- 气体的检验
- 共1690题
酸性条件下，锡元素在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式．SnSO4是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业．实验中制备SnSO4的流程如下：
（1）碳酸钠与SnCl2反应的化学方程式为______．
（2）制取SnSO4时，需加入稍过量的H2SO4，除溶角SnO外，其另一作用是______．
（3）酸性条件下，SnSO4可以用作双氧水去除剂，反应的离子方程式为______．
（4）镀锡与镀锌是铁件防锈的常用方法．铁件电镀锡时，接直流电源正极的电极材料是______；镀锡铁发生吸氧腐蚀的正极反应式为______．
正确答案
解：（1）碳酸钠与SnCl2反应生成氧化亚锡、二氧化碳和氯化钠，反应的化学方程式为：SnCl2+Na2CO3=SnO+CO2↑+2NaCl，故答案为：SnCl2+Na2CO3=SnO+CO2↑+2NaCl；
（2）SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡，存在平衡Sn Cl2+H2O⇌Sn（OH）Cl+HCl，加入硫酸，使该平衡向左移动，抑制Sn2+水解，故答案为：抑制Sn2+水解；
（3）酸性条件下，SnSO4还可以用作双氧水去除剂，双氧水有强氧化性，将Sn2+易被氧化为Sn4+，自身被还原为水，离子方程式为：Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O，
故答案为：Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O；
（4）铁件电镀锡时，镀件铁锡做阴极，镀层金属作阳极，电镀液是含有锡离子的盐，所以接直流电源正极的电极材料是金属锡，镀锡铁发生吸氧腐蚀的正极反应是氧气发生得电子的还原反应，即O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：Sn；O2+2H2O+4e-=4OH-．
解析
解：（1）碳酸钠与SnCl2反应生成氧化亚锡、二氧化碳和氯化钠，反应的化学方程式为：SnCl2+Na2CO3=SnO+CO2↑+2NaCl，故答案为：SnCl2+Na2CO3=SnO+CO2↑+2NaCl；
（2）SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡，存在平衡Sn Cl2+H2O⇌Sn（OH）Cl+HCl，加入硫酸，使该平衡向左移动，抑制Sn2+水解，故答案为：抑制Sn2+水解；
（3）酸性条件下，SnSO4还可以用作双氧水去除剂，双氧水有强氧化性，将Sn2+易被氧化为Sn4+，自身被还原为水，离子方程式为：Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O，
故答案为：Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O；
（4）铁件电镀锡时，镀件铁锡做阴极，镀层金属作阳极，电镀液是含有锡离子的盐，所以接直流电源正极的电极材料是金属锡，镀锡铁发生吸氧腐蚀的正极反应是氧气发生得电子的还原反应，即O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：Sn；O2+2H2O+4e-=4OH-．
用金属钴板（含少量Fe、Ni）制备应用广泛的氯化钴的工艺流程如下：
注：钴与盐酸反应极慢，需加入催化剂硝酸才可能进行实际生产．
有关钴、镍和铁化合物的性质见下表：
（1）“除镍”步骤中，NH3•H2O用量对反应收率的影响见下表：从表中可知x=______．时，除镍效果最好．
（2）“除镍”步骤必须控制在一定的时间内完成，否则沉淀中将有部分Co（OH）2转化为Co（OH）3，此反应的化学方程式为______．
（3）“除铁”步骤中加入双氧水发生反应的离子方程式是______．
（4）“除铁”步骤中加入的纯碱作用是______．
（5）在“调pH”步骤中，加盐酸的作用是______．
（6）已知25℃时，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，则该温度下反应Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3+3H+的平衡常数为______．
正确答案
解：用金属钴板（含少量Fe、Ni）制备应用广泛的氯化钴的工艺流程为：钴板在稀硝酸作催化剂条件下反应生成氯化镍、氯化钴和氯化铁、氯化亚铁等，调节溶液的pH除去镍，然后加入双氧水将亚铁离子氧化成铁离子，然后加入纯碱将铁离子转化成氢氧化铁除去，最后经过一系列操作得到氯化钴晶体，
