- 离子的检验
- 共4052题
实验室可用MnO2和KClO3混合加热的方法制取氧气：2KClO3
I．现有下列仪器或装置：
（1）A－D装置中，用作KClO3为原料制氧气的反应装置是＿＿＿＿(填序号)。
（2）排水法收集氧气，接口顺序是：氧气出口→___→___→g→h→烧杯(填序号)。
Ⅱ．KClO3分解时尚有副反应，导致收集到的气体有异味。据推测，副产物可能是O3、Cl2、ClO2中的一种或几种。资料表明：O3、Cl2、ClO2的沸点依次为-111℃、-34℃和11℃，且O3、ClO2也能将KI氧化为I2。为探究副反应气体产物的成分，将KClO3分解产生的气体经干燥后通入如右装置进行实验：
（3）若要确认副产物中含Cl2，F中应盛放_____溶液。
（4）确定副产物中含有ClO2的现象是_________________。
（5）实验时若D中无现象，E中试纸变蓝，能否得出副产物含有臭氧的结论?
答：_____ (填“能”或“不能”)。理由是________________________________。
Ⅲ．ClO2是饮用水消毒剂。用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5～6.5)除含有ClO2外，常含有一定量对人体不利的ClO2-。为测定此饮用水中两者成分，进行如下实验：准确量取v mL水样加入到锥形瓶中，调节水样pH＝8，加人足量KI晶体，发生如下反应：2ClO2+2I- ＝I2+2ClO2-，反应结束后产生amolI2；继续调节溶液pH＝1，又发生如下反应：ClO2-+4H++4I- ＝2I2+Cl-+2H2O，反应结束后叉产生bmolI2。
（6）饮用水中c(ClO2-)＝_____________mol·L- 1(用含字母的代数式表示)。
正确答案
（1）A（2分）
（2）f 、e（2分）
（3）AgNO3溶液（2分，其他合理答案也可）
（4）C装置试管中有液体生成（3分）
（5）不能（1分） Cl2也可以氧化KI产生I2（2分）
（6）
试题分析：I．（1）氯酸钾制取氧气属于固体与固体加热，因此主要仪器大试管，且试管口要低于试管底，属于A－D装置中，用作KClO3为原料制氧气的反应装置是A。
（2）排水法收集氧气时应该是长口进、短口出，所以接口顺序是：氧气出口→f→e→g→h→烧杯。
Ⅱ．（3）由于臭氧和氯气均能将KI氧化为I2，所以要检验氯气不能利用氯气的氧化性。由于氯气溶于水生成盐酸和次氯酸，所以可以通过检验氯离子的来检验氯气，因此若要确认副产物中含Cl2，F中应盛放硝酸银溶液。
（4）O3、Cl2、ClO2的沸点依次为-111℃、-34℃和11℃，所以通过冰水混合物时ClO2显变为变为液体。因此确定副产物中含有ClO2的现象是C装置试管中有液体生成。
（5）由于Cl2也可以氧化KI产生I2，且干燥的氯气不能氧化碘化钾，所以实验时若D中无现象，E中试纸变蓝，不能得出副产物含有臭氧的结论。
Ⅲ．（6）根据反应式2ClO2+2I- ＝I2+2ClO2-可知，产生amolI2的同时必然生成2amolClO2-。在反应ClO2-+4H++4I- ＝2I2+Cl-+2H2O中产生bmolI2，则参加反应的ClO2-的物质的量是0.5bmol，所以原溶液中ClO2-的物质的量是0.5bmol－2amol，因此饮用水中c(ClO2-)＝
实验室以工业碳酸钙（含少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质）为原料制取CaCl2·H2O和CaO2的主要流程如下：
（1）加入试剂X，调节溶液pH为碱性环境，以除去溶液中Al3+和Fe3+，滤渣的主要成分是___________。试剂X可以选择下列的________（填编号）。
（2）操作II中进行蒸发浓缩时，除三角架、酒精灯外，还需要的仪器有__________。
（3）由CaCl2制取CaO2的反应中，温度不宜太高的原因是_______________。
（4）用下列装置测定工业碳酸钙的质量分数
①检验装置B气密性良好的实验过程是__________________________。
②按A—B—C—D顺序连接，然后从A装置通入空气，目的是_______________。
③装置D的作用为______________________。
④实验时，准确称取10.00g工业碳酸钙3份，进行3次测定，测得BaCO3沉淀的平均质量为17.73g，则样品中CaCO3的质量分数为__________________。
