- 离子的检验
- 共4052题
重铬酸钾（K2Cr2O7）为用途极广的铬化合物。铬铁矿的主要成分可表示为FeO•Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等杂质，以铬铁矿为原料制备K2Cr2O7晶体的过程
如下图所示：
已知：①K2Cr2O7有强氧化性
②NaFeO2遇水强烈水解
③Cr2O72－+ H2O 
请回答：
（1）煅烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2反应的化学方程式是 。
（2）滤液1的成分除NaOH、Na2CrO4外，还含有（填化学式） ；
生成滤渣1中红褐色物质的反应离子方程式是 。
（3）由滤液2转化为Na2Cr2O7溶液应加入的试剂是 。
（4）向Na2Cr2O7溶液中加入K2SO4固体，发生复分解反应而制得K2Cr2O7。生成K2Cr2O7晶体的过程是：加热浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。试简述此法能够制得K2Cr2O7晶体的原因是： ；
洗涤时应选用 （选填字母）。
（5 ）工业上常用Fe2+处理酸性K2Cr2O7废水，先将Cr2O72— 转化为Cr3+，该反应的离子方程式为 ，再调节溶液的pH使金属离子生成沉淀而除去。
正确答案
（1）4FeO•Cr2O3 + 7O2 + 20NaOH
（2）NaAlO2、Na2SiO3（2分)； FeO2— + 2H2O＝OH —+ Fe(OH)3↓（2分)
（3）（稀）硫酸（1分）
（4）同温下K2Cr2O7晶体的溶解度小于Na2Cr2O7，冷却时会结晶析出（2分)； A（1分）
（5）6Fe2+ + Cr2O72— + 14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O（2分)
试题分析：（2）由题目信息可知，铬铁矿的主要成分FeO•Cr2O3，含有SiO2、Al2O3等杂质，SiO2与NaOH发生反应生成Na2SiO3，Al2O3与NaOH发生反应，生成NaAlO2，故还含有Na2SiO3、NaAlO2。滤渣1中红褐色物质是由于NaFeO2水解生成氢氧化钠与氢氧化铁，反应方程式为NaFeO2+2H2O═NaOH+Fe(OH)3，
（3）由工艺流程可知，Na2CrO4在酸性条件下转化为Na2Cr2O7，故需加入的物质为稀硫酸。
（4）Na2Cr2O7溶液中加入K2SO4固体能够发生复分解反应，说明同温下K2Cr2O7晶体的溶解度小于Na2Cr2O7，便于结晶析出晶体。
硫酸亚锡（SuSO4）是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业。某研究小组设计SnSO4制备路线如下：
查阅资料：
I．酸性条件下，锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式，Sn2+易被氧化。
II．SnC12易水解生成碱式氯化亚锡[Sn(OH)Cl]。
回答下列问题：
（1）SnC12粉末需要加浓盐酸进行溶解，请用化学方程式说明原因___________________。
（2）在SnC12溶液中加入Sn粉的作用有两个：①调节溶液pH ②_________________。
（3）操作I中使用的玻璃仪器有___________________。
（4）该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度（杂质不参与反应）：
①将试样溶于盐酸中，发生的反应为：Sn+2HCl═SnCl2+H2↑；
②加入过量的FeCl3，发生的反应为：SnCl2+ FeCl3= SnCl4+ FeCl2
③用已知浓度的K2Cr2O7滴定生成的Fe2+，发生的反应为：6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl═6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O
滴定时，K2Cr2O7溶液应该装在____________（填“酸式”或“碱式”）滴定管中。
若取2．0g锡粉，经上述各步反应后，共用去0．100mol/L K2Cr2O7溶液40．00mL，锡粉中锡的质量分数是____________________。
正确答案
（1）SnCl2+H2O
试题分析：（1）SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡，存在平衡SnCl2+H2O
Sn～Sn2+～2Fe3+～2Fe2+～
119g
2．0g×x 0．100mol/L×0．040L
故
解得x=71．4%，
氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，不溶于水、乙醇，熔点422 ℃，沸点1366 ℃，在空气中迅速被氧化成绿色，常用作有机合成工业中的催化剂。以粗盐水(含Ca2＋、Mg2＋、SO42－等杂质)、Cu、稀硫酸、SO2等为原料合成CuCl的工艺如下：
（1）在粗盐除杂的反应I中加Na2CO3溶液的作用是 ；
滤渣的主要成分： 。
（2）反应Ⅱ完成后溶液中主要溶质是 。
（3）反应IV和VI都是制备CuCl的化学过程：
①反应IV加入的Cu必须过量，其目的是 。
②写出反应VI的离子方程式 。
（4）反应VI后，过滤得到CuCl沉淀，用无水乙醇洗涤沉淀，在真空干燥机内于70 ℃干燥2小时，冷却，密封包装即得产品。于70℃真空干燥的目的是 。
正确答案
