- 气体的检验
- 共1690题
铁、铝的混合物进行如图实验：
（1）操作Ⅰ的名称是______．气体A是______（填化学式）．
（2）反应①的离子方程式是______．
（3）铁、铝的混合物中加入足量NaOH溶液，反应的离子方程式是______．
正确答案
解：金属铁和金属铝的混合物中加入氢氧化钠后，会和金属铝发生反应生成偏铝酸钠和氢气，金属铁和氢氧化钠不反应，所以A是氢气，B是偏铝酸钠和过量的氢氧化钠的混合物，固体C是金属铁，金属铁可以和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以D是氯化亚铁．
（1）实现金属铁和偏铝酸钠、氢氧化钠混合物分离的方法是过滤，由以上分析可知A为，故答案为H2：过滤；H2；
（2）铁与盐酸反应，离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，故答案为：Fe+2H+═Fe2++H2↑；
（3）铝与氢氧化钠溶液反应生成氢气，反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O═2 AlO2-+3H2↑，故答案为：2Al+2OH-+2H2O═2 AlO2-+3H2↑．
解析
解：金属铁和金属铝的混合物中加入氢氧化钠后，会和金属铝发生反应生成偏铝酸钠和氢气，金属铁和氢氧化钠不反应，所以A是氢气，B是偏铝酸钠和过量的氢氧化钠的混合物，固体C是金属铁，金属铁可以和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以D是氯化亚铁．
（1）实现金属铁和偏铝酸钠、氢氧化钠混合物分离的方法是过滤，由以上分析可知A为，故答案为H2：过滤；H2；
（2）铁与盐酸反应，离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，故答案为：Fe+2H+═Fe2++H2↑；
（3）铝与氢氧化钠溶液反应生成氢气，反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O═2 AlO2-+3H2↑，故答案为：2Al+2OH-+2H2O═2 AlO2-+3H2↑．
锰及化合物在现代工业及有极其重要的用途．
（1）Mn2O3广泛应用于电子工业、印染工业等领域，工业上可用MnSO4溶液吸收氯气，获得Mn2O3，写出该化学反应的化学方程式______．
（2）MnO2是一种重要的无机功能材料，蕴藏在海底的丰富的锰结核矿的主要成分是MnO2，工业上从锰结核中制取纯净的MnO2工艺流程如图所示：
①为提高硫酸淋洗效果，需要对富集后的矿石进行处理，处理的内容是______，步骤I中，试剂甲必须具有的性质是______．
a．氧化性b．还原性c．酸性
②步骤Ⅱ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______．己知溶液B中的产物之一（Q）可循环用于上述生产，试写出A与NaOH反应的化学方程式______，由于Q可循环利用，有人认为生产中不需要补充物质Q，你同意这种看法吗______，理由是______，
（3）电解步骤I所得溶液也可得到MnO2，写出生成MnO2的电极反应______，另一电极上的气体产物是______．
正确答案
解：（1）MnSO4溶液吸收氯气，获得Mn2O3，还生成硫酸和盐酸，该反应为2MnSO4+Cl2+3H2O═Mn2O3+2H2SO4+2HCl，
故答案为：2MnSO4+Cl2+3H2O═Mn2O3+2H2SO4+2HCl；
（2）①为提高硫酸淋洗效果，需要对 富集后的矿石进行处理，处理的内容是对矿石进行粉碎可提高淋洗效果，试剂甲可以把锰元素还原为最低价锰离子，应具有还原性，
故答案为：对矿石进行粉碎；b；
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，设还原产物中Cl的化合价为x，
则由电子守恒可知，0.05mol×（4-2）=0.1mol/L×0.2L×（5-x），解得x=0，即生成氯气，则离子反应为2ClO3-+5Mn2++4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+，
上述分析可知，A与氢氧化钠溶液反应为氯气与NaOH反应可得到NaCl与氯的含氧酸盐，反应的化学方程式为：3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O；由工艺流程图及A中含有可用于循环生产的物质知，氯的含氧酸盐为NaClO3（即是Q），由于NaClO3先需要转化为氯气，而Cl2与NaOH反应时有一部分氯元素转化为NaCl，故需要补充NaClO3，