正确答案
（除去注明外，每空2分，共14分）（1）Fe(OH)3和Al(OH)3 AC （2）蒸发皿、玻璃棒（坩埚钳）
（3）防止温度过高H2O2分解
（4）①关闭分液漏斗的活塞，用止水夹夹住左边（或右边或不用）橡皮管处，将右边（或左边或两边）导气管插入水中，微热B装置，发现导气管有气泡产生，冷却后，导气管有一段液柱形成，注明气密性良好（合理即可） ②排净装置中二氧化碳（1分）
③防止空气中CO2与Ba(OH)2溶液反应（1分） ④90%
试题分析：（1）在碱性条件下，Al3+、Fe3+分别生成氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，所以滤渣的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3；由于实验室以工业碳酸钙为原料制取CaCl2·H2O和CaO2的，所以试剂X不能选用碳酸钙。又因为不能引入新的杂质，所以不能选择氢氧化钡，可以选择氧化钙。由于后续实验中加入碳酸铵，所以X还可以是氨水，即答案选AC。
（2）由于氯化钙易溶于水，所以要得到氯化钙晶体，应该是蒸发浓缩冷却结晶，所以操作II中进行蒸发浓缩时，除三角架、酒精灯外，还需要的仪器有蒸发皿、玻璃棒（坩埚钳）。
（3）由CaCl2制取CaO2的反应中，需要双氧水参加。由于双氧水易分解，所以温度不宜太高的原因是）防止温度过高H2O2分解。
（4）①由于B装置中含有分液漏斗，所以要检验其气密性，正确的操作应该是关闭分液漏斗的活塞，用止水夹夹住左边（或右边或不用）橡皮管处，将右边（或左边或两边）导气管插入水中，微热B装置，发现导气管有气泡产生，冷却后，导气管有一段液柱形成，注明气密性良好。
②实验原理是利用盐酸和碳酸钙反应生成CO2，CO2被氢氧化钡吸收生成碳酸钡沉淀，然后通过称量C装置的即可。由于在反应中装置中会残留CO2，所以通入空气的目的是排净装置中二氧化碳。
③由于空气中含有CO2，因此D装置中碱石灰的作用是防止空气中CO2与Ba(OH)2溶液反应。
④根据碳原子守恒可知，CaCO3的质量是
资料显示:在一定条件下黄铵铁钒在pH=0.5～2.5范围内均能稳定存在，工业上用酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下：
根据题意完成下列问题：
（1）步骤（ii）所加试剂起调节pH作用的离子是 (填离子符号)。
（2）在步骤（iii）发生的反应中，加入少量MnO2的作用是
（3）步骤（iv）除去杂质的离子方程式可表示为
（4）实验室模拟碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]的制备，向大试管中加入碳酸钠溶液和硫酸铜溶液，水浴加热至70℃左右，用0.4 mol／L的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡，静置，过滤，用热水洗涤，烘干，得到碱式碳酸铜产品。根据上述碱式碳酸铜的制备方法，请完成以下问题：
①过滤后洗涤的目的是什么 ；简述如何洗涤沉淀
②若实验得到a g样品(只含CuO杂质)，取此样品加热至分解完全后，得到b g固体，此样品中碱式碳酸铜的质量分数是
正确答案
(14分)
（1）HCO3-（2分）
（2）将溶液中Fe2+转变为Fe3+ (2分)
（3）
（4）①除去沉淀表面吸附的Na+和SO42-（2分）；沿着玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至刚好浸没沉淀，让蒸馏水流尽后，重复2~3次即可。（2分）
②
试题分析：
（1）流程图中可以看出铜矿在过量硫酸的作用下溶解，溶液呈强酸性，NH4HCO3中HCO3-+H+=CO2+H2O；
（2）根据工艺流程图中可以看出黄铵铁钒中为Fe3+，在ⅱ、ⅲ、ⅳ中一定有氧化剂，故MnO2将溶液中Fe2+转变为Fe3+；
（3）从ⅳ溶液离子和产物分析得到
（4）结合题中信息，①洗涤的目的是除去沉淀表面吸附的Na+和SO42-。
②设Cu2(OH)2CO3质量为Xg，
Cu2(OH)2CO3
222g △m=62g
Xg （a-b）g
Xg=
二氧化铈（CeO2）是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2等物质）。某课题以此粉末为原料，资源回收的工艺流程如下：
（1）写出第①步反应的离子方程式 。
