- 离子的检验
- 共4052题
某小组设计如图装置（部分夹持装置已略去），以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到固体物质的成分。
（1）A中制取Cl2的离子方程式_______________________________________.
（2）通入一定量潮湿的Cl2反应后，经检测，D中只有Cl2O一种气体，C中只含一种氯盐外，同时含有NaHCO3等，某同学对C中所得固体残渣的成分进行探究。
①提出合理假设。
假设1：存在两种成分：NaHCO3和_____________________________；
假设2：存在三种成分：NaHCO3和_____________________________。
②设计方案，进行实验。写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂和仪器：蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。
（3）已知C中有0．1 mol Cl2参加反应。若假设一成立，可推知C中反应的化学方程式为__________________。
正确答案
（1）2Cl- + 4H+ + MnO2
试题分析：（1）实验室制备氯气，结合题给装置可知，是利用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气，反应的离子方程式为：2Cl- + 4H+ + MnO2
（3）根据题意知，C中发生的反应为：氯气、水与碳酸钠反应生成NaHCO3、NaCl和Cl2O，反应的化学方程式为：2Cl2+H2O+2Na2CO3═2NaHCO3+2NaCl+Cl2O。
亚氯酸钠（NaClO2）主要用于棉纺、造纸业的漂白剂，也用于食品消毒、水处理等，亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下：
（1）提高“反应l”反应速率的措施有________________________（写出一条即可）。
（2）“反应2”的氧化剂是_____________，该反应的化学方程式为__________________。
（3）采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”，原因是__________________。
（4）从“母液”中可回收的主要物质是__________________________。
（5）“冷却结晶”后经______________（填操作名称）即可获得粗产品。
正确答案
（1）升高温度、增大吸收液浓度等；（2）ClO2 H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+2H2O+O2；
（3）常压蒸发温度过高，亚硫酸钠容易分解；（4）Na2SO4（5）过滤
试题分析：（1）分析流程图知，反应1为SO2气体与溶液的反应，根据影响反应速率的外界条件，为提高反应速率，可升高温度、增大吸收液浓度等；（2）由流程图知，反应2为H2O2、ClO2和NaOH反应，生成NaClO2，反应中Cl元素的化合价由+4价降低为+3价，则ClO2为氧化剂，反应的方程式为H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+2H2O+O2；（3）减压蒸发在较低温度下可进行，防止常压蒸发温度过高，亚氯酸钠容易分解，答案为：常压蒸发温度过高，亚硫酸钠容易分解；（4）氯酸钠与二氧化硫在酸性条件下发生氧化还原反应生成ClO2和Na2SO4，则母液中应含有Na2SO4；（5）冷却结晶后要从溶液中分离出固体，应用过滤的方法。
六个未贴标签的试剂瓶中分别装有以下稀溶液①FeSO4、②H2SO4、③BaCl2、④H2O2、⑤Al(NO3)3、⑥NaOH。
（1）某同学想不用其它试剂，仅通过用试管取少量上述溶液进行两两混合实验而给试剂瓶贴上正确的标签，她能成功吗？ （填“能”或“不能”）。
（2）实验中发现，有一组在混合时，随着试剂滴加的顺序不同而出现明显不同的现象，该组是 ，有一组在混合时．随着试剂滴加后的时间不同而出现明显不同的现象，该组是为 ，该组涉及氧化还原应的化学方程式 。
（3）鉴别后，该同学又用FeSO4做了三个体现Fe2+还原性的实验，每次加入上述两种已鉴别的物质的溶液与其混合。试写出其中两个反应的离子方程式
（4）以下各种溶液不用任何外加试剂，就能实现鉴别的是
①Al(NO3)3 FeCl3 NaOH FeSO4 NaHCO3
②Na2CO3 BaCl2 AgNO3 Na2SO4 NH3·H2O
③KOH NaCl NaHCO3 MgSO4 KNO3
④CuSO4 KHSO4 NaHCO3 KOH
⑤NaAlO2 Na2SiO3 Na2CO3 NaHSO4 NaCl
⑥NH4Cl Na2SO4 (NH4)2SO4 Ba(OH)2 AlCl3
正确答案
