- 离子的检验
- 共4052题
一种含铝、锂、钴的新型电子材料,生产中产生的废料数量可观,废料中的铝以金属铝箔的形式存在;钴以Co2O3·CoO的形式存在,吸附在铝箔的单面或双面;锂混杂于其中。
从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下:
(1)过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al,反应的离子方程式为 。
(2)过程II中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出钴的化学反应方程式为(产物中只有一种酸根) 。在实验室模拟工业生产时,也可用盐酸浸出钴,但实际工业生产中不用盐酸,请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因_______________。
(3)过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)3,碳酸钠溶液在产生Al(OH)3时起重要作用,请写出该反应的离子方程式________________________。
(4)碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同,请写出在过程IV中起的作用是
____________________________________________________________。
(5)在Na2CO3溶液中存在多种粒子,下列各粒子浓度关系正确的是______(填序号)。
正确答案
(1)2Al+2OH-+2H2O = 2AlO2-+3H2↑
(2)4(Co2O3·CoO) + Na2S2O3 + 11H2SO4 = 12CoSO4 + Na2SO4 + 11H2O(3分)
Co2O3·CoO可氧化盐酸产生Cl2,污染环境。(合理即可)
(3)2Al3++3CO32-+3H2O = 2Al(OH)3↓+3CO2↑
(4)调整pH,提供CO32-,使Co2+沉淀为CoCO3
(5)B C D (有错不得分,答对1个得1分,全对得3分)
试题分析:(1)铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,注意该反应中水是反应物;
(2)Co3O4和硫代硫酸根离子在酸性条件下发生氧化还原反应生成硫酸根离子、二价钴离子和水;盐酸具有还原性,能被Co2O3•CoO氧化生成有毒的氯气;
(3)根据铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳;
(4)碳酸钠溶液在过程Ⅲ中铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳;碳酸钠溶液在过程Ⅳ中调整pH,提供CO32-,使Co2+沉淀为CoCO3;
(5)A.根据电荷书恒判断;
B.根据碳酸根离子发生水解以及水的电离判断出离子浓度的大小;
C.根据碳酸根离子发生水解以及水的电离判断出离子浓度的大小;
D.根据质子守恒判断;
(6)根据关系式CoCl2•6H2O~CoCl2求出CoCl2•6H2O的质量,然后再根据差量法求出A物质的化学式.
某化学兴趣小组同学展开对漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)的研究。
实验I:制取NaClO2晶体
己知:NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出品体是NaClO2·3H2O,高于38℃时析出晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。利用下图所示装置进行实验。
(1)装置③的作用是
装置①的作用是
(2)装置②中产生ClO2的还原剂是
装置④中制备ClO2的化学方程式为
(3)从装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤为:
①减压,55℃蒸发结晶:②趁热过滤;③ ;④低于60℃干燥,得到成品。
实验Ⅱ:测定某亚氯酸钠样品的纯度。
设计如下实验方案,并进行实验:
①准确称取所得亚氯酸钠样品小打烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(已知:ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-)。将所得混合液配成250mL待测溶液。
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,加几滴淀粉溶液,用c mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定,至滴定终点。重复2次,测得平均值为V mL(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。
(4)达到滴定终点时的现象为
(5)该样品中NaClO2的质量分数为 (用含m、c、V的代数式表示)。
(6)在滴定操作正确无误的情况下,此实验测得结果偏高,原因用离子方程式表示为 。
正确答案
(1)防止倒吸(2分);吸收装置中末反应的ClO2,防止外逸污染空气(2分)
(2)Na2SO3(2分);2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2↑(3分)
(3)用38℃~60℃的温水洗涤(2分)
(4)滴加最后一滴液体时溶液由蓝色变成无色且半分钟内不变色(2分)
(5)%(3分)
(6)4I―+O2+4H+ =2I2+2H2O(2分)
试题分析:(1)装置④中气体反应,装置内压强降低,装置③防止倒吸;装置中有未反应的ClO2,装置①可以吸收未反应的ClO2,防止逸出污染空气;
答案为:防止倒吸;吸收未反应的ClO2,防止逸出污染空气;
(2)亚硫酸钠具有还原性,在反应中作还原剂;
装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体,故装置④中生成NaClO2,Cl元素的化合价降低,双氧水应表现还原性,有氧气生成,结合原子守恒可知,还有水生成,配平后方程式为:2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2,
答案为:Na2SO3;2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2;
(3)从溶液中制取晶体,一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法,为防止析出晶体NaClO2·3H2O,应趁热过滤,由题目信息可知,应控制温度38℃~60℃进行洗涤,低于60℃干燥,
答案为:用38℃~60℃热水洗涤;
(4)碘遇淀粉变蓝色,反应结束时,碘反应完全,滴加最后一滴Na2S2O3标准液时溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色,说明到达滴定终点,
答案为:滴加最后一滴Na2S2O3标准液时溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色,说明到达滴定终点;
(5)令样品中NaClO2的质量分数为a,则:
NaClO2~2I2~4S2O32-
90.5g 4mol
mag c mol·L-1×V×10-3L×
所以90.5g:mag=4mol:c mol·L-1×V×10-3L×
解得a=%,
答案为:%
(6)实验测得结果偏高,说明滴定消耗的Na2S2O3标准液体积偏高,溶液中碘的含量偏高,应是生成的碘离子被氧气氧化为碘,同时生成水,反应离子方程式为4I-+O2+4H+=2I2+2H2O,
答案为:4I-+O2+4H+=2I2+2H2O.
