- 气体的检验
- 共1690题
某铜矿石中铜元素含量较低，且含有铁、镁、钙等杂质离子．某小组在实验室中用浸出-萃取法制备硫酸铜：
（1）操作1的名称为______．操作2用到的玻璃仪器有烧杯和______．
（2）“浸出”步骤中，为提高铜的浸出率，可采取的措施有______．
（3）比较操作2之前与操作3之后的溶液，说明两步骤主要目的是______．
（4）取少量所得溶液A，滴加______（填物质名称）溶液后呈红色，说明溶液中存在Fe3+，检验溶液中还存在Fe2+的方法是______（注明试剂、现象）（不考虑除注明外的其它杂质干扰）．
（5）用滴定法测定CuSO4•5H2O的含量．取a g试样配成100mL溶液，取20.00mL用c mol/L 滴定剂（H2Y2-，滴定剂不与杂质反应）滴定至终点，消耗滴定剂bmL．滴定反应：Cu2++H2Y2-CuY2-+2H+．则CuSO4•5H2O质量分数的表达式是______．
（6）下列操作会导致CuSO4•5H2O含量的测定结果偏高的是______．
A．滴定临近终点时，用洗瓶中的蒸馏水洗下滴定管尖嘴口的半滴标准液至锥形瓶中
B．滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入待测液，取20.00mL进行滴定
C．滴定前，滴定管尖端有气泡，滴定后气泡消失．
正确答案
解：（1）依据流程图分析操作Ⅰ是矿石酸溶后分离固体和液体的方法，实验操作是过滤；操作Ⅱ是加入有机物溶解铜的化合物且能和水分层，实验操作是分液，用到的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗等，故答案为：过滤；分液漏斗；
（2））“浸出”步骤中，为提高铜的浸出率，可以升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸（多次浸取），故答案为：升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸（多次浸取）；
（3）利用水和有机溶剂萃取提纯硫酸铜溶液结晶得到硫酸铜晶体；操作II、操作III的主要目的是除去溶液中的杂质，故答案为：除去杂质、富集铜元素；
（4）亚铁离子能使高锰酸钾溶液褪色，但是铁离子不可以，铁离子遇到硫氰化钾显示红色，所以用硫氰化钾检验铁离子的存在，再取少量待测液，滴加几滴高锰酸钾的酸性溶液，紫色褪去，说明溶液中存在Fe2+，故答案为：硫氰化钾；另取少量溶液，滴加几滴高锰酸钾的酸性溶液，紫色褪去，说明溶液中存在Fe2+；
（5）20.00mLn（Cu2+）=n（H2Y2-）=bc×10-3mol，
则ag试样中n（CuSO4•5H2O）=bc×10-3mol×
m（CuSO4•5H2O）=5bc×10-3mol×250g/mol=1.25bcg，
则CuSO4•5H2O质量分数为
故答案为：
（6）A．滴定临近终点时，用洗瓶中的蒸馏水洗下滴定管尖嘴口的半滴标准液至锥形瓶中，对实验无影响，故A错误；
B．滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入待测液，取20.00mL进行滴定，会导致溶液浓度偏小，测定结果偏低，故B错误；
C．滴定前，滴定管尖端有气泡，滴定后气泡消失，会导致体积偏大，测定结果偏大，故C正确．
故答案为：C．
解析
解：（1）依据流程图分析操作Ⅰ是矿石酸溶后分离固体和液体的方法，实验操作是过滤；操作Ⅱ是加入有机物溶解铜的化合物且能和水分层，实验操作是分液，用到的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗等，故答案为：过滤；分液漏斗；
（2））“浸出”步骤中，为提高铜的浸出率，可以升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸（多次浸取），故答案为：升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸（多次浸取）；
（3）利用水和有机溶剂萃取提纯硫酸铜溶液结晶得到硫酸铜晶体；操作II、操作III的主要目的是除去溶液中的杂质，故答案为：除去杂质、富集铜元素；
（4）亚铁离子能使高锰酸钾溶液褪色，但是铁离子不可以，铁离子遇到硫氰化钾显示红色，所以用硫氰化钾检验铁离子的存在，再取少量待测液，滴加几滴高锰酸钾的酸性溶液，紫色褪去，说明溶液中存在Fe2+，故答案为：硫氰化钾；另取少量溶液，滴加几滴高锰酸钾的酸性溶液，紫色褪去，说明溶液中存在Fe2+；
