高中化学物质检验实验方案的设计实验题

氯离子插层镁铝水滑石[Mg₂Al(OH)₆Cl·xH₂O]是一种新型离子交换材料，其在高温下完全分解为MgO、Al₂O₃、HCl和水蒸气，冷却玻管B能降低气体的温度，但不能液化水蒸气。现用下图装置进行实验确定其化学式(固定装置略去)。

（1）Mg₂Al(OH)₆Cl·xH₂O热分解的化学方程式为                       。
（2）若只通过测定装置C、D的增重来确定x，则装置的连接顺序为          (按气流方向，用接口字母表示)，其中C的作用是         。装置连接后，首先要进行的操作是              。
（3）加热前先通N₂排尽装置中的空气，称取C、D的初始质量后，加热过程中持续通入N₂的作用是                     ，停止加热后的冷却过程中仍要持续通入N₂的作用是          _。
（4）完全分解后测得C增重3.65 g、D增重9.90 g，则x＝      。若取消冷却玻管B后进行实验，测定的x值将         (填“偏高”或“偏低”)。

下图为两套实验装置。
（1）写出下列仪器的名称：
    
①                ；②                 。
（2）仪器①～④中，使用时必须检查是否漏水的有             。（填序号）
（3）若利用装置I制取蒸馏水，还缺少的仪器是             ，将仪器补充完整后进行实验，冷却水从       口进。
（4）现需配制1.0 mol·L^-1的NaOH溶液240mL，其中装置II是某同学配制此溶液时转移操作的示意图，图中有两处错误分别是                      、                      。
（5）配制溶液时，一般可以分为以下几个步骤：
①称量  ②计算  ③溶解  ④倒转摇匀  ⑤转移  ⑥洗涤  ⑦定容  ⑧冷却
其正确的操作顺序为_____________________。
（6）某同学欲称量一定量的NaOH固体，他先用托盘天平称量烧杯的质量，天平平衡后的状态如图。烧杯的实际质量为______g，该同学应称量______g NaOH。

（7）在配制过程中，如果其他操作都是正确的，下列操作会引起浓度偏高的是__________。
①没有洗涤烧杯和玻璃棒
②转移溶液时不慎有少量溶液洒到容量瓶外面
③容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水
④定容时俯视刻度线
⑤定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线

下图为两套实验装置。
（1）写出下列仪器的名称：

①                ；②                 。
（2）仪器①～④中，使用时必须检查是否漏水的有             。（填序号）
（3）若利用装置I制取蒸馏水，还缺少的仪器是            ，将仪器补充完整后进行的实验操作的名称为：            ，冷却水从       口进。
（4）某学生欲用11.9 mol/L浓盐酸和蒸馏水配制480mL物质的量浓度为0.400 mol/L的稀盐酸．
①其中装置II是某同学配制此溶液时转移操作的示意图，图中有两处错误分别是                     、                      。
②将下列操作填写完整，并排列其正确的操作顺序（字母表示，每个字母只用一次）_   _ _  _；

A．用30mL水洗涤烧杯2～3次，洗涤液均注入容量瓶，振荡

B．用量筒准确量取浓盐酸_________ mL，注入烧杯中，加入少量水（约30mL），用玻璃棒慢慢搅拌，使其混合均匀

C．将已冷却的盐酸沿玻璃杯注入_________ 中

D．将容量瓶盖紧，颠倒摇匀

E．改用_________ 加水，使溶液凹液面恰好与刻度相切
F．继续往容量瓶内小心加水，直到液面接近刻度线_________ 处．
③若配制时，因加水不慎略超过了容量瓶刻度线，此时实验应如何继续进行？________
④在配制过程中，如果其他操作都是正确的，下列操作会引起浓度偏高的是__________。
a没有洗涤烧杯和玻璃棒
b转移溶液时不慎有少量溶液洒到容量瓶外面
c容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水
d定容时俯视刻度线
e定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线

常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等，废弃后进入环境将造成严重危害。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源