（1）根据表中的数据知道，当pH等于10的时，收率最高，镍离子的含量最小，除镍效果最好，
故答案为：10；
（2）钴离子易从正二价容易被氧气氧化到正三价，发生的化学方程式为：4Co（OH）2+O2+2H2O=4Co（OH）3，故答案为：4Co（OH）2+O2+2H2O=4Co（OH）3；
（3）双氧水具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为正三价，发生的化学反应为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
（4）加入纯碱碳酸钠可以和酸发生反应，在适当的环境下，可以让铁离子形成沉淀而除去，所以加入的纯碱作用是起到调节溶液的pH的作用，
故答案为：使铁离子转化为氢氧化铁沉淀而除去（或2Fe3++3CO32-+6H2O=2Fe（OH）3↓+3CO2↑）；
（5）钴离子是弱碱阳离子，能发生水解，显示酸性，加入盐酸可以防止Co2+水解，
故答案为：防止Co2+水解；
（6）Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）×c3（OH-）=4.0×10-38，c（H+）=
反应Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3+3H+的平衡常数K=
故答案为：2.5×10-5．
解析
解：用金属钴板（含少量Fe、Ni）制备应用广泛的氯化钴的工艺流程为：钴板在稀硝酸作催化剂条件下反应生成氯化镍、氯化钴和氯化铁、氯化亚铁等，调节溶液的pH除去镍，然后加入双氧水将亚铁离子氧化成铁离子，然后加入纯碱将铁离子转化成氢氧化铁除去，最后经过一系列操作得到氯化钴晶体，
（1）根据表中的数据知道，当pH等于10的时，收率最高，镍离子的含量最小，除镍效果最好，
故答案为：10；
（2）钴离子易从正二价容易被氧气氧化到正三价，发生的化学方程式为：4Co（OH）2+O2+2H2O=4Co（OH）3，故答案为：4Co（OH）2+O2+2H2O=4Co（OH）3；
（3）双氧水具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为正三价，发生的化学反应为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
（4）加入纯碱碳酸钠可以和酸发生反应，在适当的环境下，可以让铁离子形成沉淀而除去，所以加入的纯碱作用是起到调节溶液的pH的作用，
故答案为：使铁离子转化为氢氧化铁沉淀而除去（或2Fe3++3CO32-+6H2O=2Fe（OH）3↓+3CO2↑）；
（5）钴离子是弱碱阳离子，能发生水解，显示酸性，加入盐酸可以防止Co2+水解，
故答案为：防止Co2+水解；
（6）Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）×c3（OH-）=4.0×10-38，c（H+）=
反应Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3+3H+的平衡常数K=
故答案为：2.5×10-5．
目前市场上大量矿泉水、食用油等产品包装瓶几乎都是用PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯，简称聚酯）制作的．利用废聚酯饮料瓶制备对苯二甲酸的流程及反应原理如下
（1）步骤①反应过程中的现象是______．
（2）步骤②分离的物质A是______．
（3）步骤③加沸石的目的是______．
（4）步骤④用盐酸酸化的方程式是______．
正确答案
解：根据流程中提示的发生的反应知道：聚对苯二甲酸乙二醇酯在碱性环境下可以水解为对苯二甲酸钠溶液和乙二醇，利用蒸馏法可以分离二者，首先被蒸馏出来的是对乙二醇，剩余的溶液是对苯二甲酸钠溶液，向其中加入盐酸可以将其转化为对苯二甲酸，
（1）聚对苯二甲酸乙二醇酯在碱性环境下水解为对苯二甲酸钠和乙二醇，根据给定的反应，现象是：固体溶解，有气泡产生；
故答案为：固体溶解，有气泡产生；
（2）对苯二甲酸钠溶液和乙二醇的混合物，利用蒸馏法可以分离二者，分离的物质A是乙二醇，故答案为：乙二醇；
（3）为防止溶液加热过程中的暴沸，可以加入碎石，故答案为：防止暴沸；
（4）对苯二甲酸钠溶液，向其中加入盐酸可以将其转化为对苯二甲酸，反应为：
解析
解：根据流程中提示的发生的反应知道：聚对苯二甲酸乙二醇酯在碱性环境下可以水解为对苯二甲酸钠溶液和乙二醇，利用蒸馏法可以分离二者，首先被蒸馏出来的是对乙二醇，剩余的溶液是对苯二甲酸钠溶液，向其中加入盐酸可以将其转化为对苯二甲酸，
