- 气体的检验
- 共1690题
苯甲酸广泛应用于制药和化工行业，某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸，反应原理：
实验方法：一定量的甲苯和适量的KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按如图流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯．
已知：苯甲酸相对分子质量122，熔点122.4℃，在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g；纯净固体有机物一般都有固定熔点．
（1）操作Ⅰ为______，操作Ⅱ为______．
（2）无色液体A是______，定性检验A的试剂是______．
（3）测定白色固体B的熔点，发现其在115℃开始熔化，达到130℃时仍有少量不熔，该同学检验该白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物，则进一步提纯白色固体B应采用的方法是______．
（4）白色固体B产品的纯度测定：称取1.220g产品溶解在甲醇中配成100mL溶液，移取25.00mL溶液，滴定消耗KOH的物质的量为2.40×10-3mol，该产品中苯甲酸质量分数为______（保留两位有效数字）．
正确答案
解：一定量的甲苯和适量的KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按如图流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯，苯甲酸能溶于水，甲苯不溶于水，互不相溶的液体采用分液方法分离，根据实验目的知，从而得到有机相和水相，有机相中含有甲苯、水相中含有苯甲酸，有机相中的甲苯采用蒸馏方法得到无色液体A，A是甲苯，将水相盐酸酸化再蒸发浓缩，根据苯甲酸的溶解度知，得到的固体B是苯甲酸，
（1）分离互不相溶的液体采用分液方法，根据流程图中，水相和有机相不互溶，所以可以采用分液方法分离，有机相中物质互溶且沸点不同，所以可以采用蒸馏方法分离，故答案为：分液；蒸馏；
（2）通过以上分析知，A是甲苯，甲苯中有甲基，所以能被酸性高锰酸钾氧化为苯甲酸而使酸性高锰酸钾溶液褪色，则可以用酸性高锰酸钾溶液检验甲苯，故答案为：甲苯；酸性KMnO4溶液；
（3）苯甲酸和KCl都易溶于水，所以可以采用重结晶的方法分离，故答案为：重结晶法；
（4）设苯甲酸的物质的量浓度为x，则25mL苯甲酸溶液中苯甲酸的物质的量=0.025xmol，
C6H5COOH+KOH→C6H5COOK+H2O
1mol 1mol
0.025xmol 2.40×10-3mol
1mol：1mol=0.025xmol：2.40×10-3mol
x=
则100mL苯甲酸中苯甲酸的质量=0.096mol/L×0.1L×122g/mol=1.1712g，
其质量分数=
故答案为：96%．
解析
解：一定量的甲苯和适量的KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按如图流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯，苯甲酸能溶于水，甲苯不溶于水，互不相溶的液体采用分液方法分离，根据实验目的知，从而得到有机相和水相，有机相中含有甲苯、水相中含有苯甲酸，有机相中的甲苯采用蒸馏方法得到无色液体A，A是甲苯，将水相盐酸酸化再蒸发浓缩，根据苯甲酸的溶解度知，得到的固体B是苯甲酸，
（1）分离互不相溶的液体采用分液方法，根据流程图中，水相和有机相不互溶，所以可以采用分液方法分离，有机相中物质互溶且沸点不同，所以可以采用蒸馏方法分离，故答案为：分液；蒸馏；
（2）通过以上分析知，A是甲苯，甲苯中有甲基，所以能被酸性高锰酸钾氧化为苯甲酸而使酸性高锰酸钾溶液褪色，则可以用酸性高锰酸钾溶液检验甲苯，故答案为：甲苯；酸性KMnO4溶液；
（3）苯甲酸和KCl都易溶于水，所以可以采用重结晶的方法分离，故答案为：重结晶法；
（4）设苯甲酸的物质的量浓度为x，则25mL苯甲酸溶液中苯甲酸的物质的量=0.025xmol，
C6H5COOH+KOH→C6H5COOK+H2O
1mol 1mol
0.025xmol 2.40×10-3mol
1mol：1mol=0.025xmol：2.40×10-3mol
x=
则100mL苯甲酸中苯甲酸的质量=0.096mol/L×0.1L×122g/mol=1.1712g，
其质量分数=
故答案为：96%．
某化学兴趣小组模拟工业上从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质）中提取氧化铝的工艺做实验，流程如下：
请回答下列问题：
（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的名称为______．
（2）不溶物C是______（填化学式），不溶物E是______（填化学式），写出B→D反应的离子方程式______．
（3）溶液F中含碳元素溶质的主要成份是______ （填化学式），说出它的一种用途______．
正确答案
过滤
Fe（OH）3
Al（OH）3
Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
碳酸氢钠
作发酵粉或治疗胃酸的药物
解析
解：铝土矿的主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质，由流程可知，加足量盐酸过滤得到不溶物A为SiO2，溶液B中含Al3+、Fe3+，加过量NaOH溶液过滤得到不溶物B为Fe（OH）3，溶液D中含偏铝酸根离子，通入过量二氧化碳后过滤得到不溶物E为Al（OH）3，G为氧化铝，溶液F中含碳酸氢钠，
（1）由上述分析可知，操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的名称均为过滤，故答案为：过滤；
（2）不溶物C是Fe（OH）3，不溶物E是Al（OH）3，B→D反应的离子方程式：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O，故答案为：Fe（OH）3；Al（OH）3；Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；
（3）溶液F中含碳酸氢钠，可作发酵粉或治疗胃酸的药物等，故答案为：作发酵粉或治疗胃酸的药物．
（2014秋•渭滨区校级月考）铝元素在自然界中主要存在于铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、FeO、SiO2）中．工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下．
在滤液A中加入漂白液，目的是氧化除铁，所得滤液B显酸性．
（1）检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为：______（注明试剂、现象）．
