- 离子的检验
- 共4052题
PCl3可用于半导体生产的外延、扩散工序。有关物质的部分性质如下：
（一）制备：RU 图是实验室制备PCl3的装置（部分仪器已省略）
（1）仪器乙的名称____________。
（2）实验室用漂白粉加浓盐酸制备Cl2的化学方程式：_______________________ 。
（3）碱石灰的作用是____________________。
（4）向仪器甲中通入干燥Cl2之前，应先通入一 段时间的CO2，其目的是____________________。
（二）提纯：
（5）粗产品中常含有POCl3、PCl5等。加入黄磷加热除去PCl5后，通过_________________（填实验操作名称），即可得到PCl3的纯品。
（三）分析：
测定产品中PCl3纯度的方法如下：迅速称取4．200 g产品，水解完全后配成500mL溶液，取出25．00mL加入过量的0．1000 mol/L 20．00 mL 碘溶液，充分反应后再用0．1000 mol/L Na2S2O3溶液滴定过量的碘，终点时消耗10．00 mL Na2S2O3溶液。
已知：H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI；I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6；假设测定过程中没有其他反应。
（6）根据上述数据，该产品中PCl3的质量分数为____________________ 。若滴定终点时俯视读数，则PCl3的质量分数_______(偏大、偏小、或无影响)
正确答案
（1）冷凝管 （2）Ca(ClO)2＋4HCl = CaCl2＋2H2O +2Cl2↑
（3）吸收多余的Cl2，防止污染环境； 防止空气中的水分进入，影响产品纯度。
（4）排尽装置中的空气，防止O2和水与PCl3反应
（5）蒸馏
（6）98．21% 偏大
试题分析：（1）仪器乙名称为：冷凝管；（2）实验室制备氯气用漂白粉和浓盐酸反应生成氯化钙、氯气和水，反应的化学方程式为Ca(ClO)2＋4HCl = CaCl2＋2H2O +2Cl2↑；（3）氯气有毒，污染空气，碱石灰吸收多余氯气防止污染空气，防止空气中的水蒸气进入影响产品纯度；（4）根据题给信息知，PCl3遇O2会生成POCl3，遇水生成H3PO3和HCl，通入一段时间的CO2可以排尽装置中的空气，防止生成的PCl3与空气中的O2和水反应；（5） 由信息可知，POCl3与PCl3都是液体，沸点相差较大，故可以用蒸馏的方法进行分离；（6）H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI；I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6，依据化学方程式可知H3PO3物质的量和PCl3的物质的量相同，和25ml H3PO3溶液反应的碘单质物质的量为（0．1000 mol/L×0.020L —1/2×0．1000 mol/L×0.010L）=0.0015mol，500ml溶液中PCl3的物质的量=H3PO3物质的量=碘单质物质的量为0.0015mol×20=0.03mol，PCl3质量为4.125g，该产品中PCl3的质量分数为4.125/4.20×100%=98．21%；若滴定终点时俯视读数，所读Na2S2O3溶液的体积偏小，计算剩余的碘偏小，则PCl3的质量分数偏大。
银铜合金广泛应用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜的化工产品CuAlO2的工艺如下：（注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃）
（1）铜的核外电子排布式为 .
（2）电解精炼银时，阴极反应式为 滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为 .
（3)固体混合物B的组成为 ；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，最后将得不到CuAlO2 ，写出因NaOH过量引起的反应的离子方程式 .
（4）若将上述流程图中加入的稀NaOH溶液改为加入过量的氨水（其它均不变），则滤液中的阳离子有 .
（5）完成上述煅烧过程中一个反应的化学方程式：
CuO ＋ Al2O3
（6）若银铜合金中铜的质量分数为64%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为CuAlO2，至少需要1.0mol·L－1的Al2(SO4)3溶液 L .
