2.1 研究物质的实验方法 课后练习
一、单选题
1．关于苯甲酸的分离、提纯实验，下列说法错误的是（ ）
A．苯甲酸在水中的溶解度随温度的升高变化很小
B．趁热过滤的目的是为了除去泥沙，并减少苯甲酸的损失
C．趁热过滤后将滤液降温可以得到苯甲酸
D．如果想进一步提纯苯甲酸，可以再次配成热饱和溶液，并降温结晶
2．下列行为中符合安全要求的是（ ）
A．进入矿井时，用火把照明
B．节日期间，在开阔的广场燃放烟花爆竹
C．用点燃的火柴在液化气钢瓶口检验是否漏气
D．实验时，将水倒入浓硫酸配制溶液
3．下列说法正确的是（ ）
A．碱性氧化物一定是金属氧化物
B．汽油属于有机物
C．粒子直径为1~100nm的是胶体
D．胶体与溶液的本质区别为是否有丁达尔效应
4．从海带灰中提取单质碘过程的操作①中不会用到的玻璃仪器是（ ）
A．烧杯 B．玻璃棒 C．漏斗 D．蒸馏烧瓶
5．下列实验操作要求中，主要是从实验安全方面考虑的是（ ）
A．实验剩余的药品不能放回原试剂瓶
B．点燃可燃性气体前必须验纯
C．气体实验装置在实验前要进行气密性检查
D．滴管不能交叉使用
6．下列实验装置能达到相应实验目的的是（ ）
A．用装置①分离沸点不同的液体混合物
B．用装置②于吸收 HCl气体，能够防止倒吸
C．用装置③加热硫酸铜溶液制得硫酸铜固体
D．用装置④收集 NO2气体
7．从混合物中分离出其中的一种成分，所采取分离方法正确的是（ ）
A．在实验室中，通常采用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气。我们可以用溶解、过滤的方法从反应产物中得到二氧化锰
B．水的沸点是100℃，CCl4的沸点是76.8℃，所以常用加热蒸馏方法使两者分离
C．氯化钠的溶解度随着温度下降而减小，所以可用冷却结晶法从含有少量硝酸钾杂质的热、浓食盐水中得到纯净的氯化钠晶体
D．可以用酒精灯、玻璃棒、坩埚、泥三角这些仪器从食盐水中获取NaCl晶体
8．下列事故处理不正确的是（ ）
A．不慎碰倒酒精灯，洒出酒精在桌上燃烧，应立即用湿抹布扑盖
B．将一氧化碳中毒者移到通风处抢救
C．实验后，剩余的药品不能放回原瓶，也不能随便丢弃
D．不慎把浓碱溅在皮肤上，用大量水冲洗后，再涂上碳酸氢钠溶液
9．实验安全是保证科学研究的前提，下列操作符合实验室安全要求的是（ ）
A．在大量罐装氢气泄漏的实验室内部拨打119救援电话
B．实验后将多余的固体钾扔在有水的废液缸里
C．未佩戴防护眼镜，近距离俯视观察金属钠与水的反应
D．氧化剂的废液和还原剂的废液先用不同的容器分别收集，在确定没有危险后，分次混合后排放
10．进行过滤操作应选用的一组仪器是（ ）
A．烧杯、酒精灯、试管、铁架台（铁圈）、漏斗
B．烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台（铁圈）、滤纸
C．滤纸、烧杯、试管夹、漏斗、玻璃棒
D．滤纸、试管、漏斗、铁架台（铁圈）、玻璃棒
11．在化学实验中必须注意安全，以下实验操作或事故处理正确的是（ ）
①在点燃H2，CO，CH4等易燃气体前，必须检验气体的纯度
②在稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中并不断用玻璃棒搅拌
③浓碱液对皮肤有腐蚀性，如果不慎沾到皮肤上，应用较多的水冲洗，再涂上硼酸溶液
④给试管中的液体加热时，液体体积应不超过试管容积的三分之一
⑤点燃添满酒精的酒精灯
⑥给试管中的液体加热时，试管口不能对着自己或他人．
A．⑤⑥ B．①②③ C．①②③④⑥ D．全部
12．宋代《开宝本草》记载，“(KNO3)所在山泽，冬月地上有霜，扫取以水淋汁后，乃煎炼而成”。该制取KNO3的方法是（）
A．过滤 B．蒸馏
C．重结晶 D．升华
13．下列除杂方法错误的是（ ）
A．除去乙炔中混有的H2S气体通过盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶
