【2015上海化学】（本题共12分）甲醛是深受关注的有机化合-优题课

地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环节问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用 $F e$ 粉和 $K N O_{3}$ 溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。
（1）实验前：①先用0.1 $m o l \cdot L^{- 1}$ $H_{2} S O_{4}$ 洗涤 $F e$ 粉，其目的是，然后用蒸馏水洗涤至中性；②将 $K N O_{3}$ 溶液的 $p H$ 调至2.5；③为防止空气中的 $O_{2}$ 对脱氮的影响，应向 $K N O_{3}$ 溶液中通入（写化学式）。
（2）右图表示足量 $F e$ 粉还原上述 $K N O_{3}$ 溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、 $p H$ 随时间的变化关系（部分副反应产物曲线略去）。请根据图中信息写出t₁时刻前该反应的离子方程式。t₁时刻后，改反应仍在进行，溶液中 $N {H_{4}}^{+}$ 的浓度在增大， $F e^{2 +}$ 的浓度却没有增大，可能的原因是。

（3）改课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：溶液的 $p H$ ；
假设二：；
假设二：；
（4）请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论。（已知：溶液中的 $N {O_{3}}^{-}$ 浓度可用离子色谱仪测定)

$M n O_{2}$ 是一种重要的无机功能材料，粗 $M n O_{2}$ 的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗 $M n O_{2}$ （含有较多的 $M n O_{2}$ 和 $M n C O_{3}$ ）样品转化为纯 $M n O_{2}$ 实验，其流程如下：

（1）第①步加稀 $H_{2} S O_{4}$ 时，粗 $M n O_{2}$ 样品中的（写化学式）转化为可溶性物质。
（2）第②步反应的离子方程式+ $C l O_{3}$ +＝ $M n O_{2} ↓$ + $C l_{2} ↓$ +。
（3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、、、，已知蒸发得到的固体中有 $N a C l O_{3}$ 和 $N a O H$ ，则一定还有含有（写化学式）。
（4）若粗 $M n O_{2}$ 样品的质量为12.69 $g$ ，第①步反应后，经过滤得到8.7 $g$ $M n O_{2}$ ，并收集到0.224 $L$ $C O_{2}$ （标准状况下载），则在第②步反应中至少需要mol $N a C l O_{3}$

化学兴趣小组对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行以下探究：查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体产生。
Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验
取适量牙膏样品，加水充足搅拌、过滤。
（1）往滤渣中加入过量 $N a O H$ 溶液，过滤。氢氧化铝与 $N a O H$ 溶液反应的离子方程式是。
（2）往（1）所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸。观察的现象是。
Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定
利用下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定 $C$ 中生成的 $B a C O_{3}$ 沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。

依据实验过程回答下列问题：
（3）实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌 $B$ 、 $C$ 中的反应物外，还有：

（4） $C$ 中反应生成 $B a C O_{3}$ 的化学方程式是。
（5）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是（填标号）。
a.在加入盐酸之前，应排净装置内的 $C O_{2}$ 气体
b.滴加盐酸不宜过快
c.在 $A - B$ 之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d.在 $B - C$ 之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
(6)实验中准确称取8.00 $g$ 样品三份，进行三次测定，测得 $B a C O_{3}$ 平均质量为3.94 $g$ 。则样品中碳酸钙的质量分数为_。
（7）有人认为不必测定 $C$ 中生成的 $B a C O_{3}$ 质量，只要测定装置 $C$ 在吸收 $C O_{2}$ 前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是

固态化合物 $A$ 由两种短周期元素组成，可与水放生复分解反应，甲组同学用如图装置（夹持装置略）对其进行探究实验。

（1）仪器 $B$ 的名称是。
（2）试验中，Ⅱ中的试纸变蓝，Ⅳ中黑色粉末逐渐变为红色并有M生成，则Ⅲ中的试剂为；Ⅳ发生反应的化学方程式为；Ⅴ中的试剂为。
（3）乙组同学进行同样实验，但装置连接顺序为Ⅰ--Ⅱ--Ⅲ--Ⅳ--Ⅴ--Ⅵ，此时Ⅱ中现象为，原因是。
（4）经上述反应，2.5g化合物 $A$ 理论上可得0.56L（标准状况） $M$ ;则 $A$ 的化学式为.

氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组长拟选用如下装置制备氢化钙。

请回答下列问题：
（1）请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为(填仪器接口的字母编号)
（2）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；打开分液漏斗活塞（请按正确的顺序填入下列步骤的标号）。

A．	加热反应一段时间	B．	收集气体并检验其纯度
C．	关闭分液漏斗活塞	D．	停止加热，充分冷却

（3）实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚酞后显红色，该同学据此断，上述实验确有 $C a H_{2}$ 生成。
① 写出 $C a H_{2}$ 与水反应的化学方程式

②该同学的判断不正确，原因是

（4）请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象。
（5）登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是。