- 气体的检验
- 共1690题
硫酸铁铵[aFe2（SO4）3•6（NH4）2SO4•cH2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等．某化工厂以硫酸亚铁（含少量硝酸钙）和硫酸铵为原料，设计了如下工艺流程制取硫酸铁铵．
请回答下列问题：
（1）硫酸亚铁溶液加H2SO4酸化的主要目的是______，滤渣A的主要成分是______．
（2）下列物质中最适合的氧化剂B是______．
a．NaClO b．H2O2 c．KMnO4 d．K2Cr2O7
（3）操作甲、乙的名称分别是：甲______，乙______．
（4）上述流程中，有一处不严密，请指出并修改______．
（5）称取14.00g样品，将其溶于水配制成100mL溶液，并分成两等份，向其中一份中加入足量NaOH溶液，过滤洗涤得到2.14g沉淀；向另一份溶液中加入0.05mol Ba（NO3）2溶液，恰好完全反应．则该硫酸铁铵的化学式为______．
正确答案
解：原料中加入硫酸酸化，可生成硫酸钙沉淀，减压过滤后加入过氧化氢氧化可生成硫酸铁，加入硫酸铵，在80℃下反应可生成硫酸铁铵，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵，
（1）加入硫酸，可增大溶液中SO42-浓度，将Ca2+转化为沉淀，生成CaSO4，同时抑制Fe2+水解，
故答案为：增大溶液中SO42-浓度，将Ca2+转化为沉淀或抑制Fe2+水解；CaSO4；
（2）为避免引入新杂质，应加入过氧化氢为氧化剂，还原产物是水，反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：b；
（3）在80℃下反应可生成硫酸铁铵，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵，温度不能过高，防止分解，
故答案为：冷却结晶；常温晾晒；
（4）硫酸铁铵中铵根离子、铁离子易水解，应该在硫酸环境下来蒸发，故答案为：硫酸铁铵溶液蒸发应该在酸性环境中进行，防止铁离子水解；
（5）称取14.00g样品，将其溶于水配置成100mL溶液，分成两等份，向其中一份中加入足量NaOH溶液，过滤洗涤得到2.14g沉淀，应为Fe（OH）3，
n（Fe（OH）3）=
向另一份溶液中加入0.05mol Ba（NO3）2溶液，恰好完全反应，则n（SO42-）=0.05mol，
所以14.00g样品中含有Fe2（SO4）30.02mol，n（SO42-）为0.1mol，则（NH4）2SO4为0.1mol-0.02mol×3=0.04mol，
则m（H2O）=14.00g-0.02mol×400g/mol-0.04mol×132g/mol=0.72g，
n（H2O）=
n（Fe2（SO4）3）：n（（NH4）2SO4）：n（H2O）=0.02：0.04：0.04=1：2：2，
所以化学式为Fe2（SO4）3•2（NH4）2SO4•2H2O，
故答案为：Fe2（SO4）3•2（NH4）2SO4•2H2O．
解析
解：原料中加入硫酸酸化，可生成硫酸钙沉淀，减压过滤后加入过氧化氢氧化可生成硫酸铁，加入硫酸铵，在80℃下反应可生成硫酸铁铵，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵，
（1）加入硫酸，可增大溶液中SO42-浓度，将Ca2+转化为沉淀，生成CaSO4，同时抑制Fe2+水解，
故答案为：增大溶液中SO42-浓度，将Ca2+转化为沉淀或抑制Fe2+水解；CaSO4；
（2）为避免引入新杂质，应加入过氧化氢为氧化剂，还原产物是水，反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：b；
（3）在80℃下反应可生成硫酸铁铵，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵，温度不能过高，防止分解，
故答案为：冷却结晶；常温晾晒；
（4）硫酸铁铵中铵根离子、铁离子易水解，应该在硫酸环境下来蒸发，故答案为：硫酸铁铵溶液蒸发应该在酸性环境中进行，防止铁离子水解；
（5）称取14.00g样品，将其溶于水配置成100mL溶液，分成两等份，向其中一份中加入足量NaOH溶液，过滤洗涤得到2.14g沉淀，应为Fe（OH）3，
n（Fe（OH）3）=
向另一份溶液中加入0.05mol Ba（NO3）2溶液，恰好完全反应，则n（SO42-）=0.05mol，
所以14.00g样品中含有Fe2（SO4）30.02mol，n（SO42-）为0.1mol，则（NH4）2SO4为0.1mol-0.02mol×3=0.04mol，
则m（H2O）=14.00g-0.02mol×400g/mol-0.04mol×132g/mol=0.72g，
n（H2O）=
n（Fe2（SO4）3）：n（（NH4）2SO4）：n（H2O）=0.02：0.04：0.04=1：2：2，
所以化学式为Fe2（SO4）3•2（NH4）2SO4•2H2O，
故答案为：Fe2（SO4）3•2（NH4）2SO4•2H2O．
“将少量氯水加入到NaI溶液中”的学生实验产生了大量含碘废液．某研究小组用该含碘废液制备NaI固体，实验流程如下：
已知：反应②2I-+2Cu2++SO32-+H2O═2CuI↓+SO42-+2H+
回答下列问题：
（1）产生含碘废液的离子方程式为______．
（2）①中I2与Na2SO3溶液反应的离子方程式为______．