B．除去甲烷中混有的乙烯通过盛酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶
C．除去酒精中的水加入足量生石灰后进行蒸馏
D．除去苯中混有的苯酚加入足量氢氧化钠溶液后进行分液
14．金刚烷（）的核磁共振氢谱图中吸收峰数目与峰面积之比分别为（ ）。
A．2， B．3，
C．4， D．5，
15．表实验中，所采取的分离或提纯方法与对应原理都正确的是（ ）
选项 目 的 分离方法 原 理
A 分离溶于水中的碘 乙醇萃取 碘在乙醇中的溶解度较大
B 分离乙酸乙酯和乙醇 分液 乙酸乙酯和乙醇的密度不同
C 除去乙烷中混有的乙烯 酸性高锰酸钾溶液洗气 乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应而乙烷不能
D 除去乙酸乙酯中混有的乙酸 用饱和碳酸钠溶液洗涤后分液 乙酸能与碳酸钠反应生成溶于水的盐
A．A B．B C．C D．D
16．进行化学实验时应强化安全意识．下列做法正确的是（ ）
A．金属钠着火时使用泡沫灭火器灭火
B．用试管加热碳酸氢钠固体时使试管口竖直向上
C．蒸馏实验时向蒸馏瓶中放入几粒沸石（或碎瓷片）
D．浓硫酸溅到皮肤上时立即用稀氢氧化钠溶液冲洗
二、综合题
17．某化学实验室产生的废液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+、Cl﹣四种离子，现设计下列方案对废液进行处理，以回收金属并制备氯化钡、氯化铁晶体．
（1）沉淀1中含有的金属单质是 ．
（2）氧化时加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为 ．
（3）下列物质中，可以作为试剂X的是 （填字母）．
A．BaCl2 B．BaCO3 C．NaOH D．Ba（OH）2
（4）检验沉淀2洗涤是否完全的方法是 ．
（5）制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量，其目的是 ．
（6）由过滤2得到的滤液制备BaCl2的实验操作依次为 、冷却结晶、 、洗涤、干燥．
18．以重晶石（主要成分为BaSO4）为主要原料制备立德粉（ZnS和BaSO4的混合物）的工艺流程如下：
（1）焙烧时，焦炭需过量，其目的是：① ；② ．
（2）焙烧过程中发生的反应之一是4CO（g）+BaSO4（s） BaS（s）+4CO2（g），该反应的平衡常数的表达式为 ．反应器中发生反应的化学方程式为 ．
（3）用工业级氧化锌（含少量FeO和Fe2O3杂质）和硫酸制取硫酸锌溶液时，需先后加入H2O2溶液和碳酸锌精制，加入H2O2溶液时发生反应的离子方程式为 ，加入碳酸锌的目的是将溶液中的Fe3+转化为红褐色沉淀，写出该反应的化学方程式： ．
19．NaCl溶液中混有Na2SO4、CaCl2溶液和淀粉胶体，选择适当的试剂和方法从中提纯出NaCl晶体．相应的实验过程如下．请回答相关问题．
（1）上述实验过程中所用试剂（填序号，下同）：试剂① ；试剂② ；
A．BaCl2 B．Ba（NO3）2 C．Na2CO3 D．NaCl E．NaOH
（2）操作②为（填操作名称，下同） ．操作④为 ．
（3）操作①是利用半透膜进行分离提纯．由操作①的实验结果推测淀粉 （填“能”或“不能”）透过半透膜．
20．以黄铜矿(主要成分是，含少量)和软锰矿(主要成分是，含少量)为原料制备纳米材料MnO和的工艺如下：
已知：MnO易被氧化。
请回答下列问题：
（1）“粉碎过筛”的目的是 ；“固体1”的主要成分除S外，还有 (填化学式)。
（2）“除杂”时除掉的离子为 (填离子符号)。
（3）“沉锰”时生成的离子方程式为 。
（4）在实验室完成“操作A”时，Ar的作用是 。
