- 离子的检验
- 共4052题
MnO2是一种重要的催化剂。某研究性学习小组设计了将粗MnO2（含有较多的MnO和MnCO3）样品转化为纯MnO2实验，其流程如下：
（1）写出1个用二氧化锰作催化剂的化学反应方程式 。
（2）第②步反应的离子反应方程式为 。
（3）检验过滤Ⅰ所得的MnO2是否洗涤干净的方法是 。
（4）第③步反应的化学反应方程式为 。
（5）上述流程中可用于循环使用的物质是 （填化学式）；过滤操作和蒸发操作中都要用到的玻璃仪器是 。
（6）若粗MnO2样品的质量为25.38g，第①步反应后，经过滤得到17.4g MnO2，并收集到0.448LCO2（标准状况下），则样品中所含的MnO质量为 g。
正确答案
（1）2KClO3
（2）5Mn2++2ClO3-+4H2O＝Cl2↑+5MnO2+8H+
（3）取最后一次洗涤液于试管中，滴加氯化钡溶液，若无浑浊现象出现，说明已洗涤干净
（4）3Cl2+ 6NaOH
试题分析：（1）实验室制制取氧气时常用二氧化锰做催化剂，反应的化学方程式为2KClO3
（2）氯酸钾具有强氧化性，能把溶液中的Mn2+氧化生成二氧化锰，而氯酸钾的还原产物是氯气，反应的离子方程式为5Mn2++2ClO3-+4H2O＝Cl2↑+5MnO2+8H+。
（3）溶液中含有SO42－，沉淀表面有吸附的SO42－，因此可以通过检验SO42－来检验二氧化锰是否洗涤干净，所以正确的实验操作是取最后一次洗涤液于试管中，滴加氯化钡溶液，若无浑浊现象出现，说明已洗涤干净。
（4）氯气与热的氢氧化钠溶液反应生成氯酸钠、氯化钠和水，反应的化学方程式为3Cl2+ 6NaOH
（5）由工艺流程图可以看出，循环利用的是NaClO3，在前面作为反应物，到了后面成了生成物，这样的物质可以循环使用。过滤操作和蒸发操作中都要用到的玻璃仪器是玻璃棒。
（6）标准状况下CO2的物质的量是0.448L÷22.4L/mol＝0.02mol，则根据碳原子守恒可知碳酸锰的物质的量是0.02mol，质量是0.02mol×115g/mol＝2.3g，则原混合物中MnO的质量＝25.38g－17.4g－2.3g＝5.68g。
草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)呈淡黄色。某课题组为探究草酸业铁晶体的化学性质， 进行了一系列实验探究。
(1)向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO4溶液，振荡，发现溶液颜色逐渐变为棕黄色，并检测到二氧化碳气体生成。这说明草酸亚铁晶体具有 (填“氧化性”、“还原性”或“碱性”)。若反应中消耗1 mol FeC2O4·2H2O，则参加反应的KMnO4为 mol。
(2)资料表明：在密闭容器中加热到一定温度时，草酸亚铁晶体可完全分解，生成几种氧化物，残留物为黑色固体。课题组根据课本上所介绍的铁的氧化物的性质，对黑色固体的组成提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：全部是FeO
假设二：
假设三：
(3)为验证上述假设一是否成立，课题组进行如下研究。
【定性研究】请你完成下表中内容。
【定量研究】课题组在文献中查阅到，FeC2O4·2H2O受热分解时，固体质量随温度变化的曲线如下图所示，写出加热到400℃时，FeC2O4·2H2O晶体受热分解的化学方程式为： 。
根据图象，如有1.0 g草酸亚铁晶体在坩埚中敞口充分加热，最终残留黑色固体的质量大于0.4 g。某同学由此得出结论：假设一不成立。你是否同意该同学的结论，并简述理由：
正确答案
(共1 5分)
(1)还原性(1分) 0.6(2分)
(2)假设二：全部是Fe3O4(1分) 假设三：是FeO和Fe3O4的混合物(1分)
(3)【定性研究】(每空2分)
实验步骤：取少量黑色固体，加入适量稀盐酸(或稀硫酸)溶解，在溶液中加入KSCN溶液
预期实验现象和结论：若溶液不变红色，则假设一成立；若溶液变红色，则假设一不成立
【定量研究】
FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O(或FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑，3分)
