- 离子的检验
- 共4052题
某同学在探究废干电池内的黑色固体回收利用时，进行如图所示实验：
查阅教材可知，普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质．请回答以下问题：
（1）操作①的名称是______；操作②的名称是______；
（2）操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、______、______ 和三脚架；操作③灼烧滤渣中的黑色固体时，产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测滤渣中还存在的物质为______．
（3）操作④的试管加入③中所得黑色滤渣，试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体，据此可初步认定黑色固体为______．
（4）该同学要对滤液的成分进行检验，以确认是否含有NH4Cl和ZnCl2，下面是他做完实验后所写的实验报告，请你写出其空白处的内容：
（5）根据以上的实验报告，关于滤液的成分，他的结论是：滤液中含有氯化铵和氯化锌若想从滤液中得到溶质固体，还应进行的操作是______．若要将所得的溶质固体中的物质加以分离，可用______法．
正确答案
（1）根据图示可知，操作①是将固体溶解在水中，应是溶解；操作②是把固体与溶液分离，应是过滤．
故答案为：溶解；过滤．
（2）由图可知操作③是在坩埚内灼烧滤渣，通常把泥三角放在三角架上，再把坩埚放在泥三角上．
使澄清石灰水变浑浊的气体有二氧化碳和二氧化硫，二氧化碳可由黑色的碳单质灼烧制得，二氧化硫可由淡黄色的硫单质灼烧制得，所以该黑色物质是碳单质．
故答案为：坩埚、泥三角；碳．
（3）能使带火星的木条复燃的气体是氧气，能使双氧水迅速产生氧气的黑色固体物质是二氧化锰．
故答案为：二氧化锰．
（4）氯离子的检验：取少许滤液于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，银离子和氯离子反应生成不溶于水的白色沉淀氯化银；如果有白色沉淀生成，就说明有氯离子．
铵根离子的检验：铵根离子能和强碱在加热条件下反应生成氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色；如果湿润的红色石蕊试纸变蓝色，就说明有铵根离子存在．
故答案为：
（5）从滤液中得到溶质固体，应进行的操作是加热蒸发（加热浓缩），冷却结晶．
分离所得的溶质固体，可以利用氯化铵的不稳定进行分离，采取加热法分离，再冷却收集氯化铵．
故答案为：加热蒸发（加热浓缩），冷却结晶；加热．
某学习小组欲模拟从某工厂废液中回收丙酮、乙醇和乙酸的实验。制定了如下试验流程。
已知该废液中主要含有乙醇，其中还溶有丙酮、乙酸和乙酸乙酯。且各种成分的沸点如下表：
（1）馏分3的成分为____________。
（2）上述流程中调节pH＝10的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（3）该小组同学的蒸馏装置如图所示。则A中温度计的位置正确的是________（填“a”“b”或“c”）。
（4）国家标准规定，优质高度浓香型白酒总酸量（以乙酸计）应不少于0.30 g/L，总酯量（以乙酸乙酯计）应不少于2.0 g/L。
①为测定某白酒样品的总酸量，取20.00 mL样品于锥形瓶中，加入酚酞指示剂2滴，用0.010 mol/L的NaOH标准溶液滴定至终点。判断终点的依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
若该白酒样品为优质级，则消耗NaOH溶液体积应不小于________mL。
