- 离子的检验
- 共4052题
以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺流程如下(部分操作和条件略):
I.从废液中提纯并结晶出FeSO4·7H2O;
Ⅱ.将FeSO4·7H2O配制成溶液;
Ⅲ.将FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,得到含FeCO3的浊液;
Ⅳ.将浊液过滤,用90℃热水洗涤沉淀,干燥后得到FeCO3固体;
V.煅烧FeCO3,得到Fe2O3固体;
已知:NH4HCO3在热水中分解。
(1)I中,加足量的铁屑除去废液中的Fe3+,该反应的离子方程式是____。
(2)Ⅱ中,需加一定量硫酸,运用化学平衡原理简述硫酸的作用______________。
(3)Ⅲ中,生成FeCO3的离子方程式是________。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,该变化的化学方程式是_____________。
(4)Ⅳ中,通过检验SO42-来判断沉淀是否洗涤干净。检验SO42-的操作是 __________。
(5)已知煅烧FeCO3的化学方程式是:4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2,现煅烧464.0 kg FeCO3,得到316.8 kg产品,若产品中杂质只有Fe2O3,则该产品中Fe2O3的质量是____kg。
正确答案
(1) 2Fe3+ +Fe==3Fe2+
(2)加入硫酸,H+浓度增大,使Fe2+ +2H2O==Fe(OH)2+2H+的平衡逆向移动,从而抑制FeSO4水解
(3)Fe2+ +2HCO3-==FeCO3↓+CO2↑+H2O;4FeCO3+6H2O+O2==4Fe(OH)3↓+4CO2↑
(4)取少量洗涤后的滤液放入试管中,滴加HCl酸化过的BaCl2溶液,若无白色沉淀生成则说明洗涤干净
(5)288.0
下列说法正确的是
[ ]
A.取少量溶液X,向其中加入适量新制氯水,再加几滴KSCN溶液,溶液变红,说明X溶液中一定含有Fe2+
B.向NaClO溶液中通入足量SO2的离子方程式是:ClO-+SO2+H2O=HClO+HSO3- C.铅蓄电池放电时的负极和充电时的阴极均发生氧化反应
D.氢氧化铁胶体和氯化铁溶液分别加热蒸干并灼烧,最终得到的物质成分相同
正确答案
D
纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用.制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2•xH2O,经过滤、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2.用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数操作如下:首先在一定条件下,把TiO2溶解并转化为Ti3+,再用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部转化成Ti4+.
请回答下列问题:
(1)TiCl4水解生成TiO2•xH2O的化学方程式为______.
(2)检验TiO2•xH2O中Cl-是否被除净的方法是______.
(3)配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时,加入一定量H2SO4的目的是______;配制溶液使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外,还需要如图中的______(填字母代号).
(4)该滴定操作所用到的指示剂是______,滴定终点的现象是______
(5)滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为M g•mol-1)试样w g,消耗c mol•L-1NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,则TiO2质量分数为______.
正确答案
解析:(1)设TiCl4的系数为1,根据元素守恒,TiO2•xH2O的系数为1,HCl的系数为4;再根据O元素守恒,可知H2O的系数为(2+x).故答案为:TiCl4+(x+2)H2O=TiO2•xH2O↓+4HCl;
(2)溶液中生成TiO2•xH2O沉淀,固体具有较强的吸附能力,会吸附溶液中的Cl-离子,可通过检验Cl-离子的方法检验沉淀是否被洗净,检验沉淀是否洗净的方法是,取少量洗涤液,检验溶液中溶解的离子是否还存在,故答案为:取少量最后一次水洗液,滴加AgNO3溶液,不产生白色沉淀,说明Cl-已除净;
(3)铁离子易水解,配制溶液时先加一些硫酸,使溶液呈酸性,抑制NH4Fe(SO4)2水解,配制一定物质的量浓度的溶液,配制溶液使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒、容量瓶和胶头滴管等,故答案为:抑制NH4Fe(SO4)2水解,a c;
(4)因为是用KSCN作指示剂,终点时NH4Fe(SO4)2不再反应,生成血红色的Fe(SCN)3,故答案为:KSCN溶液;溶液变为红色,且半分钟不褪色;
(5)根据得失电子守恒,有:1Ti3+~1Fe3+,故n(Fe3+)=n(Ti3+)=n(TiO2)=cV×10-3mol,其质量分数为或
%.
故答案为:或
%.
某溶液含有下表离子中的几种(不考虑水的电离及离子的水解).溶液中阴离子物质的量为0.2mol,阳离子物质的量为0.3mol,阳离子只有两种.
①若向原溶液中加入过量稀盐酸,无气体生成,得到溶液A.
②向溶液A中加入过量稀HNO3,再加AgNO3溶液,溶液中析出白色沉淀.过滤,得滤液B.