（1）操作A的名称为             。
（2）铜帽溶解时加入H₂O₂的目的是                     （用化学方程式表示）。铜帽溶解完全后，可采用___________方法除去溶液中过量的H₂O₂。
（3）碱性锌锰干电池的电解质为KOH，总反应为Zn+2MnO₂+2H₂O=2MnOOH+Zn(OH)₂，其负极的电极反应式为                           。
（4）滤渣的主要成分为含锰混合物，向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止。主要反应为2MnO(OH)+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄=3MnSO₄+4CO₂↑+6H₂O。
① 当1 mol MnO₂参加反应时，共有      mol电子发生转移。
② MnO (OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应，试写出该反应的化学方程式：                    。
（5）锌锰干电池所含的汞可用KMnO₄溶液吸收。在不同pH下，KMnO₄溶液对Hg的吸收率及主要产物如下图所示：

根据上图可知：
① pH对Hg吸收率的影响规律是随pH升高，汞的吸收率                      。
② 在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是KMnO₄在酸性条件下          强。

海水中有丰富的资源，多种多样的海洋动物和植物，海底有丰富的矿藏、石油、天然气等，此外，海水中还含有大量的电解质，它们电离产生Cl^-、Br ^-、I^-、SO₄^2-、Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺等，都是重要资源．开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务，如图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图：

请根据以上信息回答下列问题：
（1）写出步骤②、⑧分离提纯的方法：
②        ⑧        。
（2）步骤⑦分离提纯过程中需要选用的玻璃仪器除烧杯外，还需要的仪器是      。
（3）D具有杀菌消毒的作用，请写出反应④的化学方程式                  。
（4）初步提纯后的粗盐中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质，精制时所用的试剂为：
①盐酸    ②氯化钡溶液  ③氢氧化钠溶液  ④碳酸钠溶液，
下列试剂添加顺序合理的是          。
A．②③④①      B．③④②①    C．④③②①      D．③②④①
（5）若用来提取Br₂，反应⑤所用的氧化剂的来源较合理的是            。
A．从外地购买      B．在当地新建生产厂      C．从本厂生产烧碱处循环
（6）流程⑥将溴单质从水溶液中分离出来是基于溴单质具有        性，该方法对比有机溶剂萃取法的优点是                         。

掌握仪器名称、组装及使用方法是中学化学实验的基础，下图为两套实验装置。
（1）写出下列仪器的名称：   b．
（2）利用装置I分离四氯化碳和酒精的混合物时，冷凝水由         （填f或g）口通入。
（3）现需配制0.1mol/LNaOH溶液500mL，装置II是某同学转移溶液的示意图。

①图中的错误是            。
②配制溶液时，其正确的操作顺序是（用字母表示，每个字母只能用一次）     ________。
A．将容量瓶盖紧，振荡，摇匀
B．改用胶头滴管加水，使溶液凹面恰好与刻度相切
C．继续往容量瓶内小心加水，直到液面接近刻度2～3cm处
D．用30mL水洗涤烧杯2～3次，洗涤液均注入容量瓶
E．将溶解的氢氧化钠溶液沿玻璃棒注入500mL的容量瓶中
F．准确称取计算量的氢氧化钠固体于烧杯中，再加入少量水（约30mL），用玻璃棒慢慢搅动，使其充分溶解
③配制溶液时下列操作会造成所配溶液浓度偏小的是（   ）
A．称量后转移固体时不小心把少量固体洒到烧杯外
B．干净的容量瓶又用蒸馏水洗涤了一遍
C．转移过程中不小心把几滴溶液滴在外面
D．加水定容时，俯视容量瓶刻度线读数

氯化钠溶液中混有硫酸钠、氯化钙溶液和淀粉胶体。选择适当的试剂盒方法从中提纯出氯化钠晶体。相应的实验过程如下：

（1）写出上述实验过程中所用试剂（写化学式）：
试剂①         ；试剂③         。
（2）判断试剂①已过量的方法是：            。
（3）用离子方程式表示加入试剂②的作用：             。
（4）操作①时利用半透膜进行分离提纯。
操作①的实验结果：淀粉                （填“能”或“不能”）透过半透膜；
硫酸根离子                      （填“能”或“不能”）透过半透膜；
请用实验证明上述结果，完成下表（可不填满，也可增加）：
限选试剂：1mol/L硝酸银溶液、1mol/L氯化钡溶液，1mol/L硝酸钡溶液、碘水、稀盐酸、稀硝酸

编号	实验操作	预期现象和结论
①
②

 

