- 气体的检验
- 共1690题
现有含NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物，选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体，从而实现Cl-、SO42-、和NO3-的相互分离．相应的实验过程可用如图表示：
请回答下列问题：
（1）写出实验流程中下列物质的化学式，试剂X：______沉淀A：______
（2）上述实验流程中加入过量的Na2CO3的目的是______．
（3）按此实验方案得到的溶液3中肯定含有______（填化学式）杂质．
（4）请写出①②中反应的离子方程式①______ ②______．
正确答案
解：（1）如先加入AgNO3，则会同时生成Ag2SO4和AgCl沉淀，则应先加入过量的BaCl2[或Ba（NO3）2]，生成BaSO4沉淀，然后在滤液中加入过量的AgNO3，使Cl-全部转化为AgCl沉淀，则试剂X为BaCl2[或Ba（NO3）2]，沉淀A为BaSO4，沉淀B为AgCl，
故答案为：BaCl2[或Ba（NO3）2]；BaSO4；
（2）加入过量的BaCl2[或Ba（NO3）2]，然后在滤液中加入过量的AgNO3，使Cl-全部转化为AgCl沉淀，在所得滤液中含有Ag+、Ba2+，在所得滤液中加入过量的Na2CO3，使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀，
故答案为：除去过量的Ba2+、Ag+；
（3）在所得滤液中加入过量的Na2CO3，最后所得溶液为NaNO3和Na2CO3的混合物，加入稀HNO3，最后进行蒸发操作可得固体NaNO3，
故答案为：Na2CO3；
（4）①在混合物中加入BaCl2或Ba（NO3）2，生成BaSO4沉淀，发生反应为Ba2++SO42-=BaSO4↓，②中反应为加入过量的AgNO3生成AgCl沉淀，反应的离子方程式为Cl-+Ag+=AgCl；Ag++Cl-=AgCl↓；
故答案为：Ba2++SO42-=BaSO4↓；
解析
解：（1）如先加入AgNO3，则会同时生成Ag2SO4和AgCl沉淀，则应先加入过量的BaCl2[或Ba（NO3）2]，生成BaSO4沉淀，然后在滤液中加入过量的AgNO3，使Cl-全部转化为AgCl沉淀，则试剂X为BaCl2[或Ba（NO3）2]，沉淀A为BaSO4，沉淀B为AgCl，
故答案为：BaCl2[或Ba（NO3）2]；BaSO4；
（2）加入过量的BaCl2[或Ba（NO3）2]，然后在滤液中加入过量的AgNO3，使Cl-全部转化为AgCl沉淀，在所得滤液中含有Ag+、Ba2+，在所得滤液中加入过量的Na2CO3，使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀，
故答案为：除去过量的Ba2+、Ag+；
（3）在所得滤液中加入过量的Na2CO3，最后所得溶液为NaNO3和Na2CO3的混合物，加入稀HNO3，最后进行蒸发操作可得固体NaNO3，
故答案为：Na2CO3；
（4）①在混合物中加入BaCl2或Ba（NO3）2，生成BaSO4沉淀，发生反应为Ba2++SO42-=BaSO4↓，②中反应为加入过量的AgNO3生成AgCl沉淀，反应的离子方程式为Cl-+Ag+=AgCl；Ag++Cl-=AgCl↓；
故答案为：Ba2++SO42-=BaSO4↓；
Na2S2O3•5H2O 俗称“海波”，是常用的脱氧剂、定影剂和还原剂；它是无色易溶于水的晶体，不溶于乙醇，在20℃和70℃时的溶解度分别为60.0g 和212g，Na2S2O3•5H2O于40～45℃熔化，48℃分解．下面是实验室制备及相关性质实脸．
制备海波的反应原理：Na2SO3+S 
制备海波的流程：
（1）实验开始时用lmL乙醇润湿硫粉的作用是：______
A．有利于亚硫酸钠与硫磺的充分接触 B．防止亚硫酸钠溶解
C．控制溶液的pH D．提高产品的纯度
（2）趁热过滤的原因是：______．
（3）滤液不采用直接蒸发发结晶的可能原因是：______
（4）抽滤过程中需要洗涤产品晶体，下列液体最适合的是：______
A．无水乙醇 B．饱和NaCl溶液 C，水 D．滤掖
（5）产品的纯度测定：取所得产品10.0g，配成500mL溶液，再从中取出25mL溶液于锥形瓶中，滴加几滴淀粉作指示剂，然后用0.050mol/L的标准碘水溶液滴定，重复三次，平均消耗20mL 标准碘水，涉及的滴定反应方程式为：I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6产品的中Na2S2O3•5H2O的纯度为______%
正确答案
解：实验室制备海波的流程：S难溶于水，微溶于酒精，实验开始时用lmL乙醇润湿硫粉，有利于亚硫酸钠与硫磺的充分接触，沸腾反应1小时葱粉反应，Na2SO3+S 
