- 离子的检验
- 共4052题
某小组同学将一定浓度NaHCO3溶液加入到CuSO4溶液中发现生成了沉淀。甲同学认为沉淀是CuCO3；乙同学认为沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物，他们设计实验测定沉淀中CuCO3的质量分数。
(1)按照甲同学的观点，发生反应的离子方程式为 。
(2)乙同学认为有Cu(OH)2生成的理论依据是 (用离子方程式表示)。
(3)两同学利用下图所示装置进行测定
①在研究沉淀物组成前，须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作依次为 、洗涤、干燥。
②装置E中碱石灰的作用是 。
③实验过程中有以下操作步骤：
a．关闭K1、K3，打开K2、K4，充分反应
b．打开K1、K4，关闭K2、K3，通入过量空气
c．打开K1、K3，关闭K2、K4，通入过量空气
正确的顺序是 (填选项序号，下同)。
若未进行步骤 ，将使测量结果偏低。
④若沉淀样品的质量为m g，装置D的质量增加了n g，则沉淀中CuCO3的质量分数为 。
(4)丙同学认为还可以通过测量CO2的体积或测量 来测定沉淀中CuCO3的质量分数。
正确答案
(1)Cu2＋＋2
(2)
(3)①过滤 ②防止空气中CO2和水蒸气进入装置D
③cab b ④
(4)样品质量和样品充分灼烧后的质量
(1)甲同学的观点认为
所以离子方程式为
Cu2＋＋2
(2)乙同学认为有Cu(OH)2是由于
(3)①分离沉淀采用过滤的方法，而净化沉淀须洗涤(洗去附着的离子)、干燥(除去水分)。
②装置D需准确称量，所以E中碱石灰是为了防止空气中的CO2和水蒸气进入D装置。
③一开始应排除系统内的空气，所以应关闭K2、K4，打开K1、K3；然后滴入稀硫酸使样品反应，所以应关闭K1、K3，打开K2、K4；为了使生成的CO2气体充分被吸收，应通入过量空气，此时应关闭K2、K3，打开K1、K4。若未进行最后一步，生成的CO2不能被充分吸收，造成所测结果偏低。
④
(4)通过CO2可求CuCO3，进一步求其质量分数；样品为CuCO3、Cu(OH)2，灼烧后为CuO，可列方程组求CuCO3的质量分数。
新型材料纳米级Fe粉具有超强的磁性，能用作高密度磁记录的介质以及高效 催化剂等。
I．实验室采用气相还原法制备纳米级Fe,其流程如下：
（1）
（2）生成纳米级Fe的化学方程式为 。
Ⅱ．在不同温度下，纳米级Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同：温度低于570℃时生成FeO，高于570℃时生成
（3）B中收集到的气体是 (填名称)，C装置的作用是 。
（4）乙同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分，进行了下列实验：
乙同学认为该条件下反应的固体产物为FeO。丙同学认为该结论不正确，他的理由是 (用离子方程式表示)。
（5）丁同学称取5．60gFe粉，反应一段时间后，停止加热。将试管内的固体物质在干燥器中冷却后，称得质量为6．88g。然后将冷却后的固体物质与足量FeCl3溶液充分反应，消耗0．08molFeCl3。丁同学实验的固体产物为 。
正确答案
（1）干燥的HCl气体（1分）
（2）FeCl2+H2
（3）氢气（1分）提供反应所需的水蒸气（1分）
（4）2Fe3++Fe=3Fe2+（1分）
（5）Fe3O4
试题分析：（1）因为FeCl2为强酸弱碱盐，能发生水解反应，所以FeCl2•nH2O固体加热脱水通常要通入干燥的HCl气体，用来防止FeCl2的水解。
（2）根据流程图可以看出，H2还原FeCl2得纳米级铁，所以化学方程式为：FeCl2+H2
（3）根据氧化还原反应原理，纳米级Fe粉与水蒸气反应生成的气体为H2，所以B中收集到的气体是氢气；纳米级铁与水蒸气反应，所以C装置的作用是提供反应所需的水蒸气。
（4）加入KSCN溶液，溶液没有出现红色，也可能是因为Fe过量，与生成的Fe3+反应转化为Fe2+，所以丙同学的理由是：2Fe3++Fe=3Fe2+。
（5）冷却后的固体物质与足量FeCl3溶液充分反应，消耗0．08molFeCl3，说明Fe过量，根据2Fe3++Fe=3Fe2+，过量的Fe为：1/2×0.08mol=0.04mol，则生成物中含Fe元素为：5.60g÷56g/mol—0.04mol=0.06mol，生成物含O元素为：（6.88g—5.60g）÷16g/mol=0.08mol，所以生成物中Fe元素与O元素的物质的量之比为：0.06mol：0.08mol=3:4，所以生成物为Fe3O4。
（17分）过氧化钙(CaO2)难溶于水，在常温下稳定，在潮湿空气及水中缓慢分解放出氧气，用作杀菌剂、防腐剂、解酸剂、油类漂白剂及封闭胶泥的快干剂，在食品、牙粉、化妆品等制造中用作添加剂。下图是以大理石(主要杂质是氧化铁)等为原料制取过氧化钙(CaO2)的流程。
请回答下列问题：
（1）操作①中应包括 、 、 用氨水调节pH至8～9的目的是______________。
（2）若测得滤液C中c(CO
（3）若在滤液C中，加入HNO3使溶液呈酸性以得到副产物NH4NO3，则酸化后溶液中，c(NH
