- 物质的检测
- 共5040题
实验室制备下列气体所用试剂及检验气体所用试剂完全正确的组合是( )
正确答案
解析
解:A、大理石和稀硫酸反应生成硫酸钙微溶,附在大理石上使反应难以顺利进行,应用大理石和盐酸反应制取二氧化碳气体,故A错误;
B、二氧化锰和浓盐酸在加热条件下可生成氯气,用湿润的淀粉碘化钾试纸检验,故B错误;
C、双氧水在二氧化锰催化作用下反应生成氧气,可用带火星的木条的木条检验,如木条复燃,则说明有氧气生成,故C正确.
D、实验室制备氨气用氯化铵和消石灰在加热的条件下反应,用NaOH固体在加热的条件下易使试管炸裂,故D错误.
故选C.
现有A、B、C、D四种气体,A是密度最小的气体,B在通常情况下呈黄绿色,把四种气体分别通入酸性硝酸银溶液中,通入B、D气体时立即出现白色沉淀,纯净的A可以在B中安静地燃烧,发出苍白色的火焰并生成D.把无色无刺激气味气体C通入澄清石灰水时变浑浊.
(1)A、B、C、D的分子式分别为:A______B______C______D______.
(2)写出下列各反应的化学方程式:
B与水______; B与NaOH溶液______.
正确答案
解:A是密度最小的气体,应为H2,B在通常情况下呈黄绿色,应为Cl2,纯净的A可以在B中安静地燃烧,发出苍白色的火焰并生成D,生成HCl,则D为HCl,把无色无刺激气味气体C通入澄清石灰水时变浑浊,应为CO2,
(1)由以上分析可知A为H2,B为Cl2,C为CO2,D为HCl,
故答案为:H2;Cl2;CO2;HCl;
(2)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应的方程式为:Cl2+H2O⇌HCl+HClO;
氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的方程式为:Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO,
故答案为:Cl2+H2O⇌HCl+HClO;Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO.
解析
解:A是密度最小的气体,应为H2,B在通常情况下呈黄绿色,应为Cl2,纯净的A可以在B中安静地燃烧,发出苍白色的火焰并生成D,生成HCl,则D为HCl,把无色无刺激气味气体C通入澄清石灰水时变浑浊,应为CO2,
(1)由以上分析可知A为H2,B为Cl2,C为CO2,D为HCl,
故答案为:H2;Cl2;CO2;HCl;
(2)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应的方程式为:Cl2+H2O⇌HCl+HClO;
氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的方程式为:Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO,
故答案为:Cl2+H2O⇌HCl+HClO;Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO.
现有A、B、C、D四种气体,A是密度最小的气体,B在通常情况下呈黄绿色,把四种气体分别通入酸性硝酸银溶液中,通入B、D气体时立即出现白色沉淀,纯净的A可以在B中安静地燃烧,发出苍白色的火焰并生成D.把无色无刺激气味气体C通入澄清石灰水时变浑浊.
(1)C、D的分子式分别为:C______D______.
(2)写出下列各反应的化学方程式:
B与水______
B与NaOH溶液______
(3)用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的氢氧化钠稀溶液中,当滴到最后一滴时红色突然褪去,产生上述现象的原因可能有两种(简要文字说明)
①______
②______.
正确答案
解:(1)A是密度最小的气体,则A为H2;B在通常情况下呈黄绿色,则B为Cl2;D为氢气和氯气反应生成的HCl气体;C为无色无味且能够使澄清石灰水变浑浊,则C为CO2气体,
故答案为:CO2;HCl;
(2)B为Cl2,氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸,反应的化学方程式为:Cl2+H2O=HCl+HClO;
氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的化学方程式为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,
故答案为:Cl2+H2O=HCl+HClO; Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;
(3)因酚酞遇碱变红,将新制氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中,当滴到最后一滴时红色突然褪去,则可能为氯水中的次氯酸有漂白性,使溶液由红色变成无色,也可能为氯水中的酸性与碱反应,使NaOH减少,而能使溶液由红色变成无色,
答案为:①氯水与氢氧化钠反应生成两种盐,碱性减弱;②氯水过量后次氯酸的漂白性将溶液变成无色.
解析
解:(1)A是密度最小的气体,则A为H2;B在通常情况下呈黄绿色,则B为Cl2;D为氢气和氯气反应生成的HCl气体;C为无色无味且能够使澄清石灰水变浑浊,则C为CO2气体,
故答案为:CO2;HCl;
(2)B为Cl2,氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸,反应的化学方程式为:Cl2+H2O=HCl+HClO;
氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的化学方程式为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,
故答案为:Cl2+H2O=HCl+HClO; Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;
(3)因酚酞遇碱变红,将新制氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中,当滴到最后一滴时红色突然褪去,则可能为氯水中的次氯酸有漂白性,使溶液由红色变成无色,也可能为氯水中的酸性与碱反应,使NaOH减少,而能使溶液由红色变成无色,
答案为:①氯水与氢氧化钠反应生成两种盐,碱性减弱;②氯水过量后次氯酸的漂白性将溶液变成无色.