（5）20.00mLn（Cu2+）=n（H2Y2-）=bc×10-3mol，
则ag试样中n（CuSO4•5H2O）=bc×10-3mol×
m（CuSO4•5H2O）=5bc×10-3mol×250g/mol=1.25bcg，
则CuSO4•5H2O质量分数为
故答案为：
（6）A．滴定临近终点时，用洗瓶中的蒸馏水洗下滴定管尖嘴口的半滴标准液至锥形瓶中，对实验无影响，故A错误；
B．滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入待测液，取20.00mL进行滴定，会导致溶液浓度偏小，测定结果偏低，故B错误；
C．滴定前，滴定管尖端有气泡，滴定后气泡消失，会导致体积偏大，测定结果偏大，故C正确．
故答案为：C．
武穴市拥有较丰富的大理石矿产资源，但原生矿的纯度较低．武穴大理石含有的杂质主要是Fe2O3、Al2O3、SiO2．以下是某化学兴趣小组设计的制取纯净CaCO3粉末的实验步骤（假设每步反应均完全进行），请回答下列问题：
（1）写出武穴大理石与硝酸反应的离子方程式（任写一个）______．
（2）固体残渣A的化学式为______．
（3）试剂B的作用是使滤液A中的Fe3+、Al3+尽可能沉淀完全，则试剂B可以是______．
A．NaOH溶液 B．稀氨水 C．NaHCO3溶液 D．Na2CO3溶液
（4）检验滤液B中是否含有Fe3+的方法是______．
（5）滤液C的主要溶质的化学式为______．
正确答案
解：武穴大理石用足量的硝酸溶解，发生反应为CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑，Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，过滤除去固体残渣A为二氧化硅，则滤液A含有钙离子、铁离子、铝离子，加入足量的试剂B即成弱碱性使铁离子、铝离子以氢氧化铁、氢氧化铝沉淀而除去，再加入适量的碳酸铵与溶液中的硝酸钙反应生成碳酸钙和硝酸铵，过滤得到碳酸钙；
（1）根据以上分析，武穴大理石用足量的硝酸溶解，发生反应为CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑，Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，故答案为：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑或Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O或Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
（2）根据以上分析，固体残渣A的化学式为SiO2；故答案为：SiO2；
（3）试剂B的作用是使滤液A中的Fe3+、Al3+尽可能沉淀完全，根据氢氧化铝会继续与强碱反应，所以试剂B呈弱碱性，但不能使钙离子也沉淀所以不选碳酸盐，故选：BC；
（4）检验滤液B中是否含有Fe3+的方法是取少量滤液B，滴加KSCN溶液，若溶液呈血红色，则含有Fe3+，否则不含有Fe3+；故答案为：取少量滤液B，滴加KSCN溶液，若溶液呈血红色，则含有Fe3+，否则不含有Fe3+；
（5）根据以上分析，滤液C的主要溶质的化学式为NH4NO3，故答案为：NH4NO3；
解析
解：武穴大理石用足量的硝酸溶解，发生反应为CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑，Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，过滤除去固体残渣A为二氧化硅，则滤液A含有钙离子、铁离子、铝离子，加入足量的试剂B即成弱碱性使铁离子、铝离子以氢氧化铁、氢氧化铝沉淀而除去，再加入适量的碳酸铵与溶液中的硝酸钙反应生成碳酸钙和硝酸铵，过滤得到碳酸钙；
