- 气体的检验
- 共1690题
某校探究性学习小组用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂，并回收铜．探究过程如下：
请回答下列问题：
（1）步骤①中先加入热的Na2CO3溶液除油污，操作甲的名称是______．
（2）步骤②中，除发生反应Fe+2HCl FeCl2+H2↑外，其他可能反应的离子方程式为：______．
（3）溶液C的颜色是______，溶液D中可能含有的金属阳离子有______．
（4）可以验证溶液B中是否含有Fe2+的一种试剂是______（填选项序号）
a．稀硫酸 b．铁 c．硫氰化钾 d．酸性高锰酸钾溶液
（5）步骤⑤产生金属铜的化学方程式为______．
正确答案
解：（1）废铁屑经①加入热的Na2CO3溶液除油污，可得到固体A，应经过过滤操作，故答案为：过滤；
（2）固体A为Fe2O3和Fe的混合物，加入盐酸，发生Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+═3Fe2+，
故答案为：Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+═3Fe2+；
（3）通入适量的氯气，发生2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，溶液C为FeCl3，呈棕黄色，用于腐蚀印刷电路，发生Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+，则溶液D中可能含有的金属阳离子有Fe2+、Cu2+、Fe3+，
故答案为：棕黄色；Fe2+、Cu2+、Fe3+；
（4）Fe2+具有还原性，可用酸性高锰酸钾溶液检验，发生氧化还原反应，酸性高锰酸钾溶液褪色，故答案为：d；
（5）步骤⑤产生金属铜的化学方程式为CuCl2
故答案为：CuCl2
解析
解：（1）废铁屑经①加入热的Na2CO3溶液除油污，可得到固体A，应经过过滤操作，故答案为：过滤；
（2）固体A为Fe2O3和Fe的混合物，加入盐酸，发生Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+═3Fe2+，
故答案为：Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+═3Fe2+；
（3）通入适量的氯气，发生2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，溶液C为FeCl3，呈棕黄色，用于腐蚀印刷电路，发生Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+，则溶液D中可能含有的金属阳离子有Fe2+、Cu2+、Fe3+，
故答案为：棕黄色；Fe2+、Cu2+、Fe3+；
（4）Fe2+具有还原性，可用酸性高锰酸钾溶液检验，发生氧化还原反应，酸性高锰酸钾溶液褪色，故答案为：d；
（5）步骤⑤产生金属铜的化学方程式为CuCl2
故答案为：CuCl2
实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（FeSO4•7H2O），过程如下：
（1）将过程②中的产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是______；
A．品红溶液 B．紫色石蕊溶液 C．酸性KMnO4溶液 D．溴水
（2）过程③中，需加入的物质是______；
（3）过程⑤调节pH可选用下列试剂中的______ （填选项序号）；
A．稀硫酸 B．CaCO3 C．NaOH溶液
（4）过程⑥中，将溶液Z加热到70-80℃，目的是______．
正确答案
解：硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等）聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（FeSO4•7H2O），烧渣在硫酸溶液中通入足量氧气，反应后过滤得到固体W和溶液X，溶液X加入铁反应生成硫酸亚铁，蒸发浓缩结晶析出得到绿矾，溶液X中加入试剂调节溶液PH得到溶液Z加热制备聚铁胶体得到聚铁；
（1）过程②产生的气体为SO2，具有还原性和漂白性，因具有漂白性而使品红褪色，因具有还原性而使具有氧化性的酸性KMnO4溶液、溴水褪色，故答案为：ACD；
（2）溶液X中含有Fe3+，要制备绿矾，应加入Fe使之还原为Fe2+，加入铁可生成Fe2+，并且不引入新的杂质，故答案为：Fe（或铁）；
（3）过程⑤调节pH应使溶液碱性增强，有利于聚铁的生成，
A．加入硫酸不能使溶液PH增大，故A错误；
B．加入碳酸钙生成微溶的硫酸钙，会引入新的杂质，故B错误；
C．加入NaOH可使溶液碱性增强，生成的聚铁中不引入新的杂质，故C正确；
故答案为：C；
（4）过程⑥目的为促进的水解，加热有利于水解的进行，促进Fe3+的水解，故答案为：促进Fe3+的水解．
解析
