- 气体的检验
- 共1690题
二氧化铈（CeO2）是一种重要的稀土氧化物．平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（主要含CeO2、SiO2、Fe2O3等）．某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如图：
（1）洗涤滤渣A的主要目的是为了除去______（填离子符号）．
（2）第②步反应的离子方程式为：______；滤渣B的主要成分是：______．
（3）萃取是分离稀土元素的常用方法．已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，TBP______（填“能”或“不能”）与水互溶．实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪器有：______、烧杯、玻璃棒、量筒等．
（4）取上述流程中得到的Ce（OH）4产品0.462g，加硫酸溶解后，用0.1000mol•L-1FeSO4标准溶液滴定至终点时（铈被还原为Ce3+），消耗20.00mL标准溶液．该产品中Ce（OH）4的质量分数为：______（小数点后保留两位有效数字）．
正确答案
解：废玻璃粉末中含有SiO2、Fe2O3、CeO2，向其中加入稀盐酸，Fe2O3反应变成FeCl3，溶于水，滤渣A的成分为SiO2、CeO2（第①步），第②步向滤渣A中加稀硫酸和H2O2，SiO2不反应，CeO2反应变成Ce3+，加碱以Ce（OH）3形式沉淀出（第③步），Ce（OH）3和氧气反，生成Ce（OH）4，经过滤、洗涤、干燥得到纯净的Ce（OH）4；
（1）滤渣A上含有FeCl3，洗涤滤渣A的目的是为了除去Fe3+；
（2）稀硫酸、H2O2，CeO2三者反应生成转化为Ce2（SO4）3、O2和H2O，反应的离子方程式为：6H++H2O2+2CeO2=2Ce3++O2 ↑+4H2O；加入稀硫酸和H2O2，CeO2转化为Ce3+，SiO2不反应，滤渣B的成分为SiO2，
故答案为：6H++H2O2+2CeO2=2Ce3++O2 ↑+4H2O；SiO2；
（3）化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，所以TBP不能与水互溶，实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪器有：分液漏斗、烧杯、玻璃棒、量筒等，故答案为：不能；分液漏斗；
（4）Ce（OH）4 ～FeSO4
0.0020mol 0.1000mol/L-1×0.020L
所以m（Ce（OH）4）=0.0020mol×208g/mol=0.416g，产品中Ce（OH）4的质量分数为
故答案为：90.04%；
解析
解：废玻璃粉末中含有SiO2、Fe2O3、CeO2，向其中加入稀盐酸，Fe2O3反应变成FeCl3，溶于水，滤渣A的成分为SiO2、CeO2（第①步），第②步向滤渣A中加稀硫酸和H2O2，SiO2不反应，CeO2反应变成Ce3+，加碱以Ce（OH）3形式沉淀出（第③步），Ce（OH）3和氧气反，生成Ce（OH）4，经过滤、洗涤、干燥得到纯净的Ce（OH）4；
（1）滤渣A上含有FeCl3，洗涤滤渣A的目的是为了除去Fe3+；
（2）稀硫酸、H2O2，CeO2三者反应生成转化为Ce2（SO4）3、O2和H2O，反应的离子方程式为：6H++H2O2+2CeO2=2Ce3++O2 ↑+4H2O；加入稀硫酸和H2O2，CeO2转化为Ce3+，SiO2不反应，滤渣B的成分为SiO2，
故答案为：6H++H2O2+2CeO2=2Ce3++O2 ↑+4H2O；SiO2；
（3）化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，所以TBP不能与水互溶，实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪器有：分液漏斗、烧杯、玻璃棒、量筒等，故答案为：不能；分液漏斗；
（4）Ce（OH）4 ～FeSO4
0.0020mol 0.1000mol/L-1×0.020L
所以m（Ce（OH）4）=0.0020mol×208g/mol=0.416g，产品中Ce（OH）4的质量分数为
故答案为：90.04%；
为了实现资源利用最大化，某化工厂将合成氨、制纯碱和生产尿素（CO（NH2））工艺联合，简易流程如下：
（1）25℃时101kPa时，测得生成17g NH3，放出46.2kJ热量，写出合成NH3的热化学方程式______．
（2）合成氨原料气中的杂质硫化氢用稀氨水吸收，副产品是酸式盐．该副产品的化学式为______．
（3）反应器2分离出来的氮气和氢气再通入反应器1，其目的是______．向反应器3充入原料的顺序是：先加氯化钠溶液，通入氨气至饱和，再通入足量的二氧化碳可制得NaHCO3．反应器3中的化学方程式为______．
（4）工业上可用碳、甲烷与水蒸汽反应制氢气