②白酒中的总酯量可用返滴法测定。往上题滴定后的溶液（恰好至终点）中再加入20.00mL0.100mol/L NaOH标准溶液，用图装置水浴加热半小时。冷却后用0.100mol/L的硫酸标准溶液滴定至终点。加热半小时的目的是______________________，冷凝管的作用是______________。已知最终消耗硫酸标准溶液7.70 mL，该白酒样品中总酯量为________g/L（保留小数点后三位数字）。
（5）下列操作会使总酯量测定结果偏高的是________（选填编号）
a．加热时未使用水浴和冷凝管
b．滴定前滴定管内无气泡，滴定后产生气泡
c．滴定管未用硫酸标准溶液润洗
正确答案
（1）乙酸
（2）使乙酸生成乙酸钠；使乙酸乙酯在加热蒸馏时生成乙酸钠和乙醇（答成使乙酸乙酯水解也可）
（3）b
（4）①溶液由无色变为粉红色，半分钟内不褪色 10.00
②使酯水解完全 冷凝回流 2.024
（5）b
（1）～（2）该流程的原理为：首先加入NaOH溶液调节pH＝10，使乙酸转化为难挥发的乙酸钠，同时，乙酸乙酯在加热蒸馏时也发生水解生成难挥发的乙酸钠和乙醇，这样在第一次蒸馏时可得丙酮和乙醇两种馏分；向残液中加入浓硫酸，发生反应2CH3COONa＋H2SO4（浓）―→Na2SO4＋2CH3COOH，再加热至118 ℃，收集馏出物，得乙酸。
（3）蒸馏装置温度计测量的是蒸出的蒸气的温度，故温度计的感温泡应置于蒸馏烧瓶支管口附近。
（4）①若为优质白酒，则其中醋酸的最小含量为0.30 g/L，其物质的量浓度为
②该实验的原理是加入过量的氢氧化钠溶液加热使之充分水解，再用稀硫酸滴定过量的氢氧化钠，通过乙酸乙酯消耗的氢氧化钠的量来求出乙酸乙酯的量。n（CH3COOCH2CH3）＝20.00×10－3 L×0.100 mol·L－1－7.70×10－3 L×2×0.100 mol·L－1＝0.000 46 mol，故该白酒样品中总酯量为
（5）加热时未使用冷凝管可导致乙酸乙酯蒸气逸出，使乙酸乙酯消耗氢氧化钠溶液体积偏小，造成结果偏小；滴定前滴定管内无气泡，滴定后产生气泡，滴定时消耗硫酸体积读数偏小，造成计算时乙酸乙酯消耗氢氧化钠溶液体积偏大，结果偏大；滴定管未用标准硫酸溶液润洗，滴定时消耗硫酸体积偏大，造成乙酸乙酯消耗氢氧化钠溶液体积偏小，结果偏小。
由软锰矿制备高锰酸钾的主要反应如下：
熔融氧化 3MnO2+KClO3+6KOH
加酸歧化 3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
相关物质的溶解度（293K）见下表：
（1）在实验室进行“熔融氧化”操作时，应选用铁棒、坩埚钳和 。（填字母）
a．表面皿 b．蒸发皿 c．铁坩埚 d．泥三角
（2）加酸时不宜用硫酸的原因是 ；不宜用盐酸的原因是 。
（3）采用电解法也可以实现K2MnO4的转化，2K2MnO4+2H2O
（4）草酸钠滴定法分析高锰酸钾纯度步骤如下：
Ⅰ 称取0.80 g左右的高锰酸钾产品，配成50 mL溶液。
Ⅱ 准确称取0.2014 g左右已烘干的Na2C2O4，置于锥形瓶中，加入少量蒸馏水使其溶解，再加入少量硫酸酸化。
Ⅲ 将瓶中溶液加热到75～80 ℃，趁热用Ⅰ中配制的高锰酸钾溶液滴定至终点。记录消耗高锰酸钾溶液的体积，计算得出产品纯度。
①滴定过程中反应的离子方程式为 。
②达到滴定终点的标志为 。
③加热温度大于90℃，部分草酸发生分解，会导致测得产品纯度 。（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
④将一定量高锰酸钾溶液与酸化的草酸钠溶液混合，测得反应液中Mn2+的浓度随反应时间t的变化如图，其原因可能为 。
正确答案
（1）c d（2）生成K2SO4溶解度小，会降低产品的纯度。盐酸具有还原性，会被氧化，降低产品的量。（3）K2MnO4中的锰元素可以完全转化到KMnO4中，提高利用率。（4）①2MnO4―+5C2O42―+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 或MnO4―+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O②锥形瓶中溶液突变为浅红色且半分钟内不褪色。③偏高（1分）④生成的Mn2+作催化剂，随着Mn2+浓度增加，反应速率越来越快。
