
初中化學(xué)物質(zhì)的檢驗、鑒別、除雜是中考化學(xué)??嫉囊活愵}型,主要考察同學(xué)們對各個物質(zhì)反應(yīng)生成的物質(zhì)的熟練程度,各種物質(zhì)的性質(zhì),可以綜合考察學(xué)生的解題能力。以下給大家總結(jié)一下常見物質(zhì)的除雜和鑒別的基本知識,希望大家能牢記!
熱點01 物質(zhì)的鑒別
1.檢驗和鑒別方法和思路:加試劑、看現(xiàn)象、定結(jié)論。
2.物質(zhì)的檢驗和鑒別的原則:
① 操作簡便:能用物理方法鑒別的不用化學(xué)方法;能用一種試劑鑒別的不用多種試劑。
② 現(xiàn)象明顯:必須生成沉淀、氣體、顏色的變化。
③ 具有干擾性的物質(zhì):
鑒別Cl-和SO42-時,只能用BaCl2溶液不能用AgNO3溶液。
檢驗Na2CO3和NaOH時,先檢驗Na2CO3并除之;最后檢驗NaOH。
3.常見氣體的檢驗方法及現(xiàn)象
4.常見離子的檢驗
5.日常生活中一些物質(zhì)的特定檢驗方法
①棉織品、毛織品、化纖的鑒別——采用灼燒法
②硬水和軟水的鑒別——用肥皂水,產(chǎn)生泡沫較多的是軟水;泡沫較少,浮渣較多的是硬水。
③塑料的鑒別(熱塑性和熱固性)——取樣,加熱,能熔化的是熱塑性塑料,不能熔化的是熱固性塑料。
④銨態(tài)化肥的鑒別——加熟石灰研磨,銨態(tài)氮肥(銨鹽)能放出具有刺激性氣味的氣體。
熱點02 物質(zhì)的分離和提純
1.常用的物理方法
(1)過濾:用于固體不溶物與液體的分離。
(2)蒸發(fā):用加熱使溶劑不斷揮發(fā),從而使溶液濃縮或使溶質(zhì)析出。
2.常用的化學(xué)方法
(1)溶解過濾法:Cu(Fe)、Cu(CuO)---加稀鹽酸溶解后過濾
(2)生成氣體法:NaCl溶液(Na2CO3)---加適量稀鹽酸
(3)生成沉淀法:NaCl溶液(CaCl2)---加適量碳酸鈉溶液后過濾
(4)酸堿中和法:NaCl溶液(NaOH)---加適量稀鹽酸
3.相關(guān)物質(zhì)的除雜
(1)H2[HCl] 通入氫氧化鈉溶液:HCl+NaOH=NaCl+ H2O
(2)CO2[HCl]通入飽和的碳酸氫鈉溶液:HCl+NaHCO3= NaCl+H2O+ CO2↑
(3)CO[CO2] 通入足量的石灰水 或足量的氫氧化鈉溶液: CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
(4)CO2[CO] 通過灼熱的氧化銅 CO+CuO △ Cu+CO2
(5)氣體的干燥H2、 CO2、 CO[H2O] 可用濃硫酸、無水氯化鈣、氫氧化鈉固體、堿石灰(氧化鈣和氫氧化鈉固體混合物)、無水硫酸銅等除去。
熱點01 物質(zhì)的檢驗和鑒別
1.(2023?青島)實驗室有兩瓶失去標(biāo)簽的無色溶液,分別是稀鹽酸和稀硫酸。下列物質(zhì)能區(qū)分兩瓶溶液的是( )
A.紫色石蕊試液B.生銹的鐵釘
C.氫氧化鈉溶液D.氯化鋇溶液
【答案】D
【解析】A、稀鹽酸和稀硫酸均顯酸性,均能使紫色石蕊試液變紅色,不能鑒別,故選項錯誤。
B、生銹的鐵釘表面的氧化鐵均能與稀鹽酸、稀硫反應(yīng),分別生成氯化鐵和水、硫酸鐵和水,現(xiàn)象相同,不能鑒別,故選項錯誤。
C、稀鹽酸、稀硫酸均能與氫氧化鈉溶液反應(yīng),分別生成氯化鈉和水、硫酸鈉和水,均無明顯現(xiàn)象,不能鑒別,故選項錯誤。
D、氯化鋇溶液與稀鹽酸不反應(yīng),與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和鹽酸,會產(chǎn)生白色沉淀,可以鑒別,故選項正確。
故選:D。
2.(2023?云南)下列實驗方案設(shè)計合理的是( )
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【解析】A、尿素和硫酸鉀都不能和氫氧化鈣反應(yīng),都無明顯現(xiàn)象,不能區(qū)分兩種物質(zhì),該選項不正確。
B、氫氣燃燒生成水,無明顯現(xiàn)象,甲烷燃燒生成水和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,能夠區(qū)分兩種物質(zhì),該選項正確。
C、氯化鈉溶解度受溫度變化影響較小,硝酸鉀溶解度受溫度變化影響較大,應(yīng)該把固體溶解,降溫結(jié)晶,該選項不正確。
D、稀硫酸和氧化鐵反應(yīng)生成硫酸鐵和水,和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,將鐵制品長時間浸泡在過量的稀硫酸中,鐵也能夠反應(yīng),該選項不正確。
故選:B。
熱點02 物質(zhì)的分離和提純
3.(2023?無錫)下列除雜方法能達到實驗?zāi)康牡氖牵ɡㄌ栔械奈镔|(zhì)為雜質(zhì))( )
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】A、除去二氧化碳中的一氧化碳不能夠用點燃的方法,這是因為當(dāng)二氧化碳(不能燃燒、不能支持燃燒)大量存在時,少量的一氧化碳是不會燃燒的,故選項錯誤。
B、Fe2O3和Fe均能與過量稀鹽酸反應(yīng),不但能把雜質(zhì)除去,也會把原物質(zhì)除去,不符合除雜原則,故選項錯誤。
C、KCl易溶于水,MnO2難溶于水,可采取加水溶解、過濾的方法進行分離除雜,故選項正確。
D、K2CO3能與適量Ca(NO3)2溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和硝酸鉀,能除去雜質(zhì)但引入了新的雜質(zhì)硝酸鉀,不符合除雜原則,故選項錯誤。
故選:C。
4.(2023?哈爾濱)除去下列物質(zhì)中的少量雜質(zhì),所用試劑和操作方法都正確的是( )
