- 离子的检验
- 共4052题
溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：
按下列合成步骤回答问题：
（1）在a中加入15mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0mL液溴。向a中滴人几滴液溴，有白雾产生，是因为生成了 气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是_________________________ 。
（2）液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：
①向a中加入l0mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；
②滤液依次用10mL水、8mLl0%的NaOH溶液、l0mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是
。
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤。加入氯化钙的目的是
。
（3）经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为 ，要进一步提纯下列操作中必须的是 （填入正确选项前的字母）。
A．重结晶 B．过滤 C．蒸馏 D．萃取
（4）在该实验中，a的容积最适合的是 （填人正确选项前的字母）。
A．25mL B．50mL C．250mL D．500mL
正确答案
（1）HBr 吸收吸收HBr、Br2； （2）除去HBr和未反应的Br2；除去水；（3） 苯 C (4) B
试题分析：本题是实验室合成溴苯的实验，（1）苯与溴反应生成HBr气体，HBr气体极易溶于水在空气中与水蒸气结合形成小液滴，装置d吸收HBr、Br2，防止污染空气；（2）生成的溴苯中溶有少量溴和HBr，用NaOH溶液除去溴和HBr；加入氯化钙的目的是除去粗苯中的水；（3）未反应的苯，溶解于溴苯，若要除去苯，需用蒸馏的方式，因为有机物互溶，且沸点差距比较大；（4）制备过程中共加入29mL液体，故选用50mL的容器。
（11分）某研究性学习小组对一包固体（为一种二元酸的正盐），进行相关实验，下表是该学习小组的部分实验报告。
（1）请根据实验现象，将你作出的判断填在表格内的相应位置。
（2）你认为小明实验④中的结论对吗？如果不对，请说明理由。
，
（3）为了检验实验②中Cl－没有参加反应，还要进行的实验是（简要地写出实验操作过程及现象） ；写出反应的离子方程式 。
正确答案
（1）①Fe3+ ②SO42－ ③Fe2（SO4）3 (各1分)
（2）不对，(1分)因为在②实验中加入了BaCl2，因此不能确定原X溶液中是否含Cl-。(2分)
（3）取②实验中的上层清液滴加AgNO3然后加入稀硝酸，出现白色沉淀，说明Cl-没有参加反应(3分)；Ag+ + Cl- = AgCl↓(2分)
试题分析：（1）①黄色是三价铁离子的颜色，而且Fe3＋遇KSCN溶液变红。②使钡离子沉淀为白色沉淀，可能有硫酸根离子和碳酸根离子，而加稀盐酸，沉淀不溶解，则确定为硫酸根离子。③此白色固体可能是三价铁离子与硫酸根离子形成的化合物，即Fe2（SO4）3。（2）由于前面加入了杂质离子氯离子，所以不能确定实验④的结论。（3）应重新选取未加入杂质离子的溶液进行验证。
点评：本题需要学生熟练掌握各个离子的检验方法。属于简单题。
芳香族羧酸通常用芳香烃的氧化来制备。芳香烃的苯环比较稳定，难于氧化，而环上的支链不论长短，在强烈氧化时，最终都氧化成羧基。某同学用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。反应原理：
反应试剂、产物的物理常数：
主要实验装置和流程如下：
图1回流搅拌装置 图2抽滤装置
实验方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中，在100℃时，反应一段时间，再停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
（1）仪器K的名称为 。无色液体A的结构简式为 。操作Ⅱ为 。
如果滤液呈紫色，要先加亚硫酸氢钾，然后再加入浓盐酸酸化，加亚硫酸氢钾的目的是 。
（3）下列关于仪器的组装或者使用正确的是 。
A．抽滤可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀
B．安装电动搅拌器时，搅拌棒下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触
C．抽滤结束后，为防止倒吸，应先关闭水龙头，再断开真空系统与过滤系统的连接
D．冷凝管中水的流向是下进上出
（4）除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入 ，分液，水层再加入 ，然后抽滤，干燥即可得到苯甲酸。
（5）纯度测定：称取1.220g产品，配成100ml溶液，取其中25.00ml溶液，进行滴定，消耗KOH物质的量为2.4×10-3mol。产品中苯甲酸质量分数为 。
正确答案
（1）安全瓶（1分）
（2）除去未反应的高锰酸钾氧化剂，否则用盐酸酸化时会发生盐酸被高锰酸钾所氧化，产生氯气；（2分）
（3）ABD （2分）漏选得一分,错选不得分
(4) NaOH溶液（2分） 浓盐酸酸化（2分）
(5) 96% （2分
试题分析：
（1）仪器K为减压过滤（抽滤）装置中的安全瓶；
由实验流程可知，反应混合物首先经过过滤除去用高锰酸钾氧化甲苯后生成的MnO2