红矾钠(重铬酸钠:Na2Cr2O7·2H2O)是重要的基本化工原料,在印染工业、电镀工业和皮革工业中做辅助剂,在化学工业和制药工业中也可做氧化剂,应用领域十分广泛。实验室中红矾钠可用一种铬铁矿(主要成分:FeO·Cr2O3,还含有少量的Al2O3)通过以下过程来制取。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中反应化学方程式为4FeO2·Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O2(g)=8Na2CrO4(s)+2Fe2O3(s)+8CO2(g)。
①在实验室,步骤Ⅰ应在________(填“陶瓷”或“铁”)坩埚中完成。
②在常温下该反应速率极慢,下列措施中能使反应速率增大的是________(填字母)。
A.将原料粉碎 B.增加纯碱的用量 C.升高温度
(2)步骤Ⅱ中NaOH的作用是________________________(用化学反应方程式表示)。
(3)步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为________;反应完成的标志是________。
(4)利用下面的复分解反应,将红矾钠与KCl固体按12物质的量之比混合溶于水后经适当操作可得到K2Cr2O7晶体:Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl(已知:温度对氯化钠的溶解度影响很小,对重铬酸钾的溶解度影响较大)
基本实验步骤为①溶解;②________;③________;④冷却,结晶,再过滤得K2Cr2O7晶体。其中③应在________(填“高温”或“低温”)条件下进行。
正确答案
(1)①铁 ②AC
(2)Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
(3)2CrO42—+2H+=Cr2O72—+H2O 溶液由黄色变成橙色
(4)②蒸发 ③过滤 高温
(1)①铬铁矿中含有Al2O3,能与陶瓷中的SiO2反应。②A项,将原料粉碎,增大固体接触面积可以加快反应速率;B项,Na2CO3是固体,增加固体的量,对反应速率没有影响;C项,升高温度可以加快反应速率。(2)Al2O3是两性氧化物,可与NaOH溶液反应,将其除去。(3)在酸性条件下Na2CrO4转化为Na2Cr2O7;CrO42—溶液呈黄色,Cr2O72—溶液呈橙色。(4)由信息知,NaCl在水中的溶解度随温度变化不大,而重铬酸钾溶液的溶解性受温度变化影响较大,要分离两溶质可使用降温结晶法。
点拨:本题考查化学与技术,考查考生应用知识解决问题的能力。难度较小。
氯化亚铜(CuCl)是白色粉末,微溶于水,不溶于乙醇,在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐。从酸性电镀废液(主要含Cu2+、Fe3+)中制备氯化亚铜的工艺流程图如下:
金属离子含量与混合液pH、CuCl产率与混合液pH的关系图如图。
【已知:金属离子浓度为1 mol·L-1时,Fe(OH)3开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.4和3.0,Cu(OH)2开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.2和6.7】请回答下列问题:
(1)酸浸时发生反应的离子方程式是________;析出CuCl晶体时的最佳pH在________左右。
(2)铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子反应方程式为____________________________。
(3)析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤,在真空干燥机内于70℃干燥2 h、冷却密封包装。70℃真空干燥、密封包装的目的是____________________________________________。
(4)产品滤出时所得滤液的主要分成是________,若想从滤液中获取FeSO4·7H2O晶体,还需要知道的是__________________。
(5)若将铁粉换成亚硫酸钠也可得到氯化亚铜,试写出该反应的化学方程式:______________________。为提高CuCl的产率,常在该反应体系中加入稀碱溶液,调节pH至3.5。这样做的目的是__________________________________________。
正确答案
(1)Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O 3
(2)2Cu2++2Cl-+Fe=2CuCl↓+Fe2+
(3)加快乙醇和水的蒸发,防止CuCl被空气氧化
(4)Na2SO4和FeSO4