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【解析】A、二氧化碳能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水,氮氣不與氫氧化鈉溶液反應(yīng),再通過濃硫酸進行干燥,能除去雜質(zhì)且沒有引入新的雜質(zhì),符合除雜原則,故選項所采取的方法正確。
B、過量KOH溶液能與硝酸鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和硝酸鉀,雖然除去了雜質(zhì)但是引入了新的雜質(zhì)氫氧化鉀(過量的),不符合除雜原則,故選項所采取的方法錯誤。
C、銅與稀鹽酸不反應(yīng),氫氧化銅與足量稀鹽酸反應(yīng)生成氯化銅和水,再過濾、干燥即可得到銅,而過濾、蒸發(fā)結(jié)晶得到的是氯化銅,不符合除雜原則,故選項所采取的方法錯誤。
D、氯化鈉易溶于水,泥沙難溶于水,可采取加水溶解、過濾、蒸發(fā)結(jié)晶的方法進行分離除雜,故選項所采取的方法錯誤。
故選:A。
1.(2023?鎮(zhèn)江一模)下列各組溶液,不用其它試劑就不能鑒別出來的是( )
A.K2CO3、HNO3、CaCl2、AgNO3
B.CuSO4、KOH、Ba(NO3)2、NaCl
C.Ca(NO3)2、HCl、Na2CO3、KNO3
D.MgSO4、BaCl2、KOH、HCl
【答案】A
【解析】A、組內(nèi)四種物質(zhì)的溶液兩兩混合時,其中有一種溶液與其它三種溶液混合時能出現(xiàn)兩次白色沉淀和一次放出氣體,該溶液為K2CO3溶液;與K2CO3溶液產(chǎn)生氣體的溶液為硝酸,產(chǎn)生白色沉淀的為CaCl2、AgNO3;不加其它試劑不能鑒別CaCl2、AgNO3,故選項正確。
B、硫酸銅溶液是藍色的,將硫酸銅分別加入剩余三種溶液的樣品中,產(chǎn)生藍色沉淀的氫氧化鉀溶液,產(chǎn)生白色沉淀的是硝酸鋇溶液,沒有明顯現(xiàn)象的是氯化鈉溶液,不加其它試劑可以鑒別,故選項錯誤。
C、取樣,將溶液兩兩相混,其中有一種溶液與其它三種溶液混合時能出現(xiàn)一次白色沉淀和一次放出氣體,該溶液為碳酸鈉溶液;與碳酸鈉溶液產(chǎn)生氣體的溶液為鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀的為Ca(NO3)2溶液;與碳酸鈉溶液混合無任何明顯現(xiàn)象的為KNO3溶液,不加其它試劑可以鑒別,故選項錯誤。
D、取樣,將溶液兩兩相混,其中有一種溶液與其它三種溶液混合時能出現(xiàn)兩次白色沉淀和一次無現(xiàn)象,該溶液為硫酸鎂溶液;與硫酸鎂溶液混合產(chǎn)生白色沉淀的是BaCl2、KOH溶液,無現(xiàn)象的是鹽酸;向兩種白色沉淀中分別加入足量鹽酸,沉淀不溶解的,原溶液是氯化鋇溶液;沉淀消失的是原溶液是氫氧化鉀溶液,不加其它試劑可以鑒別,故選項錯誤。
故選:A。
2.(2023?泰山區(qū)校級二模)下列各組物質(zhì)的溶液,不用其他試劑,用觀察或組內(nèi)物質(zhì)相互混合的方法就能鑒別出來的是( )
A.FeCl3、KOH、MgCl2、NaCl
B.Ba(NO3)2、NaCl、H2SO4、Na2SO4
C.CaCl2、AgNO3、KCl、HNO3
D.Ca(NO3)2、HCl、Na2CO3、HNO3
【答案】A
【解析】A、氯化鐵溶液為黃色,可以通過觀察鑒別,將氯化鐵加入剩余的三種溶液中,若出現(xiàn)紅褐色沉淀,則可以鑒別出氫氧化鉀溶液,向剩余的兩種溶液中再加入氫氧化鉀溶液,若出現(xiàn)白色沉淀,則為氯化鎂溶液,若無明顯現(xiàn)象,則為氯化鈉溶液,組內(nèi)物質(zhì)可以通過觀察或相互滴定混合的方法鑒別,故正確;
B、組內(nèi)兩兩物質(zhì)混合,硝酸鋇可以與硫酸和硫酸鈉兩種物質(zhì)反應(yīng)生成白色沉淀,氯化鈉不能與其他物質(zhì)反應(yīng)出現(xiàn)明顯現(xiàn)象,硫酸鈉與硫酸都只能與硝酸鋇產(chǎn)生白色沉淀,故通過相互滴定可以鑒別出硝酸鋇和氯化鈉,無法鑒別出硫酸和硫酸鈉,故錯誤;
C、組內(nèi)兩兩物質(zhì)混合,硝酸銀能與氯化鈣和氯化鉀兩種物質(zhì)反應(yīng)生成白色沉淀,硝酸不能與其他物質(zhì)反應(yīng)出現(xiàn)明顯現(xiàn)象,氯化鈣與氯化鉀都只能與硝酸銀產(chǎn)生白色沉淀,故通過相互滴定可以鑒別出硝酸銀和硝酸,無法鑒別出氯化鈣與氯化鉀,故錯誤;
D、組內(nèi)兩兩物質(zhì)混合,碳酸鈉既能與硝酸鈣反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀,又能與氯化氫和硝酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡,硝酸鈣只能與碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀,氯化氫和硝酸都只能與碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生氣泡,故通過相互滴定可以鑒別出硝酸鈣和碳酸鈉,無法鑒別出氯化氫和硝酸,故錯誤。
故選:A。
3.(2023?昌邑市校級一模)某混合氣體中可能含有H2、H2O、CO、CO2中的一種或幾種,某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示裝置進行檢驗(實驗開始前先向裝置內(nèi)通一段時間混合氣體),觀察到a、e裝置中白色粉末變藍(已知:硫酸銅粉末遇水變藍),b裝置中石灰水不變渾濁,f裝置中石灰水變渾濁,d裝置中黑色粉末變紅。下列說法中錯誤的是( )
①a裝置的作用是檢驗混合氣體中是否含有水蒸氣
②裝置b和f中澄清石灰水的作用完全相同
③裝置d減少的質(zhì)量等于裝置e增加的質(zhì)量
④可在f后放置一個燃著的酒精燈用于處理尾氣
