- 气体的检验
- 共1690题
下图是中学化学中常用于混合物的分离和提纯的装置，请根据装置回答问题：
（1）从氯化钠溶液中得到氯化钠固体，选择装置______（填代表装置图的字母，下同）；除去自来水中的Cl-等杂质，选择装置______；从碘水中分离出I2，选择装置______，该分离方法的名称为______．
（2）装置A中①的名称是______，进冷却水的方向是______．
装置B在分液时为使液体顺利下滴，应进行的具体操作是______．
（3）实验室中制取的Fe（OH）3胶体中常常含有杂质Cl-离子．可用______的方法除去Fe（OH）3胶体中混有的杂质Cl-离子．
正确答案
解：（1）可以采用蒸发结晶的方法从氯化钠溶液中得到氯化钠固体，除去自来水中的Cl-等杂质，可以采用蒸馏的方法，100℃蒸发出来的是水蒸气，从碘水中分离出I2，可以加入四氯化碳萃取剂，采用萃取的方法，故答案为：D；A；B、萃取；
（2）蒸馏装置中①的名称是蒸馏烧瓶，冷凝管的进冷却水的方向是下进上出，在使用分液漏斗时，要打开分液漏斗上端活塞或使凹孔对准小孔，以保证内部液体顺利流下，
故答案为：蒸馏烧瓶；下进上出；打开分液漏斗上端活塞或使凹孔对准小孔；
（3）Fe（OH）3胶体和含有氯离子的溶液的分离应采用渗析的方法，故答案为：渗析．
解析
解：（1）可以采用蒸发结晶的方法从氯化钠溶液中得到氯化钠固体，除去自来水中的Cl-等杂质，可以采用蒸馏的方法，100℃蒸发出来的是水蒸气，从碘水中分离出I2，可以加入四氯化碳萃取剂，采用萃取的方法，故答案为：D；A；B、萃取；
（2）蒸馏装置中①的名称是蒸馏烧瓶，冷凝管的进冷却水的方向是下进上出，在使用分液漏斗时，要打开分液漏斗上端活塞或使凹孔对准小孔，以保证内部液体顺利流下，
故答案为：蒸馏烧瓶；下进上出；打开分液漏斗上端活塞或使凹孔对准小孔；
（3）Fe（OH）3胶体和含有氯离子的溶液的分离应采用渗析的方法，故答案为：渗析．
2013年1月27日百度新闻资讯中报道，活性氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，其颗粒大小约在1～100纳米．云南化工冶金研究所采用湿化学法（NPP-法）制备纳米级活性氧化锌，可用各种含锌物料为原料，采用酸浸出锌，经过多次净化除去原料中的杂质，然后沉淀获得碱式碳酸锌，最后焙解获得活性氧化锌，化学工艺流程如下：
（1）通过______可以检验流程中滤液2中含有Na+，该实验的具体操作是______．
（2）上述流程图中pH=12的Na2CO3溶液中c（CO32-）=0.50mol/L，c（HCO3-）=1×10-2 mol/L，则c（Na+）：c（OH-）=______．
（3）“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2+、SO42-，另含有Fe2+、Cu2+等杂质．先加入______（填“Na2CO3”或“H2SO4”）调节溶液的pH至5.4，然后加入适量KMnO4，Fe2+转化为Fe（OH）3，同时KMnO4转化为MnO2．经检测溶液中Fe2+的浓度为0.009mol•L-1，则每升溶液中至少应加入______mol KMnO4．
（4）已知常温下，Cu（OH）2的溶度积常数Ksp=2×10-20．溶液中杂质Cu2+浓度为0.002mol•L-1，若要生成沉淀，则应调节溶液的pH大于______．
（5）“沉淀”得到ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O，“煅烧”在450～500℃下进行，“煅烧”反应的化学方程式为：______．
正确答案
解：由实验流程可知，含锌物料为原料，采用硫酸浸出锌，过滤除杂，得到滤液中含锌离子，与加入的Na2CO3溶液反应生成碱式碳酸锌，最后焙解获得活性氧化锌．
（1）Na的焰色为黄色，则检验溶液中含有Na+，常用焰色反应，具体操作为：将铂丝蘸盐酸在无色火焰上灼烧至无色，再蘸取待测溶液在无色火焰上灼烧，观察火焰颜色，再将铂丝再蘸盐酸灼烧至无色，
故答案为：焰色反应；将铂丝蘸盐酸在无色火焰上灼烧至无色，再蘸取待测溶液在无色火焰上灼烧，观察火焰颜色，再将铂丝再蘸盐酸灼烧至无色；
（2）pH=12的Na2CO3溶液，由化学式可知，n（Na）=2n（C），则c（Na+）=2×0.51 mol/L=1.02 mol/L，c（OH-）=0.01mol/L，所以c（Na+）：c（OH-）=102：1，故答案为：102：1；
（3）溶解后得到酸性溶液，要调节溶液的pH至5.4，需要升高pH，故应加入Na2CO3 n（Fe2+）=0.009 mol，由电子得失守恒，则n（KMnO4）=
（4）Cu2+浓度为0.0002mol•L-1，c（Cu2+）•[c（OH-）]2=2×10-20时开始出现沉淀，c（OH-）=
