- 离子的检验
- 共4052题
某化学研究性学习小组探究Fe3+和SO32-之间发生的反应。
（1）取5mLFeCl3浓溶液于试管中，逐滴加入Na2SO3浓溶液，观察到溶液颜色由黄色变为红棕色，继续加入Na2SO3浓溶液至过量，溶液颜色加深，最终变为红褐色。无气泡产生，无沉淀生成。这种红褐色液体是___________________。
（2）除了观察到以上的现象外，有成员提出了另一种可能：发生氧化还原反应。反应的离子方程式为 。
研究性学习小组设计了两种实验方案证明发生了氧化还原反应。请把实验方案补充完整：
方案一：检验溶液中含有Fe2+证明发生了氧化还原反应
方案二：检验溶液中含有 证明发生了氧化还原反应
实验用品：0.1mol/L BaCl2、3mol/L盐酸、0.1mol/LKMnO4（H+）、氯水、20%KSCN、0.5mol/LKI；试管若干、胶头滴管若干
Ⅰ预处理：将（1）中获得的混合物放在如图装置中处理足够时间。
Ⅱ检验过程
正确答案
（1）Fe(OH)3胶体 （2）2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+ （3）SO42-
试题分析：（1）FeCl3是强酸弱碱盐，水解使溶液显酸性； Na2SO3是强碱弱酸盐水解使溶液显碱性。当二者混合时，对彼此的水解起到了促进作用，所以产生了红褐色的氢氧化铁胶体。（2）如果二者混合发生氧化还原反应，则反应的两种方程式是：2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+。在该反应中氧化剂Fe3+生成还原产物Fe2+；还原剂SO32-氧化为氧化产物SO42-。所以证明发生了氧化还原反应可以通过检验溶液中含有Fe2+或检验溶液中含有SO42-。方案一：利用Fe3+遇到SCN-产生血红色溶液，而Fe2+遇到SCN-不会发生反应，Fe2+遇到氯水被氧化为Fe3+后产生血红色溶液。来检验溶液中含有Fe2+。方案二：向溶液中加入足量3mol/L的盐酸使SO32-转化为SO2气体溢出，再滴加0.1mol/L BaCl2溶液，若产生白色沉淀，就证明含有SO42-。3+和SO32-之间发生的反应的原理。
多彩水泥的添加剂是CoCl2-6H2O。工定是以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质制取CoCl2·6H2O的一种新工艺流程如下图：
已知：①钴与盐酸反应的化学方程式为：Co+2HClCoCl2+H2↑
②CoCl2·6H2O溶点86oC，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110oC～120OC时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
请回答下列问题：
（1）上述流程中的试剂a可能为 ；其作用是 ；
（2）加入碳酸钠调节pH至b，b的范围是 ；
（3）操作1是 ；滤渣的成分为 ；
（4）操作2的过程为蒸发浓缩、 和过滤。
（5）制得的CoCl2·6H2O需减压烘干的原因是 。
正确答案
（1）H2O2(或C12)氧化二价铁离子
（2）5.2～7.6
（3）过滤 Fe(OH)3和A1(OH)3
（4）冷却结晶
（5）降低烘干温度，防止产品分解(失去结晶水)
试题分析：（1）从表格和工艺流程分析，在调整pH前，应将Fe2+氧化为Fe3+，所以应加氧化剂；（2）从表格中各物质沉淀的pH，需将Al3+、Fe3+沉淀而Co2+不沉淀，从而得到所需pH的范围；（5）采用低压的主要原因是防止分解。
（14分）（2012•山东）实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4，主要流程如下：
（1）为使Mg2+、Al3+同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入 （填“A”或“B”），再滴加另一反应物．
（2）如下图所示，过滤操作中的一处错误是 ．
