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7.某工業(yè)廢水僅含下表中的某些離子,且各種離子的物質的量濃度相等,均為0.1mol/L (此數(shù)值忽略水的電離及離子的水解)
陽離子K+  Ag+  Mg2+  Cu2+  Al3+  NH4+
陰離子Cl-  CO32- NO3 -  SO42- I-
甲同學欲探究廢水的組成,進行了如下實驗:
Ⅰ.取該無色溶液5mL,滴加一滴氨水有沉淀生成,且離子種類增加.
Ⅱ.用鉑絲蘸取溶液,在火焰上灼燒,透過藍色鈷玻璃觀察,無紫色火焰.
Ⅲ.另取溶液加入過量鹽酸,有無色氣體生成,該無色氣體遇空氣變成紅棕色.
Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2 溶液,有白色沉淀生成.
請推斷:
(1)由Ⅰ、Ⅱ判斷,溶液中一定不含有的陽離子是K+、NH4+、Cu2+
(2)Ⅲ中加入鹽酸生成無色氣體的離子方程式是6I-+2NO3-+8H+═3I2+2NO↑+4H2O.
(3)甲同學最終確定原溶液中所含陽離子有Mg2+、Al3+,陰離子有Cl-、I-、NO3-、SO42-;并據(jù)此推測原溶液應該呈酸性,原因是Mg2++2H2O?Mg(OH)2+2H+、Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+(用離子方程式說明).
(4)另取100mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,此過程中涉及的離子方程式為Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O.充分反應后過濾,洗滌,灼燒沉淀至恒重,得到的固體質量為0.4g.

分析 Ⅰ.取該無色溶液5mL,說明一定不含有Cu2+,滴加一滴氨水有沉淀生成,且離子種類增加,說明增加的是NH4+,所以原溶液中一定不含NH4+,可能含有Mg2+、Al3+,不含NH4+,CO32-
Ⅱ.用鉑絲蘸取少量溶液,在火焰上灼燒,無紫色火焰(透過藍色鈷玻璃觀察),說明沒有K+;
Ⅲ.另取溶液加入少量鹽酸,有無色氣體生成,該無色氣體遇空氣變成紅棕色,此時溶液依然澄清,說明有還原性離子 I-與NO3-和H+反應生成NO,即溶液中有I-、NO3-;,判斷一定不含有Ag+
Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,說明有SO42-,根據(jù)以上判斷分析.

解答 解:Ⅰ.取該無色溶液5mL,說明一定不含有Cu2+,滴加一滴氨水有沉淀生成,且離子種類增加,說明增加的是NH4+,所以原溶液中一定不含NH4+,可能含有Mg2+、Al3+,不含NH4+,CO32-;
Ⅱ.用鉑絲蘸取少量溶液,在火焰上灼燒,無紫色火焰(透過藍色鈷玻璃觀察),說明沒有K+;
Ⅲ.另取溶液加入少量鹽酸,有無色氣體生成,該無色氣體遇空氣變成紅棕色,此時溶液依然澄清,說明有還原性離子 I-與NO3-和H+反應生成NO,即溶液中有I-、NO3-;,判斷一定不含有Ag+;
Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,說明有SO42-
(1)由Ⅰ、Ⅱ判斷,溶液中一定不含有的陽離子是K+、NH4+、Cu2+;
故答案為:K+、NH4+、Cu2+;
(2)Ⅲ中加入少量鹽酸生成無色氣體,是I-與NO3-和H+反應生成NO,其離子方程式:6I-+2NO3-+8H+═3I2+2NO↑+4H2O;
故答案為:6I-+2NO3-+8H+═3I2+2NO↑+4H2O;
(3)由上述分析可知一定含有的陰離子I-、NO3-,SO42-,且各為0.1mol/L,依據(jù)電荷守恒可知,推斷出的陽離子含有Mg2+、Al3+,其濃度為0.1mol/L,由電荷守恒可知溶液中還有一種-1價的陰離子為Cl-,所以甲同學最終確定原溶液中所含陽離子是:Mg2+、Al3+;陰離子是:Cl-、I-、NO3-、SO42-,溶液中鎂離子和鋁離子水解溶液呈酸性,反應的離子方程式為:Mg2++2H2O?Mg(OH)2+2H+、Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+;
故答案為:Mg2+、Al3+;Cl-、I-、NO3-、SO42-;酸;Mg2++2H2O?Mg(OH)2+2H+、Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+
(4)另取100mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,Mg2+、Al3+ 反應生成Mg(OH)2,NaAlO2,涉及的離子方程式為Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O;充分反應后過濾,洗滌,灼燒沉淀至恒重,根據(jù)元素守恒:n(MgO)=n(Mg2+)=cV=0.1mol/L×0.1L=0.01mol;m(MgO)=0.01mol×40g/mol=0.4g;
故答案為:Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O;0.4.

點評 本題考查物質的檢驗、鑒別以及方程式的有關計算,題目難度中等,解答本題的關鍵是把握有關反應的化學方程式的書寫.

