- 气体的检验
- 共1690题
某学生拟用含有FeSO4和 Fe2（SO4） 3的CuSO4溶液提纯CuSO4，并测定铜的相对原子质量，其实验流程如图1所示：
已知：
试回答下列问题：
（1）试剂A的化学式为______，加入试剂A反应的离子方程式为______，试剂B的化学式为______，加入 B 的作用是______，操作①的名称是______．
（2）操作②中所用仪器装置如图2所示：则 X 应接直流电源的______极，Y电极上发生的电极反应式为：______．
（3）下列实验操作必要的是______（填字母）．
A．称量电解前电极的质量
B．电解后电极在烘干前，必须用蒸馏水冲洗
C．刮下电解后电极上的铜，并清洗、称量
D．电极的烘干称重的操作中必须按：烘干→称重→再烘干→再称重进行两次
E．在空气中烘干电极，必须采用低温烘干法
（4）向电解后的溶液中加入石态溶液，观察到的现象是______．
（5）铜的相对原子质量的计算式为______．
正确答案
解：（1）FeSO4和 Fe2（SO4） 3的混合液中加入双氧水，这样双氧水可以将亚铁离子氧化为三价铁离子，反应实质是：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O，再加入氧化铜，根据离子沉淀的pH，可以将三价铁沉淀，但是铜离子不沉淀，实现沉淀和溶液分离的方法是过滤，
故答案为：H2O2；2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；CuO；调节溶液的pH在3.2-4.7之间，使Fe3+完全水解为Fe（OH）3沉淀以便除去；过滤；
（2）电解硫酸铜，要在阴极上获得金属Cu，根据阳极上产生氧气的量来确定电子转移的量，进而确定铜元素的原子量，所以金属铜应该为负极，阳极上是氢氧根离子发生发应，即：4OH--e-=2H2O+O2↑，故答案为：负；4OH--4e-=2H2O+O2↑；
（3）A．阴极上产生铜的质量是根据电解前后电极质量的变化量来衡量的，所以需要称量电解前电极的质量，故A正确；
B．电解后电极在烘干前，必须用蒸馏水冲洗，将表面的杂质洗去，故B正确；
C．阴极上产生铜的质量是根据电解前后电极质量的变化量来衡量的，故C错误；
D．电极的烘干称重的操作中必须按：烘干→称重→再烘干→再称重进行两次的程序，这样可以减少实验误差，故D正确；
E．在空气中烘干电极，必须采用低温烘干法，否则会导致金属铜和氧气之间的反应，故E正确．
故选A、B、D、E
（4）电解硫酸铜溶液后生成硫酸，溶液显示酸性，能使紫色的石蕊试液显示红色，故答案为：溶液变为红色；
（5）根据电极反应式：阴极：Cu2++2e-=Cu 阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑，当生成VmL的氧气时，根据反应式可以知道转移电子为
mol，根据阴极反应，则Cu的相对原子质量是
解析
解：（1）FeSO4和 Fe2（SO4） 3的混合液中加入双氧水，这样双氧水可以将亚铁离子氧化为三价铁离子，反应实质是：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O，再加入氧化铜，根据离子沉淀的pH，可以将三价铁沉淀，但是铜离子不沉淀，实现沉淀和溶液分离的方法是过滤，
故答案为：H2O2；2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；CuO；调节溶液的pH在3.2-4.7之间，使Fe3+完全水解为Fe（OH）3沉淀以便除去；过滤；
（2）电解硫酸铜，要在阴极上获得金属Cu，根据阳极上产生氧气的量来确定电子转移的量，进而确定铜元素的原子量，所以金属铜应该为负极，阳极上是氢氧根离子发生发应，即：4OH--e-=2H2O+O2↑，故答案为：负；4OH--4e-=2H2O+O2↑；
（3）A．阴极上产生铜的质量是根据电解前后电极质量的变化量来衡量的，所以需要称量电解前电极的质量，故A正确；
B．电解后电极在烘干前，必须用蒸馏水冲洗，将表面的杂质洗去，故B正确；
C．阴极上产生铜的质量是根据电解前后电极质量的变化量来衡量的，故C错误；
D．电极的烘干称重的操作中必须按：烘干→称重→再烘干→再称重进行两次的程序，这样可以减少实验误差，故D正确；
E．在空气中烘干电极，必须采用低温烘干法，否则会导致金属铜和氧气之间的反应，故E正确．
故选A、B、D、E
（4）电解硫酸铜溶液后生成硫酸，溶液显示酸性，能使紫色的石蕊试液显示红色，故答案为：溶液变为红色；
（5）根据电极反应式：阴极：Cu2++2e-=Cu 阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑，当生成VmL的氧气时，根据反应式可以知道转移电子为
mol，根据阴极反应，则Cu的相对原子质量是
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下图表示：