（1）能（1分）（2）⑤和⑥（1分） ①和⑥（1分）4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3（3）①②⑤：3Fe2++4H++NO3-＝3Fe3++NO↑+2H2O；①②④：2Fe2++2H++H2O2＝2Fe3++2H2O
①④⑥：2Fe2++2HO-+H2O2＝2Fe(OH)3（三个选两个，每个2分，共4分）
（4）①④⑤⑥（4分，每个1分，错选一个扣1分，不出现负分）
试题分析：（1）由于FeSO4溶液显浅绿色，因此首先鉴别出硫酸亚铁。硫酸亚铁与氯化钡反应生成白色沉淀硫酸钡，则可以鉴别出氯化钡。硫酸亚铁具有还原性，能和双氧水反应生成硫酸铁，溶液由浅绿色变为棕黄色，故可以鉴别出双氧水。硫酸亚铁能和氢氧化钠反应生成白色沉淀氢氧化亚铁，如何迅速变为灰绿色，最终变为红褐色氢氧化铁，故可以鉴别出氢氧化钠。利用氢氧化钠可以鉴别硝酸铝，因为二者反应生成白色沉淀氢氧化铝，氢氧化钠过量，白色沉淀又溶解，因此可以成功。
（2）由于氢氧化铝是两性氢氧化物，所以氢氧化钠滴入硝酸铝溶液中得到白色沉淀氢氧化铝，氢氧化钠过量，白色沉淀又溶解。如果硝酸铝滴入氢氧化钠溶液中开始达不到白色沉淀，当硝酸铝过量时开始出现白色沉淀氢氧化铝，故实验现象不同，答案选⑤和⑥。
（3）由于在酸性条NO3－具有强氧化性，能氧化Fe2＋，所以可以选择①②⑤，有关反应的离子方程式为3Fe2++4H++NO3-＝3Fe3++NO↑+2H2O；又因为双氧水也具有氧化性，也能氧化Fe2＋，所以可以选择①②④或①④⑥，有关反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2＝2Fe3++2H2O或2Fe2++2HO－+H2O2＝2Fe(OH)3。
（4）①、铁离子在溶液中显棕黄色，亚铁离子显浅绿色，据此可以鉴别出氯化铁和硫酸化亚铁。利用氯化铁与氢氧化钠反应生成红褐色沉淀可以鉴别氢氧化钠。氯化铁与碳酸氢钠溶液混合生成红褐色沉淀并产生CO2气体，可以鉴别碳酸氢钠。利用氢氧化钠和硝酸铝反应生成白色沉淀氢氧化铝可以可变硝酸铝，所以①正确；②、硝酸银与另外四种物质均反应生成白色沉淀，因此可以鉴别出硝酸银。由于氢氧化银能溶解在氨水中，因此可以鉴别出氨水。由于氯化钡与碳酸钠以及硫酸钠均反应生成白色沉淀，所以不能据此碳酸钠和硫酸钠，②不正确；③、该组物质只有氢氧化钾与硫酸镁反应生成白色沉淀，其余两两混合要么不反应，要么反应但无明显实验现象，所以不能鉴别，③不正确；④、硫酸铜在溶液中显蓝色，可以鉴别。硫酸铜与氢氧化钾反应生成蓝色沉淀氢氧化铜，故可以鉴别氢氧化钾。向生成的氢氧化铜中加入硫酸氢钠可以溶解氢氧化铜，而碳酸氢纳不能溶解氢氧化铜，所以可以鉴别，④正确；⑤、硫酸氢钠与偏铝酸钠反应生成白色沉淀，硫酸氢钠过量沉淀又溶解，可以鉴别偏铝酸钠。硫酸氢钠与硅酸钠反应生成硅酸白色沉淀，可以鉴别。硫酸氢钠与碳酸钠反应生成CO2气体可以鉴别。硫酸氢钠与氯化钠不反应，可以鉴别，⑤正确；⑥、氢氧化钡与氯化铵反应生成氨气，与硫酸钠反应生成白色沉淀硫酸钡，与硫酸铵反应生成氨气和白色沉淀硫酸钡，与氯化铝反应生成白色沉淀氢氧化铝，氢氧化钡过量氢氧化铝又溶解，实验现象各不相同，可以鉴别，⑥正确，答案选①④⑤⑥。
氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。某AlN样品仅含有Al2O3杂质，为测定AlN的含量，设计如下三种实验方案。
已知：AlN+NaOH+H2O＝NaAlO2＋NH3↑
【方案1】
取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN的纯度（夹持装置已略去）。
（1）上图C装置中球形干燥管的作用是_____________。
（2）完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先____________,再加入实验药品。接下来的实验操作是______________,打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是______________。
（3）由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见___________。
【方案2】
用右图装置测定m g样品中A1N的纯度（部分夹持装置已略去）。
（4）为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是_____________。
a．CCl4 b．H2O c．NH4Cl溶液 d．
（5）若m g样品完全反应，测得生成气体的体积为V mL（已转换为标准状况），则AIN的质量分数 。
【方案3】按以下步骤测定样品中A1N的纯度：
（6）步骤②生成沉淀的离子方程式为___________________。
（7）若在步骤③中未洗涤，测定结果将______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
正确答案
（1）防止发生倒吸
（2）检查装置气密性；关闭K1，打开K2；把装置中残留的氨气全部赶入C装置中。
（3）C装置出口处连接一个干燥装置
（4）ad
