- 离子的检验
- 共4052题
NaNO3是重要的化工原料，可通过下列方法制备：
第一步：在吸收塔中，将硝酸生产中排出的尾气(体积分数：含0.5%NO、1.5%NO2)
用纯碱溶液完全吸收。
第二步：将吸收塔中的混合液送入转化塔中，加入50%HNO3溶液，同时通入足量的压缩空气搅拌，充分反应，得到NaNO3和硝酸的混合液。
第三步：将转化塔中的混合液用纯碱中和后，经蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、干燥，得NaNO3成品。
已知：每生产1.0t纯净的NaNO3固体，需消耗0.65 t无水Na2CO3、消耗氧气的体积为33.6 m3(标准状况下)和一定量的HNO3。生产过程中排出的尾气中均不含氮氧化物。
回答下列问题：
(1) 第一步生产过程中发生反应的总化学方程式是 。
(2) 检验NaNO3成品中是否含少量的Na2CO3杂质的方法是
(3) 生产过程中Na2CO3的利用率是________(计算结果精确到小数点后两位)。
(4) 生产1.0 t纯净的NaNO3固体，可以处理硝酸生产中排出的尾气的体积为多少m3(标准状况下)。请写出计算过程。
正确答案
（13分）(1) NO＋3NO2＋2Na2CO3===3NaNO2＋NaNO3＋2CO2（2分）
(2) 取少量NaNO3样品溶于水，滴入CaCl2溶液，若有白色沉淀生成，再加盐酸、沉淀又消失，说明有Na2CO3存在，否则无（2分）
(3) 0.96（3分）
(4)（4分）
设NO的物质的量为xmol，则NO2的物质的量为3xmol
因为3n(NO)+n(NO2)=4n(O2)即 3x+3x=4×1.5kmol
x=1kmol
n(NO)+n(NO2)=4kmol
V(尾气)=4×22.4/0.02%=4480m3
试题分析：（1）NO和NO2与碳酸化钠溶液反应，根据第二步流程，可知生成的产物中有还原性物质，所以产物有硝酸钠、亚硝酸钠、二氧化碳，则第一步生产过程中发生反应的总化学方程式是NO＋3NO2＋2Na2CO3===3NaNO2＋NaNO3＋2CO2
（2）检验NaNO3成品中是否含少量的Na2CO3杂质，即是检验碳酸根离子，常用试剂是氯化钙、氢氧化钙溶液，操作步骤是取少量NaNO3样品溶于水，滴入CaCl2溶液，若有白色沉淀生成，再加盐酸、沉淀又消失，说明有Na2CO3存在，否则不存在；
（3）根据元素守恒得Na2CO3～2NaNO3，所以0.65t的无水碳酸钠的利用率是x，则106:170=0.65x:1，解得x=0.96；
（4）33.6m3=33600L，所以生产1.0 t纯净的NaNO3固体，消耗氧气1500mol，根据得失电子守恒，NO和NO2失电子总数=氧气得电子总数，可以计算NO和NO2的物质的量，NO和NO2占尾气的2%，所以可计算生产1.0 t纯净的NaNO3固体，可以处理硝酸生产中排出的尾气的体积。具体步骤见答案。
(4分)某无色溶液由①Na+②Al3+③NH4+④SO42-中的若干种离子组成。按以下步骤进行实验：
(1)取少量原溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，说明原溶液中一定含有的离子是
(填序号，下同)；
(2)取少量原溶液，向其中逐滴加入氢氧化钠浓溶液，有白色沉淀产生，沉淀又逐渐溶 解至消失；再加热混合液，产生使湿润的红色石蕊试液变蓝的气体，说明原溶液中一定含有的离子是
(3)取少量原溶液加入少量盐酸使溶液酸化，再加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，说明 原溶液中一定含有的离子是 。
正确答案
① （1分）； ②③（2分） ； ④ （1分）
略
（6分）除去下列物质中的杂质（括号内），填入所用试剂和分离方法或化学方程式。
（1）乙烯（SO2）：试剂 ，分离方法
（2）苯（溴）：试剂 ，分离方法
（3）乙烷（乙烯）试剂 ，化学方程式
正确答案
（6分）（每空1分）
（1）NaOH溶液，洗气 （2）NaOH溶液，分液 （3）溴水，C2H4+Br2 →C2H4 Br2
略
农民使用的氮肥主要是“氢铵”和尿素。某化学兴趣小组对某“氢铵”化肥进行了专项研究：
（1）预测：根据已有知识和“氢铵”的名称，该小组预测该“氢铵”是碳酸或亚硫酸或硫酸的铵盐。
（2）验证和探究：①NH4+的验证：取少量固体药品于试管中，然后 。
②阴离子的探究： a．取少量固体药品于试管中，然后向试管中滴加稀盐酸，固体全部溶解，将
产生的气体通入下列装置。观察到的现象是：溴水无明显变化，澄清石灰水变浑浊。
再向滴加稀盐酸反应后的试管中，加Ba（OH）2溶液，无明显现象。
Ⅰ.初步结论：“氢铵”是 的铵盐。
Ⅱ．要进一步确定“氢铵”的成分还需要补做如下实验：取适量“氢铵”配制成溶液，取试液于一支洁净的试管中， 。