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：______，沉淀B：______．
（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；为了解决这个问题，可以向溶液3中加入适量的______，之后若要获得固体NaNO3需进行的实验操作是______（填操作名称）．
正确答案
BaCl2[或Ba（NO3）2]
BaSO4
AgCl
使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀
Na2CO3
稀HNO3
蒸发
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；AgCl；
（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：使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀；
（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；稀HNO3；蒸发．
（2014•长春三模）锂离子电池回收具有重要意义．重点回收的是正极材料，其主要成分为钴酸锂（LiCoO2）、导电乙炔黑（一种炭黑）、铝箔以及有机黏结剂．某回收工艺流程如下：
（1）上述工艺回收到的产物有______；
（2）碱浸时主要反应的离子方程式为______；
（3）酸浸时反应的化学方程式为______．
正确答案
解：题干工艺流程为：铝钴膜废料中含有LiCo02和铝箔，将废料先用碱液浸泡，将Al充分溶解，过滤后得到的滤液为含有偏铝酸钠，滤渣为LiCo02；通过调节滤液的pH，将偏铝酸钠转化成氢氧化铝沉淀；将滤渣用双氧水、硫酸处理后生成Li2SO4、CoSO4，反应的离子方程式为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O，通过操作分别分离出Li2SO4、CoSO4，通过浓缩、加入饱和碳酸钠溶液后过滤，最后得到碳酸锂固体，
（1）根据生成流程可知，工艺流程的最终产物有：Al（OH）3、CoSO4、Li2CO3，故答案为：Al（OH）3、CoSO4、Li2CO3；
（2）铝能与碱反应生成AlO2-，反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，
故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（3）酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及LiCoO2，生成物有Li2SO4和CoSO4，反应方程式为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O，
故答案为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O．
解析
解：题干工艺流程为：铝钴膜废料中含有LiCo02和铝箔，将废料先用碱液浸泡，将Al充分溶解，过滤后得到的滤液为含有偏铝酸钠，滤渣为LiCo02；通过调节滤液的pH，将偏铝酸钠转化成氢氧化铝沉淀；将滤渣用双氧水、硫酸处理后生成Li2SO4、CoSO4，反应的离子方程式为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O，通过操作分别分离出Li2SO4、CoSO4，通过浓缩、加入饱和碳酸钠溶液后过滤，最后得到碳酸锂固体，
（1）根据生成流程可知，工艺流程的最终产物有：Al（OH）3、CoSO4、Li2CO3，故答案为：Al（OH）3、CoSO4、Li2CO3；
（2）铝能与碱反应生成AlO2-，反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，
故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（3）酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及LiCoO2，生成物有Li2SO4和CoSO4，反应方程式为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O，
故答案为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O．
（2011秋•徐州月考）绿矾（ FeSO4•7H2O ）、硫酸铵以相等物质的量混合可制得摩尔盐晶体，反应原理为：
（NH4）2 SO4+FeSO4+6H2O=（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O↓．其流程如图1所示：
（1）洗涤中Na2CO3的主要作用是______．
