- 离子的检验
- 共4052题
工业上常利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)来吸收含SO2的废气，最终制得硫酸锰晶体(MnSO4·H2O)，其主要流程如下：
已知：浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn2+，还含有少量的Fe2+、Al3+等其他金属离子。有关金属离子形成氢氧化物沉淀时溶液的pH见下表：
（1）软锰矿浆中通入含SO2废气后，发生主要反应的化学方程式为____________________。
（2）浸出液中加入MnO2粉末的目的是____________；反应的离子方程式是___________________。
（3）溶液中加入石灰浆来调节pH，其作用是_________________；pH应调节的范围是__________。
（4）滤渣的主要成分是________________________________________________(用化学式表示)。
正确答案
（12分，每空2分）（1）SO2＋MnO2＝MnSO4
（2）将Fe2+氧化为Fe3+；2Fe2+＋MnO2＋4H+＝2Fe3+＋Mn2+＋2H2O
（3）使Fe3+、Al3+完全沉淀；4.7≤pH＜8.3 （4）Fe(OH)3、Al(OH)3、CaSO4
试题分析：（1）低品位软锰矿浆的主要成分是MnO2，通入SO2浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn2+，这说明MnO2与SO2发生了氧化还原反应，反应的化学方程式为SO2＋MnO2＝MnSO4。
（2）杂质离子中Fe2+完全沉淀时的pH大于Mn2+开始沉淀时的pH，所以必须利用其还原性将其氧化成铁离子而除去。由于MnO2具有氧化性，能把亚铁离子氧化生成Fe3+，有关反应的离子方程式为2Fe2+＋MnO2＋4H+＝2Fe3+＋Mn2+＋2H2O。
（3）溶液的杂质离子Fe3+、Al3+阳离子，从图可表以看出，大于4.7可以将Fe3+和Al3+除去，但不能超过8.3，以防止Mn2+也沉淀，所以只要调节pH值在4.7≤pH＜8.3间即可。
（4）Fe3+、Al3+等金属阳离子通过调pH值，转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，同时还生成微溶性的硫酸钙，所以滤渣主要有氢氧化铁、氢氧化铝、硫酸钙，其化学式分别是Fe(OH)3、Al(OH)3、CaSO4。
草木灰中富含钾盐，主要成分是碳酸钾还含有少量氯化钾（其中还含有较多的不溶性固体杂质）．现从草木灰中提取钾盐，并用检验其中的 CO32-、SO42-、和 Cl-．
（1）从草木灰中提取钾盐的实验操作顺序如下：①称取样品，②溶解沉降，③______，④______，⑤冷却结晶．
（2）在进行②、③、④操作时，都要用到玻璃棒，其作用分别是：②______；③______；④______．
（3）将制得的少量晶体放入试管，加热蒸馏水溶解并把溶液分成三份，分装3支试管里．
①在第一支试管里加入稀盐酸，可观察有______生成，证明溶液中有______离子．②在第二支试管里加入足量盐酸后，再加入 BaCl2 溶液，可观察到有______ 生成，证明溶液中有______离子．
③在第三支试管里加入足量稀硝酸后，再加入 AgNO3 溶液，可观察到有______生成，证明溶液中有______ 离子．
正确答案
解；（1）从草木灰中除去不溶性的固体杂质来提取固体碳酸钾的实验操作顺序为：称量样品；溶解、沉淀；过滤；蒸发结晶．故填：过滤，蒸发结晶．
（2）在实验操作过程中，玻璃棒的作用分别是：搅拌，加速样品溶解（助溶）；引流，防止滤液溅到漏斗外；搅拌（匀热），使溶液受热均匀，防止滤液飞溅．
故答案为：搅拌，加速样品溶解（助溶）；引流，防止滤液溅到漏斗外；搅拌（匀热），使溶液受热均匀，防止滤液飞溅．
