高中化学物质的分离、提纯和检验试题

离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是（ ）

A．	经过阳离子交换树脂后，水中阳离子的总数不变
B．	水中的 ${\text{NO}}_3^{-}$ 、 ${\text{SO}}_4^{2-}$ 、 $C{l}^{-}$ 通过阴离子树脂后被除去
C．	通过净化处理后，水的导电性降低
D．	阴离子树脂填充段存在反应 $H^{+}+O{H}^{-}=H_{2}O$

下列实验过程可以达到实验目的的是( )

编号	实验目的	实验过程
A	配制 $0.4000mol.L^{-1}$ 的溶液	称取4.0g固体NaOH于烧杯中，加入少量蒸馏水溶解，转移至250mL容量瓶中定容
B	探究维生素C的还原性	向盛有2mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液，观察颜色变化
C	制取并纯化氢气	向稀盐酸中加入锌粒，将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸和 $KMn{O}_4$ 溶液
D	探究浓度对反应速率的影响	向2支盛有5mL不同浓度 $NaHS{O}_3$ 溶液的试管中同时加入2mL5% $H_2{O}_2$ 溶液，观察实验现象

A．

A

B．

B

C．

C

D．

D

在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中,下列操作未涉及的是（ ）

A．		B．
C．		D．

$L{i}_{4}T{i}_3{O}_{12}$ 和 $LiFeP{O}_4$ 都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为 $FeTi{O}_3$， 还含有少量MgO、 $Si{O}_2$ 等杂质）来制备，工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）"酸浸"实验中，铁的浸出率结果如下图所示．由图可知，当铁的净出率为70%时，所采用的实验条件为________．

（2）"酸浸"后，钛主要以 $TiOC{l_4}^{2﹣}$ 形式存在，写出相应反应的离子方程式________．

（3） $Ti{O}_2•x{H}_{2}O$ 沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示:

$Ti{O}_2•x{H}_{2}O$

温度/℃	30	35	40	45	50
92	95	97	93	88

分析40℃时 $Ti{O}_2•x{H}_{2}O$ 转化率最高的原因________．

（4） $L{i}_{2}T{i}_5{O}_{15}$ 中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为________．

（5）若"滤液②"中 $c（M{g}^{2+}）=0.02mol•L^{﹣1}$， 加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使 $F{e}^{3+}$ 恰好沉淀完全即溶液中 $c（F{e}^{3+}）=1.0\times {10}^{﹣5}$， 此时是否有 $M{g}_3（P{O}_4{）}_2$ 沉淀生成？________（列式计算）． $FeP{O}_4$ 、 $M{g}_3（P{O}_4{）}_2$ 的分别为 $1.3\times {10}^{﹣22}$ 、 $1.0\times {10}^{﹣24}$

（6）写出"高温煅烧②"中由FePO ₄制备 $LiFeP{O}_4$ 的化学方程式________．

《本草衍义》中对精制砒霜过程有如下叙述："取砒之法，将生砒就置火上，以器覆之，令砒烟上飞着覆器，遂凝结累然下垂如乳，尖长者为胜，平短者次之．"文中涉及的操作方法是（　　）

A．

蒸馏

B．

升华

C．

干馏

D．

萃取

双氧水是一种重要的氧化剂、漂白剂和消毒剂．生产双氧水常采用蒽醌法，其反应原理和生产流程如图所示：

生产过程中，把乙基蒽醌溶于有机溶剂配制成工作液，在一定温度、压力和催化剂作用下进行氢化，再经氧化、萃取、净化等工艺得到双氧水．回答下列问题：

（1）蒽醌法制备H ₂O ₂理论上消耗的原料是________，循环使用的原料是________，配制工作液时采用有机溶剂而不采用水的原因是________．

（2）氢化物A中反应的化学方程式为________．进入氧化塔C的反应混合液中的主要溶质为________．

（3）萃取塔D中的萃取剂是________，选择其作萃取剂的原因是________．

（4）工作液再生装置F中要除净残留的H ₂O ₂， 原因是________．

（5）双氧水浓度可在酸性条件下用KMnO ₄溶液测定，该反应的离子方程式为________，一种双氧水的质量分数为27.5%（密度为1.10g•cm ^{﹣ 3}），其浓度为________mol•L ^{﹣ 1}．

下列实验操作能达到实验目的是（ ）

	实验目的	实验操作
A．	制备Fe（OH） 3胶体	将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl 3溶液中
B．	由MgCl 2溶液制备无水MgCl 2	将MgCl 2溶液加热蒸干
C．	除去Cu粉中混有的CuO	加入稀硝酸溶液，过滤、洗涤、干燥
D．	比较水与乙醇中氢的活泼性	分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中

A．

A

B．

B

C．

C

D．

D

某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验：

①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解：再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解；

②取少量样品加入足量稀盐酸有气泡产生，震荡后仍有固体存在．

该白色粉末可能为（ ）

A. NaHCO ₃、Al（OH） ₃

B. AgCl、NaHCO ₃

C. Na ₂SO ₃、BaCO ₃

D. Na ₂CO ₃、CuSO ₄

以硅藻土为载体的五氧化二钒（ $V_2{O}_5$ ）是接触法生产硫酸的催化剂．从废钒催化剂中回收 $V_2{O}_5$ 既避免污染环境又有利于资源综合利用．废钒催化剂的主要成分为：

物质	$V_2{O}_5$	$V_2{O}_4$	$K_{2}S{O}_4$	$Si{O}_2$	$F{e}_2{O}_3$	$A{l}_2{O}_3$
质量分数/%	2.2～2.9	2.8～3.1	22～28	60～65	1～2	＜1