（1）由于S难溶于水，微溶于酒精，实验开始时用lmL乙醇润湿硫粉，有利于亚硫酸钠与硫磺的充分接触，故答案为：A；
（2）若温度降低，Na2S2O3的溶解度会减小，导致Na2S2O3的晶体析出，最后得到的Na2S2O3减少，
故答案为：防止温度降低而使Na2S2O3晶体析出；
（3）由于Na2S2O3•5H2O于40～45℃熔化，48℃分解，若直接蒸发结晶，会使产物融化、分解，得不到Na2S2O3•5H2O，
故答案为：直接蒸发结晶易使Na2S2O3•5H2O熔化、分解；
（4）由于Na2S2O3易溶于水，难溶于醇，选择无水乙醇可以降低硫代硫酸钠的损失，
故答案为：A；
（5）由I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6可知关系式 I2～2Na2S2O3，25mL溶液中含有的Na2S2O3，n（Na2S2O3•5H2O）=2×n（I2）=2×0.05×0.02mol=0.0002mol，配成的500mL溶液中的n（Na2S2O3•5H2O）=0.002×20mol=0.04mol，m（Na2S2O3•5H2O）=0.04×248=9.92g，
产品的中Na2S2O3•5H2O的纯度为：
故答案为：99.2%；
解析
解：实验室制备海波的流程：S难溶于水，微溶于酒精，实验开始时用lmL乙醇润湿硫粉，有利于亚硫酸钠与硫磺的充分接触，沸腾反应1小时葱粉反应，Na2SO3+S
（1）由于S难溶于水，微溶于酒精，实验开始时用lmL乙醇润湿硫粉，有利于亚硫酸钠与硫磺的充分接触，故答案为：A；
（2）若温度降低，Na2S2O3的溶解度会减小，导致Na2S2O3的晶体析出，最后得到的Na2S2O3减少，
故答案为：防止温度降低而使Na2S2O3晶体析出；
（3）由于Na2S2O3•5H2O于40～45℃熔化，48℃分解，若直接蒸发结晶，会使产物融化、分解，得不到Na2S2O3•5H2O，
故答案为：直接蒸发结晶易使Na2S2O3•5H2O熔化、分解；
（4）由于Na2S2O3易溶于水，难溶于醇，选择无水乙醇可以降低硫代硫酸钠的损失，
故答案为：A；
（5）由I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6可知关系式 I2～2Na2S2O3，25mL溶液中含有的Na2S2O3，n（Na2S2O3•5H2O）=2×n（I2）=2×0.05×0.02mol=0.0002mol，配成的500mL溶液中的n（Na2S2O3•5H2O）=0.002×20mol=0.04mol，m（Na2S2O3•5H2O）=0.04×248=9.92g，
产品的中Na2S2O3•5H2O的纯度为：
故答案为：99.2%；
亚氯酸钠（NaClO2）是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染和食品工业．它在碱性环境中稳定存在．工业设计生产NaClO2的主要流程如下．
（1）在无隔膜电解槽中持续电解发生反应的氧化剂为______（填化学式）．
（2）Ⅲ中产生气体a的电极反应式为______．
（3）Ⅱ中产生气体a的电极反应式为______．
（4）①在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以Ⅱ中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单的实验方法是______．
②工业上Ⅱ中制备NaClO2为防止被还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中．除H2O2外，还可以选择的还原剂是______（填序号）
A．Na2O2 B．Na2S C．FeCl2 D．PbO（悬浊液）
（5）ClO2是一种高效水处理剂，ClO2将对污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明显的去除效果．某工厂污水中含CN-amg/L，现用ClO2将CN-氧化，生成了两种无毒无害的气体，其离子反应方程式为______；处理100m3这种污水，至少需要ClO2______mol．
正确答案
解：（1）电解氯化钠溶液，在阴极上是水中的氢离子得电子的还原反应，所以水是氧化剂，故答案为：H2O；
（2）III中电解质是Na2SO4，电解Na2SO4溶液时，阳极上电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+、阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，左边流出硫酸，所以A气体是氧气，B气体是氢气、生成氧气的电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，故答案为：4OH--4e-=O2↑+2H2O；
