- 气体的检验
- 共1690题
ZnO是电镀、涂料、有机合成等化学工业的重要原料．某课题组设计由含锌工业废料（含Fe、Cu、Mn等杂质）生产ZnO的工艺流程如下：
已知：黄钠铁矾在pH为1.5，温度为90℃时完全沉淀，且易于过滤．
2Cu+O2+2H2SO4═2CuSO4+2H2O
（1）步骤①的浸取液里除含有Zn2+、Mn2+外，还含有的金属离子有______、______，所加试剂X为Na2SO4和______的混合液．
（2）步骤②可进一步氧化除去铁，还氧化除去了Mn2+，除去Mn2+的离子方程式为______；步骤③所加试剂是______，整个工艺流程中可以循环使用的物质是______．
（3）步骤⑤中检验沉淀是否洗涤干净的操作方法是______．
（4）步骤④碳化实际得到的是一种碱式碳酸锌[ZnCO3•xZn（OH）2•yH2O]，取该样品7.18g，充分灼烧后，测得残留固体质量为4.86g，将所得气体通入足量澄清石灰水中，得到2.00g沉淀，则此碱式碳酸锌的化学式是______
正确答案
解：铁、铜、锰能与盐酸反应生成Fe2+、Zn2+、Mn2+；Mn2+可与双氧水反应生成MnO（OH）2↓；锌能与铜离子反应生成铜单质；硫酸锌能与碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸锌，碳酸锌受热分解生成氧化锌和水，
（1）铁、铜、锰能与盐酸反应生成Fe2+、Zn2+、Mn2+，Fe2+能被氧化为Fe3+，浸取液课得到黄钠铁钒，说明X为Na2SO4和H2SO4的混合液，
故答案为：Fe3+；Cu2+；H2SO4；
（2）Mn2+可与双氧水反应生成MnO（OH）2↓，离子方程式：Mn2++H2O2+H2O═MnO（OH）2↓+2H+；锌能与铜离子反应生成铜单质；硫酸锌能与碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸锌，Na2SO4可以循环使用，
故答案为：Mn2++H2O2+H2O═MnO（OH）2↓+2H+；Zn；Na2SO4；
（3）检验沉淀是否洗涤干净的操作方法为：取最后一次洗涤滤液滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则表明已洗涤干净，
故答案为：取最后一次洗涤滤液1～2mL于试管中，向其中滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则表明已洗涤干净；
（4）碱式碳酸锌6.82 g，充分灼烧后测得残留物质为氧化锌，质量为4.86 g，物质的量为：
根据电荷守恒：0.06mol×2=0.02mol×2+X，
得氢氧根的物质的量为X=0.08mol，
由碱式碳酸锌6.82 g减去锌的质量，碳酸根和氢氧根的质量，剩下的就为水的质量：6.82-3.9-0.02×60-0.08×17=0.36g，物质的量为0.02mol，
故碱式碳酸锌的组成ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O 或Zn3（OH）4CO3•H2O，
故答案为：ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O或Zn3（OH）4CO3•H2O．
解析
解：铁、铜、锰能与盐酸反应生成Fe2+、Zn2+、Mn2+；Mn2+可与双氧水反应生成MnO（OH）2↓；锌能与铜离子反应生成铜单质；硫酸锌能与碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸锌，碳酸锌受热分解生成氧化锌和水，
（1）铁、铜、锰能与盐酸反应生成Fe2+、Zn2+、Mn2+，Fe2+能被氧化为Fe3+，浸取液课得到黄钠铁钒，说明X为Na2SO4和H2SO4的混合液，
故答案为：Fe3+；Cu2+；H2SO4；
（2）Mn2+可与双氧水反应生成MnO（OH）2↓，离子方程式：Mn2++H2O2+H2O═MnO（OH）2↓+2H+；锌能与铜离子反应生成铜单质；硫酸锌能与碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸锌，Na2SO4可以循环使用，
故答案为：Mn2++H2O2+H2O═MnO（OH）2↓+2H+；Zn；Na2SO4；
（3）检验沉淀是否洗涤干净的操作方法为：取最后一次洗涤滤液滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则表明已洗涤干净，
故答案为：取最后一次洗涤滤液1～2mL于试管中，向其中滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则表明已洗涤干净；
（4）碱式碳酸锌6.82 g，充分灼烧后测得残留物质为氧化锌，质量为4.86 g，物质的量为：
根据电荷守恒：0.06mol×2=0.02mol×2+X，
得氢氧根的物质的量为X=0.08mol，
由碱式碳酸锌6.82 g减去锌的质量，碳酸根和氢氧根的质量，剩下的就为水的质量：6.82-3.9-0.02×60-0.08×17=0.36g，物质的量为0.02mol，
故碱式碳酸锌的组成ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O 或Zn3（OH）4CO3•H2O，
故答案为：ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O或Zn3（OH）4CO3•H2O．