（4）在低温下，往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙进行反应，写出该反应的化学方程式：_______________，一段时间后，再加入氢氧化钠溶液，当调节溶液pH至9～11，才出现大量沉淀。用简要的文字解释需用氢氧化钠调节pH至9～11的原因_________________________。
（5）写出CaO2与H2O反应的化学方程式 。
正确答案
（1）溶解、过滤、蒸发结晶（3分）；除去Fe3＋或使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀被除去（2分）
（2）否（2分）
（3）＜（2分） c(NH4+)>c(CO32‾)>c(OH‾)>c(H+) （2分）
（4）CaCl2＋H2O2
（5）2CaO2＋2H2O=2Ca(OH)2+O2↑（2分）
试题分析：（1）沉淀碳酸钙用盐酸溶解然后蒸发结晶可以得到氯化钙晶体；因大理石中的主要杂质是氧化铁，它与硝酸反应生成了Fe(NO3)3，在调节pH到8～9时，Fe3＋会以Fe(OH)3沉淀形式进入滤渣，从而除去了杂质离子Fe3＋。
（2）根据离子积Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9＝c(Ca2＋)·c(CO
（3）由电荷守恒：c(H＋)＋c(NH
（4）由CaCl2＋H2O2
（5）CaO2中O元素的化合价为—1价，部分化合价升高转化为O2，部分化合价降低转化为Ca(OH)2，所以化学方程式为：2CaO2＋2H2O=2Ca(OH)2+O2↑
工业上以碳酸锰矿为主要原料生产MnO2的工艺流程如下：
请问答下列问题：
（1）酸浸前将碳酸锰矿粉碎的作用是 。
（2）酸浸后的溶液中含有Mn2+、 SO42-，另含有少量Fe2+、Fe3+、A13+、Cu2+、Pb2+等，其除杂过程如下：
①加入MnO2将Fe2+氧化，其离子反应方程式为 。 ②加入CaO将溶液的pH调到5.2～6.0，其主要目的是 。
③加入BaS，除去Cu2+、Pb2+后，再加入NaF溶液，除去 。
（3）从溶液A中回收的主要物质是 ，该物质常用作化肥。（4）MnO2粗品中含有少量Mn3O4，可以用稀硫酸处理，将其转化为MnSO4和MnO2，然后再用氧化剂将Mn2+转化为MnO2，制得优质MnO2，写出Mn3O4与稀硫酸反应的化学方程式 。
正确答案
（1）增大接触面积，加快反应速率（使反应更充分）
（2）①2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O
②除去Fe3+,A13+
③Ca2+
（3）(NH4)2SO4
（4）Mn3O4+2H2SO4=2MnSO4+MnO2+2H2O
（1）将反应物粉碎的作用是增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分；
（2）pH调到5.2～6.0，其主要目的是除去Fe3+、A13+和部分Cu2+；
③溶液中除去Fe2+、Fe3+、A13+、Cu2+、Pb2+，但第②加入了Ca2+，再加入NaF溶液，显然是除去Ca2+；
（3）流程得到的是碳酸锰沉淀，溶液中主要剩余NH4+和SO42-，故回收的物质是(NH4)2SO4。
（4）由MnO2粗品中含有少量Mn3O4，可以用稀硫酸处理，将其转化为MnSO4和MnO2，可知反应物为Mn3O4和稀硫酸，生成物为MnSO4和MnO2，反应方程式可写成：Mn3O4+H2SO4→MnSO4+MnO2，根据原子守恒，还应有水生成，故可写出：Mn3O4+H2SO4→MnSO4+MnO2+H2O，利用化合价法和原子守恒配平方程式得：Mn3O4+2H2SO4=2MnSO4+MnO2+2H2O
生铁中含碳和硫等元素。化学兴趣小组对某生铁样品进行了探究。根据要求回答下列问题。
Ⅰ.生铁中碳和硫元素的定性检验
按如图装置进行实验(夹持仪器已略去,填接口字母代号)可以实现碳和硫元素的检验。
(1)仪器X的名称是 ;装置③⑤中试剂相同,装置④中盛放的试剂是 。(2)写出甲中反应的化学方程式 。(3)如果撤除装置③④⑤,能否确认生铁样品中碳元素的存在? ,理由是 。Ⅱ.生铁中碳、硫质量分数的测定
(4)甲同学认为,以上装置可以粗略测定样品中碳的含量。称取样品w1 g进行实验,充分反应后,测得装置⑥中生成的沉淀为w2 g,该样品中碳的质量分数为 (用含w1、w2的式子表示)。(5)乙同学认为,待一定量样品充分反应后,向装置④中加入过量氯化钡溶液,根据沉淀质量可以计算样品中硫的质量分数,此方案测得的结果 (填“偏大”或“偏小”);若要提高硫元素含量的测定精度,在不改变实验原理的前提下,可以采取的一种措施是 。
正确答案
(1)分液漏斗 酸性高锰酸钾溶液(或溴水)
(2)2H2O2
(3)不能 SO2也能使氢氧化钡溶液变浑浊
(4)
(5)偏小 反应结束后,继续通入氧气一段时间;将③中溶液加热到变为红色
甲是制取O2;①②是除去O2中的杂质,得到干燥O2;生铁样品与氧气反应生成铁的氧化物、CO2、SO2,③是检验是否含有SO2,应该用品红溶液,④是除去CO2中SO2,⑤是检验SO2是否除尽;(4)n(BaCO3)=
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