- 气体的检验
- 共1690题
目前市场上大量矿泉水、食用油等产品包装瓶几乎都是用PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯，简称聚酯）制作的．利用废聚酯饮料瓶制备对苯二甲酸的流程及反应原理如下
（1）步骤①反应过程中的现象是______．
（2）步骤②分离的物质A是______．
（3）步骤③加沸石的目的是______．
（4）步骤④用盐酸酸化的方程式是______．
正确答案
解：根据流程中提示的发生的反应知道：聚对苯二甲酸乙二醇酯在碱性环境下可以水解为对苯二甲酸钠溶液和乙二醇，利用蒸馏法可以分离二者，首先被蒸馏出来的是对乙二醇，剩余的溶液是对苯二甲酸钠溶液，向其中加入盐酸可以将其转化为对苯二甲酸，
（1）聚对苯二甲酸乙二醇酯在碱性环境下水解为对苯二甲酸钠和乙二醇，根据给定的反应，现象是：固体溶解，有气泡产生；
故答案为：固体溶解，有气泡产生；
（2）对苯二甲酸钠溶液和乙二醇的混合物，利用蒸馏法可以分离二者，分离的物质A是乙二醇，故答案为：乙二醇；
（3）为防止溶液加热过程中的暴沸，可以加入碎石，故答案为：防止暴沸；
（4）对苯二甲酸钠溶液，向其中加入盐酸可以将其转化为对苯二甲酸，反应为：
解析
解：根据流程中提示的发生的反应知道：聚对苯二甲酸乙二醇酯在碱性环境下可以水解为对苯二甲酸钠溶液和乙二醇，利用蒸馏法可以分离二者，首先被蒸馏出来的是对乙二醇，剩余的溶液是对苯二甲酸钠溶液，向其中加入盐酸可以将其转化为对苯二甲酸，
（1）聚对苯二甲酸乙二醇酯在碱性环境下水解为对苯二甲酸钠和乙二醇，根据给定的反应，现象是：固体溶解，有气泡产生；
故答案为：固体溶解，有气泡产生；
（2）对苯二甲酸钠溶液和乙二醇的混合物，利用蒸馏法可以分离二者，分离的物质A是乙二醇，故答案为：乙二醇；
（3）为防止溶液加热过程中的暴沸，可以加入碎石，故答案为：防止暴沸；
（4）对苯二甲酸钠溶液，向其中加入盐酸可以将其转化为对苯二甲酸，反应为：
欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将Cr2O2-7转化为Cr（OH）3沉淀除去．
已知：
（1）某含铬废水处理的主要流程如图所示：
①沉池中加入的混凝剂是K2SO4•Al2（SO4）3•24H2O，用离子方程式表示其反应原理______．
②反应池中发生主要反应的离子方程式是Cr2O2-7+3HSO-3+5H+═2Cr3++3SO2-4+H2O．根据“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，此过程中发生主要反应的离子方程式是______、______．证明Cr3+沉淀完全的方法是______．
（2）工业亦可用电解法来处理含Cr2O2-7废水．实验室利用如图模拟处理含Cr2O2-7的废水，阳极反应式是Fe-2e-═Fe2+，阴极反应式是2H++2e-=H2↑．Fe2+与酸性溶液中的Cr2O2-7反应生成Cr3+和Fe3+，得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从水的电离平衡角度解释其原因是：______．
用电解法处理该溶液中0.01molCr2O2-7时，至少得到沉淀的质量是______g．
正确答案
解：（1）①K2SO4﹒Al2（SO4）3﹒24H2O为强电解质，在溶液中完全电离，生成Al3+和SO42-、K+，Al3+能水解生成氢氧化铝胶体：Al3++3H2O=Al（OH）3（胶体）+3H+或Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+，氢氧化铝胶体具有吸附性，能吸附水中的悬浮物，所以能作净水剂，
故答案为：Al3++3H2O=Al（OH）3（胶体）+3H+或Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+；
②根据“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，NaOH会和H+发生反应H++OH-═H2O，Cr3+与NaOH发生反应Cr3++3OH-═Cr（OH）3↓，Cr（OH）3沉淀完全时的pH为8，所以，测定溶液的pH，若pH≥8，则证明Cr3+沉淀完全，
故答案为：Cr3++3OH-═Cr（OH）3↓、H++OH-═H2O；测定溶液的pH，若pH≥8，则证明Cr3+沉淀完全；
