- 离子的检验
- 共4052题
实验室制备溴乙烷（C2H5Br）的装置和步骤如图：（已知溴乙烷的沸点38.4℃）
①检查装置的气密性，向装置图所示的U型管和大烧杯中加入冰水；
②在圆底烧瓶中加入10mL95%乙醇、28mL浓硫酸，然后加入研细的13g溴化钠和几粒碎瓷片；
③小火加热，使其充分反应。
回答下列问题：
（1）该实验制取溴乙烷的化学方程式为（生成的盐为NaHSO4）：______________________。
（2）反应时若温度过高，可看到有红棕色气体产生，该气体化学式为__________。
（3）为了更好的控制反应温度，除用图示的小火加热，更好的加热方式是__________。
（4）U型管内可观察到的现象是_____________________________。
（5）反应结束后，U形管中粗制的C2H5Br呈棕黄色。为了除去粗产品中的杂质，可选择下列试剂中的_________________（填序号）
a．苯 b．H2O c．Na2SO3溶液 d．CCl4
所需的主要玻璃仪器是______________（填仪器名称）。
（6）下列几项实验步骤，可用于检验溴乙烷中溴元素，其正确的操作顺序是：取少量溴乙烷，然后__________________（填代号）。
①加热；②加入AgNO3溶液；③加入稀HNO3酸化；④加入NaOH溶液；⑤冷却
正确答案
（11分）（1）C2H5OH+NaBr+H2SO4
（2）Br2（多填SO2不扣分 ）（2分）
（3）水浴加热 （1分）
（4）有油状液体生成（1分）
（5）c（2分） 分液漏斗（1分）。
（6）④①⑤③②（2分，顺序错误不得分）
试题分析：（1）由题意可知，C4H9OH有四种同分异构体，C2H5OH+NaBr+H2SO4
钒的用途十分广泛，有金属“维生素”之称。某工厂为了从含有杂质的VOSO4样品中回收得到催化剂V2O5，设计流程如下：
请回答下列问题：
（1）步骤①所得废渣的成分是 （写化学式）。NH4VO3在焙烧前要洗涤2-3次，该步操作方法为 。
（2）步骤②、③的变化过程可简化为（下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂）：
R2(SO4)n (水层)+ 2nHA（有机层）
步骤②中萃取时必须加入适量碱，其原因是 。
步骤③中X试剂为 。
（3）⑤的离子方程式为 。
（4）该工艺流程中，可以循环利用的物质有 和 。
（5）若取VOSO4样品wg，测得消耗a mol·L—1氯酸钾溶液VmL（氯酸钾还原产物为氯化钾），则1kg样品理论上可制得的V2O5质量是 g（用含w、V的代数式表示）。
正确答案
（1）SiO2（1分）；在漏斗中加水至浸没沉淀，待水流尽后重复操作（2分）
（2）加入碱中和硫酸，促使平衡正向移动，提高钒的萃取率(或类似表述，如提高RAn（有机层）的浓度、百分含量等)（2分）； H2SO4（1分）
（3）NH3·H2O+VO3－ =NH4VO3↓+OH－（3分）
（5）氨气（或氨水）、有机萃取剂（2分）；
（6）546av/w 克 （3分）
试题分析：根据工艺流程图知道经过操作1的溶解得到的废渣是SiO2， 由下面第（2）小题反应知道操作2、3中的萃取和反萃取是利用了平衡移动原理实现了R2(SO4)n在有机层和水层中的相互转化，实际上是对被提纯物的富集过程，经操作4、5前后的比较知，操作4是将VO2+氧化成了VO3-，操作5又将VO3-转化为NH4VO3沉淀，最后经操作6得到目标产物V2O5。
TMB是一种新型指纹检测的色原试剂，由碳、氢、氮三种元素组成，与氢气的相对分子质量之比为120。某研究性学习小组的同学欲利用下列仪器测定TMB的分子式。其主要过程为在足量氧气流中将4.80 g TMB样品氧化(氮元素转化为N2)，再利用吸收剂分别吸收水蒸气和CO2。请从图中选择适当的装置(装置符合气密性要求，加热装置等已略去，其他用品可自选)。
（1）将所选用的仪器(可重复选用)连接顺序由上到下依次填入下表，并写出该仪器中应加入的试剂的名称及作用。
（2）实验后称得A及以后的装置(均用A装置并假设每次吸收均是完全的)质量依次增加3.60 g、14.08 g、0.14 g，则TMB的分子式为__________________________。
正确答案
（1）（7分，每一栏有错即扣2分，两栏有错扣3分，扣完为止）
（2）C16H20N2
试题分析：（1）实验原理：将TMB用氧气氧化为二氧化碳、水和氮气，再利用吸收剂分别吸收水和二氧化碳，以确定其中所含碳、氢、氮原子的比例关系．在整个实验中，要求碳元素全部以二氧化碳形式出现，因此在氧化后需要用氧化铜作最后保障；为防止氧气产生时所带水蒸气的影响，要先对氧气进行干燥，选择干燥剂需考虑所提要求“实验后称得A装置从用的先后顺序排列质量分别增加3.60g和14.08g”，因此干燥氧气选择干燥剂B；利用吸收剂分别吸收水和CO2需考虑试剂影响，先吸收水后吸收CO2，则连接顺序为：C→B→D→D→A→A→A
（2）实验后称得A装置从用的先后顺序排列质量分别增加3.60g、14.08g、0.14g，则m（H2O）=3.60g，m（CO2）=14.08g，而0.14g为空气中的CO2和H2O进入装置中的质量，则:
n（H2O）=3.60g/18g/mol=0.2mol，n（H）=0.4mol，m（H）=0.4g，
n（CO2）=14.08g/44g/mol=0.32mol，n（C）=0.32mol，m（C）=0.32mol×12g/mol=3.84g，
所以m（N）=4.80g-0.4g-3.84g=0.56g，
