2.1研究物质的实验方法 同步练习
一、单选题
1．根据火焰呈现的特征颜色，可以判断试样中所含的金属元素，化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。有关焰色试验的理解正确的是（ ）
A．焰色试验需要加热，所以焰色试验体现的是元素的化学性质
B．观察到火焰颜色呈黄色时，所测溶液中肯定有Na元素，可能有K元素
C．铜的金属性弱，可以用洁净的铜丝代替洁净的铁丝进行焰色试验
D．为了避免黄光的干扰，所以焰色试验都要透过蓝色钴玻璃观察焰色
2．实验室进行NaCl溶液蒸发时，有以下操作过程，其正确的操作顺序是（ ）
①放置酒精灯； ②固定铁圈位置； ③放上蒸发皿；
④加热搅拌； ⑤停止加热，余热蒸干
A．②③④⑤① B．①②③④⑤ C．②③①④⑤ D．②①③④⑤
3．净化水的方法很多，下列净化水的操作中净化程度最高的是（ ）
A． B．
C． D．
4．下列实验操作中，正确的是（ ）
A．蒸馏操作时，冷凝水的进出方向是上进下出
B．分液操作时，分液漏斗中下层液体从下口放出后，再将上层液体从下口放出到另一个烧杯中
C．蒸馏操作时，应使温度计的水银球靠近蒸馏烧瓶支管口处
D．萃取操作时，萃取剂的密度必须比水大
5．下列图示表示过滤的是（ ）
A． B． C． D．
6．下列对文献记载内容理解错误的是（ ）
A．《天工开物》记载“凡研硝（KNO3）不以铁碾入石臼，相激火生，祸不可测”，“相激火生”是指爆炸
B．《本草经集注》记载鉴别硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)：“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”，该方法是升华
C．《本草纲目》“烧酒”写道：“自元时始创其法，用浓酒和糟入甑，蒸令气上……其清如水，味极浓烈，盖酒露也”。这种方法是蒸馏
D．东晋葛洪《肘后备急方》中称“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，屠呦呦以此法提取青蒿素属于萃取
7．除去下列物质中的少量杂质，所选用的试剂及操作方法均正确的是（ ）
选项 物质 杂质 试剂 操作方法
A 二氧化碳 一氧化碳 氢氧化钠溶液和浓硫酸 洗气
B 硫酸钡 碳酸钡 足量的稀硫酸 溶解、过滤、洗涤、烘干
C 氯化钙溶液 消石灰 过量的二氧化碳 过滤、蒸发、结晶
D 氨气 水 火碱溶液 通过盛有火碱溶液的洗气瓶
A．A B．B C．C D．D
8．如图所示为从固体混合物中分离X的两种方案，请根据方案1和方案2指出下列说法中合理的是（ ）
A．方案2中加入HCl溶液可以分离出BaSO4和Fe2O3混合物中的BaSO4
B．方案2中加入的试剂一定能够与除X外的物质发生化学反应
C．方案1中的残留物应该具有的性质是受热易挥发
D．可以选用方案1分离碳酸钠中含有的氢氧化钠
9．下列除杂质的方法不正确的是（ ）
A．氢氧化铁胶体中的铁离子和氯离子可用渗析法除去
B．硬脂酸钠中混有少量的甘油，用盐析法除去
C．乙酸乙酯中混有少量乙酸，用饱和碳酸钠溶液洗涤后分液
D．氯化钠中有少量氯化铵，加过量的烧碱溶液后加热蒸干
10．实验室制乙烯时，还产生少量SO2、CO2及水蒸气，用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是（ ）
①饱和Na2SO3溶液；②酸性KMnO4溶；③石灰水；④无水CuSO4；⑤品红溶液．
A．④⑤①②③ B．④⑤①③② C．④⑤②③⑤ D．④②⑤①③
11．下列物质的分离方法中，利用粒子大小差异的是（ ）
A．过滤豆浆 B.酿酒蒸馏 C.精油萃取 D.海水晒盐
A．A B．B C．C D．D
12．下列有关焰色反应的叙述正确的是（ ）
A．氯化钠在火焰上灼烧时使火焰呈黄色，是因为氯化钠发生了分解反应
B．用焰色反应可以鉴别KCl和KNO3
C．连续做两个样品时，应将铂丝用硫酸洗净并灼烧到无特殊焰色
D．如透过蓝色的钴玻璃能够观察到紫色火焰，则肯定有K元素，可能有Na元素
13．下列有关焰色反应操作的描述正确的是（ ）
A．在观察焰色反应时均要透过蓝色钴玻璃片，以便排除钠元素的黄光的干扰
B．取一根洁净的细铂丝，放在酒精灯上灼烧至无色，再蘸取少量NaCl溶液，进行焰色反应
C．铂丝在做完氯化钠溶液的焰色反应后，用稀硫酸洗净，再蘸取少量的K2SO4溶液，重复以上实验
D．用洁净的铂丝蘸取某溶液，放在火焰上灼烧，观察到黄色火焰，则该溶液中一定有Na+，没有K+
14．工业利用冶铜炉渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3等）制Fe2O3的生产流程示意图如下：
经“足量的NaOH溶液”处理后，铝元素的存在形态为（ ）
A．Al B．Al（OH）3
C．Al3+ D．[Al（OH）4]﹣
15．实验室中，从海藻里提取碘的部分流程如下图。下列说法中，错误的是（ ）
A．试剂a可选用酸化的双氧水
B．试剂b可选用四氯化碳
C．步骤①需用坩埚，步骤②需用烧杯
D．步骤③的操作是分液
16．某废催化剂含SiO2、ZnS、CuS及少量的Fe3O4某实验小组以废催化剂为原料，回收锌和铜。设计实验流程如下：已知：CuS既不溶于稀硫酸，也不与稀硫酸反应。下列说法正确的是（ ）
A．滤液1中是否含有Fe2+，可以选用KSCN和新制氯水检验
B．步骤②操作中，先加6% H2O2，在不断搅拌下，再加入1.0 mol L-1 H2SO4
C．滤渣1成分是SiO2和CuS，滤渣2成分一定是SiO2
D．步骤①操作中，生成的气体需用NaOH溶液吸收
17．“西门子”制硅法是以硅石(SiO2)为原料制备冶金级高纯硅，其工艺流程如图。下列叙述错误的是（ ）
