- 离子的检验
- 共4052题
卤块的主要成分是MgCl2，此外还含 Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。以卤块为原料可制得轻质氧化镁，工艺流程如下图：
已知：Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化为Fe3+，生成Fe(OH)3沉淀除去。若要求产品尽量不含杂质，请根据表1表2提供的资料，填写空白：
表1 生成氢氧化物沉淀的pH
表2 化学试剂价格表
（1）在步骤②中加入漂液而不是双氧水其原因是 。
写出加入NaClO发生反应的离子方程式 。
（2）在步骤③中控制pH=9.8，其目的是 。
（3）沉淀物A的成分为 ，试剂Z应该是 。
（4）在步骤⑤中发生反应的化学方程式是 。
（5）若在实验室中完成步骤⑥，则沉淀物必需在 （填仪器名称）中灼烧。
正确答案
（1）漂液比H2O2的价格低得多。（2分） 2Fe2+＋ClO－＋2H+=2Fe3+＋Cl－＋H2O（3分）
（2）使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便过滤除去。（2分）
（3）Fe（OH）3 、 Mn（OH）2、 Mg（OH）2 （2分，写3个且全对得2分，只写其中2个且写对得1分，其他情况都得0分） 纯碱 （2分）
（4）MgCO3 ＋H 2O 
（5）坩埚 （2分）
试题分析：（1）表2为一个试剂价格表，在漂白液和双氧水均可做氧化剂时，从经济角度应该选漂液更加实惠；因此加入漂白液次氯酸钠后发生的化学反应的离子方程式为
2Fe2+ ＋ ClO－＋ 2H+ = 2Fe3+ ＋ Cl－＋ H2O。
（2）从表1的离子沉淀PH值可以看出步骤③调节pH值目的是使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀，以便过滤除去。
（3）步骤③调节pH值使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都沉淀了，但pH值已略微超过了Mg2+ 开始沉淀的pH值，所以得到的沉淀物A为Fe（OH）3 、 Mn（OH）2，也有 Mg（OH）2 ；沉淀物B在水中加热煮沸可以生成气体，同时又生成沉淀物Mg（OH）2 ，则沉淀物B一定不是Mg（OH）2 ，所以加入的Z物质在表2中只能选纯碱。
（4）加入的Z物质为纯碱，所以生成的沉淀物B是MgCO3，所以沉淀物MgCO3在煮沸的情况下发生水解，生成Mg（OH）2 和CO2气体。化学方程式为MgCO3 ＋H 2O
（5）氢氧化镁灼烧制备氧化镁，应该在耐高温的容器坩埚中进行。
以含有Al2O3、Fe2O3等杂质的铬铁矿[主要成份为Fe（CrO2）2]为主要原料生产重铬酸钠晶体（ Na2Cr2O7·2H2O）的主要工艺流程如下：
己知：铬铁矿在空气中与纯碱煅烧生成Na2CrO4和一种红棕色固体，同时释放出CO2气体，同时A12O3+Na2CO3
（1）在铬铁矿Fe（CrO2）2中，Cr的化合价为____。
（2）滤渣1的成分为________，滤渣2的成分为____。
（3）将滤渣l放入稀硫酸溶解后得溶液W，检验该溶液中金属离子的方法是 。
（4）铬铁矿中的Al2O3杂质在工业上可用来冶炼铝，该化学方程式为
（5）根据有关国家标准，含CrO42－的废水要经化学处理，使其浓度降至5．0×10－7 mo1/L以下才能排放。含CrO42－的废水处理通常有以下两种方法。
①沉淀法：加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀
②还原法：
（6）某高效净水剂是由K2FeO4得到的，工业上以溶液W、次氯酸钾和氢氧化钾为原料制备K2FeO4，该反应的化学方程式是 。
正确答案
（1）+3（1分）
（2）Fe2O3 Al（OH）3（各1分）（其它合理答案也可）
（3）取少量溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变红，证明有Fe3+（其它合理答案也可）（2分）
（4）2 Al2O3
（5）①2．4×10－4（2分）②CrO42－＋3Fe2+＋8H+＝Cr3+＋3Fe3+＋4H2O（3分）
（6）Fe2（SO4）3 + 3KClO + 10KOH = 2K2FeO4 + 3K2SO4 + 3KCl + 5H2O（3分）
试题分析：（1）在铬铁矿Fe（CrO2）2中，Fe的化合价为+2，所以Cr的化合价为+3，
（2）含杂质的铬铁矿经煅烧、溶于水后，只有氧化铁不溶于水，作为滤渣除去，所以滤渣1的成分是Fe2O3，此时溶液为Na2CrO4和 NaAlO2的混合液，通入CO2气体会和NaAlO2反应产生Al（OH）3，所以滤渣2的成分是Al（OH）3，
（3）将滤渣l放入稀硫酸溶解后得溶液W Fe2（SO4）3，检验Fe3+的方法是取少量溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变红，证明有Fe3+
