- 气体的检验
- 共1690题
碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料．工业碳酸钠（纯度约98%）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等杂质，提纯工艺路线如下：
回答下列问题：
（1）滤渣的主要成分为______．
（2）实验室进行蒸发浓缩结晶用到的主要仪器有______酒精灯、玻璃棒等；蒸发过程中玻璃棒的作用是______．
（3）若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是______．
（4）请设计实验方案验证工业碳酸钠中含有Na2SO4、NaCl杂质．
正确答案
Mg（OH）2、Fe（OH）3、CaCO3
蒸发皿
搅拌，防止溶液局部温度较高，造成液滴或晶体飞溅
产品纯度降低，因为循环使用时母液中Cl-与SO42-浓度增大，导致产品含有NaCl或Na2SO4杂质
解析
解：（1）工业碳酸钠（钝度约98%）中含有Mg2+，Fe3+，Ca2+，所以“除杂”中加入过量的NaOH溶液，可生成Mg（OH）2、Fe（OH）3、CaCO3沉淀，滤渣的主要成分为Mg（OH）2、Fe（OH）3、CaCO3，
故答案为：Mg（OH）2、Fe（OH）3、CaCO3；
（2）进行蒸发浓缩结晶用到的主要仪器有：蒸发皿、酒精灯、玻璃棒等，蒸发过程中玻璃棒的作用是搅拌，防止溶液局部温度较高，造成液滴或晶体飞溅．
故答案为：蒸发皿；搅拌，防止溶液局部温度较高，造成液滴或晶体飞溅；
（3）根据流程图内容“母液”中存在氯离子和硫酸根离子，若参与循环，将使离子浓度增大，导致产品纯度降低，故答案为：产品纯度降低，因为循环使用时母液中Cl-与SO42-浓度增大，导致产品含有NaCl或Na2SO4杂质；
（4）向待测溶液中加入Ba（NO3）2 溶液至过量，生成的白色且不溶于硝酸的沉淀是硫酸钡，证明含有硫酸钠；
能和硝酸酸化的硝酸银反应生成的白色沉淀一定是氯化银，证明含有氯化钠，
故答案为：
．
在富碘卤水中，采用如图所示的工艺流程生产单质碘：
试回答：
（1）乙、丁中溶质的化学式：乙______；丁______．
（2）第④步骤操作中用稀硫酸浸洗的目的是______（填写字母编号）．
A、除去未反应的AgI B、除去未反应的I- C、除去未反应的Fe
（3）第⑦步骤中可供提纯I2的两种方法是______和______（不要求写具体步骤）．
（4）实验室检验I2的试剂是______．
（5）甲物质见光易变黑，其反应的化学方程式______．
（6）反应⑤中所加的硝酸应选______硝酸（填“浓”或“稀”），原因是______．
正确答案
FeI2
FeCl3
C
萃取
升华
淀粉
2AgI
稀硝酸
用稀硝酸生成等量的硝酸银时消耗的硝酸少，可以节约能源
解析
解：富碘卤水中含有I-，加入硝酸银发生：Ag++I-═AgI↓，过滤水洗后的甲为AgI，加入Fe搅拌，可得Ag和FeI2，所以乙为FeI2，生成的银中含有少量铁粉，通入硫酸生成硫酸亚铁除去，则丙为硫酸亚铁，银单质可以循环利用；FeI2具有还原性，与充足的氯气发生氧化还原反应生成I2和FeCl3，反应的化学方程式为2FeI2+3Cl2═2I2+2FeCl3，则丁溶液为FeCl3溶液；最后将碘单质经过萃取或升华法进行提纯，
（1）根据分析可知，乙溶液溶质为：FeI2，丁溶液溶质为FeCl3，故答案为：FeI2；FeCl3；
（2）得到的银中含有铁粉，第④步骤操作中用稀硫酸浸洗的目的是除去混有的铁粉，所以C正确，
故答案为：C；
（3）碘单质在水中溶解度减小，易溶于有机溶剂，可以通过萃取法提纯；碘单质具有升华的性质，也可以通过升华的方法提纯，
故答案为：萃取；升华；
（4）淀粉遇到碘单质变蓝，可以用淀粉具有碘单质，故答案为：淀粉；
（5）AgI不稳定，见光易分解生成银和碘单质，反应的化学方程式为：2AgI
（6）银与浓硝酸、稀硝酸反应的方程式分别为：Ag+2HNO3（浓）=AgNO3+NO2↑+H2O、3Ag+4HNO3（稀）=3AgNO3+NO↑+2H2O，从反应方程式可知，用稀硝酸反应制备硝酸银消耗的硝酸的物质的量小，所以为了节约能源，应该选用稀硝酸，