已知：SiHCl3室温下易挥发、易水解的无色液体。
A．“酸浸”过程主要是酸溶除去粗硅中的氧化镁，可用稀盐酸代替稀硫酸
B．该生产工艺中可循环使用的物质只有H2
C．“氧化”、“分离”与“热解”的过程均需要在无水、无氧的条件下进行
D．“氧化”过程的化学方程式为Si+3HCl SiHCl3+H2
二、实验探究题
18．实验室以铝铁质岩（主要成分是Al2O3、FexOy和SiO2）为原料制备Al2O3和粗硅，其流程如图1所示：
（1）SiO2制备粗硅的化学方程式为 ．
（2）溶液B中加氨水生成Al（OH）3 的离子方程式为 ．在空气中灼烧固体Al（OH）3 时，用到多种硅酸盐质仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有 （填仪器名称）．
（3）在高温下，氧化铝可以与氮气、碳反应，生成一种耐高温、抗冲击的氮化铝和一种有毒气体，该反应的化学方程式为 ；该反应中每生成2mol氮化铝，N2得到电子的物质的量为 mol．
（4）某实验小组用CO还原法定量测定FexOy的组成，称取m g样品进行定量测定（图2）．
①根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品， （请按正确顺序填入下列步骤的标号）．
a．点燃酒精灯 b．打开分液漏斗活塞 c．停止加热，充分冷却 d．关闭分液漏斗活塞 e．收集气体并检验纯度
②若实验中每步反应都进行完全，反应后样品质量减少了ng，则FexOy中x：y= ．若实验中FexOy 未被充分还原，则x：y的值 （填“偏大”“偏小”或“无影响”）．
19．钛被称为“二十一世纪金属”，工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如下：
已知：钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4，TiOSO4遇水会水解．
请回答下列问题：
（1）操作1用到的玻璃仪器除烧杯外还有 ，操作2是 、过滤，副产品主要成分的化学式为
（2）请结合化学用语解释将TiO2+转化为H2TiO3的原理
（3）已知钛的还原性介于铝和锌之间，估计钛能耐腐蚀的原因之一是 ，如果可从Za、Zn、Fe三种金属中选一种金属代替流程中的镁，那么该金属跟四氯化钛反应的化学方程式是
（4）电解TiO2来获得Ti是以TiO2作阴极，石墨为阳极，熔融CaO为电解质，用碳块作电解槽，其阴极反应的电极反应式为
（5）为测定溶液中TiOSO4的含量，首先取待测钛液10mL用水稀释至100mL，加过量铝粉，充分振荡，使其完全反应：3TiO2++Al+6H+═3Ti3++AlO3++3H2O，过过滤后，取出滤液20.00mL，向其中滴加2～3滴KSCN溶液作指示剂，用 （填一种玻璃仪器的名称）滴加0.1000mol L﹣1FeCl3溶液，发生Ti3++Fe3+═Ti4++Fe2+，当溶液出现红色达到滴定终点，用去了30.00mLFeCl3溶液，待测钛液中TiOSO4的物质的量浓度是 ．
20．氯气在生产生活中应用广泛．
实验室可用MnO2与浓盐酸反应制取，反应原理如下：
MnO2+4HCl（浓） MnCl2+Cl2↑+2H2O
（1）若制得标准状况下11.2L Cl2，则被氧化的HCl为 mol．
（2）多余的氯气可用NaOH溶液吸收，反应的离子方程式为 ．工业上也可用MnSO4溶液吸收氯气，获得Mn2O3，Mn2O3广泛应用于电子工业、印染工业等领域．请写出该化学反应的离子方程式 ．
（3）海底蕴藏着丰富的锰结核矿，其主要成分是MnO2.1991年由Allen等人研究，用硫酸淋洗后使用不同的方法可制备纯净的MnO2，其制备过程如图所示：
①步骤I中，试剂甲必须具有的性质是 （填序号）．
a．氧化性 b．还原性 c．酸性
②步骤Ⅲ中，以NaClO3为氧化剂，当生成0.050mol MnO2时，消耗0.10mol L﹣1的NaClO3溶液200mL，该反应的离子方程式为 ．
（4）用100mL 12.0mol L﹣1的浓盐酸与足量MnO2混合后，加热，反应产生的氯气物质的量远远少于0.30mol，请你分析可能的原因为 ．
三、综合题
21．如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）从氯化钾溶液中得到氯化钾固体，选择装置 （填代表装置图的字母，下同）；分离CCl4（沸点为76.75℃）和甲苯（沸点为110.6℃）的液体混合物，选择装置 ，该分离方法的名称为 ．
（2）从碘水中分离出I2，选择装置 ，该分离方法的名称为 ，若将碘水和CCl4注入分液漏斗中充分振荡并静置后，碘主要溶解在 （填“上层”或“下层”）液体中，该层溶液颜色为 ．
（3）装置A中①的名称是 ，进水的方向是从 （填“上”或“下”）口进水．装置B在分液时为使液体顺利下滴，应进行的具体操作 ．
22．工业上需要利用一批回收的含铜废料制造胆矾（CuSO4 5H2O）．该废料中各种成分含量如下：Cu和CuO约占87%，其它为Mg、Al、Fe、Si及其氧化物，还有少量的难溶物质．工艺流程为：
部分金属阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如表：
沉淀物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Cu（OH）2 Mg（OH）2 Fe（OH）2
pH 5.2 3.1 6.7 9.4 9.7
请回答下列问题：
（1）步骤①中为什么要将含铜废料研磨成粉状？ ．
（2）步骤②中的离子方程式（写出2个即可）： 、 ．
