- 气体的检验
- 共1690题
根据铝土矿（主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质）生产铝的流程图回答下列问题：
（1）用NaOH溶液溶解铝土矿中______物质，写出有关的化学方程式______；
（2）NaOH溶解铝土矿后，滤液中的主要成分是______，残渣是______；
（3）把滤液酸化的目的是______，写出反应的主要方程式______；
（4）为什么工艺流程中不是用盐酸来酸化，而是通足量的CO2酸化______．
正确答案
解：铝土矿（主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质）加入氢氧化钠溶液后，Al2O3、SiO2分别与NaOH溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠和硅酸钠，Fe2O3等杂质难溶，过滤后，形成残渣，滤液中的偏铝酸钠和硅酸钠与足量的二氧化碳反应生成难溶性的氢氧化铝沉淀，灼烧分解生成氧化铝，经过电解生成铝单质，
（1）铝土矿中的成分Al2O3与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠，反应方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，SiO2与NaOH溶液反应生成硅酸钠，反应方程式为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，故答案为：Al2O3、SiO2；Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O、SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；
（2）铝土矿中的成分Al2O3、SiO2分别与NaOH溶液反应生成可溶性的NaAlO2和Na2SiO3，由于SiO2量较少，滤液中的主要成分是NaAlO2，Fe2O3不与NaOH溶液反应，过滤后成为滤渣，故答案为：NaAlO2；Fe2O3；
（3）通入足量的二氧化碳酸化滤液，使NaAlO2转化成Al（OH）3沉淀，反应方程式为CO2+NaAlO2+2H2O═Al（OH）3↓+NaHCO3，故答案为：使NaAlO2转化成Al（OH）3沉淀；CO2+NaAlO2+2H2O═Al（OH）3↓+NaHCO3；
（4）氢氧化铝能够与过量的盐酸反应而溶解，无法控制加入盐酸的量，故答案为：生成氢氧化铝能够溶于盐酸．
解析
解：铝土矿（主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质）加入氢氧化钠溶液后，Al2O3、SiO2分别与NaOH溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠和硅酸钠，Fe2O3等杂质难溶，过滤后，形成残渣，滤液中的偏铝酸钠和硅酸钠与足量的二氧化碳反应生成难溶性的氢氧化铝沉淀，灼烧分解生成氧化铝，经过电解生成铝单质，
（1）铝土矿中的成分Al2O3与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠，反应方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，SiO2与NaOH溶液反应生成硅酸钠，反应方程式为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，故答案为：Al2O3、SiO2；Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O、SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；
（2）铝土矿中的成分Al2O3、SiO2分别与NaOH溶液反应生成可溶性的NaAlO2和Na2SiO3，由于SiO2量较少，滤液中的主要成分是NaAlO2，Fe2O3不与NaOH溶液反应，过滤后成为滤渣，故答案为：NaAlO2；Fe2O3；
（3）通入足量的二氧化碳酸化滤液，使NaAlO2转化成Al（OH）3沉淀，反应方程式为CO2+NaAlO2+2H2O═Al（OH）3↓+NaHCO3，故答案为：使NaAlO2转化成Al（OH）3沉淀；CO2+NaAlO2+2H2O═Al（OH）3↓+NaHCO3；
（4）氢氧化铝能够与过量的盐酸反应而溶解，无法控制加入盐酸的量，故答案为：生成氢氧化铝能够溶于盐酸．
利用废铁丝、硫酸铜废液（含硫酸亚铁）和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体．生产过程如图：
试回答下列问题：
（1）铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀H2SO4进行处理，其目的是______，可能发生反应的离子方程式有______．
（2）废铜粉与还原所得铜粉混合灼烧，检验发现灼烧后得到的是CuO和少量Cu的混合物．原因是
①灼烧不充分Cu未被完全氧化．
②CuO被还原．还原剂是______，该反应的化学方程式是______．
（3）为了使灼烧后的混合物充分酸溶，在加入稀H2SO4的同时，也加入适量的H2O2溶液，并控温在50～60℃，持续反应1h．请回答下列问题：
①反应时温度必须控制在50～60℃，温度不宜过高，这样操作的目的是______；
②写出反应的化学方程式：______．
