- 离子的检验
- 共4052题
高铁酸钾(K2FeO4)是新型多功能水处理剂，碱性条件下性质稳定，其生产过程如下：
请回答下列问题
（1）氯碱工业制Cl2的化学反应方程式 ；
（2）生成“反应液Ⅱ”的离子方程式是 ；（3）使用碱性KClO的原因是 ；
（4）从“反应液II”中分离出K2FeO4后 ，副产品是KCl和 (填化学式)，该混合物可用 方法分离提纯（填字母序号）；
（5）工业生产3.96t K2FeO4，理论上消耗Cl2的物质的量为______mol。
正确答案
（1）2NaCl + 2H2O
（2）3ClO- + 2Fe3+ + 10OH- = 2FeO42- + 3Cl- + 5H2O；
（3）K2FeO4在碱性条件下稳定；KClO氧化性强于K2FeO4
（4） KNO3 ； D
（5） 3.00 × 104
试题分析：（1）氯碱工业就是电解饱和食盐水得到烧碱和氯气；（2）根据流程分析反应液II是利用次氯酸钾氧化铁离子得到FeO42-，结合氧化还原反应离子方程式的书写步骤可得：3ClO- + 2Fe3+ + 10OH- = 2FeO42- + 3Cl- + 5H2O；（3）题目信息：K2FeO4在碱性条件下稳定，反应需在碱性条件下进行；（4）反应中加入了硝酸铁，所以还生成KNO3，硝酸钾的溶解度随温度变化较大，可以用冷却结晶的方法分离；（5）根据氯气与碱反应和次氯酸钾与硝酸铁反应的关系式进行计算。
某铜矿石中铜元素含量较低，且含有铁、镁、钙等杂质。某小组在实验室中用浸出－萃取法制备硫酸铜：
(1)操作Ⅰ为________。操作Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、________。
(2)操作Ⅱ、操作Ⅲ的主要目的是________、富集铜元素。
(3)小组成员利用CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合反应，制备环保型木材防腐剂Cu2(OH)2CO3悬浊液。多次实验发现所得蓝色悬浊液颜色略有差异，查阅资料表明，可能由于条件控制不同使其中混有较多Cu(OH)2或Cu4(OH)6SO4。
已知Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3，Cu4(OH)6SO4均难溶于水，可溶于酸；分解温度依次为80 ℃、200 ℃、300 ℃。
设计实验检验悬浊液成分，完成表中内容。
限选试剂：2 mol·L－1盐酸、1 mol·L－1 H2SO4、0.1 mol·L－1 NaOH溶液、0.1 mol·L－1 BaCl2溶液、蒸馏水。仪器和用品自选。
(4)上述实验需要100 mL 0.5 mol·L－1的CuSO4溶液，配制时需称取________g CuSO4·5H2O(相对分子质量：250)。
正确答案
(1)过滤 分液漏斗
(2)除去杂质
(3)
(4)12.5
(1)由流程图可知操作Ⅰ是固、液分离，是过滤；操作Ⅱ是液液分离，且互不相溶，是分液，用到分液漏斗。(2)操作Ⅱ、Ⅲ的目的主要是除杂。
步骤1，由信息中三种物质均难溶于水，可溶于酸，故加入过量盐酸使之溶解，再用BaCl2溶液检验有无SO42—即可。步骤2，检验有无Cu(OH)2，可利用信息中三种物质分解温度不同，可在80 ℃时看有无分解产生CuO，若有，则有Cu(OH)2。(4)配制溶液需CuSO4的物质的量为0.1 L×0.5 mol·L－1＝0.05 mol，即需要0.05 mol CuSO4·5H2O，其质量m＝0.05 mol×250 g
·mol－1＝12.5 g。
已知：
根据题意完成下列填空：
（一）制备1－溴丁烷粗产品在如图装置的圆底烧瓶中依次加入NaBr，10 mL 正丁醇，2粒沸石，分批加入1:1的硫酸溶液，摇匀，加热30 min。
（1）写出制备1－溴丁烷的化学反应方程式：__________________________________________________
（2）反应装置中加入沸石的目的是__________________。配制体积比为1:1的硫酸所用的定量仪器为 (选填编号）。
a．天平 b．量筒 c．容量瓶 d．滴定管
（3）反应装置中，除了产物和水之外，还可能存在 、 等有机副产物。
（4）若用浓硫酸进行实验，有机层中会呈现棕黄色，除去其中杂质的正确方法是 (选填编号）。
a．蒸馏 b．氢氧化钠溶液洗涤
c．用四氯化碳萃取 d．用亚硫酸钠溶液洗涤
（二）制备精品
将得到的粗1-溴丁烷依次用浓硫酸、水、10% 碳酸钠、水洗涤后加入无水氯化钙进行干燥，然后再将1-溴丁烷按图装置蒸馏。
（5）收集产品时，控制的温度应在_________℃左右；区分1-溴丁烷精品和粗品的一种方法是____________________。