（2）洗涤滤渣B的目的是为了除去____（填离子符号），检验该离子是否洗净的方法是 。
（3）写出第③步反应的化学方程式_____________________________。
（4）制备绿矾(FeSO4·7H2O)时，向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁屑，充分反应后，经过滤得到FeSO4溶液，再经 、 、过滤、洗涤、干燥等操作步骤得到绿矾。
（5）取上述流程中得到的Ce(OH)4产品(质量分数为97%)1.0g，加硫酸溶解后，用0.1000mol/LFeSO4溶液滴定至终点（铈被还原成Ce3+)，则需准确滴加标准溶液的体积为 mL。
正确答案
（1）SiO2+2OH－=SiO32-+H2O（2分）
（2）Fe3＋（2分）；取最后一次洗涤液，加入KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净；否
则未洗净（2分，其他合理答案给分）
（3）2CeO2+ H2O2 + 3H2SO4= 2Ce2(SO4)3 + O2↑+ 4H2O（2分）
（4）蒸发浓缩、冷却结晶（每空1分，共2分）
（5）46.63（2分，需保留小数点后两位）
试题分析：这是一道常见的物质提纯的题。（1）加入强碱是为了除去其中的二氧化硅；（2）洗涤滤渣的目的是为了除去三价铁离子；用硫氰化钾来检验是否除净了三价铁离子；（3）这一步是用过氧化氢来还原二氧化铈，二氧化铈被还原为正三价，过氧化氢被氧化为氧气；（4）结晶的过程总是得蒸发浓缩冷却结晶；
（5）2Ce(OH)4＋2FeSO4＋4H2SO4＝Ce2(SO4)3 + Fe2(SO4)3＋11H2O
416g 2mol
0.97g
416g×
解之得：V=46.63 mL
碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域,以β—锂辉石(主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2)为原料制备Li2CO3的工艺流程如下:
已知:Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4;Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303 K下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3 g。
（1）步骤Ⅰ前,β—锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是 。
（2）步骤Ⅰ中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-；另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质,需在搅拌下加入 (填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6.0~6.5,沉淀部分杂质离子,然后分离得到浸出液。
（3）步骤Ⅱ中,将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有 。
（4）步骤Ⅲ中,生成沉淀的离子方程式为 。
（5）从母液中可回收的主要物质是 。
正确答案
（1）增大反应物间的接触面积,加快反应速率
（2）石灰石 （3）Fe2+、Mg2+、Ca2+
（4）2Li++ CO32—=Li2CO3↓ （5）Na2SO4
试题分析：（1）将固体物质粉碎,可增大反应物的接触面积,从而加快反应速率。
（2）加入石灰石能与溶液中的H+反应,使pH升高;加入CaCl2不能发生反应,故不能调节pH;加入稀H2SO4,增大了H+浓度,pH减小,此步骤中因pH为6.0~6.5可将Fe3+、Al3+除去。
（3）加入H2O2溶液,可将Fe2+氧化为Fe3+,加入石灰乳与Na2CO3溶液,可使Fe3+、Mg2+、Ca2+分别转化为沉淀而除去。
（4）由于Li2CO3溶解度相对较小,所以步骤Ⅲ中生成沉淀的离子方程式为CO32—+2Li+=Li2CO3↓。
（5）据（4）中步骤Ⅲ的反应实质可知,母液中可回收的主要物质为Na2SO4。
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