- 气体的检验
- 共1690题
（1）现有废铜屑和废硫酸，请从原料的利用率和环保的角度分析，设计一个制取胆矾（CuSO4•5H2O）的合理方案．（只用化学方程式说明）
第一步：______；
第二步：______；
第三步：过滤，加热浓缩，冷却结晶______．
（2）有人建议用铜和稀硫酸混合在加热的条件下不断通入空气以制得硫酸铜溶液，请写出该反应的化学方程式______
（3）某课外研究小组，用铜粉通过不同的化学反应制取胆矾．其设计的实验过程为：
①铜粉经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，判断其中含有少量铜的方法是______．
②由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径I相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是______、______．
正确答案
2Cu+O2
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
CuSO4+5H2O=CuSO4•5H2O
2Cu+O2+2H2SO4
取少量粗制氧化铜于试管中，加入足量盐酸，充分振荡，若有不溶物存在，说明粗制氧化铜中含有少量铜
生成等量的硫酸铜，硫酸用量少
不产生有毒气体
解析
解：（1）以废铜屑和废硫酸为原料，从原料的利用率和环保的角度分析，设计制取胆矾（CuSO4•5H2O）的方案应：铜与氧气反应生成氧化铜，再由氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜，最后过滤，加热浓缩，冷却结晶可得CuSO4•5H2O．
故反应方程式为第一步：2Cu+O2
第二步：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O；
第三步：CuSO4+5H2O=CuSO4•5H2O，
故答案为：2Cu+O2
（2）铜和稀硫酸混合在加热的条件下不断通入空气，反应生成硫酸铜与水，方程式为2Cu+O2+2H2SO4
故答案为：2Cu+O2+2H2SO4
（3）①可以根据铜不溶于稀盐酸设计方案检验，所以检验方法为：取少量粗制氧化铜于试管中，加入足量盐酸，充分振荡，若有不溶物存在，说明粗制氧化铜中含有少量铜，
故答案为：取少量粗制氧化铜于试管中，加入足量盐酸，充分振荡，若有不溶物存在，说明粗制氧化铜中含有少量铜；
②比较反应的两个途径，途径Ⅰ有浓硫酸参加反应，消耗较多硫酸，并产生污染性二氧化硫气体，
故答案为：生成等量的硫酸铜，硫酸用量少；不产生有毒气体．
为了将混有K2SO4、MgSO4的KNO3固体提纯，并制得纯净的KNO3溶液，某学生设计如下实验方案：
（1）操作①为______．
（2）操作②～④加入的试剂顺序可以为：______
（3）如何判断SO42-已除尽？______．
（4）实验过程中产生的多次沉淀______（选填：需要、不需要）多次过滤，其理由是______．
（5）该同学的实验设计方案是否严密，说明理由______．
正确答案
解：淀反应必须在溶液中进行，以便充分反应，并使杂质完全沉淀，所以首先应当将固体配制成溶液．除去SO42-、Mg2+离子的方法一般是使它们分别形成BaSO4和Mg（OH）2沉淀，所以需要加入稍过量的Ba（NO3）2和KOH溶液，过量的Ba2+可用K2CO3溶液除去，因此实验时必须先加入Ba（NO3）2溶液，后加入K2CO3溶液，同时要注意不可加入BaCl2、Na2CO3和NaOH溶液进行除杂，也不可用稀盐酸调节溶液的pH，否则会引进Na+和Cl-杂质，
（1）后续实验是在溶液中进行的，需要加水溶解，操作①需要配制成溶液，需要加水溶解，故答案为：加水溶解；
（2）先加硝酸钡，除去硫酸根，再加氢氧化钠，除去镁离子，再加碳酸钠，除去多余的钡离子，最后加硝酸，除去多余的碳酸钾和氢氧化钾；
先加氢氧化钾，除去镁离子，再加氯化钡，除去硫酸根，再加碳酸钾，除去多余的钡离子，最后加硝酸，除去多余的碳酸钾和氢氧化钾；
先加入硝酸钡，除去硫酸根，再加碳酸钾，能把钙离子和多余钡离子除去，再加氢氧化钾，除去镁离子，最后加硝酸，除去多余的碳酸钾和氢氧化钾，
故答案为：Ba（NO3）2、K2CO3、KOH或KOH、Ba（NO3）2、K2CO3或Ba（NO3）2、KOH、K2CO3；
（3）加入过量硝酸钡溶液除去硫酸根离子，检验硫酸根离子已除尽，可静止片刻在上层清液处，滴加一滴Ba（NO3）2溶液，不出现浑浊就说明硫酸根离子已经除尽，