（5）“煅烧”反应生成ZnO、二氧化碳和水，反应为ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O
故答案为：ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O
解析
解：由实验流程可知，含锌物料为原料，采用硫酸浸出锌，过滤除杂，得到滤液中含锌离子，与加入的Na2CO3溶液反应生成碱式碳酸锌，最后焙解获得活性氧化锌．
（1）Na的焰色为黄色，则检验溶液中含有Na+，常用焰色反应，具体操作为：将铂丝蘸盐酸在无色火焰上灼烧至无色，再蘸取待测溶液在无色火焰上灼烧，观察火焰颜色，再将铂丝再蘸盐酸灼烧至无色，
故答案为：焰色反应；将铂丝蘸盐酸在无色火焰上灼烧至无色，再蘸取待测溶液在无色火焰上灼烧，观察火焰颜色，再将铂丝再蘸盐酸灼烧至无色；
（2）pH=12的Na2CO3溶液，由化学式可知，n（Na）=2n（C），则c（Na+）=2×0.51 mol/L=1.02 mol/L，c（OH-）=0.01mol/L，所以c（Na+）：c（OH-）=102：1，故答案为：102：1；
（3）溶解后得到酸性溶液，要调节溶液的pH至5.4，需要升高pH，故应加入Na2CO3 n（Fe2+）=0.009 mol，由电子得失守恒，则n（KMnO4）=
（4）Cu2+浓度为0.0002mol•L-1，c（Cu2+）•[c（OH-）]2=2×10-20时开始出现沉淀，c（OH-）=
（5）“煅烧”反应生成ZnO、二氧化碳和水，反应为ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O
故答案为：ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O
CuCl2常用于颜料、木材防腐等工业，并用作消毒剂、媒染剂、催化剂．工业上用粗制的氧化铜粉末（含杂质FeO和SiO2）来制取无水CuCl2的流程如下：
已知：Fe3+、Fe2+、Cu2+转化为相应的氢氧化物，开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表：
（1）第②步反应的离子方程式为______．
（2）滤渣A的成分有______（填化学式），检验滤液C中的Fe3+离子是否除尽的方法是______．
（3）第④步蒸发操作必要的仪器有铁架台（含铁圈）、坩埚钳、石棉网、______．需要在氯化氢气流中蒸干制取无水氯化铜的原因是______．
（4）称取30.250g已制得的无水CuCl2产品（含少量FeCl3杂质），溶于水中，加入过量的铁粉充分反应后过滤，得250mL滤液，量取25.00mL滤液于锥形瓶中，用0.100mol∙L-1酸性KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积平均为46.00mL，则该无水CuCl2产品中CuCl2的质量分数为______（用小数表示，计算结果保留2位小数）．
正确答案
解：粗制的氧化铜粉末（含FeO和SiO2杂质），加入盐酸，CuO+2HCl═CuCl2+H2O，FeO+2HCl═FeCl2+H2O，二氧化硅和盐酸不反应，滤渣A为SiO2，滤液A为：CuCl2、FeCl2，加氯水，氯气具有氧化性氧化亚铁离子2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，滤液B为：Fe3+、Cu2+、Cl-，加入氧化铜，氧化铜和氢离子反应，促进水解反应右移，Fe3++3H2O⇌Fe（0H）3+3H+，调节PH至3.2，形成氢氧化铁沉淀，氯化铜水溶液中铜离子水解，在氯化氢气流中加热抑制氯化铜水解得到氯化铜固体，
（1）氯气具有氧化性，亚铁离子具有还原性，第②步加入氯水，发生反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，
故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；
（2）粗制的氧化铜粉末（含FeO和SiO2杂质），加入盐酸，CuO+2HCl═CuCl2+H2O，FeO+2HCl═FeCl2+H2O，二氧化硅和盐酸不反应，CuCl2、FeCl2易溶于水，二氧化硅和酸不反应，难溶于水，所以滤渣A为SiO2，Fe3+与硫氰化钾溶液反应，使溶液变红色，所以检验滤液B中是否含Fe3+离子的方法为：取少量滤液C，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：SiO2；取少量滤液C于试管中，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变血红色，证明滤液C中Fe3+未除尽，反之未除尽；