解：硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等）聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（FeSO4•7H2O），烧渣在硫酸溶液中通入足量氧气，反应后过滤得到固体W和溶液X，溶液X加入铁反应生成硫酸亚铁，蒸发浓缩结晶析出得到绿矾，溶液X中加入试剂调节溶液PH得到溶液Z加热制备聚铁胶体得到聚铁；
（1）过程②产生的气体为SO2，具有还原性和漂白性，因具有漂白性而使品红褪色，因具有还原性而使具有氧化性的酸性KMnO4溶液、溴水褪色，故答案为：ACD；
（2）溶液X中含有Fe3+，要制备绿矾，应加入Fe使之还原为Fe2+，加入铁可生成Fe2+，并且不引入新的杂质，故答案为：Fe（或铁）；
（3）过程⑤调节pH应使溶液碱性增强，有利于聚铁的生成，
A．加入硫酸不能使溶液PH增大，故A错误；
B．加入碳酸钙生成微溶的硫酸钙，会引入新的杂质，故B错误；
C．加入NaOH可使溶液碱性增强，生成的聚铁中不引入新的杂质，故C正确；
故答案为：C；
（4）过程⑥目的为促进的水解，加热有利于水解的进行，促进Fe3+的水解，故答案为：促进Fe3+的水解．
稀土元素是周期表中第ⅢB族钪、钇和镧系元素的总称，它们都是很活泼的金属，性质极为相似，常见化合价为+3．其中钇（Y）元素是激光和超导的重要材料．我国蕴藏着丰富的钇石矿（Y2FeBe2Si2O10），以此矿石为原料生产氧化钇（Y2O3）的主要流程如下：
已知：①有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表：
②在元素周期表中，铍和铝位于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似．
（1）钇石矿（Y2FeBe2Si2O10）的组成用氧化物的形式表示为______
（2）欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合液中制得Be（OH）2沉淀．则
①最好选用盐酸、______（填字母）两种试剂，再经过必要的操作即可实现．
a．NaOH溶液 b．氨水 c．CO2气体 d．HNO3
②写出Na2BeO2与足量盐酸发生反应的离子方程式：______
（3）上述过程中用氨水调节pH=a的目的是______，a应控制在______范围内；写出生成沉淀物A的离子方程式______，检验该过程是否沉淀完全的操作方法是______．
（4）写出由草酸钇沉淀制备氧化钇的化学方程式______．
正确答案
解：（1）钇矿石（Y2FeBe2Si2O10）的组成用氧化物的形式可表示为：Y2O3•FeO•2BeO•2SiO2，故答案为：Y2O3•FeO•2BeO•2SiO2；
（2）①周期表中，铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似，欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be（OH）2沉淀，所以Na2BeO2的性质和NaAlO2类比推断；加过量的盐酸，硅酸钠反应生成硅酸沉淀，Na2BeO2的反应生成氯化铍溶液，再加入过量氨水沉淀铍离子，故答案为：b；
②Na2BeO2与足量盐酸发生反应生成氯化铍氯化钠和水，反应的离子方程式为：BeO22-+4H+=Be2++2H2O，故答案为：BeO22-+4H+=Be2++2H2O；
（3）三价铁离子开始沉淀到沉淀完全的PH范围为：2.7-3.7；钇离子开始沉淀和沉淀完全的PH为：6.0-8.2；所以使Fe3+沉淀完全，须用氨水调节pH=a，3.7＜a＜6.0；继续加氨水调节pH=b发生反应的离子方程式为：Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+，检验三价铁离子是否沉淀需要检验滤液中是否含有三价铁离子，结合三价铁离子检验试剂是硫氰酸钾溶液变血红色；取少量滤液，滴加几滴KSCN溶液，观察溶液是否变为血红色，若不变血红色，则说明Fe3+完全沉淀，反之则未完全沉淀，
故答案为：使Fe3+完全水解形成沉淀而除去；3.7～6.0；Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+；取少量滤液，滴加几滴KSCN溶液，观察溶液是否变为血红色，若不变血红色，则说明Fe3+完全沉淀，反之则未完全沉淀；
（4）草酸钇隔绝空气加热生成Y2O3、CO和CO2，其反应方程为：Y2（C2O4）3
故答案为：Y2（C2O4）3
解析
解：（1）钇矿石（Y2FeBe2Si2O10）的组成用氧化物的形式可表示为：Y2O3•FeO•2BeO•2SiO2，故答案为：Y2O3•FeO•2BeO•2SiO2；
（2）①周期表中，铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似，欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be（OH）2沉淀，所以Na2BeO2的性质和NaAlO2类比推断；加过量的盐酸，硅酸钠反应生成硅酸沉淀，Na2BeO2的反应生成氯化铍溶液，再加入过量氨水沉淀铍离子，故答案为：b；