n（N）=0.56g/14g/mol=0.04mol，
则：n（C）：n（H）：n（N）=0.32mol：0.4mol：0.04mol=16：20：2，所以分子式为C16H20N2，
海水中含有丰富的镁资源。工业上常用海水晒盐后的苦卤水提取Mg，流程如下图所示：
（1）工业制取镁的方法是 法。
（2）试剂Ⅰ一般选用 （填化学式）。
（3）下图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为298K时的稳定状态)。
①由图可知Mg与卤素单质的反应均为 （填“放热”或“吸热”）反应；推测化合物的热稳定性顺序为MgI2 MgF2（填“＞”、“＝”或“＜”）。
②依上图数据写出MgBr2(s)与Cl2(g)反应的热化学方程式 。
（4）金属Mg与CH3Cl在一定条件下反应可生成CH3MgCl，CH3MgCl是一种重要的有机合成试剂，易与水发生水解反应并有无色无味气体生成。写出CH3MgCl水解的化学方程式 。
（5）向Mg(OH)2中加入NH4Cl溶液，可使沉淀溶解，请结合平衡原理和必要的文字解释原因 。
正确答案
（1）电解法或电解熔融氯化镁
（2）Ca(OH)2（该空1分） （3）①放热（该空1分），＜
②MgBr2(s)+Cl2(g)＝MgCl2(s)+Br2(l) △H＝－117KJ·mol—1
（4）CH3MgCl+H2O＝CH4↑+Mg(OH)Cl↓或2CH3MgCl+2H2O＝2CH4↑+Mg(OH)2↓+MgCl2
（5）Mg(OH)2（s）
试题分析：（1）镁是活泼的金属，工业制取镁的方法是电解熔融的氧化镁，即电解法冶炼镁。
（2）要将溶液中的Mg2＋转化为氢氧化镁沉淀，需要加入碱。考虑试剂的来源和经济效益，一般加入的是氢氧化钙，化学式为Ca(OH)2。
（3）①由图可知反应物的总能量均高于生成物的总能量，所以Mg与卤素单质的反应均为放热反应。镁与单质氟反应放出的热量最多，则生成的MgF2稳定性最强，所以化合物的热稳定性顺序为MgI2＜MgF2。
②根据图像可知，Mg(s)＋Cl2(g)＝MgCl2(s) △H＝－641kJ/mol、Mg(s)＋Br2(l)＝MgBr2(s) △H＝－524kJ/mol，则根据盖斯定律可知，前者减去后者即得到反应MgBr2(s)+Cl2(g)＝MgCl2(s)+Br2(l)，所以该反应的反应热△H＝－641kJ/mol＋524kJ/mol＝－117KJ/mol。
（4）CH3MgCl易与水发生水解反应并有无色无味气体生成，则该气体应该是甲烷。所以根据原子守恒可知，另外的生成物是碱式氯化镁，因此CH3MgCl水解的化学方程式为CH3MgCl+H2O＝CH4↑+Mg(OH)Cl↓或2CH3MgCl+2H2O＝2CH4↑+Mg(OH)2↓+MgCl2。
（5）氢氧化镁溶于水存在溶解平衡Mg(OH)2（s）
(8分)食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。
粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Fe3+、Mg2+、SO42－等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：
提供的试剂：饱和Na2CO3溶液 饱和K2CO3溶液 NaOH溶液 BaCl2溶液
Ba(NO3)2溶液 75%乙醇 四氯化碳
⑴欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42－离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为 （只填化学式），写出除去Fe3+时所发生反应的离子方程式：________________________。
⑵操作Ⅲ的名称是_____________，所需用到的玻璃仪器有________________________。（填仪器名称）。
⑶洗涤NaCl晶体的目的是 ，选用的试剂为 。
正确答案
：⑴BaCl2、NaOH、Na2CO3 (2分) Fe3＋＋3OH－＝Fe(OH)3↓
⑵蒸发(1分) 酒精灯、玻璃棒(2分)
⑶除去表面附带的少量KCl (1分) 75%乙醇(1分)
试题分析：（1）：除去粗盐中的可溶性杂质：Mg2+、Ca2+、SO42-、Fe3+时，可以加入过量NaOH（去除镁离子和铁离子）：Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓，Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓；加入过量BaCl2（去除硫酸根离子）：SO42-+Ba2+=BaSO4↓；加入过量Na2CO3（去除钙离子的多余的钡离子）：Ca2++CO32-=CaCO3，碳酸钠必须加在氯化钡之后，，氢氧化钠和氯化钡可以颠倒加入的顺序，
（2）获得溶液中的溶质可以采用蒸发溶剂的方法，所用的仪器有：酒精灯、蒸发皿、玻璃棒等，其中玻璃仪器是：酒精灯、玻璃棒，故答案为：蒸发；酒精灯、玻璃棒；
（3）粗盐中含有钾离子，所以氯化钠晶体中混有氯化钾，必须进行洗涤，氯化钠不溶于乙醇，可用乙醇冲洗固体表面的氯化钾．
故答案为：除去表面附带的KCl；75%乙醇．
点评：本题主要考查了粗盐提纯过程中的除杂方面的知识，综合性强，要注意除杂质的顺序。
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