试题分析：（1）进行“熔融氧化”操作时，应选用铁棒、坩埚钳和 c．铁坩埚和d．泥三角。（2）根据表中的数据K2CO3的溶解度是K2SO4的10倍，加酸时生成K2SO4溶解度小，不利于平衡右移，会降低产品的纯度。另外盐酸具有还原性，会被高锰酸钾氧化，降低产品的量。（3）与原方法相比，电解法的优势为K2MnO4中的锰元素可以完全转化到KMnO4中，提高利用率。①C2O42―有还原性被高锰酸钾氧化为二氧化碳，在酸性溶液中高锰酸钾的还原产物是二价锰离子，滴定过程中反应的离子方程式为①2MnO4―+5C2O42―+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 或MnO4―+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。②由于高锰酸根是紫色溶液，可以通过本身颜色的变化做为终点判断，锥形瓶中一开始是无色溶液，达到滴定终点的标志为锥形瓶中溶液突变为浅红色且半分钟内不褪色。③由于草酸发生了分解，浓度自然减小，测定中用量肯定会增多，计算出高锰酸钾的量增大，会导致测得产品纯度偏高。④从图像中可以看出锰离子的浓度到后来增加程度较大，其原因可能为生成的Mn2+作催化剂，随着Mn2+浓度增加，反应速率越来越快。
粗CuO是将工业废铜、废铜合金等高温焙烧而成的，杂质主要是铁的氧化物及泥沙。以粗CuO为原料制备胆矾的主要流程如下：
经操作I得到粗胆矾，操作III得到精制胆矾。两步操作相同，具体包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤。
已知：
（1）溶解、过滤需要用到玻璃棒，它的作用是 。
（2）写出加入3% H2O2后发生反应的离子方程式 。（原溶液显酸性）。
（3）加稀氨水调节pH应调至范围 。下列物质可用来替代稀氨水的是 。（填字母）
A．NaOH B．Cu(OH)2 C．CuO D．NaHCO3
（4）操作III析出胆矾晶体后，溶液中还可能存在的溶质为CuSO4、H2SO4、________________。
（5）某学生用操作III所得胆矾进行“硫酸铜晶体结晶水含量”的测定，数据记录如下表所示：
两次都无须再做第三次加热、冷却、称量，理由是 ，该生此次实验的相对误差为 %（保留1位小数），产生实验误差的原因可能是
（填字母）。
A．加热前称量时坩埚未完全干燥 B．该胆矾中含有受热不分解的杂质
C．加热后坩埚放在干燥器中冷却 D．玻璃棒上沾有的固体未刮入坩埚
正确答案
（1）搅拌、引流 (1分)
（2）2Fe2＋ +H2O2 +2H＋ →2Fe3＋ +2H2O (2分)
（3）3.7~5.2 (1分) ； BC(2分)
（4）(NH4)2SO4或NH4HSO4 (1分，写到一个即给分)
（5）已达恒重 (1分)；+4.2% (2分)；AD (2分)
试题分析：（1）溶解、过滤需要用到玻璃棒，它的作用是搅拌、引流。
（2）由于双氧水不稳定，加热易分解生成氧气和水。由于在加入双氧水之前溶液的温度较高，所以加入3% H2O2之前必须进行冷却操作。由于亚铁离子沉淀的pH较大，所以必须将其氧化成铁离子沉淀，因此加入双氧水的目的是氧化亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe2+ + H2O2 + 2H+＝ 2Fe3+ +2H2O。
（3）要得到胆矾，就必须除去溶液中的铁离子，则根据沉淀时的pH值可知，调节溶液pH的目的是使Fe3+完全转变成Fe(OH)3沉淀；铁离子完全沉淀时的pH＝3.7，而铜离子开始沉淀时的pH＝5.2，所以溶液的pH应调节到3.7～5.2之间。由于在调节pH的同时，不能引入杂质，因此应该选择氧化铜，Cu(OH)2 来调节溶液的pH。