故答案为：2ClO3-+5Mn2++4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+；3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O；不同意；生产中有一部分氯转化为NaCl；
（3）步骤I所得溶液为MnSO4，锰离子在阳极被氧化，反应为：Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+，阴极氢离子得到电子：2H++2e-=H2↑，
故答案为：Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+；H2．
解析
解：（1）MnSO4溶液吸收氯气，获得Mn2O3，还生成硫酸和盐酸，该反应为2MnSO4+Cl2+3H2O═Mn2O3+2H2SO4+2HCl，
故答案为：2MnSO4+Cl2+3H2O═Mn2O3+2H2SO4+2HCl；
（2）①为提高硫酸淋洗效果，需要对 富集后的矿石进行处理，处理的内容是对矿石进行粉碎可提高淋洗效果，试剂甲可以把锰元素还原为最低价锰离子，应具有还原性，
故答案为：对矿石进行粉碎；b；
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，设还原产物中Cl的化合价为x，
则由电子守恒可知，0.05mol×（4-2）=0.1mol/L×0.2L×（5-x），解得x=0，即生成氯气，则离子反应为2ClO3-+5Mn2++4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+，
上述分析可知，A与氢氧化钠溶液反应为氯气与NaOH反应可得到NaCl与氯的含氧酸盐，反应的化学方程式为：3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O；由工艺流程图及A中含有可用于循环生产的物质知，氯的含氧酸盐为NaClO3（即是Q），由于NaClO3先需要转化为氯气，而Cl2与NaOH反应时有一部分氯元素转化为NaCl，故需要补充NaClO3，
故答案为：2ClO3-+5Mn2++4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+；3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O；不同意；生产中有一部分氯转化为NaCl；
（3）步骤I所得溶液为MnSO4，锰离子在阳极被氧化，反应为：Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+，阴极氢离子得到电子：2H++2e-=H2↑，
故答案为：Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+；H2．
某地煤矸石经预处理后主要含SiO2（61%）、Al2O3（30%）和少量的Fe2O3、FeO及钙镁的化合物等．
某实验小组利用其提取Al（OH）3．
（1）“酸浸”过程中发生的主要反应的离子方程式为______，为提高“酸浸”时铝浸出率，可采取的措施之一是______．
（2）“氧化”的目的是______，检验Fe3+已水解完全的方法是______．
（3）滤渣Ⅱ的主要成分是CaCO3、Mg（OH）2和______．
（4）①上述流程中可循环利用的物质的化学式是______．
②“转化”时主要反应的离子方程式为______．
（5）Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4．为了获得产品Al（OH）3，从氧化后的溶液开始，若只用纯碱一种试剂，后续操作是______．
正确答案
解：（1）酸浸过程中金属氧化物都和稀盐酸反应生成氯化物，主要离子反应方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，为提高反应速率可以采用升高温度、搅拌、增大盐酸浓度或增大煤矸石的表面积等方法，
故答案为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；提高酸的浓度（或适当提高反应温度或搅拌下进行反应）；
（2）铁离子易水解生成沉淀且需要的pH较小，将Fe2+氧化成Fe3+，有利于其水解除去铁元素；
铁离子用KSCN溶液检验，其检验方法是：取少量母液Ⅰ，滴加KSCN溶液，无血红色，则Fe3+已水解完全，
故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+，有利于其水解除去铁元素；取少量母液Ⅰ，滴加KSCN溶液，无血红色，则Fe3+已水解完全；
（3）通过以上分析知，滤渣II的成分为CaCO3、Mg（OH）2和Fe（OH）3，故答案为：Fe（OH）3；
（4）①水解时生成二氧化碳气体、转化时需要二氧化碳，在水解是需要碳酸钠、在转化时得到碳酸氢钠或碳酸钠，所以能循环利用的是CO2（或Na2CO3），
