- 气体的检验
- 共1690题
两个研究性学习小组分别利用盐湖苦卤和铝土矿提取并制备有用的化学物质．
甲组：从盐湖苦卤中制取较纯净的氯化钾及液溴，设计了如下流程：（盐湖苦卤的浓缩液富含K+、Mg2+、Br-、SO42-、Cl-等），回答一下问题：
（1）图中氧化剂可以选择______．
A．I2 B．Cl2 C．S
（2）操作Ⅰ的名称：______；
（3）依次加入的试剂为x，y，z的化学式为______、______、______；
（4）无色溶液B中可能含有的离子有______，检验其中是否含有Cl-的方法是______．
正确答案
解：（1）氧化剂应为氯气，通入氯气发生：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，所以选择氯气，故选：B；
（2）氧化剂应为氯气，通入氯气发生：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，加入CCl4，溴易溶于CCl4，溶液分层，用萃取、分液的方法分离，故答案为：萃取、分液；
（3）除去溶液中的Mg2+、SO42-，类似于粗盐的提纯，加入过量BaCl2可除去SO42-，加入过量KOH溶液可除去Mg2+，最后加入K2CO3可除去BaCl2，所以试剂为x，y，z分别加入过量的BaCl2、KOH、K2CO3，故答案为：BaCl2、KOH、K2CO3；
（4）因为依次加入过量的BaCl2、KOH、K2CO3，所以无色溶液B中可能含有的离子有氢氧根离子、氯离子、钾离子和碳酸根离子，取试样少许加入HNO3酸化后，应该再加入含有Ag+的溶液，观察是否有白色沉淀生成，如果有白色沉淀说明存在氯离子，
故答案为：氢氧根离子、氯离子、钾离子和碳酸根离子；取试样少许加入HNO3酸化后，应该再加入含有Ag+的溶液，观察是否有白色沉淀生成．
解析
解：（1）氧化剂应为氯气，通入氯气发生：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，所以选择氯气，故选：B；
（2）氧化剂应为氯气，通入氯气发生：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，加入CCl4，溴易溶于CCl4，溶液分层，用萃取、分液的方法分离，故答案为：萃取、分液；
（3）除去溶液中的Mg2+、SO42-，类似于粗盐的提纯，加入过量BaCl2可除去SO42-，加入过量KOH溶液可除去Mg2+，最后加入K2CO3可除去BaCl2，所以试剂为x，y，z分别加入过量的BaCl2、KOH、K2CO3，故答案为：BaCl2、KOH、K2CO3；
（4）因为依次加入过量的BaCl2、KOH、K2CO3，所以无色溶液B中可能含有的离子有氢氧根离子、氯离子、钾离子和碳酸根离子，取试样少许加入HNO3酸化后，应该再加入含有Ag+的溶液，观察是否有白色沉淀生成，如果有白色沉淀说明存在氯离子，
故答案为：氢氧根离子、氯离子、钾离子和碳酸根离子；取试样少许加入HNO3酸化后，应该再加入含有Ag+的溶液，观察是否有白色沉淀生成．
硅孔雀 石是一种含铜矿石，含铜形态为CuCO3•Cu（OH）2和CuSiO3•2H2O，同时含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质．以其为原料制取硫酸铜的工艺流程如图：
（1）完成步骤①中稀硫酸与CuSiO3•2H2O反应的化学方程式：
CuSiO3•2H2O+H2SO4=CuSO4+______+H2O；双氧水的作用是______．
（2）步骤②调节溶液pH，可以选用的试剂是______
A．CuOB．Fe2O3 C．Al2O3D Cu（OH）2
（3）有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：
步骤②中，调节pH=4时，所得滤渣B的成分的化学式为______，滤液B中除Cu2+外，还含有的金属阳离子是______．
（4）将滤液B通过______、______，过滤等操作可得到硫酸铜晶体．
（5）测定硫酸铜晶体结晶水的含量时，应将 其放入______中灼烧．加热失水后，若在空气中冷却称量，测定结果______（填“偏高”、“偏低”或“不变”）．
正确答案
H4SiO4
将Fe2+氧化成Fe3+
AD
Fe（OH）3、Al（OH）3
Al3+
蒸发浓缩
冷却结晶
坩埚
偏低
解析