（3）步骤⑤中H2O2参加反应的离子方程式： ．
（4）步骤⑥中调节溶液pH时适宜的物质是 （填序号）．
A．NaOH B．氨水 C．Cu2（OH）2CO3 D．Cu（OH）2 E．MgCO3
（5）步骤⑦中用硫酸调节pH=2～3的原因是 ．
（6）步骤⑧的分离方法步骤是 ．
23．以硅孔雀石[主要成分为 CuCO3 Cu（OH）2、CuSiO3 2H2O，含 SiO2、FeCO3、Fe2O3等杂质]为原料制备CuCl2的工艺流程如下：
已知：SOCl2+H2O SO2↑+2HCl↑
（1）“酸浸”时盐酸与CuCO3 Cu（OH）2反应的化学方程式为 ．为提高“酸浸”时铜元素的浸出率，可以采取的措施有：①适当提高盐酸浓度；②适当提高反应温度；③ ．
（2）滤渣2的主要成分为 （填化学式）．
（3）“氧化”时发生反应的离子方程式为 ．
（4）试剂X的作用是调节溶液的pH，试剂X可以是
A．CuSO4 B．Cu2（OH）2CO3 C．NaOH D．CuO
“调pH”时，PH不能过高，其原因是 ．
（5）“加热脱水”时，加入SOCl2的目的是 ．
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】A．焰色试验需要加热，但是没有生成新物质，是元素的物理性质，A不符合题意；
B．观察钾元素的焰色反应，需要通过蓝色钴玻璃观察，故观察到火焰颜色呈黄色时，所测溶液中肯定有Na元素，可能有K元素，B符合题意；
C．铜也有焰色反应，会干扰其它元素的鉴定，C不符合题意；
D．观察钾元素的焰色反应，需要通过蓝色钴玻璃观察，不是所有，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.焰色试验为物理变化；
C.铜灼烧有颜色；
D.黄光能干扰紫光，所以检测钾离子存在要透过蓝色的钴玻璃观察，其他元素的焰色反应不需要透过蓝色钴玻璃观察。
2．【答案】B
【解析】【解答】仪器的组装连接顺序为从下到上、从左到右，因此应先放置酒精灯，再固定铁圈的位置，并将蒸发皿放在铁圈上，用酒精灯进行加热；待析出大量晶体后，停止加热，利用余热蒸干；故正确顺序为：①②③④⑤，B符合题意；
故答案为：B
【分析】此题是对蒸发操作的考查，结合蒸发过程进行分析。
3．【答案】A
【解析】【解答】A、蒸馏可以将水转化成水蒸气，然后再液化的一种操作，得到的水中几乎不含杂质，净化程度最高，A符合题意。
B、蒸发结晶不是水的净化方法，B不符合题意。
C、过滤可以除去不溶性颗粒较小的杂质，不会除去细菌和可溶性的杂质，C不符合题意。
D、吸附只除去水中的异味和色素，不会除去其他可溶性的杂质，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】A.蒸馏可以得到比较纯净的水；
B.蒸发是得到固体溶质的方法；
C.过滤时分离固体与液体的方法；
D.活性炭只能吸附异味和色素。
4．【答案】C
【解析】【解答】A． 蒸馏操作时，冷凝水的进出方向是下进上出，故A不符合题意；
B． 分液操作时，分液漏斗中下层液体从下口放出后，再将上层液体从上口倒出到另一个烧杯中，故B不符合题意；
C． 蒸馏操作时，应使温度计的水银球靠近蒸馏烧瓶支管口处，故C符合题意；
D． 萃取操作时，萃取剂与水不互溶即可，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.蒸馏时冷凝水下进上出；
B.分液时下层液体从下口放出后，再将上层液体从上口倒出到另一个烧杯中；
D.萃取时萃取剂的密度可以比水大，也可以比水小。
5．【答案】C
【解析】【解答】A.该操作是分液，A不符合题意；
B.该操作是配制一定物质的量浓度溶液中定容步骤，B符不合题意；
C.该操作是过滤，C符合题意；
D.该操作是配制一定物质的量浓度溶液中转移溶液步骤，D不符合题意
故答案为：C
【分析】根据过滤装置进行分析即可。
6．【答案】B
【解析】【解答】A、《天工开物》记载“凡研硝（KNO3）不以铁碾入石臼，相激火生，祸不可测”，“相激火生”是指撞击后爆炸，故A不符合题意；
B、《本草经集注》记载鉴别硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)：“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”，利用钾元素和钠元素的焰色反应不同，钠元素焰色反应为黄色，钾元素焰色反应为隔着钴玻璃为紫色，该方法是焰色反应，故B符合题意；
C、蒸令气上，则利用互溶混合物的沸点差异分离，则该法为蒸馏，故C不符合题意；
D、对青蒿素的提取利用的是萃取原理，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】本题考查文献记载内容中的化学知识，要从所给信息分析；
7．【答案】B
【解析】【解答】解：A．二氧化碳与NaOH反应，将原物质除去，不能除杂，故A错误；
B．碳酸钡与硫酸反应生成硫酸钡，则加足量硫酸溶解、过滤、洗涤、烘干可除杂，故B正确；
C．消石灰与过量二氧化碳反应生成碳酸氢钙，引入新杂质，不能除杂，故C错误；
D．火碱溶液不能除去水，应选碱石灰干燥，故D错误；
故选B．
【分析】A．二氧化碳与NaOH反应；
B．碳酸钡与硫酸反应生成硫酸钡；
C．消石灰与过量二氧化碳反应生成碳酸氢钙，引入新杂质；
D．火碱溶液不能除去水．
8．【答案】A
【解析】【解答】A. BaSO4和Fe2O3混合物中加入盐酸溶液，氧化铁与盐酸反应溶解，而硫酸钡不反应，过滤可以分离，故A符合题意；
B. 方案2中加入的试剂不一定能够与除X外的物质发生化学反应，有可能是物理方法，如氯化钾和二氧化锰的混合物，加入水过滤即可分离，故B不符合题意；