（3））Ⅱ中反应根据流程信息可知，生成NaClO2，所以一定有ClO2→NaClO2，化合价降低，被还原；则H2O2必定被氧化，有氧气产生，反应中ClO2是氧化剂，发生还原反应，H2O2是还原剂，发生氧化反应，若电解原理来实现转化．则阳极上生成氧气的反应为：2OH-+H2O2-2e-=2H2O+O2↑，
故答案为：2OH-+H2O2-2e-=2H2O+O2↑；
（4）①NaOH过量则溶液呈碱性，但考虑到该溶液有强氧化性，选择指示剂或pH试纸检验会遇到氧化褪色问题，故生产中主要是用pH计连续测定溶液pH．
故答案为：连续测定吸收塔内溶液的pH．
②还原性要适中．还原性太强，会将ClO2还原为更低价态产物，影响NaClO2生产；方便后续分离提纯，加入试剂不能干扰后续生产，Na2O2溶于水相当于H2O2，不会影响后续生产，但是Na2S、FeCl2还原性较强，生成物与NaClO2分离比较困难，PbO（悬浊液）
氧化性较差，不合适，
故选：A．
（5）ClO2将CN-氧化，只生成两种气体，应生成氮气与二氧化碳，同时生成氯离子，反应离子方程式为：2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-，
100m3废水中CN-质量=100m3×ag/m3=100ag，CN-的物质的量为
故答案为：2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-；
解析
解：（1）电解氯化钠溶液，在阴极上是水中的氢离子得电子的还原反应，所以水是氧化剂，故答案为：H2O；
（2）III中电解质是Na2SO4，电解Na2SO4溶液时，阳极上电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+、阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，左边流出硫酸，所以A气体是氧气，B气体是氢气、生成氧气的电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，故答案为：4OH--4e-=O2↑+2H2O；
（3））Ⅱ中反应根据流程信息可知，生成NaClO2，所以一定有ClO2→NaClO2，化合价降低，被还原；则H2O2必定被氧化，有氧气产生，反应中ClO2是氧化剂，发生还原反应，H2O2是还原剂，发生氧化反应，若电解原理来实现转化．则阳极上生成氧气的反应为：2OH-+H2O2-2e-=2H2O+O2↑，
故答案为：2OH-+H2O2-2e-=2H2O+O2↑；
（4）①NaOH过量则溶液呈碱性，但考虑到该溶液有强氧化性，选择指示剂或pH试纸检验会遇到氧化褪色问题，故生产中主要是用pH计连续测定溶液pH．
故答案为：连续测定吸收塔内溶液的pH．
②还原性要适中．还原性太强，会将ClO2还原为更低价态产物，影响NaClO2生产；方便后续分离提纯，加入试剂不能干扰后续生产，Na2O2溶于水相当于H2O2，不会影响后续生产，但是Na2S、FeCl2还原性较强，生成物与NaClO2分离比较困难，PbO（悬浊液）
氧化性较差，不合适，
故选：A．
（5）ClO2将CN-氧化，只生成两种气体，应生成氮气与二氧化碳，同时生成氯离子，反应离子方程式为：2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-，
100m3废水中CN-质量=100m3×ag/m3=100ag，CN-的物质的量为
故答案为：2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-；
实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙．大理石的主要杂质是氧化铁，以下是提纯大理石的实验步骤：
（1）溶解大理石时，用硝酸而不同硫酸的原因是______．
（2）过滤时，某学生的操作如图所示，请指出图中的错误是．______．
（3）检验滤液中是否含铁，选用的试剂是______，现象______，反应的离子方程式：______．
（4）写出加入碳酸铵所发生反应的离子方程式：______．
正确答案
解：（1）H2SO4与CaCO3反应生成CaSO4，CaSO4微溶于水，附着在CaCO3的表面，阻止反应进一步发生，溶解大理石时，用硝酸是因为大理石溶于硝酸后生成Ca（NO3）2，Ca（NO3）2易溶于水，
故答案为：硫酸钙微溶于水；
（2）过滤实验中：滤纸紧贴漏斗内壁；滤纸边缘低于漏斗边缘，液面低于滤纸边缘；倾倒液体的烧杯口要紧靠玻璃棒，玻璃棒下端要紧靠三层滤纸处，漏斗下端管口的尖嘴要紧靠承接滤液的烧杯内壁，图中的错误是玻璃棒下端没有（或应该）靠在（三层）滤纸上、漏斗颈没有（或应该）靠在烧杯内壁，
故答案为：玻璃棒下端没有（或应该）靠在（三层）滤纸上、漏斗颈没有（或应该）靠在烧杯内壁；