（4）操作III析出胆矾晶体后，溶液中还可能存在的溶质为CuSO4、H2SO4、(NH4)2SO4或NH4HSO4。
（5）根据表中的数据两次实验都已达恒重故没必要再进行第三称量。坩埚质量（g）（14.52+14.67）/2=" 14.595" 实验1：晶体质量：17.02-14.595=2.425水的质量：17.02-16.07=0.95，水的质量分数：0.95/2.425=0.3917,实验2：晶体质量：18.35-14.595=3.755水的质量：18.35-16.99=1.36，水的质量分数：1.36/3.755=0.3622,两次平均水的质量分数：0.3769，五水硫酸铜中水的理论质量数：0.36，相对误差（0.3769-0.360/0.36=0.042。产生实验误差是偏大，即水的质量较多或剩余固体的质量较少，其原因可能是A．加热前称量时坩埚未完全干燥有了多余的水，正确。B．该胆矾中含有受热不分解的杂质会使结果偏低。C．加热后坩埚放在干燥器中冷却，不会带来误差。D．玻璃棒上沾有的固体未刮入坩埚，有一部分固体没有得到称量，相当于剩余的固体质量减小，正确。
六水氯化锶（SrCl2·6H2O）是实验室重要的分析试剂，工业上常以天青石（主成分为SrSO4）为原料制备，生产流程如下：
（1）第①步反应前天青石先研磨粉碎，其目的是________________。
第③步加入适量稀硫酸的目的是______ _。
（2）第①步反应若0.5 mol SrSO4中只有S被还原，转移了4 mol电子。写出该反应的化学方程式：________________________________________。
（3）第④步操作依次是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、________、_______。
（4）称取1.000 g产品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO3 1.100×10－2 mol的AgNO3溶液（产品中不含其它与Ag+反应的离子），待Cl―完全沉淀后，用含Fe3+的溶液作指示剂，用0.2000 mol/L的KSCN标准溶液滴定剩余的AgNO3，使剩余的Ag+ 以AgSCN白色沉淀的形式析出。若滴定过程用去上述浓度的KSCN溶液20.00 mL，则产品中SrCl2·6H2O的质量百分含量为________（保留4位有效数字）。
正确答案
（1）增加反应物的接触面积，提高反应速率，提高原料的利用率。（2分）
除去溶液中Ba2+杂质（2分）
（2）SrSO4 + 4C =" SrS" + 4CO（3分） （3）洗涤、干燥（或烘干）（各1分，共2分）
（4） 93.45%（4分）
试题分析：（1）把固体反应物研磨粉碎，可增加反应物的接触面积，提高反应速率，提高原料的利用率；第②步所得溶液含有少量Ba2+，所以第③步加入适量稀硫酸目的是：除去溶液中Ba2+杂质。
（2）0.5 mol SrSO4中只有S被还原，转移了4 mol电子，说明S化合价降低了8价，转化为SrS，根据流程图C转化为CO，化学方程式为：SrSO4 + 4C =" SrS" + 4CO
（3）要得到纯净的固体，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后，需要进行洗涤、干燥（或烘干）操作。
（4）根据各步反应得出关系式： 2AgNO3～ 2KSCN ，剩余的n(AgNO3)="2n(KSCN)=" 0.2000 mol/L×0.02L="0.004mol," 根据SrCl2·6H2O～ 2AgNO3 ,则产品中SrCl2·6H2O的质量百分含量为：1/2×（1.100×10-2 mol -0.004mol）×267g/mol÷1.000g×100% ="93.45%"
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