C. 方案1中的残留物应该具有的性质是受热难挥发，故C不符合题意;
D. 不可以选用方案1分离碳酸钠中含有的氢氧化钠，因为碳酸钠和氢氧化钠加热都不反应，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】C. 方案1中的残留物应该具有的性质是受热难挥发。
9．【答案】D
【解析】【解答】解：A．离子可透过半透膜，而胶体不能，则选择渗析法可除杂，故A正确；
B．盐析降低硬脂酸甘油酯的溶解度，则盐析法可除杂，故B正确；
C．乙酸与碳酸钠反应，与乙酸乙酯分层，然后分液可分离，故C正确；
D．氯化铵与NaOH溶液反应生成氯化钠、氨气、水，则加过量的烧碱溶液后加热蒸干得到NaCl、NaOH，引入新杂质NaOH，故D错误．
故选D．
【分析】A．离子可透过半透膜，而胶体不能；
B．盐析降低硬脂酸甘油酯的溶解度；
C．乙酸与碳酸钠反应，与乙酸乙酯分层；
D．氯化铵与NaOH溶液反应生成氯化钠、氨气、水．
10．【答案】B
【解析】【解答】解：检验丙烯可以用酸性KMnO4溶液，检验SO2可以用酸性KMnO4溶液褪色、品红溶液或石灰水，检验CO2可以石灰水，检验水蒸气可以无水CuSO4，所以在检验这四种气体必需考虑试剂的选择和顺序．只要通过溶液，就会产生水蒸气，因此先检验水蒸气；然后检验SO2并在检验之后除去SO2，除SO2可以用饱和Na2SO3溶液，最后检验CO2和丙烯，因此顺序为④⑤①②③（或④⑤①③②），
故选B．
【分析】检验丙烯和少量SO2、CO2及水蒸气组成的混合气体各成分时，应首先选④无水CuSO4检验水蒸气，然后用⑤品红溶液检验SO2，并用①饱和Na2SO3溶液除去SO2；然后用③石灰水检验CO2，用②酸性KMnO4溶液检验丙烯．
11．【答案】A
【解析】【解答】A.过滤利用的是微粒的大小不同来分离的，留在滤纸上的物质颗粒大，不能透过滤纸，滤液中的物质颗粒小，可以透过滤纸，A符合题意；
B.蒸馏利用的是物质的沸点不同，B不符合题意；
C.萃取利用的是物质的溶解度不同，C不符合题意；
D.氯化钠在水中溶解度随温度变化不大，让水蒸发掉，从而获得盐， D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A.豆浆过滤利用了分散系微粒大小不同；
B.蒸馏是利用各组分的沸点不同；
C.萃取是利用溶质在不同溶剂中的溶解度不同；
D.海水晒盐是利用物质的溶解度受温度的影响不同；
12．【答案】D
【解析】【解答】A、焰色反应没有新物质生成，属于物理变化，不是化学变化，故A不符合题意；
B、焰色反应鉴别的是金属元素，所以不能用焰色反应鉴别KCl和KNO3，故B不符合题意；
C、连续做两个样品时，应将铂丝用盐酸洗净并灼烧到无特殊焰色，故C不符合题意；
D、如透过蓝色的钴玻璃能够观察到紫色火焰，则肯定有K元素，不能排除有其他金属元素，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、焰色反应属于物理变化；
B、KCl和KNO3都含有钾元素，所以不能用焰色反应区分；
C、铂丝用盐酸洗净，盐酸盐容易挥发；
D、蓝色的钴玻璃虑去的是钠元素的干扰。
13．【答案】B
【解析】【解答】A．在观测钾的焰色反应时要透过蓝色钴玻璃片，其他元素不需要，A不符合题意；
B．取一根洁净的细铁丝，放在酒精灯上灼烧至无色，排除气体颜色的干扰，再蘸取NaCl溶液，进行焰色反应，B符合题意；
C．做焰色反应实验结束后铂丝要用稀盐酸洗涤，而不是稀硫酸，C不符合题意；
D．黄光能掩盖紫光，该实验只能说明含有Na+，无法确定是否含有K+，D不符合题意；
故答案为:B。
【分析】A．黄光能干扰紫光，所以检测钾离子存在要透过蓝色的钴玻璃观察；
B．洁净的细铂丝，需要充分灼烧至才能进行焰色反应；
C．焰色反应实验结束后铂丝要用稀盐酸洗涤；
D．黄光能干扰紫光，所以Na+会干扰K+。
14．【答案】D
【解析】【解答】解：由流程可知，加盐酸时氧化铝反应生成氯化铝，滤液中加足量的NaOH溶液，发生Al3++4OH﹣═AlO2﹣+2H2O或Al3++4OH﹣═[Al（OH）4]﹣，铝元素的存在形态为[Al（OH）4]﹣，
故选D．
【分析】由流程可知，加盐酸时氧化铝反应生成氯化铝，滤液中加足量NaOH，反应生成偏铝酸钠，以此来解答．
15．【答案】D
【解析】【解答】海带灼烧可生成水和二氧化碳，海带灰中含有碘化钾等物质，溶于水，浸泡过滤得到含有碘离子的溶液，通入氯气等氧化性物质，可以氧化生成碘，得到碘的水溶液，用有机溶剂萃取得到含碘的有机溶液。
A．试剂a应该是具有氧化性的物质，可选用酸化的双氧水，选项A不符合题意；
B．四氯化碳与水不互溶，且碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的，故能萃取碘水中的碘，选项B不符合题意；
C．步骤①灼烧海带应该在坩埚中进行，步骤②浸泡海藻灼烧物时溶解，需用烧杯，选项C不符合题意；
D．根据流程图，步骤③分离得到了溶液和灰渣应该选用过滤，选项D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A,碘离子具有还原性，双氧水具有氧化性可用来氧化碘离子
B.碘单质在四氯化碳中的溶解能力较强，可以用来萃取，做萃取剂
C.①灼烧需要用坩埚和坩埚钳，②浸泡一般放在烧杯中
D.步骤③是将固体和液体分离，用的是过滤
16．【答案】D
【解析】【解答】A．滤液1中含有Fe2+，还含有Fe3+，加入用KSCN不能检验，要加入KSCN溶液和新制的氯水不能检验，A不符合题意；
B．过氧化氢在酸性条件下可氧化CuS，应先加入稀硫酸，再加入过氧化氢，B不符合题意；