（1）工业废水中加入试剂A后，反应的离子方程式为Fe+Cu2+═Fe2++Cu、Fe+2H+═Fe2++H2↑、______．
（2）试剂B是______．
（3）操作③是蒸发浓缩、冷却结晶、______，最后用少量冷水洗涤晶体，在低温下干燥．
（4）可用绿矾消除工业废水中+6价铬（Cr2O72-）的污染，使之转化为Cr3+，若处理1t废水（含Cr2O72- 10-3mol/kg），则需加入绿矾的质量至少为______．
正确答案
解：工厂的工业废水中含有大量的Fe3+、Cu2+、SO42-和少量Na+，先加过量铁（A），过滤，得到D溶液为FeSO4，C为Cu和多余的铁，再向C中加过量稀硫酸，过滤得到的Cu，E为FeSO4，硫酸亚铁经过蒸发浓缩、冷却结晶可以得到绿矾晶体，
（1）酸性环境Fe3+、Cu2+、SO42-和少量Na+中，能和金属铁发生反应的物质是Fe3+、Cu2+、H+，发生的反应有：Fe+Cu2+═Fe2++Cu、Fe+2H+═Fe2++H2↑、2Fe3++Fe═3Fe2+，故答案为：2Fe3++Fe═3Fe2+；
（2）试剂B是将金属铜和金属铁分离开的物质，可以选择稀硫酸，故答案为：H2SO4（硫酸）；
（3）从FeSO4溶液中提取溶质晶体采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，最后用少量冷水洗涤晶体，在低温下干燥，防止变质，故答案为：过滤；
（4）亚铁离子变质会生成铁离子，（Cr2O72-）转化为Cr3+，根据电子守恒得到二者之间的关系式：Cr2O72-～6Fe2+，
Cr2O72-～6Fe2+
1 6
1000kg×10-3mol/kg 6mol
处理1t废水（含Cr2O72- 10-3mol/kg），则需加入绿矾的质量是6mol×278g/mol=1668g．故答案为：1668g．
解析
解：工厂的工业废水中含有大量的Fe3+、Cu2+、SO42-和少量Na+，先加过量铁（A），过滤，得到D溶液为FeSO4，C为Cu和多余的铁，再向C中加过量稀硫酸，过滤得到的Cu，E为FeSO4，硫酸亚铁经过蒸发浓缩、冷却结晶可以得到绿矾晶体，
（1）酸性环境Fe3+、Cu2+、SO42-和少量Na+中，能和金属铁发生反应的物质是Fe3+、Cu2+、H+，发生的反应有：Fe+Cu2+═Fe2++Cu、Fe+2H+═Fe2++H2↑、2Fe3++Fe═3Fe2+，故答案为：2Fe3++Fe═3Fe2+；
（2）试剂B是将金属铜和金属铁分离开的物质，可以选择稀硫酸，故答案为：H2SO4（硫酸）；
（3）从FeSO4溶液中提取溶质晶体采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，最后用少量冷水洗涤晶体，在低温下干燥，防止变质，故答案为：过滤；
（4）亚铁离子变质会生成铁离子，（Cr2O72-）转化为Cr3+，根据电子守恒得到二者之间的关系式：Cr2O72-～6Fe2+，
Cr2O72-～6Fe2+
1 6
1000kg×10-3mol/kg 6mol
处理1t废水（含Cr2O72- 10-3mol/kg），则需加入绿矾的质量是6mol×278g/mol=1668g．故答案为：1668g．
氯化铜 （CuCl2•2H2O）中含FeCl2杂质．为制得纯净氯化铜晶体，首先将其制成酸性水溶液，然后按如图所示操作步骤进行提纯．
（1）操作I加入X的目的是______．
（2）下列适合本实验的试剂X是______
A．Cl2 B．KMnO4 C．H2O2 D．H2SO4
（3）操作Ⅱ的名称为______
（4）操作Ⅲ的程序依次为______、______、过滤、自然干燥、得到CuCl2•2H2O晶体．
正确答案
解：向含有Cu2+、Cl-、Fe2+溶液中加入试剂X得到Cu2+、Cl-、Fe3+，根据离子变化知，Fe2+转化为Fe3+，除去Fe2+但不能引进杂质，所以X试剂为Cl2或H2O2，向溶液中加入试剂Y并调节溶液的pH得到Fe（OH）3和CuCl2溶液，且不能引进新的杂质，所以Y可能是CuO或Cu（OH）2或CuCO3，分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，从溶液中得到固体，应该采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法，所以操作III是加热浓缩、冷却结晶，
（1）通过以上分析知，操作I加入X的目的是除去溶液中的Fe2+，将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，故答案为：使溶液中Fe2+氧化为Fe3+；
（2）除杂时要除去杂质且不能引进新的杂质，硫酸和高锰酸钾溶液氧化亚铁离子都产生新的杂质，氯气和双氧水氧化亚铁离子都生成铁离子，且不引进新的杂质，故选AC；
（3）分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，所以操作Ⅱ的名称为过滤，故答案为：过滤；
（4）从溶液中提取固体，应该采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、自燃干燥的方法，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶．
解析
