- 离子的检验
- 共4052题
(5分,每空1分)有A、B、C、D四种化合物,分别由K＋、Ba2＋、SO42－、CO32－、SO32－、OH－中的两种组成。它们具有下列性质：
①A不溶于水和盐酸
② B不溶于水但溶于盐酸并放出无刺激性气味的气体
③ C的水溶液呈碱性，与H2SO4反应生成A
④ D可溶于水，与H2SO4作用时放出的气体E可使溴水褪色。试回答以下问题
推断A～E的化学式：A． ；B． ；C． ；D． ；E． 。
正确答案
（每空1分，共5分）A: BaSO4; B : BaCO3; C: Ba(O H)2; D : K2SO3; E: SO2
A不溶于水和盐酸，所以A是硫酸钡。B不溶于水但溶于盐酸并放出无刺激性气味的气体，因此B是碳酸钡。C的水溶液呈碱性，与H2SO4反应生成A，所以C是氢氧化钡。D可溶于水，与H2SO4作用时放出的气体E可使溴水褪色，则D是亚氯酸钾，所以E是SO2。
硫酸铜是一种应用广泛的化工原料,实验室中可通过不同途径制取硫酸铜溶液和胆矾(CuSO4·5H2O),其中一种流程如下:
(1)操作Ⅰ具体为 、 、过滤、烘干。
(2)杂铜(含少量有机物)灼烧后的产物除氧化铜还含少量铜,原因可能是 (填字母代号)。
(3)若将杂铜换为纯净的铜粉,可直接向其中加入稀硫酸和Fe2(SO4)3溶液,不断通入氧气。反应完全后向其中加入过量 (填化学式,下同),调节pH=4,生成 沉淀,过滤得硫酸铜溶液[已知Fe(OH)3和Cu(OH)2完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4]。
(4)通过下述图1装置也可制取硫酸铜溶液(已知:2NaOH+2NO2
图1 图2
烧瓶内发生反应的离子方程式为 ;
图2是图1的改进装置,其优点有:① ;② 。
正确答案
(1)蒸发浓缩 冷却结晶
(2)AB
(3)CuO(其他合理答案也可) Fe(OH)3
(4)Cu+4H++2N
3Cu+8H++2N
(2)注意信息“含少量有机物”,有机物一般具有还原性,所以A选项也有可能;(3)为了不引入新的杂质,依据信息结合Fe3++3H2O
绿矾（FeSO4·7H2O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑（含少量锡、氧化铁等杂质）为原料生产纯净绿矾的一种方法：
已知：室温下饱和H2S溶液的pH约为3．9，SnS沉淀完全时溶液的pH为1．6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3．0，沉淀完全时的pH为5．5。
（1）检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+的实验操作是______________________________。
（2）操作II中，通入硫化氢至饱和的目的是 ；在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是 。
（3）操作IV的顺序依次为： 、 ___、 。
操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；② 。
（4）测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是：a．称取2．8500g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b．量取25．00mL待测溶液于锥形瓶中；c．用硫酸酸化的0．01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20．00mL（滴定时发生反应的离子方程式为：5Fe2+＋MnO4¯＋8H+→5Fe3+＋Mn2+＋4H2O）。
①判断此滴定实验达到终点的方法是 。
②计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为 _（用小数表示，保留三位小数）。
正确答案
（1）取少量晶体溶于水，滴加KSCN溶液，若溶液不显现红色，表明溶液不含Fe3＋(1分)
（2）除去溶液中的Sn2+离子，并防止Fe2＋被氧化 (2分) 防止Fe2＋离子生成沉淀(1分)
（3）蒸发 (1分)冷却结晶 (1分) 过滤(1分)②降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗(1分)
（4）①滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色。(2分)
② 0．975 (2分)