（2）亚铁离子与Cr2O72-发生氧化还原反应，被还原为Cr3+然后生成Cr（OH）3沉淀，重铬酸根具有强氧化性，能将生成的亚铁离子氧化为三价，即6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；随着电解进行，溶液中c（H+） 逐渐减少，打破了水的电离平衡，促进了水的电离，使溶液中OH-浓度增大，溶液的碱性增强，生成Fe（OH）3和Cr（OH）3沉淀，金属阳离子在阴极区可沉淀完全；根据Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，Cr3++3OH-═Cr（OH）3↓、Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓知0.01mol Cr2O72-，可生成0.02molCr（OH）3，0.06molFe（OH）3，至少得到沉淀的质量是0.02mol×103g/mol+0.06mol×107g/mol=8.48g，
故答案为：阴极反应消耗了水中的H+，打破了水的电离平衡，促进了水的电离，使溶液中OH-浓度增大，溶液的碱性增强；8.48；
解析
解：（1）①K2SO4﹒Al2（SO4）3﹒24H2O为强电解质，在溶液中完全电离，生成Al3+和SO42-、K+，Al3+能水解生成氢氧化铝胶体：Al3++3H2O=Al（OH）3（胶体）+3H+或Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+，氢氧化铝胶体具有吸附性，能吸附水中的悬浮物，所以能作净水剂，
故答案为：Al3++3H2O=Al（OH）3（胶体）+3H+或Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+；
②根据“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，NaOH会和H+发生反应H++OH-═H2O，Cr3+与NaOH发生反应Cr3++3OH-═Cr（OH）3↓，Cr（OH）3沉淀完全时的pH为8，所以，测定溶液的pH，若pH≥8，则证明Cr3+沉淀完全，
故答案为：Cr3++3OH-═Cr（OH）3↓、H++OH-═H2O；测定溶液的pH，若pH≥8，则证明Cr3+沉淀完全；
（2）亚铁离子与Cr2O72-发生氧化还原反应，被还原为Cr3+然后生成Cr（OH）3沉淀，重铬酸根具有强氧化性，能将生成的亚铁离子氧化为三价，即6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；随着电解进行，溶液中c（H+） 逐渐减少，打破了水的电离平衡，促进了水的电离，使溶液中OH-浓度增大，溶液的碱性增强，生成Fe（OH）3和Cr（OH）3沉淀，金属阳离子在阴极区可沉淀完全；根据Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，Cr3++3OH-═Cr（OH）3↓、Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓知0.01mol Cr2O72-，可生成0.02molCr（OH）3，0.06molFe（OH）3，至少得到沉淀的质量是0.02mol×103g/mol+0.06mol×107g/mol=8.48g，
故答案为：阴极反应消耗了水中的H+，打破了水的电离平衡，促进了水的电离，使溶液中OH-浓度增大，溶液的碱性增强；8.48；
Ⅰ废铅蓄电池量急速增加所引起的铅污染日益严重．工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的工艺流程如下：
已知：Ksp（PbSO4）=1.6×10-5，Ksp（PbCO3）=3.3×10-14．
回答下列问题：
（1）写出步骤①中PbSO4转化为PbCO3过程的平衡常数表达式K=______．为提高步骤①的反应速率和铅浸出率，你认为可采取的两条措施是______．
（2）写出步骤②证明已经洗涤干净的实验操作方法______．步骤③从母液可获得副产品为______．写出步骤④用惰性电极电解的阴极反应式______．
Ⅱ铅的冶炼、加工同样会使水体中重金属铅的含量增大造成严重污染．水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb（OH）+、Pb（OH）2、Pb（OH）3-、Pb（OH）42-．各形态的浓度分数α随溶液pH 变化的关系如图所示：
（3）往含Pb2+的溶液中滴稀NaOH溶液，pH=8时溶液中存在的阳离子除H+、Na+外还有______，pH=9时，主要反应的离子方程式为______．
（4）某课题组制备了一种新型脱铅剂，能有效去除水中的痕量铅，实验结果如下表：
上表中除Pb2+外，该脱铅剂对其他离子的去除效果最好的是______．
（5）如果该脱铅剂（用EH表示）脱铅过程中主要发生的反应为：2EH（s）+Pb2+⇌E2Pb（s）+2H+．则脱铅的最合适pH 范围为______（填字母）．
A．4～5 B．6～7 C．9～10D．11～12．
正确答案
解：Ⅰ（1）反应平衡常数是用各反应物和生成物浓度计算表示，固体和纯液体的浓度是定值不出现在表达式中，为了加快反应速率和铅浸出率，可以采取措施有：充分搅拌；适当升高温度；增大碳酸钠和亚硫酸钠的浓度，故答案为：平衡常数K=