（3）判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是 ．高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是 ．
（4）无水AlCl3（183℃升华）遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备．
装置B中盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是 ．F中试剂的作用是 ．用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为 ．
正确答案
（1）B（2）漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁（3）AgNO3溶液（或硝酸酸性的AgNO3溶液）；坩埚（4）除去HCl；吸收水蒸气；碱石灰
（1）先加入氨水，再加入盐的混合溶液，会使两种沉淀同时生成；
（2）为了防止液体溅出，在过滤时应该将漏斗的尖嘴部分紧贴烧杯的内壁；
（3）根据题意可知，沉淀中应该附着氯离子和铵根离子，若判断是否洗净，可以取少量最后一次洗涤液，加入硝酸酸化的硝酸银溶液进行判断，若生成白色沉淀，则说明没有洗涤干净；若没有沉淀生成，则说明已经洗涤干净；
（4）根据所给的装置图可知，B中的饱和食盐水是为了除去混有的HCl气体；因为氯化铝易发生水解，故应该防止空气中的水蒸气进入E装置，而G是吸收空气中的CO2，所以可以加入碱石灰来代替F和G的作用．
解：（1）如先加入MgCl2、AlCl3的混合溶液，再加氨水，氨水少量，应先生成氢氧化镁沉淀，反之，先加氨水，因氨水足量，则同时生成沉淀，故答案为：B；
（2）过滤时应该将漏斗的尖嘴部分紧贴烧杯的内壁，防止液体溅出，故答案为：漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁；
（3）沉淀中应该附着氯离子和铵根离子，若判断是否洗净，可以取少量最后一次洗涤液，加入AgNO3溶液（或硝酸酸性的AgNO3溶液）溶液进行判断，若生成白色沉淀，则说明没有洗涤干净；若没有沉淀生成，则说明已经洗涤干净，高温焙烧固体应在坩埚中进行，
故答案为：AgNO3溶液（或硝酸酸性的AgNO3溶液）；坩埚；
（4）B中的饱和食盐水是为了除去混有的HCl气体；因为氯化铝易发生水解，故应该防止空气中的水蒸气进入E装置，而G是吸收空气中的CO2，所以可以加入碱石灰来代替F和G的作用，
故答案为：除去HCl；吸收水蒸气；碱石灰．
点评：本题考查物质的制备实验设计，题目难度不大，注意把握实验设计的仪器连接顺序，清楚实验原理．
海水中主要离子的含量如下：
（1）常温下，海水的pH在7.5~8.6之间，其原因是(用离子方程式表示)______________________________。
（2）电渗析法淡化海水示意图如图所示，其中阴(阳)离子交换膜仅允许阴(阳)离子通过。阴极上产生氢气，阴极附近还产生少量白色沉淀，其成分有________和CaCO3，生成CaCO3的离子方程式是_______________。
（3）用海水可同时生产氯化钠和金属镁或镁的化合物，其流程如下图所示：
①在实验室中由粗盐“重结晶”制精盐的操作包括溶解、过滤、蒸发…洗涤等步骤；有关其中“蒸发”步骤的叙述正确的是_____。
a．蒸发的目的是得到热饱和溶液
b．蒸发的目的是析出晶体
c．应用余热蒸干溶液
d．应蒸发至有较多晶体析出时为止
②由MgCl2溶液得到MgCl2•6H2O晶体时，也需要蒸发，蒸发的目的是得到热饱和溶液，判断溶液已饱和的现象是_________________________。
（4）25℃时，饱和Mg(OH)2溶液的浓度为5×10-4 mol／L。
①饱和Mg(OH)2溶液中滴加酚酞，现象是___________________________。
②某学习小组测海水中Mg2+含量(mg/L)的方法是：取一定体积的海水，加入足量_________，再加入足量NaOH，将Mg2+转为Mg(OH)2。25℃，该方法测得的Mg2+含量与表中1272mg/L的“真值”比，相对误差约为______％[保留2位小数，海水中饱和Mg(OH)2溶液的密度都以l g/cm3计]。
