- 比色法
- 共1072题
实验室以工业碳酸钙（含少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质）为原料制取CaCl2•2H2O和CaO2的主要流程如下：
（1）加入试剂X，调节溶液pH为碱性环境，以除去溶液中Al3+和Fe3+，滤渣的主要成分是______．试剂X可以选择下列的______（填编号）．
A．CaO B．CaCO3 C．NH3•H2O D．Ba（OH）2
（2）操作II中进行蒸发浓缩时，除三角架、酒精灯外，还需要的仪器有______．
（3）由CaCl2制取CaO2的反应中，温度不宜太高的原因是______．
（4）用下列装置测定工业碳酸钙的质量分数
①检验装置B气密性良好的实验过程是______．
②按A-B-C-D顺序连接，然后从A装置通入空气，目的是______．
③装置D的作用为______．
④实验时，准确称取10.00g工业碳酸钙3份，进行3次测定，测得BaCO3沉淀的平均质量为17.73g，则样品中CaCO3的质量分数为______．
正确答案
解：（1）1）调节溶液pH为碱性环境，以除去溶液中Al3+和Fe3+，可以使之转化为氢氧化物沉淀而除去滤渣的主要成分是氢氧化铝和氢氧化铁，为了保证不引入杂质离子，所以中和盐酸的酸性调节pH值可以用氧化钙或是碳酸钙，故答案为：Fe（OH）3、Al（OH）3；AB；
（2）根据蒸发操作所需仪器有玻璃棒、蒸发皿、酒精灯、三脚架，故答案为：玻璃棒和蒸发皿；
（3）根据温度过高会导致双氧水分解，引起实验误差，故答案为：温度过高会导致双氧水分解；
（4）①根据气压原理来判断装置的气密性，方法是关闭导管出口以及分液漏斗的瓶塞，打开分液漏斗的旋塞，液体不往下滴，证明气密性良好，故答案为：关闭导管出口以及分液漏斗的瓶塞，打开分液漏斗的旋塞，液体不往下滴，证明气密性良好；
②根据实验原理，保证碳酸钙和盐酸反应产生的二氧化碳的放出是关键，所以从A装置通入空气，目的是保证碳酸钙和盐酸反应产生的二氧化碳全部进入下一个装置，故答案为：让生成的二氧化碳全部放出，进入C装置，确保实验结果的准确性；
③碳酸钙和盐酸反应产生的二氧化碳的量不能受外界空气中二氧化碳和水的干扰，装置D的作用为防止空气中的二氧化碳进入装置C中，引起实验误差，故答案为：防止空气中的二氧化碳进入装置C中，引起实验误差；
④根据碳酸钙中碳元素守恒，碳酸钙中的碳元素先成为二氧化碳，然后是二氧化碳在和氢氧化钡反应得到碳酸钡沉淀，碳酸钡中的碳元素全部来自碳酸钙中，所以17.73gBaCO3沉淀的物质的量为
解析
解：（1）1）调节溶液pH为碱性环境，以除去溶液中Al3+和Fe3+，可以使之转化为氢氧化物沉淀而除去滤渣的主要成分是氢氧化铝和氢氧化铁，为了保证不引入杂质离子，所以中和盐酸的酸性调节pH值可以用氧化钙或是碳酸钙，故答案为：Fe（OH）3、Al（OH）3；AB；
（2）根据蒸发操作所需仪器有玻璃棒、蒸发皿、酒精灯、三脚架，故答案为：玻璃棒和蒸发皿；
（3）根据温度过高会导致双氧水分解，引起实验误差，故答案为：温度过高会导致双氧水分解；
（4）①根据气压原理来判断装置的气密性，方法是关闭导管出口以及分液漏斗的瓶塞，打开分液漏斗的旋塞，液体不往下滴，证明气密性良好，故答案为：关闭导管出口以及分液漏斗的瓶塞，打开分液漏斗的旋塞，液体不往下滴，证明气密性良好；
②根据实验原理，保证碳酸钙和盐酸反应产生的二氧化碳的放出是关键，所以从A装置通入空气，目的是保证碳酸钙和盐酸反应产生的二氧化碳全部进入下一个装置，故答案为：让生成的二氧化碳全部放出，进入C装置，确保实验结果的准确性；
③碳酸钙和盐酸反应产生的二氧化碳的量不能受外界空气中二氧化碳和水的干扰，装置D的作用为防止空气中的二氧化碳进入装置C中，引起实验误差，故答案为：防止空气中的二氧化碳进入装置C中，引起实验误差；
④根据碳酸钙中碳元素守恒，碳酸钙中的碳元素先成为二氧化碳，然后是二氧化碳在和氢氧化钡反应得到碳酸钡沉淀，碳酸钡中的碳元素全部来自碳酸钙中，所以17.73gBaCO3沉淀的物质的量为
已知反应：
①将钛铁矿与浓H2SO4煮解：FeTiO3+2H2SO4（浓）
②加水热分解硫酸氧钛：TiOSO4+（n+1）H2O
请回答下列问题：
（1）副产品甲是______，可循环利用的物质是______．
（2）上述生产流程中加入铁屑的目的是______．
（3）写出中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应的方程式为：______．
（4）“硫酸法”生产钛排放的废液对水体有哪些污染，请指出主要的两点：
①______；②______．
针对其中一项污染，提出处理的方法：______．
正确答案