（3）③中CuI发生了______（填“氧化”或“还原”）反应．
（4）化合物B中含两种元素，铁元素与另一种元素物质的量之比为3：8，则化合物B的化学式为______．
（5）反应⑤中生成黑色固体和无色气体，黑色固体的俗称为磁性氧化铁，则⑤的化学方程式为______．
正确答案
解：根据流程中的反应②发生反应：2I-+2Cu2++SO32-+H2O═2CuI↓+SO42-+2H+，过滤则得到碘化亚铜沉淀，碘化亚铜可以被硝酸氧化为碘单质，碘单质中加入铁和水，会得到化合物B，是一种含有铁元素和碘元素的化合物，在向其中加入碳酸氢钠溶液，过滤可以得到电话那的溶液，从而制得碘化钠固体．
（1）将少量氯水加入到NaI溶液中，氯气能将碘单质置换出来，发生的反应为：Cl2+2I-═I2+2Cl-，故答案为：Cl2+2I-═I2+2Cl-；
（2）碘单质具有氧化性，亚硫酸根离子具有还原性，I2与Na2SO3溶液发生氧化还原反应，即I2+SO32-+H2O═SO42-+2I-+2H+，
故答案为：I2+SO32-+H2O═SO42-+2I-+2H+；
（3）碘化亚铜可以被硝酸氧化为碘单质，碘元素的化合价升高，所以CuI被氧化，故答案为：氧化；
（4）化合物B，是一种含有铁元素和碘元素的化合物，铁元素与碘元素物质的量之比为3：8，则化合物B的化学式为Fe3I8，故答案为：Fe3I8；
（5）向碘化铁的溶液中加入碳酸氢钠溶液则生成黑色固体四氧化三铁和二氧化碳无色气体，发生的反应为：Fe3I8+8NaHCO3═Fe3O4+8NaI+8CO2↑+4H2O，
故答案为：Fe3I8+8NaHCO3═Fe3O4+8NaI+8CO2↑+4H2O．
解析
解：根据流程中的反应②发生反应：2I-+2Cu2++SO32-+H2O═2CuI↓+SO42-+2H+，过滤则得到碘化亚铜沉淀，碘化亚铜可以被硝酸氧化为碘单质，碘单质中加入铁和水，会得到化合物B，是一种含有铁元素和碘元素的化合物，在向其中加入碳酸氢钠溶液，过滤可以得到电话那的溶液，从而制得碘化钠固体．
（1）将少量氯水加入到NaI溶液中，氯气能将碘单质置换出来，发生的反应为：Cl2+2I-═I2+2Cl-，故答案为：Cl2+2I-═I2+2Cl-；
（2）碘单质具有氧化性，亚硫酸根离子具有还原性，I2与Na2SO3溶液发生氧化还原反应，即I2+SO32-+H2O═SO42-+2I-+2H+，
故答案为：I2+SO32-+H2O═SO42-+2I-+2H+；
（3）碘化亚铜可以被硝酸氧化为碘单质，碘元素的化合价升高，所以CuI被氧化，故答案为：氧化；
（4）化合物B，是一种含有铁元素和碘元素的化合物，铁元素与碘元素物质的量之比为3：8，则化合物B的化学式为Fe3I8，故答案为：Fe3I8；
（5）向碘化铁的溶液中加入碳酸氢钠溶液则生成黑色固体四氧化三铁和二氧化碳无色气体，发生的反应为：Fe3I8+8NaHCO3═Fe3O4+8NaI+8CO2↑+4H2O，
故答案为：Fe3I8+8NaHCO3═Fe3O4+8NaI+8CO2↑+4H2O．
MnO2是一种重要的催化剂．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的实验，其流程如下：
（1）检验操作A所得的MnO2是否洗涤干净的方法是______．
（2）第②步反应的离子反应方程式为______．
（3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、______、______、玻璃棒．
（4）上述流程中可用于循环使用的物质是______（填化学式）．
（5）MnO2不仅可作催化剂还可作氧化剂，写出1个用二氧化锰作氧化剂的化学反应方程式______．
（6）若粗MnO2样品的质量为24.28g，第①步反应后，经过滤得到18.35g MnO2，并收集到0.672LCO2（标准状况下），则样品中所含的MnO质量为______g．
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）检验过滤Ⅰ所得的MnO2是否洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液于试管中，滴加氯化钡溶液，若无浑浊现象出现，说明已洗涤干净，故答案为：取最后一次洗涤液于试管中，滴加氯化钡溶液，若无浑浊现象出现，说明已洗涤干净；
（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，故答案为：酒精灯、蒸发皿；
（4）根据流程最终生成氯酸钠固体在第②步刚好也用到氯酸钠溶液，所以可用于循环使用的物质是NaClO3，故答案为：NaClO3；
（5）MnO2作催化剂，实验室分解氯酸钾制氧气的方程式为：2KClO3
（6）根据质量守恒和化学方程式计算，CO2的物质的量为
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）检验过滤Ⅰ所得的MnO2是否洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液于试管中，滴加氯化钡溶液，若无浑浊现象出现，说明已洗涤干净，故答案为：取最后一次洗涤液于试管中，滴加氯化钡溶液，若无浑浊现象出现，说明已洗涤干净；
（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，故答案为：酒精灯、蒸发皿；
（4）根据流程最终生成氯酸钠固体在第②步刚好也用到氯酸钠溶液，所以可用于循环使用的物质是NaClO3，故答案为：NaClO3；
