- 气体的检验
- 共1690题
工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下：
请回答下列问题：
（1）步骤①所得废渣的成分是______（写化学式），操作I的名称______．
（2）步骤②、③的变化过程可简化为（下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂）：
R2（SO4）n （水层）+2nHA（有机层）⇌2RAn（有机层）+nH2SO4 （水层）
②中萃取时必须加入适量碱，其原因是______．
③中X试剂为______．
（3）④的离子方程式为______．
（4）25℃时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：
结合上表，在实际生产中，⑤中加入氨水，调节溶液的最佳pH为______．若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe（OH）3沉淀，则溶液中c（Fe3+）＜______．（已知：25℃时，Ksp[Fe（OH）3]=2.6×10-39）
（5）该工艺流程中，可以循环利用的物质有______和______．
正确答案
解：VOSO4中含有K2SO4、SiO2杂质，二氧化硅不溶于水，用水溶过滤得到含有VO2-、SO42-、K+滤液，滤渣为二氧化硅，在滤液中加入有机萃取剂萃取滤液中VO2-，通过分液得到含有VO2-的有机层，加入试剂X进行反萃取，结合（2）中步骤②、③的变化为可逆过程，可知X为硫酸，加入硫酸分液得到有机层和水层，由加入氨水调节pH得到的沉淀，可知加入氧化剂KClO3氧化VO2-为VO3-，结合（4）中得到钒沉淀率和溶液pH之间关系，可知pH应调节在1.7～1.8，最后NH4VO3分解得到氨气和V2O5，由工艺流程可知，氨气与有机溶剂可以循环利用．
（1）含有K2SO4、SiO2杂质的VOSO4水溶后，二氧化硅不溶于水，操作I是分离互不相溶的固体与液态，应采取过滤操作，得到滤渣为二氧化硅，
故答案为：SiO2；过滤；
（2）②中萃取时必须加入适量碱，由Rn+（水层）+nHA（有机层）⇌RAn（有机层）+nH+（水层），可知加入的碱会和平衡中的氢离子反应，促进平衡正向进行，提高了钒的萃取率；
③中反萃取时加入的X试剂是抑制平衡正向进行，可以加入硫酸抑制平衡正向进行，
故答案为：加入碱中和产生的酸，平衡右移提高了钒的萃取率；硫酸；
（3）KClO3氧化VO2-为VO3-，ClO3-被还原为Cl-，配平后离子方程式为：ClO3-+6VO2++9H2O=Cl-+6VO3-+18H+，
故答案为：ClO3-+6VO2++9H2O=Cl-+6VO3-+18H+；
（4）根据表中数据判断，⑤中加入氨水，调节溶液pH最佳值为1.7-1.8，此时钡沉淀率达到最大；
若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe（OH）3沉淀，此时pH=2，c（H+）=10-2mol/L，则c（OH-）=10-12mol/L，而Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）×c3（OH-）=2.6×10-39，可得c（Fe3+）=2.6×10-3mol•L-1不产生Fe（OH）3沉淀，则溶液中c（Fe3+）＜2.6×10-3mol•L-1，
故答案为：1.7-1.8；2.6×10-3mol•L-1；
（5）由工业流程图可知，流程中有机萃取剂、氨气可以循环利用，故答案为：有机萃取剂；氨气．
解析
解：VOSO4中含有K2SO4、SiO2杂质，二氧化硅不溶于水，用水溶过滤得到含有VO2-、SO42-、K+滤液，滤渣为二氧化硅，在滤液中加入有机萃取剂萃取滤液中VO2-，通过分液得到含有VO2-的有机层，加入试剂X进行反萃取，结合（2）中步骤②、③的变化为可逆过程，可知X为硫酸，加入硫酸分液得到有机层和水层，由加入氨水调节pH得到的沉淀，可知加入氧化剂KClO3氧化VO2-为VO3-，结合（4）中得到钒沉淀率和溶液pH之间关系，可知pH应调节在1.7～1.8，最后NH4VO3分解得到氨气和V2O5，由工艺流程可知，氨气与有机溶剂可以循环利用．
（1）含有K2SO4、SiO2杂质的VOSO4水溶后，二氧化硅不溶于水，操作I是分离互不相溶的固体与液态，应采取过滤操作，得到滤渣为二氧化硅，
故答案为：SiO2；过滤；
（2）②中萃取时必须加入适量碱，由Rn+（水层）+nHA（有机层）⇌RAn（有机层）+nH+（水层），可知加入的碱会和平衡中的氢离子反应，促进平衡正向进行，提高了钒的萃取率；
