- 离子的检验
- 共4052题
氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：
(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为_______________________________。
(2)加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为______________________________。
(3)滤渣2的成分是________(填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应：
2MgSO4＋C
MgSO4＋C
MgSO4＋3C
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
①D中收集的气体是________(填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是________(填字母)。
a．NaOH溶液 b．Na2CO3溶液 c．稀硝酸 d．KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应，产物中元素的最高价态为＋4，写出该反应的离子方程式：____________________。
正确答案
(1)MgCO3＋2H＋=Mg2＋＋CO2↑＋H2O
(2)2FeSO4＋H2O2＋H2SO4=Fe2(SO4)3＋2H2O
(3)Fe(OH)3
(4)①CO ②d ③3S＋6OH－
(1)MgCO3微溶于水写离子方程式时不能拆成离子形式，硫酸是强酸能拆成离子形式。(2)由于菱镁矿中含有FeCO3，所以溶液中存在FeSO4，要除去杂质Fe2＋可先将其氧化成Fe3＋，再调节pH除去，因此H2O2是氧化剂，发生反应：2FeSO4＋H2O2＋H2SO4=Fe2(SO4)3＋2H2O。(3)用氨水调节pH＝4除去Fe3＋，滤渣2为Fe(OH)3。(4)题目中要求利用图中装置进行气体的分步吸收或收集。煅烧后存在四种气体：S、SO2、CO2和CO。由③可知A中得淡黄色固体，即S，B吸收SO2，C吸收CO2，D中收集CO。B吸收SO2但不吸收CO2，可选用KMnO4溶液，注意不能用NaOH溶液或Na2CO3溶液，因为它们吸收SO2的同时也吸收CO2，题目要求是分步吸收。③中发生S与热的NaOH溶液反应，产生＋4价硫的化合物即Na2SO3，说明另外有硫元素的化合价降低，即有－2价硫的化合物生成，其离子方程式为：3S＋6OH－
某矿样含有大量的CuS、少量铁的氧化物及少量其它不溶于酸的杂质。某化学课外小组设计以下流程，取该矿样为原料生产CuC12·2H2O晶体。
已知：常温下，金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表。
回答下列问题：
（1）步骤①的焙烧过程中需要通入氧气。在实验室中，可使用常见化学物质利用右图所示装置制取氧气，试写出熟悉的符合上述条件的两个化学方程式：______、______
（2）培烧产生的尾气中含有的一种气体是形成酸雨的污染物，若将尾气通入氨水中，能发生多个反应，写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式：______、______
（3）步骤②酸浸过程中，需要用到3mol·L-1的盐酸100mL，配制该盐酸溶液时，除了用到烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还需要的仪器有_________
（4）步骤④加入物质X的目的是_____，物质X可以选用下列物质中的_____。
A．氢氧化钠 B．稀盐酸 C．氨水 D．氧化铜
（5）当溶液中金属离子浓度低于1×10-5 mol·L-1时，认为该金属离子沉淀完全，则Ksp[Fe(OH)2]= _____。
正确答案
（1）2H2O2
（2）2H2SO3+O2=2H2SO4，2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4，2NH4HSO3+O2=2NH4HSO4
（3）100 mL容量瓶、量筒
（4）调控溶液的pH，使Fe3+以Fe(OH)3沉淀的形式析出 ； D
（5）1×10-15
试题分析：（1）该装置是固液不加热制气体的装置，可用该装置制备氧气的反应有H2O2和MnO2及Na2O2和H2O。
（2）尾气中含有SO2气体，通入氨水中后，SO2可与氨水反应生成(NH4)2SO3、NH4HSO3，SO32-易被氧化为SO42-。
