- 离子的检验
- 共4052题
下表是四种盐在不同温度下的溶解度（g/100g水）：
（假设：盐类共存时不影响各自的溶解度，分离晶体时，溶剂的损耗忽略不计）
某同学设计用物质的量之比为1∶1的硝酸钠和氯化钾为原料，加入一定量的水制取硝酸钾的实验，其流程如下图所示：
（1）在①和②的实验过程中，需要控制的关键的实验条件是______________________，在上述晶体中，______（填“A”或“C”）应为硝酸钾晶体。
（2）在①的实验过程中，需要进行的操作依次是________________、________________、_____________。
（3）粗产品中可能含有杂质离子_______________________，检验其中一种离子的方法是________________________________________________________________________。
（4）为了洗涤所得的硝酸钾晶体，下列溶剂可用作洗涤剂的是___________（填编号）。
a．热水 b．冰水 c．95%的酒精 d．四氯化碳
（5）如取34.0g硝酸钠和29.8g氯化钾，加入70g水，在100℃蒸发掉50g水，维持该温度，过滤，析出晶体的质量为_______________。
正确答案
（1）温度； C （1分）
（2）加水溶解、蒸发浓缩、趁热过滤
（3）Na+、Cl¯； 用洁净的铂丝或铁丝蘸取粗产品在火焰上灼烧，若火焰呈黄色，证明有Na+；或 取粗产品少许，加水配成溶液，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若有白色沉淀产生，证明有Cl¯。（2分）
（4）bc （2分）
（5）15.6g （2分）
试题分析：（1）往水中加入等量的NaNO3、KCl，溶液中有等量的Na+、NO3—、K+、Cl—，任意两两组合可得到表中的4中盐类，根据表中数据，表中四种盐类在水中的溶解度随着温度的升高而升高，尤其是KNO3 随温度升高溶解度急剧增大，因此要从溶液中分离出KNO3 应该控制温度来实现分离，因为实验目的是得到硝酸钾晶体，因此晶体C才是目标产物。
（2）要得到硝酸钾晶体，应该利用NaCl随温度变化溶解度变化不大，而KNO3 随温度升高溶解度急剧增大的特点，在实验步骤1中先把固体溶解，然后蒸发浓缩，此时NaCl随温度变化溶解度变化不大以晶体形式析出，所以趁热过滤，分离后KNO3 留在了滤液B中，然后再对滤液B蒸发浓缩冷却结晶，KNO3 溶解度急剧减小析出晶体，再过滤可得KNO3 晶体。
（3）由于改变温度必然有少量杂质NaCl也会混在粗产品KNO3 晶体中，因此含有Na+、Cl¯杂质离子，检验的方法是用焰色反应检验钠离子，用硝酸银试剂检验氯离子。
（4）洗涤产品原则是能够起到洗涤杂质离子的作用同时尽量减少产品的损失，所以应尽可能用温度低的洗涤剂或者产品难溶但杂质可溶的洗涤剂，所以综合考虑应选bc。
（5）根据100℃蒸发后的溶液中NaCl为饱和溶液，KNO3为不饱和溶液，所以根据溶解度定义
100℃蒸发掉50.0克H2O后溶液中NaCl的质量为
FeSO4·7H2O广泛用于医药和工业领域。
（1）下面是以工业废铁屑为原料生产FeSO4·7H2O的流程图。
请填写下列空白。
①加适量碳酸钠溶液的目的是______________，反应I需要加热数分钟，其原因是___________。
②判断反应Ⅱ完成的现象是__________。反应Ⅱ需要100mL1mol／L的稀硫酸，用98．3％，ρ＝1．84g／cm3的浓硫酸配制。所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管及____________.