某气体可能含有N2、HCl、CO中的一种或几种,将其依次通入足量NaHCO3溶液和灼热CuO,气体的体积都没有变化,再通过足量的碱石灰,气体体积减小,但还有剩余气体,以下对该气体组分判断正确的是( )
正确答案
解析
解:将混合气体依次通过NaHCO3溶液和灼热的CuO,气体体积无变化,气体若含有CO、HCl,此时会全部转化为CO2;再通过碱石灰后,气体体积明显减小,碱石灰一定是吸收了前面生成的二氧化碳气体,使气体体积明显减小;最后有剩余气体,说明一定有N2,
所以混合气体中一定有N2,可能有HCl、CO中至少含有一种,
故选C.
水蒸气通过的灼热的焦炭后,流出气体的主要成分是 CO 和 H2,还有 CO2和水蒸气等.现利用图中提供实验装置,证明上述混合气体中有CO 和 H2.(A中加热装置在图中略去)回答下列问题:
(1)C装置的用途是______
(2)仪器 E 中需加入的试剂是______
(3)仪器 F 中需加入的试剂是:______,其目的是______
(4)能证明混合气中含有 CO 的实验现象是______
(5)有人认为该实验装置存在一个缺陷,你认为这个缺陷是______.
正确答案
解:(1)水蒸气通过的灼热的焦炭后,流出气体的主要成分是 CO 和 H2,还有 CO2和水蒸气等,证明上述混合气体中有CO,利用一氧化碳还原氧化铜生成二氧化碳,G中石灰水变浑浊,所以需除掉二氧化碳,氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,所以氢氧化钠的目的是吸收二氧化碳,排除对一氧化碳检验的干扰,
故答案为:除去CO2;
(2)该装置的反应原理为:水蒸气通过的灼热的焦炭后,流出气体的主要成分是 CO 和 H2,还有 CO2和水蒸气等,根据水能使白色硫酸铜变蓝,先通过无水硫酸铜是检验是否含有水的;由于一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳,或还原氧化铁生成铁和水,所以根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,是为了检验是否含有一氧化碳,
故答案为:氧化铜或氧化铁;
(3)因为氢气还原氧化铜生成铜和水,或还原氧化铁生成铁和水,所以是为了检验是否有氢气的用无水硫酸铜,
故答案为:无水硫酸铜;检验是否有水生成从而证明氢气的存在;
(4)由于一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳,或还原氧化铁生成铁和水,所以根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊检验,即现象为G中石灰水变浑浊,
故答案为:G中石灰水变浑浊;
(5)一氧化碳为有毒的气体,需进行尾气处理,故答案为:没有处理尾气.
解析
解:(1)水蒸气通过的灼热的焦炭后,流出气体的主要成分是 CO 和 H2,还有 CO2和水蒸气等,证明上述混合气体中有CO,利用一氧化碳还原氧化铜生成二氧化碳,G中石灰水变浑浊,所以需除掉二氧化碳,氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,所以氢氧化钠的目的是吸收二氧化碳,排除对一氧化碳检验的干扰,
故答案为:除去CO2;
(2)该装置的反应原理为:水蒸气通过的灼热的焦炭后,流出气体的主要成分是 CO 和 H2,还有 CO2和水蒸气等,根据水能使白色硫酸铜变蓝,先通过无水硫酸铜是检验是否含有水的;由于一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳,或还原氧化铁生成铁和水,所以根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,是为了检验是否含有一氧化碳,
故答案为:氧化铜或氧化铁;
(3)因为氢气还原氧化铜生成铜和水,或还原氧化铁生成铁和水,所以是为了检验是否有氢气的用无水硫酸铜,
故答案为:无水硫酸铜;检验是否有水生成从而证明氢气的存在;
(4)由于一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳,或还原氧化铁生成铁和水,所以根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊检验,即现象为G中石灰水变浑浊,
故答案为:G中石灰水变浑浊;
(5)一氧化碳为有毒的气体,需进行尾气处理,故答案为:没有处理尾气.
将液体Y滴加到盛有固体X的试管中,并在试管口对生成的气体进行检验.下表中固体X、液体Y及检测方法对应关系错误的是( )
正确答案
解析
解:A、浓氨水滴加到生石灰上可以制取氨气,可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒看是否冒白烟来检验氨气的生成,故A正确;
B、铜和浓硫酸反应能产生二氧化硫气体,遇石蕊试液变红色或使湿润的蓝色石蕊试纸变红色,故B错误;
C、过氧化钠和水反应生成氧气和氢氧化钠,氧气能使带火星的木条复燃,故C正确;
D、碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水及二氧化碳,二氧化碳能使石灰水变浑浊,在滴有澄清石灰水的玻璃片上有浑浊现象,故D正确.