解：向含有Cu2+、Cl-、Fe2+溶液中加入试剂X得到Cu2+、Cl-、Fe3+，根据离子变化知，Fe2+转化为Fe3+，除去Fe2+但不能引进杂质，所以X试剂为Cl2或H2O2，向溶液中加入试剂Y并调节溶液的pH得到Fe（OH）3和CuCl2溶液，且不能引进新的杂质，所以Y可能是CuO或Cu（OH）2或CuCO3，分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，从溶液中得到固体，应该采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法，所以操作III是加热浓缩、冷却结晶，
（1）通过以上分析知，操作I加入X的目的是除去溶液中的Fe2+，将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，故答案为：使溶液中Fe2+氧化为Fe3+；
（2）除杂时要除去杂质且不能引进新的杂质，硫酸和高锰酸钾溶液氧化亚铁离子都产生新的杂质，氯气和双氧水氧化亚铁离子都生成铁离子，且不引进新的杂质，故选AC；
（3）分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，所以操作Ⅱ的名称为过滤，故答案为：过滤；
（4）从溶液中提取固体，应该采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、自燃干燥的方法，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶．
电解铝技术的出现与成熟让铝从皇家珍品变成汽车、轮船、航天航空制造、化工生产等行业的重要材料．工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，Fe2O3、SiO2等）提取纯Al2O3做冶炼铝的原料，某研究性学习小组设计了如下提取流程图
（1）固体Ⅱ的化学式为______，该固体的颜色为______；
（2）在实际工业生产流程⑤中需加入冰晶石，目的是______；
（3）写出流程③的离子方程式______；
（4）铝粉与氧化铁粉末在引燃条件下会发生剧烈的反应，请举一例该反应的用途______．
（5）从铝土矿中提取铝的过程不涉及的化学反应类型是______；
A．复分解反应 B．氧化还原反应 C．置换反应 D．分解反应
（6）若向滤液Ⅰ中逐滴滴入NaOH溶液至过量，产生沉淀随NaOH滴入关系正确的是______
正确答案
解：铝土矿可以主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2，铝土矿加过量盐酸溶解后，Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解，而SiO2和HCl不反应，不能溶解，不溶物Ⅰ为SiO2；滤液Ⅰ中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、H+，加入过量烧碱，氢离子和氢氧化钠反应生成水，铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀，氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，过滤所得出的为Fe（OH）3，滤液Ⅱ含有AlO2-、Cl-、OH-，通入过量二氧化碳气体，得到Al（OH）3沉淀，加热分解生成Al2O3，电解可得到铝；滤液Ⅲ含有碳酸氢根离子，加入氧化钙可生成碳酸钙和氢氧化钠，其中氢氧化钠可循环使用，
（1）滤液Ⅰ中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、H+，加入过量烧碱生成Fe（OH）3，加热分解生成Fe2O3，颜色为红棕色，故答案为：Fe2O3；红棕色；
（2）在实际工业生产流程⑤中，氧化铝熔点高，熔融氧化铝需要消耗较多能量，需加入冰晶石，目的是降低Al2O3的熔化温度，减少能量消耗；
故答案为：降低Al2O3的熔化温度，减少能量消耗；
（3）滤液Ⅱ含有AlO2-、Cl-、OH-，通入过量二氧化碳气体，得到Al（OH）3沉淀，反应的离子方程式为AlO2-+2H2O+CO2=Al（OH）3↓+HCO3-，
故答案为：AlO2-+2H2O+CO2=Al（OH）3↓+HCO3-；
（4）铝热反应放出大量的热，常用于冶炼熔点高、难熔化的金属的冶炼，铝粉与氧化铁粉末在引燃条件下常用来焊接钢轨，主要是利用该反应放出大量的热，
故答案为：放出大量的热；
（5）反应①②③④为复分解反应，反应⑤为氧化还原反应，氢氧化铁、氢氧化铝生成氧化物的反应为分解反应，不涉及置换反应，故答案为：C；
（6）滤液Ⅰ中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、H+，加入过量烧碱，氢离子和氢氧化钠反应生成水，铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀，氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，则符合的图象为D，故答案为：D．
解析
解：铝土矿可以主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2，铝土矿加过量盐酸溶解后，Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解，而SiO2和HCl不反应，不能溶解，不溶物Ⅰ为SiO2；滤液Ⅰ中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、H+，加入过量烧碱，氢离子和氢氧化钠反应生成水，铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀，氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，过滤所得出的为Fe（OH）3，滤液Ⅱ含有AlO2-、Cl-、OH-，通入过量二氧化碳气体，得到Al（OH）3沉淀，加热分解生成Al2O3，电解可得到铝；滤液Ⅲ含有碳酸氢根离子，加入氧化钙可生成碳酸钙和氢氧化钠，其中氢氧化钠可循环使用，