解：（1）利用质量守恒定律，可以判断未知物是硅酸，利用观察法配平反应方程式为：CuSiO3•2H2O+H2SO4═CuSO4+H4SiO4+H2O；双氧水将亚铁离子氧化成铁离子的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；
故答案为：H4SiO4；将Fe2+氧化成Fe3+；
（2）由于滤液A显示酸性，加入的试剂能够中和溶液中的氢离子，还不能引进新的杂质，所以应该选用氧化铜，氢氧化铜，故选AD；
故答案为：AD．
（3）步骤②中，调节pH=4时，所得滤渣B的成分依据表中数据可知，pH=4时，三价铁离子完全生成了氢氧化铁沉淀，而铝离子完全沉淀需要的PH是5.2，所以铝离子没有完全沉淀，铝离子有少量沉淀，所以渣B的成分为：Fe（OH）3、Al（OH）3 ，滤液B中除Cu2+外，还含有的金属阳离子是Al3+；
故答案为：Fe（OH）3、Al（OH）3 ，Al3+；
（4）滤液B为硫酸铜溶液，通过蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤等操作可得到硫酸铜晶体；
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（5）测定硫酸铜晶体中结晶水的含量，需要的仪器是酒精灯、托盘天平、三角架、泥三角、玻璃棒、干燥器、坩埚钳、研钵、药匙和坩埚；若是在空中冷却后称量，导致称量的剩余固体质量偏大，计算出结晶水的质量偏小，结果偏低；
故答案为：坩埚；偏低．
连二亚硫酸钠（Na2S2O4）俗称保险粉，有极强的还原性．受热、遇水都会发生分解反应放出大量的热，甚至引起燃烧．不溶于乙醇，可溶于氢氧化钠水溶液并稳定存在．
（1）保险粉应如何保存？______（填一注意事项）．
（2）锌粉法是制备Na2S2O4的一种常见方法，其原理如图所示：
①步骤I中SO2表现了______（填“氧化性”、“还原性”或“酸性”）；若用Na2SO3固体和某酸反应制备SO2气体，你认为下列最适宜选用的酸是______
A．浓盐酸 B．质量分数为70%的H2SO4
C．稀硝酸 D．质量分数为10%的稀硫酸
②常温下，若ZnS2O4悬浊液中C（Zn2+）=0，1mol•L-1，则应加氢氧化钠溶液调至PH≥______，才能使Zn（OH）2沉淀完全（已知离子浓度≤1.0×10-5mol•L-1，即沉淀完全；Ksp[Zn（OH）2]=1.0×10-17）
③步骤Ⅲ过程较为复杂，其中涉及过滤，洗涤，干燥等过程，请写出洗涤过程：______．
（3）甲酸钠法是制备Na2S2O4的一种新方法，其原理为将甲酸钠（HCOONa）、碳酸钠溶于乙醇中，再通入足量的SO2气体，析出Na2S2O4固体．完成反应的化学方程式：
______HCOONa+______SO2+______Na2CO3═______Na2S2O4↓+______H2O+______
（4）保险粉在空气中容易吸收氧气而发生氧化．其方程式为：
①2Na2S2O4+O2+H2O=4NaHSO3 或 ②2Na2S2O4+O2+H2O=4NaHSO3+NaHSO4
请设计实验证明氧化时发生的是②的反应．______．
正确答案
解：（1）根据题目的信息有极强的还原性．受热、遇水都会发生分解反应放出大量的热，甚至引起燃烧，所以保险粉要密封、阴凉处保存，故答案为：密封、阴凉处保存；
（2）①SO2中的硫+4价，而Na2S2O4中的硫+3价，所以硫的化合价降低，所以二氧化硫表现为氧化性，实验室用浓度较大的硫酸和亚硫酸盐反应，生成二氧化硫，盐酸易挥发，而稀硫酸溶液中水太多，大多数SO2生成了亚硫酸，不生成SO2气体，因为SO2易溶于水，1个体积的水溶解40个体积的SO2，硝酸有强氧化性，氧化二氧化硫，所以选择质量分数为70%的H2SO4，故答案为：氧化性；B；
②c（OH-）≥
③因为Na2S2O4易溶于水，但不溶于乙醇，所以可以用乙醇来洗涤沉淀，具体操作为：向漏斗中加少量无水乙醇至没过沉淀，滤干后重复操作2～3次，故答案为：向漏斗中加少量无水乙醇至没过沉淀，滤干后重复操作2～3次；
（3）根据反应硫的化合价+4价，而Na2S2O4中的硫+3价，化合价降价，根据电子得失守恒，HCOONa中的碳的化合价必然升高，由+2价变成+4价，所以缺项有+4价的碳，所以HCOONa和2Na2S2O4的系数相等，然后根据质量守恒分析得到：2HCOONa+4SO2+Na2CO3═2Na2S2O4+H2O+3CO2，故答案为：2、4、1、2、1、3CO2；