（5）“蒸氨”时发生的是 (填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)；“还原”时，每生成1mol，消耗 mol(被氧化为)。
（6）已知黄铜矿中硫元素的质量分数为a%，杂质中不含硫元素和铜元素。wkg这种黄铜矿经上述转化最终得到bg，则铜的提取率为 %(填含a、b、w的表达式)。
注：。
21．锗是重要的半导体材料，应用于航空航天测控、光纤通讯等领域．一种提纯二氧化锗粗品（主要含GeO2、As2O3）的工艺如下：
已知：①“碱浸”过程中的反应为：
GeO2+2NaOH═Na2GeO3+H2O
As2O3+2NaOH═2NaAsO2+H2O
②“蒸馏”过程中的反应为：Na2GeO3+6HCl═2NaCl+GeCl4+3H2O
③GeCl4的熔点为﹣49.5℃，AsCl3与GeCl4的沸点分别为130.2℃、84℃．
（1）锗的原子序数为32，锗在元素周期表中的位置为第 周期 族．
（2）“氧化除砷”的过程是将NaAsO2氧化为Na3AsO4，其反应方程式为： ．
（3）传统的提纯方法是将粗品直接加入盐酸中蒸馏，其缺点是 ．
（4）工业上与蒸馏操作相关的设备有
A．蒸馏釜 B．离心萃取机 C．冷凝塔 D．加压过滤机
（5）“水解”操作时发生的化学反应方程式为 ，“水解”操作时保持较低温度有利于提高产率，其最可能的原因是 （答一条即可）．
（6）若1吨二氧化锗粗品（含杂质30%）经提纯得0.745吨的高纯二氧化锗产品，则杂质脱除率为 ．
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】温度高时苯甲酸溶解度大，过滤后温度降低，苯甲酸会析出，若不趁热过滤，苯甲酸会直接析出，堵塞漏斗，这样就得不到苯甲酸了，故趁热过滤的目的不仅是为了除去泥沙，也是为了减少苯甲酸的损失，为进一步提纯，可再次配成热饱和溶液，降温重结晶。故A项说法符合题意；
故答案为：A。
【分析】本碱酸溶解度随温度的升高而增大。
2．【答案】B
【解析】【解答】A.矿井中大多含有可燃性气体，应严禁明火，防止爆炸事故的发生，A不符合题意；
B.在开阔广场燃放烟花爆竹，可减少事故的发生，B符合题意；
C.液化气为可燃性气体，用点燃的火柴检验是否漏气，易将液化气点燃，发生爆炸事故，C不符合题意；
D.稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A.矿井中含有可燃性气体；
B.开阔广场燃放烟花爆竹可减少事故的发生；
C.可燃性气体遇明火易发生爆炸；
D.稀释浓硫酸应将浓硫酸倒入水中；
3．【答案】A
【解析】【解答】A．能和酸反应生成盐和水的氧化物是碱性氧化物，碱性氧化物一定是金属氧化物。但金属氧化物不一定是碱性氧化物，还可能是两性氧化物，如Al2O3，A项符合题意；
B．汽油主要成分为C5～C12脂肪烃和环烷烃，以及一定量芳香烃，属于混合物。有机物为纯净物，B项不符合题意；
C．分散质粒子直径在1~100nm的分散系是胶体，直径为1~100nm的粒子不一定是分散系中的分散质，则不一定是胶体。C项不符合题意；
D．胶体和其他分散质的本质区别是分散质粒子直径，而不是丁达尔效应。胶体的分散质粒子直径在1~100nm之间，D项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】 A.能跟酸起反应，生成一种盐和水的氧化物叫碱性氧化物；
B.汽油为多种烃的混合物；
C.胶体是分散质离子介于1-100nm分散性系；
D.胶体与溶液的本质区别是分散质粒度大小不同。
4．【答案】D
【解析】【解答】由从海带灰中提取单质碘的实验流程可知，操作①是将难溶物和含碘离子的溶液分离，即过滤，用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗，所以不会用到的玻璃仪器是蒸馏烧瓶。
故答案为：D
【分析】分离固体和液体的混合物方法是过滤，根据过滤操作判断需要的仪器即可.