解：钛铁矿（主要成分是：FeTiO3，还含有少量Mn、Zn、Cr、Cu等重金属元素及脉石等杂质）中加入浓硫酸，FeTiO3发生反应：FeTiO3+2H2SO4（浓）
（1）从流程图硫酸与过量的铁反应可知，副产品甲是FeSO4•7H2O，可循环利用的物质是硫酸，
故答案为：FeSO4•7H2O；硫酸；
（2）铁可与Fe3+反应生成Fe2+，加入铁屑，可防止Fe2+氧化，
故答案为：防止Fe2+氧化（成Fe3+）；
（3）中间产物乙为TiO2，TiO2与焦炭、氯气在高温下发生反应生成四氯化钛和一氧化碳，反应的方程式为：TiO2+2Cl2+2C
故答案为：TiO2+2Cl2+2C
（4）①②“硫酸法”生产钛排放的废液为酸性，会产生酸污染，并且与Ti共存的其它重金属的废液对水体有污染，
故答案为：①酸污染 ②重金属离子（Cu2+、Cr3+等）污染；
针对产生酸污染可以加入熟石灰中和，针对重金属离子污染可通过沉淀法除去，
故答案为：沉淀法．
解析
解：钛铁矿（主要成分是：FeTiO3，还含有少量Mn、Zn、Cr、Cu等重金属元素及脉石等杂质）中加入浓硫酸，FeTiO3发生反应：FeTiO3+2H2SO4（浓）
（1）从流程图硫酸与过量的铁反应可知，副产品甲是FeSO4•7H2O，可循环利用的物质是硫酸，
故答案为：FeSO4•7H2O；硫酸；
（2）铁可与Fe3+反应生成Fe2+，加入铁屑，可防止Fe2+氧化，
故答案为：防止Fe2+氧化（成Fe3+）；
（3）中间产物乙为TiO2，TiO2与焦炭、氯气在高温下发生反应生成四氯化钛和一氧化碳，反应的方程式为：TiO2+2Cl2+2C
故答案为：TiO2+2Cl2+2C
（4）①②“硫酸法”生产钛排放的废液为酸性，会产生酸污染，并且与Ti共存的其它重金属的废液对水体有污染，
故答案为：①酸污染 ②重金属离子（Cu2+、Cr3+等）污染；
针对产生酸污染可以加入熟石灰中和，针对重金属离子污染可通过沉淀法除去，
故答案为：沉淀法．
无水氯化铝是白色晶体，露置在空气中极易水解，在178℃升华，装有无水氯化铝试剂瓶露置空气中，会产生大量白雾，氯化铝常作为有机合成和石油工业的催化剂．如图是实验室制取氯气并用于制取少量无水氯化铝的装置的仪器和药品．可供选用的试剂如下：
A．饱和食盐水 B．水 C．浓H2SO4 D．碱石灰 E．铝粉 F．二氧化锰 G．浓盐酸 H．烧碱溶液
回答下列问题：（1）写出AlCl3露置在空气中生成白雾的化学方程式：______．
（2）从上述仪器中选取若干连成一制备并保存无水AlCl3的装置，用图中各管口标号按先后可连接为：d接e，______接______，______接______，______接______．
（3）填写连接装置中各选用仪器里应盛放的物质：
（4）设计使用（5）仪器和药品有两个主要作用是：______和______．
正确答案
解：（1）AlCl3露置在空气中与空气中水发生水解反应生成氢氧化铝和氯化氢，氯化氢极易溶于水，与空气中的水蒸气结合，所以会生成白雾，反应的化学方程式为：AlCl3+3H2O⇌Al（OH）3+3HCl，
故答案为：AlCl3+3H2O⇌Al（OH）3+3HCl；
（2）验室制备无水氯化铁，需要先制取氯气，用2装置，根据题意3用于除去氯气中的氯化氢，4用于干燥氯气，由于无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl3•nH2O，所以5防止空气中的水蒸气进入，同时吸收未反应的氯气，防止污染空气，则仪器的连接顺序为d→e→f→g→h→a→b→c，
故答案为：f；g；h；a；b；c；
（3）实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下制备氯气，装置3用于除去氯化氢，可用饱和食盐水，装置4用于干燥氯气，可用浓硫酸，铝和氯气在装置1中进行反应，5加入碱石灰，可吸收氯气，
故答案为：
（4）因为氯化铝易发生水解，故应该防止空气中的水蒸气进入（1）装置，而碱石灰为氧化钙和氢氧化钠的混合物，能吸收水蒸气，因碱石灰又能吸收尾气氯气，所以该实验设计使用（5）仪器和药品有两个主要作用是：防止空气中的水分进入（1）中，吸收剩余氯气防止空气污染，
故答案为：防止空气中的水分进入（1）中；吸收剩余氯气防止空气污染．
解析
解：（1）AlCl3露置在空气中与空气中水发生水解反应生成氢氧化铝和氯化氢，氯化氢极易溶于水，与空气中的水蒸气结合，所以会生成白雾，反应的化学方程式为：AlCl3+3H2O⇌Al（OH）3+3HCl，
故答案为：AlCl3+3H2O⇌Al（OH）3+3HCl；
