- 气体的检验
- 共1690题
MnO2是重要无机材料，某研究性学习小组设计了将粗MnO2（含有较多的MnO和MnCO3）样品转化为纯MnO2实验，其流程如下
（已知：氧化性强弱顺序：ClO3-＞MnO2＞Fe2+）
（1）铝与二氧化锰在高温下发生铝热反应，相关反应的化学方程式为：______．
（2）第②步反应离子方程式为：______．
（3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、玻璃棒、______、______，第③步蒸发得到的固体中除了NaClO3和NaOH，还一定含有______（写化学式）．
（4）MnO2是碱性锌锰电池的正极材料，则碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是______．
（5）若粗MnO2样品中的质量为28.2g，第①步反应后，经过滤得到17.4g MnO2，并收集到448mL CO2（标准状况下），则在第②步反应中至少需要______mol NaClO3才能将Mn2+完全转化为MnO2．
正确答案
解：粗MnO2（含有较多的MnO和MnCO3）样品中加入过量的稀硫酸，由于MnO2不溶于硫酸，则样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4，过滤得滤液Ⅰ为硫酸锰溶液，加入NaClO3发生反应为：5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+，再过滤得到滤液Ⅱ和二氧化锰固体，而氯气与热的氢氧化钠反应生成氯酸钠方程式为：3Cl2+6NaOH=NaClO3+NaCl+3H2O，
（1）铝与二氧化锰在高温下发生铝热反应，反应的化学方程式为：3MnO2+4Al
故答案为：3MnO2+4Al
（2）MnSO4要转化为MnO2，需失去电子，故需要加入NaClO3做氧化剂，依据得失电子守恒可以配平，所以反应的化学方程式是：5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4，因此反应的离子方程式是：5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+，
故答案为：5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+；
（3）第③属于蒸发，所以所需的仪器有铁架台（含铁圈）、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒；Cl2通入热的NaOH溶液中一定发生氧化还原反应，且氯气既做氧化剂又做还原剂，NaClO3属于氧化产物，因此一定有还原产物NaCl，
故答案为：酒精灯；蒸发皿；NaCl；
（4）原电池中负极失去电子，正极得到电子，因此碱性锌锰电池放电时，正极是二氧化锰得到电子，则电极反应式为：MnO2+H2O+e-=MnO（OH）+OH-，
故答案为：MnO2+H2O+e-═MnOOH+OH-；
（5）生成的CO2的物质的量为：
混合物中MnO的质量为：28.2g-17.4g-2.3g=8.5g，MnO的物质的量为：
因此与稀硫酸反应时共生成MnSO4的物质的量为：0.02mol+0.12mol=0.14mol，
根据方程式5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4，可计算出需要NaClO3的物质的量为：0.14mol×
故答案为：0.056．
解析
解：粗MnO2（含有较多的MnO和MnCO3）样品中加入过量的稀硫酸，由于MnO2不溶于硫酸，则样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4，过滤得滤液Ⅰ为硫酸锰溶液，加入NaClO3发生反应为：5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+，再过滤得到滤液Ⅱ和二氧化锰固体，而氯气与热的氢氧化钠反应生成氯酸钠方程式为：3Cl2+6NaOH=NaClO3+NaCl+3H2O，
（1）铝与二氧化锰在高温下发生铝热反应，反应的化学方程式为：3MnO2+4Al
故答案为：3MnO2+4Al
（2）MnSO4要转化为MnO2，需失去电子，故需要加入NaClO3做氧化剂，依据得失电子守恒可以配平，所以反应的化学方程式是：5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4，因此反应的离子方程式是：5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+，