（1）聚对苯二甲酸乙二醇酯在碱性环境下水解为对苯二甲酸钠和乙二醇，根据给定的反应，现象是：固体溶解，有气泡产生；
故答案为：固体溶解，有气泡产生；
（2）对苯二甲酸钠溶液和乙二醇的混合物，利用蒸馏法可以分离二者，分离的物质A是乙二醇，故答案为：乙二醇；
（3）为防止溶液加热过程中的暴沸，可以加入碎石，故答案为：防止暴沸；
（4）对苯二甲酸钠溶液，向其中加入盐酸可以将其转化为对苯二甲酸，反应为：
从废钯催化剂（该催化剂的载体为活性炭，杂质元素有铁、镁、铝、硅、铜等）中提取海棉钯（含Pd＞99.9%）的部分工艺流程如图1：
将最后所得到的滤液，经过一定的操作后可得到海棉钯．
（1）废钯催化剂经烘干后，再在800℃的高温下焙烧，焙烧过程中需通入足量空气的原因是______；焙烧时钯转化为氧化钯（PdO），则甲酸还原氧化钯的化学方程式为______．
（2）钯精渣中钯的回收率高低主要取决于王水溶解的操作条件，已知反应温度、反应时间和王水用量对钯回收率的影响如图2～图4所示，则王水溶解钯精渣的适宜条件为______、______、______．
（3）王水是浓硝酸与浓盐酸按体积比1：3混合而成的，王水溶解钯精渣的过程中有化合物A和一种无色、有毒气体B生成，并得到滤渣．
①气体B的分子式：______；滤渣的主要成分是______．
②经测定，化合物A由3种元素组成，有关元素的质量分数为Pd：42.4%，H：0.8%，则A的化学式为______．
正确答案
解：废钯催化剂经烘干后，再在800℃的高温下焙烧，C、Fe、Mg、Al、Si、Cu被氧气氧化生成氧化物，向这几种氧化物中加入甲酸，甲酸和氧化铁、氧化镁、氧化铝、氧化铜反应生成盐和水，PdO和甲酸发生氧化还原反应生成Pd，滤渣中含有Pd、SiO2，二氧化硅不溶于王水，但Pd能溶于王水生成溶液，同时生成气体，
（1）废钯催化剂中含有碳单质，碳和氧气反应生成二氧化碳，为了使碳充分燃烧，要通入过量空气；钯被氧气氧化生成PdO，PdO和HCOOH发生氧化还原反应生成Pd、CO2和H2O，反应方程式为PdO+HCOOH=Pd+CO2↑+H2O，
故答案为：使活性炭充分燃烧而除去；PdO+HCOOH=Pd+CO2↑+H2O；
（2）根据图象知，温度越高钯回收率越大，反应时间越长钯回收率越大，钯精渣与王水的质量比越大钯回收率越大，但90℃左右时温度再高钯回收率增大不大；8h后，随着时间的增长，钯回收率增大不大；当钯精渣与王水的质量比为1：8后，再增大钯精渣和王水的质量比，但钯回收率不大，所以适宜条件是80～90℃（或90℃左右）、反应时间约为8 h、钯精渣与王水的质量比为1：8，
故答案为：80～90℃（或90℃左右）；反应时间约为8h；钯精渣与王水的质量比为1：8；
（3）①浓硝酸具有强氧化性，能被Pd还原生成NO，还生成化合物A，根据元素守恒知，A中除了含有Pd、H元素外，还含有Cl元素，二氧化硅和王水不反应，所以滤渣的成分是SiO2，故答案为：NO；SiO2；
②A中除了含有Pd、H元素外，还含有Cl元素，这几种元素的质量分数分别为Pd：42.4%、H：0.8%、Cl：56.8%，则Pd、H、Cl元素的物质的量之比=
解析
解：废钯催化剂经烘干后，再在800℃的高温下焙烧，C、Fe、Mg、Al、Si、Cu被氧气氧化生成氧化物，向这几种氧化物中加入甲酸，甲酸和氧化铁、氧化镁、氧化铝、氧化铜反应生成盐和水，PdO和甲酸发生氧化还原反应生成Pd，滤渣中含有Pd、SiO2，二氧化硅不溶于王水，但Pd能溶于王水生成溶液，同时生成气体，
（1）废钯催化剂中含有碳单质，碳和氧气反应生成二氧化碳，为了使碳充分燃烧，要通入过量空气；钯被氧气氧化生成PdO，PdO和HCOOH发生氧化还原反应生成Pd、CO2和H2O，反应方程式为PdO+HCOOH=Pd+CO2↑+H2O，
故答案为：使活性炭充分燃烧而除去；PdO+HCOOH=Pd+CO2↑+H2O；
（2）根据图象知，温度越高钯回收率越大，反应时间越长钯回收率越大，钯精渣与王水的质量比越大钯回收率越大，但90℃左右时温度再高钯回收率增大不大；8h后，随着时间的增长，钯回收率增大不大；当钯精渣与王水的质量比为1：8后，再增大钯精渣和王水的质量比，但钯回收率不大，所以适宜条件是80～90℃（或90℃左右）、反应时间约为8 h、钯精渣与王水的质量比为1：8，
故答案为：80～90℃（或90℃左右）；反应时间约为8h；钯精渣与王水的质量比为1：8；
（3）①浓硝酸具有强氧化性，能被Pd还原生成NO，还生成化合物A，根据元素守恒知，A中除了含有Pd、H元素外，还含有Cl元素，二氧化硅和王水不反应，所以滤渣的成分是SiO2，故答案为：NO；SiO2；
②A中除了含有Pd、H元素外，还含有Cl元素，这几种元素的质量分数分别为Pd：42.4%、H：0.8%、Cl：56.8%，则Pd、H、Cl元素的物质的量之比=