（4）反应①与反应②中都生成亚硫酸氢钠，而反应②中还产生硫酸氢钠，硫酸氢钠在水溶液中完全电离产生氢离子、钠离子和硫酸根离子，可以根据检验产物中是否存在硫酸根离子，具体操作为：取少许固体溶于水中，加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则证明是②，故答案为：取少许固体溶于水中，加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则证明是②．
解析
解：（1）根据题目的信息有极强的还原性．受热、遇水都会发生分解反应放出大量的热，甚至引起燃烧，所以保险粉要密封、阴凉处保存，故答案为：密封、阴凉处保存；
（2）①SO2中的硫+4价，而Na2S2O4中的硫+3价，所以硫的化合价降低，所以二氧化硫表现为氧化性，实验室用浓度较大的硫酸和亚硫酸盐反应，生成二氧化硫，盐酸易挥发，而稀硫酸溶液中水太多，大多数SO2生成了亚硫酸，不生成SO2气体，因为SO2易溶于水，1个体积的水溶解40个体积的SO2，硝酸有强氧化性，氧化二氧化硫，所以选择质量分数为70%的H2SO4，故答案为：氧化性；B；
②c（OH-）≥
③因为Na2S2O4易溶于水，但不溶于乙醇，所以可以用乙醇来洗涤沉淀，具体操作为：向漏斗中加少量无水乙醇至没过沉淀，滤干后重复操作2～3次，故答案为：向漏斗中加少量无水乙醇至没过沉淀，滤干后重复操作2～3次；
（3）根据反应硫的化合价+4价，而Na2S2O4中的硫+3价，化合价降价，根据电子得失守恒，HCOONa中的碳的化合价必然升高，由+2价变成+4价，所以缺项有+4价的碳，所以HCOONa和2Na2S2O4的系数相等，然后根据质量守恒分析得到：2HCOONa+4SO2+Na2CO3═2Na2S2O4+H2O+3CO2，故答案为：2、4、1、2、1、3CO2；
（4）反应①与反应②中都生成亚硫酸氢钠，而反应②中还产生硫酸氢钠，硫酸氢钠在水溶液中完全电离产生氢离子、钠离子和硫酸根离子，可以根据检验产物中是否存在硫酸根离子，具体操作为：取少许固体溶于水中，加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则证明是②，故答案为：取少许固体溶于水中，加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则证明是②．
新化一中《草木灰肥效探究》研究性学习小组，对草木灰进行了如下实验，草木灰为植物燃烧后的灰烬，其中含量最多的是钾元素，以碳酸盐形式存在，一般含钾6～12%，其中90%以上是水溶性；从草木灰中提取碳酸钾等盐，方法如下：
（1）除去草木灰中的不溶杂质．请简要写出操作步骤：______
（2）提取钾盐．过滤后的溶液在蒸发皿里加热以得到钾盐晶体，将溶液蒸发时一般有以下操作过程：①固定铁圈位置②放置酒精灯 ③放上蒸发皿 ④加热搅拌⑤停止加热，余热蒸干．其正确操作顺序______．
（3）检验钾盐中的碳酸根．检验钾盐中的碳酸根所需的试剂可以用稀盐酸及澄清石灰水，请写出将生成的气体通入足量的澄清石灰水发生反应的离子方程式：______
（4）从草木灰中提取钾盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，说明在蒸发时使用玻璃棒的目的：______．
正确答案
解：（1）草木灰中的碳酸钾是易溶于水的物质，可以利用过滤法，除去草木灰中的不溶杂质．故答案为：溶解、过滤；
（2）实验时，安装仪器应先下后上，先左后右，正确顺序为：放置酒精灯；固定铁圈位置；放上蒸发皿；加热搅拌；停止加热．即②①③④⑤，故答案为：②①③④⑤；
（3）碳酸根离子可以喝氢离子反应生成二氧化碳气体，将二氧化碳通入足量的澄清石灰水发生中会得到碳酸钙沉淀，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，反应的实质是：Ca2++CO2+2OH-=CaCO3↓+H2O，故答案为：Ca2++CO2+2OH-=CaCO3↓+H2O．
（4）从草木灰中提取钾盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤中都要用到玻璃棒：溶解时使用玻璃棒搅拌，加速粗盐的溶解；过滤时玻璃棒引流，溶液沿玻棒流下，防止溶液外洒；蒸发时使用玻璃棒搅拌，使溶液受热均匀，防止因局部过热液滴或晶体飞溅，
故答案为：搅拌，使溶液均匀受热．
解析
解：（1）草木灰中的碳酸钾是易溶于水的物质，可以利用过滤法，除去草木灰中的不溶杂质．故答案为：溶解、过滤；
（2）实验时，安装仪器应先下后上，先左后右，正确顺序为：放置酒精灯；固定铁圈位置；放上蒸发皿；加热搅拌；停止加热．即②①③④⑤，故答案为：②①③④⑤；