故答案为：
（2）步骤②证明已经洗涤干净只要证明其中不含有硫酸根离子即可，可以用氯化钡来检验，根据流程图，结合发生反应：PbO2+Na2SO3+Na2CO3+H2O=PbCO3↓+Na2SO4+2NaOH，所以从母液可获得副产品为NaOH、Na2SO4，电解池的阴极上是铅离子发生得电子的还原反应：Pb2++2e-=Pb，
故答案为：取少许最后一次洗涤液于试管中，滴入过量盐酸后，再滴入少量氯化钡溶液，若无沉淀产生，则证明已经洗涤干净；NaOH、Na2SO4；Pb2++2e-=Pb；
（3）由图象可知pH=8时，Pb2+，Pb（OH）+和Pb（OH）2共存，另外溶液中还有H+，所以中存在的阳离子（Na+除外）有Pb2+、Pb（OH）+、H+；pH=9时，曲线2、3表示的物质共存，由图可知Pb（OH）2的浓度分数比Pb（OH）+的大，所以主要反应是生成Pb（OH）2，反应的方程式为Pb2++2OH-═Pb（OH）2↓，
故答案为：Pb2+、Pb（OH）+；Pb2++2OH-═Pb（OH）2↓；
（4）加入脱铅剂，Pb2+浓度转化率为
故答案为：Fe3+；
（5）反应为2EH（s）+Pb2+⇌E2Pb（s）+2H+，参加反应的是Pb2+，由图象可知，选择PH要使铅全部以Pb2+形式存在，应为6～7之间，
故答案为：B．
解析
解：Ⅰ（1）反应平衡常数是用各反应物和生成物浓度计算表示，固体和纯液体的浓度是定值不出现在表达式中，为了加快反应速率和铅浸出率，可以采取措施有：充分搅拌；适当升高温度；增大碳酸钠和亚硫酸钠的浓度，故答案为：平衡常数K=
故答案为：
（2）步骤②证明已经洗涤干净只要证明其中不含有硫酸根离子即可，可以用氯化钡来检验，根据流程图，结合发生反应：PbO2+Na2SO3+Na2CO3+H2O=PbCO3↓+Na2SO4+2NaOH，所以从母液可获得副产品为NaOH、Na2SO4，电解池的阴极上是铅离子发生得电子的还原反应：Pb2++2e-=Pb，
故答案为：取少许最后一次洗涤液于试管中，滴入过量盐酸后，再滴入少量氯化钡溶液，若无沉淀产生，则证明已经洗涤干净；NaOH、Na2SO4；Pb2++2e-=Pb；
（3）由图象可知pH=8时，Pb2+，Pb（OH）+和Pb（OH）2共存，另外溶液中还有H+，所以中存在的阳离子（Na+除外）有Pb2+、Pb（OH）+、H+；pH=9时，曲线2、3表示的物质共存，由图可知Pb（OH）2的浓度分数比Pb（OH）+的大，所以主要反应是生成Pb（OH）2，反应的方程式为Pb2++2OH-═Pb（OH）2↓，
故答案为：Pb2+、Pb（OH）+；Pb2++2OH-═Pb（OH）2↓；
（4）加入脱铅剂，Pb2+浓度转化率为
故答案为：Fe3+；
（5）反应为2EH（s）+Pb2+⇌E2Pb（s）+2H+，参加反应的是Pb2+，由图象可知，选择PH要使铅全部以Pb2+形式存在，应为6～7之间，
故答案为：B．
“向海洋进军”，已成为世界许多国家发展的战略口号，海水中通常含有较多的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子，以海盐为原料的氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程如下：
依据图，完成下列填空：
（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极的电极反应式为______；
（2）电解过程的总反应的化学方程式______．
（3）电解槽阳极产物可用于______（至少写出两种用途）．
（4）工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程中除去这2种离子所发生反应的离子方程式为：______．
（5）如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是______
a．Ba（OH）2 b．Ba（NO3）2 c．BaCl2
（6）为了有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-加入试剂的合理顺序为______
a．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂
b．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3
c．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
（7）已知NaOH、NaCl在水中的溶解度数据如下表：
根据上述数据，脱盐工序中利用通过______、______（填操作名称）除去NaCl．
正确答案
