- 气体的检验
- 共1690题
由C、Cu、FeCO3、铜锈[主要成分为Cu2(OH)2CO3]组成的固体混合物,进行了如图所示的实验过程:
回答下列问题:
(1)无色气体1的成分是:______.
(2)混合物乙中加入NaNO3后,写出一个可能产生无色气体2的反应的离子方程式:______.
(3)溶液X中含有的金属阳离子是______.
(4)无色气体3成分是______,已知固体混合物丁的质量为5.6g,在标准状况下无色气体3的体积为14.56L,求无色气体3各成分的物质的量:______.(写出具体的计算过程)
正确答案
解:混合物与过量稀硫酸反应,碳酸亚铁、铜锈与稀硫酸反应,得到无色气体二氧化碳和混合物乙;混合物乙中加入少量硝酸钠,硝酸根离子在酸性条件下能够氧化铜甚至亚铁离子,得到无色气体一氧化氮和混合物丙,混合物丙为C和Cu的混合物,加入过量浓硫酸后,C、铜与浓硫酸发生反应生成溶液Y和二氧化碳、二氧化硫气体,
(1)C、Cu不与稀硫酸发生反应,而稀硫酸与FeCO3、铜锈[主要成分为Cu2(OH)2CO3]反应生成二氧化碳气体,所以气体1为二氧化碳,
故答案为:CO2;
(2)加入NaNO3后,在酸性条件下NO3-具有强氧化性,与还原性物质Cu和Fe2+反应生成NO气体,反应的离子方程式为:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O、3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,
故答案为:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O(或3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O);
(3)因为加入少量NaNO3,故NO3-优先氧化还原性强的Cu,溶液中含有的阳离子为:Cu2+、Fe2+、Na+,
故答案为:Cu2+、Fe2+、Na+;
(4)固体混合物丁中一定含有碳,可能含有铜,如只含有碳,根据反应C+2H2SO4(浓)=2SO2↑+CO2↑+2H2O 可知,则5.6g碳可生成气体体积为:×3×22.4L/mol=31.36L>14.56L,所以固体应为碳和铜的混合物,
发生反应方程式有:C+2H2SO4(浓)=2SO2↑+CO2↑+2H2O、Cu+2H2SO4(浓)=SO2↑+CuSO4+2H2O,
根据混合物总质量可得:12n(C)+64n(Cu)=5.6
根据生成气体的物质的量可得:3n(C)+n(Cu)==0.65mol,
联立解得:n(C)=0.02mol、n(Cu)=0.05mol,
则生成CO2的物质的量为0.2mol,
生成SO2的物质的量为:2n(C)+n(Cu)=0.45mol,
故答案为:CO2、SO2;CO2:0.2mol、SO2:0.45mol.
解析
解:混合物与过量稀硫酸反应,碳酸亚铁、铜锈与稀硫酸反应,得到无色气体二氧化碳和混合物乙;混合物乙中加入少量硝酸钠,硝酸根离子在酸性条件下能够氧化铜甚至亚铁离子,得到无色气体一氧化氮和混合物丙,混合物丙为C和Cu的混合物,加入过量浓硫酸后,C、铜与浓硫酸发生反应生成溶液Y和二氧化碳、二氧化硫气体,
(1)C、Cu不与稀硫酸发生反应,而稀硫酸与FeCO3、铜锈[主要成分为Cu2(OH)2CO3]反应生成二氧化碳气体,所以气体1为二氧化碳,
故答案为:CO2;
(2)加入NaNO3后,在酸性条件下NO3-具有强氧化性,与还原性物质Cu和Fe2+反应生成NO气体,反应的离子方程式为:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O、3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,
故答案为:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O(或3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O);
(3)因为加入少量NaNO3,故NO3-优先氧化还原性强的Cu,溶液中含有的阳离子为:Cu2+、Fe2+、Na+,
故答案为:Cu2+、Fe2+、Na+;
(4)固体混合物丁中一定含有碳,可能含有铜,如只含有碳,根据反应C+2H2SO4(浓)=2SO2↑+CO2↑+2H2O 可知,则5.6g碳可生成气体体积为:×3×22.4L/mol=31.36L>14.56L,所以固体应为碳和铜的混合物,
发生反应方程式有:C+2H2SO4(浓)=2SO2↑+CO2↑+2H2O、Cu+2H2SO4(浓)=SO2↑+CuSO4+2H2O,
根据混合物总质量可得:12n(C)+64n(Cu)=5.6
根据生成气体的物质的量可得:3n(C)+n(Cu)==0.65mol,
联立解得:n(C)=0.02mol、n(Cu)=0.05mol,
则生成CO2的物质的量为0.2mol,
生成SO2的物质的量为:2n(C)+n(Cu)=0.45mol,
故答案为:CO2、SO2;CO2:0.2mol、SO2:0.45mol.