（2）将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最好试剂为______（填代号）．
a．氢氧化钠溶液 b．硫酸溶液 c．氨水 d．二氧化碳
（3）由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为：______蒸发浓缩、冷却结晶、______、洗涤．
（4）SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为______（填代号）．
正确答案
解：根据流程可知，铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、FeO、SiO2）加入稀盐酸，得到滤渣为二氧化硅，滤液中含有铁离子、亚铁离子和铝离子；加入漂白液后亚铁离子氧化成铁离子，铁离子水解生成氢氧化铁沉淀；滤液B为氯化铝溶液；二氧化硫与氢氧化钠在铁坩埚中焙烧生成硅酸钠，
（1）滤液B中是否还含有铁元素的方法为利用铁离子和亚铁离子的检验方法进行检验，取少量滤液B，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，仍然不变红，说明滤液B中不含铁元素，
故答案为：取少量滤液B，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，仍然不变红，说明滤液B中不含铁元素；
（2）滤液中含有的是氯化铝溶液，将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，
a．氢氧化钠溶液可以沉淀铝离子但过了会溶解氢氧化铝，氢氧化钠不是最佳试剂，故a错误；
b．硫酸溶液不与铝离子反应，故b错误；
c．氨水是弱碱不能溶解氢氧化铝，过量的氨水和铝离子形成氢氧化铝沉淀过滤得到氢氧化铝固体，故c正确；
d．二氧化碳和氯化铝不反应，无法生成氢氧化铝沉淀，故d错误；
故答案为：c；
（3）加入浓盐酸抑制氯化铝的水解，蒸发浓缩冷却结晶，过滤，洗涤，故答案为：加入浓盐酸；过滤；
（4）A．蒸发皿中含有二氧化硅和氢氧化钠反应，不能用于SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，故A错误；
B．铁坩埚可以熔融二氧化硅和氢氧化钠，可在铁坩埚中用SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，故B正确；
C．玻璃中含二氧化硅和氢氧化钠反应，不能用于SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，故C错误；
D．瓷坩埚含有二氧化硅和氢氧化钠反应，不能用于SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，故D错误；
故答案为：B．
解析
解：根据流程可知，铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、FeO、SiO2）加入稀盐酸，得到滤渣为二氧化硅，滤液中含有铁离子、亚铁离子和铝离子；加入漂白液后亚铁离子氧化成铁离子，铁离子水解生成氢氧化铁沉淀；滤液B为氯化铝溶液；二氧化硫与氢氧化钠在铁坩埚中焙烧生成硅酸钠，
（1）滤液B中是否还含有铁元素的方法为利用铁离子和亚铁离子的检验方法进行检验，取少量滤液B，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，仍然不变红，说明滤液B中不含铁元素，
故答案为：取少量滤液B，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，仍然不变红，说明滤液B中不含铁元素；
（2）滤液中含有的是氯化铝溶液，将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，
a．氢氧化钠溶液可以沉淀铝离子但过了会溶解氢氧化铝，氢氧化钠不是最佳试剂，故a错误；
b．硫酸溶液不与铝离子反应，故b错误；
c．氨水是弱碱不能溶解氢氧化铝，过量的氨水和铝离子形成氢氧化铝沉淀过滤得到氢氧化铝固体，故c正确；
d．二氧化碳和氯化铝不反应，无法生成氢氧化铝沉淀，故d错误；
故答案为：c；
（3）加入浓盐酸抑制氯化铝的水解，蒸发浓缩冷却结晶，过滤，洗涤，故答案为：加入浓盐酸；过滤；
（4）A．蒸发皿中含有二氧化硅和氢氧化钠反应，不能用于SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，故A错误；
B．铁坩埚可以熔融二氧化硅和氢氧化钠，可在铁坩埚中用SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，故B正确；
C．玻璃中含二氧化硅和氢氧化钠反应，不能用于SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，故C错误；
D．瓷坩埚含有二氧化硅和氢氧化钠反应，不能用于SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，故D错误；
故答案为：B．
某同学探究发酸性干电池内黑色固体物质的组成并回收利用，实验过程如下图所示．
下列有关叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．②、③中玻璃棒起引流作用，故A错误；
B．能和硝酸银反应生成白色沉淀，说明滤液中含有氯离子，而不能确定黑色固体中含氯化钠，故B错误；
C．向含有铵根离子的溶液中滴加氢氧化钠溶液，如果不加热，则氮元素以一水合氨形式存在，所以取少许②所得滤液于试管中，滴加氢氧化钠溶液，试管口处湿润的红色石蕊试纸未变蓝色，不能推知黑色固体中不含铵盐，故C错误；
D．二氧化锰是黑色固体，能作双氧水的催化剂，灼烧后的滤渣能加快双氧水分解产生氧气，所以黑色固体是二氧化锰，故D正确；
故选D．
工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下：
下列叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、由溶液乙通入过量的Y生成氢氧化铝沉淀、碳酸氢钠可知，溶液乙中含有偏铝酸根、气体Y为二氧化碳，故试剂X为氢氧化钠溶液，不可能为盐酸，故A错误；
B、氧化铁与氢氧化钠不反应，反应①后过滤所带沉淀为氧化铁，故B错误；
C、过量的二氧化碳与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，反应方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3，所以Y是CO2，故C正确；
D、反应①②是复分解反应，不属于氧化还原反应，故D错误；
故选C．
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