②Na2BeO2与足量盐酸发生反应生成氯化铍氯化钠和水，反应的离子方程式为：BeO22-+4H+=Be2++2H2O，故答案为：BeO22-+4H+=Be2++2H2O；
（3）三价铁离子开始沉淀到沉淀完全的PH范围为：2.7-3.7；钇离子开始沉淀和沉淀完全的PH为：6.0-8.2；所以使Fe3+沉淀完全，须用氨水调节pH=a，3.7＜a＜6.0；继续加氨水调节pH=b发生反应的离子方程式为：Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+，检验三价铁离子是否沉淀需要检验滤液中是否含有三价铁离子，结合三价铁离子检验试剂是硫氰酸钾溶液变血红色；取少量滤液，滴加几滴KSCN溶液，观察溶液是否变为血红色，若不变血红色，则说明Fe3+完全沉淀，反之则未完全沉淀，
故答案为：使Fe3+完全水解形成沉淀而除去；3.7～6.0；Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+；取少量滤液，滴加几滴KSCN溶液，观察溶液是否变为血红色，若不变血红色，则说明Fe3+完全沉淀，反之则未完全沉淀；
（4）草酸钇隔绝空气加热生成Y2O3、CO和CO2，其反应方程为：Y2（C2O4）3
故答案为：Y2（C2O4）3
利用黄铜矿（CuFeS2）生产铜、绿矾的过程如下．根据题意完成下列各题：
（1）CuFeS2中铜的化合价为+2价，则铁的化合价为______．
（2）要从溶液中得到绿矾，必须进行的实验操作是______（按前后顺序填写字母序号）．
a．过滤洗涤 b．蒸发浓缩 c．冷却结晶 d．灼烧 e．干燥
（3）实验室中配制FeSO4溶液时常将绿矾溶于一定浓度的硫酸中，再加水稀释，这样操作的目的是______．
（4）绿矾产品的纯度可用滴定法进行测定，实验步骤如下：
步骤I．秤取6.000g绿矾产品，经溶解、定容等步骤准确配制250mL溶液．
步骤2：从上述容量瓶中量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中．
步骤3：用硫酸酸化的0.0100mol/LKMnO4溶液滴定至终点，记录消耗KMnO4溶液的体积
步骤4：重复步骤2、步骤3两次、三次评价消耗KMnO4溶液40.00ml．
①判断此滴定实验达到终点的现象是______
②写出滴定过程中发生反应的离子方程式______
③计算上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为______（保留四位有效值）
正确答案
解：（1）CuFeS2中铜的化合价为+2价，硫为-2价，根据元素化合价代数和为零可和铁的化合价为+2价，
故答案为：+2；
（2）要从溶液中得到绿矾，可以通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥等步骤，所以实验操作的序号为bcae，
故答案为：bcae；
（3）亚铁离子易水解，在配制硫酸亚铁溶液时要防止亚铁离子水解，所以将绿矾溶于一定浓度的硫酸中可以抑制亚铁离子水解，
故答案为：抑制亚铁离子水解；
（4）①根据题中实验步骤可知，滴定实验达到终点时，溶液中的高锰酸钾不完全褪色，溶液呈浅红色，所以判断滴定实验达到终点的现象是滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色，
故答案为：滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色；
②酸性KMnO4被FeSO4还原时生成Mn2+，同时生成铁离子，反应的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，
故答案为：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；
③根据电子得失守恒有关系式MnO4-～5Fe2+，滴定中用去的高锰酸钾的物质的量为0.0100mol/L×0.04L=0.0004mol，所以6.000g绿矾产品中FeSO4•7H2O的物质的量为：
故答案为：92.67%．
解析
解：（1）CuFeS2中铜的化合价为+2价，硫为-2价，根据元素化合价代数和为零可和铁的化合价为+2价，
故答案为：+2；
（2）要从溶液中得到绿矾，可以通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥等步骤，所以实验操作的序号为bcae，
故答案为：bcae；
（3）亚铁离子易水解，在配制硫酸亚铁溶液时要防止亚铁离子水解，所以将绿矾溶于一定浓度的硫酸中可以抑制亚铁离子水解，
故答案为：抑制亚铁离子水解；
（4）①根据题中实验步骤可知，滴定实验达到终点时，溶液中的高锰酸钾不完全褪色，溶液呈浅红色，所以判断滴定实验达到终点的现象是滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色，
故答案为：滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色；
②酸性KMnO4被FeSO4还原时生成Mn2+，同时生成铁离子，反应的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，