（2）验室制备无水氯化铁，需要先制取氯气，用2装置，根据题意3用于除去氯气中的氯化氢，4用于干燥氯气，由于无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl3•nH2O，所以5防止空气中的水蒸气进入，同时吸收未反应的氯气，防止污染空气，则仪器的连接顺序为d→e→f→g→h→a→b→c，
故答案为：f；g；h；a；b；c；
（3）实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下制备氯气，装置3用于除去氯化氢，可用饱和食盐水，装置4用于干燥氯气，可用浓硫酸，铝和氯气在装置1中进行反应，5加入碱石灰，可吸收氯气，
故答案为：
（4）因为氯化铝易发生水解，故应该防止空气中的水蒸气进入（1）装置，而碱石灰为氧化钙和氢氧化钠的混合物，能吸收水蒸气，因碱石灰又能吸收尾气氯气，所以该实验设计使用（5）仪器和药品有两个主要作用是：防止空气中的水分进入（1）中，吸收剩余氯气防止空气污染，
故答案为：防止空气中的水分进入（1）中；吸收剩余氯气防止空气污染．
高铁酸钾是一种高效多功能水处理剂．工业上常采用NaClO氧化法生产，反应原理为：
①在碱性条件下，利用NaClO氧化Fe（NO3）3制得Na2FeO4；3NaClO+2Fe（NO3）3+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O
②Na2FeO4与KOH反应生成K2FeO4：Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH
主要的生产流程如下：
（1）写出反应①的离子方程式______
（2）流程图中“转化”（反应③）是在某低温下进行的，说明此温度下Ksp（K2FeO4）______Ksp（Na2FeO4）（填“＞”或“＜”或“=”）．
（3）反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响．
图1为不同的温度下，Fe（NO3）3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响；
图2为一定温度下，Fe（NO3）3质量浓度最佳时，NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响．
①工业生产中最佳温度为______℃，此时Fe（NO3）3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为______．
②若Fe（NO3）3加入过量，在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4，此反应的离子方程式：______
（4）K2FeO4 在水溶液中易水解：4FeO42-+10H2O 
A．H2O B．CH3COONa、异丙醇C．NH4Cl、异丙醇 D．Fe（NO3）3、异丙醇．
正确答案
解：（1）反应①为氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠与水，反应离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O．
故答案为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O．
（2）由流程图可知，“转化”（反应③）是Na2FeO4→K2FeO4，该转化是在某低温下进行的，说明此温度下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4，所以Ksp（K2FeO4）＜Ksp（Na2FeO4）．
故答案为：＜．
（3）①由图1可知，Fe（NO3）3浓度一定，温度在26℃时，K2FeO4的生成率最高，故工业生产中最佳温度为26℃．
由图1可知，Fe（NO3）3浓度在330g/L时，K2FeO4的生成率最高，由图2可知，NaClO在2575g/L时，K2FeO4的生成率最高，所以Fe（NO3）3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为330g/L：275g/L=6：5．
故答案为：26；6：5．
②由信息可知，碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4，根据元素守恒还应生成H2O，反应中FeO42-→FeO43-，铁元素化合价由+6价降低为+5价，总共降低1价，Fe3+→FeO43-，铁元素化合价由+3价升高为+5价，总共升高2价，化合价升降最小公倍数为2，所以FeO42-系数为2，Fe3+系数为1，根据铁元素守恒确定FeO43-系数为3，根据电荷守恒确定OH-系数8，根据氢元素守恒确定H2O系数为4，反应离子方程式为2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O．