（1）除去Ca2＋和过量的Ba2＋ BaSO4、CaCO3、Mg(OH)2、BaCO3 （2）NaCl
（3）防止生成CuCl2 2Cu2+＋2Cl-＋SO2＋2H2O = 2CuCl↓＋4H+＋SO42-
（4）加快乙醇和水的蒸发，防止CuCl被空气氧化
试题分析：（1）分析流程图知，反应Ⅰ为粗盐的提纯，为保证杂质离子除尽所加试剂要过量，加过量氯化钡溶液除硫酸根，加过量Na2CO3溶液可以粗盐溶液中的除去Ca2+和除去硫酸根离子所加的过量的Ba2+，加过量氢氧化钠溶液除镁离子；答案为：除去Ca2+和过量的Ba2+；（2）分析流程图知，反应Ⅱ完成后溶液中主要溶质是氯化钠；（3）①反应Ⅳ加入的Cu必须过量，金属铜可以和铜离子在溶液中生成亚铜离子，这样可以防止生成CuCl2；②二氧化硫和硫酸铜之间可以发生氧化还原反应生成氯化亚铜沉淀，反应的离子方程式为2Cu2+＋2Cl-＋SO2＋2H2O = 2CuCl↓＋4H+＋SO42-；（4）根据题给信息知，氯化亚铜(CuCl)在空气中迅速被氧化成绿色，CuCl沉淀在真空干燥机内于70℃干燥2小时的目的是加快乙醇和水的蒸发，防止CuCl被空气氧化。
某无色溶液，其中有可能存在以下离子：Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、AlO2-、S2-、CO32-、SO32-、SO42-，现取该溶液进行有关试验，其结果如下：
回答下列问题：
（1）生成沉淀甲的离子方程式： ；
已知气体甲由两种氧化物组成（不包括水蒸汽和HBr），请你设计实验逐一鉴别这两种成分，将所需试剂以及现象填入下表中（可不填满，表中每一行对应正确方可得分）
（2）由溶液甲生成沉淀乙的离子方程式： ；
（3）综上所述，该溶液中肯定存在的离子有： 。
（4）针对溶液中可能存在的离子，用实验验证其是否存在的方法是 。
正确答案
（1）2S2- + SO32- + 6H+ =" 3S↓+" 3H2O；
（2）Al3+ + 3HCO3- = Al(OH)3↓+ 3CO2↑； （3）S2-、SO32-、AlO2-、Na+、CO32-。
（4）取沉淀丙加入足量稀盐酸，若沉淀不能完全溶解，则原溶液中含SO42-，沉淀全部溶解，则原溶液中无SO42-。（答案合理给分）
试题分析：分析题给流程图知，无色溶液与过量氢溴酸反应生成了气体甲和淡黄色沉淀，沉淀若是溴化银，则不存在S2-、CO32-、SO32-，就不可能生成气体甲，所以淡黄色沉淀为单质硫，是硫化氢与二氧化硫反应生成的，溶液中一定存在S2-和SO32-，一定不会存在Ag+、Ba2+、Al3+；根据电中性原则溶液中一定含有Na+，气体甲由两种氧化物组成，为二氧化碳和二氧化硫，溶液中一定有CO32-，溶液甲中含有过量的氢溴酸，与过量的碳酸氢铵反应，生成的气体乙为二氧化碳，白色沉淀只能为氢氧化铝，说明原溶液中一定含有偏铝酸根离子；溶液乙与过量氢氧化钡溶液反应，生成的气体丙为氨气，白色沉淀为碳酸钡或硫酸钡，所以溶液中一定存在的离子有：Na+、S2-、SO32-、AlO2-、CO32-； 一定不存在的离子为：Ag+、Ba2+、Al3+；可能存在的离子为：SO42-，
（1）生成的淡黄色沉淀为单质硫，反应的离子方程式为：6H++2S2-+SO32-═3S↓+3H2O；气体甲由两种氧化物组成，为二氧化碳和二氧化硫，检验者两种气体的流程为：用品红溶液检验二氧化硫，用酸性高锰酸钾溶液除尽二氧化硫，用澄清石灰水检验二氧化碳；
（2）根据推断可知，溶液甲中含有铝离子，能够与碳酸氢铵中的碳酸氢根离子发生水解相互促进的反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，反应的离子方程式为：Al3++3HCO3-═Al（OH）3↓+3CO2↑，
（3）根据以上分析，原溶液中一定存在的离子有：Na+、S2-、SO32-、CO32-、AlO2-；
（4）考查硫酸根离子的检验，方法为：取沉淀丙加入足量稀盐酸，若沉淀不能完全溶解，则原溶液中含SO42-，沉淀全部溶解，则原溶液中无SO42-。
工业上用软锰矿（主要成分为MnO2）制备高锰酸钾的工艺流程如图所示：
（1）高锰酸钾的氧化性强弱与溶液的酸碱性有关，在酸性条件下其氧化性较强。下列 酸能用于酸化高锰酸钾溶液的是____________（填序号）。
（2）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的名称分别是______________、_______________、_______________。
（3）软锰矿与过量固体KOH和KClO3在熔融状态下反应时的氧化剂是__________________（填化学式）。反应后加水溶解得到的滤液中主要含有KCl和K2MnO4，则滤液酸化时发生反应的离子方程式为 _______________________________。
（4）已知KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4反应生成Mn2＋和CO2。取上述制得的KMnO4产品0.33 g，恰好与0.67 g Na2C2O4完全反应，则KMnO4的纯度为________％。
正确答案
（10分）
（1）b (1分)
（2） 过滤（1分） 过滤（1分） 蒸发（1分）
（3）KClO3（1分）；3MnO42－＋4H＋=2MnO4－＋MnO2↓＋2H2O（2分）
（4）96（3分）
2KMnO4～5NaC2O4
2×158 5×134
m 0.67g
解得m=0.316g
KMnO4的纯度为0.316/0.33×100％=86％
扫码查看完整答案与解析