（2）结晶过程中要加热蒸发溶剂，浓缩结晶．应加热到______时，停止加热．
（3）过滤是用如图2所示装置进行的，这种过滤跟普通过滤相比，除了过滤速度快外，还有一个优点是______．
（4）用无水乙醇洗涤的目的是______．
（5）产品中Fe2+的定量分析：制得的摩尔盐样品中往往含有极少量的Fe3+．为了测定摩尔盐产品中Fe2+的含量，一般采用在酸性条件下KMnO4标准液滴定的方法．称取4.0g的摩尔盐样品，溶于水，并加入适量稀硫酸．用0.2mol/LKMnO4溶液滴定，当溶液中Fe2+全部被氧化时，消耗KMnO4溶液10.00mL．
①本实验的指示剂是______．（填字母）
A．酚酞B．甲基橙C．石蕊D．不需要
②产品中Fe2+的质量分数为______．
正确答案
解：制取摩尔盐晶体流程为：先利用碳酸钠溶液呈碱性，除去铁表面的油污，然后加稀硫酸溶解，铁与稀硫酸反应生成亚铁离子，加入硫酸铵发生（NH4）2 SO4+FeSO4+6H2O=（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O↓，结晶过滤，摩尔盐易溶于水，难溶于有机溶剂，用酒精洗涤摩尔盐，得到摩尔盐晶体．
（1）Na2CO3溶液中CO32-水解CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-，使Na2CO3溶液呈碱性，油脂在碱性溶液中水解生成溶于水的物质易于洗去，步骤1中加入10%Na2CO3溶液的主要作用是除去铁屑表面的油污，
故答案为：利用碳酸钠溶液呈碱性，除去铁表面的油污；
（2）浓缩结晶摩尔盐时要用小火加热，加热浓缩初期可轻微搅拌，但注意观察晶膜，若有晶膜出现，则停止加热，防止摩尔盐失水；更不能蒸发至干，蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中，晶体可能会受热分解或被氧化，
故答案为：加热到溶液表面出现晶膜时；
（3）减压过滤，利用大气压强原理，用减小压力的方法加快过滤的速率，并能得到较干燥的沉淀，
故答案为：得到较干燥的沉淀；
（4）摩尔盐易溶于水，不能用蒸馏水洗涤，但摩尔盐属于无机物难溶于有机物，可用乙醇进行洗涤，洗去晶体表面的液体杂质，
故答案为：除去水分，减少固体损失；
（5）①MnO4-为紫色，当滴入最后一滴KMnO4溶液，溶液由无（浅绿）色变为浅紫色，半分钟内不褪色，故不需要外加指示剂，
故选：D；
②测定摩尔盐产品中Fe2+的含量，采用在酸性条件下KMnO4标准液滴定，Fe2+→Fe3+，铁元素化合价升高1价；MnO4-+→Mn2+，锰元素降低5价，化合价升降最小公倍数为5，故Fe2++系数为5，MnO4- 系数为1，根据元素守恒可知Mn2+与Fe3+系数分别为1、5，根据电荷守恒可知缺项为H+，H+其系数为2+3×5-[2×5-1]=8，根据H元素守恒可知H2O系数是4，所以反应离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=1Mn2++5Fe3++4H2O，
令4g产品中Fe2+的物质的量为xmol，则：
5Fe2+～～～～～～MnO4-，
5 1
xmol 0.01L×0.2mol/L
所以x=
故答案为：14%．
解析
解：制取摩尔盐晶体流程为：先利用碳酸钠溶液呈碱性，除去铁表面的油污，然后加稀硫酸溶解，铁与稀硫酸反应生成亚铁离子，加入硫酸铵发生（NH4）2 SO4+FeSO4+6H2O=（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O↓，结晶过滤，摩尔盐易溶于水，难溶于有机溶剂，用酒精洗涤摩尔盐，得到摩尔盐晶体．
（1）Na2CO3溶液中CO32-水解CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-，使Na2CO3溶液呈碱性，油脂在碱性溶液中水解生成溶于水的物质易于洗去，步骤1中加入10%Na2CO3溶液的主要作用是除去铁屑表面的油污，
故答案为：利用碳酸钠溶液呈碱性，除去铁表面的油污；
（2）浓缩结晶摩尔盐时要用小火加热，加热浓缩初期可轻微搅拌，但注意观察晶膜，若有晶膜出现，则停止加热，防止摩尔盐失水；更不能蒸发至干，蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中，晶体可能会受热分解或被氧化，
故答案为：加热到溶液表面出现晶膜时；
（3）减压过滤，利用大气压强原理，用减小压力的方法加快过滤的速率，并能得到较干燥的沉淀，
故答案为：得到较干燥的沉淀；
（4）摩尔盐易溶于水，不能用蒸馏水洗涤，但摩尔盐属于无机物难溶于有机物，可用乙醇进行洗涤，洗去晶体表面的液体杂质，
故答案为：除去水分，减少固体损失；
（5）①MnO4-为紫色，当滴入最后一滴KMnO4溶液，溶液由无（浅绿）色变为浅紫色，半分钟内不褪色，故不需要外加指示剂，
故选：D；
