- 离子的检验
- 共4052题
用石灰乳、石灰氮(CaCN2)和炼厂气(含H2S)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的CS(NH2)2(硫脲)，其部分工艺流程如下：
(1)高温下，H2S存在下列反应：2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)，其平衡常数表达式为K＝________________。
(2)用石灰乳吸收H2S制取Ca(HS)2需要在低温下进行，其原因是_____________________________________________________；
过滤得到的滤渣可再利用，滤渣的主要成分是________(填化学式)。
(3)合成硫脲需长时间搅拌，并在较高温度(80～85 ℃)下进行，其目的是_______________________________________。
Ca(HS)2与CaCN2在水溶液中合成硫脲的化学方程式为________________________________。
(4)化合物X与硫脲互为同分异构体，X加入FeCl3溶液中，溶液显红色，X的化学式为________________。
正确答案
(1) 
(1)该反应的反应物和生成物均为气体，K的表达式为生成物浓度的次方除以反应物浓度的次方。(2)气体在水中的溶解度随着温度的升高而减小。石灰乳中Ca(OH)2的浓度较大，吸收H2S后，一般仍有剩余，可以再利用。(3)接触面积大，温度高均可以提高反应速率。由(2)的提示知，石灰乳吸收H2S生成Ca(HS)2进入“合成”阶段，箭头指入为加入反应物，则CaCN2和H2O均为反应物，由元素守恒知，生成CS(NH2)2外还有Ca(OH)2。(4)某溶液遇FeCl3溶液，溶液显红色，则该溶液中含有SCN－，互为同分异构体的两种化合物化学式相同，由原子种类和数目可以确定还有NH4+，则为NH4SCN。
醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法。实验室制备溴乙烷和1-溴丁烷的反应如下： ① NaBr+H2SO4 = HBr+NaHSO4；②R-OH+HBr
可能存在的副反应有：醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚，Br－被浓硫酸氧化为Br2等。有关数据列表如下
请回答下列问题：
（1）溴代烃的水溶性 （填“大于”、“等于”或“小于”）相应的醇；其原因是 。
（2）将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物在 （填“上层”、“下层”或“不分层”）。
（3）制备操作中，加入的浓硫酸必须进行稀释，目的是 。（填字母）
a．减少副产物烯和醚的生成 b．减少Br2的生成
c．减少HBr的挥发 d．水是反应的催化剂
（4）欲除去溴代烷中的少量杂质Br2，下列物质中最适合的是 。（填字母）
a．NaI b．NaOH c．NaHSO3 d．KCl
（5）在制备溴乙烷时，采用边反应边蒸出产物的方法，其有利于 ；但在制备1-溴丁烷时却不能边反应边蒸出产物，其原因是 。
正确答案
27.（14分）（1）小于(1分)；醇分子可与水分子形成氢键，溴代烃分子不能与水分子形成氢键。(意思相近可酌情给分，3分) （2）下层 (2分) （3）abc (2分) （4）c (2分)
（5）平衡向生成溴乙烷的方向移动（或反应②向右移动）(2分) 1-溴丁烷与正丁醇的沸点相差较小，若边反应边蒸馏，会有较多的正丁醇被蒸出。(意思相近可酌情给分，2分)
试题分析：（1）醇能和水形成氢键而易溶于水，溴代烃和水不反应也不能和水形成氢键，所以溴代烃的水溶性小于相应的醇；
（2）1-溴丁烷和水不能形成氢键，所以不易溶于水，且密度大于水，所以将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，溶液分层且产物1-溴丁烷在下层；
（3）浓硫酸和1-丁醇反应制备1-溴丁烷的反应中易发生副反应：消去反应生成烯烃、分子间脱水反应生成醚，所以稀释稀释后类似反应发生较难，可以减少副产物烯和醚的生成，故a正确；浓硫酸具有强氧化性能将溴离子氧化为溴单质，稀释浓硫酸后能减少Br2的生成，故b正确；反应需要让溴化氢和1-丁醇反应，若使用浓硫酸，浓硫酸被稀释放热温度升高，使溴化氢大量挥发，因此用稀释后的硫酸可以减少HBr的挥发，故c正确； 水是产物不是反应的催化剂，故d错误；故选abc。
（4）卤素单质易溶于有机物，所以欲除去溴代烷中的少量杂质Br2，若用NaI，碘离子可以被溴氧化，但生成的碘单质会又溶解在溴代烷中而引入杂质，故a错误；溴单质能与氢氧化钠反应，但是溴代烷在NaOH溶液中容易水解而损失，故b错误；溴单质和NaHSO3溶液发生氧化还原反应，可以除去溴单质，故c正确；KCl不能除去溴单质，故d错误；故选c。
（5）根据题给信息知，乙醇和溴乙烷的沸点相差较大，采用边反应边蒸出产物的方法，可以使平衡向生成溴乙烷的方向移动，可以制得更多的溴乙烷；而1-溴丁烷和正丁醇的沸点相差较小，容易一同蒸出，所以不能边反应边蒸出产物。
化学学习中，有关物质性质的学习离不开实验，请阅读下列对应的内容，并按要求完成填空
（1）实验室经常用烧杯进行性质实验研究，如图所示装置及下表中试剂，过一段时间
实验1、2、3、4烧杯①中的现象分别是 ， ， ， ，
（2）用下图装置：废铜屑制硝酸铜，反应结束后，广口瓶内的溶液中，除了含有NaOH外，还有____(填写化学式)
（3）浓氨水通常可以用于实验室快速制取氨气及其相关实验的探究，回答下列问题．
①若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是 (填装置序号)，装置中所盛试剂应具有的性质是 ．收集干燥的NH3，收集装置应选择(填装置序号) ，理由是 ．