不同意(1分)，实验未在密闭容器中进行，FeO会被空气中的氧气进一步氧化，生成铁的其他氧化物(2分)
试题分析：
(1)高锰酸钾溶液的紫红色褪去，溶液变为棕黄色，很显然是FeC2O4被高锰酸钾氧化为Fe3+的结果，表明FeC2O4具有还原性。分析有关元素化合价的变化可知，反应过程中1 mol FeC2O4·2H2O可失去3 mol电子，而l mol KMnO4可得到5 mol电子：根据得失电子数相等的原则，反应中FeC2O4·2H2O与KMnO4的物质的量之比为5：3。因此，若反应中消耗1 mol FeC2O4·2H2O，则参加反应的KMnO4为3/5 mol。
(2)铁的氧化物中，呈黑色的有FeO和Fe3O4。
(3)【定性研究】FeO与盐酸或硫酸反应生成Fe2+，Fe2+与KSCN不反应。但Fe3O4或FeO和Fe3O4的混合物溶于稀盐酸或稀硫酸中生成Fe3+，遇KSCN变红色。据此即可设计方案进行验证。
【定量研究】草酸亚铁品体受热首先失去结品水，得到FeC2O4(即A点对应物质)。400℃时固体质量减少，应该是FeC2O4发生分解，牛成铁的氧化物(即B点对应物质)。根据图象可知1.0 g晶体分解生成的铁的氧化物的质量为0.4 g。设此铁的氧化物的化学式为FeaOb，根据Fe守恒可知0.4 g此氧化物中铁元素的质量为1.0 g×
某研究性学习小组将一定浓度的Na2CO3溶液滴入MgSO4溶液中得到白色沉淀。甲同学认为两者反应只生成MgCO3一种沉淀；乙同学认为这两者相互促进水解，只生成Mg(OH)2一种沉淀；丙同学认为生成MgCO3和Mg(OH)2两种沉淀。(查阅资料知：MgCO3和Mg(OH)2均不带结晶水)
(1)按照乙同学的理解Na2CO3溶液和MgSO4溶液反应的化学反应方程式为___________________；
在探究沉淀物成分前，须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作为①过滤②洗涤③干燥。
(2)请用下图所示装置，选择合适的实验装置和必要的试剂，证明沉淀物中只有碳酸镁。
①各装置连接顺序为__________________(用装置编号表示)；
②装置C中装有试剂的名称是______________；
③能证明生成物中只有MgCO3的实验现象是_______。
(3)若Mg(OH)2和MgCO3两者都有，可通过下列所示装置的连接，进行定量分析来测定其组成。
实验结束时通入过量的空气的作用是______________________________。
A装置和E装置的共同作用是__________________________。
③实验过程中测定的数据有：W1：样品的质量，W2：反应后装置B中残渣的质量，W3：反应生成水的质量，W4：反应生成二氧化碳的质量，为了测定其组成，至少需要其中____个数据，请将可能的组合填入下表中(每个空格中填一种组合)。
正确答案
（1）Na2CO3+MgSO4+H2O=Mg(OH)2↓+Na2SO4+CO2↑.(2) ①A→C→B. ②无水硫酸铜③装置B中澄清的石灰水变浑浊，装置C中无水硫酸铜不变蓝色。（3）①将装置B中滞留的水蒸气和CO2吹入后面的装置中以完全吸收。②吸收空气中的水蒸气和和CO2防止对实验造成干扰。③2可能组合为：W1W2W1W3W1W4W2W3W2W4W3W4。
试题分析：（1）根据题意可得方程式为Na2CO3+MgSO4+H2O=Mg(OH)2↓+Na2SO4+CO2↑.(2)用A加热物质，然后用B通过检验水的存在来确定是否含有氢元素，最后用C澄清的石灰水来确定二氧化碳的存在及含量。（3）采用该装置，实验结束时通入过量的空气是为了将装置B中滞留的水蒸气和CO2吹入后面的装置中以完全吸收。A、E的作用是吸收空气中的水蒸气和和CO2防止对实验造成干扰根据给定的物质质量等数据可看出要想确定物质组成至少需要两个数据，这些可能的组合为W1W2W1W3W1W4W2W3W2W4W3W4。
实验室用浓硫酸和乙醇制取乙烯时，常会看到烧瓶中液体变黑，并在制得的乙烯中混
有CO2、SO2等杂质。某课外小组设计了如图所示装置，证明乙烯中混有CO2、SO2并验
证乙烯的性质。
回答下列问题：
(1)烧瓶中素烧瓷片的作用是 。
(2)若要检验A中所得气体含有SO2，可将混合气体直接通入 （填图中代号，下同）装置；若要检验A中所得气体含有CH2=CH2，可将混合气体先通过B装置再通入 装置，也可将混合气体干燥后直接通入 装置。