③中反萃取时加入的X试剂是抑制平衡正向进行，可以加入硫酸抑制平衡正向进行，
故答案为：加入碱中和产生的酸，平衡右移提高了钒的萃取率；硫酸；
（3）KClO3氧化VO2-为VO3-，ClO3-被还原为Cl-，配平后离子方程式为：ClO3-+6VO2++9H2O=Cl-+6VO3-+18H+，
故答案为：ClO3-+6VO2++9H2O=Cl-+6VO3-+18H+；
（4）根据表中数据判断，⑤中加入氨水，调节溶液pH最佳值为1.7-1.8，此时钡沉淀率达到最大；
若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe（OH）3沉淀，此时pH=2，c（H+）=10-2mol/L，则c（OH-）=10-12mol/L，而Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）×c3（OH-）=2.6×10-39，可得c（Fe3+）=2.6×10-3mol•L-1不产生Fe（OH）3沉淀，则溶液中c（Fe3+）＜2.6×10-3mol•L-1，
故答案为：1.7-1.8；2.6×10-3mol•L-1；
（5）由工业流程图可知，流程中有机萃取剂、氨气可以循环利用，故答案为：有机萃取剂；氨气．
以下是工业上处理含苯酚的废水并对其加以回收利用的工业流程：
回答下列问题：
（1）设备①进行的是操作______（写操作名称），实验室这一步操作所用的仪器是______；
（2）由设备②进入设备③的物质A是______，由设备③进入设备④的物质B是______；
（3）在设备③中发生反应的化学方程式为______；
（4）在设备④中，物质B、的水溶液和CaO反应，产物是______、______和水，可通过______操作（填写操作名称）分离产物；
（5）上图中，能循环使用的物质是C6H6、CaO、______、______．
正确答案
解：由流程图和每一步新加的试剂进行分析可知：用苯萃取出设备①中的苯酚进入设备②，然后用NaOH溶液将设备②中的苯酚转化为苯酚钠而进入设备③，向设备③中通入CO2将苯酚钠转化为苯酚，同时生成NaHCO3而进入设备④，向设备④中加入CaO时，生成CaCO3进入设备⑤，NaOH进入设备②循环使用，
（1）根据以上分析，用苯萃取出设备①中的苯酚进入设备②，所以设备①进行的是操作是萃取，所有的仪器为分液漏斗，故答案为：萃取； 分液漏斗；
（2）根据以上分析，用NaOH溶液将设备②中的苯酚转化为苯酚钠而进入设备③，向设备③中通入CO2将苯酚钠转化为苯酚，同时生成NaHCO3而进入设备④，所以A是C6H5ONa，B是NaHCO3，故答案为：C6H5ONa；NaHCO3；
（3）根据以上分析，向设备③中通入CO2将苯酚钠转化为苯酚，方程式为：C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3，故答案为：C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3；
（4）根据（2）在设备④中，物质B的水溶液即NaHCO3和CaO反应CaCO3、NaOH和水，再通过过滤分离出碳酸钙；故答案为：CaCO3；NaOH；过滤；
（5）能循环使用的物质是在流程中生成的副产物，并且在流程中需要加入的原料，根据流程图中箭头指向，很容易发现能循环使用的物质是C6H6、CaO、NaOH水溶液、CO2，故答案为：NaOH水溶液；CO2．
解析
解：由流程图和每一步新加的试剂进行分析可知：用苯萃取出设备①中的苯酚进入设备②，然后用NaOH溶液将设备②中的苯酚转化为苯酚钠而进入设备③，向设备③中通入CO2将苯酚钠转化为苯酚，同时生成NaHCO3而进入设备④，向设备④中加入CaO时，生成CaCO3进入设备⑤，NaOH进入设备②循环使用，
（1）根据以上分析，用苯萃取出设备①中的苯酚进入设备②，所以设备①进行的是操作是萃取，所有的仪器为分液漏斗，故答案为：萃取； 分液漏斗；
（2）根据以上分析，用NaOH溶液将设备②中的苯酚转化为苯酚钠而进入设备③，向设备③中通入CO2将苯酚钠转化为苯酚，同时生成NaHCO3而进入设备④，所以A是C6H5ONa，B是NaHCO3，故答案为：C6H5ONa；NaHCO3；
（3）根据以上分析，向设备③中通入CO2将苯酚钠转化为苯酚，方程式为：C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3，故答案为：C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3；