（1）根据以上分析，武穴大理石用足量的硝酸溶解，发生反应为CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑，Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，故答案为：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑或Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O或Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
（2）根据以上分析，固体残渣A的化学式为SiO2；故答案为：SiO2；
（3）试剂B的作用是使滤液A中的Fe3+、Al3+尽可能沉淀完全，根据氢氧化铝会继续与强碱反应，所以试剂B呈弱碱性，但不能使钙离子也沉淀所以不选碳酸盐，故选：BC；
（4）检验滤液B中是否含有Fe3+的方法是取少量滤液B，滴加KSCN溶液，若溶液呈血红色，则含有Fe3+，否则不含有Fe3+；故答案为：取少量滤液B，滴加KSCN溶液，若溶液呈血红色，则含有Fe3+，否则不含有Fe3+；
（5）根据以上分析，滤液C的主要溶质的化学式为NH4NO3，故答案为：NH4NO3；
Ⅰ．为了除去KCl溶液中少量的Mg2+、SO
（1）上述试剂中，B是______，C是______．
（2）操作Ⅱ的名称是______．
（3）加过量A时发生有关反应的离子方程式为______、______．______
Ⅱ．一份无色稀溶液中可能含有Na+、Fe3+、H+、Mg2+、CO
①用石蕊试纸测溶液的酸碱性，试纸显蓝色；
②取2毫升溶液，先加足量稀硝酸酸化，有气体产生，再加氯化钡溶液进行检验，没有明显现象；
（1）原溶液中一定存在的离子是______，一定不存在的离子是______．
（2）经过上述操作后，还不能肯定是否存在的离子是______．请你设计一个简单的实验方案来判断是否存在这种离子．______．
正确答案
解：Ⅰ．除去KCl溶液中少量的Mg2+、SO
（1）氢氧化钡可以将少量的Mg2+、SO
（2）物质的溶液获得晶体的方法是蒸发结晶，故答案为：蒸发结晶；
（3）氢氧化钡可以将少量的Mg2+、SO
故答案为：Mg2++2OHˉ=Mg（OH）2↓；Ba2++SO42ˉ=BaSO4↓；
Ⅱ．①用石蕊试液检测该溶液，溶液显蓝色，说明溶液呈碱性，与OH-离子反应的离子不能共存，所以一定不含有Fe3+、H+、Mg2+、HCO
②取2毫升溶液，先加足量稀硝酸酸化，有气体产生，则含有CO
综合①②一定含有OH-和CO32-，根据溶液呈电中性所以溶液中含一定含Na+；一定不含有Fe3+、H+、Mg2+、HCO
（1）根据以上分析，一定存在的离子是Na+，CO32ˉ，OHˉ，一定不存在的离子是Fe3+，H+，Mg2+，HCO3ˉ，故答案为：Na+，CO32ˉ，OHˉ；Fe3+，H+，Mg2+，HCO3ˉ；
（2）根据以上分析，还不能肯定是否存在的离子是Clˉ；取少量原溶液，加入足量稀硝酸酸化，再滴加少量AgNO3，若有白色沉淀产生，则有Clˉ，否则没有；故答案为：Clˉ；取少量原溶液，加入足量稀硝酸酸化，再滴加少量AgNO3，若有白色沉淀产生，则有Clˉ，否则没有．
解析
解：Ⅰ．除去KCl溶液中少量的Mg2+、SO
（1）氢氧化钡可以将少量的Mg2+、SO
（2）物质的溶液获得晶体的方法是蒸发结晶，故答案为：蒸发结晶；
（3）氢氧化钡可以将少量的Mg2+、SO
故答案为：Mg2++2OHˉ=Mg（OH）2↓；Ba2++SO42ˉ=BaSO4↓；
Ⅱ．①用石蕊试液检测该溶液，溶液显蓝色，说明溶液呈碱性，与OH-离子反应的离子不能共存，所以一定不含有Fe3+、H+、Mg2+、HCO
②取2毫升溶液，先加足量稀硝酸酸化，有气体产生，则含有CO
综合①②一定含有OH-和CO32-，根据溶液呈电中性所以溶液中含一定含Na+；一定不含有Fe3+、H+、Mg2+、HCO
（1）根据以上分析，一定存在的离子是Na+，CO32ˉ，OHˉ，一定不存在的离子是Fe3+，H+，Mg2+，HCO3ˉ，故答案为：Na+，CO32ˉ，OHˉ；Fe3+，H+，Mg2+，HCO3ˉ；
（2）根据以上分析，还不能肯定是否存在的离子是Clˉ；取少量原溶液，加入足量稀硝酸酸化，再滴加少量AgNO3，若有白色沉淀产生，则有Clˉ，否则没有；故答案为：Clˉ；取少量原溶液，加入足量稀硝酸酸化，再滴加少量AgNO3，若有白色沉淀产生，则有Clˉ，否则没有．
（2015•天津模拟）被称为“智慧元素”--碘的单质及其化合物应用十分广泛，碘化钠常用于医疗和照相业等．某实验小组模拟其工业制备工艺流程如图1：
请回答下列问题：