故答案为：5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+；
（3）第③属于蒸发，所以所需的仪器有铁架台（含铁圈）、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒；Cl2通入热的NaOH溶液中一定发生氧化还原反应，且氯气既做氧化剂又做还原剂，NaClO3属于氧化产物，因此一定有还原产物NaCl，
故答案为：酒精灯；蒸发皿；NaCl；
（4）原电池中负极失去电子，正极得到电子，因此碱性锌锰电池放电时，正极是二氧化锰得到电子，则电极反应式为：MnO2+H2O+e-=MnO（OH）+OH-，
故答案为：MnO2+H2O+e-═MnOOH+OH-；
（5）生成的CO2的物质的量为：
混合物中MnO的质量为：28.2g-17.4g-2.3g=8.5g，MnO的物质的量为：
因此与稀硫酸反应时共生成MnSO4的物质的量为：0.02mol+0.12mol=0.14mol，
根据方程式5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4，可计算出需要NaClO3的物质的量为：0.14mol×
故答案为：0.056．
实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙．大理石的主要杂质是氧化铁．以下是提纯大理石的实验步骤：
（1）溶解大理石时，用硝酸而不用硫酸的原因是______．
（2）操作Ⅱ的目的是______，溶液A（溶质是共价化合物）是______．
（3）写出检验滤液中是否含铁离子的方法：______．
（4）写出加入碳酸铵所发生反应的离子方程式：______写出滤液B的一种用途：______．
（5）CaO2中一般含CaO．试按下列提示完成CaO2含量分析的实验设计．
试剂：氢氧化钠标准溶液、盐酸标准溶液、酚酞仪器：电子天平、锥形瓶、滴定管
实验步骤：
①______；②加入______；③加入酚酞，用氢氧化钠标准溶液滴定．
（6）若理论上滴定时耗用标准溶液20.00mL恰好完全反应，实际操作中过量半滴（1mL溶液为25滴），则相对误差为______．
正确答案
解：（1）H2SO4与CaCO3反应生成CaSO4，CaSO4微溶于水，附着在CaCO3的表面，阻止反应进一步发生，
故答案为：硫酸钙微溶于水；
（2）大理石溶于硝酸后生成Ca（NO3）2、Fe（NO3）3，可通过向溶液中加CaCO3或氨水的方法调节pH，使Fe3+以
Fe（OH）3的形式除去，当溶质只能是共价化合物时为氨水，
故答案为：除去溶液中的Fe3+；氨水；
（3）三价铁离子遇到硫氰酸根离子会呈现红色，Fe3++3SCN-⇌Fe（SCN）3溶液，取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3+；或取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe3+，
故答案为：取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3+；或取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe3+；
（4）过滤后的溶液中含有大量的Ca2+，加入碳酸铵发生复分解反应生成碳酸钙沉淀，反应后的离子方程式为Ca2++CO32-=CaCO3↓，滤液B的溶质是NH4NO3，可以用作化肥，
故答案为：Ca2++CO32-=CaCO3↓；作化肥；
（5）测量CaO2含量，需取样品且称量样品的质量，所以需称量，溶于水2CaO2+2H2O=2Ca（OH）2+O2↑，CaO+H2O=Ca（OH）2，加过量的标准盐酸，确保氢氧化钙全部反应，
故答案为：称量；过量的标准盐酸；
（6）1mL溶液为25滴，半滴的体积为
故答案为：0.1%；
解析
解：（1）H2SO4与CaCO3反应生成CaSO4，CaSO4微溶于水，附着在CaCO3的表面，阻止反应进一步发生，
故答案为：硫酸钙微溶于水；
（2）大理石溶于硝酸后生成Ca（NO3）2、Fe（NO3）3，可通过向溶液中加CaCO3或氨水的方法调节pH，使Fe3+以
Fe（OH）3的形式除去，当溶质只能是共价化合物时为氨水，
故答案为：除去溶液中的Fe3+；氨水；
（3）三价铁离子遇到硫氰酸根离子会呈现红色，Fe3++3SCN-⇌Fe（SCN）3溶液，取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3+；或取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe3+，