（4）由硫酸铜溶液得到硫酸铜晶体的实验操作为______．
（5）直接向灼烧后的混合物中加入浓硫酸并加热进行酸溶，也可达到充分酸溶的目的，但实际操作中较少使用，原因可能是______．
正确答案
解：废铁丝、硫酸铜废液（含硫酸亚铁）和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体的生产流程：将金属铁投入硫酸铜中，可以置换出金属铜，金属铜可以和氧气在灼烧下发生反应生成氧化铜（废铜中含有的有机物质含有碳元素，灼烧会产生碳单质或是CO，具有还原性，可以和氧化铜在加热下发生反应，得到金属铜），氧化铜可以和硫酸反应得到硫酸铜溶液．
（1）除铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀H2SO4进行处理，目的是出去铁锈，发生的反应可能有：Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，2Fe3++Fe═3Fe2+，Fe+2H+═Fe2++H2↑，故答案为：去铁丝表面的氧化物；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，2Fe3++Fe═3Fe2+，Fe+2H+═Fe2++H2↑；
（2）废铜中含有的有机物质含有碳元素，灼烧会产生碳单质或是CO，具有还原性，可以和氧化铜在加热下发生反应，得到金属铜，2CuO+C
（3）①反应时温度必须控制在50～60℃，温度不宜过高，防止双氧水分解，故答案为：防止双氧水分解；
②金属铜、双氧水在硫酸酸性环境下可以发生反应得到硫酸铜，氧化铜可以和硫酸反应得到硫酸铜溶液，即CuO+H2SO4═CuSO4+H2O，Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O，故答案为：CuO+H2SO4═CuSO4+H2O，Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O；
（4）硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶可以得到硫酸铜晶体，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（5）金属铜可以和浓硫酸在加热的条件下发生反应得到硫酸铜、水以及二氧化硫，①Cu+2H2SO4（浓硫酸）
解析
解：废铁丝、硫酸铜废液（含硫酸亚铁）和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体的生产流程：将金属铁投入硫酸铜中，可以置换出金属铜，金属铜可以和氧气在灼烧下发生反应生成氧化铜（废铜中含有的有机物质含有碳元素，灼烧会产生碳单质或是CO，具有还原性，可以和氧化铜在加热下发生反应，得到金属铜），氧化铜可以和硫酸反应得到硫酸铜溶液．
（1）除铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀H2SO4进行处理，目的是出去铁锈，发生的反应可能有：Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，2Fe3++Fe═3Fe2+，Fe+2H+═Fe2++H2↑，故答案为：去铁丝表面的氧化物；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，2Fe3++Fe═3Fe2+，Fe+2H+═Fe2++H2↑；
（2）废铜中含有的有机物质含有碳元素，灼烧会产生碳单质或是CO，具有还原性，可以和氧化铜在加热下发生反应，得到金属铜，2CuO+C
（3）①反应时温度必须控制在50～60℃，温度不宜过高，防止双氧水分解，故答案为：防止双氧水分解；
②金属铜、双氧水在硫酸酸性环境下可以发生反应得到硫酸铜，氧化铜可以和硫酸反应得到硫酸铜溶液，即CuO+H2SO4═CuSO4+H2O，Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O，故答案为：CuO+H2SO4═CuSO4+H2O，Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O；
（4）硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶可以得到硫酸铜晶体，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（5）金属铜可以和浓硫酸在加热的条件下发生反应得到硫酸铜、水以及二氧化硫，①Cu+2H2SO4（浓硫酸）
工业上用铝土矿 （主要成分为Al2O3、Fe2O
（1）第一步在铝土矿中加入盐酸后的实验基本操作是______，若在固体B中加入氢氧化钠溶液______（填”会”或”不会”）发生反应，若会，则写出反应的离子方程式______
（2）验证滤液A中是否含Fe3+，可取少量滤液A并加入______（填试剂化学式），现象是______．
（3）在整个操作过程中______（填“是”“否”）有氧化还原反应；写出碳酸氢钠的一种用途______．
正确答案
解：（1）①加盐酸，只有SiO2不反应，氧化铝、氧化铁均与盐酸反应，所以加入盐酸后的实验基本操作是过滤，二氧化硅是酸性氧化物，能与碱反应生成硅酸钠，SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，故答案为：过滤；会；SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；