解：（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极为阳极，则氯离子失电子发生氧化反应，方程式为2Cl--2e-=Cl2↑，故答案为；2Cl--2e-=Cl2↑；
（2）电解氯化钠溶液总反应的化学方程式为：2NaCl+2H2O 
（3）由（1）得，阳极生成氯气，氯气可用于制漂白粉、生产盐酸、自来水消毒、制高纯硅、合成塑料等，故答案为：制漂白粉、生产盐酸、自来水消毒、制高纯硅、合成塑料等；
（4）Ca2+、Mg2+等杂质与碳酸钠、NaOH反应转化为沉淀，离子反应分别为Ca2++CO32-═CaCO3↓、Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓，
故答案为：Ca2++CO32-═CaCO3↓、Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓；
（5）添加钡试剂除去SO42-，注意不能引入新的杂质，选Ba（NO3）2会引入杂质硝酸根离子，所以该钡试剂不能选用，
故答案为：a c；
（6）SO42-、Ca2+、Mg2+等分别与BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反应生成沉淀，可再通过过滤除去，Na2CO3溶液能除去过量的BaCl2溶液，盐酸能除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液，所以应BaCl2溶液再Na2CO3溶液之前加即可，所以加入试剂顺序为bc，故答案为：bc；
（7）根据表中数据可以得出：氢氧化钠的溶解度随温度的升高而增大，但是氯化钠的溶解度受温度的影响不大，则在温度高的时候，生成氢氧化钠晶体即可除去氯化钠，所以氢氧化钠和氯化钠分离的方法是：蒸发结晶，趁热过滤；故答案为：蒸发结晶，趁热过滤；
解析
解：（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极为阳极，则氯离子失电子发生氧化反应，方程式为2Cl--2e-=Cl2↑，故答案为；2Cl--2e-=Cl2↑；
（2）电解氯化钠溶液总反应的化学方程式为：2NaCl+2H2O
（3）由（1）得，阳极生成氯气，氯气可用于制漂白粉、生产盐酸、自来水消毒、制高纯硅、合成塑料等，故答案为：制漂白粉、生产盐酸、自来水消毒、制高纯硅、合成塑料等；
（4）Ca2+、Mg2+等杂质与碳酸钠、NaOH反应转化为沉淀，离子反应分别为Ca2++CO32-═CaCO3↓、Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓，
故答案为：Ca2++CO32-═CaCO3↓、Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓；
（5）添加钡试剂除去SO42-，注意不能引入新的杂质，选Ba（NO3）2会引入杂质硝酸根离子，所以该钡试剂不能选用，
故答案为：a c；
（6）SO42-、Ca2+、Mg2+等分别与BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反应生成沉淀，可再通过过滤除去，Na2CO3溶液能除去过量的BaCl2溶液，盐酸能除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液，所以应BaCl2溶液再Na2CO3溶液之前加即可，所以加入试剂顺序为bc，故答案为：bc；
（7）根据表中数据可以得出：氢氧化钠的溶解度随温度的升高而增大，但是氯化钠的溶解度受温度的影响不大，则在温度高的时候，生成氢氧化钠晶体即可除去氯化钠，所以氢氧化钠和氯化钠分离的方法是：蒸发结晶，趁热过滤；故答案为：蒸发结晶，趁热过滤；
铬及其化合物在工业、生产、生活中的应用广泛，但化工废料铬渣对人体健康有很大危害．
I．交警常用“司机饮酒检测仪”检查司机是否酒后驾车，其原理是硫酸酸化的含CrO3的硅胶和乙醇反应生成硫酸铬[Cr2（SO4）3]和乙醛（CH3CHO）等．
（1）在该反应中CrO3是______（填“氧化剂”或“还原剂”）．
（2）请写出检测时反应的化学方程式：______．
II．从化工厂铬渣（含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe3+）中提取硫酸钠的工艺如图1：
已知：Fe3+、Cr3+完全沉淀（c≤1.0×10-5 mol•L-1）时pH分别为3.6和5．
（3）“微热”除能加快反应速率外，同时还可以______．
（4）根据图2所示溶解度（S）∽温度（T）曲线，操作B的最佳方法为______（填字母序号）
A．蒸发结晶，趁热过滤
B．蒸发浓缩，降温结晶，过滤