故答案为：稀硝酸；用稀硝酸生成等量的硝酸银时消耗的硝酸少，可以节约能源．
以下关于纸上层析的叙述，错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A．化学性质十分相近的分子或离子用一般的检验方法难以分离和检验，但各根据分子或离子的扩散速度不同进行分离和检验，可用纸上层析法，故A正确；
B．纸上层析法分为上升纸层析法和径向纸层析法，就是把流动相涂成一条直线，然后把定性试纸一部分插入层析液中，让层析液利用毛细现象爬上来，然后分层，径向层析法是把流动相涂成一个圆，然后把层析液点在中间，然后层析液扩散出去的时候形成大小不一，颜色不一的圆，即色环，故B正确；
C．纸上层析中要求流动相溶剂对分离物质应有适当的溶解度，由于样品中各物质分配系数不同，因而扩散速度不同，从而达到分离的目的，故C正确；
D．无色离子可以先层析，然后再用显色剂来显色，故D错误；
故选D．
某科研小组以难溶性钾长石（K2O•Al2O3•6SiO2）为原料，提取Al2O3、K2CO3等物质，工艺流程如下：
（1）煅烧过程中有如下反应发生：
①钾长石中的硅元素在CaCO3作用下转化为CaSiO3，写出SiO2转化为CaSiO3的化学方程式：______．
②钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的NaAlO2和KAlO2，写出Al2O3转化为NaAlO2的化学方程式：______．
（2）已知NaAlO2和KAlO2易发生如下水解反应：AlO2-+2H2O⇌Al（OH）3+OH-．“浸取”时应保持溶液呈______性（填“酸”或“碱”），“浸取”时不断搅拌的目的是______．
（3）“转化”时加入NaOH的主要作用是（用离子方程式表示）______．
（4）上述工艺中可以循环利用的主要物质是______、______和水．
正确答案
解：（1）①碳酸钙与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钙和二氧化碳，该反应的化学方程式为：CaCO3+SiO2
故答案为：CaCO3+SiO2
②氧化铝和碳酸钠在高温下反应生成偏铝酸钠和二氧化碳，Al2O3+Na2CO3
（2）偏铝酸根离子是强碱弱酸盐，在酸性溶液中会发生反应生成沉淀或铝离子，在中性溶液中会发生水解生成氢氧化铝，只有在碱性条件下，不反应不水解，所以在须在碱性条件下，“浸取”时不断搅拌能提高浸取速率，
故答案为：碱；提高浸取速率；
（3）碳酸氢根离子与氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，碳酸氢根离子是弱酸的酸根离子不能拆成碳酸根离子和氢离子，离子反应方程式为HCO3-+OH-=CO32-+H2O，故答案为：HCO3-+OH-=CO32-+H2O；
（4）煅烧时需要碳酸钠，在流程图提取碳酸钾之前可得到碳酸钠，所以碳酸钠为可循环利用的物质，在浸出液中需通二氧化碳，而碳酸钙与二氧化硅、氧化铝和碳酸钠在高温下反应都有二氧化碳生成，所以，二氧化碳是可循环使用的物质，
故答案为：Na2CO3；CO2．
解析
解：（1）①碳酸钙与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钙和二氧化碳，该反应的化学方程式为：CaCO3+SiO2
故答案为：CaCO3+SiO2
②氧化铝和碳酸钠在高温下反应生成偏铝酸钠和二氧化碳，Al2O3+Na2CO3
（2）偏铝酸根离子是强碱弱酸盐，在酸性溶液中会发生反应生成沉淀或铝离子，在中性溶液中会发生水解生成氢氧化铝，只有在碱性条件下，不反应不水解，所以在须在碱性条件下，“浸取”时不断搅拌能提高浸取速率，
故答案为：碱；提高浸取速率；
（3）碳酸氢根离子与氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，碳酸氢根离子是弱酸的酸根离子不能拆成碳酸根离子和氢离子，离子反应方程式为HCO3-+OH-=CO32-+H2O，故答案为：HCO3-+OH-=CO32-+H2O；
（4）煅烧时需要碳酸钠，在流程图提取碳酸钾之前可得到碳酸钠，所以碳酸钠为可循环利用的物质，在浸出液中需通二氧化碳，而碳酸钙与二氧化硅、氧化铝和碳酸钠在高温下反应都有二氧化碳生成，所以，二氧化碳是可循环使用的物质，