（2）Fe3+与硫氰化钾溶液反应，使溶液变红色，检验滤液A中是否含Fe3+离子的方法为：取少量滤液A，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe3+，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3+，
故答案为：硫氰化钾；取少量滤液A，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe3+，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3+；
（3）整个过程所有反应无化合价的变化，无氧化还原反应；碳酸氢钠可用于制纯碱或做发酵粉等，
故答案为：否；制纯碱或做发酵粉等．
解析
解：（1）①加盐酸，只有SiO2不反应，氧化铝、氧化铁均与盐酸反应，所以加入盐酸后的实验基本操作是过滤，二氧化硅是酸性氧化物，能与碱反应生成硅酸钠，SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，故答案为：过滤；会；SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；
（2）Fe3+与硫氰化钾溶液反应，使溶液变红色，检验滤液A中是否含Fe3+离子的方法为：取少量滤液A，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe3+，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3+，
故答案为：硫氰化钾；取少量滤液A，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe3+，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3+；
（3）整个过程所有反应无化合价的变化，无氧化还原反应；碳酸氢钠可用于制纯碱或做发酵粉等，
故答案为：否；制纯碱或做发酵粉等．
（2015秋•桐乡市校级期中）某化学活动小组按下图所示流程由粗氧化铜样品（含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质）制取无水硫酸铜．
已知Fe3+、Cu2+、Fe2+三种离子在水溶液中形成氢氧化物沉淀的pH范围如下图所示：
请回答下列问题：
（1）在整个实验过程中，下列实验装置不可能用到的是______（填序号）
（2）溶液A中所含溶质为______；
（3）物质X应选用______（填序号），沉淀Ⅱ的主要成分是______
①氯水 ②双氧水 ③铁粉 ④高锰酸钾
（4）从溶液C中制取硫酸铜晶体的实验操作为______．
（5）用“间接碘量法”可以测定溶液A中Cu2+（不含能与I-发生反应的杂质）的浓度．过程如下：
第一步：移取10.00mL溶液A于100mL容量瓶，加水定容至100mL．
第二步：取稀释后试液20.00mL于锥形瓶中，加入过量KI固体，充分反应生成白色沉淀与碘单质．
第三步：以淀粉溶液为指示剂，用0.05000mol•L-1的Na2S2O3标准溶液滴定，前后共测定三组．达到滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液的体积如下表：
（已知：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）
①CuSO4溶液与KI的反应的离子方程式为______．
②滴定中，试液Na2S2O3应放在______（填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”），判断滴定终点的依据是______．
③溶液A中c（Cu2+）=______mol•L-1．
正确答案
解：将粗氧化铜（含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质）溶于过量硫酸，发生的反应有FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，然后过滤，得到沉淀I为不溶于酸的杂质，溶液A中溶质为FeSO4、CuSO4和H2SO4，向溶液A中加入X调节pH过滤，得到溶液B，向溶液B中加入Cu（OH）2调节pH过滤，得到沉淀II，除去FeSO4、CuSO4和H2SO4中的FeSO4，根据氢氧化物沉淀需要的pH知，应该先将FeSO4氧化为铁盐，为不引进新的杂质，氧化剂X应该为Cl2或H2O2，然后向溶液中加入Cu（OH）2调节溶液的pH，所以沉淀II为Fe（OH）3，然后将溶液C蒸发浓缩、冷却结晶得到CuSO4•5H2O，最后在HCl氛围中加热CuSO4•5H2O得到CuSO4，
（1）实验中用到的化学操作有称量、过滤（④）和蒸发（②），没有固液常温下制取气体（①）、分液（③）、以及热分解（⑤）操作，
故答案为：①③⑤；
（2）氧化铜和氧化亚铁分别与硫酸反应生成硫酸铜和硫酸亚铁，又硫酸过量，则溶质A的主要成分为：FeSO4、CuSO4、H2SO4，故答案为：CuSO4、FeSO4、H2SO4；
（3）根据实验流程可知，测量氧化铜含量，需要获得纯净的硫酸铜晶体，应该先除去亚杂质铁离子、铁离子，由于亚铁离子完全沉淀的pH=9.6，此时铜离子也完全沉淀，而铁离子完全沉淀的pH=3.7，此时铜离子没有生成沉淀，所以应该加入X将亚铁离子氧化成铁离子，并且选用的氧化剂不能引进杂质离子，不能产生污染大气的气体，所以应该选用②（双氧水），2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，符合要求，铁粉具有还原性，氯水、高锰酸钾具有氧化性，但引入新的杂质，沉淀II为Fe（OH）3，故答案为：②；Fe（OH）3；
