- 离子的检验
- 共4052题
氯化铜晶体（CuCl2•xH2O）是重要的化工原料，可用作催化剂、消毒剂等．用孔雀石[主要含Cu2（OH）2CO3，还含少量Fe、Si的化合物]制备氯化铜晶体，方案如下：
已知：有关金属离子从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH：
（1）若溶液A含有的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+，则试剂①选用______（填字母）．
A．Cu B．Cl2 C．NH3•H2O D．NaOH
（2）加入试剂②的目的是调节pH至a，a的范围是______．由溶液C获得CuCl2•xH2O，包含4个基本实验操作，这4个基本实验操作依次是______、______过滤和无水乙醇洗涤等操作，使用无水乙醇代替水进行洗涤的主要原因是______．
（3）为了测定制得的氯化铜晶体（CuCl2•xH2O）中x值，有同学设计了如下两种实验方案：
①称取一定质量的晶体加热使其失去结晶水，称量所得无水CuCl2的质量．该方案存在的问题是______．
②称取a g晶体、加入足量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤、加热沉淀至质量不再减轻为止，称量所得固体的质量为b g．则x=______（用含a、b的代数式表示）．
正确答案
（1）由工艺流程转化关系可知，实现由溶液A至溶液B转化，目的是将Fe2+氧化为Fe3+，试剂①应为氧化剂，且不能引入新的杂质．
A．Cu不能与Fe2+反应，故A错误；
B．Cl2可以将Fe2+氧化为Fe3+，且不引入新杂质，故B正确；
C．NH3•H2O可以沉淀Cu2+、Fe2+、Fe3+，引入铵根离子，故C错误；
D．NaOH可以沉淀Cu2+、Fe2+、Fe3+，引入钠离子，故D错误．
故选：B．
（2）由工艺流程转化关系可知，试剂②应为调节溶液pH值，使Fe3+转化为Fe（OH）3，除去Fe3+，不能沉淀Cu2+，由金属离子从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH可知，Fe3+从pH=2.7开始沉淀，在pH=3.7沉淀完全，Cu2+从pH=5.4开始沉淀，所以应该可知pH范围为3.7～5.4．
由溶液获得CuCl2•xH2O晶体需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等．
氯化铜易溶于水，使用无水乙醇代替水进行洗涤，防止CuCl2•xH2O晶体溶解损失．
故答案为：3.7～5.4；蒸发浓缩、冷却结晶；防止CuCl2•xH2O晶体溶解损失．
（3）①CuCl2•xH2O晶体加热时会发生水解CuCl2+2H2O⇌Cu（OH）2+2HCl，有HCl气体放出，CuCl2质量偏小，测得x值偏大．
故答案为：CuCl2•xH2O晶体加热时会发生水解．
②b g为CuO质量为
故答案为：
X、Y、Z、W是原子序数依次增大的同一短周期的元素，它们形成的单质中有2种为金属，1种为气体；Z元素的次外层电子数与其它各层的电子数之和相等。X、Y、W所形成的单质与其他物质之间的反应关系如下图：
请回答下列问题：
（1）X、Y、Z、W原子对应的离子半径由小到大的顺序是_________（填离子符号）。
（2）用电子式表示X、Z所形成的化合物的形成过程____________________。
（3）写出上述转化关系中生成溶液Ⅱ的反应的离子方程式：____________________。
（4）检验溶液Ⅲ中金属阳离子的方法为____________________。
正确答案
(1)Al3+＜Na+＜Cl-＜S2- (2)
(3)2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
(4)焰色反应
以海水中常见物质A为原料可以发展很多种工业，下图中包含了中学课本中介绍的几种基本工业生产，请根据物质之间的转化关系回答下列问题
（1）C和D、C和G反应都可以制取消毒剂。C和G反应制取的消毒剂中有效成分的化学式为__________；
（2）写出电解A溶液的化学方程式为___________________；
（3）若使工业合成J反应的平衡向生成J的方向移动，可采取的措施有____________（填字母代号）；
A．升高温度 B．增大压强 C．使用催化剂 D．液化分离
（4）将F和J通入A的饱合溶液中的顺序为______________。
A．先通入F后通入J B．先通入J后通入F C．同时通入 D．没有先后顺序要求
（5）图中所示工业制法获得的纯碱中常含有NaCl杂质，用下述方法可以测定样品中NaCl的质量分数。
①检验沉淀是否洗涤干净的所用到的试剂是：______________________，
②样品中NaCl的质量分数的数学表达式为：______________________。
正确答案
（1）Ca(ClO)2（2）2NaCl+2H2O
（3）BD
（4）B
（5）①AgNO3溶液；②“略”
某待测溶液中可能含有Na+、SO42-、SO32-、CO32-、Cl-、NO3-、HCO3-等离子，进行了下述实验．（所加BaCl2、H2SO4、HNO3、Ca（OH）2均过量）
（1）判断待测液中有无SO42-、SO32-，并说明理由：______；
（2）写出沉淀B的化学式：______；
（3）沉淀C可能是什么物质：______；
（4）写出产生沉淀B的离子方程式：______．
正确答案
待测液和氯化钡反应生成沉淀A，说明待测液中含有SO42-、SO32-、CO32-中的一种、两种或三种，向沉淀中加稀硝酸后，沉淀部分溶解生成气体，说明待测液中含有碳酸根离子，亚硫酸钡能被硝酸氧化生成硫酸钡，所以此实验证明待测液中含有SO42-、SO32-中的一种或两种，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀E；
