- 离子的检验
- 共4052题
电子级钴的氧化物用于半导体工业和电子陶瓷等领域，是一种纯度很高的氧化物。其工业制取流程如下：
（1）实验室过滤所需的仪器有铁架台、铁圈、烧杯、 和漏斗。
（2）滤渣A的成分除过量的Co3（PO4）3和Fe(OH)3外还有 （填化学式），加入CO3(PO4)2的目的是 。
（3）Co与稀硝酸反应生成 Co2+的离子方程式为： 。
（4）滤渣B经过反复洗涤、干燥后，进行灼烧，其热重分析图如下：写出下列化学反应方程式：
①AB段： ；
②BC段 。
正确答案
（1）玻璃棒（2）Si 调节pH，保证Co2+不沉淀，而使铁离子全部沉淀
（3）3Co+8H++2NO3-=3Co2++4H2O+2NO↑
（4）CoC2O4
试题分析：（1）实验室过滤所需的仪器有铁架台、铁圈、烧杯、玻璃棒和漏斗。（2）在加入硝酸酸化时钴、Fe都与硝酸发生反应得到硝酸钴、硝酸铁而Si不能与稀硝酸发生反应，所以过滤后存在于滤渣A中。因此滤渣A的主要成分除过量的Co3（PO4）3和Fe(OH)3外还有Si。加入CO3(PO4)2的目的是调节pH，保证Co2+不沉淀，而使铁离子全部沉淀。（3）Co与稀硝酸反应生成 Co2+，根据质量守恒定律和电子守恒、电荷守恒，可知该反应的离子方程式为3Co+8H++2NO3-=3Co2++4H2O+2NO↑。（4）滤渣B(CoC2O4)灼烧发生分解反应：CoC2O4
肉桂酸用途广泛，常被用作食品保鲜剂、食品添加剂、有机合成中间体等。其一种合成原理如下：
【实验步骤】
①向A中依次加入沸石、一定比例的苯甲醛、乙酸酐及少许碳酸钾。
②控制温度1500C~1700C，使其充分反应。
③向冷却后的三口瓶内加入饱和碳酸钠溶液，调节pH至9~10。
④如装置B所示，用水蒸气蒸馏，除去未反应的苯甲醛。
⑤加入活性炭，充分振荡并煮沸脱色。
⑥……
（1）装置A中冷凝管由 端（填“a”或“b”）通入冷凝水。
（2）步骤③中加入饱和碳酸钠溶液将肉桂酸、醋酸转化为肉桂酸钠和醋酸钠的原因： 。
（3）装置B在进行水蒸气蒸馏之前，需进行的操作为 ，玻璃管的作用为 。
（4）当观察到冷凝管中 ，说明水蒸气蒸馏结束。
（5）步骤⑥通过以下操作分离、提纯得较纯净的肉桂酸（难溶于水），其正确的操作顺序是 （填字母）。
a．重结晶 b．冷却、抽滤，水洗晶体
c．加入浓盐酸调节pH=3 d．静置，趁热过滤得肉桂酸钠溶液
正确答案
（1）a
（2）有利于除去产物中的苯甲醛
（3）检验装置气密性 平衡气压，检查装置是否阻塞
（4）液体变为无色透明
（5）dcba
试题分析：一般冷凝管中水流是下进上出，即从a进b出；（2）把沸点低的有机物转化为沸点高的有机盐，然后蒸馏除去苯甲醛杂质；（3）装置通气体前需检验装置的气密性；玻璃管的作用是当容器中压强过大时水进入玻璃管，压强低时水再次进入容器，所以该管的作用是平衡压强，同时能检查装置是否堵塞；（4）当苯甲醛蒸馏完全，冷凝管中冷凝的为水，为无色透明；（5）脱色后要过滤出活性炭得到其盐溶液，再加酸酸化得到肉桂酸晶体沉淀，冷却过滤洗涤，若纯度不高，可以重结晶提出，所以顺序为dcba。
（12分）海水综合利用的工艺流程图如下：
（l）步骤II用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%。
①有关反应的离子方程式为 ；
②该过程中除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是 ；
（2）步骤I中已获得Br2，步骤II中又将Br2还原为Br-，其目的是 ；实验室中采用 方法可以起到同样的作用。
（3）分离出粗盐后的海水中蕴含着丰富的镁资源，经转化后可获得MgCl2粗产品。从海水中提取镁的步骤为：
a．将海边大量存在的贝壳锻烧成石灰，并将石灰制成石灰乳；
b．将石灰乳加人海水沉淀池中经过滤得到Mg(OH)2沉淀；
c．在Mg(OH)2沉淀中加人盐酸得到MgCl2溶液，再经蒸发结品得到MgCl2· 6H2O;
d．将MgCl2·6H2O在氯化氢氛围下加热得到无水MgCl2．电解熔融的氯化镁可得到Mg。
①写出直接加热MgCl2·6H2O的化学方程式 ；
②有同学认为：步骤b后可加热Mg(OH)2得到MgO，再电解熔融的MgO制金属镁，这样可简化生产步骤，体现简约性原则：你是否同意该同学的想法并说明理由： 。
正确答案
（1）Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br- 强酸对设备的严重腐蚀
（2）富集溴元素 萃取分液
（3）①MgCl2·6H2O 
②不同意，因为MgO的熔点很高，熔融时会耗费大量的能量而增加成本。
试题分析：（1）反应产生强酸，具有腐蚀作用；（2）步骤I中已获得Br2是低浓度的，需要进一步富集达到工业生产的目的；实验室中采用有机溶剂萃取分液的方法达到富集溴；（3）将MgCl2·6H2O在加热时会发生水解生成氢氧化镁，氢氧化镁受热分解得到氧化镁，故应在HCl气氛中加热，抑制MgCl2水解；因为MgO的熔点很高，熔融时会耗费大量的能量而增加成本，所以采用电解MgCl2。