（3）蒸发时，需要使用蒸发皿；需要铁架台和铁圈支撑蒸发皿；需要玻璃棒进行搅拌，以防止液体受热不均匀，造成液体飞溅；需要酒精灯进行加热；坩埚钳用于夹持蒸发皿，滤液C是氯化铜溶液，制取无水CuCl2时，需在HCl气体中蒸干是防止氯化铜水解，HCl抑制CuCl2水解；
故答案为：酒精灯、蒸发皿、玻璃棒；HCl抑制CuCl2水解；
（4）称取30.250g已制得的无水CuCl2产品（含0.0204molFeCl3杂质），溶于水中，加入过量的铁粉，Fe+Cu2+=Fe2++Cu，Fe+2Fe3+=3Fe2+，用0.100mol•L-1酸性KMnO4溶液滴定5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++2Mn2++4H2O，25mL样品溶液消耗高锰酸钾的物质的量为0.046L×0.100mol/L=4.6×10-3mol，可知250mL溶液可以消耗高锰酸钾的物质的量为4.6×10-3mol×
故答案为：0.89．
解析
解：粗制的氧化铜粉末（含FeO和SiO2杂质），加入盐酸，CuO+2HCl═CuCl2+H2O，FeO+2HCl═FeCl2+H2O，二氧化硅和盐酸不反应，滤渣A为SiO2，滤液A为：CuCl2、FeCl2，加氯水，氯气具有氧化性氧化亚铁离子2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，滤液B为：Fe3+、Cu2+、Cl-，加入氧化铜，氧化铜和氢离子反应，促进水解反应右移，Fe3++3H2O⇌Fe（0H）3+3H+，调节PH至3.2，形成氢氧化铁沉淀，氯化铜水溶液中铜离子水解，在氯化氢气流中加热抑制氯化铜水解得到氯化铜固体，
（1）氯气具有氧化性，亚铁离子具有还原性，第②步加入氯水，发生反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，
故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；
（2）粗制的氧化铜粉末（含FeO和SiO2杂质），加入盐酸，CuO+2HCl═CuCl2+H2O，FeO+2HCl═FeCl2+H2O，二氧化硅和盐酸不反应，CuCl2、FeCl2易溶于水，二氧化硅和酸不反应，难溶于水，所以滤渣A为SiO2，Fe3+与硫氰化钾溶液反应，使溶液变红色，所以检验滤液B中是否含Fe3+离子的方法为：取少量滤液C，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：SiO2；取少量滤液C于试管中，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变血红色，证明滤液C中Fe3+未除尽，反之未除尽；
（3）蒸发时，需要使用蒸发皿；需要铁架台和铁圈支撑蒸发皿；需要玻璃棒进行搅拌，以防止液体受热不均匀，造成液体飞溅；需要酒精灯进行加热；坩埚钳用于夹持蒸发皿，滤液C是氯化铜溶液，制取无水CuCl2时，需在HCl气体中蒸干是防止氯化铜水解，HCl抑制CuCl2水解；
故答案为：酒精灯、蒸发皿、玻璃棒；HCl抑制CuCl2水解；
（4）称取30.250g已制得的无水CuCl2产品（含0.0204molFeCl3杂质），溶于水中，加入过量的铁粉，Fe+Cu2+=Fe2++Cu，Fe+2Fe3+=3Fe2+，用0.100mol•L-1酸性KMnO4溶液滴定5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++2Mn2++4H2O，25mL样品溶液消耗高锰酸钾的物质的量为0.046L×0.100mol/L=4.6×10-3mol，可知250mL溶液可以消耗高锰酸钾的物质的量为4.6×10-3mol×
故答案为：0.89．
实验室合成乙酸乙酯的步骤如下：在园底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸，瓶口竖直安装通有冷却水的冷凝管（使反应混合物的蒸气冷凝为液体流回烧瓶内），加热回流一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏（如下图所示），得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品．请回答下列问题：（已知：乙醇、乙酸、乙酸乙酯的沸点依次是78.4℃、118℃、77.1℃）
（1）在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外，还应放入几块碎瓷片，其目的是______
（2）在烧瓶中加入一定比例的乙醇和浓硫酸的混合液的方法是：______．
（3）在该实验中，若用1mol乙醇和1mol 乙酸在浓硫酸作用下加热，充分反应，能否生成1mol乙酸乙酯？______，原因是______
