- 离子的检验
- 共4052题
利用含锰废水（主要含Mn2+、SO42-、H+、Fe2+、Al3+、Cu2+）可制备高性能磁性材料碳酸锰（MnCO3）。其中一种工业流程如下：
已知某些物质完全沉淀的pH值如下表：
回答下列问题：
（1）若下列物质均能把Fe2+氧化为Fe3+，则过程①中可选择加入的氧化剂是 。
a．Cl2 b．MnO2 c．浓HNO3 d．H2O2
（2）过程②中，所得滤渣的成分是 。
（3）过程③中，搅拌的目的是 ，发生反应的离子方程式是 。
（4）过程④中，若生成的气体J可使澄清石灰水变浑浊，则生成MnCO3反应的离子方程式是___________。
（5）由MnCO3可制得重要的催化剂MnO2，MnCO3 +
现在空气中加热 460.0 g的MnCO3，得到332.0 g产品，若产品中杂质只有MnO，则该产品中MnO2的质量分数是 。（摩尔质量/g·：MnCO3 115 MnO2 87 MnO 71）
正确答案
（1）b d（2）Fe(OH)3、Al(OH)3（3）使MnS 与 Cu2+快速、充分反应，MnS + Cu2+ = Mn2+ + CuS↓（4）Mn2+ + 2HCO3- = MnCO3 + CO2↑+H2O（5）78.6%
试题分析：（1）把Fe2+氧化为Fe3+除去杂质，加入的试剂至少要满足两个条件：加入的试剂只能与杂质反应，不能与原物质反应；反应后不能引入新的杂质，四个选项中，MnO2反应生成需要的Mn2+，H2O2反应后生成水，双氧水受热见光易分解，没有多余杂质，故bd正确；（2）调节pH在5.2，由题意知Fe2+和Al3+均以Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀状态存在；（3）加入MnS是为了使其中Cu2+产生CuS沉淀除去，故搅拌目的是使MnS 与 Cu2+快速、充分反应，离子方程式MnS + Cu2+ = Mn2+ + CuS↓；（4）由题意知Mn2+和加入的HCO3-反应，产生CO2气体和MnCO3沉淀，故离子方程式Mn2++2HCO3- =MnCO3 +CO2↑+H2O；（5）MnCO3受热分解为MnO，MnO部分氧化为MnO2，产品中杂质有MnO，460.0 gMnCO3，物质的量为4mol，受热产生4molMnO，设产生MnO2物质的量为xmol，即有xmolMnO氧化，剩余MnO为(4-x)mol，产物的总质量为(4-x)mol×71g/mol+xmol×87g/mol=332g，x=3，则MnO2的质量分数=
某研究性学习小组拟探究在含Mg2+、Al3+ 的混合溶液中滴加NaOH溶液时，生成氢氧化物沉淀的过程。
【实验】在0.1 mol∙L－1 MgSO4、0.05 mol∙L－1Al2(SO4)3的混合溶液中滴加0.5 mol∙L-1NaOH溶液，借助氢离子传感器和相应分析软件，测得溶液的pH随NaOH溶液的加入变化情况如图所示。
（1）为精确控制加入NaOH溶液的体积，可将NaOH溶液置于 （填仪器名称）中滴加。
（2）图中有三个pH增加缓慢的阶段，第一阶段（a点前）对应的实验现象是 。
（3）对第二阶段（b、c之间）溶液pH变化缓慢的本质，小组同学做出如下推测，请补充推测2和3：
推测1：生成Mg(OH)2沉淀，消耗OH－；
推测2： ；
推测3： 。
若推测1符合实际情况，则a点之前反应的离子方程式为 ，请据此描述Mg(OH)2、Al(OH)3两种物质在水溶液中溶解性的差异 。
（4）请分析e点后溶液中较大量存在的含金属元素的离子并设计实验检验（可不填满）：
正确答案
（1）碱式滴定管
（2）生成白色沉淀并逐渐增多
（3）生成Al(OH)3沉淀，消耗OH－ Al(OH)3沉淀溶解，消耗OH－
Al3++3OH－=Al(OH)3↓ Al(OH)3比Mg(OH)2更难溶于水
（4）
试题分析：由图像可知，PH变化缓慢的主要原因应为：生成Mg(OH)2沉淀，消耗OH－；生成Al(OH)3沉淀消耗OH－ ； Al(OH)3沉淀溶解，消耗OH－三种可能，至于哪一阶段为那种可能，应与Al(OH)3、Mg(OH)2二者的溶解度有关。
某研究性学习小组采用温和水溶液法，以CuCl2·2H2O和H2C2O4·2H2O为原料合成新颖结构的草酸铜晶体。为进一步探究草酸铜晶体的性质，现将草酸铜晶体在一定条件下加热分解，对所得气体产物和红色固体产物进行实验和研究。
Ⅰ、用以下装置检验气体产物的成分。
（1）C装置的作用是检验 ，D装置的作用是检验 。(用化学式回答)
（2）用PdCl2溶液检验CO时发生反应的化学方程式为______________________________；
（3）D、E两装置位置能否互换？为什么？_____________________________________。