（3）①碳酸根离子能和盐酸反应生成二氧化碳，向溶液中加入稀盐酸后有气泡生成说明有碳酸根离子；②向原溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，排除了其它阴离子的干扰，如果产生白色沉淀，就说明溶液中有硫酸根离子；③向原溶液中滴加足量稀硝酸后，排除了其它离子的干扰，再加入 AgNO3 溶液，产生白色沉淀，说明溶液中有氯离子．
故答案为：①气泡； CO32- ②白色沉淀； SO42- ③白色沉淀； Cl-
S2Cl2是工业上常用的硫化剂，实验室制备S2Cl2的方法有2种：
① CS2+3Cl2
已知S2Cl2中硫元素显+1价，电子式：
实验室利用下列装置制备S2Cl2（部分夹持仪器已略去）：
回答下列问题：
（1）装置B、C中玻璃容器的名称： ；反应原理（填写数字序号）： 。
（2）实验中盐酸试剂通常采用36.5%的浓溶液，不用稀盐酸的理由是 。
（3）D中冷凝管起到导气和冷凝双重作用，其冷却水流动方向与热气流流动方向相同（见图）。这种冷却方式可应用于下列高中化学中 实验。
A．石油分馏 B．制取溴苯 C．制取乙酸乙酯 D．制备阿司匹林
（4）B装置中盛放的是 ，反应结束后从锥形瓶内混合物中分离出产品的方法是 ，D中采用热水浴加热的原因是 。
（5）A部分仪器装配时，放好铁架台后，应先固定 （填仪器名称），整套装置装配完毕后，应先进行 再添加试剂。实验完毕，A中不再产生氯气时，可拆除装置。拆除时，最先的操作应当是 。
（6）实验过程中，若缺少C装置，则发现产品浑浊不清，出现该现象的原因可用化学方程式表示为 。实验完毕，当把剩余浓盐酸倒入E烧杯中与吸收了尾气的氢氧化钠溶液混合时，发现有少量黄绿色刺激性气体产生，产生该现象的原因是： （用离子方程式表示）。
正确答案
（14分）
（1）广口瓶 ① （每格1分）
（2）稀盐酸还原性弱，反应困难 （2分，只说出反应困难或不反应，没说到还原性弱
给1分）
（3）BD（2分）
（4）饱和食盐水 蒸馏 使CS2平稳汽化，避免产物S2Cl2汽化（每格1分） l （每格1分）
（5）酒精灯 气密性检查 将E中长导管移开液面 （每格1分）
（6）2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl↑ ClO-+2H++Cl-=Cl2↑+H2O (每格1分)
试题分析：
（1）从实验装置图中可以看出，A为为制取Cl2，B、C为净化，故B除HCl，C吸收水蒸气，D中S与氯气发生反应生成S2Cl2；
（2）制取氯气需要使用浓盐酸，稀盐酸不反应；
（3）在这里起到的作用是冷凝回流，故选BD；
（4）B中作用是吸收HCl，可以使用饱和食盐水，从锥形瓶中有S、S2Cl2等，可以使用蒸馏的方法分离。
（5）仪器装配的原则是从下到上，从左到右。
（6）若缺少干燥装置，生成的S2Cl2有一部分发生水解生成S和SO2，故能看到浑浊。E为Cl2与NaOH反应生成NaCl和NaClO，加入浓盐酸后又反应生成Cl2。
某化学兴趣小组以工业碳酸钙(含少量Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质)生产二水合氯化钙晶体(CaCl2·2H2O)的操作流程为：
(1)CaCO3与盐酸反应的离子方程式 。
(2)加入氢氧化钙溶液调节溶液的pH为8.0—8.5，此时A13+、Fe3+沉淀完全，则滤渣主要成分的化学式为 ，若用氢氧化钠溶液除杂则产品中可能混有的物质为 。
(3)酸化时加盐酸将溶液的pH调节到4.0左右，其主要目的是 。
(4)操作Ⅰ中应包括①蒸发浓缩②冷却结晶③过滤④ ⑤ 等实验步骤。
(5)为测定样品中CaCl2·2H2O的含量，称取7.350 g样品配成200.0 mL溶液，与205.0 mL 0.5000 mol/LAgNO3溶液恰好完全反应。
①样品中CaCl2·2H2O的质量分数为 。
②若计算出结果有明显偏差，你认为在操作Ⅰ的五个步骤中由 引起的（填序号），理由是 。
正确答案
(1)CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O(1分)
(2)①Al(OH)3、SiO2、Fe(OH)3(1分)NaCl(1分)
(3)除去过量的氢氧化钙(1分，合理则给分)；