C．滤渣2含有硫和二氧化硅，C不符合题意；
D．步骤①操作中生成的气体为H2S，需用NaOH溶液或CuSO4溶液吸收，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】废催化剂加入稀硫酸，第一次浸出主要发生反应ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2S↑、Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O，CuS难溶于酸，仍以固体形式存在，过滤后滤液中ZnSO4、FeSO4、 Fe2(SO4)3，浓缩结晶得到粗ZnSO4·7H2O，滤渣1含有SiO2、CuS，向盛有滤渣1的反应器中加H2SO4和H2O2溶液，发生氧化还原反应，生成硫酸铜、硫，滤渣2含有硫和二氧化硅，滤液含有硫酸铜，经浓硫酸结晶可得到硫酸铜晶体，以此解答该题。
17．【答案】B
【解析】【解答】A．由分析知，酸浸时是为了除去MgO，由于稀硫酸与Si不反应，故也可以用稀硫酸代替稀盐酸，A不符合题意；
B．SiHCl3被H2还原为Si，则H2被SiHCl3氧化，根据元素守恒可知H2对应产物为HCl，故可循环利用的物质还有HCl，B符合题意；
C．由于SiHCl3易水解，且H2属于易燃易爆气体，故氧化、分离、热解过程需要在无水、无氧条件下进行，C不符合题意；
D．Si被HCl氧化生成SiHCl3，则HCl被Si还原，HCl只有氢元素化合价能降，故推测产物为H2，对应方程式为：Si+3HCl SiHCl3+H2，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】二氧化硅和金属镁在高温下反应生成氧化镁和硅，加入稀硫酸除去氧化镁，过滤得到硅，通入氯化氢在200~300℃下反应生成SiHCl3，与最后与氢气反应生成Si，以此分析解答。
18．【答案】（1）SiO2+2C Si+2CO↑
（2）Al3++3NH3 H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；坩埚
（3）Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO；6
（4）b、e、a、c、d；；偏大
【解析】【解答】解：铝铁质岩（主要成分是Al2O3、FexOy和SiO2）加入足量的氢氧化钠，氧化铝和二氧化硅溶解，过滤得铁的氧化物，溶液A为硅酸钠和偏铝酸钠溶液，溶液A中加足量的盐酸，生成硅酸沉淀和氯化铝溶液中，所以C为硅酸，B为氯化铝，在氯化铝溶液中加入氨水得氢氧化铝沉淀，灼烧得氧化铝，硅酸加热分解得二氧化硅，二氧化硅与碳在高温下发生氧化还原反应生成粗硅，（1）SiO2与碳在高温条件下反应生成粗硅和一氧化碳，反应的方程式为SiO2+2C Si+2CO↑，
故答案为：SiO2+2C Si+2CO↑；（2）氯化铝溶液中加入氨水生成氢氧化铝，反应的离子方程式为Al3++3NH3 H2O=Al（OH）3↓+3NH4+，固体灼烧一般在坩埚中进行，
故答案为：Al3++3NH3 H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；坩埚；（3）在高温下，氧化铝可以与氮气、碳反应，生成氮化铝和一种有毒气体为CO，反应化学方程式为Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO，根据方程可知，反应中转移电子数为6e﹣，所以每生成2mol氮化铝，N2得到电子的物质的量为6mol，
故答案为：Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO；6；（4）①实验过程依据反应原理和实验目的分析实验步骤为，组装装置，检验装置气密性，加入试剂，加入水把一氧化碳赶入后续装置，要检验CO的纯度，再点燃酒精灯加热玻璃管，反应结束后停止加热，关闭分液漏斗活塞，玻璃管称量剩余固体，依据质量变化计算铁元素和氧元素物质的量之比，所以操作顺序为b、e、a、c、d，
故答案为：b、e、a、c、d；②依据实验结果得到，铁的氧化物中减少的质量为氧元素的质量为bg，铁的质量为（a﹣b）g，依据元素物质的量计算得到比值，x：y=n（Fe）：n（O）= ： = ，若实验中FexOy 未被充分还原，则n值会偏小，所以x：y的值会偏大，
故答案为： ；偏大．
【分析】铝铁质岩（主要成分是Al2O3、FexOy和SiO2）加入足量的氢氧化钠，氧化铝和二氧化硅溶解，过滤得铁的氧化物，溶液A为硅酸钠和偏铝酸钠溶液，溶液A中加足量的盐酸，生成硅酸沉淀和氯化铝溶液中，所以C为硅酸，B为氯化铝，在氯化铝溶液中加入氨水得氢氧化铝沉淀，灼烧得氧化铝，硅酸加热分解得二氧化硅，二氧化硅与碳在高温下发生氧化还原反应生成粗硅，（1）SiO2与碳在高温条件下反应生成粗硅和一氧化碳；（2）氯化铝溶液中加入氨水生成氢氧化铝，根据电荷守恒可写出离子反应方程式；固体灼烧一般在坩埚中进行；（3）在高温下，氧化铝可以与氮气、碳反应，生成氮化铝和一种有毒气体为CO，根据元素守恒书写化学方程式，并根据方程可计算出电子转移的物质的量；（4）①实验过程依据反应原理和实验目的分析实验步骤为，组装装置，检验装置气密性，加入试剂，加入水吧一氧化碳赶入后续装置，要检验CO的纯度，再点燃酒精灯加热玻璃管，反应结束后停止加热，关闭分液漏斗活塞，玻璃管称量剩余固体，依据质量变化计算铁元素和氧元素物质的量之比；②依据实验结果得到，铁的氧化物中减少的质量为氧元素的质量为bg，铁的质量为（a﹣b）g，依据元素物质的量计算得到比值，若实验中FexOy 未被充分还原，则n值会偏小，据此分析．