（4）根据（2）在设备④中，物质B的水溶液即NaHCO3和CaO反应CaCO3、NaOH和水，再通过过滤分离出碳酸钙；故答案为：CaCO3；NaOH；过滤；
（5）能循环使用的物质是在流程中生成的副产物，并且在流程中需要加入的原料，根据流程图中箭头指向，很容易发现能循环使用的物质是C6H6、CaO、NaOH水溶液、CO2，故答案为：NaOH水溶液；CO2．
某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4，较多的Cu2+和少量Na+．为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜．请根据下列流程图，完成回收硫酸亚铁和铜的实验方案．
（1）操作a的名称为______，所需要的玻璃仪器为______．
（2）固体E的成分为______，加入的试剂④为______，发生的化学方程式为______．
（3）加入试剂①的目的是______．
（4）从溶液D和溶液G中得到FeSO4.7H2O晶体的操作为______、冷却结晶、______、洗涤、干燥．
（5）为验证溶液C中含有SO42-：取少量的溶液C于试管中，先加入______再加入______，若观察到有白色沉淀，则说明溶液C中含有SO42-．
正确答案
解：实验方案为：1、加过量碱，过滤出Cu（OH）2，Fe（OH）2沉淀，滤液是Na2SO4、NaOH溶液；
2、在Cu（OH）2，Fe（OH）2中加过量稀H2SO4，溶液C的成分为CuSO4，FeSO4、H2SO4；
3、加过量铁，过滤出Fe、Cu，滤液D是FeSO4；
4、加过量稀H2SO4，过滤出Cu，实现了回收金属铜，滤液是FeSO4、H2SO4
5、最后溶液合一块，进行蒸发，浓缩，冷却结晶，过滤，就得到FeSO4•7H2O，回收硫酸亚铁．
（1）经过②后，分离出液体和固体，故答案为：过滤；漏斗、玻璃棒、烧杯；
（2）溶液C的成分为CuSO4，FeSO4、H2SO4，加过量铁，过滤出Fe、Cu，溶液D中只有一种盐是硫酸亚铁，所以固体E就是Fe、Cu，所以固体F就是铜，过量的铁是为了将CuSO4中的铜全部置换出来，加入过量稀硫酸的目的是除去铜中的铁，实现了回收金属铜，将推出的各种物质代入验证即可，
故答案为：Fe和Cu；稀硫酸；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；
（3）为了实现Na+的溶液分离，可将溶液中的Fe2+和Cu2+转化为沉淀，故答案为：将溶液中的Fe2+和Cu2+转化为沉淀，便于与含有Na+的溶液分离．
（4）蒸发是从溶液中获得晶体常采用的方法，产生沉淀后通过过滤实现分离，故答案为：蒸发浓缩；过滤；
（5）先加入足量稀盐酸再加入少量BaCl2溶液，若观察到有白色沉淀，则说明溶液⑧中含有SO42-，故答案为：足量稀盐酸；少量BaCl2溶液．
解析
解：实验方案为：1、加过量碱，过滤出Cu（OH）2，Fe（OH）2沉淀，滤液是Na2SO4、NaOH溶液；
2、在Cu（OH）2，Fe（OH）2中加过量稀H2SO4，溶液C的成分为CuSO4，FeSO4、H2SO4；
3、加过量铁，过滤出Fe、Cu，滤液D是FeSO4；
4、加过量稀H2SO4，过滤出Cu，实现了回收金属铜，滤液是FeSO4、H2SO4
5、最后溶液合一块，进行蒸发，浓缩，冷却结晶，过滤，就得到FeSO4•7H2O，回收硫酸亚铁．
（1）经过②后，分离出液体和固体，故答案为：过滤；漏斗、玻璃棒、烧杯；
（2）溶液C的成分为CuSO4，FeSO4、H2SO4，加过量铁，过滤出Fe、Cu，溶液D中只有一种盐是硫酸亚铁，所以固体E就是Fe、Cu，所以固体F就是铜，过量的铁是为了将CuSO4中的铜全部置换出来，加入过量稀硫酸的目的是除去铜中的铁，实现了回收金属铜，将推出的各种物质代入验证即可，
故答案为：Fe和Cu；稀硫酸；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；
（3）为了实现Na+的溶液分离，可将溶液中的Fe2+和Cu2+转化为沉淀，故答案为：将溶液中的Fe2+和Cu2+转化为沉淀，便于与含有Na+的溶液分离．
（4）蒸发是从溶液中获得晶体常采用的方法，产生沉淀后通过过滤实现分离，故答案为：蒸发浓缩；过滤；
（5）先加入足量稀盐酸再加入少量BaCl2溶液，若观察到有白色沉淀，则说明溶液⑧中含有SO42-，故答案为：足量稀盐酸；少量BaCl2溶液．
以含钴废催化剂（主要成分为Co、Fe、SiO2）为原料，制取氧化钴的流程如下：
（1）溶解：溶解后过滤，将滤渣洗涤2～3次，洗液与滤液合并，其目的是______．