（4）现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品，下图是分离操作步骤流程图．请在图中圆括号内填入适当的试剂，在方括号内填入适当的分离方法．试剂a是______，试剂b是______；分离方法①是______，分离方法②是______，分离方法③是______．
（5）在得到的A中加入无水碳酸钠粉末，振荡，目的是______
（6）写出C→D 反应的化学方程式______．
正确答案
解：（1）加入碎瓷片可防止液体暴沸，故答案为：防止烧瓶中液体暴沸；
（2）浓硫酸溶于水放出大量的热，且密度比水大，为防止酸液飞溅，应先在烧瓶中加入一定量的乙醇，然后慢慢将浓硫酸加入烧瓶，边加边振荡，
故答案为：先在烧瓶中加入一定量的乙醇，然后慢慢将浓硫酸加入烧瓶，边加边振荡；
（3）乙酸和乙醇制备乙酸乙酯的反应为可逆反应，反应物不能完全转化，
故答案为：否；该反应是可逆反应，反应不能进行到底；
（4）用饱和碳酸钠溶液分离混合物，经分液之后可得乙酸钠和乙醇的混合液，蒸馏后可得乙酸钠，加入硫酸后蒸馏可得乙酸，
故答案为：饱和碳酸钠溶液；浓硫酸；分液；蒸馏；蒸馏；
（5）无水碳酸钠能与水反应生成碳酸钠的结晶水合物，可用无水碳酸钠除去乙酸乙酯中的少量水，
故答案为：除去乙酸乙酯中混有的少量水；
（6）C→D 反应为硫酸与乙酸钠反应生成乙酸的过程，反应的化学方程式为2CH3COONa+H2SO4=Na2SO4+2CH3COOH，
故答案为：2CH3COONa+H2SO4=Na2SO4+2CH3COOH．
解析
解：（1）加入碎瓷片可防止液体暴沸，故答案为：防止烧瓶中液体暴沸；
（2）浓硫酸溶于水放出大量的热，且密度比水大，为防止酸液飞溅，应先在烧瓶中加入一定量的乙醇，然后慢慢将浓硫酸加入烧瓶，边加边振荡，
故答案为：先在烧瓶中加入一定量的乙醇，然后慢慢将浓硫酸加入烧瓶，边加边振荡；
（3）乙酸和乙醇制备乙酸乙酯的反应为可逆反应，反应物不能完全转化，
故答案为：否；该反应是可逆反应，反应不能进行到底；
（4）用饱和碳酸钠溶液分离混合物，经分液之后可得乙酸钠和乙醇的混合液，蒸馏后可得乙酸钠，加入硫酸后蒸馏可得乙酸，
故答案为：饱和碳酸钠溶液；浓硫酸；分液；蒸馏；蒸馏；
（5）无水碳酸钠能与水反应生成碳酸钠的结晶水合物，可用无水碳酸钠除去乙酸乙酯中的少量水，
故答案为：除去乙酸乙酯中混有的少量水；
（6）C→D 反应为硫酸与乙酸钠反应生成乙酸的过程，反应的化学方程式为2CH3COONa+H2SO4=Na2SO4+2CH3COOH，
故答案为：2CH3COONa+H2SO4=Na2SO4+2CH3COOH．
回收锌锰废电池可生产硫酸锌、碳酸锰等．原料锰粉主要成分为MnO2和碳，含少量锌和铁．焙烧反应之一为：MnO2+C═MnO+CO↑．生产工业级碳酸锰流程如图：
回答下列问题：
（1）第二步用稀H2SO4浸取时需加热，其原因是：______．
（2）第三步加入过量酸化的H2O2溶液，其目的是______，离子方程式为______；然后将pH调到7.8-8.7（四种离子沉淀的pH范围如右表），其目的是______．
正确答案
解：MnO2和碳以及少量锌和铁在焙烧时的反应为：MnO2+C
（1）第二步用稀H2SO4浸取时需加热，这样可以增大浸出速率，提高单位时间浸出物的产率，故答案为：增大浸出速率，提高单位时间浸出物的产率；
（2）第三步向硫酸锰、硫酸亚铁以及硫酸锌的混合液中加入双氧水，可以将亚铁离子氧化为铁离子：2Fe2++H2O2+4H+═2Fe3++2H2O，然后根据四种离子沉淀的pH范围表，将pH调到7.8-8.7，可以使Fe3+、Zn2+沉淀完全，溶液中只留下Mn2+；
故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+；2Fe2++H2O2+4H+═2Fe3++2H2O；使Fe3+、Zn2+沉淀完全，溶液中只留下Mn2+．
解析
解：MnO2和碳以及少量锌和铁在焙烧时的反应为：MnO2+C
（1）第二步用稀H2SO4浸取时需加热，这样可以增大浸出速率，提高单位时间浸出物的产率，故答案为：增大浸出速率，提高单位时间浸出物的产率；
（2）第三步向硫酸锰、硫酸亚铁以及硫酸锌的混合液中加入双氧水，可以将亚铁离子氧化为铁离子：2Fe2++H2O2+4H+═2Fe3++2H2O，然后根据四种离子沉淀的pH范围表，将pH调到7.8-8.7，可以使Fe3+、Zn2+沉淀完全，溶液中只留下Mn2+；
故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+；2Fe2++H2O2+4H+═2Fe3++2H2O；使Fe3+、Zn2+沉淀完全，溶液中只留下Mn2+．
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