⑤該混合氣體一定含有H2O、H2、CO2、CO
A.①②③B.②③④C.①③⑤D.②③⑤
【答案】D
【解析】①白色的硫酸銅粉末遇到水形成藍色的硫酸銅晶體,所以a裝置的作用是檢驗混合氣體中是否含有水蒸氣,故選項正確;
②裝置b中的澄清石灰水用來驗證混合氣體中是否含有二氧化碳,f中澄清石灰水的作用是通過澄清石灰水是否變渾濁來判斷實驗中是否生成二氧化碳,進而判斷原混合氣體中是否含有一氧化碳,故選項錯誤;
③裝置d減少的質(zhì)量是氧化銅失去的氧元素的質(zhì)量,裝置e增加的質(zhì)量是實驗中生成的水的質(zhì)量,二者的質(zhì)量不相等,故選項錯誤;
④f裝置中石灰水變渾濁,說明原混合氣體中含有一氧化碳,所以可在f后放置燃著的酒精燈處理尾氣,故選項正確;
⑤a裝置中白色粉末變藍,說明原混合氣體中含有水分,b裝置中石灰水不變渾濁,說明原混合氣體中不含二氧化碳,d裝置中黑色粉末變紅,e裝置中白色粉末變藍,說明原混合氣體中含有氫氣,f裝置中石灰水變渾濁,說明原混合氣體中含有一氧化碳,即該混合氣體一定含有H2O、H2、CO,故選項錯誤。
故選:D。
4.(2023?秦都區(qū)校級二模)用如圖裝置來分離CO2和CO混合氣體并干燥,現(xiàn)裝置內(nèi)空氣已排盡。實驗步驟為:①關(guān)閉活塞b和止水夾d,打開止水夾a、c;②關(guān)閉止水夾a、c,打開活塞b和止水夾d。甲、乙、丙中分別盛放的試劑為( )
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【解析】甲瓶內(nèi)盛NaOH溶液,是吸收二氧化碳的;丙瓶內(nèi)盛濃H2SO4溶液,是干燥氣體的;分液漏斗內(nèi)盛稀H2SO4溶液;①關(guān)閉活塞b和止水夾d,打開止水夾a、c,則二氧化碳被氫氧化鈉溶液吸收,在導(dǎo)管口c處逸出的氣體是CO;②關(guān)閉止水夾a、c,打開活塞b和止水夾d,滴加試劑稀H2SO4溶液,則碳酸鈉和硫酸反應(yīng)生成二氧化碳,在導(dǎo)管口d處逸出的氣體是CO2。
故選:A。
5.(2024?道里區(qū)模擬)區(qū)分下列各組物質(zhì)的方法正確的是( )
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【解析】A、氯化鉀和氯酸鉀固體都是白色固體,不能用觀察顏色的方法來區(qū)分,故選項不符合題意。
B、氧化銅通氫氣、加熱會被還原成紅色的銅,而鐵粉通氫氣、加熱不會發(fā)生變化,能用通氫氣、加熱的方法來區(qū)分,故選項符合題意。
C、碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液都能和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡,不能用足量的鹽酸來區(qū)分,故選項不符合題意。
D、呼出的氣體和空氣都不能使帶火星的木條復(fù)燃,不能用帶火星的木條來區(qū)分,故選項不符合題意。
故選:B。
6.(2024?五華區(qū)校級模擬)下列實驗方案設(shè)計不合理的是( )
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】A、鉛能與稀硫酸反應(yīng),銅與稀硫酸不反應(yīng),充分反應(yīng)后過濾,能提純銅粉,故選項實驗方案設(shè)計合理。
B、氫氧化鈉溶于水放熱,溶液溫度升高,氯化鈉溶于水溫度無明顯變化,硝酸銨溶于水吸熱,溶液溫度降低,可以鑒別,故選項實驗方案設(shè)計合理。
C、硝酸鉀的溶解度受溫度的影響變化較大,降溫結(jié)晶可以得到硝酸鉀晶體,但不能將硝酸鉀和水完全分離,故選項實驗方案設(shè)計不合理。
D、甲烷燃燒生成二氧化碳和水,氫氣燃燒只生成水,分別點燃,在火焰上方罩一個內(nèi)壁涂有澄清石灰水的燒杯,能使澄清石灰水變渾濁的原氣體是甲烷,無明顯現(xiàn)象的原氣體是氫氣,可以鑒別,故選項實驗方案設(shè)計合理。
故選:C。
7.(2024?正陽縣一模)下列有關(guān)物質(zhì)的鑒別、除雜、分離、檢驗所用的試劑或方法都正確的是( )
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【解析】A、銨根離子和氫氧根離子反應(yīng)會生成氨氣,而硫酸鉀不會和氫氧根離子反應(yīng),現(xiàn)象不同;硝酸鋇會與硫酸鉀反應(yīng)生成沉淀,而不會與氯化銨反應(yīng),現(xiàn)象不同,可以鑒別,故A正確;
B、一氧化碳不能在二氧化碳中燃燒,因此不能通過點燃除去二氧化碳中的一氧化碳,故B錯誤,
C、從氯化鈉溶液中分離氯化鈉可以采用蒸發(fā)溶劑的方法,但氯化鈉易溶于水,不能采用過濾法進行分離,故C錯誤;
D、加熟石灰研磨,銨態(tài)氮肥和氫氧化鈣反應(yīng)生成有刺激性氣味的氨氣,可以檢驗。銨態(tài)氮肥加熱易分解,但加熱生成的產(chǎn)物不一定是氨氣,且部分銨態(tài)氮肥受熱分解可能產(chǎn)生爆炸不安全,故D錯誤。
故選:A。
8.(2024?深圳模擬)下列實驗方案能達到實驗?zāi)康牡氖牵? )
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【解析】A、高溫加熱,碳能與氧化銅在高溫下反應(yīng)生成銅和二氧化碳,不能進行分離,故選項實驗方案不能達到實驗?zāi)康摹?br>B、水和過氧化氫溶液均為無色液體,用觀察顏色的方法不能鑒別,故選項實驗方案不能達到實驗?zāi)康摹?br>C、除去二氧化碳中的一氧化碳不能夠用點燃的方法,這是因為當(dāng)二氧化碳(不能燃燒、不能支持燃燒)大量存在時,少量的一氧化碳是不會燃燒的,故選項實驗方案不能達到實驗?zāi)康摹?br>D、氧氣能支持燃燒,可用帶火星的木條檢驗?zāi)硽怏w是否為O2,若木條復(fù)燃,說明是氧氣,故選項實驗方案能達到實驗?zāi)康摹?br>故選:D。