（2）氧化：加热搅拌条件下加入NaClO3，将Fe2+氧化成Fe3+，其离子方程式______．
已知：铁氰化钾化学式为K3[Fe（CN）6]；亚铁氰化钾化学式为K4[Fe（CN）6]•3H2O．
3Fe2++2[Fe（CN）6]3-=Fe3[Fe（CN）6]2↓（蓝色沉淀）
4Fe3++3[Fe（CN）6]4-=Fe4[Fe（CN）6]3↓（蓝色沉淀）
确定Fe2+是否氧化完全的方法是______．（可供选择的试剂：铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液）
（3）除铁：加入适量的Na2CO3调节酸度，生成黄钠铁矾[Na2Fe6（SO4）4（OH）12]沉淀，写出该反应的化学方程式______．
（4）沉淀：生成沉淀碱式碳酸钴[（CoCO3）2•3Co（OH）2]，沉淀需洗涤，洗涤的操作是______．
（5）溶解：CoCl2的溶解度曲线如图所示．向碱式碳酸钴中加入足量稀盐酸，边加热边搅拌至完全溶解后，需趁热过滤，其原因是______．
（6）灼烧：准确称取所得CoC2O4 1.470g，在空气中充分灼烧得0.830g氧化钴，写出氧化钴的化学式______．
正确答案
解：（1）洗液与滤液合并，提高洗涤和滤液中钴的利用率，故答案为：提高钴等元素的利用率；
（2）亚铁离子被氯酸根离子氧化成铁离子，1molr的亚铁离子失去1mol的电子，而1mol的氯酸根离子得到6mol的电子，根据电子得失守恒，可知离子方程式为：6Fe2++6H++ClO3-═6Fe3++Cl-+3H2O，取氧化后的溶液少许于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则Fe2+已全部被氧化，故答案为：6Fe2++6H++ClO3-═6Fe3++Cl-+3H2O；取氧化后的溶液少许于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则Fe2+已全部被氧化；
（3）生成硫酸铁与碳酸钠发生双水解得到黄钠铁矾，化学反应方程式为：3Fe2（SO4）3+6H2O+6 Na2CO3=Na2Fe6（SO4）4（OH）12↓+5 Na2SO4+6CO2↑，故答案为：3Fe2（SO4）3+6H2O+6 Na2CO3=Na2Fe6（SO4）4（OH）12↓+5 Na2SO4+6CO2↑；
（4）沉淀洗涤的方法是向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，静置使滤液流出．重复操作2～3次，
故答案为：向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，静置使滤液流出．重复操作2～3次；
（5）CoCl2的溶解度曲线可知，随温度的升高，CoCl2的溶解度增大，所以趁热过滤，防止温度降低氯化钴析出，故答案为：防止因温度降低，CoCl2晶体析出；
（6）CoC2O4的质量为1.470g，其我知道可为0.01mol，Co元素质量为0.59g，钴氧化物质量为0.83g，氧化物中氧元素质量为0.83g-0.59g=0.24g，则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.01mol：
解析
解：（1）洗液与滤液合并，提高洗涤和滤液中钴的利用率，故答案为：提高钴等元素的利用率；
（2）亚铁离子被氯酸根离子氧化成铁离子，1molr的亚铁离子失去1mol的电子，而1mol的氯酸根离子得到6mol的电子，根据电子得失守恒，可知离子方程式为：6Fe2++6H++ClO3-═6Fe3++Cl-+3H2O，取氧化后的溶液少许于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则Fe2+已全部被氧化，故答案为：6Fe2++6H++ClO3-═6Fe3++Cl-+3H2O；取氧化后的溶液少许于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则Fe2+已全部被氧化；
（3）生成硫酸铁与碳酸钠发生双水解得到黄钠铁矾，化学反应方程式为：3Fe2（SO4）3+6H2O+6 Na2CO3=Na2Fe6（SO4）4（OH）12↓+5 Na2SO4+6CO2↑，故答案为：3Fe2（SO4）3+6H2O+6 Na2CO3=Na2Fe6（SO4）4（OH）12↓+5 Na2SO4+6CO2↑；
（4）沉淀洗涤的方法是向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，静置使滤液流出．重复操作2～3次，