故答案为：2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O．
（4）K2FeO4 在水溶液中易水解呈碱性，应选择碱性非水溶液抑制K2FeO4水解，进行洗涤．
A．H2O，不能抑制水解，且容易损失，故A错误；
B．CH3COONa、异丙醇，能抑制水解，减少洗涤损失，故B正确；
C．NH4Cl、异丙醇，不能抑制水解，促进水解，故C错误；
D．Fe（NO3）3、异丙醇，不能抑制水解，促进水解，故D错误．
故选：B．
解析
解：（1）反应①为氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠与水，反应离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O．
故答案为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O．
（2）由流程图可知，“转化”（反应③）是Na2FeO4→K2FeO4，该转化是在某低温下进行的，说明此温度下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4，所以Ksp（K2FeO4）＜Ksp（Na2FeO4）．
故答案为：＜．
（3）①由图1可知，Fe（NO3）3浓度一定，温度在26℃时，K2FeO4的生成率最高，故工业生产中最佳温度为26℃．
由图1可知，Fe（NO3）3浓度在330g/L时，K2FeO4的生成率最高，由图2可知，NaClO在2575g/L时，K2FeO4的生成率最高，所以Fe（NO3）3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为330g/L：275g/L=6：5．
故答案为：26；6：5．
②由信息可知，碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4，根据元素守恒还应生成H2O，反应中FeO42-→FeO43-，铁元素化合价由+6价降低为+5价，总共降低1价，Fe3+→FeO43-，铁元素化合价由+3价升高为+5价，总共升高2价，化合价升降最小公倍数为2，所以FeO42-系数为2，Fe3+系数为1，根据铁元素守恒确定FeO43-系数为3，根据电荷守恒确定OH-系数8，根据氢元素守恒确定H2O系数为4，反应离子方程式为2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O．
故答案为：2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O．
（4）K2FeO4 在水溶液中易水解呈碱性，应选择碱性非水溶液抑制K2FeO4水解，进行洗涤．
A．H2O，不能抑制水解，且容易损失，故A错误；
B．CH3COONa、异丙醇，能抑制水解，减少洗涤损失，故B正确；
C．NH4Cl、异丙醇，不能抑制水解，促进水解，故C错误；
D．Fe（NO3）3、异丙醇，不能抑制水解，促进水解，故D错误．
故选：B．
硫代硫酸钠（Na2S2O3•5H2O）俗名“大苏打”，又称为“海波”，可用于照相业作定型剂，也可用于纸浆漂白作脱氧剂，它易溶于水，难溶于乙醇，加热、遇酸均易分解，工业上常用亚硫酸钠法、硫化碱法等制备，某实验模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠，其反应装置及所需试剂如图1：
实验具体操作步骤为：
①开启分液漏斗，使硫酸慢慢滴下，适当调节分液漏斗的滴速，使反应产生的SO2气体均匀的通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中，同时开启电动搅拌器搅动，水浴加热，微沸
②直至析出的浑浊不再消失，并控制溶液的PH接近7时，停止通入SO2气体
③趁热过滤，将滤液加热浓缩，冷却析出Na2S2O3•5H2O
④在经过滤、洗涤、干燥．得到所需产品
（1）写出仪器A的名称______，步骤④中洗涤时，为了减少产物的损失的试剂可以是______
（2）为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中不能让溶液PH＜7，请用离子方程式解释原因______
（3）最后得到的产品可能含有反应Na2SO4杂质，请设计实验检测产品中是否存在Na2SO4（已知BaS2O3不溶于水），简要说明实验操作．现象和结论______