9.(2023?江陽區(qū)校級模擬)下列物質(zhì)的鑒別或除雜,所用的方法正確的是( )
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【解析】A、氫氧化鈉溶于水放熱,硝酸銨溶于水吸熱,取樣,加水溶解、觸摸燒杯外壁,溫度升高的是氫氧化鈉,溫度降低的是硝酸銨,可以鑒別,故選項正確。
B、稀鹽酸顯酸性,氯化鈉溶液顯中性,都不能使無色酚酞溶液變色,不能鑒別,故選項錯誤。
C、CuCl2、FeCl2溶液均能與過量的鋅粉反應(yīng),不但能把雜質(zhì)除去,也會把原物質(zhì)除去,不符合除雜原則,故選項錯誤。
D、CO2和HCl氣體均能與NaOH溶液反應(yīng),不但能把雜質(zhì)除去,也會把原物質(zhì)除去,不符合除雜原則,故選項錯誤。
故選:A。
10.(2023?雙臺子區(qū)校級模擬)除去下列物質(zhì)中的少量雜質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì)),所用試劑正確的是( )
A.Fe(Cu):稀鹽酸B.NH3(水蒸氣):濃硫酸
C.Ca(OH)2(CaO):H2OD.CaCl2溶液(HCl):CuO
【答案】C
【解析】A、Fe能與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵溶液和氫氣,銅不與稀鹽酸反應(yīng),反而會把原物質(zhì)除去,不符合除雜原則,故選項所用試劑錯誤。
B、濃硫酸具有吸水性,但能與氨氣反應(yīng),不但能把雜質(zhì)除去,也會把原物質(zhì)除去,不符合除雜原則,故選項所用試劑錯誤。
C、CaO能與水反應(yīng)生成氫氧化鈣,能除去雜質(zhì)且沒有引入新的雜質(zhì),符合除雜原則,故選項所用試劑正確。
D、HCl能與CuO反應(yīng)生成氯化銅和水,能除去雜質(zhì)但引入了新的雜質(zhì)氯化銅,不符合除雜原則,故選項所用試劑錯誤。
故選:C。
11.(2023?燈塔市三模)粗鹽中常含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4及泥沙等雜質(zhì),常用如圖的流程進行粗鹽的提純。下列說法不正確的是( )
A.加入試劑①的順序可以是過量的NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液
B.操作a、b、c的名稱分別為溶解、過濾、蒸發(fā)
C.向溶液Ⅰ中加入的鹽酸應(yīng)為過量的鹽酸
D.操作b后,得到的沉淀中除泥沙外還含有3種不溶物
【答案】D
【解析】A、氫氧化鈉能和氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉,故能除去氯化鎂;氯化鋇能與硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉,故能除去硫酸鈉;碳酸鈉能與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,故能除去氯化鈣;每種物質(zhì)需加至過量,則能將雜質(zhì)除盡,但碳酸鈉要在氯化鋇之后加入,這樣可以利用碳酸鈉和氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉,除去剩余的氯化鋇,故A正確;
B、操作a是將粗鹽溶解,屬于溶解操作,操作b是將不溶物和溶液分離是過濾,而操作c是將氯化鈉溶液中的水分蒸干得到精鹽,該操作是蒸發(fā),故B正確;
C、由于鹽酸的溶質(zhì)是氯化氫氣體,在最終蒸發(fā)時,隨著水的蒸干,氯化氫逸出到空氣中,則不會形成新雜質(zhì),因此向溶液I中加入的鹽酸可以是過量的,故C正確;
D、根據(jù)分析可知,加入試劑X后,將混合物過濾,得到的沉淀中除泥沙外還含有氫氧化鎂沉淀、碳酸鈣沉淀、硫酸鋇沉淀和碳酸鋇沉淀共4種不溶物,故D錯誤;
故選:D。
12.(2023?曲阜市一模)某溶液由Mg2+、Ba2+、Cu2+、Na+、Cl﹣、、、OH﹣中的幾種離子構(gòu)成,為判定溶液中離子,進行如下實驗:
(1)取一份溶液樣品,加入足量NaOH溶液得到藍白色沉淀;
(2)另取一份溶液樣品,加入BaCl2溶液,無明顯現(xiàn)象,繼續(xù)滴加AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀。
請分析實驗過程,推斷:
溶液中一定存在的離子有 Cl﹣、Cu2+、Mg2+ (填符號,下同),可能存在的離子有 Na+、Ba2+ ,一定不存在的離子是 、、OH﹣ 。
【答案】Cl﹣、Cu2+、Mg2+;Na+、Ba2+;、、OH﹣。
【解析】加入足量NaOH溶液得到藍白色沉淀,說明溶液中含有銅離子和鎂離子,鎂離子、銅離子不能與氫氧根離子、碳酸根離子共存,因此一定沒有氫氧根離子、碳酸根離子;另取一份溶液樣品,加入BaCl2溶液,無明顯現(xiàn)象,說明溶液中不含有硫酸根離子;繼續(xù)滴加AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,由于溶液中加入了氯化鋇,因此不能確定溶液中是否含有氯離子;已經(jīng)確定一定有銅離子和鎂離子,一定沒有氫氧根離子、硫酸根離子和碳酸根離子,由于溶液有陽離子必然有陰離子,所以一定有的陰離子是氯離子,可能含有鈉離子、鋇離子;由分析可知,溶液中一定存在的離子有Cl﹣、Cu2+、Mg2+,可能存在的離子有Na+、Ba2+,一定不存在的離子是、、OH﹣。
故答案為:Cl﹣、Cu2+、Mg2+;Na+、Ba2+;、、OH﹣。
13.(2023?昆明一模)化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。結(jié)合圖示回答問題:
Ⅰ.氣體的實驗室制取及性質(zhì)