以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：

回答下列问题：

（1）"酸浸"时 $V_2{O}_5$ 转化为 $V{O_2}^{+}$， 反应的离子方程式为________，同时 $V_2{O}_4$ 转成 $V{O}^{2+}$ ． "废渣1"的主要成分是________．

（2）"氧化"中欲使 $3mol$ 的 $V{O}^{2+}$ 变为 $V{O_2}^{+}$， 则需要氧化剂 $KCl{O}_3$ 至少为________mol．

（3）"中和"作用之一是使钒以 $V_4{O_{12}}^{4﹣}$ 形式存在于溶液中．"废渣2"中含有________．

（4）"离子交换"和"洗脱"可简单表示为： $4ROH+V_4{O_{12}}^{4﹣}\underset{\mathrm{洗脱}}{\overset{\mathrm{离子交换}}{\leftrightharpoons }}{R}_4{V}_4{O}_{12}+4O{H}^{﹣}$ （以ROH为强碱性阴离子交换树脂）．为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈________性（填"酸""碱""中"）．

（5）"流出液"中阳离子最多的是________．

（6）"沉钒"得到偏钒酸铵（ $N{H}_{4}V{O}_3$ ）沉淀，写出"煅烧"中发生反应的化学方程式________．

过氧化钙微溶于水，溶于酸，可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂．以下是一种制备过氧化钙的实验方法．回答下列问题：

（一）碳酸钙的制备

（1）步骤①加入氨水的目的是________．小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于________．

（2）如图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是________（填标号）．

A．	漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁
B．	玻璃棒用作引流
C．	将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁
D．	滤纸边缘高出漏斗
E．	用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加过过滤速度

（3）（二）过氧化钙的制备

步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈________性（填"酸"、"碱"或"中"）．将溶液煮沸，趁热过滤，将溶液煮沸的作用是________．

（4）步骤③中反应的化学方程式为________，该反应需要在冰浴下进行，原因是________．

（5）将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是________．

（6）制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品．该工艺方法的优点是________，产品的缺点是________．

下列有关实验的操作正确的是（ ）

	实验	操作
A	配制稀硫酸	先将浓硫酸加入烧杯中，后倒入蒸馏水
B	排水法收集 $KMn{O}_4$ 分解产生的 $O_2$	先熄灭酒精灯，后移除导管
C	浓盐酸与 $Mn{O}_2$ 反应制备纯净 $C{l}_2$	气体产物先通过浓硫酸，后通过饱和食盐水
D	$CC{l}_4$ 萃取碘水中的 $I_2$	先从分液漏斗下口放出有机层，后从上口倒出水层

A．

A

B．

B

C．

C

D．

D

实验室制备溴苯的反应装置如下图所示，关于实验操作或叙述错误的是（ ）

A．向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K

B．实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色

C．装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢

D．反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶，得到溴苯

${\mathrm{NaClO}}_2$ 是一种重要的杀菌消毒剂, 也常用来漂白织物等, 其一种生产工艺如下:

回答下列问题:

(1) ${\mathrm{NaClO}}_2$ 中 $\mathrm{Cl}$ 的化合价为_ 。

(2) 写出 "反应"步骤中生成 ${\mathrm{ClO}}_2$ 的化学方程式 。

(3) "电解"所用食盐水由粗盐水精制而成, 精制时，为除去 ${\mathrm{Mg}}^{2+}$ 和 ${\mathrm{Ca}}^{2+}$ , 要加入的试剂分别为 、 。"电解" 中阴极反应的主要产物是_ 。

(4) "尾气吸收"是吸收 "电解"过程排出的少量 ${\mathrm{ClO}}_2$ 。此吸收反应中, 氧化剂与还原剂的

物质的量之比为 ，该反应中氧化产物 。

（5）"有效氯含量"可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力, 其定义是：每克含氯消毒剂的氧化

能力相当于多少克 ${\mathrm{Cl}}_2$ 的氧化能力。 ${\mathrm{NaClO}}_2$ 的有效氯含量为 。(计算结果保留两位小数)

下列实验操作能达到实验目的的是（ ）

A．	用长颈漏斗分离出乙酸与乙醇反应的产物
B．	用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的 NO
C．	配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释
D．	将 ${\mathrm{Cl}}_2$ 与 $\mathrm{HCl}$ 混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的 ${\mathrm{Cl}}_2$

氧化石墨烯具有稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重要的应用前景。通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下（装置如图所示）：

Ⅰ.将浓 $H_{2}S{O}_4$ 、 $\mathit{NaN}{O}_3$ 、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中。剧烈搅拌下，分批缓慢加入 $\mathit{KMn}{O}_4$ 粉末。塞好瓶口。

Ⅱ.转至油浴中， $35℃$ 搅拌1小时。缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至 $98℃$ 并保持1小时。

Ⅲ.转移至大烧杯中，静置冷却至室温。加入大量蒸馏水，而后滴加 $H_2{O}_2$ 至悬浊液由紫色变为土黄色。

Ⅳ.离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。

Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。

Ⅵ.冷冻干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。

回答下列问题：

（1）装置图中，仪器a、c的名称分别是 　　、 　　，仪器b的进水口是 　　（填字母）。

（2）步骤Ⅰ中，需分批缓慢加入 $\mathit{KMn}{O}_4$ 粉末并使用冰水浴，原因是 　　。

（3）步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴，不使用热水浴，原因是 　　。

（4）步骤Ⅲ中， $H_2{O}_2$ 的作用是 　　（以离子方程式表示）。

（5）步骤Ⅳ中，洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在 $S{O_4}^{2﹣}$ 来判断。检测的方法是 　　。

（6）步骤Ⅴ可用 $\mathit{pH}$ 试纸检测来判断 $C{l}^{﹣}$ 是否洗净，其理由是 　　。