故答案为：静置，取少量上层澄清溶液，再加入少量Ba（NO3）2溶液，若不变浑浊，表明SO42-已除尽；
（4）几个沉淀分别为BaSO4、BaCO3、Mg（OH）2，这几个沉淀反应互不干扰，因此只过滤一次，可减少操作程序，
故答案为：不需要；因为几个沉淀反应互不干扰，因此只过滤一次，可减少操作程序；
（5）因加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl-，制不到纯净的KNO3溶液（E），所以该同学的实验设计方案中该步并不严密，
故答案为：不严密，因为加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl-．
解析
解：淀反应必须在溶液中进行，以便充分反应，并使杂质完全沉淀，所以首先应当将固体配制成溶液．除去SO42-、Mg2+离子的方法一般是使它们分别形成BaSO4和Mg（OH）2沉淀，所以需要加入稍过量的Ba（NO3）2和KOH溶液，过量的Ba2+可用K2CO3溶液除去，因此实验时必须先加入Ba（NO3）2溶液，后加入K2CO3溶液，同时要注意不可加入BaCl2、Na2CO3和NaOH溶液进行除杂，也不可用稀盐酸调节溶液的pH，否则会引进Na+和Cl-杂质，
（1）后续实验是在溶液中进行的，需要加水溶解，操作①需要配制成溶液，需要加水溶解，故答案为：加水溶解；
（2）先加硝酸钡，除去硫酸根，再加氢氧化钠，除去镁离子，再加碳酸钠，除去多余的钡离子，最后加硝酸，除去多余的碳酸钾和氢氧化钾；
先加氢氧化钾，除去镁离子，再加氯化钡，除去硫酸根，再加碳酸钾，除去多余的钡离子，最后加硝酸，除去多余的碳酸钾和氢氧化钾；
先加入硝酸钡，除去硫酸根，再加碳酸钾，能把钙离子和多余钡离子除去，再加氢氧化钾，除去镁离子，最后加硝酸，除去多余的碳酸钾和氢氧化钾，
故答案为：Ba（NO3）2、K2CO3、KOH或KOH、Ba（NO3）2、K2CO3或Ba（NO3）2、KOH、K2CO3；
（3）加入过量硝酸钡溶液除去硫酸根离子，检验硫酸根离子已除尽，可静止片刻在上层清液处，滴加一滴Ba（NO3）2溶液，不出现浑浊就说明硫酸根离子已经除尽，
故答案为：静置，取少量上层澄清溶液，再加入少量Ba（NO3）2溶液，若不变浑浊，表明SO42-已除尽；
（4）几个沉淀分别为BaSO4、BaCO3、Mg（OH）2，这几个沉淀反应互不干扰，因此只过滤一次，可减少操作程序，
故答案为：不需要；因为几个沉淀反应互不干扰，因此只过滤一次，可减少操作程序；
（5）因加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl-，制不到纯净的KNO3溶液（E），所以该同学的实验设计方案中该步并不严密，
故答案为：不严密，因为加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl-．
硫酸铅广泛应用于制造蓄电池、白色颜料等．利用锌冶炼过程中的铅浮渣生产硫酸铅的流程如下：
已知铅浮渣的主要成分是PbO、Pb．
（1）①写出步骤Ⅰ中主要反应的化学方程式：______、______．
②步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式为：______．母液可循环利用于步骤Ⅰ，其溶质主要是______．
（2）铅蓄电池的电池反应式为：Pb（s）+PbO2（s）+2H2SO4（aq）
①放电时，电池正极发生反应的物质是______，负极的电极反应式为：______．
②充电时，阳极发生的反应可表示为：______．电池中溶液的pH 变______（填“大”、“小”或“不变”）．
正确答案
解：铅浮渣的主要成分是PbO、Pb，加入硝酸可以发生反应生成的是硝酸铅溶液，向该浸出液中加入硫酸，可以发生复分解反应生成硫酸铅沉淀和硝酸，硝酸可以循环使用，用来溶解PbO、Pb，过滤得到的沉淀是硫酸铅．
（1）①氧化铅属于碱性氧化物和硝酸反应生成盐和水，根据题给信息硝酸把铅氧化成Pb2+，硝酸被还原成NO，故反应方程式为PbO+2HNO3=Pb（NO3）2+H2O、3Pb+8HNO3=3Pb（NO3）2+2NO↑+4H2O；
故答案为：PbO+2HNO3=Pb（NO3）2+H2O；3Pb+8HNO3=3Pb（NO3）2+2NO↑+4H2O；
②硝酸铅可以和硫酸反应得到硫酸铅沉淀和硝酸，离子方程式为：Pb2++SO42-=PbSO4↓，硝酸可以用来溶解PbO、Pb，可以循环使用；
故答案为：Pb2++SO42-=PbSO4↓；HNO3；
（2）①放电时，铅失电子发生氧化反应而作负极，电极反应式为Pb-2e-+SO42-=PbSO4，二氧化铅得电子作正极，电极反应式为PbO2+SO42-+2e-+4H+═PbSO4+2H2O，