故答案为：Na2CO3；CO2．
金属钛被誉为“21世纪金属”，有“生物金属，海洋金属，太空金属”等美称．高纯钛具有比强度（即强度与密度之比）大、良好的可塑性、耐腐蚀、耐高温、耐低温、记忆能力等优良性能，但当有杂质存在时，钛就变得脆而硬，其他性能也大打折扣．
我国盛产钛铁矿．由钛铁矿制备高纯钛的工艺流程如下图：
下表是上图中的部分物质的熔沸点：
请填写下列空白：
（1）需进行第①步操作的作用是______．
（2）第②步中反应的化学方程式是：TiO2+2C+2Cl2
（3）第④步中的过滤与第⑦步中的过滤在设备的要求上有什么不同？______．
（4）第⑤步提纯TiCl4的方法是______，要得到纯净的TiCl4，必须在______℃时收集．第⑧步的真空电弧炉中的温度接近______℃．
（5）已知钛的还原性介于铝与锌之间．估计钛能耐腐蚀的原因之一是______．如果可从Na、Zn、Fe三种金属中选一种金属代替第⑥步中的镁，那么，该金属跟四氯化钛反应的化学方程式是______．
（6）⑥⑦⑨三步操作需在稀有气体保护下进行的原因是______．
正确答案
解：（1）粉末状物质的反应速率要快于块状物质的反应速率，需进行第①步操作的作用是：增加反应物之间的接触面积，增大化学反应速率，提高生产效率，故答案为：增加反应物之间的接触面积，增大化学反应速率，提高生产效率；
（2）反应TiO2+2C+2Cl2
（3）第④步中的过滤是常温温度下的过滤，第⑦步中的过滤是高温下的过滤，设备必须能耐800℃的高温，故答案为：设备必须能耐800℃的高温；
（4）根据图中的部分物质的熔沸点，应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，要得到纯净的TiCl4，必须在136.4℃时收集，因为TiCl4沸点是136.4℃，Ti的沸点是：1660℃，第⑧步的真空电弧炉中的温度接近 1660℃，故答案为：蒸馏；136.4℃；1660℃；
（5）钛的还原性介于铝与锌之间，氧化铝是一层致密的氧化膜，估计钛能耐腐蚀的原因钛表面形成一层致密的氧化膜（或钛的内部结构紧密）；活泼金属钠可以将金属钛置换出来：TiCl4+4Na
故答案为：钛表面形成一层致密的氧化膜（或钛的内部结构紧密）；TiCl4+4Na
（6）Mg、Ti可以跟空气中O2、N2和CO2反应，防止生成的Mg、Ti的氧化物及氮化物导致制取的金属钛不纯，⑥⑦⑨三步操作需在稀有气体保护下进行，
故答案为：防止Mg、Ti跟空气中O2、N2和CO2反应生成Mg、Ti的氧化物及氮化物得不到高纯钛．
解析
解：（1）粉末状物质的反应速率要快于块状物质的反应速率，需进行第①步操作的作用是：增加反应物之间的接触面积，增大化学反应速率，提高生产效率，故答案为：增加反应物之间的接触面积，增大化学反应速率，提高生产效率；
（2）反应TiO2+2C+2Cl2
（3）第④步中的过滤是常温温度下的过滤，第⑦步中的过滤是高温下的过滤，设备必须能耐800℃的高温，故答案为：设备必须能耐800℃的高温；
（4）根据图中的部分物质的熔沸点，应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，要得到纯净的TiCl4，必须在136.4℃时收集，因为TiCl4沸点是136.4℃，Ti的沸点是：1660℃，第⑧步的真空电弧炉中的温度接近 1660℃，故答案为：蒸馏；136.4℃；1660℃；
（5）钛的还原性介于铝与锌之间，氧化铝是一层致密的氧化膜，估计钛能耐腐蚀的原因钛表面形成一层致密的氧化膜（或钛的内部结构紧密）；活泼金属钠可以将金属钛置换出来：TiCl4+4Na
故答案为：钛表面形成一层致密的氧化膜（或钛的内部结构紧密）；TiCl4+4Na
（6）Mg、Ti可以跟空气中O2、N2和CO2反应，防止生成的Mg、Ti的氧化物及氮化物导致制取的金属钛不纯，⑥⑦⑨三步操作需在稀有气体保护下进行，
故答案为：防止Mg、Ti跟空气中O2、N2和CO2反应生成Mg、Ti的氧化物及氮化物得不到高纯钛．
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