①C+H2O（g）⇌CO+H2，△H＞0，此反应的化学平衡常数表达式为K=______，为了提高碳的转化率，宜采用下列措施中的（填字母编号）______．
A．增大压强 B．增加碳的量 C．升高温度D．增加水的量 E．使用催化剂 F．及时移出CO、H2
②有些国家水电丰富，采用惰性电极电解硫酸钠溶液制氢气，电解时阳极上的电极反应式为______．
③若仅以CH4、空气、H2O为原料制尿素（CH4+2H2O（g）
正确答案
解：（1）N2和H2完全反应生成17g即1molNH3放热46.2kJ热量，生成2mol氨气放热92.4KJ，反应为放热反应，反应的焓变为-92.4KJ/mol，反应的热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92.4KJ/mol；
故答案为：N2（g）+H2（g）═2NH3（g）△H═-92.4kJ/mol；
（2）硫化氢与氨水反应生成NH4HS，故答案为：NH4HS；
（3）氮气和氢气再通入反应器1可节约燃料，提高原料利用率；氯化钠、氨气和二氧化碳可反应生成碳酸氢钠和氯化铵：NaCl+CO2+H2O+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl，
故答案为：提高原料利用率；NaCl+CO2+H2O+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl；
（4）①平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积积，所以K=
故答案为：
②电解硫酸钠溶液实质是电解水，阳极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，故答案为：4OH--4e-═2H2O+O2↑；
③22.4m3 CH4的物质的量是1000mol，由C原子守恒可知，CH4～CO2～CO（NH2）2，CO（NH2）2的物质的量是1000mol，质量60000g，即60kg，故答案为：60．
解析
解：（1）N2和H2完全反应生成17g即1molNH3放热46.2kJ热量，生成2mol氨气放热92.4KJ，反应为放热反应，反应的焓变为-92.4KJ/mol，反应的热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92.4KJ/mol；
故答案为：N2（g）+H2（g）═2NH3（g）△H═-92.4kJ/mol；
（2）硫化氢与氨水反应生成NH4HS，故答案为：NH4HS；
（3）氮气和氢气再通入反应器1可节约燃料，提高原料利用率；氯化钠、氨气和二氧化碳可反应生成碳酸氢钠和氯化铵：NaCl+CO2+H2O+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl，
故答案为：提高原料利用率；NaCl+CO2+H2O+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl；
（4）①平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积积，所以K=
故答案为：
②电解硫酸钠溶液实质是电解水，阳极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，故答案为：4OH--4e-═2H2O+O2↑；
③22.4m3 CH4的物质的量是1000mol，由C原子守恒可知，CH4～CO2～CO（NH2）2，CO（NH2）2的物质的量是1000mol，质量60000g，即60kg，故答案为：60．
为了达到下表所列的实验目的，请选择合适的实验方法，将其标号填在答题卡上．
实验方法：A、加热B、将溶液滴在PH试纸上C、溶解、过滤、结晶D、滴加KSCN溶液
正确答案
解：氯化亚铁变质生成铁离子，可用KSCN检验，如变质，溶液呈红色；
细沙不溶于水，可用过滤的方法分离；
碳酸氢钠加热易分解，可用加热的方法除杂；
如雨水呈酸性，可用pH试纸检验，
故答案为：D；C；A；B．
解析
解：氯化亚铁变质生成铁离子，可用KSCN检验，如变质，溶液呈红色；
细沙不溶于水，可用过滤的方法分离；
碳酸氢钠加热易分解，可用加热的方法除杂；
如雨水呈酸性，可用pH试纸检验，
故答案为：D；C；A；B．
粉煤灰中含有SiO2、Al2O3、Fe2O3等，某实验室对其进行处理的流程如图所示：
回答下列问题：
（1）第①步得到的“熟料”中可溶性的成分主要是NH4Fe（SO4）2、NH4Al（SO4）2等，写出生成NH4Fe（SO4）2的化学方程式______．
（2）滤渣B的主要成分与NaOH溶液反应的离子方程式为______．
（3）步骤③中用NH4HCO3调节pH的实验原理为______（用离子方程式表示）．
（4）实验室进行第④步操作时，所需的仪器是酒精灯、石棉网、三脚架、玻璃棒、______，得到的晶体主要成份是______（填化学式）．第⑥步生成Al（OH）3的离子方程式为______．