（4）若需测定气体产物的含量，则A装置能很好地降低实验误差，在实验中，至少有____次使用到A装置，分别起什么作用？_____________________________。
Ⅱ、对固体产物的成分进行探究
①提出合理假设：
假设1：红色固体为Cu ；
假设2：红色固体为Cu2O ；
假设3： 。
②设计实验方案证明你的假设(不要在答题卡上作答)
③实验过程
根据②中方案进行实验在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。
正确答案
Ⅰ、（1）H2O(1分)、CO2 (1分)
（2） PdCl2 + CO + H2O = Pd↓ + CO2 + 2HCl (方程式书写完整2分)
（3）不能，若互换则E装置中可能产生的CO2对D装置中CO2的检验造成干扰。(其他合理答案也可，2分)
（4）2 (1分)
加热晶体前，通氮气可除去装置中的空气；加热晶体后，通氮气可把分解产生的气体产物全部赶出来。(其他合理答案也可，2分)
Ⅱ、①假设3：红色固体为Cu2O和Cu的混合物。(1分)
③实验过程(每空1分，先检验Cu2O、后检验Cu亦可)
试题分析：Ⅰ、（1）无水硫酸铜遇水变蓝，可用量检验H2O的存在；CO2通入石灰水变浑浊，可用石灰水检验CO2。
（2）根据资料卡片：CO能与PdCl2溶液反应生成黑色的钯粉，可知PdCl2把CO氧化为CO2，配平可得方程式：PdCl2 + CO + H2O = Pd↓ + CO2 + 2HCl
（3）不能互换D、E两装置位置，如果颠倒顺序后，E装置产生CO2，会对D对CO2的检验产生干扰。
（4）2次用到A装置，第一次：加热晶体前，通氮气可除去装置中的空气；第二次：加热晶体后，通氮气可把分解产生的气体产物全部赶出来。
Ⅱ、①假设3为假设1和假设2的综合：红色固体为Cu2O和Cu的混合物。
③根据题目所给资料卡片：Cu2O能溶于浓氨水形成络合物，设计步骤1：取适量固体产物于试管中，加入足量浓氨水，充分振荡使其溶解。若固体产物全部溶解，说明只含Cu2O，则假设2成立；若固体产物未全部溶解，则假设1或假设3成立，接着进行下一步实验。根据Cu2O与H2SO4发生歧化反应，生成CuSO4和Cu，设计步骤2：另取适量固体产物于试管中，向其中加入适量稀硫酸溶液，充分振荡；则若溶液变蓝色，结合步骤1，则假设3成立；若溶液未变蓝色，结合步骤1，则假设1成立。
工业生产纯碱的过程如下：
完成下列填空：
（1）粗盐水（含杂质离子Mg2+、Ca2+），加入沉淀剂A、B除杂质(A来源于石灰窑厂），则沉淀剂B 的化学式为 。
（2）实验室模拟由滤液制备滤渣的装置如下：
①图1中装置和图2中装置的连接方法为a接 ，b接 ，f接c。
②图2中试剂瓶内发生的化学反应方程式为 。
③实验中要求通入的NH3过量之后再通入CO2气体，检验通入的NH3已过量的实验操作是 。
（3）操作⑤煅烧后的纯碱中含有未分解的碳酸氢钠。某同学称取该纯碱样品m g，再充分加热至质量不再变化时称得剩余固体的质量为n g，则纯碱样品中碳酸钠的质量分数为 。
（4）现有25℃下，0.1mol/LNH3·H2O溶液和0.1mol/LNH4Cl溶液，将两份溶液等体积混合测得溶液的pH=9，下列说法正确的是 （填代号）。
a．0.1mol/L NH4Cl溶液与混合后溶液中导电粒子的种类和数目均相同
b．混合后的溶液中，c(NH3·H2O)＞c(Cl-)＞c(NH4+)＞c(OH-)＞c(H+)
c．由题意可知，NH3·H2O的电离程度大于同浓度的NH4Cl的水解程度
d．混合前两份溶液的pH之和大于14
正确答案
（14分）（1）Na2CO3（2分）（2）①d（2分），e（2分）
② NaCl+NH3+CO2+H2O＝NaHCO3↓+NH4Cl（2分）
③用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口f，若有白烟生成，说明氨气过量；或用湿润的红色石蕊试纸靠进
管口f，若试纸变蓝，说明氨气过量（其他合理答案均得分）（2分）
（3）
试题分析：（1）杂质离子Mg2+、Ca2+分别用OH－和CO32－除去。由于A来源于石灰窑厂，则A是生石灰。由于不能引入新的杂质，则B应该是Na2CO3。
（2）①A装置是制备CO2，B装置是制备氨气的。由于氨气极易溶于水，直接通入溶液中容易引起倒吸，所以正确连接应该是a接d，b接e，f接c。
②图2中试剂瓶内是制备碳酸氢钠的，所以发生反应的化学反应方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O＝NaHCO3↓+NH4Cl。