（4）工业上用电解熔融氧化铝的方法来得到铝，化学方程式为2 Al2O3
（5）①Ksp（BaCrO4）=1．2×10－10，c（CrO42－）<=5．0×10－7 mo1/L,所以c（Ba2+）>=1．2×10－10/5．0×10－7=2．4×10－4 mo1/L, ②酸性条件下 CrO42－与绿矾FeSO4▪7 H2O反应，CrO42－作氧化剂，绿矾作还原剂，其离子方程式为CrO42－＋3Fe2+＋8H+＝Cr3+＋3Fe3+＋4H2O
（6）W 为Fe2（SO4）3，以溶液Fe2（SO4）3、次氯酸钾和氢氧化钾为原料制备K2FeO4，该反应的化学方程式是Fe2（SO4）3 + 3KClO + 10KOH = 2K2FeO4 + 3K2SO4 + 3KCl + 5H2O
用霞石岩（化学式为 KNa3[AlSiO4]4，主要成份Na2O、K2O、Al2O3、SiO2）制碳酸钠、碳酸钾和氧化铝的工艺流程如下：
已知：NaHCO3溶液的pH约为8～9，Na2CO3溶液的pH约为11～12。溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类，钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中。部分物质的溶解度见右图。
试回答下列问题：
（1）灼烧得到固体M的化学方程式是________________________________。
（2）X物质是___________，滤液W中主要含有的离子有____________。（写三种）
（3）操作Ⅰ得到碳酸钠晶体的操作为 、 、 、洗涤、干燥。
（4）碳酸化Ⅰ中发生主要反应的离子方程式是__________________________。
（5）碳酸化Ⅱ调整pH＝8的目的是_______________________________。
正确答案
（1）2Al（OH）3
（2）CO2或二氧化碳（2分） Na+、K+、HCO3− （3分，各1分，错写、多写每个倒扣1分至0分）
（3）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤（3分，各1分）
（4）2AlO2− + CO2 + 3H2O ＝2Al（OH）3↓+ CO32−（3分，产物写成HCO3—给0分）
（5）碳酸根转化为碳酸氢根离子（1分），利于KHCO3结晶析出（1分）
试题分析：（1）在高温下矿石、石灰石、煤混合反应生成的X可以进行碳酸的酸化，实验中X一定是CO2气体。溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类，钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中，所以通入CO2后一定生成氢氧化铝沉淀，灼烧则得到氧化铝，即M是氧化铝，所以灼烧得到固体M的化学方程式是2Al（OH）3
（2）物质X是二氧化碳，滤液W可以循环使用，用来制备碳酸钠和碳酸钾，所以其中主要含有的离子有Na+、K+、HCO3-。
（3）碳酸化Ⅰ的目的是制备氢氧化铝，又因为溶液的pH=11，所以生成的是碳酸盐，而不是碳酸氢盐，即该反应的离子方程式应该是2AlO2-+CO2+3H2O→2Al（OH）3↓+CO32-，故答案为：2AlO2-+CO2+3H2O→2Al（OH）3↓+CO32-；
（4）操作Ⅰ的目的是制备碳酸钠，根据物质的溶解度表可知，碳酸钠的溶解度随温度的升高而增大，所以操作应该是蒸发浓缩，冷却结晶，然后过滤、洗涤、干燥即可。
（5）已知NaHCO3溶液的pH约为8～9，Na2CO3溶液的pH约为11～12，所以碳酸化Ⅰ中的生成物是碳酸盐，而不是碳酸氢盐，因此反应的离子方程式为2AlO2− + CO2 + 3H2O ＝2Al（OH）3↓+ CO32−。
（6）由于NaHCO3溶液的pH约为8～9，Na2CO3溶液的pH约为11～12，而碳酸氢钾灼烧生成碳酸钾，所以碳酸化Ⅱ调整pH＝8的目的是使碳酸根转化为碳酸氢根离子，利于KHCO3结晶析出。
漂白粉是一种常用的消毒剂。
（1）工业上生产漂白粉反应的化学方程式为：________________ __，漂白粉的有效成分为 。
（2）某探究小组从市场上购买了一袋包装破损的漂白粉，对该漂白粉的成分进行探究。根据下列试剂，设计实验方案，进行实验。请在答题卡上完成实验报告。
限选试剂：2mol·L－1NaOH溶液、2mol·L－1HCl溶液、2mol·L－1HNO3溶液、0.5mol·L－1BaCl2溶液、0.01mol·L－1AgNO3溶液、澄清石灰水、石蕊试液、酚酞试液、蒸馏水。
（3）探究小组为测定漂白粉中Ca(ClO)2的含量：称取漂白粉bg加水溶解后配制成100mL溶液，准确量取25.00mL于锥形瓶并加入足量盐酸和KI溶液，充分反应后，溶液中的游离碘用0.1000mol/L的Na2S2O3溶液滴定，滴定2次，平均消耗Na2S2O3溶液20.00mL。则该漂白粉中Ca(ClO)2的质量分数为_____________ _。（只列算式，不做运算，已知：Mr[Ca(ClO)2]="143" ；Ca(ClO)2+4HCl=2Cl2↑+CaCl2+2H2O，2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI）