19．【答案】（1）漏斗、玻璃棒；蒸发浓缩、冷却结晶；FeSO4
（2）溶液中存在平衡：TiO2++2H2O H2TiO3+2H+，当加热升温后，平衡正向移动，生成H2TiO3
（3）钛表面形成一层致密的氧化膜（或钛的内部结构紧密）；TiCl4+4Na Ti+4NaCl
（4）TiO2 +4e﹣=Ti+2O2﹣
（5）酸式滴定管；1.50 mol L﹣1
【解析】【解答】解：用浓硫酸处理钛铁矿，并向所得溶液中加入大量水稀释后加入过量铁粉还原铁离子，过滤得到滤液通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到TiO2+滤液，和副产品FeSO4，滤液中加入水加热过滤得到H2TiO3，H2TiO3加热灼烧得到TiO2，加入氯气、过量碳高温加热反应生成TiCl4和一氧化碳，四氯化钛和金属镁高温加热反应得到氯化镁和钛金属．（1）操作1为过滤用到的玻璃仪器除烧杯外还有漏斗、玻璃棒，操作2的实验步骤为：蒸发浓缩、冷却结晶，加入过量铁屑后溶液中含有Fe2+离子，则过滤后可得FeSO4 7H2O（或FeSO4），副产品主要成分的化学式为FeSO4，故答案为：漏斗、玻璃棒；蒸发浓缩、冷却结晶；FeSO4；（2）加热的目的是促进TiO2+水解生成H2TiO3，分离出固体加热得到TiO2；溶液中存在平衡：TiO2++2H2O H2TiO3+2H+，当加热升温后，
平衡正向移动，生成H2TiO3；
故答案为：溶液中存在平衡：TiO2++2H2O H2TiO3+2H+，当加热升温后，平衡正向移动，生成H2TiO3；（3）钛的还原性介于铝与锌之间，氧化铝是一层致密的氧化膜，估计钛能耐腐蚀的原因钛表面形成一层致密的氧化膜（或钛的内部结构紧密）；活泼金属钠可以将金属钛置换出来：TiCl4+4Na Ti+4NaCl，Zn、和Fe都是不可以的，活泼性差，
故答案为：钛表面形成一层致密的氧化膜（或钛的内部结构紧密）；TiCl4+4Na Ti+4NaCl；（4）因TiO2作阴极，得到电子，被还原，TiO2 +4e﹣=Ti+2O2﹣，得到单质Ti，
故答案为：TiO2 +4e﹣=Ti+2O2﹣；（5）准确滴加氯化铁溶液可使用滴定管，氯化铁有较强的氧化性，应用酸式滴定管；
设滤液Ti3+的物质的量为x，
Ti3+（紫色）+ Fe3++H2O=TiO2+（无色）+Fe2++2H+
1 1
x 0.1000mol L﹣1×0.03L
解得x=0.1000mol L﹣1×0.03L=0.003mol
则待测钛液中TiOSO4的物质的量=0.003mol×5=0.015mol
根据c= = =1.50 mol L﹣1，
故答案为：酸式滴定管；1.50 mol L﹣1．
【分析】用浓硫酸处理钛铁矿，并向所得溶液中加入大量水稀释后加入过量铁粉还原铁离子，过滤得到滤液通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到TiO2+滤液，和副产品FeSO4，滤液中加入水加热过滤得到H2TiO3，H2TiO3加热灼烧得到TiO2，加入氯气、过量碳高温加热反应生成TiCl4和一氧化碳，四氯化钛和金属镁高温加热反应得到氯化镁和钛金属，（1）操作1为过滤，操作2的实验步骤为：蒸发浓缩、冷却结晶，加入过量铁屑后溶液中含有Fe2+离子，依据原子守恒可知产物为硫酸亚铁，则过滤后可得FeSO4 7H2O（或FeSO4），滤渣为过量的铁屑和不溶物脉石；（2）依据溶液中存在平衡：TiO2++2H2O H2TiO3+2H+，平衡影响因素和平衡移动原理分析判断；（3）根据金属铝的氧化物的性质结合信息来回答，金属钠的活泼性强，可以用于金属的冶炼；（4）根据电解原理：阴极上是发生得电子的还原反应；（5）准确滴加氯化铁溶液可使用酸式滴定管；根据元素守恒计算待测钛液中TiOSO4的物质的量．
20．【答案】（1）1
（2）Cl2+2OH﹣=Cl﹣+ClO﹣+H2O；2Mn2++Cl2+3H2O═Mn2O3+6H++2Cl﹣
（3）b；2ClO3﹣+5 Mn2++4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+
（4）随着反应的进行，盐酸浓度减小，反应终止
【解析】【解答】解：（1）标况下n（Cl2）= =0.5mol，根据Cl原子守恒计算被氧化n（HCl）=2n（Cl2）=2×0.5mol=1mol，故答案为：1；（2）Cl2和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和水，离子方程式为Cl2+2OH﹣=Cl﹣+ClO﹣+H2O；锰离子被氯气氧化生成Mn2O3和盐酸，离子方程式为2 Mn2++Cl2+3H2O═Mn2O3+6 H++2Cl﹣，故答案为：Cl2+2OH﹣=Cl﹣+ClO﹣+H2O；2 Mn2++Cl2+3H2O═Mn2O3+6 H++2Cl﹣；（3）酸性条件下，MnO2被还原生成 Mn2+，则甲物质作还原剂，具有还原性；含有锰离子的溶液中用电解法析出MnO2；也可以向溶液中加入NaClO3，锰离子被还原生成MnO2；①通过以上分析知，甲物质具有还原性，故选b；②生成0.050molMnO2时，消耗0.10mol L﹣1的NaClO3溶液200mL，n（NaClO3）=0.10mol/L×0.2L=0.02mol，根据Mn原子守恒得n（Mn2+）=n（MnO2）=0.05mol，转移电子物质的量=0.05mol×2=0.1mol，要转移0.1mol电子，则Cl元素化合价由+5价变为0价，所以生成氯气，n（Mn2+）：n（NaClO3）=0.05mol：0.02mol=5：2，再结合原子守恒配平方程式为，故答案为：2ClO3﹣+5 Mn2++4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+；（4）用100mL12.0mol L﹣1的浓盐酸与足量MnO2混合后，加热，随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐降低，还原性逐渐减弱，则生成的氯气的物质的量小于0.30mol，故答案为：随着反应的进行，盐酸浓度减小，反应终止．
