- 离子的检验
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辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2)。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下：
（1）写出步骤“还原”中可能发生反应的离子方程式 、 。
（2）回收S过程中温度控制50℃～60℃之间，不宜过高或过低的原因是 、 。
（3）气体NOx与氧气混合后通入水中能生成流程中可循环利用的一种物质，该物质的化学式为 ；向滤液M中加入（或通入）下列 (填字母)物质，得到另一种可循环利用的物质。
a．铁 b．氯气 c．高锰酸钾 d．盐酸
（4）保温除铁过程中加入CuO的目的是 、 ；
（5）过滤③所得到的滤液，加入硝酸后，经操作X、过滤④得到硝酸铜晶体。
硝酸的作用是 ；
操作X是 、 (填操作名称) 。
正确答案
（1）Fe +2Fe3+→3Fe2+ Fe +Cu2+→Cu+Fe2+
（2）温度高苯容易挥发，温度低溶解速率小
（3）HNO3 （1分） b （2分）
（4）调节溶液的pH，使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀
（5）抑制Cu2+的水解（1分） 蒸发浓缩、冷却结晶（2分）
试题分析：（1）辉铜矿与氯化铁溶液反应生成氯化铜、氯化亚铁和单质硫，二氧化硅不反应与单质硫一起形成矿渣，滤液中含有铁离子、铜离子，所以加入铁粉反应的反应有Fe +2Fe3+→3Fe2+ 、Fe +Cu2+→Cu+Fe2+。
（2）苯是有机溶剂，易挥发，所以温度高苯容易挥发，而温度低溶解速率小，因此回收S过程中温度控制50℃～60℃之间，不宜过高或过低。
（3）气体NOx与氧气混合后通入水中能生成硝酸，所以可循环利用的物质化学式为HNO3。滤液M是氯化亚铁，可以再转化为氯化铁而循环利用，所以该试剂应该是氯气，答案选b。
（4）氧化铜是碱性氧化物，能与酸反应调节溶液的pH值，所以氧化铜的作用是调节溶液的pH，使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀而析出。
（5）硝酸铜溶液中的铜离子易水解，所以加入硝酸的作用是抑制Cu2+的水解；从溶液中得到硝酸铜晶体的实验操作应该是蒸发浓缩、冷却结晶。
实验室制取乙烯，常因温度过高而使乙醇和浓硫酸反应生成少量的SO2。某同学设计下列实验以确定上述混合气体中含有乙烯和SO2。
（1）I、II、III、IV装置可盛放的试剂是：I： II： III： IV： （请将下列有关试剂的序号填入空格内）。
（2）能说明SO2气体存在的现象是 ；
使用装置II的目的是 ；
使用装置III的目的是 ；
确定含有乙烯的现象是 。
（3）Ⅳ中发生反应的化学方程式为 ；产物的名称是 。
正确答案
（1） I：A II：B III：A IV：D （各1分，共4分）
（2）I中品红溶液褪色（1分）； 吸收SO2（1分）； 证明SO2已经被完全吸收（1分）；
Ⅲ中品红不褪色，且IV中溶液颜色变浅或褪色（2分）。
（3）CH2＝CH2 + Br2
试题分析：（1）乙烯含有碳碳双键，能和溴水发生加成反应，也能被酸性高锰酸钾溶液氧化，溶液均是褪色的。但由于SO2具有还原性，能被溴水和酸性高锰酸钾溶液氧化，溶液也都是褪色的。所以首先检验的是SO2，且还要除去SO2。检验SO2的试剂是品红溶液，而除去SO2的试剂是氢氧化钠溶液。为了保证SO2已经完全被除去，需要再次提供品红溶液来检验SO2是否完全被除尽，即I、II、III、IV装置可盛放的试剂分别是品红溶液、氢氧化钠溶液、品红溶液和溴水，答案分别是A；B；A；D。
（3）乙烯和溴水发生加成反应生成1，2－二溴乙烷，反应的方程式是CH2＝CH2 + Br2
点评：该题是中等难度实验题的考查，试题基础性强，侧重对学生实验能力的考查，有利于培养学生规范严谨的实验设计能力，有利于提升学生的学科素养。该类试题主要是以常见仪器的选用、实验基本操作为中心，通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确及灵活运用知识解决实际问题的能力。