（6）实验制得的1-溴丁烷的质量为10.895 g，则正丁醇的转化率为 。（保留3位小数）。
正确答案
（1）NaBr +H2SO4 +CH3CH2CH2CH2OH → CH3CH2CH2CH2Br + NaHSO4 +H2O（2分）；
（2）防止暴沸（1分）； b（1分）；
（3）1-丁烯（1分）；丁醚（1分）；（结构简式也可）
（4）D（2分）
（5）101.6（1分）；测熔沸点（合理即可） （1分）
（6）0.727（2分）
试题分析：（1）醇和氢卤酸能在加热条件下发生取代反应生成卤代烃，故制备1－溴丁烷的化学反应方程式可以看成是正丁醇中羟基被溴原子取代即：NaBr +H2SO4 +CH3CH2CH2CH2OH → CH3CH2CH2CH2Br + NaHSO4 +H2O。（2）反应装置中加入沸石的目的是防止暴沸。用量筒量取相同量的硫酸和水进行混合，故定量仪器为b．量筒。（3）醇在浓硫酸并加热条件下还会发生消去反应和分子间脱水生成醚的反应，故还可能存1-丁烯，丁醚等有机副产物。（4）若用浓硫酸进行实验，由于浓硫酸具有强氧化性会使部分溴离子氧化为溴单质。 a中蒸馏也会使部分原料物挥发出来，达不到效果。 b中氢氧化钠溶液洗涤，会使卤代烃发生水解造成损失。 c中用四氯化碳无法萃取，由于溴和卤代烃都能溶于四氯化碳。d中用亚硫酸钠溶液洗涤可和溴发生氧化还原反应，再通过分液操作即可分离。（5）根据表中1－溴丁烷的沸点可知收集产品时，控制的温度应在101.6℃左右； 区分1-溴丁烷精品和粗品的一种方法是可通过测熔沸点。（6）由方程式NaBr +H2SO4 +CH3CH2CH2CH2OH → CH3CH2CH2CH2Br + NaHSO4 +H2O。制得的1-溴丁烷的质量为10.895 g，求则正丁醇的质量，再用此质量除以0.8098*10，求出转化率为0.727。
（7分）有一包白色粉末，可能是CuSO4、CaCO3、BaCl2、Na2SO4、KOH中的一种或几种，为证明其组成，进行如下实验：
（1）取少量白色粉末，向其中加入足量的水，充分搅拌后过滤，得到白色沉淀和无色滤液，
则白色沉淀可能是 ，原混合物中一定不含有 。
（2）向实验（1）滤出的白色沉淀中加入足量的盐酸，沉淀全部溶解，并产生无色气体。则原混合物中一定含有 。
（3）将实验（1）中得到的滤液分成两份，将实验（2）中产生的无色气体先通入其中的一份，无沉淀产生。气体导出后再通入另一份滤液中，立即产生白色沉淀，再过滤。出现上述现象的原因是实验（2）中产生的气体里含有 。
（4）向实验（3）中过滤后所得的滤液里加入AgNO3溶液和稀硝酸，又产生白色沉淀，根据此现象推断，原混合物中一定还含有 ，根据实验全过程推断，原混合物中还含有 。
正确答案
（1）BaSO4、CaCO3，CuSO4（3分） （2）CaCO3（1分）
（3）HCl气体（1分） （4）BaCl2，KOH（2分）
（1）得到白色沉淀和无色滤液，说明一定没有硫酸铜，因为硫酸铜在溶液中显蓝色。白色沉淀可能是硫酸钡或碳酸钙。
（2）白色沉淀全部溶解，说明一定含有碳酸钙，产生的气体是CO2。
（3）由于盐酸易挥发，所以产生的气体CO2中含有氯化氢，所以开始得不到白色沉淀。当氯化氢完全被吸收后，CO2能产生沉淀，这说明溶液中一定含有氯化钡和氢氧化钾。
（4）该实验进一步说明了溶液中含有氢氧化钾。
高锰酸钾是常用的氧化剂。工业上以软锰矿（主要成分是MnO2）为原料制备高锰酸钾晶体。下图是实验室制备的操作流程：
上述反应②的化学方程式：
已知：
（1）加热软锰矿、KClO3和KOH固体时，不采用瓷坩埚而选用铁坩埚的理由是_______；
反应①的化学方程式为______。
（2）从滤液中得到KMnO4晶体的实验操作依次是________（选填字母代号，下同）。
A．蒸馏 B．蒸发 C．灼烧 D．抽滤 E．冷却结晶
（3）制备过程中需要用到纯净的CO2气体。制取纯CO2净最好选择下列试剂中_________。
A．石灰石 B．浓盐酸 C．稀疏酸 D．纯碱
（4）实验时，若CO2过量会生成KHCO3，导致得到的KMnO4产品的纯度降低。原因是______ 。
（5）由于CO2的通人量很难控制，因此对上述实验方案进行了改进，即把实验中通CO2改为加其他的酸。从理论上分析，选用下列酸中________ ，得到的产品纯度更高。
A．醋酸 B．浓盐酸 C．稀硫酸
正确答案
（1）高温下强碱要腐蚀坩埚（瓷坩埚的主要成分是硅酸盐，含有二氧化硅，要与碱反应。）3MnO2＋KClO3＋6KOH
试题分析：（1） 加热软锰矿、KClO3和KOH固体混合物时，由于KOH会与瓷坩埚中的SiO2发生反应：2KOH+SiO2
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