故选B.
某无色混合气体,依次通过浓硫酸和过氧化钠,气体体积不断减少,颜色变深,则混合气体的组成是( )
正确答案
解析
解:A.H2O(g)、NO和N2,通过浓硫酸后水分被吸收,再通过过氧化钠时气体颜色不会加深,故A错误;
B.NO2、CO2和H2O(g),二氧化氮为红棕色气体,不满足无色气体条件,故B错误;
C.O2、HCl和CO,通过浓硫酸和过氧化钠后,气体的颜色不会加深,故C错误;
D.NH3、NO和CO2,通过浓硫酸后氨气被稀释,气体体积减小,通过过氧化钠时二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气,氧气与NO反应生成红棕色的二氧化氮,气体颜色加深,以上满足题中要求,故D正确;
故选D.
某气体由氢气、一氧化碳、甲烷(CH4)中的-种或几种组成,点燃该气体后,将燃烧后的产物依次通过无水硫酸铜(无水硫酸铜遇水由白色变蓝色)和澄清石灰水,观察到无水硫酸铜铜变成蓝色,石灰水变浑浊.下列对气体组成的推断不正确是( )
正确答案
解析
解:点燃该气体后,将燃烧后的产物依次通过无水硫酸铜(无水硫酸铜遇水由白色变蓝色)和澄清石灰水,观察到无水硫酸铜铜变成蓝色,石灰水变浑浊,说明反应产物中含有水和二氧化碳气体,根据质量守恒可知,原混合气体中一定含有C、H元素,
可能的组成有:①氢气和一氧化碳、②甲烷(CH4)、③氢气、一氧化碳、甲烷(CH4),
A.根据分析可知,原混合气体中可能只含有甲烷,故A正确;
B.若只有氢气,则不可能生成二氧化碳气体,故B错误;
C.原混合气体中可能是甲烷和一氧化碳的混合气体,故C正确;
D.原混合气体中可能3种气体都存在,故D正确;
故选B.
(2014秋•泸县校级期末)某无色气体,可能含HCl、CO2、HI、SO2中的一种或几种,将其通入氯水中,得到无色透明溶液.把溶液分成两份,向一份中加入盐酸酸化的BaCl2溶液,出现白色沉淀;另一份中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,也有白色沉淀生成.对于原无色气体推断一定正确的是( )
正确答案
解析
解:根据混合气体通入氯水中,得到无色透明溶液可知,原气体中一定不存在HI;
一份溶液中进入BaCl2溶液,出现白色沉淀,该白色沉淀为硫酸钡,则原气体中一定含有SO2,二氧化硫被氯水氧化成硫酸;
另一份中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,也有白色沉淀生成,该白色沉淀为AgCl,由于气体通入氯水,引进了氯离子,无法确定原气体中是否含有HCl,
A.根据以上分析可知,原气体中不能确定是否含有氯化氢,故A错误;
B.根据分析可知,原混合气体中一定存在二氧化硫气体,故B正确;
C.题干信息无法确定是否含有二氧化碳气体,故C错误;
D.根据分析可知,原气体中一定不含有HI气体,故D错误;
故选B.
I.为研究盛装浓硫酸的铁质材料(碳素钢)与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
实验:称取铁钉5.6g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y.
(l)甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+,若要确认其中的Fe2+,应选用______(选填序号).
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液 c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液
(2)乙同学取448mL (标准状况)气体飞通入足量溴水中,溴水褪色.写出反应的离子方程式:______.然后向所得溶液中加入足量BaCl2溶液,经______干燥等实验操作步骤后称量得固体2.33g.由此推知气体Y中SO2的体积分数为50%.
提出猜想:
II.分析上述实验中SO2体积分数的结果,同学们认为气体Y中还可能含有其它气体并作如下猜想:
猜想一:Y气体中可能含有H2;
猜想二:Y气体中可能含有CO2;
猜想三:Y气体中可能含有H2和CO2
设计实验,验证猜想:
为验证以上猜想,同学们准备用下列装置设计探究实验(装置可重复使用,夹持仪器省略).
(l)实验装置的连接顺序为A→______→______→F→______→______→F (填字母).
(2)装置B中试剂的作用是______
(3)猜想一的理由是______(用化学方程式表示).
(4)如果猜想一成立,预计按①中装置反应则可观察到得实验现象应为:______.