(1)儀器①的名稱為 水槽 。
(2)若用裝置B制取氧氣,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2H2O22H2O+O2↑ 。
(3)實驗室常用 D (填標(biāo)號)裝置收集CO2;若用E裝置檢驗CO2,E中應(yīng)盛有的試劑是 澄清石灰水 。
Ⅱ.實驗室測定樣品純度小王同學(xué)設(shè)計了以下實驗裝置(夾持裝置已略去)測定某氧化銅樣品的純度(雜質(zhì)不與氫氣反應(yīng))。
(1)丙中玻璃管里發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 H2+CuOCu+H2O 。
(2)從實驗的安全性考慮,應(yīng)該 A (填標(biāo)號)。
A.先通入H2,排盡空氣后,再點燃酒精燈
B.先點燃酒精燈,后通入H2
(3)反應(yīng)前氧化銅樣品質(zhì)量為ag,丁裝置質(zhì)量為bg,充分反應(yīng)后丁裝置質(zhì)量為cg,則氧化銅樣品的純度= ×100%(用代數(shù)式表示,結(jié)果化為最簡)。
【答案】Ⅰ.(1)水槽。
(2)2H2O22H2O+O2↑。
(3)D;澄清石灰水。
Ⅱ.(1)H2+CuOCu+H2O。
(2)A。
(3)。
【解析】Ⅰ.(1)①為盛取液體的水槽;
故答案為:水槽。
(2)B為固液不加熱裝置,故選過氧化氫溶液和二氧化錳制備氧氣,過氧化氫在二氧化錳催化作用下反應(yīng)生成水和氧氣,書寫化學(xué)方程式注意配平及氣體符號,所以化學(xué)方程式為2H2O22H2O+O2↑;
故答案為:2H2O22H2O+O2↑。
(3)二氧化碳能溶于水,不能用排水法收集,密度比空氣大,采用向上排空氣法收集,故選D為收集裝置;二氧化碳可使澄清石灰水變渾濁,所以E裝置內(nèi)為澄清石灰水;
故答案為:D;澄清石灰水。
Ⅱ.(1)氫氣和氧化銅在加熱條件下反應(yīng)生成銅和水,書寫化學(xué)方程式注意配平,所以化學(xué)方程式為H2+CuOCu+H2O;
故答案為:H2+CuOCu+H2O。
(2)氫氣屬于易燃易爆氣體,加熱前需要進行排空,避免發(fā)生爆炸,所以先通入氫氣排空后再加熱,故選A;
故選:A。
(3)設(shè)氧化銅的質(zhì)量為m,生成水的質(zhì)量=cg﹣bg,
H2+CuOCu+H2O
80 18
m cg﹣bg
m=
因此氧化銅純度==100%;
故答案為:。
14.(2024?歷下區(qū)校級模擬)如圖所示為實驗室中常見氣體制備、凈化、干燥、收集和進行實驗探究的部分儀器(組裝實驗裝置時,可重復(fù)選擇儀器),化學(xué)小組的同學(xué)利用其進行下列化學(xué)實驗。
請根據(jù)題目要求,回答下列問題:
(1)第一組的同學(xué)以石灰石和稀鹽酸為原料,在實驗室中制備并收集一瓶干燥且不含HCl的二氧化碳氣體,按照要求設(shè)計實驗裝置,連接儀器,檢查裝置的氣密性,進行實驗。(提示:鹽酸中揮發(fā)出的少量HCl氣體可用飽和碳酸氫鈉溶液吸收)
①所選儀器的連接順序為 A→C→B→F (從左到右填寫儀器序號字母),儀器A中發(fā)生的化學(xué)方程式為 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O 。
②若要驗證生成的氣體是二氧化碳,需將氣體通入裝置 D 中(填寫儀器序號字母),現(xiàn)象是 澄清石灰水變渾濁 。
(2)第二組的同學(xué)以過氧化氫溶液為原料(MnO2為催化劑)制備氧氣,并對10g生鐵(主要成分是鐵和碳)試樣進行分析,所選儀器按“A→B→E→D→堿石灰干燥管”的順序連接,實驗前檢驗裝置氣密性,使該生鐵試樣在純氧氣中充分燃燒,觀察現(xiàn)象,收集有關(guān)實驗數(shù)據(jù)(假設(shè)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)都充分反應(yīng)),試回答下列問題:
①儀器A中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2H2O22H2O+O2↑ 。
②該裝置中,洗氣瓶B的作用為 吸收水分,干燥氧氣 。
③生鐵試樣充分燃燒后,測得儀器D中生成沉淀的質(zhì)量為2.5g,則生鐵試樣充分燃燒后生成CO2的質(zhì)量為 1.1 g,生鐵樣品中碳的質(zhì)量分數(shù)為 3% (計算結(jié)果精確至1%)。
【答案】(1)①A→C→B→F;CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O;
②D;澄清石灰水變渾濁;
(2)①2H2O22H2O+O2↑;
②吸收水分,干燥氧氣;
③1.1;3%。
【解答】(1)①石灰石和稀鹽酸為原料制取二氧化碳,反應(yīng)物為固液混合物,不需要加熱,則選A為發(fā)生裝置,氣體含有氯化氫,碳酸氫鈉能與氯化氫反應(yīng),則利用飽和碳酸氫鈉溶液吸收氯化氫,濃硫酸具有吸水性,且與二氧化碳不反應(yīng),可用濃硫酸干燥二氧化碳,且應(yīng)先除雜后干燥,二氧化碳溶于水,密度比空氣大,可用向上排空氣法收集,收集裝置可選F,則連接順序為A→C→B→F;石灰石的主要成分碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑;
②二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,檢驗二氧化碳可用澄清石灰水,則若要驗證生成的氣體是二氧化碳,需將氣體通入裝置D中,二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水,則觀察到的現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁;