②测定摩尔盐产品中Fe2+的含量，采用在酸性条件下KMnO4标准液滴定，Fe2+→Fe3+，铁元素化合价升高1价；MnO4-+→Mn2+，锰元素降低5价，化合价升降最小公倍数为5，故Fe2++系数为5，MnO4- 系数为1，根据元素守恒可知Mn2+与Fe3+系数分别为1、5，根据电荷守恒可知缺项为H+，H+其系数为2+3×5-[2×5-1]=8，根据H元素守恒可知H2O系数是4，所以反应离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=1Mn2++5Fe3++4H2O，
令4g产品中Fe2+的物质的量为xmol，则：
5Fe2+～～～～～～MnO4-，
5 1
xmol 0.01L×0.2mol/L
所以x=
故答案为：14%．
碘化钠通常用作分析试剂，可用于医疗、照相业，通常易被氧化、潮解．工业上用铁屑还原法制备碘化钠，某研究性学习小组的同学们模拟了该过程，其流程如图：
（1）判断碘是否已完全反应的实验方法是______；
（2）加入铁屑发生的离子方程式______；灼烧时发生的化学反应方程式______．
（3）测定产品中NaI含量的方法是：a．称取3.000g样品、溶解，在250mL容量瓶中定容； b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c．用0.1000mol/LAgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积的平均值为19.00mL．
①上述测定过程所需仪器中，需要检查是否漏液的仪器有______．
②上述样品中NaI的质量分数为______．
③若用上述方法测定产品中NaI的质量分数偏低，试分析其可能原因有______、______（任写2条即可）
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，氢氧化铁灼烧分解生成氧化铁；
（1）淀粉遇碘变蓝，反应后加淀粉无现象即可说明反应结束，则判断反应中碘是否反应完全的方法为取少量反应后的溶液于试管中，滴入几滴淀粉溶液，若溶液未变蓝，则证明碘已反应完全；反之，碘未反应完全，（或取少量反应后的溶液于试管中，滴入几滴CCl4，振荡、静置，若下层液体呈无色，证明碘已反应完全；若下层液体呈紫红色，证明碘未反应完全），
故答案为：取少量反应后的混合液于试管中，滴入几滴淀粉溶液，若溶液未变蓝，则证明碘已完全反应，反之则未完全反应；
（2）铁具有还原性，加入Fe与NaIO3发生氧化还原反应生成NaI、氢氧化铁，反应的离子方程式为：故答案为：2Fe+IO3-+3H2O=2Fe（OH）3↓+I-，氢氧化铁灼烧分解生成氧化铁和水方程式为：2Fe（OH）3
（3）①配制溶液用250mL容量瓶，滴定用酸式滴定管，都应检查是否漏液，故答案为：250 mL容量瓶、酸式滴定管；
②n（NaI）=n（AgNO3）=0.1mol/L×0.019L=0.0019mol，
则3.000g样品中含有n（NaI）=0.019mol，m（NaI）=0.019mol×150g/mol=2.85g，
ω（NaI）=
故答案为：95.00%；
③若用上述方法测定产品中NaI的质量分数偏低，可考虑样品的原因，两种情况，一是样品被氧化，二是样品吸水，
故答案为：样品在空气中被氧化；样品在空气中吸水．
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，氢氧化铁灼烧分解生成氧化铁；
（1）淀粉遇碘变蓝，反应后加淀粉无现象即可说明反应结束，则判断反应中碘是否反应完全的方法为取少量反应后的溶液于试管中，滴入几滴淀粉溶液，若溶液未变蓝，则证明碘已反应完全；反之，碘未反应完全，（或取少量反应后的溶液于试管中，滴入几滴CCl4，振荡、静置，若下层液体呈无色，证明碘已反应完全；若下层液体呈紫红色，证明碘未反应完全），
故答案为：取少量反应后的混合液于试管中，滴入几滴淀粉溶液，若溶液未变蓝，则证明碘已完全反应，反之则未完全反应；
（2）铁具有还原性，加入Fe与NaIO3发生氧化还原反应生成NaI、氢氧化铁，反应的离子方程式为：故答案为：2Fe+IO3-+3H2O=2Fe（OH）3↓+I-，氢氧化铁灼烧分解生成氧化铁和水方程式为：2Fe（OH）3
（3）①配制溶液用250mL容量瓶，滴定用酸式滴定管，都应检查是否漏液，故答案为：250 mL容量瓶、酸式滴定管；
②n（NaI）=n（AgNO3）=0.1mol/L×0.019L=0.0019mol，
则3.000g样品中含有n（NaI）=0.019mol，m（NaI）=0.019mol×150g/mol=2.85g，
ω（NaI）=
故答案为：95.00%；
③若用上述方法测定产品中NaI的质量分数偏低，可考虑样品的原因，两种情况，一是样品被氧化，二是样品吸水，
故答案为：样品在空气中被氧化；样品在空气中吸水．
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