- 离子的检验
- 共4052题
银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下图：
（1）电解精练银时，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，该红棕色气体与水反应的化学方程式为_______________________________________。
（2）固体混合物B的组成为_____________；在生成固体B的过程中，必须控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为_____________________。
（3）煅烧过程中生成的氧化产物与NH3在催化剂条件下反应的化学方程式为_____________________。这个反应中会有白烟产生，该白烟为______________。
（4）若银铜合金中铜的质量分数为64％，理论上3．0kg废料中的铜可完全转化为__________molCuAlO2，至少需要1．0 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液___________L。
正确答案
( 共10分）(1)Ag+ + e－＝Ag （1分） 3NO2 +H2O＝2HNO3 + NO↑ (1分）
（2）CuO（或Cu(OH)2） 和Al(OH)3（1分） OH― +Al(OH)3＝AlO2-+2H2O（1分）
（3）4NH3+5O2
试题分析：（1）仿照精炼铜的原理可以确定粗银做阳极：Ag—e—＝ Ag+，纯银做阴极：Ag++e—＝ Ag。滤渣A中的金属与稀硝酸反应生成无色的NO，NO与空气中的氧气反应生成红棕色的NO2，NO2与水反应生成硝酸和NO，反应的化学方程式为3NO2 +H2O＝2HNO3 + NO↑。
（2）结合信息和流程图分析可知：硫酸铜、硫酸铝固体与稀氢氧化钠反应生成氢氧化铜和氢氧化铝，煮沸时氢氧化铜分解为CuO，氢氧化铝不分解，所以B应该为CuO和Al(OH)3。由于氢氧化铝是两性氢氧化物，所以若NaOH过量，则两性氢氧化物Al(OH)3就会溶解，反应的离子方程式为Al(OH)3+OH—＝AlO—+2H2O。
（3）在催化剂的作用下，氨气发生催化氧化生成NO和水，反应的化学方程式为4NH3+5O2
（4）银铜合金中的铜的物质的量n(Cu)＝
(12分)Ti有“太空金属”之称，在常温下，其单质比较稳定，不与非金属、强酸反应；在高温下，Ti可与常见非金属反应。以钛铁矿（FeTiO3）为主要原料冶炼金属钛的一种工业生产流程如下：
⑴反应①中焦炭作 剂（选填“氧化”、“还原”，下同），Cl2作 剂。
⑵反应②的化学方程式为 ，该反应的基本类型是 ；反应②须在氩气流中进行的原因是 。
⑶从反应所得金属钛中含有金属镁，从混合物中获取钛的方法是
。
正确答案
：⑴还原(1分) 氧化(1分)
⑵TiCl4+2Mg
⑶将混合物溶于盐酸后，过滤，洗涤
试题分析：（1）根据：焦炭转化为CO、Cl2转化为TiCl4、FeCl3，故答案为：焦炭做还原剂、氯气做氧化剂。
（2）反应的反应物为TiCl4和镁．对于生成物，题中信息告知制得金属钛，其他生成物需要自己分析解决．而题中对此反应没有更多介绍信息，因此在分析反应时可借助“金属（Mg）和盐（TiCl4）发生置换反应”的规律解答．故答案为：TiCl4+2Mg
（3）要分离出金属钛，利用钛常温下不与酸反应的性质，把混合物放入足量稀盐酸，除去产物中过量的镁，最后洗涤干燥即得较为纯净的金属钛．故答案为：将混合物溶于盐酸后，过滤洗涤、烘干。
点评：根据题意，题目旨在分析所给信息找出反应发生的过程，用化学方程式表示反应。解答此类问题时，主要抓住反应物、生成物和反应条件的辨别和分析，正确书写有关物质的化学式，一般配平过程不会太复杂。本题还涉及混合物的分离的实验设计，使用化学方法分离混合物时选用的化学试剂应只与混合物中杂质反应，并且反应后不带来新的杂质。
实验室合成环己酮的反应、装置示意图及有关数据如下：
环己醇、环己酮、饱和食盐水和水的部分物理性质见下表：
括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点
（1）酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的ΔH＜0，反应剧烈将导致体系温度迅速上升，副反应增多。实验中通过装置B将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇的A中，在55~60℃进行反应。反应完成后，加入适量水，蒸馏，收集95 ~ 100℃的馏分，得到主要含环己酮粗品和水的混合物。
①如何滴加酸性Na2Cr2O7溶液 ，用漂粉精和冰醋酸代替酸性Na2Cr2O7溶液也可氧化环己醇制环己酮，用漂粉精和冰醋酸氧化突出的优点是 。
②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是 。
（2）环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作：a．蒸馏，收集151~ 156℃馏分，b．过滤，c．在收集到的馏分中加NaCl固体至饱和，静置，分液，d．加入无水MgSO4固体，除去有机物中少量水。
①上述操作的正确顺序是 （填字母）。
②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外，还需要的玻璃仪器有 。
③在上述操作c中，加入NaCl固体的作用是 。
（3）利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为环己酮，环己酮分子中有 种不同化学环境的氢原子。