试题分析：（1）检验Fe3＋一般用敏感试剂KSCN溶液，方法为取少量晶体溶于水，滴加KSCN溶液，若溶液不显现红色，表明溶液不含Fe3＋；
（2）通入硫化氢是为了除去杂质锡离子，同时硫化氢具有较强的还原性防止亚铁离子被氧化；FeS开始沉淀时溶液的pH为3．0，故酸化至pH=2是防止Fe2＋离子生成沉淀（室温下饱和H2S溶液的pH约为3．9）；
（3）从滤液中得到绿矾晶体，应采用降温结晶的方法，具体为蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得到晶体；用洗涤的主要作用是除去表面杂质，少量冰水洗涤是降低晶体溶解，减少溶解损失；
（4）高锰酸钾溶液有颜色，可以根据颜色变化确定反应进行的程度；
根据方程式找出关系得：n(Fe2＋)=5n(MnO4¯)=5×0．01000×20．00×10-3=10-3mol
样品中FeSO4·7H2O的质量分数w=10-3×278÷2．8500=0．975
（7分）有一包白色固体粉末，由Na2SO4、CaCO3、KCl、BaCl2、CuSO4中的三种物质组成，取样进行如下实验：
I．取少量白色粉末，加入足量水，充分搅拌后过滤，得到白色沉淀和无色滤液；
II．向I中滤出的沉淀中加入足量稀盐酸，沉淀全溶解，并生产无色气体。
（1）则原混合物中一定不存在 ，一定存在 。
（2）实验中发生反应的化学方程式： 。
（3）设计实验进一步确定混合物的组成，简述实验步骤、现象和结论。
。
正确答案
（1）CuSO4（1分） CaCO3、KCl（2分）
（2）CaCO3 + 2HCl = CaCl2 +CO2↑+ H2O（2分）
（3）用试管取适量I过滤得的无色溶液，加入少量BaCl2溶液，若产生沉淀则白色固体组成中有Na2SO4，否则白色固体组成中有BaCl2。（2分，其余合理答案也可）
（1）粉末溶于水，溶液是无色的，所以一定没有硫酸铜。产生的白色沉淀是硫酸钡或碳酸钙。由于白色沉淀完全溶解在盐酸中，并产生无色气体，所以白色沉淀是碳酸钙，则一定含有碳酸钙。由于氯化钡和硫酸钠是不能大量共存的，所以二者只能有一种，又因为样品是由3种物质组成的，所以一定还含有氯化钾。
（2）实验中发生反应的化学方程式是CaCO3 + 2HCl = CaCl2 +CO2↑+ H2O
（3）硫酸钠能和氯化钡反应生成白色沉淀，所以检验硫酸钠和氯化钡的方法是：用试管取适量I过滤得的无色溶液，加入少量BaCl2溶液，若产生沉淀则白色固体组成中有Na2SO4，否则白色固体组成中有BaCl2。
(每空3分共计10分）硫酸工业中废渣称为硫酸渣，其成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。
已知溶液pH=3.7时，Fe3+已经沉淀完全；一水合氨电离常数Kb=1.8×10－5，其饱和溶液中c(OH－)约为1×10-3mol·L-1。请回答：
（1）写出A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式： 。
（2）上述流程中两次使用试剂①，推测试剂①应该是 （填以下字母编号）
（3）溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH=13，如果pH过小，可能导致的后果是 ；（任写一点）
（4）H中溶质的化学式： ；
（5）计算溶液F中c(Mg2+)＝ （25℃时，氢氧化镁的Ksp=5.6×10-12）
正确答案
（1）SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O （2）A
（3）镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全等 （4）NaHCO3 （5）5.6× 10–10 mol/L
（1）硫酸渣中只有二氧化硅和盐酸不反应，所以A是二氧化硅，和氢氧化钠溶液反应的方程式是SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。
（2）试剂①的作用是中和溶液中的氢离子，生成氢氧化物沉淀。由于氨水中pH最大只能是11，所以应该选择氢氧化钠，答案选A。
（3）根据流程图可知，固体C是氢氧化铁，E是氢氧化镁，所以如果氢氧化钠不足，则镁离子沉淀不完全，且氢氧化铝溶解也不完全。
（4）溶液F是氢氧化钠和偏铝酸钠的混合物，所以通入足量的CO2是生成沉淀氢氧化铝，而溶液中的溶质则是碳酸氢钠。
（5）溶液中OH－浓度是0.1mol/L，所以根据溶度积常数可知，溶液中c(Mg2+)＝5.6×10-12÷0.12＝5.6× 10–10 mol/L。
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