- 离子的检验
- 共4052题
阿司匹林可由水杨酸与乙酸酐作用制得。其制备原理如下：
阿司匹林(乙酰水杨酸)的钠盐易溶于水。阿司匹林可按如下步骤制取和纯化：
步骤1：在干燥的50 mL圆底烧瓶中加入2 g水杨酸、5 mL乙酸酐和5滴浓硫酸，振荡使水杨酸全部溶解。
步骤2：按图所示装置装配好仪器，通水，在水浴上加热回流5～10 min，控制水浴温度在85～90 ℃。
步骤3：反应结束后，取下反应瓶，冷却，再放入冰水中冷却、结晶、抽滤、冷水洗涤2～3次，继续抽滤得粗产物。
步骤4：将粗产物转移至150 mL烧杯中，在搅拌下加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液，充分搅拌，然后过滤。
步骤5：将滤液倒入10 mL 4 mol·L－1盐酸，搅拌，将烧杯置于冰浴中冷却，使结晶完全。抽滤，再用冷水洗涤2～3次。
(1)步骤1浓硫酸的作用可能是________。
(2)步骤2中，冷凝管通水，水应从________口进(填“a”或“b”)。
(3)步骤3抽滤时，有时滤纸会穿孔，避免滤纸穿孔的措施是______________________________________________________________。
(4)步骤4发生主要反应的化学方程式为_____________________；过滤得到的固体为________。
(5)取几粒步骤5获得的晶体加入盛有5 mL水的试管中，加入1～2滴1%三氯化铁溶液，发现溶液变紫色，可采用________方法，进一步纯化晶体。
正确答案
(1)催化剂 (2)b
(3)减小真空度或者加一层(或多层)滤纸
(4) 
(1)由制备原理可以看出，浓硫酸的作用是在该反应中作为催化剂。
(2)冷凝水的流向是“下进上出”，故从b管进水，a管出水。
(3)避免滤纸穿孔的措施是减小真空度或者加一层(或多层)滤纸。
(4)根据产物的结构特点可知是羧基(—COOH)与NaHCO3发生反应
(5)发现溶液变紫，说明晶体中存在水杨酸，故仍需(用适当溶剂)重结晶，进一步纯化晶体。
某研究性学习小组将一定浓度Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到蓝色沉淀。
甲同学认为两者反应只生成CuCO3一种沉淀；
乙同学认为这两者相互促进水解反应，生成一种Cu(OH)2沉淀；
丙同学认为生成CuCO3和Cu(OH)2两种沉淀。
（查阅资料知：CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水）
Ⅰ.按照乙同学的理解Na2CO3溶液和CuSO4溶液反应的离子反应方程式为： _ ；
在探究沉淀物成分前，须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作为 ①过滤②洗涤③干燥。
Ⅱ．请用下图所示装置，选择必要的试剂，定性探究生成物的成分。
（1）各装置连接顺序为 
（2）装置C中装有的试剂名称是 。
（3）按你的装置连接顺序，甲的猜想是正确的，则可通过________________________现象来说明甲的猜想是正确的。
Ⅲ．若CuCO3和Cu(OH)2两者都有，丙同学通过装置Ⅰ进行定量分析来测定其组成。
（1）实验有关操作为：①往锥形瓶中放入适量的样品：②从分液漏斗往锥形瓶中加入过量的稀硫酸；③检验装置的气密性；④测定收集到水的体积。
正确的操作顺序为____________________。
（2）广口瓶中水的上面覆盖了一层植物油，若瓶中的液体没有装满（上方留有少量空间），实验测得CO2的体积将___________（填偏大、偏小或不变）。
（3）若实验中测得样品的质量为wg，气体的体积为aL（标况下），则样品中CuCO3的质量分数为___________（CuCO3的式量为124）。
（4）丁同学认为，丙同学的实验方法，可能因气体体积测量不准，导致误差较大。建议改用图中的Ⅱ、III装置进行实验。只需进行简单而又必要的数据测定，可比较准确地确定样品中CuCO3的质量分数，较合理的装置_______（填代号）。但是丁同学的装置仍然有缺陷，所测结果将偏高或偏低__________。理由是___________________________
正确答案
Ⅰ.Cu2++CO32-+H2O=Cu(OH)2+CO2
Ⅱ．ACB 无水硫酸铜 C中固体不变蓝，B中出现浑浊
Ⅲ． 3124 不变 a/22.4×124/W Ⅲ
偏高 锥形瓶中水蒸气残留 或者偏低 吸收空气中的水蒸气
试题分析：