沉淀，过滤后的滤液经分液得到含有末反应的甲苯的有机层和含有苯甲酸钾等可溶性物质的水层。然后，将有机层经干燥剂干燥、过滤，再经蒸馏回收得到甲苯，所以无色液体A
为甲苯（
（2） 滤液呈紫色，说明滤液中含有末反应的高锰酸钾，亚硫酸氢钾是一种还原剂，先加亚
硫酸氢钾，是使其与高锰酸钾反应，除去末反应的高锰酸钾，否则当用浓盐酸酸化时，高
锰酸钾就会与浓盐酸反应产生氯气。
（3） 抽滤可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀；安装电动搅拌器时，搅拌棒下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触；抽滤结束后，为防止倒吸，应先断开真空系统与过滤系统的连接，再关闭水龙头；冷凝管中水的流向应是下进上出。C不正确，A、B、D正确。
（4） 甲苯不溶于水，要除去残留在苯甲酸中的甲苯时，先加入NaOH溶液，使其与苯甲酸反应，将苯甲酸转化为可溶性的苯甲酸钠，再经分液操作，将甲苯（有机层）除去，然后再用浓盐酸酸化，把可溶性的苯甲酸钠转化为苯甲酸。
（5） 根据反应：
122g 1mol
m 2.4×10-3mol
m="122g/mol" ×2.4×10-3mol = 1.1712g；
海洋是巨大的化学资源宝库。下面是海水化学资源综合利用的部分流程图：
回答：
（1）由海水晒制的粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42－等离子，为了除去这些离子，需要依次加入稍过量的NaOH、BaCl2、__ ___（填试剂化学式），然后__ ___（填操作名称）。在溶液中再加适量 （填试剂），加热蒸干溶液即得到精盐。
（2）某同学在实验室模拟氯碱工业的生产原理电解饱和食盐水。用玻璃棒蘸浓氨水检验阳极产生的气体，发现产生大量白烟。阳极生成的气体是 ，白烟的主要成分是 。
（3）制取MgCl2的过程中涉及反应：MgCl2·6H2O
（4）苦卤中通入Cl2置换出Br2，吹出后用SO2吸收转化为Br－，反复多次，以达到富集溴的目的。由海水提溴过程中的反应可得出Cl－、SO2、Br－还原性由强到弱的顺序是_________。
正确答案
（1）Na2CO3、过滤、盐酸或HCl（各1分） （2）Cl2或氯气、NH4Cl（各1分）
（3）MgCl2容易水解，MgCl2 + 2H2O
试题分析：（1）Ca2＋用碳酸钠除去，Mg2＋用氢氧化钠除去，SO42－用氯化钡除去，最后加入盐酸酸化。但由于过量的氯化钡要用碳酸钠来除，所以碳酸钠必需放在氯化钡的后面，而氢氧化钠可以随意调整。所以为了除去这些离子，需要依次加入稍过量的NaOH、BaCl2、Na2CO3，然后过滤。在溶液中再加适量盐酸，加热蒸干溶液即得到精盐。
（2）用玻璃棒蘸浓氨水检验阳极产生的气体，发现产生大量白烟，该白烟应该是氯化铵固体颗粒。这说明反应中有氯化氢生成，因此阳极产生的是氯气。氯气具有强氧化性，能把氨气氧化生成氮气和氯化氢，然后氯化氢与氨气反应即产生白烟。
（3）MgCl2是强酸弱碱盐，镁离子容易水解，MgCl2 + 2H2O
（4）在氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的还原性，所以根据苦卤中通入Cl2置换出Br2可知，还原性应该是溴离子强于氯离子。吹出后用SO2吸收转化为Br－，这说明在反应中单质溴把SO2氧化生成硫酸和溴化氢，所以SO2的还原性强于溴离子的还原性，由此可得出Cl－、SO2、Br－还原性由强到弱的顺序是SO2＞Br-＞Cl-。
研究性学习小组对某硫酸亚铁晶体（FeSO4•xH2O）热分解研究，该小组同学称取ag硫酸亚铁晶体样品按图1高温加热，使其完全分解，对所得产物进行探究，并通过称量装置B质量测出x的值。
（1）装置B中硫酸铜粉末变蓝，质量增加12.6g，说明产物中有水，装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中还有 。
（2）实验中要持续通入氮气，否则测出的x会 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）硫酸亚铁晶体完全分解后装置A中还残留红棕色固体Fe2O3。
（4）从理论上分析得出硫酸亚铁分解还生成另一物质SO3，写出FeSO4分解的化学方程式 。
（5）装置D球形干燥管的作用 。
（6）某研究所利用SDTQ600热分析仪对硫酸亚铁晶体（FeSO4•xH2O）进行热分解，获得相关数据，绘制成固体质量——分解温度的关系图如图2，根据图2中有关数据，可计算出FeSO4•xH2O中的x= 。
正确答案
（1）SO2， （2）偏小
（4）2FeSO4
试题分析：解：（1）二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色，故答案为：二氧化硫。
（2）实验中要持续通入氮气，把水蒸气全部赶出，否则测出的x会偏小，故答案为：偏小。
（3）硫酸亚铁晶体加热会失去结晶水，高温会继续分解产生金属氧化物和非金属氧化物，结合A中固体呈红棕色，放入足量稀盐酸，固体全部溶解，得到黄色溶液的信息，因此A中红棕色固体是氧化铁；故为氧化铁。
（4）FeSO4的分解产物是Fe2O3、SO2、SO3，配平即可，故答案为：2FeSO4
（5）装置D球形干燥管的作用是：干燥气体的作用并防止氢氧化钠溶液倒吸，故答案为：干燥气体的作用并防止氢氧化钠溶液倒吸。
（6）通过FeSO4·xH2O的化学式可知铁原子和水的个数比为1：2x，
Fe2O3～2xH2O
160 36x
8g 12.6g
x=7
故答案为：7。
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