【分析】本题考查氯气的实验室制备原理的分析及用NaOH溶液或MnSO4溶液吸收尾气，另外还探究了MnO2的不同制法，具体是将+2价锰选用氧化剂或通过电解的方法进行氧化得到，重点考查的通过离子方程式讨论反应原理，（1）标况下n（Cl2）= =0.5mol，根据Cl原子守恒计算被氧化HCl的物质的量；（2）Cl2和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和水，锰离子被氯气氧化生成Mn2O3和盐酸；（3）①酸性条件下，MnO2被还原生成 Mn2+，则甲物质作还原剂，具有还原性；含有锰离子的溶液中用电解法析出MnO2；也可以向溶液中加入NaClO3，锰离子被还原生成MnO2；②根据转移电子守恒判断Cl元素产物，由转移电子守恒、元素守恒、原子守恒配平方程式；（4）根据稀盐酸与二氧化锰不反应进行判断．
21．【答案】（1）D；A；蒸馏
（2）B；萃取；下层；紫色或紫红色
（3）冷凝管；下；打开分液漏斗的上口活塞
【解析】【解答】解：（1）可以采用蒸发结晶的方法从氯化钠溶液中得到氯化钠固体，则选择D装置，分离CCl4（沸点为76.75℃）和甲苯（沸点为110.6℃）的液体混合物，可以采用蒸馏的方法，则选择A装置，
故答案为：D；A；蒸馏；（2）从碘水中分离出I2，可以加入四氯化碳萃取剂，采用萃取的方法，选择B装置，碘易溶于四氯化碳，且四氯化碳的密度比水大，在水的下层，可观察到下层呈紫色或紫红色，
故答案为：B；萃取；下层；紫色或紫红色；（3）装置A中①的名称是冷凝管，进冷却水的方向是下进上出．装置B在分液时为使液体顺利下滴，应进行的具体操作是打开分液漏斗上端活塞或使凹槽对准小孔，故答案为：冷凝管；下；打开分液漏斗的上口活塞．
【分析】（1）从氯化钠溶液中得到氯化钠固体，为可溶性固体与液体的分离；可用蒸馏的方法分离沸点不同的物质；（2）碘在有机溶剂中的溶解度较大，可用萃取分液的方法分离；（3）装置A为蒸馏操作，冷水下进上出可充分冷凝；分液时，应打开活塞和塞子．
22．【答案】（1）增大固体反应物的表面积，增大化学反应的速率
（2）2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑；Si+2OH﹣+H2O=SiO32﹣+2H2↑或Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O或SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O
（3）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
（4）C、D
（5）抑制Cu2+的水解，也不会引入杂质
（6）蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，（洗涤、干燥）
【解析】【解答】解：含铜废料制造胆矾（CuSO4 5H2O），Cu和CuO约占87%，其它为Mg、Al、Fe、Si及其氧化物，还有少量的难溶物质，粉碎后加过量热碱溶液，Al、Si及其氧化物能与碱反应生成物溶于水，过滤得到滤渣为Cu、Mg、Fe及其氧化物，还有少量的难溶物质，水洗至pH=7，加稀硫酸、双氧水于80℃保温0.5h，CuO、MgO、FeO都溶于稀硫酸生成硫酸铜、硫酸镁、硫酸亚铁，铜和亚铁离子被双氧水氧化成铜离子和三价铁离子，调至pH=5.2，沉降1小时，三价铁离子沉淀完全，过滤得到滤渣氢氧化铁和滤液，滤液中含有铜离子和镁离子，用硫酸调节溶液pH=2～3，经过对滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到产品，蒸发浓缩时会导致Cu2+发生水解生成Cu（OH）2，用硫酸调节pH=2～3是为了抑制Cu2+的水解，也不会引入杂质，（1）反应物的接触面积与反应速率成正比，将含铜废料研磨成粉状，增大固体反应物的接触面积，加快了反应速率，故答案为：增大固体反应物的表面积，增大化学反应的速率；（2）铝、硅及氧化铝、二氧化硅都能与碱反应，反应的离子方程式为：2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑； Si+2OH﹣+H2O=SiO32﹣+2H2↑；Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O； SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O，故答案为：2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑； Si+2OH﹣+H2O=SiO32﹣+2H2↑或Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O或SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O；（3）过氧化氢具有强氧化性，会把亚铁离子氧化为铁离子，本身被还原为水，离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；（3）调节pH不能引入新的杂质，A项会引入钠离子，B项会引入铵根离子、E项会引入镁离子，C、D项物质会和氢离子反应调节pH，同时生成铜离子，不会引入新的杂质，故答案为：C、D；（4）铜离子为弱碱阳离子能水解，水解方程式为：Cu2++2H2O Cu（OH）2+2H+，加热时会促进水解，加入硫酸，增大了H+离子浓度，会抑制铜离子水解，故答案为：抑制Cu2+的水解，也不会引入杂质；（5）步骤⑧为从溶液中获得硫酸铜晶体，从溶液中得到晶体一般采取蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，（洗涤、干燥） 的方法．故答案为：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，（洗涤、干燥）．