故答案为：CO2（或Na2CO3）；
②通过以上分析知，转化时发生的离子反应方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-（或2AlO2-+CO2+3H2O=2Al（OH）3↓+CO32-），故答案为：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-（或2AlO2-+CO2+3H2O=2Al（OH）3↓+CO32-）；
（5）要得到较纯净的氢氧化铝，需要调节溶液的pH，要除去氢氧化铁且不能产生氢氧化铝沉淀，所以需要的pH≥3.2，除去氢氧化铁沉淀，然后再加入纯碱调节pH到5.4，过滤得到氢氧化铝沉淀，
故答案为：加入纯碱调节pH到3.2，过滤除去Fe（OH）3等固体后，再加入纯碱调节pH到5.4，过滤得到Al（OH）3．
解析
解：（1）酸浸过程中金属氧化物都和稀盐酸反应生成氯化物，主要离子反应方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，为提高反应速率可以采用升高温度、搅拌、增大盐酸浓度或增大煤矸石的表面积等方法，
故答案为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；提高酸的浓度（或适当提高反应温度或搅拌下进行反应）；
（2）铁离子易水解生成沉淀且需要的pH较小，将Fe2+氧化成Fe3+，有利于其水解除去铁元素；
铁离子用KSCN溶液检验，其检验方法是：取少量母液Ⅰ，滴加KSCN溶液，无血红色，则Fe3+已水解完全，
故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+，有利于其水解除去铁元素；取少量母液Ⅰ，滴加KSCN溶液，无血红色，则Fe3+已水解完全；
（3）通过以上分析知，滤渣II的成分为CaCO3、Mg（OH）2和Fe（OH）3，故答案为：Fe（OH）3；
（4）①水解时生成二氧化碳气体、转化时需要二氧化碳，在水解是需要碳酸钠、在转化时得到碳酸氢钠或碳酸钠，所以能循环利用的是CO2（或Na2CO3），
故答案为：CO2（或Na2CO3）；
②通过以上分析知，转化时发生的离子反应方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-（或2AlO2-+CO2+3H2O=2Al（OH）3↓+CO32-），故答案为：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-（或2AlO2-+CO2+3H2O=2Al（OH）3↓+CO32-）；
（5）要得到较纯净的氢氧化铝，需要调节溶液的pH，要除去氢氧化铁且不能产生氢氧化铝沉淀，所以需要的pH≥3.2，除去氢氧化铁沉淀，然后再加入纯碱调节pH到5.4，过滤得到氢氧化铝沉淀，
故答案为：加入纯碱调节pH到3.2，过滤除去Fe（OH）3等固体后，再加入纯碱调节pH到5.4，过滤得到Al（OH）3．
（1）下列关于工业生产说法正确的是______．（填序号）
A．在侯氏制碱工业中，向饱和氯化钠溶液中先通二氧化碳，后通氨气
B．在硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业中，皆采用循环操作提高原料利用率
C．在氯碱工业，电解槽被离子交换膜隔成阴极室和阳极室
D．工业上采用电解熔融氯化铝的方法制取金属铝
E．石油裂化属于化学变化，主要目的是为了获得短链不饱和气态烃
（2）我国规定饮用水质量标准规定必须符合下表中要求：
如图所示是原水处理成自来水的工艺流程示意图：
①原水中含Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-等，加入石灰生成Ca（OH）2，进而发生若干复分解反应，写出其中的离子方程式（只要求写出两个）：______；______．
②FeSO4•7H2O是常用的凝聚剂，它在水中最终生成______沉淀；通入二氧化碳的目的是______和______．
③气体A的作用是______，通常可以用Ca（ClO）2 替代A，下列物质中______同样可以作为气体A的代用品（填编号，多选倒扣）．
a．ClO2 b．浓氨水 c．K2FeO4 d．SO2．
正确答案
解：（1）A．在侯氏制碱工业中，向饱和氯化钠溶液中先通二氧化碳，后通氨气，二氧化碳在溶液中溶解量少，生成碳酸氢钠少，应先通入氨气再通入二氧化碳，故A错误；
B．在硫酸工业中二氧化硫可以循环利用、合成氨工业中氢气、氮气可以循环利用、硝酸工业中一氧化氮可以循环利用，皆采用循环操作提高原料利用率，故B正确；
C．在氯碱工业，电解槽被离子交换膜隔成阴极室和阳极室，阳极室生成氯气，阴极室生成氢气和氢氧化钠，故C正确；
D．氯化铝是共价化合物，工业上不能采用电解熔融氯化铝的方法制取金属铝，应电解熔融的氧化铝制备，故D错误；