故答案为：取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3+；或取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe3+；
（4）过滤后的溶液中含有大量的Ca2+，加入碳酸铵发生复分解反应生成碳酸钙沉淀，反应后的离子方程式为Ca2++CO32-=CaCO3↓，滤液B的溶质是NH4NO3，可以用作化肥，
故答案为：Ca2++CO32-=CaCO3↓；作化肥；
（5）测量CaO2含量，需取样品且称量样品的质量，所以需称量，溶于水2CaO2+2H2O=2Ca（OH）2+O2↑，CaO+H2O=Ca（OH）2，加过量的标准盐酸，确保氢氧化钙全部反应，
故答案为：称量；过量的标准盐酸；
（6）1mL溶液为25滴，半滴的体积为
故答案为：0.1%；
某校化学小组的同学将一批废弃的线路板简单处理后，得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计了如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的方案：
回答下列问题：
①第①步参加反应的金属有______．
②第②步加入H2O2是因为滤液1中含有______离子．使用H2O2的优点是______
③用第③步所得CuSO4•5H2O制备无水硫酸铜的方法是：______．
④请帮助化学小组的同学完成由滤渣2制取Al2（SO4）3•18H2O 的实验步骤：
（1）取滤渣2，加入足量的______，充分反应后过滤；
（2）取滤液，加入足量的______（填写试剂的化学式），然后过滤洗涤；
（3）用适量稀硫酸溶解；
（4）最后经过______（填写所需实验操作的名称），获得Al2（SO4）3•18H2O晶体．
正确答案
解：①金属的混合物能够与稀硫酸、稀硝酸反应的金属有铜、铝、铁，故答案为：Cu、Al、Fe；
②由于滤液1中含有亚铁离子，加入双氧水将亚铁离子氧化成铁离子，使用双氧水不引入杂质，还原产物是水，对环境无污染，
故答案为：Fe2+；不引入杂质，还原产物是水，对环境无污染；
③第③步由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法应是在坩埚中加热脱水；
故答案为：控制温度加热或灼烧；
④（1）取滤渣2，加入足量的氢氧化钠溶液，使沉淀中的氢氧化铝溶解，故答案为：氢氧化钠溶液；
（2）利用碳酸的酸性大于氢氧化铝的酸性，通入过量的二氧化碳，可以生成氢氧化铝沉淀，故答案为：CO2；
（4）氢氧化铝用稀硫酸溶解后，再经过加热蒸发、冷却结晶、过滤洗涤操作，可以获得Al2（SO4）3•18H2O晶体，故答案为：加热蒸发、冷却结晶、过滤洗涤．
解析
解：①金属的混合物能够与稀硫酸、稀硝酸反应的金属有铜、铝、铁，故答案为：Cu、Al、Fe；
②由于滤液1中含有亚铁离子，加入双氧水将亚铁离子氧化成铁离子，使用双氧水不引入杂质，还原产物是水，对环境无污染，
故答案为：Fe2+；不引入杂质，还原产物是水，对环境无污染；
③第③步由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法应是在坩埚中加热脱水；
故答案为：控制温度加热或灼烧；
④（1）取滤渣2，加入足量的氢氧化钠溶液，使沉淀中的氢氧化铝溶解，故答案为：氢氧化钠溶液；
（2）利用碳酸的酸性大于氢氧化铝的酸性，通入过量的二氧化碳，可以生成氢氧化铝沉淀，故答案为：CO2；
（4）氢氧化铝用稀硫酸溶解后，再经过加热蒸发、冷却结晶、过滤洗涤操作，可以获得Al2（SO4）3•18H2O晶体，故答案为：加热蒸发、冷却结晶、过滤洗涤．
某化学兴趣小组在实验室中用铝土矿（主要成分是Al2O3•H2O、Al2O3•3H2O，含少量的Fe2O3、SiO2等杂质）提取纯Al2O3．其操作过程可用以下流程图表示：
（1）在实验中需用1mol•L-1的NaOH溶液480mL，现已有下列仪器：托盘天平（砝码）、胶头滴管、药匙、烧杯、玻璃棒，配制该溶液时还缺少的仪器是______；在灼烧操作中需用到图1所示仪器中的一种，其名称是______．
（2）写出滤液A中的一种溶质与过量NaOH溶液反应后生成物进入滤液B中的离子反应方程式：______；写出步骤③中的离子反应方程式：______．
（3）若步骤①中没有过滤操作而直接进入步骤②，将对后面操作产生的影响是______．