（3）该实验小组设计了以下二个实验方案测定该化肥的含氮量，请你阅读后解释方案中提出的问题并进行评价：
方案（一）：准确称取一定质量的样品，放入上图方案（一）的烧瓶中，滴加过量NaOH浓溶液，充分微热，按如图装置，通过实验测定烧杯增加的质量（忽略漏斗中附着溶液的质量）。然后进行计算，可得化肥的含氮量。
方案（二）：准确称取一定质量的样品，放入上图方案（二）的烧瓶中，滴加过量NaOH浓溶液，充分微热，按如图装置（A管可以上下移动），测量生成的氨气体积（设所测体积为标准状况下的体积）。然后进行计算，可得化肥的含氮量。
方案（二）图中导管a的作用是 。
请你评价上述两套方案是否合理。若合理只需要说明结论；若不合理，请简要说明原因，并指出修改方案（若要添加仪器、药品，请说明添加的位置、名称）
方案（一）：
方案（二）：
正确答案
①滴加NaOH浓溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口部，加热试管，若红色石蕊试纸变蓝，则证明含NH4+。
②I、碳酸；
II、加足量BaCl2溶液振荡充分反应，若不产生白色沉淀，说明该化肥主要成分为NH4HCO3；若产生白色沉淀，过滤，取滤液加适量的Ba（OH）2溶液，也产生白色沉淀，说明该化肥主要成分为（NH4）2CO3和NH4HCO3的混合物；若不产生白色沉淀，说明该化肥主要成分为（NH4）2CO3。
(3)导管a的作用：保持烧瓶与分液漏斗的压强相同，使分液漏斗中的液体顺利流出；滴入锥形瓶的氢氧化钠溶液体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入氢氧化钠溶液引起的氢气体积误差。
方案（一）：不合理；装置中没有干燥装置，稀硫酸吸收了较多水蒸汽，误差太大；在烧杯前加一个装由碱石灰的干燥管。
方案（二）：合理。
专题：实验探究和数据处理题．
分析：（1）铵根离子的检验方法：加入氢氧化钠加热产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的氨气；
（2）能使石灰水变浑浊的气体是二氧化碳或者是二氧化硫气体，亚硫酸盐具有还原性，能被溴水氧化，碳酸盐可以和氯化钡反应生成沉淀，氯化钡和碳酸氢盐不反应；
（3）铵盐和氢氧化钠反应生成的氨气中混有水，会干扰氨气质量的测定；水和植物油混不相溶，可以采用排植物油的方法来获得生成氨气的体积，进而确定铵盐的质量．
解答：解：（1）根据铵根离子的检验方法：想可溶性的铵盐中加入氢氧化钠，并加热，能产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的氨气则能证明含NH4+，
故答案为：NaOH；湿润的红色石蕊试纸；变蓝；
（2）a、能使石灰水变浑浊的气体是二氧化碳或者是二氧化硫气体，亚硫酸盐具有还原性，能被溴水氧化，如果是碳酸氢盐，则会和氢氧化钡反应生成碳酸钡白色沉淀，
故答案为：碳酸；
b、加足量BaCl2溶液振荡充分反应，若不产生白色沉淀，说明是碳酸氢铵，不是碳酸铵，碳酸铵可以和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀，所以当产生白色沉淀时，说明是碳酸铵，
故答案为：NH4HCO3；（NH4）2CO3和NH4HCO3的混合物；
（3）铵盐和氢氧化钠反应生成的氨气中混有水，会干扰氨气质量的测定，必须对氨气进行干燥，所以方案（一）不合理；而水和植物油混不相溶，可以采用排植物油的方法来获得生成氨气的体积，进而确定铵盐的质量，即方案（二）合理，
故答案为：不合理，装置中没有干燥装置，吸收了较多水蒸汽（或烧瓶中有氨气残留）；合理．
点评：本题是一道有关化学肥料的物质组成和判断的题目，考查学生分析和解决问题的能力，难度较大．
有一瓶澄清的溶液，其中可能有
(1)取pH试纸检验，溶液呈强酸性，可以排除 离子的存在；
(2)取出部分溶液，加入少量CCl4及数滴新制氯水，经振荡后CCl4层呈紫色，可以排除 离子的存在；
(3)另取出部分溶液逐滴加入NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中和滴加完毕后，溶液均无沉淀产生，则又可以排除 离子的存在；
(4)取出部分上述碱性溶液滴加Na2CO3溶液后，有白色沉淀生成，证明 离子存在，又可排除 离子的存在；
(5)将(3)得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。根据上述实验事实确定：该溶液中肯定存在的离子是 ，还不能确定是否存在的离子是 。
正确答案
(1)
(2)
(3)Mg2＋、Al3＋
(4)Ba2＋；
(5)I－、
(1)溶液呈强酸性，可以排除
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