（3）配制一定物质的量浓度盐酸溶液时，是将浓盐酸稀释为稀盐酸，因此还需要的玻璃仪器有容量瓶和量筒。
（4）步骤④加入X物质是为了调节溶液的pH，除去Fe3+。为防止引入杂质及Cu2+沉淀，应选用CuO。
（5）Fe2+完全沉淀时pH=9，则溶液中的c(OH-)=1×10-5mol·L-1，则Ksp=c(Fe2+)·c2(OH-)=1×10-5×(1×10-5)2=1×10-15。
海水是巨大的资源宝库。下图是人类从海水资源获取某些重要化工原料的流程示意图。
回答下列问题：
（1）操作A是_________________(填实验基本操作名称)。用何种方法知道海水晒盐的过程中溶液里食盐含量在逐渐提高？________
a．分析氯化钠含量 b．测定溶液密度 c．观察是否有沉淀析出
（2）操作B需加入下列试剂中的一种，最合适的是______（选填编号）。
a．氢氧化钠溶液 b．澄清石灰水 c．石灰乳 d．碳酸钠溶液
（3）向苦卤中通入Cl2，发生反应的离子方程式是____________________________，操作C是_______________________________。
（4）上图中虚线框内流程的主要作用是_______________________；与之目的相同的流程在上图中还有几处，试指出其中一处________________________。
（5）将MgCl2转化为Mg时获得的副产品是_____________，用化学方程式表示该物质的某种用途______________________________________。
正确答案
（1）蒸发结晶（1分），b（2分）
（2）c；（1分）
（3）Cl2 + 2Br- → Br2 + 2Cl-；（2分） 热空气吹出（1分）
（4）富集Br2（1分）；海水蒸发结晶得到粗盐、苦卤→Mg(OH)2→MgCl2溶液。（写出其中之一即可，1分）
（5）Cl2；（1分） Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O（其他合理答案均可）（2分）
试题分析：
（1）从海水中得到粗盐的操作应该是蒸发结晶。氯化钠的含量测定比较复杂，而观察法又不准确，所以最好的办法是测定溶液的密度，答案选b。
（2）向苦卤中加入石灰乳即可生成氢氧化镁沉淀，答案选c。
（3）冷却具有氧化性，能把溴离子氧化生成单质溴，反应的方程式是Cl2 + 2Br- → Br2 + 2Cl-；要使生成的单质溴溢出，则通过热空气吹出即可。
（4）上图中虚线框内流程的主要作用是富集单质溴。根据流程图可判断海水蒸发结晶得到粗盐、苦卤→Mg(OH)2→MgCl2溶液等均是富集单质溴的。
（5）电解熔融的氯化镁可以冶炼金属镁，同时得到氯气。在工业上氯气可以制备漂白液，反应的方程式是Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O。
某工厂的电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物。为实现资源的回收利用并有效防止环境污染，设计如下工艺流程：
（1）酸浸后加入H2O2的目的是 。调pH步骤中加入的试剂最好是 （填化学式）。实验室进行过滤操作所用到的玻璃仪器有 。
（2）煮沸CuSO4溶液的原因是 。向CuSO4溶液中加入一定量的NaCl、Na2SO3，可以生成白色的CuCl沉淀，写出该反应的化学方程式 。
（3）CuCl产品中CuCl的质量分数大于96．50%为国家合格标准。称取所制备的CuCl样品0．2500g置于一定量的0．5mol·L-1FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加水20mL，用0.1000mol·L-1的Ce（SO4）2溶液滴定，到达终点时消耗Ce（SO4）2溶液24．60mL。有关的化学反应为：
Fe3＋＋CuCl＝Fe2＋＋Cu2＋＋Cl－，Ce4＋＋Fe2＋＝Fe3＋＋Ce3＋。通过计算说明该CuCl样品 （填“符合”或“不符合”）国家标准。
（4）25℃时，KSP [Fe（OH）3]= 4.0×10-38。Fe3+发生水解反应Fe3＋＋3H2O
正确答案
（14分）（1）将Fe2+氧化成Fe3＋，便于调整pH值与Cu2+分离（2分）；
CuO或Cu(OH)2、CuCO3等（2分）；漏斗、烧杯、玻璃棒（2分）
（2）除净溶液中的H2O2，避免影响下一步CuCl的生成（2分）
2CuSO4＋2NaCl＋Na2SO3＋H2O＝2CuCl↓＋2Na2SO4＋H2SO4（2分）
（3）符合（2分） （4）2.5×10－5（2分）