（1）操作A包括______；用冰水洗涤的目的是______；反应②的离子方程式为______．
（2）某同学推测得到的成品除含有NaI外，还可能有NaIO3和NaOH，并设计如下方案进行检验，实验结果表明其推测正确．
已知：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O2；NaIO3水溶液呈中性．
限选试剂：1mol•L-1H2SO4溶液、2mol•L-1HNO3溶液、淀粉溶液、酚酞试液、石蕊试液、蒸馏水．其它仪器和用品自选．
（3）如图2装置Ⅰ为一种可充电电池的示意图，其中的离子交换膜只允许Na+通过，该电池充、放电的化学方程式为Na2S4+3NaI
正确答案
解：由制备流程可知，碘与NaOH溶液反应生成NaI、NaIO3，加入Fe与NaIO3发生氧化还原反应生成NaI、氢氧化铁，过滤后得到的NaI溶液经蒸发浓缩、冷却结晶可得到NaI，
（1）过滤后得到的NaI溶液经蒸发浓缩、冷却结晶，过滤可得到NaI，洗涤洗去碘化钠表面附着的杂质，冰水混合物温度低减少碘化钠因温度高溶解的损失；反应②是单质铁与碘酸根离子之间的氧化还原反应，产物中生成氢氧化铁，离子方程式为2Fe+IO3-+3H2O═2Fe（OH）3+I-，故答案为：加热浓缩、冷却结晶、过滤；洗涤除去表面可溶性杂质，同时尽量减少NaI的溶解损失；2Fe+IO3-+3H2O═2Fe（OH）3+I-；
（2）NaIO3的检验可以根据碘酸根离子与碘离子在酸性条件下发生氧化还原反应生成碘单质，然后通过淀粉来检验碘单质的存在，从而确定碘酸钠的存在；NaOH溶液的存在可以向溶液中滴加几滴酚酞溶液，如果溶液显红色，说明氢氧化钠的存在，具体操作如下，首先将白色晶体溶于水，并滴2滴淀粉溶液，得到无色溶液，然后用两支试管分别取两溶液少许，在第一支试管中滴加硫酸，如果存在碘酸钠，酸性条件下碘酸根离子与碘离子发生氧化还原反应生成碘单质，遇淀粉变蓝色，在另一支试管中滴入无色的酚酞，如果溶液变红，说明氢氧化钠的存在，故答案为：
；
（3）当闭合开关S时，X极附近溶液变红色，说明X极生成OH-离子，为电解池的阴极，发生反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则A为原电池的负极，B为原电池的正极，根据电池充、放电的化学反应方程式为Na2S4+3NaI
解析
解：由制备流程可知，碘与NaOH溶液反应生成NaI、NaIO3，加入Fe与NaIO3发生氧化还原反应生成NaI、氢氧化铁，过滤后得到的NaI溶液经蒸发浓缩、冷却结晶可得到NaI，
（1）过滤后得到的NaI溶液经蒸发浓缩、冷却结晶，过滤可得到NaI，洗涤洗去碘化钠表面附着的杂质，冰水混合物温度低减少碘化钠因温度高溶解的损失；反应②是单质铁与碘酸根离子之间的氧化还原反应，产物中生成氢氧化铁，离子方程式为2Fe+IO3-+3H2O═2Fe（OH）3+I-，故答案为：加热浓缩、冷却结晶、过滤；洗涤除去表面可溶性杂质，同时尽量减少NaI的溶解损失；2Fe+IO3-+3H2O═2Fe（OH）3+I-；
（2）NaIO3的检验可以根据碘酸根离子与碘离子在酸性条件下发生氧化还原反应生成碘单质，然后通过淀粉来检验碘单质的存在，从而确定碘酸钠的存在；NaOH溶液的存在可以向溶液中滴加几滴酚酞溶液，如果溶液显红色，说明氢氧化钠的存在，具体操作如下，首先将白色晶体溶于水，并滴2滴淀粉溶液，得到无色溶液，然后用两支试管分别取两溶液少许，在第一支试管中滴加硫酸，如果存在碘酸钠，酸性条件下碘酸根离子与碘离子发生氧化还原反应生成碘单质，遇淀粉变蓝色，在另一支试管中滴入无色的酚酞，如果溶液变红，说明氢氧化钠的存在，故答案为：
；
（3）当闭合开关S时，X极附近溶液变红色，说明X极生成OH-离子，为电解池的阴极，发生反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则A为原电池的负极，B为原电池的正极，根据电池充、放电的化学反应方程式为Na2S4+3NaI
某校的几名“环保小卫士”在学习了有关水果湖的知识后，利用回收来的废旧干电池进行电池内部主要成分的探究、验证实验．
【查阅资料】经过查阅相关资料得知一般锌锰干电池内部的物质有：二氧化锰、氯化铵、炭黑和淀粉等物质．而且还获知淀粉不溶于冷水，能透过滤纸，它可以用一种“渗析”的方法使之与溶液分离，在热水中淀粉颗粒会膨胀破裂，形成淀粉糊．
【设计实验】