③往B中加入过量NaOH溶液并加热,有4.48L刺激性气味气体产生(不考虑气体溶解于水或与水反应,体积已折算为标准状况下的体积),同时有红褐色沉淀生成.过滤,得滤液C,此过程中沉淀的量不减少.
④若向原溶液中加入稀HNO3,再加足量BaCl2,有46.6g白色沉淀生成.
根据上述实验回答下列问题.
(1)原溶液中一定不存在的阴离子是______.
(2)写出③总的离子方程式______.
(3)若原溶液由一种盐溶解于水制得,则该盐的化学式为______.
(4)若原溶液由R和M(摩尔质量R>M)两种盐溶解于水制得,则这两种盐的化学式为______,其物质的量之比为______.
ⅰ、M溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______.
ⅱ、实验室用工业废料制备盐R,在利用重结晶方法精制该盐时,需要趁热过滤,原因是______.
正确答案
(1)①若向原溶液中加入过量稀盐酸,无气体生成,得到溶液A,说明溶液中一定不含有CO32-、SO32-;
②向溶液A中加入过量稀HNO3,再加AgNO3溶液,溶液中析出白色沉淀,过滤,得滤液B,因溶液A中含有Cl-,所以原溶液中不一定含有Cl-;
④若向原溶液中加入稀HNO3,再加足量BaCl2,有46.6g白色沉淀生成,所以原溶液中一定有SO42-,一定不含Ba2+,硫酸钡的物质的量为0.2mol,则SO42-的物质的量为0.2mol,因溶液中阴离子物质的量为0.2mol,所以溶液中阴离子只有SO42-,一定没有Cl-,
③往B中加入过量NaOH溶液并加热,有4.48L(0.2mol)刺激性气味气体产生(不考虑气体溶解于水或与水反应,体积已折算为标准状况下的体积),同时有红褐色沉淀生成.过滤,得滤液C,此过程中沉淀的量不减少,说明溶液B中含有NH4+、
Fe3+或Fe2+、则原溶液中一定含有NH4+、Fe3+或Fe2+,一定没有OH-、Al3+,因阳离子只有两种,所以则原溶液中一定只有NH4+、Fe3+或Fe2+,因NH3的物质的量为0.2mol,根据NH4+、~NH3,得NH4+的物质的量也为0.2mol,又因阳离子物质的量为0.3mol,阳离子只有两种,所以Fe3+或Fe2+的物质的量为0.1mol,根据电荷守恒,离子为Fe2+,一定不含Fe3+,
综上所述,溶液中的阳离子:NH4+、Fe3+,阴离子有:SO42-,一定没有的离子是:Ba2+、Al3+、Fe3+、OH-、CO32-、Cl-、
SO32-,原溶液中一定不存在的阴离子是OH-、CO32-、Cl-、SO32-,故答案为:OH-、CO32-、Cl-、SO32-;
(2)B与过量NaOH溶液并加热,有4.48L刺激性气味气体产生,同时有红褐色沉淀生成,方程式为:2NH4++Fe3++5OH-2NH3↑+Fe(OH)3↓+2H2O,故答案为:2NH4++Fe3++5OH-
2NH3↑+Fe(OH)3↓+2H2O;
(3)溶液含有0.2molNH4+,0.1molFe2+,0.2molFe2+,三者的个数之比为:2:1:2,
所以化学式为:(NH4)2Fe(SO4)2,故答案为:(NH4)2Fe(SO4)2;
(4)因两种盐溶解于水制得:(NH4)2Fe(SO4)2,所以这两种盐的化学式为:(NH4)2SO4和FeSO4,物质的量之比为:1:1,因FeSO4的相对分子质量大于和(NH4)2SO4,所以M溶液为(NH4)2SO4,因铵根离子水解,
所以离子浓度:c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-),
故答案为:(NH4)2SO4和FeSO4; 1:1;c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-);
(5)为减少过滤时该盐的损失,因趁热过滤,故答案为:减少过滤时该盐的损失;
请将氧化还原反应:2Fe3++2I- ==2Fe2++I2设计成带盐桥原电池。试剂:FeCl3溶液,KI溶液;其它用品任选。请回答下列问题。
(1)请画出设计的原电池装置图,并标出电极材料,电极名称及电解质溶液。
(2)发生还原反应的电极为电池的_______极,其电极反应式为_______________ 。
(3)反应达到平衡时,外电路导线中________(填“有”或“无”)电流通过。
(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体,当固体全部溶解后,则此时该溶液中电极变为________(填“正”或“负”)极。
(5)请设计简单实验,证明溶液中同时存在Fe3+ 、Fe2+______________________。
正确答案
(1)
(2)正;Fe3++e-=Fe2+(3)无
(4)负
(5)取少量待检液于试管中,加入硫氰化钾,显红色,说明有Fe3+;另取少量待检液于试管中,加入酸性高锰酸钾溶液,若溶液退色,则有Fe2+。
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