練習冊系列答案
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17.某同學用40mL 0.50mol/L鹽酸和40mL 0.55mol/L NaOH
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(1)圖示實驗裝置中缺少的一種儀器是環(huán)形玻璃攪拌棒,大、小燒杯間填滿泡沫塑料的作用是減少實驗過程中的熱量損失.
(2)若大燒杯上不蓋硬紙板,測得的△H將偏大(填“偏大”、“偏小”或“無影響”).
(3)該同學實驗數(shù)據(jù)記錄如下.
溫度實驗次數(shù)起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃
鹽酸NaOH溶液混合溶液
120.020.123.2
220.220.423.4
320.520.623.6
假設0.50mol/L鹽酸和0.55mol/LNaOH溶液的密度都是1g/cm3,中和后生成溶液的比熱容c=4.18J/(g•℃).依據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算,生成1mol水時的反應熱△H=-51.83kJ/mol.

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18.在標準狀況下,相同質量的下列氣體中體積最小的是( 。
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2.下列電離方程式錯誤的是( 。
A.(NH42SO4溶于水(NH42SO4═2NH4++SO42-
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C.HF溶于水HF?H++F
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12.下列說法正確的是( 。
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D.酸性氧化物均能與堿反應生成鹽和水
E.酸性氧化物均能與水反應生成相應的酸
F.堿性氧化物均能與水反應生成相應的堿

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6.硫酸銅是一種應用極其廣泛的化工原料.實驗中可將適量濃硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中,加熱使之反應完全,通過蒸發(fā)、結晶得到硫酸銅晶體(裝置如圖1所示).
(1)配制質量分數(shù)20%的硫酸需要100mL 98%的濃硫酸(密度為1.84g/cm3)和717.6ml蒸餾水.配制所需儀器除燒杯、量筒、膠頭滴管外,還需要的儀器玻璃棒.
(2)圖2是圖1的改進裝置,為符合綠色化學的要求,某研究性學習小組進行如下設計:
方案1:以空氣為氧化劑.將銅粉在某儀器A中反復灼燒,使銅與空氣充分反應生成氧化銅,再將氧化銅與稀硫酸反應.反應后,過濾、蒸發(fā)、結晶等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4•5H2O晶體.
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(3)方案1中的A儀器名稱是坩堝.
(4)方案2中物質甲可以是f (選填答案編號,下同),物質乙可以是bc.
a.Cu     b.CuCO3      c.CuO        d.氨水     e.氯水     f.雙氧水
(5)用銅粉制硫酸,上述方案1、方案2都不是十分理想,一種更符合綠色化學理念的是在氧氣存在時用熱稀硫酸與銅反應,其化學方程式是:2Cu+O2+2H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO4+2H2O.

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3.硫酸鋅是制備熒光粉的原料之一.工業(yè)上由鋅白礦(主要成分是ZnO,還含有Fe2O3、CuO、SiO2等雜質)制備ZnSO4•7H2O的流程如下.

已知:常溫下,溶液中的Fe3+、Zn2+、Fe2+以氫氧化物形式完全沉淀的pH分別為:3.7,6.5,9,7.
(1)浸取過程中提高浸出效率可采用的措施有將礦石粉碎或提高浸取溫度或適當增加酸的濃度等(任答一條),ZnO和硫酸反應的化學方程式為ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O.
(2)加入適量鋅粉的作用為:①使溶液中的Fe3+轉化為Fe2+;②除去Cu2+
(3)氧化過程中H2O2發(fā)生反應的離子方程式為H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O.
(4)加入適量Ca(OH)2調節(jié)溶液pH,促進Fe3+水解,F(xiàn)e3+水解反應的平衡常數(shù)表達式K=$\frac{{c}^{3}({H}^{+})}{c(F{e}^{3+})}$,Ca(OH)2不能過量的原因是防止生成Zn(OH)2

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

4.鋁灰是電解鋁或鑄造鋁生產工藝中產生的熔渣經冷卻加工后的產物,其作用成分為金屬鋁、三氧化二鋁、二氧化硅及少量的氧化亞鐵、氧化鐵等.用鋁灰制備Al2(SO43•18H2O,工藝流程如下(部分操作或條件略):
Ⅰ.向鋁灰中加入過量稀硫酸,過濾;
Ⅱ.向濾液中加入過量KMnO4溶液,然后調節(jié)溶液的PH約為3;
Ⅲ.加熱,產生大量棕色沉淀,靜置,上層溶液呈紫紅色;
Ⅳ.加入MnSO4至紫紅色消失,過濾;
Ⅴ.濃縮、結晶、分離,得到產品.
已知:生成氫氧化物沉淀與PH的關系
  Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3
 開始沉淀時 3.4 6.3 1.5
 完全沉淀時 4.7 8.3 2.8
(1)寫出步驟Ⅱ中加入過量KMnO4溶液時發(fā)生反應的離子方程式:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
(2)已知:一定條件下,MnO4-與Mn2+反應生成MnO2
①向步驟Ⅲ產生的沉淀中加入濃鹽酸并加熱,能說明沉淀中存在MnO2的現(xiàn)象是生成黃綠色氣體.
②Ⅳ中加入MnSO4的目的是除去過量的MnO4-
(3)對Al2(SO43粗產品進行定量分析,步驟如圖所示:

①操作c是稱量,所需儀器名稱為托盤天平.
②加入試劑b后發(fā)生反應的離子方程式為Al3++3NH3•H2O═Al(OH)3↓+3NH4+
③配制的Al2(SO43的待測液中c(Al3+)=5.0mol/L.(保留兩位有效數(shù)字)

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