步骤一：拆卸废电池，并将其内部混合物溶于适量的水中．
步骤二：过滤除去不溶物得滤液．
步骤三：______．
步骤四：适度蒸发浓缩溶液．
步骤五：灼烧滤渣．
【验证和结论】
（1）灼烧滤渣时，产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测滤渣中存在炭黑．
（2）向装有H2O2的试管中加入灼烧后的滤渣，迅速产生能使带火星的木条复燃的气体，据此可初步认定滤渣中含有MnO2．H2O2分子中含有______个σ键，______个π键．
（3）取少量由步骤四得到的溶液于试管中，向其中加入适量的NaOH溶液，加热，产生一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，由此说明溶液中含有______（填离子化学式）．
（4）取少量溶液于试管中，加入______和______有白色沉淀出现，说明溶液中含有______（填离子化学式）．
写出反应的离子方程式______．
【反思与评价】
（1）有的同学认为【验证和结论】中的（1）和（2）既不能确定其中有炭黑也不能确定其中有MnO2，你的观点是______（填“赞同”或“不赞同”）．
（2）有的同学认为可以不需步骤三而直接将滤液进行蒸发浓缩也可以，你的观点是______（填“赞同”或“不赞同”），理由是______．
（3）有的同学认为可以将步骤四进行深度蒸发可以得到由【验证和结论】（3）和（4）中验证的两种离子形成的晶体．你的观点是______（填“赞同”或“不赞同”），理由是______．
正确答案
解：[设计实验]根据题目已知条件：根据题目信息：淀粉不溶于冷水，能透过滤纸，它可以用一种“渗析”的方法使之与溶液分离，所以步骤三是采用渗析的方法实现胶体和溶液的分离，故答案为：将滤液用“渗析”法除去淀粉；
[验证和结论]（2）根据双氧水的电子式：
（3）向待测液中加入适量的NaOH溶液，加热，如果产生一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体氨气，则说明溶液中含有NH4+，故答案为：NH4+；
（4）取少量溶液于试管中，加入稀HNO3 和 AgNO3、Cl-有白色沉淀出现，说明溶液中含有Cl-，反应的离子方程式为：Ag++Cl-=AgCl↓，
故答案为：稀HNO3；AgNO3、Cl-；Ag++Cl-=AgCl↓；
[反思与评价]（1）因为双氧水在没有二氧化锰存在时，也会分解产生氧气，含碳物质只要燃烧均会产生二氧化碳，所以（1）和（2）既不能确定其中有炭黑也不能确定其中有MnO2，故答案为：赞同；
（2）根据题目条件：在热水中淀粉颗粒会膨胀破裂，形成淀粉糊，没有步骤三而直接将滤液进行蒸发浓缩，这样滤渣中含大量的淀粉，故答案为：不赞同；水中的淀粉颗粒受热会膨胀破裂，形成淀粉糊；
（3）因为加热时，铵盐、氨水等均分解，不会发生氯化银和氨水发生反应的可能，故答案为：不赞同；NH4Cl受热分解．
解析
解：[设计实验]根据题目已知条件：根据题目信息：淀粉不溶于冷水，能透过滤纸，它可以用一种“渗析”的方法使之与溶液分离，所以步骤三是采用渗析的方法实现胶体和溶液的分离，故答案为：将滤液用“渗析”法除去淀粉；
[验证和结论]（2）根据双氧水的电子式：
（3）向待测液中加入适量的NaOH溶液，加热，如果产生一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体氨气，则说明溶液中含有NH4+，故答案为：NH4+；
（4）取少量溶液于试管中，加入稀HNO3 和 AgNO3、Cl-有白色沉淀出现，说明溶液中含有Cl-，反应的离子方程式为：Ag++Cl-=AgCl↓，
故答案为：稀HNO3；AgNO3、Cl-；Ag++Cl-=AgCl↓；
[反思与评价]（1）因为双氧水在没有二氧化锰存在时，也会分解产生氧气，含碳物质只要燃烧均会产生二氧化碳，所以（1）和（2）既不能确定其中有炭黑也不能确定其中有MnO2，故答案为：赞同；
（2）根据题目条件：在热水中淀粉颗粒会膨胀破裂，形成淀粉糊，没有步骤三而直接将滤液进行蒸发浓缩，这样滤渣中含大量的淀粉，故答案为：不赞同；水中的淀粉颗粒受热会膨胀破裂，形成淀粉糊；
（3）因为加热时，铵盐、氨水等均分解，不会发生氯化银和氨水发生反应的可能，故答案为：不赞同；NH4Cl受热分解．
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