海水是巨大的资源宝库，工业上从海水中提取食盐和溴的过程如下：
（1）可以用淀粉-KI试纸检验操作I中是否有溴生成，其操作方法是___________________。
（2）操作Ⅱ发生反应的离子方程式为_____________；可以用碳酸钠溶液代替操作Ⅱ中的二氧化硫水溶液，生成物中溴的化合价分别为+5和-1价，操作Ⅲ中如果用稀硫酸代替氯气，则操作Ⅲ中发生反应的离子方程式为______。
（3）溴苯是一种化工原料，可以用溴和苯反应合成。实验室合成溴苯的装置示意图如下：
下表为苯、溴和溴苯的相关数据：
回答下列问题：
（4）在A中加入30 .0mL无水苯和少量铁屑。在B中小心加入8.0 mL液态溴。向A中滴加液溴，反应一段时间后，点燃酒精灯加热蒸馏。
①在该实验中， B装置的名称是__________，A的容积最适合的是_________(填编号)
a．25mL b．50mL c．100mL d．250mL
②收集溴苯时，应根据_________(填“C1”或“C2”)所显示的温度，其温度应为_________。
③在反应开始后到收集溴苯之前，应先将F装置连接在D装置后，用它可承接的物质有_______________________(填化学式)。
④某化学小组设计如下实验方案，证明苯和溴发生的是取代反应而不是加成反应。
第一步：取少量反应后F装置中的溶液于试管中；第二步：向其中加入过量的稀硝酸；第三步：继续滴加少量的硝酸银溶液。如果有浅黄色沉淀生成则证明苯和溴发生的是取代反应。
该实验方案__________(填“合理”或“不合理”)，理由是__________________。
正确答案
（1）取一小块淀粉-KI试纸于玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液滴在试纸上，如果试纸变蓝，说明有溴生成，如果不变蓝，说明没有溴生成(2分，操作过程1分，结论1分。)
（2）SO2+Br2+2H2O=SO4－+2Br－+4H+； BrO3‾+5Br‾+6H+=3Br2+3H2O
（4）①分液漏斗(1分)；c(不填编号不得分)
②C2，156℃(每空1分)
③溴、溴化氢、苯(3分，每少或错1种扣1分)
④不合理(1分)，溴可以和NaOH溶液反应生成溴离子，也能产生浅黄色沉淀，无法确定是否生成溴化氢，即无法确定两者发生的是取代反应(要点一：溴和NaOH反应；要点二：无法确定是否生成溴化氢。少一个要点扣1分。)
试题分析：（1）若有溴生成，则能与淀粉-KI反应，Br2与KI置换出的I2能使淀粉变蓝，所以检验方法为：取一小块淀粉-KI试纸于玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液滴在试纸上，如果试纸变蓝，说明有溴生成，如果不变蓝，说明没有溴生成.
（2）操作Ⅱ发生反应Br2与SO2、H2O发生氧化还原反应，生成H2SO4和HBr，离子方程式为：SO2+Br2+2H2O=SO4－+2Br－+4H+；生成物中溴的化合价分别为+5和-1价，分别为NaBrO3、NaBr，操作Ⅲ中在稀硫酸存在的条件下，NaBrO3与NaBr发生氧化还原反应生成Br2，离子方程式为：BrO3‾+5Br‾+6H+=3Br2+3H2O
（4）①根据实验装置图，仪器B为分液漏斗； 该实验A装置液体体积一般不超过容积的2/3，不少于1/3，本实验所加液体反应物的体积为38.0mL，所以A的容积最适合的,100mL，C项正确。
②因为C1测量的是溶液的温度，C2测量的是蒸汽的温度，收集馏分时应测量蒸汽的温度，所以根据C2显示的温度，溴苯的沸点为156℃，因此C2显示的温度为156℃。
③溴、溴化氢、苯的沸点低于溴苯，所以收集溴苯之前，F装置承接的物质有溴、溴化氢、苯。
④因为溴和苯反应合成溴苯的反应，一般会有Br2剩余，Br2与NaOH反应生成NaBr，也能与AgNO3反应生成浅黄色沉淀，无法确定是否生成了溴化氢，所以该实验方案不合理。
（4分）选择适当试剂和操作方法除去下列物质中的少量杂质（括号内为杂质）
（1）乙烷（乙烯），试剂_______________操作方法_______________________________。
（2）苯（苯酚），试剂_________________操作方法_______________________________。
正确答案
（4分）溴的四氯化碳溶液，洗气；NaOH溶液，分液
（1）乙烯含有碳碳双键，能和酸性高锰酸钾溶液或溴水发生反应，但由于酸性高锰酸钾溶液能把乙烯氧化生成CO2，所以除去乙烷中的乙烯应该用溴水，方法是洗气法。
（2）苯酚显弱酸性，所以可以通过氢氧化钠溶液来除去苯中的苯酚。由于苯不溶于水，分液即可。
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