某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物,工业上以该废渣为原料生产CuCl2•2H2O的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)焙烧过程中发生的主要反应为:______CuS+______NaCl+______O2______CuCl2+______Na2SO4.配平上述化学方程式.
(2)试剂A应选用______.(填编号)
①NaClO ②Cl2 ③H2O2溶液 ④浓硫酸
理由是______.
(3)滤液B中大量含有的离子有______.
(4)为了获得CuCl2•2H2O晶体,对滤液B进行的操作是:蒸发浓缩,趁热过滤,滤液经冷却结晶,过滤得到产品.分析有关物质的溶解度曲线(如图),“趁热过滤”得到的固体是______,“冷却结晶”过程中,析出CuCl2•2H2O晶体的合适温度为______.
正确答案
解:(1)CuS→Na2SO4 S化合价升高8,O2→Na2SO4 O化合价降低2,O2化合价降低2×2=4,根据化合价升降相等可得,CuS化学计量数为1,氧气的化学计量数为2,根据元素守恒Na2SO4化学计量数为1,NaCl化学计量数为2,CuCl2化学计量数为1,配平化学方程式为CuS+2NaCl+2O2 CuCl2+Na2SO4;
故答案为:1;2;2;1;1;
(2)NaClO、Cl2、H2O2溶液、浓硫酸均能将Fe2+氧化为Fe3+,但氯水和硫酸溶液均呈酸性,NaClO溶液呈碱性,H2O2溶液与Fe2+反应消耗H+,故可以起到调节PH的作用,
故答案为:①③;NaClO能将Fe2+氧化为Fe3+,且溶液显碱性,能增大溶液pH使Fe3+沉淀;
(3)经过盐酸酸浸,NaClO调节PH值,过滤掉氢氧化铁后,溶液中还有Cu2+、Na+、Cl-、SO42-;故答案为:Cu2+、Na+、Cl-、SO42-;
(4)由图乙可知硫酸钠的溶解度较小而且温度较高时随温度的变化不大,为了防止氯化铜晶体的析出,必须趁热过滤,加热浓缩时会有大量的硫酸钠析出;
冷却结晶时尽量保证硫酸钠不析出,而40摄氏度时硫酸钠溶解度最大,为了能析出更多的CuCl2•2H2O晶体,故适宜温度为35~40℃.
故答案为:Na2SO4;35~40℃.
解析
解:(1)CuS→Na2SO4 S化合价升高8,O2→Na2SO4 O化合价降低2,O2化合价降低2×2=4,根据化合价升降相等可得,CuS化学计量数为1,氧气的化学计量数为2,根据元素守恒Na2SO4化学计量数为1,NaCl化学计量数为2,CuCl2化学计量数为1,配平化学方程式为CuS+2NaCl+2O2 CuCl2+Na2SO4;
故答案为:1;2;2;1;1;
(2)NaClO、Cl2、H2O2溶液、浓硫酸均能将Fe2+氧化为Fe3+,但氯水和硫酸溶液均呈酸性,NaClO溶液呈碱性,H2O2溶液与Fe2+反应消耗H+,故可以起到调节PH的作用,
故答案为:①③;NaClO能将Fe2+氧化为Fe3+,且溶液显碱性,能增大溶液pH使Fe3+沉淀;
(3)经过盐酸酸浸,NaClO调节PH值,过滤掉氢氧化铁后,溶液中还有Cu2+、Na+、Cl-、SO42-;故答案为:Cu2+、Na+、Cl-、SO42-;
(4)由图乙可知硫酸钠的溶解度较小而且温度较高时随温度的变化不大,为了防止氯化铜晶体的析出,必须趁热过滤,加热浓缩时会有大量的硫酸钠析出;
冷却结晶时尽量保证硫酸钠不析出,而40摄氏度时硫酸钠溶解度最大,为了能析出更多的CuCl2•2H2O晶体,故适宜温度为35~40℃.