溶液A中加氨水生成沉淀，氨水和碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子，碳酸根离子和钡离子反应生成碳酸钡沉淀，说明待测液中含有碳酸氢根离子，加入的氯化钡是过量的，钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，再根据元素化合物的性质分析解答．
（1）通过以上分析知，待测液中含有SO42-、SO32-中的一种或两种，因为待测液加入BaCl2溶液和稀HNO3生成了BaSO4沉淀，BaSO4的生成可能来自SO42-或SO32-中的一种或两种；
故答案为：含有SO42-、SO32-中的一种或两种，因为待测液加入BaCl2溶液和稀HNO3生成了BaSO4沉淀，BaSO4的生成可能来自SO42-或SO32-中的一种或两种；
（2）通过以上分析知，沉淀B是BaCO3，故答案为：BaCO3；
（3）通过以上分析知，沉淀C是BaSO4，故答案为：BaSO4；
（4）氨水和碳酸氢根离子、钡离子反应生成碳酸钡沉淀和铵根离子、水，离子方程式为HCO3-+NH3•H2O+Ba2+=BaCO3↓+NH4++H2O，
故答案为：HCO3-+NH3•H2O+Ba2+=BaCO3↓+NH4++H2O．
常见的治疗缺铁性贫血的方法是服用补铁药物，市场上一种常见的补铁药物的商品名称是：速力菲，正式名称是：琥珀酸亚铁薄膜片，为棕黄色薄膜衣片，除去薄膜衣后显暗黄色，药片中Fe2+的含量约为34.0%～36.0%．该药片在水和乙醇中的溶解度不大．某学校化学实验小组为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在，设计了如下几组理论实验设计方案：
Ⅰ．甲组方案：
（提示：白色的Fe（OH）2在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色）
甲组同学按照设计的方案完成实验，但遗憾的是他们没有得到预期的实验结果．分析甲组实验失败的可能原因：______．
Ⅱ．乙组同学在参考书上查得如下资料：
①人体胃液中有大量盐酸，能溶解多种物质．
②H2O2不稳定，光照、加热和微量杂质会促使其分解；H2O2中氧元素为-1价，它既有氧化性又有还原性．
他们认真思考了甲组实验失败的原因，模拟药服用后在人体中溶解的变化过程，重新设计并完成下列实验：
乙组方案：
（1）试剂1为：______，试剂2为：______；
（2）加入试剂2后，溶液显淡红色的原因是：______；
（3）加双氧水后，红色加深的原因是：______．根据氧化还原反应中化合价变化情况，试写出在酸性条件下Fe2+与双氧水反应的离子方程式：______．
Ⅲ．丙组同学对乙组实验中最后红色褪去的现象产生了浓厚的兴趣，欲探究其褪色的原因．根据粒子的组成，他们认为有两种可能原因：①[Fe（SCN）]2+中的三价铁被还原为亚铁；②______．
请你对其中一种可能进行实验验证：
实验方案（用文字叙述）：______．
根据预期现象判断结论：______．
正确答案
Ⅰ．题目信息说该药片在水和乙醇中的溶解度不大，甲组方案设计用水溶解药片，溶液中Fe2+几乎没有，所以得不到预期的实验现象．
故答案为：该药片在水中溶解度不大，少量溶解后的溶液中几乎不存在Fe2+离子，所以得不到预期的实验现象．
Ⅱ．（1）乙组方案模拟药服用后在人体中溶解的变化过程，设计并完成实验．药片在盐酸作用下，形成Fe2+离子，Fe2+再被H2O2氧化成Fe3+离子，Fe3+与与SCN-离子结合成[Fe（SCN）]2+，使溶液显红色，证明药片中Fe2+离子存在．
故答案为：试剂1为盐酸，试剂2为KSCN溶液．
（2）Fe2+离子还原性很强，极易空气中O2氧化为Fe3+离子，在溶液形成过程中有少量Fe2+已经氧化成Fe3+离子，滴加
KSCN溶液后，Fe3+离子与SCN-离子结合成浓度较小的红色[Fe（SCN）]2+络离子．
故答案为：在溶液形成过程中有少量Fe2+已经氧化成Fe3+离子，滴加KSCN溶液后，Fe3+离子与SCN-离子结合成浓度较小的红色[Fe（SCN）]2+络离子．
（3）H2O2中氧元素为-1价，它既有氧化性又有还原性，当与还原性强的物质反应体现其氧化性，与氧化性强的物质反应表现为还原性．Fe2+离子还原性很强，H2O2在酸性条件下Fe2+发生反应：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O
Fe3+浓度增大，平衡Fe3++2SCN-⇌[Fe（SCN）]2+向右移动，[Fe（SCN）]2+浓度增大，颜色加深．
故答案为：加入的H2O2能将Fe2+氧化为Fe3+，导致溶液中Fe3+浓度增大，[Fe（SCN）]2+络离子浓度也随之增大，所以红色加深；H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；
Ⅲ．显红色是因为[Fe（SCN）]2+存在，[Fe（SCN）]2+不存在，颜色退去，由溶液存在平衡：
Fe3++2SCN-⇌[Fe（SCN）]2+，可知Fe3+、SCN-浓度减少会导致平衡左移，[Fe（SCN）]2+浓度降低，其褪色的原因应是Fe3+、SCN-浓度减少所致，若Fe3+浓度减少所致，则加入Fe3+溶液恢复红色；若SCN-浓度减少所致；则加入
SCN-溶液恢复红色．
故答案为：SCN-被双氧水氧化；在褪色后溶液加入FeCl3溶液，
现象：变红色；
结论：褪色原因是因为①；不变红色；
结论：褪色原因是因为②
或在褪色后溶液加入加入KSCN溶液，
现象：变红色；
结论：褪色原因是因为②；不变红色；
结论：褪色原因是因为①）．
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