（5）41/22400m
（6）AlO2－＋CO2＋2H2O＝HCO3－＋Al(OH)3↓
（7）偏高
（1）分析装置和仪器作用分析，氨气是与浓硫酸能发生反应的气体，易发生倒吸，图C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸的作用。
（2）组装好实验装置，原理可知气体制备需要先检查装置气密性，加入实验药品。接下来的实验操作是关闭K1，打开K2，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是，将装置内的氨气全部赶入装置C被浓硫酸吸收，准确测定装置C的增重计算。
（3）装置存在缺陷是空气中的水蒸气和二氧化碳也可以进入装置C，使测定结果偏高，需要连接一个盛碱石灰干燥管。
（4）依据氨气极易溶于水的性质分析，为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是；
a．CCl4不能溶解氨气，可以用排四氯化碳溶液的方法测定氨气体积，故a正确；
b．氨气极易溶于水，不能排水法测定，故b错误；
c．氨气极易溶于水，不能用排NH4Cl溶液的方法测定气体体积，故c错误；
d．氨气不溶于苯，可以利用排苯溶液，测定氨气的体积，故d正确；
（5）若m g样品完全反应，测得生成气体的体积为V mL（已转换为标准状况）
AlN+NaOH+H2O═NaAIO2+NH3↑
41 22.4L
X V×10-3L
X=41V×10-3/22.4 则AlN的质量分数=41V/22400m×100%；
（6）步骤②生成的沉淀是氢氧化铝，是偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳气体反应生成，反应的离子方程式为CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓。
（7）若在步骤③中未洗涤，沉淀不洗涤得到滤渣质量会增大，测定结果会偏高。
已知：BaSO4(s) + 4C(s)
回答下列问题：
（1）不溶物A的化学式是_________；若在实验室进行焙烧时，所产生的气体的处理方法是
a.用NaOH溶液吸收 b.用浓硫酸吸收 c.点燃
（2）用单位体积溶液中所含的溶质质量数来表示的浓度叫质量-体积浓度，可以用g/L表示,现用38%的浓盐酸配制含溶质109.5g/L的稀盐酸500mL,所需要的玻璃仪器除了玻璃棒还有 。
（3）沉淀反应中所加的试剂R可以是下列试剂中的
a.NaOH溶液 b.BaO固体 c.氨水 d.生石灰
证明沉淀已经完全的方法是________________________________________________________。
（4）设计一个实验确定产品氯化钡晶体（BaCl2·nH2O）中的n值，完善下列实验步骤：
①称量样品②_______ ③置于_________（填仪器名称）中冷却 ④称量 ⑤恒重操作。
恒重操作是指____________________________________________ _；
第③步物品之所以放在该仪器中进行实验的原因是 。
（5）将重晶石矿与碳以及氯化钙共同焙烧，可以直接得到氯化钡，该反应的化学方程为
BaSO4+ 4C+CaCl24CO + CaS+ BaCl2。请你完善下列从焙烧后的固体中分离得到氯化钡晶体的实验流程的设计（已知硫化钙不溶于水，易溶于盐酸）。
（方框内填写操作名称）
正确答案
（1）SiO2 c
（2）烧杯 500mL容量瓶 胶头滴管
（3）b；取上层清液于小试管中，滴入氢氧化钠溶液，若无沉淀产生，说明沉淀完全。
（4）加热、干燥器；再进行加热、冷却、称量，直到连续两次称量的结果相差不超过0.001g为止；防止冷却过程中吸收空气中的水蒸气，造成实验误差。
（5）
试题分析：（1）工业上以重晶石矿的主要成分BaSO4，杂质为Fe2O3、SiO2，加酸后不容的是SiO2，根据已知条件给的化学方程式可知所产生的气体为CO，处理CO的方法是将CO点燃。
（2）配制溶液所需玻璃仪器有：烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒。
（3）BaO与水反应生成氢氧化钡，能够将铁离子沉淀。且不引入新的杂质，故选用的试剂为BaO固体；证明沉淀已经完全的方法是取上层清液于小试管中，滴入氢氧化钠溶液，若无沉淀产生，说明沉淀完全。
（4）此实验的原理是利用加热后与加热前的质量差换算出氯化钡晶体中的水的物质的量。实验过程如下①称量样品②加热③干燥器中冷却 ④称量 ⑤恒重操作。恒重操作是指直到连续两次称量的结果相差不超过0.001g为止。第③步物品之所以放在该仪器中进行实验的原因是为了防止冷却过程中吸收空气中的水蒸气，造成实验误差。
（5）根据BaSO4+ 4C+CaCl24CO + CaS+ BaCl2可知反应后一氧化碳逸出，要想从焙烧后的固体中分离得到氯化钡晶体需要从混合溶液中分离CaS，又CaS微溶于水，故直接过滤即可得到BaCl2溶液，实验过程如下：
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