不同温度下硫酸钠和硫酸亚铁的溶解度
(5)2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+H2O=2CuCl↓+2Na2SO4+H2SO4
OH-中和了反应中的H+,有利于平衡向右移动,提高CuCl的产率。但当OH-浓度过大时,Cu+能与OH-结合,生成氢氧化亚铜,从而降低了CuCl的产率
(1)酸浸后可得到高浓度的硫酸铜溶液,所以发生的反应为Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O;由图像知当pH=3时CuCl的产率最高。(4)反应中加入了Na+,反应后生成了Fe2+,所以滤液成分为Na2SO4和FeSO4。(5)将铁粉换成Na2SO3,则为+4价S还原Cu2+。
点拨:本题考查化学与技术,考查考生对化学与技术的掌握情况。难度中等。
氯气是一种重要的化工原料。某学习小组在实验室中利用下图所示装置制取氯气并探究其性质。
(1)实验室用二氧化锰和浓盐酸加热制取氯气,发生装置中除圆底烧瓶和导管外还需用到的玻璃仪器有
;
(2)装置A中盛有的试剂是 ,作用是 。
(3)若D中品红溶液褪色,则B装置中发生反应的离子方程式是
(4)证明FeBr2与Cl2发生了氧化还原反应的实验方法是 (填操作方法)。
某研究性学习小组用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液吸收处理上述实验后的尾气。经分析吸收尾气一段时间后,吸收液(呈强碱性)中肯定存在Cl-、OH-、CO32- 和SO42-,对于可能存在的其他阴离子,研究小组提出以下3种假设。假设1:只存在SO32-;假设2:只存在ClO-;假设3:既不存在SO32-,也不存在ClO-。
(5)学习小组判断同时存在SO32-和ClO-是不可能的理由是 。
38.现限选以下试剂,设计实验方案,进行实验,请写出实验步骤以及预期现象和结论。
a.3 mol/L H2SO4
b.0.01 mol/L KMnO4
c.1 mol/L BaCl2溶液
d.淀粉碘化钾溶液
e.酚酞试液
步骤一;取少量吸收液于试管中,滴加3 mol/L H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分装于A、B
两试管中。
步骤二:向A试管中滴加少量___________ (填序号),若溶液_________________(填现象),则假设
1成立。
步骤三:向B试管中滴加少量___________(填序号),若溶液_________________(填现象),则假设2
成立。
正确答案
(1)分液漏斗,酒精灯 (各1分,共2分)
(2)饱和食盐水,除去氯气中的氯化氢 (各1分,共2分)
(3)2Fe2+ + 4Br-+ 3Cl2 →2Fe3+ + 6 Cl-+ 2 Br 2 (2分)
(4)实验后,取少量B中溶液,滴加KSCN溶液;另取少量B中溶液,加入CCl4溶液萃取。(1分)
(5)SO32-和ClO-因发生氧化还原反应,故不能共存 (1分)
38. b ,褪色 ;d ,变蓝色 (各1分,共4分)
试题分析:(1)二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气的方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,从方程式可知该反应需加热,因此需酒精灯,反应物浓盐酸的滴加以及防氯气的逸出还需要分液漏斗。
(2)由于浓盐酸易挥发,所以生成的氯气中含有氯化氢杂质,所以当含氯化氢的氯气通过饱和食盐水时,氯化氢溶解在其中,氯气几乎不溶,这样可以除去氯气中的氯化氢杂质。
(3)氯气溶于水生成的次氯酸具有漂白性,所以若D中品红溶液褪色,说明经过D中有氯气,经过D中有氯气说明B装置中,溴化亚铁中的二价铁和溴离子均被氧化,发生反应的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2→2Fe3++6Cl-+2Br2。
(4)由于亚铁离子的还原性强于溴离子的,所以FeBr2与Cl2发生氧化还原反应时,溴化亚铁中的二价铁先被氧化,所以只须证明有三价铁存在即可。KSCN溶液可与三价铁形成血红色的硫氰化铁可证明有三价铁存在。另外也可以证明有溴单质生成,因此正确的操作应该是实验后,取少量B中溶液,滴加KSCN溶液;另取少量B中溶液,加入CCl4溶液萃取。
(5)ClO-中+1价的氯具有强氧化性,SO32-中+4价的硫具有还原性,ClO-与SO32-会发生氧化还原反应,所以二者不能大量共存。
38.步骤二 中KMnO4 具有强氧化性与具有还原性的SO32-发生氧化还原反应KMnO4褪色;步骤三中ClO-中+1价的氯具有强氧化性,能将碘化钾中-1价的碘氧化成碘单质.淀粉遇到碘单质显蓝色。
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