E．石油裂化属于化学变化，主要目的是得到相对分子量小的烃，裂解是为了获得短链不饱和气态烃，故E错误；
故答案为：BC；
（2）①加入氢氧化钙会沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀，可以和碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子和水，反应的离子方程式为：HCO3-+OH-═COO32-+H2O，Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓，故答案为：HCO3-+OH-═COO32-+H2O，Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓，
②绿矾水解生成氢氧化亚铁，在空气中迅速被氧化为氢氧化铁，氢氧化铁胶体具有吸附悬浮杂质的主要作用；絮凝剂在原水处理流程中的作用是吸附水中悬浮杂质使之沉降；通入CO2的目的是除去过量的Ca（OH）2和调节pH，故答案为：胶状Fe（OH）3；除去Ca2+；调节pH；
③气体A是氯气，目的是氯气和水反应生成的次氯酸具有强氧化性，能杀菌消毒，替代物质需要具备氧化性的物质才能起到消毒杀菌，
a．ClO2 具有氧化性可以替代氯气消毒杀菌，故a正确；
b．浓氨水是一元弱碱溶液，不能杀菌消毒，故b错误；
c．K2FeO4 是高铁酸钾具有氧化性能起到杀菌消毒的作用，故c正确；
d．SO2是有毒气体，具有弱氧化性，不能用来杀菌消毒，故d错误；
故答案为：杀菌消毒；ac．
解析
解：（1）A．在侯氏制碱工业中，向饱和氯化钠溶液中先通二氧化碳，后通氨气，二氧化碳在溶液中溶解量少，生成碳酸氢钠少，应先通入氨气再通入二氧化碳，故A错误；
B．在硫酸工业中二氧化硫可以循环利用、合成氨工业中氢气、氮气可以循环利用、硝酸工业中一氧化氮可以循环利用，皆采用循环操作提高原料利用率，故B正确；
C．在氯碱工业，电解槽被离子交换膜隔成阴极室和阳极室，阳极室生成氯气，阴极室生成氢气和氢氧化钠，故C正确；
D．氯化铝是共价化合物，工业上不能采用电解熔融氯化铝的方法制取金属铝，应电解熔融的氧化铝制备，故D错误；
E．石油裂化属于化学变化，主要目的是得到相对分子量小的烃，裂解是为了获得短链不饱和气态烃，故E错误；
故答案为：BC；
（2）①加入氢氧化钙会沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀，可以和碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子和水，反应的离子方程式为：HCO3-+OH-═COO32-+H2O，Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓，故答案为：HCO3-+OH-═COO32-+H2O，Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓，
②绿矾水解生成氢氧化亚铁，在空气中迅速被氧化为氢氧化铁，氢氧化铁胶体具有吸附悬浮杂质的主要作用；絮凝剂在原水处理流程中的作用是吸附水中悬浮杂质使之沉降；通入CO2的目的是除去过量的Ca（OH）2和调节pH，故答案为：胶状Fe（OH）3；除去Ca2+；调节pH；
③气体A是氯气，目的是氯气和水反应生成的次氯酸具有强氧化性，能杀菌消毒，替代物质需要具备氧化性的物质才能起到消毒杀菌，
a．ClO2 具有氧化性可以替代氯气消毒杀菌，故a正确；
b．浓氨水是一元弱碱溶液，不能杀菌消毒，故b错误；
c．K2FeO4 是高铁酸钾具有氧化性能起到杀菌消毒的作用，故c正确；
d．SO2是有毒气体，具有弱氧化性，不能用来杀菌消毒，故d错误；
故答案为：杀菌消毒；ac．
从明矾[KAl（SO4）2•12H2O]制备Al、K2SO4和H2SO4的流程如下：
明矾焙烧的化学方程式为：4KAl（SO4）2•12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O
请回答下列问题：
（1）在焙烧明矾的反应中，氧化剂是______．
（2）步骤②中，为提高浸出率，可采取的措施有______．
A．粉碎固体混合物 B．降低温度C．不断搅拌 D．缩短浸泡时间
（3）从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是______．
（4）步骤③电解的化学方程式是______，电解池的电极是用碳素材料做成，电解过程中，阳极材料需要定期更换，原因是：______．
（5）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2，则该电池的正极电极反应式是______．
（6）焙烧a吨明矾（摩尔质量为b g/mol），若SO2 的转化率为96%，可生产质量分数为98%的H2SO4质量为______吨（列出计算表达式）．