试题分析：（1）电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物，酸浸后主要是溶解铜、铁等金属化合物。双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质，Fe2+具有还原性，酸浸后加入H2O2，Fe2+能被双氧水氧化为Fe3＋，便于调整pH值与Cu2+分离；在调整pH步骤中加入的试剂是用来除去溶液中的酸，且不能引进新的杂质，所以要加入的试剂可以是CuO或Cu(OH)2或CuCO3；根据表中数据可知，当溶液的pH值4.4时，铜离子开始出现沉淀，当溶液的pH值为3.2时，三价铁离子沉淀完全，铜离子未产生沉淀，所以要使三价铁离子和铜离子分离，溶液的pH应该是3.2≤pH＜4.4.生成的氢氧化铁沉淀可以通过过滤实现分离，过滤操用到的仪器有铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒等；其中属于玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒。
（2）反应中过氧化氢是过量的，过氧化氢均有氧化性，如果不除去会影响CuCl的生成。双氧水受热易分解，所以煮沸CuSO4溶液的原因是除净溶液中的H2O2，避免影响下一步CuCl的生成；因为CuSO4中＋2价的铜能把Na2SO3中＋4价的硫氧化成＋6价的硫，而＋2价的铜被还原生成＋1价的铜，进而生成CuCl沉淀，所以该反应的化学方程式为2CuSO4＋2NaCl＋Na2SO3＋H2O＝2CuCl↓＋2Na2SO4＋H2SO4。
（3）设样品中CuCl的质量为x，有关的化学反应为Fe3＋＋CuCl＝Fe2＋＋Cu2＋＋Cl－，Ce4＋＋Fe2＋＝Fe3＋＋Ce3＋，则由化学反应方程式可知：CuCl～～～Fe2+～～～Ce4+
1 1
n(CuCl) 24.60×10-3L×0.1000 mol/L
解得 n(CuCl)＝24.60×10-3L×0.1000 mol/L＝2.46×10-3mol
所以该样品CuCl的质量为2.46×10-3mol×99.5g/mol＝0.2448g
所以样品中CuCl的质量分数＝
（4）KSP [Fe(OH)3]＝c(Fe3+)×c3(OH-)＝4.0×10-38。c(H+)＝
工业上常用含少量Al2O3的钒铁矿（FeO·V2O5）碱熔法提取V2O5。简要流程如下：
已知：①焙烧时Al2O3和V2O5都能与纯碱反应，生成相对应的钠盐，同时放出CO2气体
②常温下物质的溶解度：NaVO3～21．2g／l00g水；HVO3～0．008g/l00g水
请回答：（1）请写出钒铁矿焙烧时，V2O5与纯碱反应化学方程式____ 。
“浸出渣B”的主要成分可能是① ；②_ ___ ；③_ ___；④____ 。（写化学式，可不填满）
（2）生产中，不直接用H2SO4浸泡“烧渣A”获取HVO3的原因是____ 。
（3）“操作①”包括 、洗涤、干燥。如果不洗涤，则产品中可能含有的金属阳离子是 、 。下列装置（部分夹持仪器省去）可用在实验室进行“操作②”的是____ 。（填序号）
（4）NaVO3用于原油的脱硫技术，由V2O5溶于热NaOH溶液中制取，反应的离子方程式为____ 。
正确答案
（1）V2O5 +Na2CO3
Fe2O3或Fe3O4，或者Fe2O3和Fe3O4 （3分）
（2）H2SO4与NaVO3反应生成难溶的HVO3，HVO3包裹在一些烧渣的表面，阻碍了反应的进行，从而降低了HVO3产率，且使产生的HVO3不纯。另外，铁的氧化物会和硫酸反应生成铁离子，增加干扰离子，消耗硫酸，浪费资源。（3分）
（3）过滤（1分）Na+、Al3+（2分）B （2分）
（4）V2O5 +2OH－
试题分析：（1）根据V2O5能与纯碱反应，生成相对应的钠盐，同时放出CO2气体，得其化学方程式为V2O5 +Na2CO3
（2）若直接加入硫酸，则A中的铁的氧化物与硫酸反应增加干扰离子，消耗硫酸，浪费资源；同时H2SO4与NaVO3反应生成难溶的HVO3，HVO3包裹在一些烧渣的表面，阻碍了反应的进行，从而降低了HVO3产率，且使产生的HVO3不纯。
（3）加入硫酸后产生难溶的HVO3，所以需过滤出来；该过程中硫酸与偏铝酸钠反应最终生成铝离子，所以若不洗涤沉淀，则可能含有Na+、Al3+，操作②是把HVO3进行受热分解得V2O5，所以应选择B装置；
（4）V2O5溶于热NaOH溶液中，产物之一是NaVO3，不难推测另一产物是水，所以反应的离子方程式为
V2O5 +2OH－
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