故答案为:Na2SO4;35~40℃.
粉煤灰中含有SiO2、Al2O3、Fe2O3等,某实验室对其进行处理的流程如图所示:
回答下列问题:
(1)第①步得到的“熟料”中可溶性的成分主要是NH4Fe(SO4)2、NH4Al(SO4)2等,写出生成NH4Fe(SO4)2的化学方程式______.
(2)滤渣B的主要成分与NaOH溶液反应的离子方程式为______.
(3)步骤③中用NH4HCO3调节pH的实验原理为______(用离子方程式表示).
(4)实验室进行第④步操作时,所需的仪器是酒精灯、石棉网、三脚架、玻璃棒、______,得到的晶体主要成份是______(填化学式).第⑥步生成Al(OH)3的离子方程式为______.
正确答案
解:(1)根据题意,Fe2O3与NH4HSO4反应生成 NH4Fe(SO4)2和氨气与水:Fe2O3+4NH4HSO42 NH4Fe(SO4)2+2NH3↑+3H2O;
故答案为:Fe2O3+4NH4HSO42 NH4Fe(SO4)2+2NH3↑+3H2O;
(2)SiO2不溶于一般酸性溶液,不溶于氨水;SiO2与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;
故答案为:SiO2、SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;
(3)在酸性溶液中,H++HCO3-=H2O+CO2↑;
故答案为:H++HCO3-=H2O+CO2↑;
(4)实验室进行第④步操作时,滤液C得到硫酸铵,所需的仪器是酒精灯、石棉网、三脚架、玻璃棒、蒸发皿;第⑤步所加试剂NaOH,生成四羟基合硫酸根离子,第⑥步生成Al(OH)3的离子方程式为通入CO2,酸碱中和生成(NH4)2SO4;
故答案为:蒸发皿;(NH4)2SO4;[Al(OH)4]-+CO2+H2O=Al(OH)3↓+HCO3-.
解析
解:(1)根据题意,Fe2O3与NH4HSO4反应生成 NH4Fe(SO4)2和氨气与水:Fe2O3+4NH4HSO42 NH4Fe(SO4)2+2NH3↑+3H2O;
故答案为:Fe2O3+4NH4HSO42 NH4Fe(SO4)2+2NH3↑+3H2O;
(2)SiO2不溶于一般酸性溶液,不溶于氨水;SiO2与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;
故答案为:SiO2、SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;
(3)在酸性溶液中,H++HCO3-=H2O+CO2↑;
故答案为:H++HCO3-=H2O+CO2↑;
(4)实验室进行第④步操作时,滤液C得到硫酸铵,所需的仪器是酒精灯、石棉网、三脚架、玻璃棒、蒸发皿;第⑤步所加试剂NaOH,生成四羟基合硫酸根离子,第⑥步生成Al(OH)3的离子方程式为通入CO2,酸碱中和生成(NH4)2SO4;
故答案为:蒸发皿;(NH4)2SO4;[Al(OH)4]-+CO2+H2O=Al(OH)3↓+HCO3-.
欲除去硝酸钾固体中混有的少量氯化钾杂质,某学生进行如下实验操作.回答下列问题:
(1)溶解样品.该过程所需的仪器有______.
(2)向溶解后的溶液中加入适量的______ (填化学式)溶液,使氯化钾转化为沉淀.
(3)将混合液进行过滤,过滤装置和操作如图所示,
指出图中的两处错误:
①______;②______.
正确答案
解:(1)溶解固体药品用到的仪器有:烧杯、玻璃棒,故答案为:烧杯、玻璃棒;
(2)要除去杂质氯化钾,只要除去氯离子即可,我们可以用银离子,原物质是硝酸钾,因此我们可以用硝酸银溶液,生成的是氯化银白色沉淀和硝酸钾溶液,符合除杂质的两个条件,然后过滤得到硝酸钾溶液,
故答案为:AgNO3;
(3)过滤液体时,要注意一贴二低三靠的原则:一贴:用少量水润湿的滤纸要紧贴漏斗壁,二低:滤纸边缘低于漏斗边缘、滤液低于滤纸边缘,三靠:烧杯紧靠玻璃棒、玻璃棒靠在三层滤纸上、漏斗下端口紧靠烧杯内壁,过滤时为了防止液体外流,要用玻璃棒引流,使液体沿玻璃棒缓慢倒入漏斗中,该图中的错误之处是:漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁,并且未用玻璃棒来引流,故答案为:漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁;液体没有用玻璃棒引流.