（3）过滤后的溶液中是否含铁，如含有，铁应以Fe3+形式存在，Fe3+遇KSCN溶液变为血红色，硫氰化钾溶液作为检验Fe3+的特征试剂，反应的离子方程式Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3，
故答案为：硫氰化钾溶液；溶液呈血红色；Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3；
（4）过滤后的溶液中含有大量的Ca2+，加入碳酸铵发生复分解反应生成碳酸钙沉淀，反应后的离子方程式为Ca2++CO32-=CaCO3↓，
故答案为：Ca2++CO32-=CaCO3↓；
解析
解：（1）H2SO4与CaCO3反应生成CaSO4，CaSO4微溶于水，附着在CaCO3的表面，阻止反应进一步发生，溶解大理石时，用硝酸是因为大理石溶于硝酸后生成Ca（NO3）2，Ca（NO3）2易溶于水，
故答案为：硫酸钙微溶于水；
（2）过滤实验中：滤纸紧贴漏斗内壁；滤纸边缘低于漏斗边缘，液面低于滤纸边缘；倾倒液体的烧杯口要紧靠玻璃棒，玻璃棒下端要紧靠三层滤纸处，漏斗下端管口的尖嘴要紧靠承接滤液的烧杯内壁，图中的错误是玻璃棒下端没有（或应该）靠在（三层）滤纸上、漏斗颈没有（或应该）靠在烧杯内壁，
故答案为：玻璃棒下端没有（或应该）靠在（三层）滤纸上、漏斗颈没有（或应该）靠在烧杯内壁；
（3）过滤后的溶液中是否含铁，如含有，铁应以Fe3+形式存在，Fe3+遇KSCN溶液变为血红色，硫氰化钾溶液作为检验Fe3+的特征试剂，反应的离子方程式Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3，
故答案为：硫氰化钾溶液；溶液呈血红色；Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3；
（4）过滤后的溶液中含有大量的Ca2+，加入碳酸铵发生复分解反应生成碳酸钙沉淀，反应后的离子方程式为Ca2++CO32-=CaCO3↓，
故答案为：Ca2++CO32-=CaCO3↓；
2011年8月12日，网上传云南曲靖市越州镇有总量5000余吨的重毒化工废料铬渣由于非法丢放，毒水被直接排放南盘江中．
Ⅰ：某工厂对制革工业污泥中Cr（Ⅲ）回收与再利用工艺如下（硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+）：
部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
（1）实验室用18.4mol•L-1的浓硫酸配制250mL 4.8mol•L-1的硫酸溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和吸量管（一种能精确量取一定体积液体的仪器）外，还需______．
（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是______（至少答一点）．
（3）加入H2O2的作用是______．调节溶液的pH=8是为了除去______离子．
（4）钠离子交换树脂的原理为：Mn++nNaR→MRn+nNa+，被交换的杂质离子是______．
（5）还原过程发生以下反应（请配平）：
______Na2Cr2O7+______SO2+______=______Cr（OH）（H2O）5SO4+______Na2SO4；
Ⅱ：（1）工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理．其中一种处理方法为电解法：该法用Fe做电极，电解含Cr2O72-的酸性废水，随着电解进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）3沉淀．阳极的电极反应式为______．在阴极附近溶液pH升高的原因是（用电极反应方程式解释）______．
（2）含铬废水国家排放标准为
用去KI溶液9.00mL．已知酸性条件下，I-被Cr2O72-氧化的产物为I2．用计算所得数据说明上述电解法处理后的废水是否符合国家排放标准______．
正确答案
解：Ⅰ．（1）配置一定物质的量浓度的溶液所需的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、吸量管、容量瓶和胶头滴管，故答案为：250mL容量瓶、胶头滴管；
（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是：增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等，
故答案为：①升高反应温度，②搅拌，③过滤后再向滤渣中加入硫酸（多次浸取），④适当延长浸取时间；