以钛铁矿（主要成分FeTiO3，钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛，生产的工艺流程图如下，其中钛铁矿与浓硫酸发生反应的化学方程式为：FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O
回答下列问题：
（1）钛铁矿和浓硫酸反应属于______（选填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”）；
（2）反应TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是______；
（3）上述生产流程中加入物质A的目的是防止Fe2+被氧化，物质A是______，上述制备TiO2的过程中，所得到的副产物及可回收利用的物质是______．
（4）钛、氯气和过量焦炭在高温下反应的化学方程式______；
（5）如果取钛铁矿At，生产出钛Bt（不考虑损耗），则钛铁矿中钛的质量分数______（用A、B字母表示）．
正确答案
解：（1）钛酸亚铁的化学式为FeTiO3，其中铁元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为-2价，钛的化合价为+4价，钛铁矿和浓硫酸反应后，TiOSO4中钛的化合价为+4价，硫为+6价，氧元素的化合价为-2价，FeSO4中铁元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为-2价，无化合价的变化，是非氧化还原反应，
故答案为：非氧化还原反应；
（2）Mg和Ti都有较强还原性，在高温下都易被空气中的O2氧化，镁和二氧化碳反应生成氧化镁和碳，镁和氮气反应生成氮化镁，所以反应TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti需在Ar气氛中进行，
故答案为：防止高温下Mg和Ti与空气中的氧气（或氮气、二氧化碳）作用；
（3）浓硫酸具有强氧化性，与Fe2+反应生成Fe3+，加入铁粉可将Fe3+还原成Fe2+，所以物质A是Fe；过滤后滤液中含有FeSO4，结晶后可得到FeSO4•7H2O晶体，由工艺流程图及题中信息可知上述制备TiO2的过程中，所得到的副产物及可回收利用的物FeSO4•7H2O、Fe、H2SO4，
故答案为：Fe；FeSO4•7H2O、Fe、H2SO4；
（4）氯气、二氧化钛和焦炭在高温下反应，氯气具有氧化性，碳具有还原性，由工艺流程图及题中信息可知生成物为四氯化钛和一氧化碳，根据反应前后元素种类不变，反应的化学方程式为：2Cl2+TiO2+2C
故答案为：2Cl2+TiO2+2C
（5）如果取钛铁矿At，生产出钛Bt，根据钛没有损耗，所以生产出的钛的质量等于钛铁矿中钛元素的质量，所以钛铁矿中钛的质量分数
故答案为：
解析
解：（1）钛酸亚铁的化学式为FeTiO3，其中铁元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为-2价，钛的化合价为+4价，钛铁矿和浓硫酸反应后，TiOSO4中钛的化合价为+4价，硫为+6价，氧元素的化合价为-2价，FeSO4中铁元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为-2价，无化合价的变化，是非氧化还原反应，
故答案为：非氧化还原反应；
（2）Mg和Ti都有较强还原性，在高温下都易被空气中的O2氧化，镁和二氧化碳反应生成氧化镁和碳，镁和氮气反应生成氮化镁，所以反应TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti需在Ar气氛中进行，
故答案为：防止高温下Mg和Ti与空气中的氧气（或氮气、二氧化碳）作用；
（3）浓硫酸具有强氧化性，与Fe2+反应生成Fe3+，加入铁粉可将Fe3+还原成Fe2+，所以物质A是Fe；过滤后滤液中含有FeSO4，结晶后可得到FeSO4•7H2O晶体，由工艺流程图及题中信息可知上述制备TiO2的过程中，所得到的副产物及可回收利用的物FeSO4•7H2O、Fe、H2SO4，
故答案为：Fe；FeSO4•7H2O、Fe、H2SO4；
（4）氯气、二氧化钛和焦炭在高温下反应，氯气具有氧化性，碳具有还原性，由工艺流程图及题中信息可知生成物为四氯化钛和一氧化碳，根据反应前后元素种类不变，反应的化学方程式为：2Cl2+TiO2+2C
故答案为：2Cl2+TiO2+2C
（5）如果取钛铁矿At，生产出钛Bt，根据钛没有损耗，所以生产出的钛的质量等于钛铁矿中钛元素的质量，所以钛铁矿中钛的质量分数
故答案为：
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