正确答案
解：（1）根据题意，Fe2O3与NH4HSO4反应生成 NH4Fe（SO4）2和氨气与水：Fe2O3+4NH4HSO4
故答案为：Fe2O3+4NH4HSO4
（2）SiO2不溶于一般酸性溶液，不溶于氨水；SiO2与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；
故答案为：SiO2、SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；
（3）在酸性溶液中，H++HCO3-=H2O+CO2↑；
故答案为：H++HCO3-=H2O+CO2↑；
（4）实验室进行第④步操作时，滤液C得到硫酸铵，所需的仪器是酒精灯、石棉网、三脚架、玻璃棒、蒸发皿；第⑤步所加试剂NaOH，生成四羟基合硫酸根离子，第⑥步生成Al（OH）3的离子方程式为通入CO2，酸碱中和生成（NH4）2SO4；
故答案为：蒸发皿；（NH4）2SO4；[Al（OH）4]-+CO2+H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．
解析
解：（1）根据题意，Fe2O3与NH4HSO4反应生成 NH4Fe（SO4）2和氨气与水：Fe2O3+4NH4HSO4
故答案为：Fe2O3+4NH4HSO4
（2）SiO2不溶于一般酸性溶液，不溶于氨水；SiO2与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；
故答案为：SiO2、SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；
（3）在酸性溶液中，H++HCO3-=H2O+CO2↑；
故答案为：H++HCO3-=H2O+CO2↑；
（4）实验室进行第④步操作时，滤液C得到硫酸铵，所需的仪器是酒精灯、石棉网、三脚架、玻璃棒、蒸发皿；第⑤步所加试剂NaOH，生成四羟基合硫酸根离子，第⑥步生成Al（OH）3的离子方程式为通入CO2，酸碱中和生成（NH4）2SO4；
故答案为：蒸发皿；（NH4）2SO4；[Al（OH）4]-+CO2+H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．
工业上用铝土矿（含氧化铝、氧化铁）制取铝的过程如下：
请回答下列问题：
（1）操作I、操作II、操作III都是______（填操作名称），实验室要洗涤Al（OH）3沉淀应该在______装置中进行．
（2）生产过程中，除NaOH、H2O可以循环使用外，还可以循环使用的物质有______（填化学式）．用此法制取铝得到的副产品是______（填化学式）．
（3）写出Na2CO3溶液与CaO反应离子方程式：______．
（4）若铝土矿中还含有二氧化硅，此生产过程中得到的氧化铝将混有杂质：______（填化学式）．
正确答案
解：（1）实现固体和液体的分离采用过滤法，实验室要洗涤Al（OH）3沉淀是在过滤器中进行的，具体操作为：漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，使水自然流完，重复操作2～3次，
故答案为：过滤；过滤器；
（2）对碳酸钙高温煅烧生成的氧化钙可以再和碳酸钠水溶液作用，生成的二氧化碳还可以用来处理溶液B，二者均可以循环使用，该方案中的沉淀C氧化铁和电解铝生成的氧气是副产物，故答案为：CaO和CO2；Fe2O3和O2；
（3）Na2CO3溶液与CaO反应的实质是CO32-+CaO+H2O═CaCO3↓+2OH-，故答案为：CO32-+CaO+H2O═CaCO3↓+2OH-；
（4）二氧化硅能和强碱氢氧化钠反应生成硅酸钠，硅酸钠和二氧化碳反应生成难溶物质硅酸，受热分解产生二氧化硅，所以若铝土矿中还含有二氧化硅，此生产过程中得到的氧化铝将混有杂质二氧化硅，故答案为：SiO2．
解析
解：（1）实现固体和液体的分离采用过滤法，实验室要洗涤Al（OH）3沉淀是在过滤器中进行的，具体操作为：漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，使水自然流完，重复操作2～3次，
故答案为：过滤；过滤器；
（2）对碳酸钙高温煅烧生成的氧化钙可以再和碳酸钠水溶液作用，生成的二氧化碳还可以用来处理溶液B，二者均可以循环使用，该方案中的沉淀C氧化铁和电解铝生成的氧气是副产物，故答案为：CaO和CO2；Fe2O3和O2；
（3）Na2CO3溶液与CaO反应的实质是CO32-+CaO+H2O═CaCO3↓+2OH-，故答案为：CO32-+CaO+H2O═CaCO3↓+2OH-；
（4）二氧化硅能和强碱氢氧化钠反应生成硅酸钠，硅酸钠和二氧化碳反应生成难溶物质硅酸，受热分解产生二氧化硅，所以若铝土矿中还含有二氧化硅，此生产过程中得到的氧化铝将混有杂质二氧化硅，故答案为：SiO2．
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