草酸（乙二酸）可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸（含2个结晶水）的工艺流程如图：回答下列问题：
（1）CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠，甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为：____、____ 。
（2）该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是 ，滤渣是____ ；过滤操作②的滤液是 和 ，滤渣是____ 。
（3）工艺过程中③和④的目的是____ 。
（4）有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是___ 。
（5）结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。
称量草酸成品0．250 g溶于水，用0．0500 mol·L-1的酸性KMn04溶液滴定，至浅粉红色不消褪，消耗KMn04溶液15.00 mL，反应的离子方程式为____ ；
列式计算该成品的纯度 。
正确答案
试题分析：⑴CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠的反应可用观察法将其配平；甲酸钠加热脱氢（产生H2），通过观察法并结合原子守恒得另一生成物为Na2C2O4。
⑵根据“钙化”反应：Na2C2O4+Ca(OH)2＝CaC2O4↓+2NaOH，由此可确定过滤操作①的滤液是NaOH，滤渣是CaC2O4；根据“酸化”反应：CaC2O4+H2SO4＝CaSO4+ H2C2O4，由此可确定过滤操作②的滤液是H2C2O4，滤渣是CaSO4；
⑶该工艺过程中③和④(“回头”)分别循环利用氢氧化钠和硫酸，减小污染，也可降低成本。
⑷若在甲酸钠脱氢后生成的Na2C2O4中直接用硫酸酸化制备草酸，会产生Na2SO4杂质。
⑸根据得失电子守恒有5C2O42-+2MnO4-――2Mn2++10CO2↑，再根据电荷守恒有5C2O42-+2MnO4-+16H+――2Mn2++10CO2↑，最后根据原子守恒得5C2O42-+2MnO4-+16H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O；最后根据该反应方程式建立关系式“5(H2C2O4·2H2O)～2KMnO4”，得该成品的纯度为：
牙膏中的摩擦剂一般由CaCO3、Al(OH)3或SiO2组成。某小组对几种牙膏中摩擦剂成分及其含量进行探究：
（1）根据上述信息，推测摩擦剂应具备的性质有
A．易溶于水 B．难溶于水 C．颗粒较大 D．颗粒较小
（2）已知A牌牙膏的摩擦剂是Al(OH)3，取少量牙膏样品，加水充分搅拌、过滤：
①往滤渣中加入过量NaOH溶液，Al(OH)3与NaOH溶液反应的离子方程式____ __。
②往①所得滤液先通入过量CO2，再加入过量稀盐酸，观察到的现象是 。
（3）已知B牌牙膏中摩擦剂可能含有一或两种物质，将此牙膏的摩擦剂溶于盐酸时，发现有不溶性物质。
① 对B品牌牙膏摩擦剂的成分提出合理假设：
假设1：只有SiO2 假设2：可能有SiO2和CaCO3
假设3：可能有________________。
② 请设计方案对B品牌牙膏摩擦剂的成分进行验证。填写下表。限选试剂：稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水
（4）已知C牌牙膏中的摩擦剂为CaCO3，为测定CaCO3的质量分数，取20．0g牙膏样品溶于水后过滤，将所得沉淀溶于100mL1mol/L的盐酸（假设所得溶液体积不变），从所得的溶液中取20．00mL，用1mol/L NaOH溶液进行滴定，消耗NaOH溶液5．00mL，则C品牌牙膏中CaCO3的质量分数为 _（保留四位有效数字）。．
正确答案
（1）B D（3分，选1个对的得1分，全对3分）