正确答案
（1）1s2s22p63s23p63d104s1或［Ar］3d104s1 （2）Ag＋＋e－＝Ag 2NO＋O2＝2NO2
（3）Al(OH)3和CuO Al(OH)3＋OH－＝AlO2—＋2H2O（4）［Cu（NH3）4］2+、NH4+、、H+、Na+。（5）4 2 =4 1 O2↑ （6）25.0
试题分析：（1）Cu是29号元素，其核外电子排布式为1s2s22p63s23p63d104s1或［Ar］3d104s1（2）电解精炼金属时，粗金属作阳极，精金属作阴极。阳极反应氧化反应，阴极发生还原反应。所以电解精炼银时，阴极精银上的反应式为Ag＋＋e－＝Ag。滤渣A与稀HNO3反应，产生的无色气体是NO，它遇空气迅速变为红棕色的NO2，该气体变色的化学方程式为2NO＋O2＝2NO2。（3）发生的反应为：CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4; Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4; 100度煮沸时氢氧化铜发生分解反应：Cu(OH)2
实验室可以用乙醇和浓硫酸在170 ℃制乙烯，化学反应原理：CH3CH2OH
（1）验证乙醇与浓硫酸混合反应副产物有二氧化硫和二氧化碳：
①选择必要装置连接顺序：a→ →f→g→e→d→b(填接口序号)；
②确认混合气体中有二氧化碳存在的实验依据是
（2）若制备1,2－二溴乙烷的装置为A→E→C→D，
①D中的反应现象为
②分离1,2－二溴乙烷的操作中使用的玻璃仪器有_____________________________
③有同学建议在A、E之间增加G装置，其作用是
（3）阅读资料知，“酸性高锰酸钾溶液能氧化乙烯生成二氧化碳”。请你设计方案验证资料真实性：
①装置的连接顺序：A→____________________(填装置序号)。
②能证明上述资料符合事实的实验现象是_______________________。
（4）为了探究乙烯与溴水的反应是取代反应还是加成反应，该同学进行如下实验：①测定D瓶中溴水的pH； ②将纯净的乙烯通入D至溶液完全退色；③________。
正确答案
（1）①e→d ②后一个C瓶里品红溶液不退色，B瓶溶液变浑浊
（2）①溴水褪色，下层有油状 ②分液漏斗、烧杯 ③防倒吸(或作安全瓶)
（3）①E→B→F→B ②第一个B瓶(前一个)溶液无浑浊，第二个B瓶(后一个)溶液变浑浊
（4）测定反应后D瓶溶液的pH
试题分析：乙醇和浓硫酸反应，浓硫酸具有脱水性，乙醇有少量碳化，碳和浓硫酸加热反应有二氧化硫和二氧化碳生成，验证SO2用品红溶液，红色退去说明产物中有SO2，然后用酸性KMnO4溶液除去多余的SO2，用品红溶液证明SO2已经完全被除去，再用澄清石灰水证明CO2的存在。（2）制备1,2－二溴乙烷，先用NaOH除去二氧化硫和二氧化碳，再用品红证明SO2已被除尽，然后通入溴水反应制的产物。（3）验证酸性高锰酸钾溶液是否能氧化乙烯生成二氧化碳，需要先用NaOH除去二氧化硫和二氧化碳，再用澄清石灰水证明CO2已被除尽，然后通过酸性高锰酸钾溶液，再通过澄清石灰水，根据是否变浑浊就可以证明。（4）为了探究乙烯与溴水的反应是取代反应还是加成反应，如果发生取代反应，有HBr生成，PH会减小，如果发生加成反应，PH会增大。
我国柴达木盆地拥有丰富的盐矿资源，液体矿床以钾矿为主，伴生着镁、溴等多种矿产。工业上取盐湖苦卤的浓缩液（富含K+、Mg2+、Br-、SO42-、Cl-等），来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴（Br2），工业流程如下
请根据以上流程，回答相关问题：
（1）操作①需要的玻璃仪器有__________________。
（2）参照下图溶解度曲线，有人认为固体B是氯化钾，有人说是氯化镁，请说出你的观点和支撑你观点的理由：____________________________
（3）同学甲模仿实验室中粗盐提纯的操作，对上述操作②后无色液体设计了除杂提纯实验方案，也可制得较纯净的氯化钾晶体。其方案流程如下