（4）从溶液C中获得硫酸铜晶体，直接加热蒸干会导致硫酸铜失去结晶水，应该采用的操作方法为：加热浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥，
故答案为：蒸发浓缩 冷却结晶、过滤、自然干燥；
（5）①CuSO4与KI反应生成碘单质、碘化亚铜、硫酸钾，离子反应为2Cu2++4I-=2CuI↓+I2，故答案为：2Cu2++4I-═2CuI↓+I2；
②Na2S2O3属于强碱弱酸盐，溶液呈碱性，应用碱式滴定管盛放，淀粉溶液为指示剂，当最后一滴Na2S2O3溶液滴入时，溶液蓝色褪去，半分钟颜色不变，说明滴定到达终点，
故答案为：碱式滴定管；最后一滴试液滴入，溶液由蓝色变为无色，振荡半分钟，溶液无明显变化；
③三次滴定消耗的标准液的体积分别为：（20.12-0.10）mL=20.02mL、（20.34-0.36）mL=19.98mL、（22.12-1.10）mL=21.02mL，前两组数据有效，所以平均体积为：20mL，由2Cu2++4I-=2CuI↓+I2、I2+2S2O32-=S4O62-+2I-可知，Cu2+～S2O32-，因移取10.00mL溶液A于100mL容量瓶，加水定容至100mL，取稀释后试液20.00mL于锥形瓶中，所以c（Cu2+）=
故答案为：0.5000．
解析
解：将粗氧化铜（含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质）溶于过量硫酸，发生的反应有FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，然后过滤，得到沉淀I为不溶于酸的杂质，溶液A中溶质为FeSO4、CuSO4和H2SO4，向溶液A中加入X调节pH过滤，得到溶液B，向溶液B中加入Cu（OH）2调节pH过滤，得到沉淀II，除去FeSO4、CuSO4和H2SO4中的FeSO4，根据氢氧化物沉淀需要的pH知，应该先将FeSO4氧化为铁盐，为不引进新的杂质，氧化剂X应该为Cl2或H2O2，然后向溶液中加入Cu（OH）2调节溶液的pH，所以沉淀II为Fe（OH）3，然后将溶液C蒸发浓缩、冷却结晶得到CuSO4•5H2O，最后在HCl氛围中加热CuSO4•5H2O得到CuSO4，
（1）实验中用到的化学操作有称量、过滤（④）和蒸发（②），没有固液常温下制取气体（①）、分液（③）、以及热分解（⑤）操作，
故答案为：①③⑤；
（2）氧化铜和氧化亚铁分别与硫酸反应生成硫酸铜和硫酸亚铁，又硫酸过量，则溶质A的主要成分为：FeSO4、CuSO4、H2SO4，故答案为：CuSO4、FeSO4、H2SO4；
（3）根据实验流程可知，测量氧化铜含量，需要获得纯净的硫酸铜晶体，应该先除去亚杂质铁离子、铁离子，由于亚铁离子完全沉淀的pH=9.6，此时铜离子也完全沉淀，而铁离子完全沉淀的pH=3.7，此时铜离子没有生成沉淀，所以应该加入X将亚铁离子氧化成铁离子，并且选用的氧化剂不能引进杂质离子，不能产生污染大气的气体，所以应该选用②（双氧水），2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，符合要求，铁粉具有还原性，氯水、高锰酸钾具有氧化性，但引入新的杂质，沉淀II为Fe（OH）3，故答案为：②；Fe（OH）3；
（4）从溶液C中获得硫酸铜晶体，直接加热蒸干会导致硫酸铜失去结晶水，应该采用的操作方法为：加热浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥，
故答案为：蒸发浓缩 冷却结晶、过滤、自然干燥；
（5）①CuSO4与KI反应生成碘单质、碘化亚铜、硫酸钾，离子反应为2Cu2++4I-=2CuI↓+I2，故答案为：2Cu2++4I-═2CuI↓+I2；
②Na2S2O3属于强碱弱酸盐，溶液呈碱性，应用碱式滴定管盛放，淀粉溶液为指示剂，当最后一滴Na2S2O3溶液滴入时，溶液蓝色褪去，半分钟颜色不变，说明滴定到达终点，
故答案为：碱式滴定管；最后一滴试液滴入，溶液由蓝色变为无色，振荡半分钟，溶液无明显变化；
③三次滴定消耗的标准液的体积分别为：（20.12-0.10）mL=20.02mL、（20.34-0.36）mL=19.98mL、（22.12-1.10）mL=21.02mL，前两组数据有效，所以平均体积为：20mL，由2Cu2++4I-=2CuI↓+I2、I2+2S2O32-=S4O62-+2I-可知，Cu2+～S2O32-，因移取10.00mL溶液A于100mL容量瓶，加水定容至100mL，取稀释后试液20.00mL于锥形瓶中，所以c（Cu2+）=
故答案为：0.5000．
下列实验方法不能达到目的是（ ）
正确答案
解析
解：A、苯甲酸的溶解度随着温度的升高而升高，加热后缓慢降温会使其析出颗粒较大的晶体，所以常可以采用重结晶法的方法来提纯苯甲酸，故A正确；
B、乙酸和水是互溶的，苯不溶于水，密度小于水，和水混合后分层，苯在上层，硝基苯在水中不溶，密度大于水，和水混合后分层，硝基苯在下层，现象不同，故B正确；
C、核磁共振氢谱可以确定有机物的分子结构，故C正确；
D、无水乙醇和水是互溶的，不能做萃取剂，可以用四氯化碳作萃取剂从碘水中萃取碘，故D错误．
故选：D．
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