故答案为：PbO2；Pb-2e-+SO42-=PbSO4；
②充电时，阳极PbSO4发生氧化反应，PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-，消耗氢离子，所以pH减小，故答案为：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-；小．
解析
解：铅浮渣的主要成分是PbO、Pb，加入硝酸可以发生反应生成的是硝酸铅溶液，向该浸出液中加入硫酸，可以发生复分解反应生成硫酸铅沉淀和硝酸，硝酸可以循环使用，用来溶解PbO、Pb，过滤得到的沉淀是硫酸铅．
（1）①氧化铅属于碱性氧化物和硝酸反应生成盐和水，根据题给信息硝酸把铅氧化成Pb2+，硝酸被还原成NO，故反应方程式为PbO+2HNO3=Pb（NO3）2+H2O、3Pb+8HNO3=3Pb（NO3）2+2NO↑+4H2O；
故答案为：PbO+2HNO3=Pb（NO3）2+H2O；3Pb+8HNO3=3Pb（NO3）2+2NO↑+4H2O；
②硝酸铅可以和硫酸反应得到硫酸铅沉淀和硝酸，离子方程式为：Pb2++SO42-=PbSO4↓，硝酸可以用来溶解PbO、Pb，可以循环使用；
故答案为：Pb2++SO42-=PbSO4↓；HNO3；
（2）①放电时，铅失电子发生氧化反应而作负极，电极反应式为Pb-2e-+SO42-=PbSO4，二氧化铅得电子作正极，电极反应式为PbO2+SO42-+2e-+4H+═PbSO4+2H2O，
故答案为：PbO2；Pb-2e-+SO42-=PbSO4；
②充电时，阳极PbSO4发生氧化反应，PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-，消耗氢离子，所以pH减小，故答案为：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-；小．
明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质．具体实验步骤如图所示：
根据上述图示，完成下列填空：
（1）明矾石焙烧后用稀氨水浸出．配制500mL稀氨水（每升含有39.20g氨）需要取浓氨水（每升含有250.28g氨）______mL，用规格为______mL量筒量取．
（2）氨水浸出后得到固液混合体系，过滤，滤液中除K+、SO42-外，还有大量的NH4+．检验NH4+的方法是______．
（3）写出沉淀物中所有物质的化学式______．
（4）滤液I的成分是水和______．
（5）为测定混合肥料K2SO4、（NH4）2SO4中钾的含量，完善下列步骤：
①称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量______溶液，产生白色沉淀．
②______、______、______（依次填写实验操作名称）．
③冷却、称重．
（6）若试样为mg，沉淀的物质的量为nmol，则试样中K2SO4的物质的量为：______mol（用含m、n的代数式表示）．
正确答案
解：（1）配制500mL稀氨水（每升含有39.20g氨），需要使用500mL容量瓶，需要浓氨水（每升含有250.28g氨）的体积为：
故答案为：78；100；
（2）可以使用氢氧化钠和红色石蕊试纸进行检验，具体检验NH4+的方法为：取滤液少许，加入NaOH加热，生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝，
故答案为：取滤液少许，加入NaOH加热，生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝（合理即给分）；
（3）明矾石的组成和明矾相似，所以能够与氨水反应生成氢氧化铝沉淀，还含有氧化铝和少量氧化铁杂质不与氨水反应也不容易水，所以沉淀物为：Al（OH）3、Al2O3、Fe2O3，
故答案为：Al（OH）3、Al2O3、Fe2O3；
（4）明矾石的组成和明矾相似，根据工艺流程转化关系可知，滤液I中含有K2SO4和反应生成（NH4）2SO4，
故答案为：K2SO4、（NH4）2SO4；
（5）混合肥料中含有K2SO4、（NH4）2SO4，要产生白色沉淀，加入的溶液为BaCl2或Ba（NO3）2溶液；然后进行操作：先将混合液过滤，然后洗涤沉淀，最后干燥，冷却后称重，
故答案为：BaCl2 或Ba（NO3）2；过滤、洗涤、干燥．