（4）甲同学在实验室中用图2装置制备CO2气体，并将其通入滤液B中，结果没有产生预期现象．
①乙同学分析认为：甲同学通入CO2不足是导致实验失败的原因之一，你认为乙的分析______（填“合理”或“不合理”）；若合理，用离子方程式解释其原因：______（若认为不合理，该空不作答）．
②丙同学分析认为：甲同学通入的CO2中含有HC1气体也是导致实验失败的原因，在实验中增加某装置可解决这个问题．请帮助丙同学画出该装置图2，并注明所加入的试剂．
正确答案
解：（1）配制一定物质的量浓度溶液需要容量瓶，且容量瓶的规格应该等于或稍微大于需要溶液体积，实验室没有480mL容量瓶，所以应该选择500mL容量瓶；用于灼烧的仪器是坩埚，
故答案为：500mL容量瓶；坩埚；
（2）Al2O3•H2O、Al2O3•3H2O、Fe2O3和稀盐酸反应生成可溶性氯化物，所以滤液中含有FeCl3、AlCl3、盐酸，向滤液中加入过量NaOH溶液，NaOH和AlCl3生成NaAlO2、和FeCl3反应生成Fe（OH）3沉淀，所以滤液B中溶质为NaCl、NaOH、NaAlO2，向NaAlO2充入过量CO2生成Al（OH）3沉淀和NaHCO3；NaOH和过量CO2反应生成NaHCO3，过量NaOH溶液反应后生成物进入滤液B中的离子反应方程式为Al3++4OH-=AlO2-+2H2O、OH-+CO2=HCO3-，③中的离子反应方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，
故答案为：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O、OH-+CO2=HCO3-；AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；
（3）步骤①不溶物SiO2在步骤②中被NaOH溶解，最后得到的Al2O3中含有SiO2导致氧化铝不纯，
故答案为：步骤①不溶物SiO2在步骤②中被NaOH溶解，最后得到的Al2O3中含有SiO2；
（4）①滤液中含有过量的NaOH，二氧化碳不足量时，先发生CO2和NaOH的反应，所以该同学解释合理，离子方程式为2OH-+CO2=CO32-+H2O，故答案为：合理；2OH-+CO2=CO32-+H2O；
②除去CO2中的HCl用饱和NaHCO3溶液，且洗气装置中导气管遵循“长进短出”原则，该装置图为
解析
解：（1）配制一定物质的量浓度溶液需要容量瓶，且容量瓶的规格应该等于或稍微大于需要溶液体积，实验室没有480mL容量瓶，所以应该选择500mL容量瓶；用于灼烧的仪器是坩埚，
故答案为：500mL容量瓶；坩埚；
（2）Al2O3•H2O、Al2O3•3H2O、Fe2O3和稀盐酸反应生成可溶性氯化物，所以滤液中含有FeCl3、AlCl3、盐酸，向滤液中加入过量NaOH溶液，NaOH和AlCl3生成NaAlO2、和FeCl3反应生成Fe（OH）3沉淀，所以滤液B中溶质为NaCl、NaOH、NaAlO2，向NaAlO2充入过量CO2生成Al（OH）3沉淀和NaHCO3；NaOH和过量CO2反应生成NaHCO3，过量NaOH溶液反应后生成物进入滤液B中的离子反应方程式为Al3++4OH-=AlO2-+2H2O、OH-+CO2=HCO3-，③中的离子反应方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，
故答案为：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O、OH-+CO2=HCO3-；AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；
（3）步骤①不溶物SiO2在步骤②中被NaOH溶解，最后得到的Al2O3中含有SiO2导致氧化铝不纯，
故答案为：步骤①不溶物SiO2在步骤②中被NaOH溶解，最后得到的Al2O3中含有SiO2；
（4）①滤液中含有过量的NaOH，二氧化碳不足量时，先发生CO2和NaOH的反应，所以该同学解释合理，离子方程式为2OH-+CO2=CO32-+H2O，故答案为：合理；2OH-+CO2=CO32-+H2O；
②除去CO2中的HCl用饱和NaHCO3溶液，且洗气装置中导气管遵循“长进短出”原则，该装置图为
污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题．某研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物）作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2（反应条件已省略）．