③测定FeSO4·7H2O产品中Fe2＋含量的方法是用KMnO4溶液滴定法（5Fe2＋＋
Ⅰ．称取2．8500g FeSO4·7H2O产品，配制成250mL溶液；
Ⅱ．量取25．00mL待测溶液于锥形瓶中；
Ⅲ．用硫酸酸化的0．01000moL／L KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20．00mL。
某同学设计如图所示的滴定方式中，最合理的是____________（夹持部分略去）（填字母序号）；判断此滴定实验达到终点的方法是____________；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）；若用上述方法测定的样品中FeSO4·7H2O的质量分数偏低（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有_____________；______________。
（2）已知FeSO4·7H2O晶体在加热条件下发生如下反应：2FeSO4·7H2O
请填写下列空白。
①仪器的连接顺序为a接________、__________接_________、________接__________、__________接_____________。
②装置C中的X为______________；该装置中冷水的作用是_________________。
正确答案
（15分）（1）①除油污（1分） 升温促进水解，溶液碱性增强，去油污能力增强（1分）
②固体不再溶解，固体表面不再有气泡产生（1分）
100ml容量瓶（2分）（只答容量瓶1分）
③b（1分） 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（1分）
0.975（2分） 样品中存在少量的杂质（1分） 样品部分被氧化（1分）
（2）①f、g、d、e、h、i、b（或g、f、d、e、h、i、b）（2分）
②BaCl2（1分） SO3与H2O的反应是放热反应，降低温度有利于SO3被水吸收（1分）
试题分析：（1）①由于工业废铁屑中含有酯类油污，所以必须除去酯类油污。碳酸钠溶液显碱性，可以溶解酯类油污达到去除的目的。由于升高温度促进水解，溶液碱性增强，去油污能力增强，所以反应I需要加热数分钟。
②反应Ⅱ是铁与稀硫酸的反应，生成物是硫酸亚铁和氢气，所以判断反应Ⅱ完成的现象是固体不再溶解，固体表面不再有气泡产生。配制一定物质的量浓度溶液时，所用的仪器除了有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管以外，还必须有100ml容量瓶。
③酸性高锰酸钾溶液应该放在酸式滴定管中，a中酸性高锰酸钾溶液放在碱式滴定管中，因此a不正确，b正确；硫酸亚铁溶液显酸性，应该放在酸式滴定管中，选项c不正确，答案选b。由于酸性高锰酸钾溶液显红色，所以该实验不需要指示剂。因此判断此滴定实验达到终点的方法是滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色。根据方程式可知
5FeSO4·7H2O～KMnO4
5mol 1mol
n 0.01000moL／L×0.0200L
解得n＝0.0010mol
所以上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为
由于硫酸亚铁极易被氧化，所以若用上述方法测定的样品中FeSO4·7H2O的质量分数偏低，因此可能的原因是样品部分被氧化或样品中存在少量的杂质。
（2）①检验水蒸气一般用无水硫酸铜，检验SO2一般用品红溶液。由于SO2的熔沸点较低，因此SO3气体易被水吸收生成硫酸，可以通过检验硫酸来检验SO3。又因为通过溶液时必然带出水蒸气，所以首先检验水蒸气，其次检验SO3，最后检验SO2，且还要有尾气吸收装置，因此正确的顺序是a、f、g、d、e、h、i、b（或a、g、f、d、e、h、i、b）。
②检验硫酸的试剂可以是氯化钡溶液。又因为SO3与H2O的反应是放热反应，所以装置中冷水的作用是降低温度，便于SO3被水吸收。
某校探究学习小组同学用含有少量杂质(主要为少量泥沙、CaCl2、MgCl2、Na2SO4等)的粗盐制取“化学纯”级的NaCl，实验前他们设计了如下方案(框图)。
(1)请写出操作第④、⑤步所加试剂名称及第⑥步操作名称：④ ，⑤ ，⑥ ；
(2) 沉淀混合物C的化学成分有(用文字和化学式表示)： ；
(3)写出第⑤步操作中可能发生反应的离子方程式：
；
(4)如何用最简单方法检验第⑤步实验是否达到了目的：
；
(5)你认为该设计里哪些步骤调换后不影响实验结果： ；
(6)有同学认为上述实验设计步骤可以简化，请你提出简化的一种设想：
。
正确答案
⑴④碳酸钠溶液 ⑤盐酸 ⑥蒸发（蒸发结晶也可）（各1分）
⑵ 泥沙、BaSO4、BaCO3、CaCO3、Mg(OH)2（2分）
⑶第⑤步：H+ + OH- = H2O （1分） CO32- + 2H+ = H2O + CO2↑（1分）
⑷ 用玻璃棒蘸取溶液点在pH试纸中部，若变红，说明溶液呈酸性，无OH-、CO32-存在；若变蓝，说明溶液仍呈碱性，有OH-、CO32-存在，需继续滴加盐酸至呈酸性。（2分）
⑸②和③或③和④（2分）
⑹ 用Ba (OH)2代替BaCl2和NaOH，使②③步合并为一步（1分）
试题分析：（1）分析流程图已给出的试剂的作用，BaCl2溶液除去Na2SO4，NaOH溶液除去MgCl2，所以④的作用为除去CaCl2，所选试剂为Na2CO3溶液，⑤的作用是除去过量的NaOH、Na2CO3，应选用盐酸，⑥的作用是从NaCl溶液中得到化学纯NaCl，为蒸发操作。