(3)小明将从A出来的混合气体依次通过B、E、D、E，发现D前面的石灰水中无明显变化、D后面的石灰水变浑浊。请对出现该现象的原因进行合理猜想 。
(4)若要一次性将三种气体全部检验出来：
①检验的顺序是（填气体名称） ；
②上述装置组装的顺序中最简便的是：A→ ,证明C02存在的现象是 。
正确答案
（1）防止暴沸
（2） C D(或F或G) G
（3） 乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化成CO2
(4) ①乙烯、二氧化硫、二氧化碳
②GCFE F中溴水不褪色，E中澄清石灰水变浑浊
试题分析：(1)制取乙烯是用浓硫酸和乙醇的混合液在170℃的温度下制得，由于测定的是混合液的温度，所以温度计必须插入液面以下，由此来看反应物只有液体，因此需要加入碎瓷片等固体，防止液体暴沸。故答案为：防止暴沸
根据CO2、SO2与乙烯溶液反应，O2与乙烯都能与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应，但是只有SO2能与品红溶液反应，只有乙烯能与溴的四氯化碳溶液反应，所以检验CO2前必须检验并除去SO2，检验SO2前必须检验并除去乙烯。故答案为：C D(或F或G) G
使之后的石灰水变浑浊的只有CO2，但是D之前的石灰水无现象，说明CO2不是原来就有的，只能是新生成的，也只能是乙烯氧化后的产物。故答案为：乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化成CO2
（4）①乙烯、二氧化硫、二氧化碳
②装置组装的顺序中最简便的是GCFE ；要检验 C02是否存在先要检验乙烯是否存在，则需通入溴水如果F中溴水不褪色，E中澄清石灰水变浑浊，则C02存在。故答案为：F中溴水不褪色，E中澄清石灰水变浑浊
某矿抽出的废液中含有大量的K+、Cl—、Br—，还有少量的Ca2+、Mg2+、SO42—。某研究性学习小组所拟取这种废液来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴（Br2），他们设计了如下流程：
可供试剂a、b的选择试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、H2O2、KMnO4(H+)溶液、稀HNO3。
请根据以上流程，回答相关问题：
（1）试剂a应该选用_______________；
（2）操作①、②、③、④、⑤的名称是_________(填字母)。
（3）除去无色液体I中的Ca2+、Mg2+、SO42-离子，选出C所代表的试剂，按滴加顺序依次是 （填化学式）。
（4）调节pH的作用是 ，操作方法是 。
（5）操作⑤中用到的瓷质仪器名称是 。
正确答案
（1）H2O2
（2）B
（3）BaCl2、KOH、K2CO3（只要K2CO3在BaCl2之后即可）
（4）除去溶液中过量的CO32-；取少量的PH试纸置于玻璃片上，用蘸有待测溶液的玻璃棒点滴在试纸的中部，待试纸变色后，再与标准比色卡比较来确定溶液的pH
（5）蒸发皿
本题综合考查了高中化学的的混合物的分离与提纯的方法，是考查学生基本实验能力的一道好题。
废液中含有Br-，要转化为Br2，要加入氧化剂，不能引入新的杂质，所以试剂a是H2O2；加入CCl4的目的是萃取；紧接着萃取后的操作是将有机层与水层分开，叫做分液；从含有溴的CCl4溶液中分离得到CCl4和液溴的操作，是将两种相互混溶的液体进行分离的操作，叫做蒸馏；操作③完成后得到固体A和无色液体I，该操作是过滤，分离互不相溶解的固体和液体；操作④是从溶液中得到能溶解于水的氯化钾晶体，是蒸发结晶。用KOH溶液与Ca2＋、Mg2＋反应生成Ca(OH)2、Mg(OH)2，除去Mg2＋和大部分Ca2＋，用BaCl2溶液与SO42—反应生成BaSO4而除去Ba2+，最后用饱和的K2CO3除去余下的少量Ca2+和后来加入的Ba2+，此处不能选用Na2CO3溶液，否则会引入新的Na+，K2CO3溶液不能加在BaCl2溶液前，否则会引入Ba2+。
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