解析
解:(1)溶解固体药品用到的仪器有:烧杯、玻璃棒,故答案为:烧杯、玻璃棒;
(2)要除去杂质氯化钾,只要除去氯离子即可,我们可以用银离子,原物质是硝酸钾,因此我们可以用硝酸银溶液,生成的是氯化银白色沉淀和硝酸钾溶液,符合除杂质的两个条件,然后过滤得到硝酸钾溶液,
故答案为:AgNO3;
(3)过滤液体时,要注意一贴二低三靠的原则:一贴:用少量水润湿的滤纸要紧贴漏斗壁,二低:滤纸边缘低于漏斗边缘、滤液低于滤纸边缘,三靠:烧杯紧靠玻璃棒、玻璃棒靠在三层滤纸上、漏斗下端口紧靠烧杯内壁,过滤时为了防止液体外流,要用玻璃棒引流,使液体沿玻璃棒缓慢倒入漏斗中,该图中的错误之处是:漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁,并且未用玻璃棒来引流,故答案为:漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁;液体没有用玻璃棒引流.
为了将混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠提纯,并制得纯净的氯化钠溶液,某学生设计如图所示实验.
(1)操作②能否用硝酸钡溶液?说明理由.______
(2)进行操作②后,如何判断SO42-已除尽,方法是______
(3)操作③目的是______;
④步操作需要用到的玻璃仪器有哪些______.
(4)此方案是否严密,说明理由______.
正确答案
解:(1)加入硝酸钠溶液,硝酸钠和硫酸钠反应生成硫酸钡和硝酸钠,除去了硫酸钠,但引入了硝酸钠等新的杂质,故答案为:不能,用硝酸钡会引入新杂质NO3-;
(2)加入过量氯化钡溶液除去硫酸根离子,检验硫酸根离子已除尽,可静止片刻在上层清液处,滴加一滴氯化钡溶液,不出现浑浊就说明硫酸根离子已经除尽,
故答案为:取少量上层澄清溶液,再滴加BaCl2溶液,如无沉淀出现则说明SO42-已除尽,反之则有(或其他的方法);
(3)操作③加入碳酸钠溶液,碳酸钠与过量的氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠,除去过量的氯化钡,再过滤;先过滤而后加碳酸钠溶液,在加入碳酸钠溶液后生成的碳酸钡还需要过滤,操作④过滤时需要的玻璃仪器有:玻璃棒、漏斗、烧杯,故答案为:除去过量的Ba2+;玻璃棒、漏斗、烧杯;
(4)此方案不严密,过量的碳酸钠没有除去,得到的溶液中含有氯化钠和过量的碳酸钠两种溶质,致使得到的氯化钠溶液不纯,应加入适量盐酸除去碳酸钠,再加热煮沸,故答案为:不严密,没有除去过量的Na2CO3.
解析
解:(1)加入硝酸钠溶液,硝酸钠和硫酸钠反应生成硫酸钡和硝酸钠,除去了硫酸钠,但引入了硝酸钠等新的杂质,故答案为:不能,用硝酸钡会引入新杂质NO3-;
(2)加入过量氯化钡溶液除去硫酸根离子,检验硫酸根离子已除尽,可静止片刻在上层清液处,滴加一滴氯化钡溶液,不出现浑浊就说明硫酸根离子已经除尽,
故答案为:取少量上层澄清溶液,再滴加BaCl2溶液,如无沉淀出现则说明SO42-已除尽,反之则有(或其他的方法);
(3)操作③加入碳酸钠溶液,碳酸钠与过量的氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠,除去过量的氯化钡,再过滤;先过滤而后加碳酸钠溶液,在加入碳酸钠溶液后生成的碳酸钡还需要过滤,操作④过滤时需要的玻璃仪器有:玻璃棒、漏斗、烧杯,故答案为:除去过量的Ba2+;玻璃棒、漏斗、烧杯;
(4)此方案不严密,过量的碳酸钠没有除去,得到的溶液中含有氯化钠和过量的碳酸钠两种溶质,致使得到的氯化钠溶液不纯,应加入适量盐酸除去碳酸钠,再加热煮沸,故答案为:不严密,没有除去过量的Na2CO3.
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