正确答案
（1）HCO3-+H2O
（2）Mg(OH)2(1分)，Ca2++ OH-十HCO3-→CaCO3↓+ H2O (2分)
（3）①过滤（1分），bd(l分) ②溶液表面形成晶膜（1分）
（4）①溶液变红（1分） ②盐酸（2分），-0.94(2分，没有负号不扣分)．
试题分析：（1）常温下，海水的pH在7.5~8.6之间，其原因是存在碳酸氢根发生水解呈碱性。
（2）氢离子在阴极上产生氢气，此时阴极中集聚了大量氢氧根离子，并与镁离子生成Mg(OH)2白色沉淀，同时又和碳酸氢根生成碳酸根离子，碳酸根又和钙离子结合生成CaCO3，生成CaCO3的离子方程式是Ca2++ OH-十HCO3-→CaCO3↓+ H2O。
（3）①氯化钠的溶解度随温度变化不大，故蒸发的目的不是得到热饱和溶液，而是把水蒸出使晶体析出，最后应蒸发至有较多晶体析出时为止，选择bd。②由MgCl2溶液得到MgCl2•6H2O晶体时，也需要蒸发，蒸发的目的是得到热饱和溶液，判断溶液已饱和的现象是溶液表面形成晶膜。
（4）①饱和Mg(OH)2溶液中滴加酚酞，由于溶液呈碱性，现象是溶液变红。②取一定体积的海水，加入足量盐酸除掉碳酸氢根，再加入足量NaOH，将Mg2+转为Mg(OH)2。由25℃时，饱和Mg(OH)2溶液的浓度为5×10-4 mol／L。求得1L溶液中镁离子的质量为5×10-4 *24=1200mg/L。25℃，该方法测得的Mg2+含量与表中1272mg/L的“真值”比，相对误差约为（1200-1272）/1272=5.6％。
纳米材料二氧化钛（TiO2）具有很高的化学活性，可做性能优良的催化剂。
（1）工业上二氧化钛的制备方法是：
Ⅰ.将干燥后的金红石（主要成分是TiO2，主要杂质是SiO2）与碳粉混合放入氯化炉中，在高温下通入Cl2反应，制得混有SiCl4杂质的TiCl4。
Ⅱ.将SiCI4分离，得到纯净的TiCl4。
Ⅲ.在TiCl4中加水、加热，水解得到沉淀TiO2·xH2O。
Ⅳ.TiO2·xH2O高温分解得到TiO2。
①根据资料卡片中信息判断，TiCl4与SiCl4在常温下的状态是 ，分离二者所采用的操作名称是 。
②Ⅲ中反应的化学方程式是 。
③如Ⅳ在实验室中完成，应将TiO2·xH2O放在 （填字母）中加热。
（2）据报道：“生态马路”是在铺设时加入一定量的TiO2，TiO2受太阳光照射后，产生的电子被空气或水中的氧获得，生成H2O2。H2O2能清除路面空气中的CxHy、CO等，其主要是利用了H2O2的 （填“氧化性”或“还原性”）。
（3）某研究小组用下列装置模拟“生态马路”的部分原理。（夹持装置已略去）
①如缓慢通入22.4 L（已折算成标准状况）CO气体，结果NaOH溶液增重11 g，则CO的转化率为 。
②当CO气体全部通入后，还要按图示通一段时间空气，其目的是 。
正确答案
（1）①液态（1分）；蒸馏（1分）
②TiCl4+（x+2）H2O
（2）氧化性（1分）
（3）①25％（2分）
②将残留在装置中的CO2气体排出，使其被NaOH溶液吸收，以减小误差（2分）
试题分析：（1）①根据资料卡片中的TiCl4与SiCl4熔点、沸点可知，TiCl4与SiCl4在常温下的状态是液态；分离沸点相差较大的互溶液体常采取蒸馏方法，
②由信息可知TiCl4与水在加热条件下，水解得到沉淀TiO2·xH2O与HCl，反应方程式为：TiCl4+（x+2）H2O
（2）①由2O+H2O→2OH，可知水中O-H键断裂，O-H键属于极性共价键，
②CxHy、CO等具有还原性，H2O2具有强氧化性，H2O2能氧化CxHy、CO等，清除路面空气中的CxHy、CO等，故答案为：氧化性；
（3）①22.4L（已折算成标准状况）CO气体的物质的量为
NaOH溶液增重11g为吸收的CO2质量，根据碳元素守恒可知，转化率的CO的物质的量等于CO2的物质的量为
所以CO的转化率为
②装置中有残留的CO2气体，通一会儿空气，将残留在装置中的CO2气体排出，被NaOH溶液吸收，减小误差，
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