正确答案
（1）①打开分液漏斗颈上的玻璃塞，拧开下面的活塞，缓慢滴加
避免使用致癌危险的Na2Cr2O7
②环已酮和水形成具有固定组成的恒沸物一起蒸出
（2）①c d b a ②漏斗、分液漏斗 ③ 增加水层的密度，有利于分层，减小产物的损失
（3）3
试题分析：（1）①从酸式滴定管中滴加酸性Na2Cr2O7溶液的方法是打开分液漏斗颈上的玻璃塞，拧开下面的活塞，缓慢滴加。用漂粉精和冰醋酸代替酸性Na2Cr2O7溶液也可氧化环己醇制环己酮，用漂粉精和冰醋酸氧化突出的优点是 避免使用致癌危险的Na2Cr2O7。安全系数更大。②由于环已酮和水形成具有固定组成的恒沸物一起蒸出。所以蒸馏不能分离环己酮和水的混合物。（2）①操作的正确顺序是首先在收集到的馏分中加NaCl固体至饱和，静置，分液，然后加入无水MgSO4固体，除去有机物中少量水。接着过滤，最后蒸馏，收集151~ 156℃馏分即得到纯净的环己酮。因此顺序代号为：c d b a 。②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外，还需要的玻璃仪器有漏斗、分液漏斗。③在上述操作c中，加入NaCl固体的作用是增加水层的密度，有利于分层，减小产物的损失。（3）环己酮
工业利用精炼镁渣(含有MgO、KCl、MgCl2、BaCl2、CaCl2、FeCl3等杂质)回收MgCl2的工业流程如下:
已知:25 ℃时有关物质的溶度积如下:
回答下列问题:
(1)写出溶解时的离子方程式 。
(2)溶解时温度不能太高,也不宜太低,要求控制在35 ℃左右,其理由是 。
(3)操作Ⅰ包含多个操作,分别为 ,过滤,洗涤,烘干。烘干时需要减压烘干,原因是 。
(4)为减少Na2CO3的用量和提高产品质量,在中和工序(中和后溶液接近中性)结束前要检验溶液中是否存在 离子,选择检验该离子的原因是 。
(5)母液的主要成分 。
正确答案
(1)MgO+2H+=H2O+Mg2+ (2)溶解时温度太低,反应速率过慢,温度太高, HCl会挥发 (3)蒸发浓缩,冷却结晶 降低烘干时的温度,防止MgCl2·6H2O分解
(4) Ba2+ BaCO3溶解度仅小于MgCO3的溶解度,而大于其他物质的溶解度,当Ba2+除尽其他杂质已经除尽 (5)KCl 、NaCl和MgCl2
(1)MgO与盐酸反应生成H2O和MgCl2。
(2)控制温度在35 ℃左右,主要从反应速率和盐酸的挥发性方面考虑。
(3)由于MgCl2·6H2O带有结晶水,为避免其分解,不能直接蒸发结晶,要蒸发浓缩,冷却结晶,烘干时温度也不能过高。
(4)通过表中各物质的Ksp可知,BaCO3溶解度仅小于MgCO3的溶解度,而大于其他物质的溶解度,当 Ba2+除尽其他杂质已经除尽,因此要检验溶液中是否存在Ba2+。
(5)Ba2+、Fe3+和Ca2+已经在前面沉淀除去,在中和阶段引入了Na+,故母液的主要成分为KCl 、NaCl和MgCl2。
某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置（如图），以环己醇制备环己烯：
已知：
（1）制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中，再加入1mL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品。
①A中碎瓷片的作用是 ，导管B除了导气外还具有的作用是 。
②试管C置于冰水浴中的目的是 。
（2）制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在 层（填“上”或“下”），分液后用 （填入编号）洗涤。
A．KMnO4溶液 B．稀H2SO4 C．Na2CO3溶液
②再将环己烯按图装置蒸馏，冷却水从 口进入。蒸馏时要加入生石灰，目的是: 。
③收集产品时，控制的温度应在 左右，实验制得的环己烯精品质量低于理论产量，可能的原因是 ＿＿＿＿＿＿＿
A．蒸馏时从70℃开始收集产品 B．环己醇实际用量多了
C．制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
（3）以下区分环己烯精品和粗品的方法，合理的是＿＿＿＿＿＿＿
A．用酸性高锰酸钾溶液 B．用金属钠 C．测定沸点
（4）由环己烯再转化为环己醇的化学方程式为：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
正确答案
(1) ①防止暴沸； 冷凝。 ②防止环己烯的挥发。
(2) ①上； C。 ②g；除去水分。 ③ 83℃ ； C。
（3）B、C。
（4）环己烯 + H2O——环己醇
试题分析：（1）①加热液体时，为了防止液体爆沸，常采用加入沸石或碎瓷片；易挥发的物质反应时为提高其利用率，一般要有冷凝回流装置，导管B即是起到这种作用；②反应生成的产物沸点较高，易挥发，应采用冰水冷却，防止环己烯的挥发；（2）①烃的密度比水小，与水混合时，环己烯在上层；要除去产品中的酸杂质，可用碳酸钠等碱性溶液除去；②实验中一般采用逆流冷却，蒸馏时加入生石灰目的是与水反应，防止与产品一起蒸馏出；③收集产品时，控制的温度应让环己烯挥发出来，而2环己醇等留在溶液中，理论温度可控制在83℃——161℃，又因为是水浴加热和能量的消耗等方面可控制温度低一些 83℃即可；实验制得的环己烯精品质量低于理论产量，说明环己烯或环己醇损失了，故答案为C；（3）粗品中含有环己醇能与钠反应，且混合物沸点不固定，与环己烯沸点不同。
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