(2)①第二組的同學(xué)以過氧化氫溶液為原料(MnO2為催化劑)制備氧氣,儀器A中所發(fā)生的反應(yīng)是過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成水和氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2O22H2O+O2↑;
②濃硫酸具有吸水性,且與氧氣不反應(yīng),則該裝置中,洗氣瓶B的作用為吸收水分,干燥氧氣;
故答案為:吸收水分,干燥氧氣。
③D生成沉淀質(zhì)量為2.5g,說明生成碳酸鈣質(zhì)量為2.5g,其中含有碳元素全部來自于生鐵中的碳,所以碳的質(zhì)量=2.5g×=0.3g,則生成CO2的質(zhì)量為0.3g÷=1.1g,則生鐵中碳的質(zhì)量分數(shù)=×100%=3%。
故答案為:(1)①A→C→B→F;CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O;
②D;澄清石灰水變渾濁;
(2)①2H2O22H2O+O2↑;
②吸收水分,干燥氧氣;
③1.1;3%。
15.(2023?上海)氯化鉀是生產(chǎn)低鈉鹽的原料之一。某粗制氯化鉀中混有氯化鎂和硫酸鉀,為提純氯化鉀,取100g樣品全部溶于水得到溶液A,后續(xù)實驗步驟如圖1所示。
①Ⅰ中生成0.03mlBaSO4沉淀,該沉淀呈(1) 白 色。
②Ⅱ中生成的Mg(OH)2沉淀質(zhì)量與加入的KOH物質(zhì)的量的變化關(guān)系,如圖2所示,其中x=(2) 1.16 。
③Ⅲ中加入過量K2CO3溶液,是為了除盡濾液C中的(3) BaCl2 (填寫化學(xué)式)。
④寫出IV中反應(yīng)的化學(xué)方程式(4) KOH+HCl=KCl+H2O、K2CO3+2HCl=2KCl+CO2↑+H2O 。
⑤為減少所用試劑的種類,在溶液A中先加入Ba(OH)2溶液,最終也能提純KCl。基于①②中的信息,理論上至少需要Ba(OH)2(5) 0.03 ml;請用圖3所示的形式寫出完整的提純方案(6) 。
【答案】①白;
②1.16;
③BaCl2;
④KOH+HCl=KCl+H2O、K2CO3+2HCl=2KCl+CO2↑+H2O;
⑤0.03;。
【解析】①Ⅰ中生成0.03mlBaSO4沉淀,該沉淀呈白色;
②由圖可知,當(dāng)加入氫氧化鉀的物質(zhì)的量為0.04ml時,生成氫氧化鎂的質(zhì)量最大,此時氯化鎂恰好完全反應(yīng),氫氧化鉀的摩爾質(zhì)量為56g/ml,則消耗氫氧化鉀的質(zhì)量為0.04ml×56g/ml=2.24g,
設(shè)生成氫氧化鎂的質(zhì)量為m,
MgCl2+2KOH=Mg(OH)2↓+2KCl
112 58
2.24g m
=
m=1.16g
答:生成氫氧化鎂的質(zhì)量為1.16g,即圖中x=1.16;
③Ⅰ中加入過量的氯化鋇溶液,氯化鋇與硫酸鉀反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氯化鉀,可除去硫酸鉀,Ⅱ中加入過量氫氧化鉀溶液,氫氧化鉀和氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鉀,可除去氯化鎂,Ⅲ中加入過量K2CO3溶液,碳酸鉀和氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鉀,則是為了除盡濾液C中的BaCl2;
④濾液D中含氯化鉀、過量的氫氧化鉀和碳酸鉀,加入過量稀鹽酸,氫氧化鉀和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鉀和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為KOH+HCl=KCl+H2O,碳酸鉀和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鉀、二氧化碳和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為K2CO3+2HCl=2KCl+CO2↑+H2O;
⑤Ⅰ中生成0.03mlBaSO4沉淀,Ⅰ中反應(yīng)的化學(xué)方程式為BaCl2+K2SO4=BaSO4↓+2KCl,由此可知,溶液A中含硫酸根離子的物質(zhì)的量為0.03ml,由②中圖可知,當(dāng)加入氫氧化鉀的物質(zhì)的量為0.04ml時,此時溶液A中的鎂離子恰好完全轉(zhuǎn)化為沉淀,即要使鎂離子和硫酸根離子完全轉(zhuǎn)化為沉淀,需要0.03ml的鋇離子和0.04ml的氫氧根離子,則理論上至少需要Ba(OH)2物質(zhì)的量為0.03ml,溶液A中氯化鎂和硫酸鉀雜質(zhì),先加入過量氫氧化鋇溶液,氫氧化鋇和硫酸鉀反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氫氧化鉀,氫氧化鋇和氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鋇,可除去硫酸鉀和氯化鎂,此時溶液中含有的雜質(zhì)是氯化鋇、氫氧化鋇和氫氧化鉀,可再加入過量的碳酸鉀溶液,碳酸鉀和氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氫氧化鉀,碳酸鉀和氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鉀,可除去氫氧化鋇和氯化鋇,此時濾液中含有氫氧化鉀和碳酸鉀雜質(zhì),然后加入過量稀鹽酸,氫氧化鉀和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鉀和水,碳酸鉀和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鉀、二氧化碳和水,除去氫氧化鉀和碳酸鉀,然后蒸發(fā),鹽酸具有揮發(fā)性,蒸發(fā)過程中氯化氫會揮發(fā)出去,最后可得到純凈的氯化鉀固體,故用圖3所示的形式寫出完整的提純方案為。