（3）碳酸根离子可以喝氢离子反应生成二氧化碳气体，将二氧化碳通入足量的澄清石灰水发生中会得到碳酸钙沉淀，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，反应的实质是：Ca2++CO2+2OH-=CaCO3↓+H2O，故答案为：Ca2++CO2+2OH-=CaCO3↓+H2O．
（4）从草木灰中提取钾盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤中都要用到玻璃棒：溶解时使用玻璃棒搅拌，加速粗盐的溶解；过滤时玻璃棒引流，溶液沿玻棒流下，防止溶液外洒；蒸发时使用玻璃棒搅拌，使溶液受热均匀，防止因局部过热液滴或晶体飞溅，
故答案为：搅拌，使溶液均匀受热．
有关钴、镍和铁化合物的性质见下表：
氯化钴可用于化学反应催化剂，油漆催干剂，干湿指示剂，啤酒泡沫稳定剂，陶瓷着色剂，制造隐显墨水等．用金属钴板（含少量Fe、Ni）制备氯化钴的工艺流程如下：
钴与盐酸反应极慢，需加入催化剂硝酸才可能进行实际生产．
（1）“除镍”步骤中，NH3•H2O用量对反应收率的影响，见下表：
从表中可知x=______时，除镍效果最好．
（2）“除镍”步骤必须控制在一定的时间内完成，否则沉淀将有部分Co（OH）3生成，试写出反应的化学方程式______．
（3）“除铁”步骤中加入双氧水发生反应的离子方程式是______．
（4）“除铁”步骤中加入的纯碱作用是______．
（5）在“调pH“步骤中，加盐酸的作用是______．
（6）已知25℃时，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，则该温度下反应Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3+3H+的平衡常数为______．
正确答案
解：（1）根据表中的数据知道，当pH等于10的时候，收率最高，镍离子的含量最小，除镍效果最好，故答案为：10；
（2）钴离子易从正二价容易被氧气氧化到正三价，发生的化学方程式为：4Co（OH）2+O2+2H2O=4Co（OH）3，故答案为：4Co（OH）2+O2+2H2O=4Co（OH）3；
（3）双氧水具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为正三价，发生的化学反应为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
（4）加入纯碱碳酸钠可以和酸发生反应，在适当的环境下，可以让铁离子形成沉淀而除去，所以加入的纯碱作用是起到调节溶液的pH的作用，故答案为：使得铁离子转化为氢氧化铁沉淀而除去；
（5）钴离子是弱碱阳离子，能发生水解，显示酸性，加入盐酸可以防止Co2+水解，故答案为：防止Co2+水解；
（6）Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）×c3（OH-）=4.0×10-38，c（H+）=
=2.5×10-5，故答案为：2.5×10-5．
解析
解：（1）根据表中的数据知道，当pH等于10的时候，收率最高，镍离子的含量最小，除镍效果最好，故答案为：10；
（2）钴离子易从正二价容易被氧气氧化到正三价，发生的化学方程式为：4Co（OH）2+O2+2H2O=4Co（OH）3，故答案为：4Co（OH）2+O2+2H2O=4Co（OH）3；
（3）双氧水具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为正三价，发生的化学反应为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
（4）加入纯碱碳酸钠可以和酸发生反应，在适当的环境下，可以让铁离子形成沉淀而除去，所以加入的纯碱作用是起到调节溶液的pH的作用，故答案为：使得铁离子转化为氢氧化铁沉淀而除去；
（5）钴离子是弱碱阳离子，能发生水解，显示酸性，加入盐酸可以防止Co2+水解，故答案为：防止Co2+水解；
（6）Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）×c3（OH-）=4.0×10-38，c（H+）=
=2.5×10-5，故答案为：2.5×10-5．
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