（6）试样为mg，则174n（K2SO4）+132n[（NH4）2SO4]=m，沉淀的物质的量为nmol，即BaSO4的物质的量为nmol，根据硫酸根守恒有：n（K2SO4）+n[（NH4）2SO4]=n．联立解得，n（K2SO4）=
故答案为：
解析
解：（1）配制500mL稀氨水（每升含有39.20g氨），需要使用500mL容量瓶，需要浓氨水（每升含有250.28g氨）的体积为：
故答案为：78；100；
（2）可以使用氢氧化钠和红色石蕊试纸进行检验，具体检验NH4+的方法为：取滤液少许，加入NaOH加热，生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝，
故答案为：取滤液少许，加入NaOH加热，生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝（合理即给分）；
（3）明矾石的组成和明矾相似，所以能够与氨水反应生成氢氧化铝沉淀，还含有氧化铝和少量氧化铁杂质不与氨水反应也不容易水，所以沉淀物为：Al（OH）3、Al2O3、Fe2O3，
故答案为：Al（OH）3、Al2O3、Fe2O3；
（4）明矾石的组成和明矾相似，根据工艺流程转化关系可知，滤液I中含有K2SO4和反应生成（NH4）2SO4，
故答案为：K2SO4、（NH4）2SO4；
（5）混合肥料中含有K2SO4、（NH4）2SO4，要产生白色沉淀，加入的溶液为BaCl2或Ba（NO3）2溶液；然后进行操作：先将混合液过滤，然后洗涤沉淀，最后干燥，冷却后称重，
故答案为：BaCl2 或Ba（NO3）2；过滤、洗涤、干燥．
（6）试样为mg，则174n（K2SO4）+132n[（NH4）2SO4]=m，沉淀的物质的量为nmol，即BaSO4的物质的量为nmol，根据硫酸根守恒有：n（K2SO4）+n[（NH4）2SO4]=n．联立解得，n（K2SO4）=
故答案为：
某工厂排出的污水中含有大量的Fe2+、Zn2+、Hg2+三种金属离子．以下是化学研究性学习小组的同学对该厂污水处理的设想．
[资料获悉]部分阳离子以氢氧化物或硫化物形式完全沉淀时溶液的pH及硫化物的KSP如下表所示．
[探究思路]设想（一）：重点是治理污染，低成本除去重金属离子Zn2+、Hg2+．
设想（二）：除去污水中金属离子，回收绿矾、皓矾（ZnSO4•7H2O）和汞．
[药 品]NaOH溶液、硫化钠溶液、硫化亚铁、稀硫酸、铁粉．
[实验探究]（1）为了实现设想（一），甲、乙、丙三位同学分别对废水采取以下措施：
甲：加入NaOH溶液，调节溶液pH至10；
乙：加入硫化钠溶液，调节溶液pH至5；
丙：加入硫化亚铁粉末，搅拌．
你认为合理的是______（填“甲”、“乙”或“丙”），理由是______．
（2）研究性学习小组根据设想（二）设计了如图所示的实验方案．
请回答：
①步骤Ⅲ中抽滤的目的是______，抽滤的主要仪器是______．
该步骤涉及反应的离子方程式有Zn2++4OH-=ZnO22-+2H2O和______．
②欲实现步骤Ⅴ，所需加入的试剂有______、______，所涉及的主要操作依次为______、过滤、______．
正确答案
解：（1）沉淀总是向更难溶的方向转化，加入硫化亚铁，可以生成HgS、ZnS沉淀而除去，故答案为：丙；硫化亚铁成本低，使沉淀转化成HgS、ZnS沉淀而除去；
（2）①抽滤速度较快，抽滤的仪器有：布氏漏斗、吸滤瓶，二价铁离子能与氧气在碱性条件下水解生成氢氧化铁：4Fe2++O2+8OH-+2H2O=4Fe（OH）3↓，故答案为：加快过滤速度；布氏漏斗、吸滤瓶；4Fe2++O2+8OH-+2H2O=4Fe（OH）3↓；
②氢氧化铁能与稀硫酸反应生成硫酸铁，硫酸铁能与过量铁单质反应生成二价铁离子，然后溶解、过滤、重结晶得到FeSO4•7H2O，故答案为：稀硫酸；铁粉（过量）；溶解；重结晶．
解析
解：（1）沉淀总是向更难溶的方向转化，加入硫化亚铁，可以生成HgS、ZnS沉淀而除去，故答案为：丙；硫化亚铁成本低，使沉淀转化成HgS、ZnS沉淀而除去；
（2）①抽滤速度较快，抽滤的仪器有：布氏漏斗、吸滤瓶，二价铁离子能与氧气在碱性条件下水解生成氢氧化铁：4Fe2++O2+8OH-+2H2O=4Fe（OH）3↓，故答案为：加快过滤速度；布氏漏斗、吸滤瓶；4Fe2++O2+8OH-+2H2O=4Fe（OH）3↓；
②氢氧化铁能与稀硫酸反应生成硫酸铁，硫酸铁能与过量铁单质反应生成二价铁离子，然后溶解、过滤、重结晶得到FeSO4•7H2O，故答案为：稀硫酸；铁粉（过量）；溶解；重结晶．
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