正确答案
（17分）
（1）2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+ Ca(ClO)2+2H2O （3分) Ca(ClO)2（1分)
（2）
（说明：1、试剂用量不准确，整题合扣1分； 2、其他合理即给分）
（3）
或
试题分析：（1）工业上用氯气和足量氢氧化钙反应制漂白粉，即2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+ Ca(ClO)2+2H2O；漂白粉的有效成分是次氯酸钙，即Ca(ClO)2；（2）步骤2：若漂白粉变质，由于碳酸的酸性比次氯酸强，则次氯酸钙与空气中的CO2、H2O能发生复分解反应，即Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO，因此漂白粉溶于水后所得沉淀可能是碳酸钙；盐酸的酸性比碳酸强，若沉淀溶于足量2mol/LHCl溶液，产生的气体能使足量澄清石灰水变浑浊，或者产生的气体先使澄清石灰水变浑浊，后又变澄清，说明漂白粉已经部分变质或完全变质，其中含有CaCO3；步骤3：酚酞先遇碱性溶液变红，后遇次氯酸盐溶液褪色，根据结论推断，向A管中加入几滴或少量酚酞溶液，振荡，溶液先变红后褪色的，说明该漂白粉部分变质，含有Ca(ClO)2，可能含有Ca(OH)2；步骤4：向B管中先滴入足量2mol/LHNO3溶液、后滴入少量0.01mol/LAgNO3溶液，产生白色沉淀，说明该漂白粉中含有CaCl2；（3）由于n=c•V，则每次滴定平均消耗0.1000×20.00×10—3molNa2S2O3；由于2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI中各物质的系数之比等于物质的量之比，则与Na2S2O3反应的I2为0.1000×20.00×10—3/2mol；由于 Cl2+2KI=2KCl+I2中各物质的系数之比等于物质的量之比，则置换出I2需要0.1000×20.00×10—3/2mol Cl2；由于Ca(ClO)2+4HCl=2Cl2↑+CaCl2+2H2O中各物质的系数之比等于物质的量之比，则25.00mL漂白粉溶液中含有的Ca(ClO)2为0.1000×20.00×10—3/4mol；100mL漂白粉溶液中含有的Ca(ClO)2为0.1000×20.00×10—3/4×100/25.00mol，由于m=n•M、Mr[Ca(ClO)2]=143，则100mL漂白粉溶液中含有的0.1000×20.00×10—3/4×100/25.00×143gCa(ClO)2，则漂白粉中Ca(ClO)2的质量分数为0.1000×20.00×10—3/4×100/25.00×143/b×100%。
钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba（FeO2）2等]。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba（NO3）2，其部分工艺流程如下：
（1）酸溶后溶液的pH＝1，Ba（FeO2）2与HNO3反应的化学方程式为________。
（2）酸溶时通常控制反应温度不超过70 ℃，且不使用浓硝酸，原因是________、________。
（3）该厂结合本厂实际，选用的X为________（填化学式）；中和Ⅰ使溶液中________（填离子符号）的浓度减小（中和Ⅰ引起的溶液体积变化可忽略）。
（4）上述流程中洗涤的目的是________。
正确答案
（1）Ba（FeO2）2＋8HNO3=Ba（NO3）2＋2Fe（NO3）3＋4H2O
（2）防止反应速率过快 浓硝酸易挥发、分解（凡合理答案均可）
（3）BaCO3 Fe3＋、H＋
（4）减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染（凡合理答案均可）
（1）Ba（FeO2）2中Fe为＋3价，Ba（FeO2）2与HNO3发生的反应为复分解反应，HNO3不能体现氧化性。（2）浓硝酸具有挥发性和不稳定性，挥发出的HNO3污染空气，且温度越高，分解速率越快。（3）X试剂一定能与H＋反应，且反应后生成的产物易与溶液分离，则钡泥中的BaCO3符合条件，BaSiO3与H＋反应生成H2SiO3，引入新杂质，BaSO3与H＋反应生成SO2，污染空气；酸溶液中还含有的Fe3＋可能以Fe（OH）3形式析出，从酸溶液中分离出去。（4）由于滤渣是过滤Ba（NO3）2溶液后得到的，滤渣上附着Ba2＋，避免造成重金属盐污染。
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