Ⅰ乙同学的认为：这两者相互促进水解反应，生成Cu（OH）2一种沉淀，即是碳酸钠和硫酸铜之间发生双水解反应，原理为：Na2CO3+CuSO4+H2O═Cu（OH）2↓+Na2SO4+CO2↑
Ⅱ．（1）利用加热装置验证生成的产物，利用A加热分解碳酸铜或氢氧化铜，利用C检验是否有水生成验证是否含有氢氧化铜；利用装置B中 石灰水变浑浊证明生成二氧化碳验证碳酸铜的存在，所以装置连接为A、C、B；
（2）无水硫酸铜可以检验水的产生和存在，放在干燥管中来检验，故答案为：无水硫酸铜；
（3）碳酸铜受热分解会产生氧化铜和二氧化碳，二氧化碳可以使澄清的石灰水变浑浊，
Ⅲ（1）应先进行装置气密性检验，然后依次加入固体药品、液体药品，最后进行气体排出水的测量，确定产生气体体积；
（2）广口瓶的液体没有装满，不会影响测定的结果
（3）产生的气体二氧化碳气体的体积为aL，n CO2="n" CuCO3=" a/22.4,m" CuCO3= a/22.4×124
则样品中CuCO3的质量分数为a/22.4×124/W
（4）较合理的装置是Ⅲ，因为用碱石灰吸收二氧化碳和水，无法求出CuCO3的质量。P2O5只吸收水蒸气。先求Cu(OH)2，再求得CuCO3的质量。
此题的答案是开放性的，只要合理就行；偏高 锥形瓶中水蒸气残留 或者偏低 盛有P2O5的干燥管吸收空气中的水蒸气，质量偏大，导致Cu(OH)2质量偏大，测得的CuCO3的质量分数偏低。
工业上冶炼冰铜（mCu2O·nFeS）可得到粗铜，再以粗铜为原料制备硫酸铜晶体。
完成下列填空：
（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的 （填序号）吸收。
a. 浓H2SO4 b. 浓HNO3 c. NaOH溶液 d. 氨水
（2）用稀H2SO4 浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加 （填物质名称）溶液后呈红色，说明溶液中存在Fe3+，检验溶液中还存在Fe2+的方法是 （注明试剂、现象）。
实验室可用图的装置完成泡铜冶炼粗铜的反应。
（3）泡铜冶炼粗铜的化学方程式是 。
（4）装置中镁带的作用是 。泡铜和铝粉混合物表面覆盖少量白色固体a，
a是 (填名称)。沙子能否换成水？ (填“能”或“不能”)。
（5）用滴定法测定CuSO4·5H2O的含量。取a g试样配成100 mL溶液，取20.00mL用c mol /L 滴定剂(H2Y2–，滴定剂不与杂质反应)滴定至终点，消耗滴定剂bmL，滴定反应：Cu2+ + H2Y2–＝CuY2–+ 2H+。则CuSO4·5H2O质量分数的表达式是 。
（6）下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是_____________。
a．滴定临近终点时，用洗瓶中的蒸馏水洗下滴定管尖嘴口的半滴标准液至锥形瓶中
b．滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入待测液，取20.00mL进行滴定
c．滴定前，滴定管尖端有气泡，滴定后气泡消失
正确答案
（1）c d （2分）
（2）硫氰化钾 （1分）
另取少量溶液，滴加几滴高锰酸钾的酸性溶液，紫色褪去，说明溶液中存在Fe2+（2分）
（3）3Cu2O+2Al
（4）燃烧放出大量的热，创造高温环境（或引燃剂）（1分） 氯酸钾（1分） 不能（1分）
（5）5bc/4a （2分）
（6）c （1分）
试题分析：（1）根据冰铜（mCu2O·nFeS）的组成元素可知，冰铜（mCu2O·nFeS）在空气中燃烧生成的气体A应该是SO2气体。SO2是大气污染物，属于酸性氧化物，因此可用来吸收SO2的试剂是氢氧化钠溶液或氨水。浓硫酸不能吸收SO2，浓硝酸吸收SO2又生成大气污染物NO2，所以正确的答案选cd。
（2）检验铁离子的试剂是KSCN溶液。由于亚铁离子检验还原性，所以检验溶液中还存在亚铁离子的操作是另取少量溶液，滴加几滴高锰酸钾的酸性溶液，紫色褪去，说明溶液中存在Fe2+。
（3）根据装置图可知，该反应是铝热反应，化学方程式是3Cu2O+2Al
（4）铝热反应需要高温，而镁燃烧可以放出大量的热量，所以镁带的作用是燃烧放出大量的热，创造高温环境（或引燃剂）；由于在铝热反应中还需要助燃剂氯酸钾，所以泡铜和铝粉混合物表面覆盖少量白色固体a是氯酸钾。由于铝热反应会放出大量的热量，使生成的金属熔化，如果用水代替沙子，容积击穿坩埚，所以不能用社会代替沙子。
（5）消耗滴定剂的物质的量是0.001bcmol，则根据滴定反应Cu2+ + H2Y2–＝CuY2–+ 2H+可知，20.00ml硫酸铜溶液中硫酸铜的物质的量是0.001bcmol，则100ml溶液中硫酸铜的物质的量是0.005bcmol，所以CuSO4·5H2O质量分数的表达式是