正确答案
解:Ⅰ.(1)溶液为Fe3+和Fe2+离子的混合物,加入KSCN溶液和氯水、铁粉和KSCN溶液、浓氨水都不能检验亚铁离子的存在,亚铁离子具有还原性,高锰酸钾溶液呈紫色,具有氧化性,可与亚铁离子在酸性条件下反应二褪色,故答案为:d;
(2)SO2气体通入足量溴水中,发生氧化还原反应,后向所得溶液中加入足量BaCl2溶液,生成硫酸钡沉淀,反应为Br2+SO2+2H2O═4H++2Br-+SO42-,经过滤、洗涤、干燥后可知SO2气体的量,故答案为:Br2+SO2+2H2O═4H++2Br-+SO42-;过滤、洗涤;
Ⅱ.(1)根据铁钉(或碳素钢)中含有碳元素,推断所的气体中可能含有二氧化碳,结合图中设计装置的目的,可知检验二氧化碳的方法是首先将二氧化硫除去→确认二氧化硫已经完全除去→澄清石灰水,对于氢气的检验则可通过与灼热氧化铜的反应现象和对产物水的验证来实现,验证气体存在的顺序为:SO2→CO2→CO和H2被氧化→H2O→CO2,实验中要避免其它物质的性质干扰,故答案为:B→C→F→E→D;
(2)CO2气体和SO2气体都能使澄清石灰水变浑浊,检验CO2气体的存在应先除去SO2气体并检验是否除尽,故答案为:检验SO2是否除尽;
(3)气体中如含有H2,发生的反应为Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑,故答案为:Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑;
(4)含有H2,与CuO在加热条件下反应生成铜和水,E中固体由黑色氧化铜生成红色铜,D中无色硫酸铜吸水生成五水硫酸铜蓝色晶体,故答案为:E中固体由黑变红,D中固体由白变蓝色.
解析
解:Ⅰ.(1)溶液为Fe3+和Fe2+离子的混合物,加入KSCN溶液和氯水、铁粉和KSCN溶液、浓氨水都不能检验亚铁离子的存在,亚铁离子具有还原性,高锰酸钾溶液呈紫色,具有氧化性,可与亚铁离子在酸性条件下反应二褪色,故答案为:d;
(2)SO2气体通入足量溴水中,发生氧化还原反应,后向所得溶液中加入足量BaCl2溶液,生成硫酸钡沉淀,反应为Br2+SO2+2H2O═4H++2Br-+SO42-,经过滤、洗涤、干燥后可知SO2气体的量,故答案为:Br2+SO2+2H2O═4H++2Br-+SO42-;过滤、洗涤;
Ⅱ.(1)根据铁钉(或碳素钢)中含有碳元素,推断所的气体中可能含有二氧化碳,结合图中设计装置的目的,可知检验二氧化碳的方法是首先将二氧化硫除去→确认二氧化硫已经完全除去→澄清石灰水,对于氢气的检验则可通过与灼热氧化铜的反应现象和对产物水的验证来实现,验证气体存在的顺序为:SO2→CO2→CO和H2被氧化→H2O→CO2,实验中要避免其它物质的性质干扰,故答案为:B→C→F→E→D;
(2)CO2气体和SO2气体都能使澄清石灰水变浑浊,检验CO2气体的存在应先除去SO2气体并检验是否除尽,故答案为:检验SO2是否除尽;
(3)气体中如含有H2,发生的反应为Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑,故答案为:Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑;
(4)含有H2,与CuO在加热条件下反应生成铜和水,E中固体由黑色氧化铜生成红色铜,D中无色硫酸铜吸水生成五水硫酸铜蓝色晶体,故答案为:E中固体由黑变红,D中固体由白变蓝色.
信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁.某化学兴趣小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到主要含Cu、Al及少量Fe、Au、Pt等金属的混合物,设计了如下制备硫酸铜晶体和硫酸铝晶体的路线:
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表
请回答下列问题:
(1)请写出Cu溶于H2O2与稀硫酸混合溶液的离子方程式是______.
(2)第②步中应将溶液pH调节至______.
(3)由滤渣2制取Al2(SO4)3•18H2O,探究小组设计了两种方案:
你认为______种方案为最佳方案,理由是______、______.
(4)CuS饱和溶液溶度积KSP=C(Cu2+)•C(S2-).已知t℃时CuS的离子积KSP=9.0×10-36
①写出CuS沉淀溶解平衡的表达式______;
②该温度下CuS溶解度为______;
③CuSO4溶液中加入Na2S沉淀剂,要使溶液中Cu2+沉淀完全,则溶液中的C(S2-)应达到______.
正确答案
解:Cu、Al及少量Fe、Au、Pt等金属的混合物中加入硫酸和浓硝酸的混合物溶解,可以得到铁盐、铝盐、铜盐等,Au、Pt等不容无可以滤出,向混合液中加入双氧水和氢氧化钠,加H2O2的作用是把Fe2+氧化为Fe3+,该氧化剂的优点是不引入杂质,产物对环境物污染,调溶液PH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀,依据图表数据分析可知,溶液PH调节为5.2~5.4,使Fe3+和Al3+形成沉淀,铜离子不沉淀,向沉淀物质中加入氢氧化钠可以实现氢氧化铁和氢氧化钠的分离,先在滤渣中加NaOH和Al(OH)3反应生成NaAlO2,再在滤液中加H2SO4生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体.