故答案为：向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，静置使滤液流出．重复操作2～3次；
（5）CoCl2的溶解度曲线可知，随温度的升高，CoCl2的溶解度增大，所以趁热过滤，防止温度降低氯化钴析出，故答案为：防止因温度降低，CoCl2晶体析出；
（6）CoC2O4的质量为1.470g，其我知道可为0.01mol，Co元素质量为0.59g，钴氧化物质量为0.83g，氧化物中氧元素质量为0.83g-0.59g=0.24g，则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.01mol：
粗CuO是将工业废铜、废铜合金等高温焙烧而成的，杂质主要是铁的氧化物及泥沙．以粗CuO为原料制备胆矾的主要流程如图：
已知Fe3+、Fe2+、Cu2+转化为相应氢氧化物时，开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表：
（1）操作Ⅱ为冷却，其目的为______（填序号）．
a．使溶质析出 b．防止溶质挥发 c．防止H2O2分解
（2）H2O2参加反应的离子方程式为______．
（3）下列物质可用来替代稀氨水的是______（填序号）．
①NaOH ②Fe2O3 ③CuO ④Na2CO3
（4）操作Ⅲ得到精制胆矾，具体包括蒸发浓缩、______、过滤、______、干燥等步骤．
（5）已知常温下Ksp[Cu（OH）2]=1.6×10-20mol3/L3，则常温下Cu2+沉淀完全时的pH=______．（注：当离子浓度降低到1.0×10-5mol/L时，可以认为完全沉淀）．
正确答案
解：以粗CuO为原料制备胆矾的主要流程：将粗铜溶解，过滤，得到难溶物质：氧化铜、铁的氧化物等；加入硫酸溶解，得到硫酸铜、硫酸铁以及硫酸亚铁的混合液以及不容杂质，过滤，得到含有铜离子、铁离子以及亚铁离子的水溶液，向其中加入双氧水，可以将亚铁离子氧化为铁离子，加稀氨水调节pH，让铁离子全部沉淀，过滤得到的滤液是硫酸铜溶液，加入硫酸蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，可以得到胆矾晶体．
（1）过氧化氢不稳定，受热易分解，故加入过氧化氢前需使溶液冷却，故答案为：c；
（2）双氧水具有氧化性，Fe2+可被过氧化氢氧化为Fe3+，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
（3）向溶液中加入氨水，调节溶液的pH目的是使铁离子全部沉淀，铜离子不沉淀，依据图表数据分析可知pH应为：3.7～5.2，且尽量不引入新的杂质，则可用氢氧化铜、氧化铁或碳酸铜代替，不能够用氢氧化钠或碳酸钠，易引入杂质，故答案为：②③；
（4）操作Ⅲ得到粗胆矾，操作Ⅲ得到精致胆矾，两步操作包括．蒸发浓缩、降温结晶、过滤，洗涤、干燥，故答案为：降温结晶；洗涤；
（5）Cu2+沉淀较为完全是的浓度为1×10-5mol/L，则c（OH-）=
所以pH=-lg（25×10-8）=8-2lg5，
故答案为：8-2lg5．
解析
解：以粗CuO为原料制备胆矾的主要流程：将粗铜溶解，过滤，得到难溶物质：氧化铜、铁的氧化物等；加入硫酸溶解，得到硫酸铜、硫酸铁以及硫酸亚铁的混合液以及不容杂质，过滤，得到含有铜离子、铁离子以及亚铁离子的水溶液，向其中加入双氧水，可以将亚铁离子氧化为铁离子，加稀氨水调节pH，让铁离子全部沉淀，过滤得到的滤液是硫酸铜溶液，加入硫酸蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，可以得到胆矾晶体．
（1）过氧化氢不稳定，受热易分解，故加入过氧化氢前需使溶液冷却，故答案为：c；
（2）双氧水具有氧化性，Fe2+可被过氧化氢氧化为Fe3+，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
（3）向溶液中加入氨水，调节溶液的pH目的是使铁离子全部沉淀，铜离子不沉淀，依据图表数据分析可知pH应为：3.7～5.2，且尽量不引入新的杂质，则可用氢氧化铜、氧化铁或碳酸铜代替，不能够用氢氧化钠或碳酸钠，易引入杂质，故答案为：②③；
（4）操作Ⅲ得到粗胆矾，操作Ⅲ得到精致胆矾，两步操作包括．蒸发浓缩、降温结晶、过滤，洗涤、干燥，故答案为：降温结晶；洗涤；
（5）Cu2+沉淀较为完全是的浓度为1×10-5mol/L，则c（OH-）=
所以pH=-lg（25×10-8）=8-2lg5，
故答案为：8-2lg5．
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