（6） a．滴定临近终点时，用洗瓶中的蒸馏水洗下滴定管尖嘴口的半滴标准液至锥形瓶中，属于正确的操作，结果不影响；b．滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入待测液，取20.00mL进行滴定，溶液相当于被稀释，但硫酸铜的物质的量不变，因此结果不变；c．滴定前，滴定管尖端有气泡，滴定后气泡消失，这说明消耗滴定剂的体积增加，因此硫酸铜的物质的量增加，测定结果偏高，答案选c。2尾气处理；铁离子以及亚铁离子的检验；铝热反应；滴定反应计算和误差分析
下面是提纯大理石(主要杂质是氧化铁)的流程图：
按要求回答下列问题：
（1）在工业生产中，将块状大理石磨成粉末，并在反应池中安装搅拌机。目的是________。由滤液B得到晶体B，操作过程包括___________(填操作名称)、冷却结晶。
（2）操作Ⅱ中A物质最好应选择___________(填化学式)，在该过程中要随时测定pH，在实验室中用pH试纸测定溶液pH的操作是______________________________。
（3）检验Fe3+已完全生成Fe(OH)3沉淀的方法是________________________________。
（4）写出大理石溶解时，发生反应的离子方程式_______________;_________________.
正确答案
（1）使固体快速溶解。（有其他合理答案也可得分）。蒸发浓缩
（2）NH3（或NH3·H2O）；取一小块pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒沾取少量溶液点在pH试纸中部，变色后和比色卡对比，读出pH。
（3）取上层清液(或滤液)，滴加几滴KSCN溶液，如果溶液颜色不变，则说明Fe3+沉淀完全，如果变红，则说明没有沉淀完全。（有其他合理答案也可得分）。
（4）CaCO3 + 2 H+ = Ca2+ + CO2↑+H2O ;Fe2O3 +6H+ =2Fe3++ 3H2O
试题分析：物质的提纯首先酸溶，除去杂质，然后分离，提纯，得到产品。CaCO3中有杂质氧化铁，加硝酸溶解，调pH使Fe3+沉淀，然后加入(NH4)2CO3沉淀得CaCO3。（1）分析见答案；（2）操作Ⅱ中A物质最好应选择NH3（或NH3·H2O），消耗氢离子，不引入新的杂质，其它分析参考答案即可。
目前世界上60%的镁是从海水提取的。海水提镁的主要流程如下：
请回答下列问题：
⑴从离子反应的角度思考，在海水中加入石灰乳的作用是 。
⑵石灰乳是生石灰与水形成的混合物，从充分利用海洋化学资源，提高经济效益的角度，生产生石灰的主要原料来源于海洋中的 。
⑶操作A是 ， 操作B是 。
⑷无水MgCl2在熔融状态下，通电后会生成Mg和Cl2，该反应的化学方程式是 。从考虑成本和废物循环利用的角度，副产物氯气可以用于 。
⑸海水提镁的过程，为什么要将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁，再转变为氯化镁？
。
正确答案
（8分）⑴沉淀Mg2+ （或使Mg2+形成Mg(OH)2沉淀）⑵贝壳（或牡蛎壳等）
⑶过滤 ，加热浓缩（或蒸发结晶）
⑷MgCl2（熔融）
⑸海水中氯化镁的含量很大，但镁离子浓度很低，该过程可以使镁离子富集，浓度高且成本低。
试题分析：（1）海水中含有镁离子，所以在海水中加入石灰乳的作用是沉淀Mg2+ （或使Mg2+形成Mg(OH)2沉淀）。
（2）海洋中含有大量的贝壳，而贝壳的主要成分是碳酸钙，所以生产生石灰的主要原料来源于海洋中的贝壳。
（3）氢氧化镁不溶于水，过滤即可。氯化镁易溶于水，要得到氯化镁晶体，需要加热浓缩（或蒸发结晶）。
（4）镁是活泼的金属，通过电解法冶炼，反应的化学方程式是MgCl2（熔融）
（5）由于海水中氯化镁的含量很大，但镁离子浓度很低，该过程可以使镁离子富集，浓度高且成本低，所以要将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁，再转变为氯化镁。
点评：该题是中等难度的试题，主要是以海水中提取镁为载体，重点考查学生对教材基础知识的了解掌握情况，意在巩固学生的基础，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和规范实验设计能力，也有助于调动学生的学习兴趣和学习积极性。
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