(1)过氧化氢做氧化剂被还原为水,产物无污染,铜在酸溶液中被过氧化氢氧化为铜离子,本身被还原为水,反应的离子方程式为:Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O;
故答案为:Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O;
(3)加H2O2的作用是把Fe2+氧化为Fe3+,该氧化剂的优点是不引入杂质,产物对环境物污染.调溶液PH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀,依据图表数据分析可知,溶液PH调节为5.2~5.4,使Fe3+和Al3+形成沉淀,铜离子不沉淀,所以滤液2的成分是Cu2+,滤渣2的成分为氢氧化铁和氢氧化铝,
故答案为:5.2~5.4;
(4)制备硫酸铝晶体的甲、乙两种方法中,甲方案先在滤渣中加H2SO4,生成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3,再加Al粉和Fe2(SO4)3生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体;乙方案先在滤渣中加NaOH和Al(OH)3反应生成NaAlO2,再在滤液中加H2SO4生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体;但从原子利用角度考虑方案甲最合理,因为乙加的NaOH和制备的Al2(SO4)3的原子组成没有关系,造成原子浪费,
所以上述两种方案中:从原子利用率和是否产生杂质考虑知,甲方案更合理,
故答案为:甲;甲得到产品纯度高、原子利用率高;
(4)①CuS沉淀溶解平衡的表达式为:CuS(S)⇌Cu2+(aq)+S2-(aq),
故答案为:CuS(S)⇌Cu2+(aq)+S2-(aq);
②CuS的溶度积Ksp=9.0×10-36,则C(Cu2+)=3×10-18mol/L,设溶液的体积为1L,n(CuS)=n(Cu2+)=3×10-18mol/L×1L=3×10-18mol,溶解的CuS的质量为3×10-18mol×96g/mol=2.88×10-16g,溶液的质量为:1000ml×1g•mL-1=1000g,水的质量为1000g-2.88×10-16g≈1000g,CuS在该温度下的溶解度是=2.88×10-17g,
故答案为:2.88×10-17g;
③CuSO4溶液中加入Na2S沉淀剂,要使溶液中Cu2+沉淀完全,即铜离子的浓度达到1×10-5mol/L即认为沉淀完全,则溶液中的C(S2-)==
mol/L=9×10-31mol/L,
故答案为:9×10-31mol/L.
解析
解:Cu、Al及少量Fe、Au、Pt等金属的混合物中加入硫酸和浓硝酸的混合物溶解,可以得到铁盐、铝盐、铜盐等,Au、Pt等不容无可以滤出,向混合液中加入双氧水和氢氧化钠,加H2O2的作用是把Fe2+氧化为Fe3+,该氧化剂的优点是不引入杂质,产物对环境物污染,调溶液PH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀,依据图表数据分析可知,溶液PH调节为5.2~5.4,使Fe3+和Al3+形成沉淀,铜离子不沉淀,向沉淀物质中加入氢氧化钠可以实现氢氧化铁和氢氧化钠的分离,先在滤渣中加NaOH和Al(OH)3反应生成NaAlO2,再在滤液中加H2SO4生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体.
(1)过氧化氢做氧化剂被还原为水,产物无污染,铜在酸溶液中被过氧化氢氧化为铜离子,本身被还原为水,反应的离子方程式为:Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O;
故答案为:Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O;
(3)加H2O2的作用是把Fe2+氧化为Fe3+,该氧化剂的优点是不引入杂质,产物对环境物污染.调溶液PH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀,依据图表数据分析可知,溶液PH调节为5.2~5.4,使Fe3+和Al3+形成沉淀,铜离子不沉淀,所以滤液2的成分是Cu2+,滤渣2的成分为氢氧化铁和氢氧化铝,
故答案为:5.2~5.4;
(4)制备硫酸铝晶体的甲、乙两种方法中,甲方案先在滤渣中加H2SO4,生成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3,再加Al粉和Fe2(SO4)3生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体;乙方案先在滤渣中加NaOH和Al(OH)3反应生成NaAlO2,再在滤液中加H2SO4生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体;但从原子利用角度考虑方案甲最合理,因为乙加的NaOH和制备的Al2(SO4)3的原子组成没有关系,造成原子浪费,
所以上述两种方案中:从原子利用率和是否产生杂质考虑知,甲方案更合理,
故答案为:甲;甲得到产品纯度高、原子利用率高;
(4)①CuS沉淀溶解平衡的表达式为:CuS(S)⇌Cu2+(aq)+S2-(aq),
故答案为:CuS(S)⇌Cu2+(aq)+S2-(aq);
②CuS的溶度积Ksp=9.0×10-36,则C(Cu2+)=3×10-18mol/L,设溶液的体积为1L,n(CuS)=n(Cu2+)=3×10-18mol/L×1L=3×10-18mol,溶解的CuS的质量为3×10-18mol×96g/mol=2.88×10-16g,溶液的质量为:1000ml×1g•mL-1=1000g,水的质量为1000g-2.88×10-16g≈1000g,CuS在该温度下的溶解度是=2.88×10-17g,
故答案为:2.88×10-17g;
③CuSO4溶液中加入Na2S沉淀剂,要使溶液中Cu2+沉淀完全,即铜离子的浓度达到1×10-5mol/L即认为沉淀完全,则溶液中的C(S2-)==
mol/L=9×10-31mol/L,
故答案为:9×10-31mol/L.