5．【答案】B
【解析】【解答】A.实验剩余的药品不能放回原试剂瓶，主要考虑试剂污染，故A不符合题意；
B.可燃性气体的验纯，防止爆炸，主要考虑实验安全，故B符合题意；
C.气体实验装置在实验前进行气密性检查，主要考虑实验数据的准确性，故C不符合题意；
D.滴管不能交叉使用，主要考虑试剂污染，故D不符合题意。
【分析】可燃性气体咋加热或点燃之前必须先进行验纯，因为一旦混入空气就会有爆炸的危险。
6．【答案】C
【解析】【解答】A．用装置①分离沸点不同的液体混合物时，温度计的水银球部位要与蒸馏烧瓶的支管口保持水平，测量蒸气温度，A不符合题意；
B．装置②中导管口直接伸入水中，会引起倒吸，B不符合题意；
C．硫酸铜溶液通过蒸发结晶可得硫酸铜固体，C符合题意；
D．NO2的密度比空气大，应该用向上排空气法收集，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A.温度计位置不对
B.氯化氢易溶于水，应该用倒置的漏斗进行防止倒吸
C.硫酸是难挥发性酸，故可以通过加热制取硫酸铜固体
D.短管和长管位置弄反
7．【答案】A
【解析】【解答】A.加热氯酸钾和二氧化锰的混合物，在二氧化锰做催化剂作用下，氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气，得到氯化钾和二氧化锰，二氧化锰不溶于水，用溶解、过滤的方法从反应产物中得到二氧化锰，A符合题意；
B.四氯化碳不溶于水，常用分液的方法分离四氯化碳和水，B不符合题意；
C.硝酸钾的溶解度受温度影响较大，氯化钠的溶解度受温度影响较小，应采用蒸发结晶的方法从热的含有少量硝酸钾浓溶液中得到纯净的氯化钠晶体，C不符合题意；
D.用蒸发的方法从食盐水中获取氯化钠晶体，所用到的仪器为酒精灯、玻璃棒、蒸发皿、带铁圈的铁架台，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.溶液中的不溶物可以通过过滤操作除去；
B.水与四氯化碳互不相溶；
C.由于溶解度的不同，可以通过降温结晶的方法分离；
D.通过蒸发结晶的方法可以得到氯化钠晶体。
8．【答案】D
【解析】【解答】解：A．洒出的酒精在桌上燃烧起来，应立即用湿抹布扑盖，既隔绝了空气，又降低了温度，故A正确；
B．煤气中毒是因为空气中一氧化碳的含量高，大量的一氧化碳和血红蛋白结合，使氧气失去了与血红蛋白结合的能力，造成人体组织缺氧，应该迅速将煤气中毒者移至空气清新的通风处，使其呼吸新鲜空气，故B正确；
C．实验剩余药品的处理原则：三不一要，即不能放回原瓶，也不要随意丢弃，更不要拿出实验室，要放入指定容器，故C正确；
D．如果不慎将浓碱液沾到皮肤上，要立即用大量水冲洗，然后涂上硼酸溶液，故D错误；
故选：D．
【分析】A．湿抹布扑盖，既隔绝了空气，又降低了温度；
B．依据一氧化碳中毒后的急救方式分析解答；
C．实验剩余药品的处理原则：三不一要；
D．碱液沾到皮肤上，要立即用大量水冲洗，然后涂上硼酸溶液．
9．【答案】D
【解析】【解答】A.氢气和空气中的氧气混合，具有易燃易爆的特点，因此不能在试验室使用电话，A不符合题意；
B.钾是一种极其活泼的金属，可以与水发生剧烈的反应，因此不能将固体钾扔在有水的废液缸里，B不符合题意；
C.金属钠和水的反应是很剧烈的，会放出大量的热，因此不能近距离俯视金属钠与水的反应，C不符合题意；
D.氧化剂和还原剂之间会发生反应，但若不会产生危险产物，可以分次混合排放。D选项符合题意。
故答案为：D。
【分析】在实验操作时，应该严格按照规范的实验方法进行操作，才能避免安全事故的发生。
10．【答案】B
【解析】【解答】解：过滤时需要制作过滤器的漏斗、滤纸、固定仪器的铁架台、引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯，所以烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台（铁圈）、滤纸这五种仪器为过滤所必须要用的仪器．
故选B．
【分析】过滤是将固体不溶物跟液体分离的一种方法，其装置由铁架台、烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸等仪器组成，其中漏斗用来制作过滤器．
11．【答案】C