有关资料：
（i）该方案中的无色溶液就是操作②后无色液体，混合液A的主要成分是___________。（填化学式）有人认为用一种试剂__________________（填化学式）就可以起到混合液A的作用，你的观点是____________________________________。
（ii）有同学提出从经济上考虑可以用石灰乳代替试剂A进行实验，经讨论，其他同学一致认为该提议不可行，他们的理由是______________________。
（ⅲ）实验过程中，若要确保Mg2+完全除尽，用广泛pH试纸测定溶液的pH应≥__________。（若离子浓度小于10-5mol·L-1可视作已被完全除尽）。
（ⅳ）对溶液B加热并不断滴加l mol·L-1的盐酸溶液，同时用pH试纸检测溶液，直至pH=5时停止加盐酸，得到溶液C。由溶液C得到固体C的操作名称是__________________。
（ⅴ）工业流程中也可以获得氯化镁的溶液，从中可以提取金属材料镁。
方法是:加热蒸发氯化镁的溶液得到MgCl2·6H2O，在_______中加热使其失去结晶水得到MgCl2，电解就可以得到金属镁。
正确答案
（1）分液漏斗
（2）固体B是氯化钾，操作④析出硫酸镁固体后的滤液中Mg2+的浓度较小
（3）(ⅰ)BaCl2和KOH；Ba(OH)2；用混合液好，因溶液中的Mg2+和SO42-的物质的量之比不一定是1:1，可控制所加两种试剂的量把杂质离子刚好除去，而用Ba(OH)2可能会浪费试剂。
(ⅱ)CaSO4的Ksp比BaSO4大得多，使用石灰乳难以使溶液中的SO42-沉淀完全
(ⅲ)12
(ⅳ)蒸发结晶
(ⅴ)HCl气流中
以铝灰（主要成分为Al、Al2O3，另有少量CuO、SiO2、FeO和Fe2O3杂质）为原料，可制得液体聚合氯化铝Alm（OH）nCl3m-n，生产的部分过程如下图所示（部分产物和操作已略去）。
已知某些硫化物的性质如下表：
（1）操作I是 。Al2O3与盐酸反应的离子方程式是 。
（2）滤渣2为黑色，该黑色物质的化学式是 。
（3）向滤液2中加入NaClO溶液至不再产生红褐色沉淀，此时溶液的pH约为3．7。NaClO的作用是 。
（4）将滤液3的pH调至4．2～4．5，利用水解反应得到液体聚合氯化铝。反应的化学方程式是 。
（5）将滤液3电解也可以得到液体聚合氯化铝。装置如图所示（阴离子交换膜只允许阴离子通过，电极为惰性电极）。
①写出阴极室的电极反应： 。
②简述在反应室中生成聚合氯他铝的原理： 。
正确答案
（1）过滤 （2分）Al2O3+6H+=2Al3++3H2O (2分)
（2）CuS (2分)
（3）将Fe2+氧化为Fe3+，使转化为Fe（OH）3沉淀 （2分）
（4）mAlCl3+nH2O=Alm（OH）nCl3m-n+nHCl (写“
（5）①2H++2e-=H2↑ (2分)
②电解过程中反应室中的Cl-通过阴离子交换膜进入阳极室，阴极室中的OH-通过阴离子交换膜进入反应室，生成聚合氯化铝。（2分）
试题分析：（1）加入稀盐酸后，CuO、SiO2不溶于稀盐酸的杂质可过滤出，所以操作I是过滤；氧化铝与稀盐酸反应的离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
（2）根据硫化物的性质可知该黑色物质为CuS，因为硫化亚铁溶液稀盐酸中；
（3）加入次氯酸钠目的是把亚铁离子氧化成铁离子，转化为Fe（OH）3沉淀除去；
（4）根据聚合氯化铝的化学式和质量守恒定律，氯化铝水解的化学方程式为
mAlCl3+nH2O=Alm（OH）nCl3m-n+nHCl；
（5）①滤液3的主要成分是氯化铝，根据离子放电顺序，在阴极是阳离子放电，所以应为H+放电，电极反应为2H++2e-=H2↑；
②反应室两侧均为阴离子交换膜，电解过程中反应室中的Cl-通过阴离子交换膜进入阳极室，阴极室中OH-浓度增大，通过阴离子交换膜进入反应室，生成聚合氯化铝。
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