Na₂O₂可用作漂白剂和呼吸面具中的供氧剂。
（1）某学习小组发现：在盛有Na₂O₂的试管中加入足量水，固体完全溶解，并立即产生大量气泡，当气泡消失后，向其中滴入1～2滴酚酞溶液，溶液变红；将试管轻轻振荡，红色很快褪去；此时再向试管中加入少量MnO₂粉末，又有气泡产生。
①使酚酞溶液变红是因为__________，红色褪去的可能原因是__________________。
②加入MnO₂反应的化学方程式为________________________________________________。
（2）Na₂O₂有强氧化性，H₂具有还原性，有同学猜想Na₂O₂与H₂能反应。为了验证此猜想，该小组同学进行如下实验，实验步骤和现象如下。

步骤1：按上图组装仪器(图中夹持仪器省略)，检查气密性，装入药品。
步骤2：打开K₁、K₂，产生的氢气流经装有Na₂O₂的硬质玻璃管，一段时间后，没有任何现象。
步骤3：检验H₂的纯度后，开始加热，观察到硬质玻璃管内Na₂O₂开始熔化，淡黄色的粉末变成了白色固体，干燥管内硫酸铜未变蓝色。
步骤4：反应后撤去酒精灯，待硬质玻璃管冷却后关闭K₁。
①添加稀盐酸的仪器名称是____________；B装置的作用是________。
②必须检验氢气纯度的原因是__________________________________________________。
③设置装置D的目的是________________________________________________________。
④你得到的结论是____________(若能反应请用化学方程式表示)。

海洋植物如海带海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海洋中提取碘的流程如下：

（1）指出提取的过程中有关实验操作名称：①         ；③          。
（2）提取碘的过程中，可供选择的有机溶剂是        。（填字母序号）
A. 水、酒精   B. 四氯化碳、苯     C. 汽油、酒精
（3）从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂，还需经过蒸馏，实验装置如图所示。

仪器A的名称为：           。指出装置
中的错误之处；①                   ；
②               ；③              。

某化学活动小组设计如下图所示（部分夹持装置已略去）实验装置，以探究潮湿的Cl₂与Na₂CO₃反应得到的固体物质。

（1）写出装置A中发生反应的化学方程式：__________________________；
（2）写出试剂Y的名称：__________________________；
（3）已知：通入一定量的氯气后，测得D中只有一种常温下为黄红色的气体，其为含氯氧化物．可以确定的是C中含有的氯盐只有一种，且含有NaHCO₃，现对C成分进行猜想和探究．
①提出合理假设．
假设一：存在两种成分：NaHCO₃和__________；
假设二：存在三种成分：NaHCO₃和___________、_____________；
②设计方案，进行实验．请写出实验步骤以及预期现象和结论（可不填满）．
限选实验试剂和仪器：蒸馏水、稀硝酸、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、试管、小烧杯．

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取C中的少量固体样品于试管中，滴加足量蒸馏水至固体溶解，然后将所得溶液分别置于A、B试管中．
步骤2：_________________________	现象：_________________________
步骤3向B试管中滴加过量的稀HNO3溶液，再滴加AgNO3溶液	若溶液变浑浊，结合步骤2中①，则假设1成立，结合步骤2中②，则假设2成立。

（4）已知C中有0.1mol Cl₂参加反应．若假设一成立，可推知C中反应的化学方程式为

I．蒸馏是对混合物进行分离提纯的一种重要方法，其装置如图I。

（1）仪器a的名称是            。
（2）已知CCl₄的沸点为76.7℃，甲苯的沸点为110.6℃。若要从它们的混合物中分离出CCl₄，应将温度控制在            。
II．实验室需用230mL0.46 mol·L^-1的稀硫酸，用质量分数为98%的浓硫酸（密度为1.84g·cm^-3）来配制，则:
（1）需要量取该浓硫酸的体积为         mL；
（2）实验所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还有                  ；
（3）配制过程中部分步骤和操作如图所示：将上述实验步骤A—F按实验过程先后次序排列             。操作ABE用到了一种共同仪器，该仪器上标有：①温度、②浓度、③规格、④压强、⑤刻度线这五项中的                  。（填数字符号）