【解析】【解答】解：①不纯的气体燃烧容易发生爆炸，所以可燃气体燃烧前应检查纯度，故正确；②浓硫酸密度大于水，溶于水放出大量的热，稀释时应将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中并不断用玻璃棒搅拌，故正确；③浓碱液具有碱性，能腐蚀皮肤，如果不慎沾到皮肤上，应用较多的水冲洗，再涂上硼酸溶液，故正确；④给试管中的液体加热时，液体体积应不超过试管容积的三分之一，故正确；⑤装满酒精的酒精灯容易洒出引起燃烧，为了能使酒精灯正常燃烧，酒精的量不超过其容积 ，故错误；⑥给试管中的液体加热时，试管口不能对着自己或他人，故正确；
故选：C．
【分析】①不纯的气体燃烧容易发生爆炸；②浓硫酸密度大于水，溶于水放出大量的热；③依据浓碱液具有碱性，能腐蚀皮肤，能够与酸反应的性质解答；④依据试管加热液体的正确操作解答；⑤酒精灯中酒精不应超过体积的 ，添满酒精的酒精灯点燃时易引起火灾；⑥依据试管加热液体的正确操作解答；
12．【答案】C
【解析】【解答】KNO3溶解度受温度的影响变化大，冬天温度低时从溶液中结晶析出，将得到的晶体再溶解于水中，升高温度蒸发溶剂，得到高温下KNO3的饱和溶液，再降温，KNO3又从溶液中结晶析出，这种制取KNO3方法就是重结晶法，C符合题意；
故答案为：C
【分析】根据KNO3的溶解与温度的关系，结合语句描述分析。
13．【答案】B
【解析】【解答】解：A．硫化氢与NaOH溶液反应，而乙炔不能，则洗气可除杂，故A正确；
B．乙烯被高锰酸钾氧化生成二氧化碳，引入新杂质，不能除杂，应选溴水、洗气，故B错误；
C．CaO与水反应后，增大与乙醇的沸点差异，然后蒸馏可除杂，故C正确；
D．苯酚与NaOH反应后，与苯分层，然后分液可分离，故D正确；
故选B．
【分析】A．硫化氢与NaOH溶液反应，而乙炔不能；
B．乙烯被高锰酸钾氧化生成二氧化碳；
C．CaO与水反应后，增大与乙醇的沸点差异；
D．苯酚与NaOH反应后，与苯分层．
14．【答案】A
【解析】【解答】金刚烷的分子式为 ，分子中有6个处于相同化学环境的“ ”和4个处于相同化学环境的“ ”，其核磁共振氢谱图中有两组峰，峰面积之比为 ，A符合题意。
故答案为：A
【分析】金刚烷中6个CH2中的氢原子为等效氢原子；4个CH中的氢原子为等效氢原子。据此确定其核磁共振氢谱的吸收峰及峰面积比。
15．【答案】D
【解析】【解答】解：A．乙醇和水混溶，不能用作萃取剂，应用四氯化碳或苯萃取，故A错误；
B．乙酸乙酯和乙醇混溶，不能用分液的方法分离，应用蒸馏的方法分离，故B错误；
C．乙烯被氧化生成二氧化碳，引入新杂质，应用溴水除杂，故C错误；
D．乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液，乙酸与碳酸钠反应，可用于分离，故D正确．
故选D．
【分析】A．乙醇和水混溶，不能用作萃取剂；
B．乙酸乙酯和乙醇混溶，不能用分液的方法分离；
C．乙烯被氧化生成二氧化碳，引入新杂质；
D．乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液，乙酸与碳酸钠反应．
16．【答案】C
【解析】【解答】解：A．金属钠着火生成过氧化钠，与泡沫灭火器喷出的二氧化碳反应，反应生成的氧气助燃，不能灭火，应利用沙土铺盖，故A错误；
B．碳酸氢钠分解生成水，则用试管加热碳酸氢钠固体时使试管口略向下倾斜，故B错误；
C．蒸馏实验时加入碎瓷片，防止暴沸，从实验安全的角度考虑，故C正确；
D．酸碱中和放出大量的热，且强酸、强碱具有强腐蚀性，则浓硫酸溅到皮肤上时立即用抹布擦拭，再水冲洗，最后涂上适量的碳酸氢钠溶液，故D错误；
故选C．
【分析】A．金属钠着火生成过氧化钠，与泡沫灭火器喷出的二氧化碳反应；
B．碳酸氢钠分解生成水；
C．加入碎瓷片，防止暴沸；
D．酸碱中和放出大量的热，且强酸、强碱具有强腐蚀性．
17．【答案】（1）铜、铁
（2）2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O
（3）B；D
（4）取最后一次洗涤液少许，滴入1～2滴硫酸钠溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全．（或取最后一次洗涤液少许，滴入1～2滴硝酸银溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全）
（5）抑制Fe3+水解
（6）蒸发浓缩；过滤