故答案為:①白;
②1.16;
③BaCl2;
④KOH+HCl=KCl+H2O、K2CO3+2HCl=2KCl+CO2↑+H2O;
⑤0.03;。
16.(2023?宜昌)氯化鈉是重要的調(diào)味品。
探究一:古人智慧
(1)《水經(jīng)注》中描述,“入湯口四十三里,有石,煮以為鹽,石大者如升,小者如拳,煮之,水竭鹽成。”這樣得到食鹽的方法在化學(xué)上稱為 蒸發(fā)結(jié)晶 。
(2)我國四川省自貢市勞動人民在公元1873年便開始嘗試取井水煮鹵,獲得的氯化鈉中仍然含有氯化鎂等雜質(zhì),古人采用“淋鹽瀝水”(用飽和氯化鈉溶液洗滌粗鹽)的方法來除去氯化鎂,是因為 飽和的氯化鈉溶液里能繼續(xù)溶解氯化鎂 。
探究二:現(xiàn)代方法
智慧小組的同學(xué)想利用所學(xué)化學(xué)知識得到氯化鈉晶體。他們查閱資料知道,通過晾曬海水或煮鹽井水、鹽湖水等可得到粗鹽。粗鹽中含有多種可溶性雜質(zhì)(如氯化鎂、氯化鈣、硫酸鈉等)不溶性雜質(zhì)(泥沙等)。
除去不溶性雜質(zhì)
(3)取少量粗鹽,加足量水溶解,可通過 過濾 方法除去其中不溶性雜質(zhì)。
除去可溶性雜質(zhì)
(4)選擇試劑:小民同學(xué)選擇硝酸鋇溶液除硫酸鈉,反應(yīng)的化學(xué)方程式是 Ba(NO3)2+Na2SO4═BaSO4↓+2NaNO3 。
經(jīng)小組討論,認為他選的試劑不正確。
方法小結(jié):除雜所選試劑需滿足以下條件:只與雜質(zhì)反應(yīng); 不產(chǎn)生新的雜質(zhì) 。
最終,選擇的試劑是氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液、氯化鋇溶液。
(5)實驗探究:
滴加甲、乙、丙三種試劑的正確順序最多有 3 種,請寫出其中一種 NaOH或BaCl2或Na2CO3 (寫溶質(zhì)的化學(xué)式,下同)。加入氫氧化鈉溶液后,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 MgCl2+2NaOH═Mg(OH)2↓+2NaCl 。固體D的成分有 Mg(OH)2、BaSO4、CaCO3、BaCO3 。
(6)反思評價:液體E中加入稀鹽酸,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O (寫一個)。小鄭同學(xué)認為上述實驗可以將甲、乙、丙三種溶液改成兩種 Ba(OH)2、Na2CO3 (按加入的先后順序填寫)。
【答案】(1)蒸發(fā)結(jié)晶;
(2)飽和的氯化鈉溶液里能繼續(xù)溶解氯化鎂;
(3)過濾;
(4)Ba(NO3)2+Na2SO4═BaSO4↓+2NaNO3;不產(chǎn)生新的雜質(zhì);
(5)3;NaOH或BaCl2或Na2CO3;MgCl2+2NaOH═Mg(OH)2↓+2NaCl;Mg(OH)2、BaSO4、CaCO3、BaCO3;
(6)Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O(或HCl+NaOH═NaCl+H2O);Ba(OH)2、Na2CO3。
【解析】(1)由于氯化鈉的溶解度受溫度影響不大,所以從氯化鈉溶液中得到氯化鈉晶體通常采用蒸發(fā)結(jié)晶,
故答案為:蒸發(fā)結(jié)晶;
(2)飽和的氯化鈉溶液里不能繼續(xù)溶解氯化鈉,還能繼續(xù)溶解氯化鎂,
故答案為:飽和的氯化鈉溶液里能繼續(xù)溶解氯化鎂;
(3)過濾是將不溶性雜質(zhì)與液體分離的一種操作方法,
故答案為:過濾;
(4)硝酸鋇能和硫酸鈉發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和硝酸鈉,
故答案為:Ba(NO3)2+Na2SO4═BaSO4↓+2NaNO3;
除雜質(zhì)時應(yīng)注意所加入的試劑只與雜質(zhì)反應(yīng)并且不能產(chǎn)生新的雜質(zhì),
故答案為:不產(chǎn)生新的雜質(zhì);
(5)粗鹽提純是加入試劑的順序可以是氫氧化鈉、氯化鋇、碳酸鈉或氯化鋇、碳酸鈉、氫氧化鈉、或氯化鋇、氫氧化鈉、碳酸鈉3種設(shè)計方案,
故答案為:3;NaOH或BaCl2或Na2CO3;
氫氧化鈉能與氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉,故
答案為: MgCl2+2NaOH═Mg(OH)2↓+2NaCl;
在粗鹽提純的過程中,氫氧化鈉能與氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉,硫酸鈉和氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉,碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,碳酸鈉和氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉,
故答案為:Mg(OH)2、BaSO4、CaCO3、BaCO3;
(6)過濾后的濾液中含有碳酸鈉和氫氧化鈉以及氯化鈉,其中氯化鈉不與稀鹽酸反應(yīng),碳酸鈉能和稀鹽酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氯化鈉和水和二氧化碳,氫氧化鈉和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水,
故答案為:Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O(或HCl+NaOH═NaCl+H2O);