正确答案
解：从明矾[KAl（SO4）2•12H2O]制备Al、K2SO4和H2SO4的流程：过程①明矾和硫焙烧，4KAl（SO4）2•12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O，气体二氧化硫与氧气在五氧化二矾作催化剂的作用下生成三氧化硫，三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，SO3+H2O=H2SO4，制得硫酸；过程②焙烧所得固体混合物，用水浸，为提高浸出率，可采取粉碎固体混合物、不断搅拌，从水浸后的滤液中蒸发结晶得到K2SO4晶体，步骤③电解Al2O3，制得Al．
（1）4KAl（SO4）2•12H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O反应中，硫单质硫元素化合价0价，升高到SO2中为+4价，硫酸根离子中硫元素化合价从+6价变化为SO2中+4价，则S为还原剂，被氧化，KAl（SO4）2•12H2O为氧化剂，被还原，
故答案为：KAl（SO4）2•12H2O；
（2）由于酸浸时矿石颗粒大小影响浸取率，可以通过粉碎矿石提高浸取率，还可以适当升高温度或者搅拌提高浸取率，
故答案为：AC；
（3）从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体运用蒸发结晶的方法得到，需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，
故答案为：蒸发结晶；
（4）电解熔融氧化铝，阳极氯离子放电生成氯气，阴极是铝离子放电生成铝，反应的化学方程式为2Al2O3
故答案为：2Al2O3
（5）放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2，Ni元素化合价降低，被还原，应为原电池正极反应，电极方程式为NiO（OH）+H2O+e-═Ni（OH）2+OH-，
故答案为：NiO（OH）+H2O+e-═Ni（OH）2+OH-；
（6）焙烧a吨明矾（摩尔质量为b g/mol），4KAl（SO4）2•12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O，生成SO2物质的量为
故答案为：
解析
解：从明矾[KAl（SO4）2•12H2O]制备Al、K2SO4和H2SO4的流程：过程①明矾和硫焙烧，4KAl（SO4）2•12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O，气体二氧化硫与氧气在五氧化二矾作催化剂的作用下生成三氧化硫，三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，SO3+H2O=H2SO4，制得硫酸；过程②焙烧所得固体混合物，用水浸，为提高浸出率，可采取粉碎固体混合物、不断搅拌，从水浸后的滤液中蒸发结晶得到K2SO4晶体，步骤③电解Al2O3，制得Al．
（1）4KAl（SO4）2•12H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O反应中，硫单质硫元素化合价0价，升高到SO2中为+4价，硫酸根离子中硫元素化合价从+6价变化为SO2中+4价，则S为还原剂，被氧化，KAl（SO4）2•12H2O为氧化剂，被还原，
故答案为：KAl（SO4）2•12H2O；
（2）由于酸浸时矿石颗粒大小影响浸取率，可以通过粉碎矿石提高浸取率，还可以适当升高温度或者搅拌提高浸取率，
故答案为：AC；
（3）从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体运用蒸发结晶的方法得到，需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，
故答案为：蒸发结晶；
（4）电解熔融氧化铝，阳极氯离子放电生成氯气，阴极是铝离子放电生成铝，反应的化学方程式为2Al2O3
故答案为：2Al2O3
（5）放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2，Ni元素化合价降低，被还原，应为原电池正极反应，电极方程式为NiO（OH）+H2O+e-═Ni（OH）2+OH-，
故答案为：NiO（OH）+H2O+e-═Ni（OH）2+OH-；
（6）焙烧a吨明矾（摩尔质量为b g/mol），4KAl（SO4）2•12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O，生成SO2物质的量为
故答案为：
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