请回答下列问题：
（1）上述流程中多次涉及到过滤操作，实验室进行过滤操作时需要用到的硅酸盐仪器有玻璃棒、______、______；其中玻璃棒的作用是______．
（2）用MnCO3能除去溶液中的Al3+和Fe3+，其原理是______．
（3）已知Ksp（CuS）=8.4×10-45，Ksp（NiS）=1.4×10-24；在除铜镍的过程中，当Ni2+恰好完全沉淀 （此时溶液中c（Ni2+）=1.0×10-5mol/L），溶液中Cu2+的浓度是______mol/L．
（4）工业上采用电解K2MnO4水溶液的方法来生产KMnO4，其中隋性电极作阳极，铁作阴极，请写出阳极的电极反应式______．
（5）下列各组试剂中，能准确测定一定体积燃煤尾气中SO2含量的是______．（填编号）
a．NaOH溶液、酚酞试液b．稀H2SO4酸化的KMnO4溶液c．碘水、淀粉溶液d．氨水、酚酞试液
（6）除杂后得到的MnSO4溶液可以通过______（填操作名称）制得硫酸锰晶体（MnSO4•H2O，相对分子质量为169）．已知废气中SO2浓度为8.4g/m3，软锰矿浆对SO2的吸收率可达90%，则处理1000m3燃煤尾气，可得到硫酸锰晶体质量为______kg（结果保留3位有效数字）．
正确答案
解：由流程可知，二氧化硫能与二氧化锰反应生成硫酸锰，用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+，MnS将铜、镍离子还原为单质，高锰酸钾能与硫酸锰反应生成二氧化锰，通过过滤获得二氧化锰，
（1）过滤需要漏斗、烧杯、玻璃棒等，过滤中玻璃棒的作用为引流，防止液体溅出，故答案为：烧杯；漏斗；引流，防止液体溅出；
（2）由于碳酸锰能消耗溶液中的酸，降低溶液的酸性，从而促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀，
故答案为：消耗溶液中的酸，促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀；
（3）当Ni2+恰好完全沉淀 （此时溶液中c（Ni2+）=1.0×10-5mol/L），c（S2-）=
（4）惰性电极作阳极，铁作阴极，则阳极上失去电子发生氧化反应，则阳极反应为MnO42--e-═MnO4-，故答案为：MnO42--e-═MnO4-；
（5）准确测定一定体积燃煤尾气中SO2含量，二氧化硫与氨水、NaOH反应不易控制，且加指示剂现象观察的滴定终点与反应终点误差大，而b、c中利用还原性及高锰酸钾褪色、淀粉变蓝等可准确测定气体的含量，故答案为：bc；
（6）除杂后得到的MnSO4溶液可以通过蒸发浓缩，冷却结晶（过滤）制得硫酸锰晶体；由硫原子守恒，被吸收的SO2的物质的量等于硫酸锰晶体的物质的量，则硫酸锰晶体的质量为
故答案为：蒸发浓缩，冷却结晶（过滤）； 20.0．
解析
解：由流程可知，二氧化硫能与二氧化锰反应生成硫酸锰，用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+，MnS将铜、镍离子还原为单质，高锰酸钾能与硫酸锰反应生成二氧化锰，通过过滤获得二氧化锰，
（1）过滤需要漏斗、烧杯、玻璃棒等，过滤中玻璃棒的作用为引流，防止液体溅出，故答案为：烧杯；漏斗；引流，防止液体溅出；
（2）由于碳酸锰能消耗溶液中的酸，降低溶液的酸性，从而促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀，
故答案为：消耗溶液中的酸，促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀；
（3）当Ni2+恰好完全沉淀 （此时溶液中c（Ni2+）=1.0×10-5mol/L），c（S2-）=
（4）惰性电极作阳极，铁作阴极，则阳极上失去电子发生氧化反应，则阳极反应为MnO42--e-═MnO4-，故答案为：MnO42--e-═MnO4-；
（5）准确测定一定体积燃煤尾气中SO2含量，二氧化硫与氨水、NaOH反应不易控制，且加指示剂现象观察的滴定终点与反应终点误差大，而b、c中利用还原性及高锰酸钾褪色、淀粉变蓝等可准确测定气体的含量，故答案为：bc；
（6）除杂后得到的MnSO4溶液可以通过蒸发浓缩，冷却结晶（过滤）制得硫酸锰晶体；由硫原子守恒，被吸收的SO2的物质的量等于硫酸锰晶体的物质的量，则硫酸锰晶体的质量为
故答案为：蒸发浓缩，冷却结晶（过滤）； 20.0．
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