故答案为：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；
③根据电子得失守恒有关系式MnO4-～5Fe2+，滴定中用去的高锰酸钾的物质的量为0.0100mol/L×0.04L=0.0004mol，所以6.000g绿矾产品中FeSO4•7H2O的物质的量为：
故答案为：92.67%．
为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，某同学实设计的回收利用方案如下：
（1）气体X的化学式是______；
（2）检验滤液D是否含有Fe3+的最佳试剂为______（填序号）
A、KMnO4 B、NaOH C、氯水 D、KSCN
（3）若要从滤液D得到绿矾晶体，必须进行的实验操作步骤：______、冷却结晶、过滤、自然干燥，在这一系列操作中没有用到的仪器有______（填序号）
A．蒸发皿 B．石棉网 C．烧杯 D．玻璃棒
（4）写出反应①的离子方程式______；
（5）试剂Y应该是一种______（填“氧化剂”或“还原剂”），它不可能是______
A、H2O2 B、H2S C、O2 D、铁单质
（6）浓硝酸可以溶解铜，也可以溶解上述合金．若固体未完全溶解，则滤液D中Fe元素将以______（填“Fe3+”或“Fe2+”）离子形式存在．
正确答案
解：Al和NaOH溶液反应生成可溶性的NaAlO2，Cu和Fe与NaOH溶液不反应，所以滤液A中含有NaAlO2，滤渣B是Cu和Fe，B和稀硫酸混合，Fe和稀硫酸反应生成FeSO4，Cu和稀硫酸不反应，所以滤渣E是Cu，D中含有FeSO4，Cu和稀硫酸、试剂Y生成硫酸铜，Y是强氧化剂，且不能引进新的杂质，为H2O2，NaAlO2和CO2反应生成Al（OH）3，所以C是Al（OH）3，Al（OH）3和稀盐酸反应生成AlCl3，溶液F中含有AlCl3，
（1）通过以上知，气体X的化学式是CO2；NaAlO2和过量CO2反应生成Al（OH）3和NaHCO3，故答案为：CO2；
（2）铁离子和KSCN溶液反应生成血红色溶液，亚铁离子和KSCN溶液不反应，所以检验滤液D是否含有Fe3+的最佳试剂KSCN，故选D；
（3）若要从滤液D得到绿矾晶体，必须进行的实验操作步骤：蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥，在这一系列操作中用蒸发皿蒸发、用玻璃棒搅拌，在过滤中用玻璃棒引流、用烧杯盛放溶液，所以没有用到的仪器有石棉网，故选B，
故答案为：蒸发；B；
（4）氢氧化铝和稀盐酸反应生成氯化铝和水，所以反应①的离子方程式为Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O，故答案为：Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O；
（5）试剂Y应该是一种氧化剂，能将铜氧化为铜离子，所以它不可能是H2S或Fe，故选BD，故答案为：氧化剂；BD；
（6）浓硝酸可以溶解铜，也可以溶解上述合金，若固体未完全溶解，说明溶液中没有铁离子，则滤液D中Fe元素将以Fe2+离子形式存在，故答案为：Fe2+．
解析
解：Al和NaOH溶液反应生成可溶性的NaAlO2，Cu和Fe与NaOH溶液不反应，所以滤液A中含有NaAlO2，滤渣B是Cu和Fe，B和稀硫酸混合，Fe和稀硫酸反应生成FeSO4，Cu和稀硫酸不反应，所以滤渣E是Cu，D中含有FeSO4，Cu和稀硫酸、试剂Y生成硫酸铜，Y是强氧化剂，且不能引进新的杂质，为H2O2，NaAlO2和CO2反应生成Al（OH）3，所以C是Al（OH）3，Al（OH）3和稀盐酸反应生成AlCl3，溶液F中含有AlCl3，
（1）通过以上知，气体X的化学式是CO2；NaAlO2和过量CO2反应生成Al（OH）3和NaHCO3，故答案为：CO2；
（2）铁离子和KSCN溶液反应生成血红色溶液，亚铁离子和KSCN溶液不反应，所以检验滤液D是否含有Fe3+的最佳试剂KSCN，故选D；
（3）若要从滤液D得到绿矾晶体，必须进行的实验操作步骤：蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥，在这一系列操作中用蒸发皿蒸发、用玻璃棒搅拌，在过滤中用玻璃棒引流、用烧杯盛放溶液，所以没有用到的仪器有石棉网，故选B，
故答案为：蒸发；B；
（4）氢氧化铝和稀盐酸反应生成氯化铝和水，所以反应①的离子方程式为Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O，故答案为：Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O；
（5）试剂Y应该是一种氧化剂，能将铜氧化为铜离子，所以它不可能是H2S或Fe，故选BD，故答案为：氧化剂；BD；
（6）浓硝酸可以溶解铜，也可以溶解上述合金，若固体未完全溶解，说明溶液中没有铁离子，则滤液D中Fe元素将以Fe2+离子形式存在，故答案为：Fe2+．
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