12.某溶液含有的离子为表中离子中的几种(不考虑水的电离及离子的水解)。溶液中阴离子的物质的量为 0.2 mol,阳离子的物质的量为0.3 mol,阳离子只有两种。
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阳离子 |
Ba2+ NH Fe3+ Al3+ Fe2+ |
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阴离子 |
OH- CO Cl- SO SO |
①向原溶液中加入过量稀盐酸,无气体生成,得到溶液A。
②向溶液A中加入过量稀HNO3,再加AgNO3溶液,析出白色沉淀。过滤,得到滤液B。
③往滤液B中加入过量NaOH溶液并加热,有4.48 L刺激性气味的气体产生(不考虑气体溶解于水或与水反应,体积已折算为标准状况下的体积),同时有红褐色沉淀生成。过滤,得到滤液C,此过程中沉淀的量不减少。
④向原溶液中加入稀HNO3,再加入足量BaCl2溶液,有46.6 g白色沉淀生成。
根据上述实验回答下列问题。
(1)写出步骤③中产生红褐色沉淀的离子方程式:
________________________________________________________________________。
(2)原溶液中一定不存在的阴离子是_________________________________。
(3)原溶液中的物质在空气中很容易被氧化,设计简单实验予以证明。简述操作步骤及可能观察到的实验现象:
________________________________________________________________________。
(4)若原溶液由一种盐溶解于水制得,则该盐的化学式为
__________________。
(5)若原溶液由R和M(摩尔质量R>M)两种盐溶解于水制得,则R和M的化学式分别为________、________,其物质的量之比为________。实验室用工业废料制备盐R,在利用重结晶方法精制该盐时,需要趁热过滤,趁热过滤的目的是______________________________。
解析:由①可知溶液中不含SO和CO,由④可知溶液中含有SO,n(SO)=n(BaSO4)=0.2 mol,由于溶液中阴离子的物质的量为0.2 mol,所以溶液中含有的阴离子只有SO。由于含有SO,故不含Ba2+。由③可知溶液中含有NH,n(NH)=n(NH3)=0.2 mol,由溶液中阳离子的物质的量为0.3 mol和电荷守恒可知,溶液中的另一种阳离子只能是Fe2+。综上,溶液中含有NH、Fe2+和SO。
答案:(1)Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
(2)OH-、CO、Cl-、SO
(3)取原溶液少许于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液变为红色,则证明原溶液中有物质被氧化(其他合理答案均可)
(4)(NH4)2Fe(SO4)2
(5)FeSO4 (NH4)2SO4 1∶1 减少过滤时FeSO4的损失
11.紫菜与海带类似,是一种富含生物碘的海洋植物。商品紫菜轻薄松脆、比海带更易被焙烧成灰(此时碘转化为碘化物无机盐),用于碘单质的提取。
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乙醇 |
四氯化碳 |
碘(晶体) |
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密度(g/cm3) |
0.789 3 |
1.595 |
4.94 |
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沸点(℃) |
78.5 |
76.8 |
184.35 |
(1)实验室中焙烧紫菜用到的仪器有________(填写相应的字母)。
A.烧杯 B.表面皿 C.蒸发皿 D.坩埚 E.试管
F.酒精灯 G.三脚架 H.泥三角
(2)将焙烧所得的紫菜灰与足量的双氧水和稀硫酸作用,其目的是________________________________________________________________________。
(3)________(填一种基本操作的名称),弃去残渣,将所得的产物转入________(填一种玻璃仪器的名称)中,加入少量的________(填本题表格中一种最佳化学试剂的名称),振荡、静置,首先将________分离出来。
(4)将装置图中缺少的必要仪器补画出来以最终获得固态的单质碘(不考虑碘的进一步提纯)。
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解析:本题的实验目的是从紫菜中提取碘单质。操作过程是将紫菜焙烧,将碘转化为碘单质,利用分液的方法分离出碘的有机溶液,然后再蒸馏。(1)焙烧需要坩埚,坩埚放在泥三角上,泥三角放在三脚架上加热。(3)选用四氯化碳作萃取剂,有机层在下层,首先分离出下层液体。
答案:(1)D、F、G、H (2)将溶液中的I-转化为I2
(3)过滤 分液漏斗 四氯化碳 紫色下层液体
(4)①、②中只要画出一个即可,③、④、⑤必画(其中③水溶液液面与烧杯内液体相对高度可不作要求,⑤必须是锥形瓶、木块可以不画)
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二、非选择题
10.实验室有NaHSO4、Ba(OH)2、NH3·H2O、NaHCO3、KAl(SO4)2五种无色溶液,现欲通过它们之间的相互反应的现象对其进行鉴别。部分物质间的反应现象如表所示。
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A |
B |
C |
D |
E |
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A |