③氨气是碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，也能和氯化氢反应生成氯化铵而冒白烟，所以检验通入的NH3已过量的实验操作是用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口f，若有白烟生成，说明氨气过量；或用湿润的红色石蕊试纸靠进管口f，若试纸变蓝，说明氨气过量。
（3）碳酸氢钠分解的方程式是
2NaHCO3
2×84g 106g 62g
则纯碱样品中碳酸钠的质量是mg－
所以纯碱样品中碳酸钠的质量分数为
（4）0.1mol/L NH4Cl溶液与混合后溶液中导电粒子的种类相同，但数目不同，a不正确；25℃下，0.1mol/LNH3·H2O溶液和0.1mol/LNH4Cl溶液，将两份溶液等体积混合测得溶液的pH=9，溶液新碱性，这说明氨水的电离程度大于NH4＋的水解程度，因此混合后的溶液中c(NH4+)＞c(Cl-)＞c(NH3·H2O)＞c(OH-)＞c(H+)，b不正确，c正确；0.1mol/LNH3•H2O溶液显碱性和0.1mol/LNH4Cl溶液显酸性，NH4＋的水解程度小于氨水的电离程度，混合前两份溶液的pH之和大于14，故d正确，答案选cd。
工业生产纯碱的过程如下：
完成下列填空：
（1）粗盐水（含杂质离子Mg2+、Ca2+），加入沉淀剂A、B除杂质(A来源于石灰窑厂），则沉淀剂B 的化学式为 。
（2）实验室模拟由滤液制备滤渣的装置如下：
①图1中装置和图2中装置的连接方法为a接 ，b接 ，f接c。
②图2中试剂瓶内发生的化学反应方程式为 。
③实验中要求通入的NH3过量之后再通入CO2气体，检验通入的NH3已过量的实验操作是 。
（3）操作⑤煅烧后的纯碱中含有未分解的碳酸氢钠。某同学称取该纯碱样品m g，再充分加热至质量不再变化时称得剩余固体的质量为n g，则纯碱样品中碳酸钠的质量分数为 。
（4）现有25℃下，0.1mol/LNH3·H2O溶液和0.1mol/LNH4Cl溶液，将两份溶液等体积混合测得溶液的pH=9，下列说法正确的是 （填代号）。
a．0.1mol/L NH4Cl溶液与混合后溶液中导电粒子的种类和数目均相同
b．混合后的溶液中，c(NH3·H2O)＞c(Cl-)＞c(NH4+)＞c(OH-)＞c(H+)
c．由题意可知，NH3·H2O的电离程度大于同浓度的NH4Cl的水解程度
d．混合前两份溶液的pH之和大于14
正确答案
（14分）（1）Na2CO3（2分）（2）①d（2分），e（2分）
② NaCl+NH3+CO2+H2O＝NaHCO3↓+NH4Cl（2分）
③用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口f，若有白烟生成，说明氨气过量；或用湿润的红色石蕊试纸靠进
管口f，若试纸变蓝，说明氨气过量（其他合理答案均得分）（2分）
（3）
试题分析：（1）杂质离子Mg2+、Ca2+分别用OH－和CO32－除去。由于A来源于石灰窑厂，则A是生石灰。由于不能引入新的杂质，则B应该是Na2CO3。
（2）①A装置是制备CO2，B装置是制备氨气的。由于氨气极易溶于水，直接通入溶液中容易引起倒吸，所以正确连接应该是a接d，b接e，f接c。
②图2中试剂瓶内是制备碳酸氢钠的，所以发生反应的化学反应方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O＝NaHCO3↓+NH4Cl。
③氨气是碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，也能和氯化氢反应生成氯化铵而冒白烟，所以检验通入的NH3已过量的实验操作是用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口f，若有白烟生成，说明氨气过量；或用湿润的红色石蕊试纸靠进管口f，若试纸变蓝，说明氨气过量。
（3）碳酸氢钠分解的方程式是
2NaHCO3
2×84g 106g 62g
则纯碱样品中碳酸钠的质量是mg－
所以纯碱样品中碳酸钠的质量分数为
（4）0.1mol/L NH4Cl溶液与混合后溶液中导电粒子的种类相同，但数目不同，a不正确；25℃下，0.1mol/LNH3·H2O溶液和0.1mol/LNH4Cl溶液，将两份溶液等体积混合测得溶液的pH=9，溶液新碱性，这说明氨水的电离程度大于NH4＋的水解程度，因此混合后的溶液中c(NH4+)＞c(Cl-)＞c(NH3·H2O)＞c(OH-)＞c(H+)，b不正确，c正确；0.1mol/LNH3•H2O溶液显碱性和0.1mol/LNH4Cl溶液显酸性，NH4＋的水解程度小于氨水的电离程度，混合前两份溶液的pH之和大于14，故d正确，答案选cd。
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