(4)洗涤；干燥(各1分)
(5)①.102.5﹪(2分)
②.⑤(1分)；干燥时温度过高时CaCl2·2H2O 晶体失去部分结晶水(合理则给分)
试题分析：⑴CaCO3与盐酸反应的离子方程式：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O，答案：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O；⑵第一次反应的生成物有氯化钙、氯化钠、氯化铁和氯化铝，第二次反应加入过量氢氧化钙溶液，与氯化铁和氯化铝反应生成氢氧化铁沉淀和氢氧化铝沉淀．故滤渣中的主要成份是氢氧化铁沉淀和氢氧化铝沉淀；加入过量氢氧化钙溶液后，不能与氯化钙、氯化钠反应，故滤液中含有氯化钙、氯化钠和剩余的氢氧化钙，加入盐酸，与氢氧化钙反应生成氯化钙，因此最后蒸发结晶后得到的氯化钙中一定含有少量的氯化钠．答案：①Al(OH)3、SiO2、Fe(OH)3(1分)NaCl(1分)；⑶酸化时加盐酸将溶液的pH调节到4.0左右，其主要目的是除去过量的Ca (OH)2，答案：除去过量的氢氧化钙；⑷从溶液中获得晶体一般要经过①蒸发浓缩②冷却结晶③过滤④洗涤⑤干燥等步骤。答案：洗涤；干燥
⑸①解：设样品中含CaCl2 ·2H2O的质量为Y
根据氯原子守恒得到如下关系式：
CaCl2 ·2H2O ～ 2AgCl
147 2
Y 0.2050 L ×0.5000 mol/L
Y="7.5338" g
样品中含CaCl2 ·2H2O的质量分数="7.5338g/7.350g*100%=102" .5%
答:样品中含CaCl2 ·2H2O的质量分数为102.5%
②计算结果明显有误差，产生的原因可能是⑤中干燥时温度过高时CaCl2·2H2O 晶体失去部分结晶水(合理则给分)。
答案：①.102.5﹪(2分)
②.⑤(1分)；干燥时温度过高时CaCl2·2H2O 晶体失去部分结晶水(合理则给分)
实验室可以用MgCl2•6H2O为原料制备碳酸镁晶须，主要流程如下：
试回答：
(1)操作1的名称是_______。
(2)上述反应过程要控制好温度，因为MgCO3置于水中长时间加热煮沸可完全生成Mg(OH)2，其原因是_____________________。
(3)另査阅文献，在加热煮沸时也可能生成碱式碳酸镁Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O，写出该反应的化学方程式______________。
(4)某课题组为了确定MgCO3在水中长时间加热煮沸后所得的固体成分，进行如下研究。（注：Mg(OH)2, Mg5(OH)2(CO3)4.4H2O在煮沸时均不会分解）
①定性研究：请你完成下表中内容。
②另取一定质量的固体，灼烧至恒重，能否通过固体质量的减少量来确定固体的成分？_______ (填“能”或“否”)，理由是______________
正确答案
（14分）
（1）过滤（2分）
（2）MgCO3在加热煮沸过程中能发生水解反应。由于水解生成的Mg(OH)2溶解度更小，且又有CO2气体生成，使水解趋于完全， MgCO3转化为Mg(OH)2。 （3分）
（3） 5 MgCO3 + 5H2O=Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O + CO2↑ （2分）
（4）① （4分）
（其它合理答案均给分）
② 能（1分） 等质量的氢氧化镁或碱式碳酸镁灼烧至恒重时，固体质量的减少量是确定的，且不相同。（2分）
试题分析：在解决探究题的时候要能够从题意中获取相关知识联系课本知识进行解题。本题将Mg2+与CO32-结合生成MgCO3，又由于碳酸根水解呈碱性和课本上水垢的生成等相关知识，可知易转化为Mg(OH)2以及题目中提到的Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O，到底生成物是什么，进行相关探究。探究的焦点是氢氧根和碳酸根的检验，从而解题。
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