（3）双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质，Cr3+有还原性，Cr3+能被双氧水氧化为Cr2O72-，以便于与杂质离子分离，硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，加入NaOH溶液使溶液呈碱性，溶液pH=8，Fe3+、Al3+转化为沉淀除去；
故答案为：将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72-，以便于与杂质离子分离；Fe3+、Al3+；
（4）钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子，因为在此之前，Fe3+被除去，Al3+转化为偏铝酸根的形式，故答案为：Ca2+、Mg2+；
（5）二氧化硫具有还原性，被滤液Ⅱ中通过离子交换后的溶液中Na2Cr2O7氧化为硫酸，Na2Cr2O7氧被还原为CrOH（H2O）5SO4，水溶液中生成硫酸反应生成硫酸钠，依据原子守恒分析书写配平；Na2Cr2O7+3SO2+11H2O═2CrOH（H2O）5SO4↓+Na2SO4，
故答案为：1、3、11H2O、2、1；
Ⅱ．（1）用Fe为电极进行电解，铁作阳极，阳极反应为Fe-2e-═Fe2+，在阴极附近溶液pH升高的原因是水电离产生的H+放电生成H2：2H++2e-═H2↑，
故答案为：Fe-2e-═Fe2+；2H++2e-=H2↑；
（2）废水200.00mL，调节pH=1后置于锥形瓶中，用浓度为0.0001mol/L的KI溶液滴定，至滴定终点时，用去KI溶液9.00mL，
Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O，
1 6
n（Cr2O72-） 9×10-3L×0.0001mol/L
n（Cr2O72-）=1.5×10-7mol，废水1L中n（Cr2O72-）=7.5×10-7mol，废水1L中n（
故答案为：经计算知，上述电解后的废水中
解析
解：Ⅰ．（1）配置一定物质的量浓度的溶液所需的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、吸量管、容量瓶和胶头滴管，故答案为：250mL容量瓶、胶头滴管；
（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是：增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等，
故答案为：①升高反应温度，②搅拌，③过滤后再向滤渣中加入硫酸（多次浸取），④适当延长浸取时间；
（3）双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质，Cr3+有还原性，Cr3+能被双氧水氧化为Cr2O72-，以便于与杂质离子分离，硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，加入NaOH溶液使溶液呈碱性，溶液pH=8，Fe3+、Al3+转化为沉淀除去；
故答案为：将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72-，以便于与杂质离子分离；Fe3+、Al3+；
（4）钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子，因为在此之前，Fe3+被除去，Al3+转化为偏铝酸根的形式，故答案为：Ca2+、Mg2+；
（5）二氧化硫具有还原性，被滤液Ⅱ中通过离子交换后的溶液中Na2Cr2O7氧化为硫酸，Na2Cr2O7氧被还原为CrOH（H2O）5SO4，水溶液中生成硫酸反应生成硫酸钠，依据原子守恒分析书写配平；Na2Cr2O7+3SO2+11H2O═2CrOH（H2O）5SO4↓+Na2SO4，
故答案为：1、3、11H2O、2、1；
Ⅱ．（1）用Fe为电极进行电解，铁作阳极，阳极反应为Fe-2e-═Fe2+，在阴极附近溶液pH升高的原因是水电离产生的H+放电生成H2：2H++2e-═H2↑，
故答案为：Fe-2e-═Fe2+；2H++2e-=H2↑；
（2）废水200.00mL，调节pH=1后置于锥形瓶中，用浓度为0.0001mol/L的KI溶液滴定，至滴定终点时，用去KI溶液9.00mL，
Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O，
1 6
n（Cr2O72-） 9×10-3L×0.0001mol/L
n（Cr2O72-）=1.5×10-7mol，废水1L中n（Cr2O72-）=7.5×10-7mol，废水1L中n（
故答案为：经计算知，上述电解后的废水中
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