【分析】含铜废料制造胆矾（CuSO4 5H2O），Cu和CuO约占87%，其它为Mg、Al、Fe、Si及其氧化物，还有少量的难溶物质，粉碎后加过量热碱溶液，Al、Si及其氧化物能与碱反应生成物溶于水，过滤得到滤渣为Cu、Mg、Fe及其氧化物，还有少量的难溶物质，水洗至pH=7，加稀硫酸、双氧水于80℃保温0.5h，CuO、MgO、FeO都溶于稀硫酸生成硫酸铜、硫酸镁、硫酸亚铁，铜和亚铁离子被双氧水氧化成铜离子和三价铁离子，调至pH=5.2，沉降1小时，三价铁离子沉淀完全，过滤得到滤渣氢氧化铁和滤液，滤液中含有铜离子和镁离子，用硫酸调节溶液pH=2～3，经过对滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到产品，蒸发浓缩时会导致Cu2+发生水解生成Cu（OH）2，用硫酸调节pH=2～3是为了抑制Cu2+的水解，也不会引入杂质，据此答题．
23．【答案】（1）CuCO3 Cu（OH）2+4HCl═2CuCl2+CO2↑+3H2O；适当加快搅拌速率、适当延长酸浸时间
（2）Fe（OH）3
（3）Cl2+2Fe2+═2Fe3++2Cl﹣
（4）BD；防止Cu2+转化为Cu（OH）2沉淀
（5）生成的HCl抑制CuCl2的水解
【解析】【解答】解：（1）“酸浸”时盐酸与CuCO3 Cu（OH）2反应为复分解反应，由此确定产物配平得化学方程式为CuCO3 Cu（OH）2+4HCl═2CuCl2+CO2↑+3H2O，为提高“酸浸”时铜元素的浸出率，可：①适当提高盐酸浓度；②适当提高反应温度；③适当加快搅拌速率、适当延长酸浸时间，
故答案为：CuCO3 Cu（OH）2+4HCl═2CuCl2+CO2↑+3H2O；适当加快搅拌速率、适当延长酸浸时间；
（2.）根据流程图，经氧化后溶液中阳离子主要为Cu2+和Fe3+，加试剂X调节pH使Fe3+完全沉淀而除去，滤渣2为Fe（OH）3，
故答案为：Fe（OH）3；
（3.）硅孔雀石主要成分为CuCO3 Cu（OH）2、CuSiO3 2H2O，含SiO2、FeCO3、Fe2O3等杂质，根据流程图，加盐酸“酸浸”后溶液中只有Fe2+可被氯气氧化，“氧化”时发生反应的离子方程式为Cl2+2Fe2+═2Fe3++2Cl﹣，
故答案为：Cl2+2Fe2+═2Fe3++2Cl﹣；
（4.）根据流程图，经氧化后溶液中阳离子主要为Cu2+和Fe3+，加试剂X调节pH使Fe3+完全沉淀而除去，Cu2+仍留在溶液中，实现Cu2+和Fe3+的分离，最终制备CuCl2；试剂X选择，
A．CuSO4 不能调节溶液PH，引入杂质硫酸根离子，故A错误；
B．Cu2（OH）2CO3 和酸反应可以调节溶液PH且不引入杂质，故B正确；
C．NaOH可以调节溶液PH，但会引入钠离子杂质，故C错误；
D．CuO可以和酸反应调节溶液PH，不会引入杂质，故D正确；
选BD
“调pH”时，pH不能过高，否则Cu2+转化为Cu（OH）2沉淀，
故答案为：BD；防止Cu2+转化为Cu（OH）2沉淀；（5）由已知：SOCl2+H2O SO2↑+2HCl↑，“加热脱水”时，加入SOCl2的目的是生成的HCl抑制CuCl2的水解，
故答案为：生成的HCl抑制CuCl2的水解．
【分析】以硅孔雀石[主要成分为CuCO3 Cu（OH）2、CuSiO3 2H2O，含SiO2、FeCO3、Fe2O3等杂质]加入盐酸酸浸生成二氧化碳气体，过滤得到滤渣1为SiO2 ，H2SiO3，滤液中通入氯气氧化亚铁离子为铁离子，加入氧化铜或氢氧化铜或碱式碳酸铜调节溶液PH沉淀铁离子，过滤得到滤渣2为氢氧化铁沉淀，滤液浓缩蒸发，冷却结晶得到氯化铜晶体，加入SOCl2加热脱水得到氯化铜，（1）“酸浸”时盐酸与CuCO3 Cu（OH）2反应为复分解反应，由此确定产物配平得化学方程式为CuCO3 Cu（OH）2+4HCl═2CuCl2+CO2↑+3H2O，为提高“酸浸”时铜元素的浸出率，可：
①适当提高盐酸浓度；
②适当提高反应温度；
③适当加快搅拌速率、适当延长酸浸时间；（2）根据流程图，经氧化后溶液中阳离子主要为Cu2+和Fe3+，加试剂X调节pH使Fe3+完全沉淀而除去，滤渣2为Fe（OH）3；（3）硅孔雀石主要成分为CuCO3 Cu（OH）2、CuSiO3 2H2O，含SiO2、FeCO3、Fe2O3等杂质，根据流程图，加盐酸“酸浸”后溶液中只有Fe2+可被氯气氧化，“氧化”时发生反应的离子方程式为Cl2+2Fe2+═2Fe3++2Cl﹣；（4）根据流程图，经氧化后溶液中阳离子主要为Cu2+和Fe3+，加试剂X调节pH使Fe3+完全沉淀而除去，Cu2+仍留在溶液中，实现Cu2+和Fe3+的分离，最终制备CuCl2；加入X试剂可以和酸反应调节溶液PH且不能引入杂质，“调pH”时，pH不能过高，否则Cu2+转化为Cu（OH）2沉淀；（5）由已知：SOCl2+H2O SO2↑+2HCl↑，“加热脱水”时，加入SOCl2的目的是生成的HCl抑制CuCl2的水解