（5）酸化后Cr2O72-可被SO32-还原成Cr3+，离子方程式为______；常温下，Cr（OH）3的溶度积常数Ksp[Cr（OH）3]=______ mol4．L-4．
（6）Cr（OH）3在溶液中存在以下平衡：
H++CrO2-（亮绿色）+H2O⇌Cr（OH）3（s）⇌Cr3+（紫色）+3OH-．
在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH为5，pH不能过高的理由是：______．
正确答案
解：I．（1）该反应中Cr元素化合价由+6价变为+3价，得电子化合价降低的反应物是氧化剂，故答案为：氧化剂；
（2）该反应中Cr元素化合价由+6价变为+3价，C2H5OH中C元素化合价由-2价变为-1价，转移电子总数为6，根据转移电子相等知，CrO3的计量数是2，C2H5OH的计量数是3，再结合原子守恒配平方程式为2CrO3+3C2H5OH+3H2SO4=Cr2（SO4）3+3CH3CHO+6H2O，
故答案为：3C2H5OH+2CrO3+3H2SO4═3CH3CHO+Cr2（SO4）3+6H2O；
II．（3）因为水解反应吸热，故“微热”除能加快反应速率外，同时还可以促进Fe3+水解生成Fe（OH）3而除去，滤渣A为Fe（OH）3，故答案为：促进Fe3+水解生成Fe（OH）3而除去，Fe（OH）3；
（4）根据如图2溶解度（S）～温度（T）曲线，操作B的最佳方法为 先将混合溶液蒸发浓缩，趁热过滤，趁热过滤的目的是有利于硫酸钠结晶析出，可以防止Na2Cr2O7•2H2O结晶析出，故答案为：A；
（5）酸化后Cr2O72-可被SO32-还原成Cr3+，SO32-变为SO42-，离子方程式为3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O；为保证最后得到纯净的硫酸钠，酸C为H2SO4，根据Cr3+完全沉淀（c≤1.0×10-5 mol•L-1）时pH为5，则c（H+）=10-5 mol/L，c（OH-）=10-9 mol•L-1，则Cr（OH）3的溶度积常数Ksp[Cr（OH）3]=（Cr3+）•c3（OH-）=1.0×10-32mol4•L-4，故答案为：3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O；H2SO4；1.0×10-32mol4•L-4；
（6）如果氢氧化钠过量，氢离子浓度减少平衡H++CrO2-（亮绿色）+H2O⇌Cr（OH）3（s）⇌Cr3+（紫色）+3OH-，平衡逆向移动，Cr（OH）3会溶解，故答案为：加入NaOH使上述平衡逆移，使Cr（OH）3+OH-=CrO2-+2H2O．
解析
解：I．（1）该反应中Cr元素化合价由+6价变为+3价，得电子化合价降低的反应物是氧化剂，故答案为：氧化剂；
（2）该反应中Cr元素化合价由+6价变为+3价，C2H5OH中C元素化合价由-2价变为-1价，转移电子总数为6，根据转移电子相等知，CrO3的计量数是2，C2H5OH的计量数是3，再结合原子守恒配平方程式为2CrO3+3C2H5OH+3H2SO4=Cr2（SO4）3+3CH3CHO+6H2O，
故答案为：3C2H5OH+2CrO3+3H2SO4═3CH3CHO+Cr2（SO4）3+6H2O；
II．（3）因为水解反应吸热，故“微热”除能加快反应速率外，同时还可以促进Fe3+水解生成Fe（OH）3而除去，滤渣A为Fe（OH）3，故答案为：促进Fe3+水解生成Fe（OH）3而除去，Fe（OH）3；
（4）根据如图2溶解度（S）～温度（T）曲线，操作B的最佳方法为 先将混合溶液蒸发浓缩，趁热过滤，趁热过滤的目的是有利于硫酸钠结晶析出，可以防止Na2Cr2O7•2H2O结晶析出，故答案为：A；
（5）酸化后Cr2O72-可被SO32-还原成Cr3+，SO32-变为SO42-，离子方程式为3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O；为保证最后得到纯净的硫酸钠，酸C为H2SO4，根据Cr3+完全沉淀（c≤1.0×10-5 mol•L-1）时pH为5，则c（H+）=10-5 mol/L，c（OH-）=10-9 mol•L-1，则Cr（OH）3的溶度积常数Ksp[Cr（OH）3]=（Cr3+）•c3（OH-）=1.0×10-32mol4•L-4，故答案为：3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O；H2SO4；1.0×10-32mol4•L-4；
（6）如果氢氧化钠过量，氢离子浓度减少平衡H++CrO2-（亮绿色）+H2O⇌Cr（OH）3（s）⇌Cr3+（紫色）+3OH-，平衡逆向移动，Cr（OH）3会溶解，故答案为：加入NaOH使上述平衡逆移，使Cr（OH）3+OH-=CrO2-+2H2O．
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