【解析】【解答】解：加入的过量的铁屑，由于铁的化学性质比铜活泼，因此可以把金属铜从盐溶液中置换出来，同时Fe3+能氧化单质铁生成Fe2+，因此在过滤得到的沉淀1中含有的金属单质铜过量的铁；滤液含有二价铁离子、钡离子、氯离子，加双氧水将二价铁氧化成三价铁离子，再加碱调节pH值使三价铁离子转变成氢氧化铁沉淀而除去，所以沉淀2为氢氧化铁，进一步转化成氯化铁晶体，而滤液2则只剩氯化钡溶液，经过蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥进一步转化成氯化钡固体；（1）废液中含有Fe3+、Cu2+两种金属离子，加入过量的铁粉后，铜离子被还原成金属铜，所以在第①得到的沉淀中含有金属铜和过量的铁，
故答案为：铜、铁；（2）根据以上分析，氧化时加入H2O2溶液与二价铁离子发生氧化还原反应，反应的离子方程式为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；（3）根据以上分析，加试剂X调节pH值使三价铁离子转变成氢氧化铁沉淀而不能引入新的杂质，所以选BD，故选：BD；（4）取最后一次洗涤液少许，滴入1～2滴硫酸钠溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全．（或取最后一次洗涤液少许，滴入1～2滴硝酸银溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全．），故答案为：取最后一次洗涤液少许，滴入1～2滴硫酸钠溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全．（或取最后一次洗涤液少许，滴入1～2滴硝酸银溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全．）；（5）因为氯化铁蒸发时水解生成易挥发的氯化氢，所以制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量，抑制Fe3+水解，故答案为：抑制Fe3+水解；（6）根据以上分析，氯化钡溶液，经过蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥进一步转化成氯化钡固体；
故答案为：蒸发浓缩；过滤．
【分析】加入的过量的铁屑，由于铁的化学性质比铜活泼，因此可以把金属铜从盐溶液中置换出来，同时Fe3+能氧化单质铁生成Fe2+，因此在过滤得到的沉淀1中含有的金属单质铜过量的铁；滤液含有二价铁离子、钡离子、氯离子，加双氧水将二价铁氧化成三价铁离子，再加碱调节pH值使三价铁离子转变成氢氧化铁沉淀而除去，所以沉淀2为氢氧化铁，进一步转化成氯化铁晶体，而滤液2则只剩氯化钡溶液，经过蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥进一步转化成氯化钡固体，以此解答；（1）加入的过量的铁屑，由于铁的化学性质比铜活泼，因此可以把金属铜从盐溶液中置换出来，同时Fe3+能氧化单质铁生成Fe2+，因此在过滤得到的沉淀1中含有的金属单质铜过量的铁；（2）氧化时加入H2O2溶液与二价铁离子发生氧化还原反应，据此写出反应的离子方程式；（3）根据加试剂X调节pH值使三价铁离子转变成氢氧化铁沉淀进行解答；（4）检验是否洗涤完全，可取最后一次滤液，检验溶液中是否含有钡离子；（5）因为氯化铁蒸发时水解生成易挥发的氯化氢，所以制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量，抑制Fe3+水解；（6）根据以上分析解答．
18．【答案】（1）焦炭燃烧放热，提供反应所需温度；提高重晶石的利用率
（2）K= ；BaS+ZnSO4=BaSO4↓+ZnS↓
（3）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；Fe2（SO4）3+3ZnCO3+3H2O=3ZnSO4+2Fe（OH）3+3CO2↑