（2）① Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O（3分，未配平扣1分）（或Al(OH)3＋OH－＝[Al(OH)4]－ ）
②通入CO2气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体生成、沉淀溶解；（2分）（或：通入CO2气体有白色沉淀生成；加入盐酸沉淀溶解）
（3）①SiO2和Al(OH)3（或二氧化硅和氢氧化铝）（1分，少一种不得分）
②（4分）
（4）18．75% （或0．1875）( 3分)
试题分析：（1）牙膏中的摩擦剂一般由CaCO3、Al(OH)3或SiO2组成，根据这几种物质的特点都难溶于水，推测用于刷牙的固体颗粒不会太大，所以答案选BD。
（2）①Al(OH)3难溶于水，书写离子方程式时不能拆开，所以Al(OH)3与NaOH溶液反应的离子方程式为Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O；
②往①所得滤液先通入过量CO2，二氧化碳与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀，所以会看到有白色沉淀生成；再加入过量稀盐酸，稀盐酸和氢氧化铝发生中和反应，沉淀消失，同时溶液中的碳酸氢根离子与氢离子反应生成二氧化碳气体；
（3）①此牙膏的摩擦剂溶于盐酸时，发现有不溶性物质。说明一定含二氧化硅，3种物质中选择一种或2种其中必有二氧化硅的可能有3种，所以假设3应是可能有SiO2和Al(OH)3
②步骤1后得沉淀B，取适量B于试管中，加入稀盐酸，若固体不溶解，则为假设1；若固体部分溶解且有气体产生则为假设2；若固体部分溶解且无气体产生则为假设3。
或者取适量B于试管中，加入稀盐酸，有气体产生，证明有碳酸钙；取以上反应的清液，加入氢氧化钠溶液，先生成沉淀，后沉淀溶解，说明含有氢氧化铝。
（4）由消耗氢氧化钠的体积可计算100mL的溶液中剩余H+的物质的量是5×10-3L×1mol/L×5=0．025mol，则用于和碳酸钙反应的H+的物质的量是0．1L×1mol/L-0．025mol=0．075mol，由2H+～CaCO3得碳酸钙的物质的量是0．0375mol，所以样品中碳酸钙的质量是3．75g，则碳酸钙的质量分数是3．75g/20．0g×100%=18．75%。
某铝合金（硬铝）中含有铝、镁、铜等，为了测定该合金中铝的含量，有人设计了如下实验：（已知：硅不与盐酸和水反应）
（1）若固体Ⅰ中含有铜，步骤①的试剂X应选择 （填“NaOH溶液”“盐酸”“FeCl3溶液”）；步骤②的操作是 ，得到固体Ⅱ反应的离子方程式为
（2）固体Ⅲ的化学式为 步骤④反应的化学方程式为
（3）该铝合金中铝的质量分数是________________
（4）步骤④中的沉淀没有用蒸馏水洗涤时，会使测定结果 （填“偏高”“偏低”“不影响”）
正确答案
(1) 盐酸 ；过滤 ； Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓（2） Al203 2A1(OH)3 Al203+3H20
(3)
试题分析：铜与盐酸不反应，镁、铝与盐酸反应，X为盐酸；若X为氢氧化钠溶液，则固体I中含Mg、Cu；若X为氯化铁溶液，则固体I中无铜。步骤①过滤后的溶液中含MgCl2、AlCl3、HCl，加足量NaOH溶液后，固体II为Mg(OH)2，溶液为NaAlO2、NaCl、NaOH，向溶液中通入过量二氧化碳气体生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝灼烧生成固体III为Al2O3。
（1）步骤②操作为过滤；生成氢氧化镁离子方程式为Mg2++2OH-=mg(OH)2↓；
（2）固体III为Al2O3，步骤④为氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水。
（3）由铝元素守恒知原样品中Al质量为
（4）步骤④中沉淀未用蒸馏水洗涤，则所得氧化铝质量偏大，测定结果偏高。
点评：熟悉常见无机物的性质。
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