（5）MnO2作催化剂，实验室分解氯酸钾制氧气的方程式为：2KClO3
（6）根据质量守恒和化学方程式计算，CO2的物质的量为
蛇纹石矿可看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成．由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下：
（1）蛇纹石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Mg2+外，还含有的金属离子是______
（2）进行Ⅰ操作时，控制溶液pH=7-8（有关氢氧化物沉淀的pH见下表）
Ca（OH）2不能过量，若Ca（OH）2过量可能会导致______溶解、______沉淀．
（3）从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料，先向沉淀物A中加入______ （填入物质的化学式），然后______ （依次填写实验操作名称）．
（4）产品化学式可看做aMgCO3•bMg（OH）2•cH2O，为确定a、b、c的值，将18.2g产品完全分解后，产生6.6gCO2和8.0g MgO，由此可知，产品的化学式中：a=______ b=______ C=______．
正确答案
解：（1）蛇纹石加盐酸溶解，MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解，反应方程式分别为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O，Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O．而SiO2不与盐酸反应，以沉淀的形式除去，
故答案为：Fe3+、Al3+；
（2）由（1）知，此时溶液中除了Mg2+外，还含有Fe3+、Al3+杂质，需除去Fe3+、Al3+但不能损失Mg2+，因Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3+3H+和Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+，利用平衡移动的原理，消耗H+使上述水解平衡向正反应方向移动，除去Fe3+、Al3+，加Ca（OH）2需将溶液的pH控制在7～8，若pH过高，会导致生成的Al（OH）3发生反应Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O溶解，Mg（OH）2在pH为9.4时开始沉淀，所以碱性增强Mg（OH）2会沉淀，同时Mg2+也因转化为沉淀而损失，
故答案为：Al（OH）3；Mg（OH）2；
（3）从实验步骤图知：沉淀混合物为Fe（OH）3和Al（OH）3，红色氧化物是沉淀物Fe（OH）3分解后得到的Fe2O3，所以得先加碱把Al（OH）3除掉，反应为：Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O，然后过滤洗涤灼烧即可，
故答案为：NaOH；过滤、洗涤、灼烧；
（4）m（样品）=18.2g，m（CO2）=6.6g，m（MgO）=8.0g，碱式碳酸镁分解：aMgCO3・bMg（OH）2・cH2O 
故答案为：3，1，3；
解析
解：（1）蛇纹石加盐酸溶解，MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解，反应方程式分别为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O，Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O．而SiO2不与盐酸反应，以沉淀的形式除去，
故答案为：Fe3+、Al3+；
（2）由（1）知，此时溶液中除了Mg2+外，还含有Fe3+、Al3+杂质，需除去Fe3+、Al3+但不能损失Mg2+，因Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3+3H+和Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+，利用平衡移动的原理，消耗H+使上述水解平衡向正反应方向移动，除去Fe3+、Al3+，加Ca（OH）2需将溶液的pH控制在7～8，若pH过高，会导致生成的Al（OH）3发生反应Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O溶解，Mg（OH）2在pH为9.4时开始沉淀，所以碱性增强Mg（OH）2会沉淀，同时Mg2+也因转化为沉淀而损失，
故答案为：Al（OH）3；Mg（OH）2；
（3）从实验步骤图知：沉淀混合物为Fe（OH）3和Al（OH）3，红色氧化物是沉淀物Fe（OH）3分解后得到的Fe2O3，所以得先加碱把Al（OH）3除掉，反应为：Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O，然后过滤洗涤灼烧即可，
故答案为：NaOH；过滤、洗涤、灼烧；
（4）m（样品）=18.2g，m（CO2）=6.6g，m（MgO）=8.0g，碱式碳酸镁分解：aMgCO3・bMg（OH）2・cH2O
故答案为：3，1，3；
（2014秋•忻府区校级月考）工业上以锂辉石（Li2O•A12O3•4SiO2，含少量Ca、Mg元素）为原料生产碳酸锂．其部分工艺流程如下：