从铝土矿(成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的工艺流程如图
则回答下列问题:
(1)操作1的名称为______,用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外,还需______;
(2)沉淀C的成分为______(写化学式);
(3)设计最简实验证明滤液D中Fe3+已沉淀完全(写出操作、现象及结论,试剂任选):取2mL滤液D于试管中,______.
(4)滤液E中的主要溶质的化学式为______;
(5)写出步骤⑤的化学方程式______.
正确答案
解:铝土矿的主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质,由流程可知,加足量盐酸过滤得到沉淀A为SiO2,溶液B中含Mg2+、Al3+、Fe3+,加过量NaOH溶液过滤得到沉淀C为Fe(OH)3、Mg(OH)2,滤液D中含偏AlO2-,D中通入过量CO2后过滤得到Al(OH)3,E中含有NaCl和NaHCO3,Al(OH)3受热分解Al2O3,电解熔融Al2O3得到Al;
(1)分离难溶性固体和溶液采用过滤方法,所以操作1是过滤,用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外,还需漏斗,故答案为:过滤;漏斗;
(2)沉淀C为Fe(OH)3、Mg(OH)2,故答案为:Fe(OH)3、Mg(OH)2;
(3)Fe3+能和KSCN溶液混合产生血红色溶液,可以用KSCN溶液检验铁离子,其检验方法为再向其中加入2滴KSCN溶液,溶液无血红色出现,则证明Fe3+已沉淀完全,
故答案为:再向其中加入2滴KSCN溶液,溶液无血红色出现,则证明Fe3+已沉淀完全;
(4)滤液E中的主要溶质的化学式为NaCl、NaHCO3,故答案为:NaCl、NaHCO3;
(5)步骤⑤为电解熔融氧化铝,反应方程式为2Al2O34Al+3O2↑,故答案为:2Al2O3
4Al+3O2↑.
解析
解:铝土矿的主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质,由流程可知,加足量盐酸过滤得到沉淀A为SiO2,溶液B中含Mg2+、Al3+、Fe3+,加过量NaOH溶液过滤得到沉淀C为Fe(OH)3、Mg(OH)2,滤液D中含偏AlO2-,D中通入过量CO2后过滤得到Al(OH)3,E中含有NaCl和NaHCO3,Al(OH)3受热分解Al2O3,电解熔融Al2O3得到Al;
(1)分离难溶性固体和溶液采用过滤方法,所以操作1是过滤,用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外,还需漏斗,故答案为:过滤;漏斗;
(2)沉淀C为Fe(OH)3、Mg(OH)2,故答案为:Fe(OH)3、Mg(OH)2;
(3)Fe3+能和KSCN溶液混合产生血红色溶液,可以用KSCN溶液检验铁离子,其检验方法为再向其中加入2滴KSCN溶液,溶液无血红色出现,则证明Fe3+已沉淀完全,
故答案为:再向其中加入2滴KSCN溶液,溶液无血红色出现,则证明Fe3+已沉淀完全;
(4)滤液E中的主要溶质的化学式为NaCl、NaHCO3,故答案为:NaCl、NaHCO3;
(5)步骤⑤为电解熔融氧化铝,反应方程式为2Al2O34Al+3O2↑,故答案为:2Al2O3
4Al+3O2↑.
工业上可用黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜,同时还可得到多种物质.
工业冶炼铜的化学方程式是:8CuFeS2+2lO28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2
(1)CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是氧元素和______.
(2)用少量黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(主要含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)模拟制铁红(Fe2O3),进行如下实验.
①滤液中的阳离子有Fe3+、Fe2+、H+、______.
②为确认滤液中含Fe2+,下列实验方案和预期现象正确的是______(填序号).
③滤液在酸性条件下,与H2O2反应的离子方程式是______.
(3)冶炼铜过程中产生大量的SO2可用于制硫酸,尾气可用纯碱溶液吸收.已知用1L1mol/L的纯碱溶液吸收SO2,生成n(Na2SO3):n(NaHSO3)=1:2,则吸收的SO2物质的量是______mol.