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↓ |
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B |
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↑ |
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↓ |
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C |
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↑ |
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↓↑ |
↓ |
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D |
↓ |
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↑↓ |
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↓ |
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E |
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↓ |
↓ |
↓ |
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表中“↑”表示生成气体物质,“↓”表示生成沉淀。
根据以上信息,回答以下问题。
(1)B、E的化学式分别为________、________。
(2)写出A的电离方程式:___________________________________________。
(3)C、D两溶液反应的离子方程式为_________________________________。
(4)向含有0.1 mol溶质的D溶液中滴加E溶液,所生成沉淀的物质的量之和最多为________mol。
解析:(1)C与D反应生成气体和沉淀,则C、D分别是NaHCO3、KAl(SO4)2之一。B与C反应只有气体生成,则B、C分别是NaHSO4和NaHCO3之一。据此可知C是NaHCO3,则D是KAl(SO4)2,B是NaHSO4。又由于E与B、C、D反应都有沉淀生成,故E是Ba(OH)2,A是NH3·H2O。(2)NH3·H2O是弱电解质,书写其电离方程式时要用可逆符号。(3)Al3+与HCO发生的是水解相互促进的反应。(4)当KAl(SO4)2与Ba(OH)2按1∶1.5 的物质的量之比混合时,Al3+恰好完全沉淀,方程式为2KAl(SO4)2+3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓+K2SO4;当KAl(SO4)2与Ba(OH)2按1∶2的物质的量之比混合时,SO完全沉淀,方程式为KAl(SO4)2+2Ba(OH)2===KAlO2+2BaSO4↓+2H2O。可见,当KAl(SO4)2与Ba(OH)2按1∶1.5的物质的量之比混合时,沉淀量最多。观察方程式可知0.1 mol KAl(SO4)2参与反应时生成0.25 mol 沉淀。
答案:(1)NaHSO4 Ba(OH)2
(2)NH3·H2ONH+OH-
(3)Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
(4)0.25
6.下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是( )
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选项 |
实验操作 |
实验目的或结论 |
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A |
向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末,搅拌一段时间后过滤 |
除去MgCl2溶液中少量FeCl3 |
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B |
向某溶液中加入BaCl2溶液生成白色沉淀,继续加稀硝酸沉淀不消失 |
证明溶液中含 SO |
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C |
向某溶液中加入稀盐酸,放出无色无味气体,将气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊 |
证明该溶液中存在CO |
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D |
两支试管中装有等体积、等浓度的H2O2溶液,向其中一支试管中加入FeCl3溶液 |
FeCl3溶液对 H2O2分解速 率无影响 |
解析:选A FeCl3溶液中存在水解平衡:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入足量Mg(OH)2粉末(不引入新的杂质离子)能使水解平衡正向移动,Fe3+以Fe(OH)3的形式而沉淀析出,从而达到除杂的目的,A正确;“向某溶液中加入BaCl2溶液生成白色沉淀,继续加稀硝酸沉淀不消失”,该溶液中可能存在Ag+、SO、HSO,B错误;“向某溶液中加入稀盐酸,放出无色无味气体,将气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊”,该溶液中还可能存在HCO等,C错误;FeCl3溶液对H2O2分解有催化作用,D错误。