【解析】【解答】解：根据工艺流程可知，重晶石矿的主要成分为硫酸钡，在高温时与焦炭反应生成硫化钡和气体为CO、CO2等，所得固体再用水浸，硫化钡是可溶于水的盐，所以通过溶解过滤除去杂质，得硫化钡溶液，硫化钡溶液中加入精制的硫酸锌可得ZnS和BaSO4的混合物，（1）硫酸钡与碳反应需要高温，焦炭燃烧能放出大量的热，可以提供反应所需要的条件，同时增加焦炭可以提高重晶石的利用率，故答案为：焦炭燃烧放热，提供反应所需温度；提高重晶石的利用率；（2）根据平衡常数的定义可知，反应4CO（g）+BaSO4（s） BaS（s）+4CO2（g）的平衡常数的表达式为K= ，反应器中硫化钡与硫酸锌反应生成难溶的硫酸钡和硫化锌，反应的化学方程式为BaS+ZnSO4=BaSO4↓+ZnS↓，故答案为：K= ；BaS+ZnSO4=BaSO4↓+ZnS↓；（3）用工业级氧化锌（含少量FeO和Fe2O3杂质）和硫酸制取硫酸锌溶液时，可以先加入H2O2溶液，将亚铁离子氧化成铁离子，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，再加碳酸锌调节溶液的pH值，使Fe3+转化为红褐色氢氧化铁沉淀而除去铁元素，反应的化学方程式为Fe2（SO4）3+3ZnCO3+3H2O=3ZnSO4+2Fe（OH）3+3CO2↑，
故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；Fe2（SO4）3+3ZnCO3+3H2O=3ZnSO4+2Fe（OH）3+3CO2↑．
【分析】根据工艺流程可知，重晶石矿的主要成分为硫酸钡，在高温时与焦炭反应生成硫化钡和气体为CO、CO2等，所得固体再用水浸，硫化钡是可溶于水的盐，所以通过溶解过滤除去杂质，得硫化钡溶液，硫化钡溶液中加入精制的硫酸锌可得ZnS和BaSO4的混合物，（1）硫酸钡与碳反应需要高温，焦炭燃烧能放出大量的热，可以提供反应所需要的条件，同时增加一种反应物可以提高另一种反应的转化率；（2）平衡常数等于生成物浓度系数次幂之积除以反应物浓度系数次幂之积，反应器中硫化钡与硫酸锌反应生成难溶的硫酸钡和硫化锌；（3）用工业级氧化锌（含少量FeO和Fe2O3杂质）和硫酸制取硫酸锌溶液时，可以先加入H2O2溶液，将亚铁离子氧化成铁离子，再加碳酸锌调节溶液的pH值，使Fe3+转化为红褐色氢氧化铁沉淀而除去铁元素，根据元素守恒和电荷守恒可书写离子方程式和化学方程式．
19．【答案】（1）A；C
（2）过滤；蒸发结晶
（3）不能
【解析】【解答】解：（1）由上分析可知，上述实验过程中所用试剂试剂①为BaCl2，试剂②为Na2CO3，故答案为：A；C；
（2）操作②为过滤，分离沉淀与溶液，操作④为蒸发结晶，分离可溶性固体与水，故答案为：过滤；蒸发结晶；
（3）操作①是利用半透膜进行分离提纯，与分散系中分散质的直径大小有关，则由操作①的实验结果推测淀粉不能透过半透膜，故答案为：不能．
【分析】根据沉淀法分离混合物判断加入的试剂、根据分离的混合物的性质特点判断操作方法等。
20．【答案】（1）增大固液接触面，加快酸浸速率；
（2）
（3）或
（4）保护MnO不被氧化
（5）非氧化还原反应；2
（6）
【解析】【解答】(1)粉碎矿石可以增大酸浸时固液的接触面积，加快溶解速率，提高酸浸效率，由以上分析可知，过滤后最终得到的固体中含有S和SiO2；
(2)加入氢氧化钠溶液调节pH值的目的是除去溶液中的Fe3+，但不能使Cu2+、Mn2+沉淀；
(3)“沉锰”时硫酸锰与碳酸氢铵发生反应生成碳酸锰沉淀，反应的离子方程式为或与氨水反应生成碳酸锰，即离子方程式为；
(4)MnO易被氧气氧化，因此在碳酸锰加热分解时要通入Ar，排尽装置中的空气防止MnO被氧化；
(5)Cu(NH3)4CO3受热分解成氧化铜、氨气和二氧化碳，反应中元素的化合价均没有发生变化，是非氧化还原反应；还原过程中发生反应：2CuO+2NH2OH=Cu2O+N2+3H2O，由反应可知生成1mol氧化亚铜消耗2mol羟胺；
(6)已知黄铜矿中硫元素的质量分数为a%，杂质中不含硫元素和铜元素，根据化学式可知铜元素的质量分数也为a%，wkg这种黄铜矿经上述转化最终得到bg，则铜的提取率为。
【分析】先分析基本过程， 、 、 、经过粉碎后加入稀硫酸，此时不溶于酸，固体1含有二氧化锰是常见的氧化剂，可以将硫离子和亚铁离子氧化，因此硫离子被氧化为单质，滤液为CuSO4、Fe2(SO4)3、MnSO4，加入氢氧化钠后，根据后续操作可知固体2为氢氧化铁，氨水碳酸氢铵的作用是使MnSO4转化为MnCO3，CuSO4形成Cu(NH3)4CO3；
（1）粉碎的目的是增大接触面积，提高反应速率；经过上述分析可知固体1为S和SiO2；
（2）经过上述分析可知除杂后是铁离子形成氢氧化铁；
（3）沉锰时，锰离子和碳酸氢根结合生成碳酸根和水；
（4）氩气是一种惰性气体，可以保护氧化锰不被氧化；
（5）蒸氨的过程中化合价不变，属于非氧化还原反应；结合化合价升降守恒，每生成1molCu2O需要转移2mol电子，每消耗1molNH2OH需要转移1mol电子，因此共消耗2molNH2OH；