正确答案
解:(1)黄铜矿冶炼得到粗铜的一步反应为:8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2,若CuFeS2中的Fe的化合价为+2价,则铜的化合价为+2价,硫的化合价为-1价,氧气中氧元素的化合价为0价,产物中铜的化合价为0价,氧化亚铁中铁的化合价为+2价,氧元素为-2价,三氧化二铁中铁的元素化合价为+3价,氧元素为-2价,二氧化硫中硫元素的化合价为+4价,氧元素为-2价,根据氧化还原反应规律,化合价降低的发生还原反应,所以反应中被还原的元素是:Cu、O,
故答案为:铜元素;
(2)①炉渣中要含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3和稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和硫酸铝,所以滤液中含有的阳离子有:Fe3+、Fe2+、H+、Al3+,
故答案为:Al3+;
②a.由于溶液中含有Fe3+、Fe2+、H+、Al3+,所以a中加入氢氧化钠溶液后生成氢氧化铁红褐色沉淀会掩盖氢氧化亚铁沉淀,故a产物;
b.溶液中含有铁离子,因此加KSCN溶液显红色,无法据此检验铁离子,故b产物;
C.亚铁离子具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确;
d.溶液中含有铁离子,原溶液显黄色,无法据此检验亚铁离子,故d产物,
故答案为:c;
③双氧水具有氧化性,亚铁离子具有还原性,能氧化亚铁离子生成铁离子,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,
故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)设SO2的物质的量是x,n(Na2SO3):n(NaHSO3)=1:2,根据S原子守恒可知:亚硫酸钠为mol,亚硫酸氢钠为
mol,
碳酸钠的物质的量为:1L×1mol/L=1mol,
根据钠原子守恒可知:mol×2+
mol=2mol,
解得:x=1.5mol,
故答案为:1.5.
解析
解:(1)黄铜矿冶炼得到粗铜的一步反应为:8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2,若CuFeS2中的Fe的化合价为+2价,则铜的化合价为+2价,硫的化合价为-1价,氧气中氧元素的化合价为0价,产物中铜的化合价为0价,氧化亚铁中铁的化合价为+2价,氧元素为-2价,三氧化二铁中铁的元素化合价为+3价,氧元素为-2价,二氧化硫中硫元素的化合价为+4价,氧元素为-2价,根据氧化还原反应规律,化合价降低的发生还原反应,所以反应中被还原的元素是:Cu、O,
故答案为:铜元素;
(2)①炉渣中要含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3和稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和硫酸铝,所以滤液中含有的阳离子有:Fe3+、Fe2+、H+、Al3+,
故答案为:Al3+;
②a.由于溶液中含有Fe3+、Fe2+、H+、Al3+,所以a中加入氢氧化钠溶液后生成氢氧化铁红褐色沉淀会掩盖氢氧化亚铁沉淀,故a产物;
b.溶液中含有铁离子,因此加KSCN溶液显红色,无法据此检验铁离子,故b产物;
C.亚铁离子具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确;
d.溶液中含有铁离子,原溶液显黄色,无法据此检验亚铁离子,故d产物,
故答案为:c;
③双氧水具有氧化性,亚铁离子具有还原性,能氧化亚铁离子生成铁离子,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,
故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)设SO2的物质的量是x,n(Na2SO3):n(NaHSO3)=1:2,根据S原子守恒可知:亚硫酸钠为mol,亚硫酸氢钠为
mol,
碳酸钠的物质的量为:1L×1mol/L=1mol,
根据钠原子守恒可知:mol×2+
mol=2mol,
解得:x=1.5mol,
故答案为:1.5.
草木灰中富含钾盐,主要成分是碳酸钾,还含有少量氯化钾.现从草木灰中提取钾盐,并用实验检验其中的 CO32-、SO42-、和 Cl-
(1)从草木灰中提取钾盐的实验操作顺序如下:①称取样品,②溶解沉降,③______,④______,⑤冷却结晶.
(2)用托盘天平称量样品时,若指针偏向右边,则表示______(填选项的标号).
A、左盘重,样品轻 B、左盘轻,砝码重
C、右盘重,砝码轻 D、右盘轻,样品重
(3)在进行②、③、④操作时,都要用到玻璃棒,其作用分别是:
②______;③______;④______
(4)将制得的少量晶体放入试管,加热蒸馏水溶解并把溶液分成三份,分装在3支试管里.
①在第一支试管里加入稀盐酸,可观察有______生成,证明溶液中有______离子.
②在第二支试管里加入足量盐酸后,再加入 BaCl2 溶液,可观察到有______ 生成,证明溶液中有______离子.
③在第三支试管里加入足量稀硝酸后,再加入 AgNO3 溶液,可观察到有______生成,证明溶液中有______离子.