（4）该同学实际配制得到的浓度为0.45 mol·L^-1，可能的原因是

A．量取浓H2SO4时仰视刻度

B．容量瓶洗净后未经干燥处理

C．没有将洗涤液转入容量瓶

D．定容时仰视刻度

某同学用某种粗盐进行提纯实验，步骤见下图。

请回答：
（1）步骤①和②的操作相同，其名称是________________。
（2）步骤④加热蒸发时要用玻璃棒不断搅拌，这是为了防止__________________，当蒸发皿中有较多量固体出现时，应__________________，用余热使水分蒸干。
（3）猜想和验证，补充完整相应的操作、现象和结论：

猜想	验证的操作	现象	结论
猜想Ⅰ：固体A中含有BaCO3	取少量固体A于试管中，先滴入       ，再滴入Na2SO4溶液	有气泡放出，无白色沉淀
猜想Ⅱ:最后制得的NaCl晶体中还有Na2SO4	取少量NaCl晶体溶于试管中的蒸馏水，		猜想Ⅱ成立

 

下图是中学化学中常用于混合物的分离和提纯的装置，请根据装置回答问题：

（1）从氯化钠溶液中得到氯化钠固体，选择装置               （填代表装置图的字母，下同）；除去自来水中的Cl^﹣等杂质，选择装置            ；从碘水中分离出I₂，选择装置          ，该分离方法的名称为             。
（2）装置A中①的名称是            ，冷却水的方向是­______________,温度计水银球的位置是在             ；装置B在分液时装置中的液体不能顺利滴下，原因是______________________。
（3）从碘水中得到碘时，不能选用的试剂是____________
A．酒精      B．苯     C．四氯化碳
若选则试剂X（密度小于水的密度）从碘水中提取碘时，充分振荡、静置后，下层液体的颜色为          。

海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要离子的含量如下：

成分	Cl^－	Na^+	SO4^2^－	Mg^2+	Ca^2+	HCO3^－	Br^－
含量/(mg·L^－^1)	18980	10560	2560	1272	400	142	64

（1）以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如下图所示。

①除去粗盐中的Ca²⁺、Mg²⁺和SO离子，加入沉淀剂a．Na₂CO₃  b．NaOH  c．BaCl₂，
合理的一种顺序是（填序号）                。将滤液的pH调至酸性除去的离子是             。
②电解饱和食盐水的化学方程式是                      ；
③侯德榜向饱和食盐水中通入NH₃、CO₂气体制NaHCO₃晶体的化学方程式为                    。
其依据是                                        。
④工业上可用纯碱代替烧碱生产某些化工产品。如用饱和纯碱溶液与Cl₂制取有效成分为NaClO的消毒液，反应的化学方程式是                     。（碳酸的酸性强于次氯酸）。
（2）利用海水可以提取溴和镁，提取过程如下：

① 从MgCl₂溶液中得到MgCl₂·6H₂O晶体的主要实验操作是                、洗涤、烘干。从MgCl₂·6H₂O晶体中得到无水MgCl₂的主要方法是
②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_____________，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是_____________。
③依据上述流程，若将5 m³海水中的溴元素转化为工业溴，至少需要标准状况下Cl₂的体积为        L（忽略Cl₂溶解）。

海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，主要以碘化物形式存在。有一化学课外小组用海带为原料制取少量碘单质，他们将海带灼烧成灰，用水浸泡一段时间（以让碘化物充分溶解在水中），得到海带灰悬浊液，然后按以下实验流程提取单质碘：

（1）指出上图中提取碘的过程中有关的实验操作名称：①         。
（2）操作③中所用的有机试剂可以是       （只填一种）。
（3）操作过程③可以分解为如下几步：

A．把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中；

B．把50ml碘水和15ml有机溶剂（你所选的）加入分液漏斗中，并盖好玻璃塞；

C．检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液；

D．倒转漏斗用力振荡，并不时旋开活塞放气，最后关闭活塞，把分液漏斗放正；

E． 旋开活塞，用烧杯接收溶液；
F． 从分液漏斗上口倒出上层液体；
G． 将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽与漏斗上口的小孔对准；
H． 静置、分层。
（a）过程③正确操作步骤的顺序是：（填编号字母）                                ；
（b）上述G步操作的目的是：           ；
（c）最后碘的有机溶液是通过           获得（填“漏斗上口”或“漏斗下口”）。
（4）从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机试剂，还需要经过蒸馏，观察图所示实验装置指出其错误之处                   。