已知：①Li2O•Al2O3•4SiO2+H2SO4（浓）
②某些物质的溶解度（S）如下表所示．ⅠⅡⅢ
（1）从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程图所示，括号表示加入的试剂，方框表示所得到的物质．则步骤Ⅱ中最佳反应的离子方程式是______．
滤渣1
（2）已知滤液1中的主要离子为Li+、Mg2+、Ca2+、SO42-，滤渣2的主要成分有Mg（OH）2和CaCO3．向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述，并写离子方程式）______．
（3）向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是______．
（4）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下．
a．将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液作阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解．
b．电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液，过滤、烘干得高纯Li2CO3．
①a中，阳极的电极反应式是______．
②b中，生成Li2CO3反应的化学方程式是______．
正确答案
解：锂辉石（Li2O•Al2O3•4SiO2，含少量Ca，Mg元素）经过研磨、加热、酸化得到可溶性的硫酸锂、硫酸铝和不溶的二氧化硅，经过过滤，得到滤渣1二氧化硅，滤液1经过调节PH值，使溶液得到滤液Mg（OH）2和CaCO3．向滤液1中加入石灰乳以增加Ca2+、OH-的浓度，使Mg（OH）2、CaCO3更利于析出，以便形成滤渣2，热水洗涤Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，可减少Li2CO3的损失，得到最终产物碳酸锂，
（1）滤渣1
（2）石灰乳是氢氧化钙，提供氢氧根离子和钙离子，更完全的沉淀镁离子和碳酸根离子，离子反应方程式为：Mg2++Ca（OH）2=Mg（OH）2+Ca2+，故答案为：增加Ca2+、OH-的浓度，有利于Mg（OH）2、CaCO3的析出；Mg2++Ca（OH）2=Mg（OH）2+Ca2+；
（3）向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，用“热水洗涤”，图表中碳酸锂溶解度随温度升高减小，减少沉淀的损失，
故答案为：Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li2CO3的损失；
（4））①Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，阳极液中氯离子失电子，发生氧化反应，所以阳极反应为2C1--2e-=Cl2↑，
故答案为：2C1--2e-=Cl2↑；
②电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液，氢氧化锂与碳酸氢铵反应生成碳酸锂的方程式为：2LiOH+NH4HCO3=Li2CO3+NH3+2H2O，
故答案为：2LiOH+NH4HCO3=Li2CO3+NH3•H2O+H2O．
解析
解：锂辉石（Li2O•Al2O3•4SiO2，含少量Ca，Mg元素）经过研磨、加热、酸化得到可溶性的硫酸锂、硫酸铝和不溶的二氧化硅，经过过滤，得到滤渣1二氧化硅，滤液1经过调节PH值，使溶液得到滤液Mg（OH）2和CaCO3．向滤液1中加入石灰乳以增加Ca2+、OH-的浓度，使Mg（OH）2、CaCO3更利于析出，以便形成滤渣2，热水洗涤Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，可减少Li2CO3的损失，得到最终产物碳酸锂，
（1）滤渣1
（2）石灰乳是氢氧化钙，提供氢氧根离子和钙离子，更完全的沉淀镁离子和碳酸根离子，离子反应方程式为：Mg2++Ca（OH）2=Mg（OH）2+Ca2+，故答案为：增加Ca2+、OH-的浓度，有利于Mg（OH）2、CaCO3的析出；Mg2++Ca（OH）2=Mg（OH）2+Ca2+；
（3）向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，用“热水洗涤”，图表中碳酸锂溶解度随温度升高减小，减少沉淀的损失，
故答案为：Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li2CO3的损失；
（4））①Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，阳极液中氯离子失电子，发生氧化反应，所以阳极反应为2C1--2e-=Cl2↑，
故答案为：2C1--2e-=Cl2↑；
②电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液，氢氧化锂与碳酸氢铵反应生成碳酸锂的方程式为：2LiOH+NH4HCO3=Li2CO3+NH3+2H2O，
故答案为：2LiOH+NH4HCO3=Li2CO3+NH3•H2O+H2O．
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