正确答案
过滤,取滤液
蒸发滤液
B
加速溶解
引流
受热均匀(防止液体飞溅)
气泡
CO32-
白色沉淀
SO42-
白色沉淀
Cl-
解析
解:(1)草木灰中的钾盐可以溶于水中形成溶液,然后利用过滤的方法可以获得钾盐的水溶液,将所得的水溶液蒸发结晶可以获得氯化钾的固体,
故答案为:过滤,取滤液;蒸发滤液;
(2)用托盘天平称量样品时,若指针偏向右边,则表示左盘轻、砝码重,故答案为:B;
(3)在溶解固体时,使用玻璃棒可以加速溶解,在过滤操作中,可以用玻璃棒来引流,在蒸发结晶操作中,用玻璃棒来搅拌,使得受热均匀(防止液体飞溅),
故答案为:加速溶解;引流;受热均匀(防止液体飞溅);
(4))①碳酸根离子能和盐酸反应生成二氧化碳,向溶液中加入稀盐酸后有气泡生成说明有碳酸根离子,故答案为:气泡;CO32-;
②向原溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,排除了其它阴离子的干扰,如果产生白色沉淀,就说明溶液中有硫酸根离子,故答案为:白色沉淀;SO42-;
③向原溶液中滴加足量稀硝酸后,排除了其它离子的干扰,再加入 AgNO3 溶液,产生白色沉淀,说明溶液中有氯离子,故答案为:白色沉淀;Cl-.
(2014秋•德州校级月考)(1)到目前为止,由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的最主要的能源.在25℃、101kPa下,16g的甲醇(CH3OH)完全燃烧生成CO2和液态水时放出352kJ的热量,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为______.
(2)铜单质及其化合物在工业生产和科研中有重要作用.现用氯化铜晶体(CuCl2•2H2O,含氯化亚铁杂质)制取纯净的CuCl2•2H2O.先将其制成水溶液,后按如图步骤进行提纯:
已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见表
请回答下列问题:
①现有氧化剂NaClO、H2O2、KMnO4,X加哪种好?______;该反应的离子方程式为______.
②溶液II中除Cu2+外,还有______金属离子,如何检验其存在______.
③物质Y不能为下列的______
a.CuO b.Cu(OH)2 c.CuCO3 d.Cu2(OH)2CO3 e.CaO f.NaOH
④若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙,产生的现象是______.
正确答案
解:(1)在25℃、101kPa下,16g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热352kJ.32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为704KJ;则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g+2H2O (l)△H=-704 KJ/mol,
故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g+2H2O (l)△H=-704 KJ/mol;
(2)①加入氧化剂的目的是把亚铁离子氧化为铁离子,过氧化氢氧化亚铁离子的离子方程式为:H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O,由于产物是水,不引入新的杂质,因此氧化剂选择过氧化氢,
故答案为:H2O2好,不引入杂质离子;H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O;
②溶液II中除Cu2+外还含有H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O生成的Fe3+,取试管少量溶液Ⅱ,滴加KSCN溶液,溶液若变红色,证明溶液Ⅱ含有Fe3+,若溶液不变红色,则证明不含Fe3+,
故答案为:Fe3+;取少量溶液于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液变红色,证明含Fe3+.若溶液不变红色,则证明不含Fe3+;
③加入的物质Y可调节,使Fe3+全部沉淀,同时不引进新杂质,所以可以用Cu(OH)2、CuCO3、CuO、Cu2(OH)2CO3等,若用CaO、NaOH均引入新的杂质离子,
故答案为:ef;
④碳酸钙与溶液Ⅱ中的氢离子反应生成二氧化碳气体,因此会产生气泡,同时反应增大了溶液的pH值使得Fe3+形成红褐色的氢氧化铁沉淀,
故答案为:碳酸钙溶解,产生气泡和红褐色沉淀.
解析
解:(1)在25℃、101kPa下,16g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热352kJ.32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为704KJ;则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g+2H2O (l)△H=-704 KJ/mol,
故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g+2H2O (l)△H=-704 KJ/mol;
(2)①加入氧化剂的目的是把亚铁离子氧化为铁离子,过氧化氢氧化亚铁离子的离子方程式为:H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O,由于产物是水,不引入新的杂质,因此氧化剂选择过氧化氢,
故答案为:H2O2好,不引入杂质离子;H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O;
②溶液II中除Cu2+外还含有H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O生成的Fe3+,取试管少量溶液Ⅱ,滴加KSCN溶液,溶液若变红色,证明溶液Ⅱ含有Fe3+,若溶液不变红色,则证明不含Fe3+,
故答案为:Fe3+;取少量溶液于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液变红色,证明含Fe3+.若溶液不变红色,则证明不含Fe3+;
③加入的物质Y可调节,使Fe3+全部沉淀,同时不引进新杂质,所以可以用Cu(OH)2、CuCO3、CuO、Cu2(OH)2CO3等,若用CaO、NaOH均引入新的杂质离子,
故答案为:ef;
④碳酸钙与溶液Ⅱ中的氢离子反应生成二氧化碳气体,因此会产生气泡,同时反应增大了溶液的pH值使得Fe3+形成红褐色的氢氧化铁沉淀,
故答案为:碳酸钙溶解,产生气泡和红褐色沉淀.
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