（6）结合关系式，可知2CuFeS2~1Cu2O，根据硫元素的质量分数，计算硫元素的质量和物质的量，结合化学计量数之比等于物质的量之比，求出铜的物质的量和质量，这个数值原料中铜元素的质量，再根据最终产品Cu2O的质量，可以计算铜元素的质量，代入提取率的公式计算即可。
21．【答案】（1）四；IVA
（2）3NaAsO2+NaClO3+6NaOH=3Na3AsO4+NaCl+3H2O
（3）馏出物中将会含有AsCl3，降低了产品纯度
（4）A；C
（5）GeCl4+（n+2）H2O=GeO2 nH2O↓+4HCl；该水解反应为放热反应，温度较低时反应平衡常数较大，反应物平衡转化率更高；或温度高时GeCl4易挥发降低产率
（6）85%
【解析】【解答】解：二氧化锗粗品（主要含GeO2、As2O3）中加入NaOH溶液碱浸，发生的反应为GeO2+2NaOH═Na2GeO3+H2O、As2O3+2NaOH═2NaAsO2+H2O，向溶液中加入NaClO3氧化除砷，发生的反应为3NaAsO2+NaClO3+6 NaOH=3 Na3AsO4+NaCl+3H2O，向溶液中加入稀盐酸并蒸馏，“蒸馏”过程中的反应为：Na2GeO3+6HCl═2NaCl+GeCl4+3H2O，所以得到GeCl4，向GeCl4中加入高纯水，发生的水解反应为GeCl4+（n+2）H2O=GeO2 n H2O↓+4HCl，然后过滤得到母液和GeO2 n H2O，将GeO2 n H2O烘干得到高纯的GeO2，（1）锗的原子序数为32，锗在元素周期表中的位置为第四周期IVA族，故答案为：四；IVA；（2）“氧化除砷”的过程是将NaAsO2氧化为Na3AsO4，同时氯酸钠被还原生成氯化钠，根据反应物和生成物书写反应方程式为3NaAsO2+NaClO3+6 NaOH=3 Na3AsO4+NaCl+3H2O，故答案为：3NaAsO2+NaClO3+6 NaOH=3 Na3AsO4+NaCl+3H2O；（3）传统的提纯方法是将粗品直接加入盐酸中蒸馏，其缺点是馏出物中将会含有AsCl3，降低了产品纯度，故答案为：馏出物中将会含有AsCl3，降低了产品纯度；（4）工业上与蒸馏操作相关的设备有蒸馏釜和冷凝塔，故选AC；（5）“水解”时生成GeO2 n H2O和HCl，反应方程式为GeCl4+（n+2）H2O=GeO2 n H2O↓+4HCl，该水解反应为放热反应，温度较低时反应平衡常数较大，反应物平衡转化率更高；或温度高时GeCl4易挥发降低产率，所以采用低温水解，故答案为：GeCl4+（n+2）H2O=GeO2 n H2O↓+4HCl；该水解反应为放热反应，温度较低时反应平衡常数较大，反应物平衡转化率更高；或温度高时GeCl4易挥发降低产率；（6）1吨二氧化锗粗品（含杂质30%）中杂质质量=1t×30%=0.3t，纯的二氧化锗质量=1t×（1﹣30%）=0.7t，实际上经提纯得0.745吨的高纯二氧化锗产品，则提纯得到的二氧化锗中杂质质量=（0.745﹣0.7）t=0.045t，杂质去除率= ×100%=85%，
故答案为：85%．
【分析】二氧化锗粗品（主要含GeO2、As2O3）中加入NaOH溶液碱浸，发生的反应为GeO2+2NaOH═Na2GeO3+H2O、As2O3+2NaOH═2NaAsO2+H2O，向溶液中加入NaClO3氧化除砷，发生的反应为3NaAsO2+NaClO3+6 NaOH=3 Na3AsO4+NaCl+3H2O，向溶液中加入稀盐酸并蒸馏，“蒸馏”过程中的反应为：Na2GeO3+6HCl═2NaCl+GeCl4+3H2O，所以得到GeCl4，向GeCl4中加入高纯水，发生的水解反应为GeCl4+（n+2）H2O=GeO2 n H2O↓+4HCl，然后过滤得到母液和GeO2 n H2O，将GeO2 n H2O烘干得到高纯的GeO2，（1）锗的原子序数为32，锗在元素周期表中的位置为第四周期IVA族；（2）“氧化除砷”的过程是将NaAsO2氧化为Na3AsO4，同时氯酸钠被还原生成氯化钠，根据反应物和生成物书写反应方程式；（3）传统的提纯方法是将粗品直接加入盐酸中蒸馏，馏出物中将会含有AsCl3；（4）工业上与蒸馏操作相关的设备有蒸馏釜和冷凝塔；（5）“水解”时生成GeO2 n H2O和HCl，温度高时GeCl4易挥发，且该反应是放热反应，升高平衡平衡逆向移动；（6）1吨二氧化锗粗品（含杂质30%）中杂质质量=1t×30%=0.3t，纯的二氧化锗质量=1t×（1﹣30%）=0.7t，实际上经提纯得0.745吨的高纯二氧化锗产品，则提纯得到的二氧化锗中杂质质量=（0.745﹣0.7）t=0.045t，据此计算杂质去除率