（2）BaCl2、NaOH、Na2CO3反应后得到的沉淀共有：泥沙、BaSO4、BaCO3、CaCO3、Mg(OH)2。
（3）第⑤步加入HCl，与NaOH和Na2CO3反应，所以离子方程式为：H+ + OH- = H2O； CO32- + 2H+ = H2O + CO2↑。
（4）HCl足量时第⑤步达到了目的，可用pH试纸检验，若试纸变化，证明HCl过量，OH‾、CO32‾不存在，若变蓝，说明还有OH‾、CO32‾，需继续滴加盐酸至呈酸性。
（5）NaOH不影响其他物质的除去，所以NaOH的加入顺序可以提前，也可以向后调整，即②和③或③和④可调换。
（6）用Ba (OH)2代替BaCl2和NaOH，可同时除去Na2SO4和MgCl2，使②③步合并为一步。
无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业上由铝土矿（主要成分是A12O3和Fe2O3）和石油焦（主要成分是C）按下图所示流程进行一系列反应来制备无水AlCl3。
（1）氯化铝在加热条件下易升华，气态氯化铝的化学式为Al2Cl6，每种元素的原子最外层均达到8电子稳定结构，则AlCl3是： 晶体，其结构式为： 。
（2）氯化炉中Al2O3、Cl2和C反应的化学方程式是 。
（3）冷却器排出的尾气中含有大量CO和少量Cl2，需用Na2SO3溶液除去Cl2，此反应的离子方程式为： 。
（4）升华器中主要含有AlCl3和FeCl3，需加入少量Al，其作用是： 。
（5）AlCl3产品中Fe元素含量直接影响其品质，为测定产品中Fe元素的含量，现称取16.25g无水AlCl3产品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重残留固体质量为0.32g。则产品中Fe元素的含量为： 。
正确答案
（1）分子
（2）A12O3+3C12+3C
（3）SO32－+C12+H2O＝SO42－+2C1－+2H+
（4）除去FeCl3
（5）1.38%（或1.4%）
试题分析：（1）根据氯化铝的物理性质易升华确定其为分子晶体；根据所有原子最外层均达到8电子稳定结构，确定氯化铝结构式；（2）反应物是Al2O3、Cl2和C，根据流程确定产物是氯化铝和CO；（3）Na2SO3为还原剂被Cl2氧化为+6价的硫酸盐，氯被还原为-1价；（4）铝的活泼性比铁强，加入铝把FeCl3中铁置换出来，同时生成易升华的氯化铝；
（5）最后残留固体的为氧化铁，n(Fe)=2×n(Fe2O3)= 2×0.32÷160=0.004mol
W(Fe)= 0.004×56÷16.25=0.014
某化学课外活动小组以海带为原料获得少量碘水，并以四氯化碳（沸点76.80C）为溶剂将碘从碘水中提取出来，具体过程如图所示。
请回答下列问题：
（1）操作①的名称为 、 ；
（2）操作②中用到氯气，请写出实验室制取氯气反应的离子方程式 ；
（3）向含碘单质的水溶液中加入CCl4振荡、静置后，观察到的现象是 ；
（4）操作③中，将含碘单质的水溶液与CCl4在分液漏斗中混合、振荡摇匀放在铁架台的铁圈上，分液漏斗的下端尖嘴处紧贴在承接的烧杯内壁上静置后，下面的操作步骤是 ；
（5）从含碘的有机溶剂中经过蒸馏可以提取碘和回收有机溶剂，该实验需要的主要玻璃仪器除酒精灯、烧杯、温度计、锥形瓶外，还需要 ，实验中温度计水银球所处位置为 ，锥形瓶中收集到物质的名称为 。
正确答案
（共14分）（1）溶解、过滤；（2分） （2）MnO2+4H++2Cl－
（3）溶液分层，上层为水层接近无色（1分），下层为CCl4层呈紫红色（1分）
（4）打开分液漏斗的玻璃塞（或将分液漏斗玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈的小口）（1分），再转动打开活 塞，使下层液体缓慢流下后（1分），关闭活塞，将上层液体从上口倒出（1分）
（5） 蒸馏烧瓶（答烧瓶或圆底烧瓶不得分）、冷凝管、牛角管（尾接管）（2分，答对1种不得分，答对2种得1分）； 蒸馏烧瓶支管口处（1分） 四氯化碳（2分）
试题分析：（1）过滤适用于不溶性固体和液体之间的一种分离方法，海带灰难溶于水，碘元素以碘离子的形式存在于溶液中，所以将海带烧成灰，向灰中加水搅拌用过滤分离它们，即操作①的名称溶解和过滤。
（2）实验室用浓盐酸与二氧化锰加热反应制取氯气，因此发生反应的离子方程式为MnO2＋4H+＋2Cl－
（3）单质碘易溶在四氯化碳，但四氯化碳的密度大于水的密度，因此实验现象是溶液分层，碘溶解在四氯化碳中，下层呈紫红色，上层是水层，接近无色。
（4）根据萃取的实验操作，打开分液漏斗的玻璃塞（或将分液漏斗玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈的小口），目的是为了使漏斗内外空气相通，以保证进行液体顺利流出，再转动打开活塞，使下层液体缓慢流下。因上层液体从下口流出，易产生杂质，所以关闭活塞，将上层液体从上口倒出。
（5）蒸馏是依据混合物中个组分沸点不同而分离的一种法，适用于除去易挥发、难挥发或不挥发杂质。 所以从含碘的有机溶剂中经过蒸馏可以提取碘和回收有机溶剂，蒸馏操作中所用的仪器有：带铁圈的铁架台，酒精灯，石棉网，蒸馏烧瓶，温度计，冷凝管，牛角管，锥形瓶（接收器）。所以还需要蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管（尾接管）；因温度计测量的是蒸汽的温度，故应放在蒸馏烧瓶的支管出口处；四氯化碳为常用的有机溶剂，易挥发。而碘为非金属单质，所以锥形瓶中收集到物质的名称为四氯化碳。
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