（1）滤液Ⅰ中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、H+，加入过量烧碱生成Fe（OH）3，加热分解生成Fe2O3，颜色为红棕色，故答案为：Fe2O3；红棕色；
（2）在实际工业生产流程⑤中，氧化铝熔点高，熔融氧化铝需要消耗较多能量，需加入冰晶石，目的是降低Al2O3的熔化温度，减少能量消耗；
故答案为：降低Al2O3的熔化温度，减少能量消耗；
（3）滤液Ⅱ含有AlO2-、Cl-、OH-，通入过量二氧化碳气体，得到Al（OH）3沉淀，反应的离子方程式为AlO2-+2H2O+CO2=Al（OH）3↓+HCO3-，
故答案为：AlO2-+2H2O+CO2=Al（OH）3↓+HCO3-；
（4）铝热反应放出大量的热，常用于冶炼熔点高、难熔化的金属的冶炼，铝粉与氧化铁粉末在引燃条件下常用来焊接钢轨，主要是利用该反应放出大量的热，
故答案为：放出大量的热；
（5）反应①②③④为复分解反应，反应⑤为氧化还原反应，氢氧化铁、氢氧化铝生成氧化物的反应为分解反应，不涉及置换反应，故答案为：C；
（6）滤液Ⅰ中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、H+，加入过量烧碱，氢离子和氢氧化钠反应生成水，铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀，氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，则符合的图象为D，故答案为：D．
（2014•长春三模）锂离子电池回收具有重要意义．重点回收的是正极材料，其主要成分为钴酸锂（LiCoO2）、导电乙炔黑（一种炭黑）、铝箔以及有机黏结剂．某回收工艺流程如下：
（1）上述工艺回收到的产物有______；
（2）碱浸时主要反应的离子方程式为______；
（3）酸浸时反应的化学方程式为______．
正确答案
解：题干工艺流程为：铝钴膜废料中含有LiCo02和铝箔，将废料先用碱液浸泡，将Al充分溶解，过滤后得到的滤液为含有偏铝酸钠，滤渣为LiCo02；通过调节滤液的pH，将偏铝酸钠转化成氢氧化铝沉淀；将滤渣用双氧水、硫酸处理后生成Li2SO4、CoSO4，反应的离子方程式为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O，通过操作分别分离出Li2SO4、CoSO4，通过浓缩、加入饱和碳酸钠溶液后过滤，最后得到碳酸锂固体，
（1）根据生成流程可知，工艺流程的最终产物有：Al（OH）3、CoSO4、Li2CO3，故答案为：Al（OH）3、CoSO4、Li2CO3；
（2）铝能与碱反应生成AlO2-，反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，
故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（3）酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及LiCoO2，生成物有Li2SO4和CoSO4，反应方程式为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O，
故答案为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O．
解析
解：题干工艺流程为：铝钴膜废料中含有LiCo02和铝箔，将废料先用碱液浸泡，将Al充分溶解，过滤后得到的滤液为含有偏铝酸钠，滤渣为LiCo02；通过调节滤液的pH，将偏铝酸钠转化成氢氧化铝沉淀；将滤渣用双氧水、硫酸处理后生成Li2SO4、CoSO4，反应的离子方程式为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O，通过操作分别分离出Li2SO4、CoSO4，通过浓缩、加入饱和碳酸钠溶液后过滤，最后得到碳酸锂固体，
（1）根据生成流程可知，工艺流程的最终产物有：Al（OH）3、CoSO4、Li2CO3，故答案为：Al（OH）3、CoSO4、Li2CO3；
（2）铝能与碱反应生成AlO2-，反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，
故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（3）酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及LiCoO2，生成物有Li2SO4和CoSO4，反应方程式为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O，
故答案为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O．
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