后质量为11.65 g。
根据上述实验回答：
（1）一定不存在的离子是___________，不能确定是否存在的离子是_____________。
（2）试确定溶液中肯定存在的阴离子及其浓度(可不填满)：
离子符号______，浓度__________________；
离子符号______，浓度__________________；
（3）试确定K^＋ 是否存在________(填“是”或“否”)，判断的理由是__________。

某化学小组拟采用如下装置(夹持和加热仪器已略去)来电解饱和食盐水，并用电解产生的H₂还原CuO粉末来测定Cu元素的相对原子质量，同时检验氯气的氧化性。

（1）为完成上述实验，正确的连接顺序为A连        ；B连        (填写连接的字母)。
（2）对硬质玻璃管里的氧化铜粉末加热前，需要的操作为                            。
（3）若检验氯气的氧化性，则乙装置的a瓶中溶液可以是            ，对应的现象为         。
（4）丙装置的c瓶中盛放的试剂为        ，作用是                                  。
（5）为测定Cu的相对原子质量，设计了如下甲、乙两个实验方案，精确测量硬质玻璃管的质量为a g， 放入CuO后，精确测量硬质玻璃管和CuO的总质量为b g ，充分反应完全后。
甲方案：通过精确测定生成水的质量d g，进而确定Cu的相对原子质量。
乙方案：通过精确测量硬质玻璃管和Cu粉的总质量为c g， 进而确定Cu的相对原子质量。
①请你分析并回答：        方案测得结果更准确。你认为不合理的方案的不足之处在              。
②按测得结果更准确的方案进行计算，Cu的相对原子质量是                 。

50 mL 0．50 mol·L^－1盐酸与50 mL 0．55 mol·L^－1NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：

（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是                。
（2）烧杯间填满碎纸条的作用是                      。
（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值           (填“偏大”“偏小”“无影响”)。
（4）实验中改用60 mL 0．50 mol·L^－1盐酸跟50 mL 0．55 mol·L^－1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量       (填“相等”“不相等”)，所求中和热       (填“相等”“不相等”)
（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会      ；用50 mL  0．50 mol·L^－1NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会             (均填“偏大”“偏小”“无影响”) 。
（6）写出NaOH溶液和盐酸反应表示中和热的热化学方程式            。

实验室里除去乙醇中混有的少量水，常采用先加入少量新制的生石灰，然后蒸馏的方法。所用装置如下图。

请回答下列问题：
（1）仪器A和B的名称分别是            ，            。
（2）仪器B中水流方向如图中箭头所示，如此控制的原因是                   。
（3）能证明乙醇分子中只有羟基上的氢才能生成H₂的事实是                   。

A．乙醇完全燃烧生成水

B．0.1 mol乙醇与足量金属钠反应生成0.05 molH2

C．乙醇容易挥发

D．乙醇能与水以任意比例互溶

（4）酒后驾车是引发交通事故的重要原因。交警对驾驶员进行呼气酒精检测的原理是：橙色的K₂Cr₂O₇酸性水溶液遇乙醇迅速生成蓝绿色Cr³⁺。在此过程中乙醇表现出了         （填“氧化性”或“还原性”）。在实验室里可以用铜作催化剂，进行乙醇的催化氧化，该反应的方程式为            。

实验室里需要纯净的溶液，但现在只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠。某学生设计了如下方案：

根据以上设计方案，回答下列问题：
（1）操作①和⑤的方法分别是             、               ；
（2）操作②是否可改为加硝酸钡溶液？为什么？      ，（填是或否）理由：                   。
（3）操作②后，如何判断SO₄^2-已除尽，方法是                                      。
（4）操作③的目的是                                  ；
（5）操作④加的试剂是          ；发生反应的离子方程式为：                             。