（4）测定产品纯度
①准确称取1.00g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂用
0.1000mol•L-1碘的标准溶液滴定，反应原理为2S2O32-+I2 ═S4O32-+2I-，滴定起始和终点的滴定管液面位置如图2则消耗碘的标准溶液体积为______ mL，产品的纯度为______%
②若滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，则会使样品中Na2S2O3•5H2O的质量分数的测量结果______（填“偏高”“偏低”或“不变”）．
（5）Na2S2O3常用于脱氧剂，在溶液易被Cl2氧化SO42-，该反应的离子方程式为．______．
正确答案
解：（1）由仪器结构特征，可知A为蒸馏烧瓶；由题目信息可知，硫代硫酸钠易溶于水、难溶于乙醇，应用乙醇洗涤，减少因溶解导致损失，故答案为：蒸馏烧瓶；乙醇；
（2）Na2S2O3在酸性条件下会生成S和二氧化硫，产率会下降，其反应的离子方程式为：S2O32-+2H+=S↓+H2O+SO2↑，故答案为：S2O32-+2H+=S↓+H2O+SO2↑；
（3）检测产品中是否存在Na2SO4的实验方案为：取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液（或过滤，取滤液）、滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质，故答案为：取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液（或过滤，取滤液）、滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质；
（4）根据图示的滴定管中液面可知，滴定管中初始读数为2.50mL，滴定终点液面读数为18.50mL，所以消耗碘的标准溶液体积为18.50mL-2.50mL=16.00mL；
根据反应2S2O32-+I2═S4O62-+2I-可知，n（S2O32-）=2n（I2），所以1.00 g产品中含有Na2S2O3•5H2O质量为：0.1000 mol•L-1×16.00×10-3L×2×248g/mol=0.7936g，故则产品的纯度为
（5）Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO42-，配平后的离子方程式为：S2O32‾+4Cl2+5H2O=2SO42‾+8Cl‾+10H+，故答案为：S2O32‾+4Cl2+5H2O=2SO42‾+8Cl‾+10H+．
解析
解：（1）由仪器结构特征，可知A为蒸馏烧瓶；由题目信息可知，硫代硫酸钠易溶于水、难溶于乙醇，应用乙醇洗涤，减少因溶解导致损失，故答案为：蒸馏烧瓶；乙醇；
（2）Na2S2O3在酸性条件下会生成S和二氧化硫，产率会下降，其反应的离子方程式为：S2O32-+2H+=S↓+H2O+SO2↑，故答案为：S2O32-+2H+=S↓+H2O+SO2↑；
（3）检测产品中是否存在Na2SO4的实验方案为：取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液（或过滤，取滤液）、滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质，故答案为：取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液（或过滤，取滤液）、滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质；
（4）根据图示的滴定管中液面可知，滴定管中初始读数为2.50mL，滴定终点液面读数为18.50mL，所以消耗碘的标准溶液体积为18.50mL-2.50mL=16.00mL；
根据反应2S2O32-+I2═S4O62-+2I-可知，n（S2O32-）=2n（I2），所以1.00 g产品中含有Na2S2O3•5H2O质量为：0.1000 mol•L-1×16.00×10-3L×2×248g/mol=0.7936g，故则产品的纯度为
（5）Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO42-，配平后的离子方程式为：S2O32‾+4Cl2+5H2O=2SO42‾+8Cl‾+10H+，故答案为：S2O32‾+4Cl2+5H2O=2SO42‾+8Cl‾+10H+．
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