②向浓CaCl2溶液中先通入NH3再通入CO2气体可制纳米级（粒子直径在1—10nm之间）碳酸钙，试写出制纳米级碳酸钙的离子方程式 。
（4）下图是苯与溴发生反应并进行产物检验的反应装置
实验装置中的冷凝管“左低右高”的放置目的是____________，整套实验装置中能防止倒吸的装置是______________（填装置序号）
对于固体硫化钠露置在空气中的变化，有如下假设：
假设①：固体硫化钠易被空气中的氧气氧化为单质硫。
假设②：固体硫化钠易被空气中的氧气氧化为亚硫酸钠。
假设③：固体硫化钠易被空气中的氧气氧化为硫酸钠。
为了探究固体硫化钠露置在空气中究竟有怎样的变化，某化学学习小组进行了如下实验：
①从试剂瓶中取出固体硫化钠样品，放在研钵中研碎。
②将研钵中的样品露置在空气中两天。
③从研钵中取出一药匙样品放在试管中，加入盐酸，试样全部溶解，得到澄清溶液，并放出大量气泡。
④立即加塞，用力振荡，产生浑浊，且气泡的量大大减少。
（5）解释加塞振荡后产生浑浊，且气泡大量减少的原因(用化学方程式表示)_____________。
（6）如果要验证③是否成立的实验方法是______________________
正确答案
（1）变蓝、无明显现象、有白色（胶状）沉淀、变白（2分，写对2个现象给1分）
（2）NaNO3、NaNO2 （1分,漏写不给分）
（3）① ① ③ （1分，漏写不给分） 氨气难溶于该溶剂，该溶剂不易挥发、不与氨气反应（1分，漏写不给分） ⑤ ;导管较长，棉花可以防止空气对流，有利于收集到较为干燥纯净的氨气（1分，漏写不给分）
②Ca2++2NH3+CO2+H2O → CaCO3+NH4+ （1分，漏写不给分，沉淀符号是否写不扣分）
（4）使冷凝回流的反应物苯和液溴回到（Ⅰ）中继续反应。 （1分）（Ⅱ）（Ⅲ）（1分，漏写不给分）
（5）2H2S+SO2→2H2O+3S↓（1分，漏写不给分）
（6）取少量未知液于试管中，先滴加过量的稀盐酸，无任何现象（无沉淀生成、无气体出现），再滴加氯化钡溶液，出现白色沉淀（1分）
试题分析：
（1）1:变蓝,因为硝酸挥发、把碘化钾溶液氧化成碘单质，使淀粉变蓝。
2：无明显现象: 浓硫酸不挥发，也不使酚酞溶液变色。
3：有白色（胶状）沉淀，氨水挥发，且和氯化铝溶液生成白色（胶状）沉淀。
4：变白，饱和氯水挥发出氯气，使湿润的红纸变白。
（2）硝酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜和生成硝酸钠，另外铜与浓硝酸，能产生二氧化氮，二氧化氮与氢氧化钠反应，可生成硝酸钠和亚硝酸钠。
（3）与NaAlO2反应生成Al(OH)3的气体是CO2 ；NaAlO2 +4HCl=AlCl3+NaCl+2H2O 所以AlCl3溶液中混有NaCl杂质。
（4）① ① ③ 排液体体积等于氨气体积，用量筒测液体体积。该液体满足：氨气难溶于该溶剂，该溶剂不易挥发、不与氨气反应。⑤;因为导管较长，棉花可防止空气对流，有利于收集到较为干燥纯净的氨气。
②Ca2++2NH3+CO2+H2O = CaCO3+2NH4+ CaCO3为胶体。
（5）由于重力作用，使冷凝回流的反应物苯和液溴回到（Ⅰ）中继续反应。 （Ⅱ）（Ⅲ）都有长导管，可防倒吸。
（6）“取少量未知液于试管中，先滴加过量的稀盐酸，”排除Ag+ 和SO32-的干扰，无任何现象（无沉淀生成、无气体出现），再滴加氯化钡溶液，出现白色沉淀，说明含SO42-。
（12分）信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70％Cu、25％Al、4％Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：
请回答下列问题：
⑴ 第①步Cu与混酸反应的离子方程式为______________________________；
得到滤渣1的主要成分为______________ _____。
⑵ 第②步加H2O2的作用是_____________________，使用H2O2的优点是_________；调溶液pH的目的是使_______________________________生成沉淀。
⑶ 简述第③步由滤液2得到CuSO4·5H2O的方法是________________________ 。
⑷ 由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O ，探究小组设计了三种方案：
上述三种方案中，_________________方案不可行，原因是_________________________：
从原子利用率角度考虑，___________方案更合理。
⑸ 探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O （Mr＝250）含量。取a g试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用c mol·L－1 EDTA（H2Y2－）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下：Cu2+ + H2Y2－＝ CuY2－ + 2H+
写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω＝ _____________________________ ；
下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是_____________。
a．未干燥锥形瓶 b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡
c．未除净可与EDTA反应的干扰离子
正确答案
⑴ Cu + 4H+ + 2NO
3Cu + 8H+ + 2NO
⑵ 将Fe2+氧化为Fe3+ 不引入杂质，对环境无污染 Fe3+、Al3+
⑶ 蒸发冷却 结晶过滤
⑷ 甲 所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质 乙
⑸ 
试题分析：（1）浓硝酸具有强氧化性，能把铜氧化生成硝酸铜、NO和水，反应的方程式是 Cu + 4H+ + 2NO
（2）由于滤液中可能含有亚铁离子，所以加入双氧水的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，然后生成氢氧化铁沉淀而除去。双氧水的还原产物是水，所以双氧水作为氧化剂的优点是不引入杂质，对环境无污染。要回收铜，就必需除去溶液中的铁离子和铝离子，所以调溶液pH的目的是使Fe3+、Al3+形成沉淀而除去。
（3）硫酸铜易溶于水，所以要得到硫酸铜晶体需要经过蒸发、冷却、结晶、过滤。
（4）由于甲方案中硫酸和氢氧化铁及氢氧化铝都是反应的，所以生成的滤液中含有硫酸铁和硫酸铝。因此如果直接蒸发，将使所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质。由于铝的金属性强于铁的，所以方案乙中铝能置换出铁，从原子利用率最高。而方案丙中生成的硫酸铝小于方案乙中生成的硫酸铝，原子利用率没有乙高。
（5）消耗EDTA的物质的量是0.001bcmol，所以根据反应的方程式可知，消耗铜离子的物质的量也是0.001bcmol，所以每一份中胆矾的物质的量是0.001bcmol。因此CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω＝
点评：化学是一门以实验为基础的学科，所以有化学实验即科学探究之说法。纵观近几年高考，主要以考察探究性实验和物质制备实验为主。这些探究性和制备性实验的试题，综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，要求考生必须冷静的审题，联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能正确作答。
探究性实验的一般思路
1、准确地把握实验目的
2、利用已学知识，分析如何实现这个目的-－实验原理
3、结合实验材料，初步确定设计对策－－实验方案
(12分)某探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70％Cu、25％Al、4％Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：
请回答下列问题：
⑴第①步Cu与酸反应的离子方程式______________ 。
⑵第②步加H2O2的作用是_______________；调溶液pH的目的是使____________生成沉淀。
⑶用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是______________。
⑷由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O ，探究小组设计了三种方案：
上述三种方案中，_______方案不可行，原因是_____________________________；
从原子利用率角度考虑，___________方案更合理。
⑸探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O含量。取a g试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用c mol /L EDTA（H2Y2－）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液6 mL。滴定反应如下：Cu2+ + H2Y2－＝ CuY2－ + 2H+
写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω＝ _____________________________ ；
下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是_____________。
a．未干燥锥形瓶
b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡
c．未除净可与EDTA反应的干扰离子
正确答案
（12分）答案：⑴ Cu + 4H+ + 2NO
⑵将Fe2+氧化为Fe3+ Fe3+、Al3+
⑶加热脱水
⑷甲 所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质 乙
⑸ × 100% （2分） c （2分）
将金属混合物处理时，（1）铜和浓硝酸、稀硫酸的混合酸：
开始发生：Cu+2NO3-+4H+
最后发生：3Cu+2NO3-+8H+
（2）第②步加入过氧化氢的目的是将Fe2+氧化为Fe3+；过氧化氢氧化亚铁离子时生成的是铁离子和水，不引入杂质，对环境无污染；调整pH值，使溶液中的Fe3+、Al3+转化为沉淀；
（3）用第③步中所得的五水硫酸铜制取无水硫酸铜的方法是加热脱水；
（4）滤渣2的主要成分是氢氧化铁和氢氧化铝，以此为基础分析该探究小组设计的三种方法，其中方案甲中制得产品中一定含有较多的Fe2(SO4)3杂质；方案乙和丙中，从原子利用的角度考虑，乙方案最合理；
（5）根据探究小组的方案，可知计算五水硫酸铜质量分数的表达式为：
滴定过程中，未干燥锥形瓶，对结果无影响，排除a；滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡，造成消耗EDTA的读数偏小，测定结果偏低，排除b；未除净干扰离子，造成EDTA消耗偏多，测定结果偏高，选c。
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