氫氧化鋇能和氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀,氫氧化鋇也能和硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀,根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)的條件,從離子的角度分析不難看出看,加入氫氧化鋇溶液可以同時將鎂離子和硫酸根離子這兩種雜質(zhì)離子除去,而多余的鋇離子,可以通過加入碳酸鈉的方法除去,
故答案為:Ba(OH)2、Na2CO3。
17.(2023?常州模擬)我國企業(yè)用10年時間,自主研發(fā)出海水鎂資源綜合利用專利技術(shù),生出碳酸鎂水合物,并以此為中間體制備各類鎂產(chǎn)品,填補了我國高端鎂產(chǎn)品生產(chǎn)空白。
環(huán)節(jié)一、探尋海水之“鎂”
(1)已知某海域海水中總的含鹽量約為3.5%,鹽中鎂元素的質(zhì)量分數(shù)約為3.7%,則海水中鎂元素的質(zhì)量分數(shù)約為 0.13% (保留兩位有效數(shù)字),由此可知,用海水曬鹽后的鹵水來提取鎂,而不直接用海水的主要原因是 海水中鎂元素含量很低,鹵水中鎂元素含量較高 。
環(huán)節(jié)二、制備三水合碳酸鎂
工業(yè)上從弱堿性鹵水(主要成分為MgCl2)中獲取MgCO3?3H2O的一種方法如圖1:
(2)過濾需要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和 漏斗 。
(3)沉淀過程的pH隨時間的變化如圖2所示,沉淀過程的操作為 d (填標(biāo)號)。
a.向NaOH溶液中滴加鹵水,同時通入CO2
b.向鹵水中滴加NaOH溶液,同時通入CO2
c.向NaOH溶液中通入CO2至飽和,然后滴加鹵水,同時繼續(xù)通入CO2
d.向鹵水中通入CO2至飽和,然后滴加NaOH溶液,同時繼續(xù)通入CO2
環(huán)節(jié)三、測定MgCO3?3H2O的純度
【查閱資料】①Mg5(OH)2(CO3)4?4H2O也可表示為Mg5(OH)2(CO3)4?4H2O,其相對分子質(zhì)量為466,能與硫酸反應(yīng)生成CO2;②沉淀法測物質(zhì)含量,沉淀質(zhì)量越大,誤差越小。
【實驗步驟】利用如圖3所示裝置(圖中夾持儀器略去)進行實驗,以確定MgCO3?3H2O的純度。
依據(jù)實驗過程回答下列問題。
(4)C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O ;D中堿石灰的作用為 防止空氣中的二氧化碳進入C裝置,影響實驗結(jié)果 。
(5)下列措施中不能提高測定準(zhǔn)確度的是 bc (填序號)。
a.在加入硫酸之前應(yīng)排凈裝置內(nèi)CO2氣體
b.在AB之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置
c.為了縮短實驗時間,快速滴加硫酸
d.在C裝置左側(cè)導(dǎo)管末端增添多孔球泡
(6)小智認為應(yīng)將C中Ca(OH)2溶液換成Ba(OH)2溶液,理由一:氫氧化鋇的溶解度大,形成溶液的濃度大,使CO2被吸收的更完全;理由二 鋇元素相對原子質(zhì)量大,生成的沉淀質(zhì)量大,誤差小 。
(7)實驗中準(zhǔn)確稱取三份7.5g樣品,進行三次測定,測得生成CaCO3沉淀的平均質(zhì)量為5.0g,則樣品中MgCO3?3H2O的純度為 92% 。若獲取樣品中含有少量Mg5(OH)2(CO3)4?4H2O,則樣品中MgCO3?3H2O的純度 偏大 (填“偏大”“不變”或“偏小”)。
【答案】(1)0.13%;海水中鎂元素含量很低,鹵水中鎂元素含量較高;
(2)漏斗;
(3)d;
(4)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;防止空氣中的二氧化碳進入C裝置,影響實驗結(jié)果;
(5)bc;
(6)鋇元素相對原子質(zhì)量大,生成的沉淀質(zhì)量大,誤差?。?br>(7)92%;偏大。
【解析】(1)已知某海域海水中總的含鹽量約為3.5%,鹽中鎂元素的質(zhì)量分數(shù)約為3.7%,則海水中鎂元素的質(zhì)量分數(shù)約為3.5%×3.7%=0.13%;由此可知,用海水曬鹽后的鹵水來提取鎂,而不直接用海水的主要原因是海水中鎂元素的含量低,鹵水中鎂元素含量高。
(2)過濾需要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗;
(3)沉淀過程的pH隨時間的變化如圖2所示,沉淀過程的pH隨時間的變化是先變小后變大,然后保持在9﹣10之間左右,而溶液的起始的pH在7﹣8左右,所以沉淀過程的操作為向鹵水中通入CO2至飽和,然后滴加NaOH溶液,同時繼續(xù)通入CO2,故選d;
(4)樣品中加入稀硫酸,反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳,二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀,C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;由于要通過C裝置增重測量出二氧化碳氣體的質(zhì)量,因此D中堿石灰的作用為防止空氣中的二氧化碳進入C裝置,影響實驗結(jié)果;
(5)a.在加入硫酸之前應(yīng)排凈裝置內(nèi)CO2氣體,減少對實驗結(jié)果的影響,提高了測定準(zhǔn)確度,不符合題意;
b.因為氫氧化鈉溶液能夠吸收空氣中的二氧化碳氣體,而水蒸氣對實驗結(jié)果沒有影響,在AB之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置,不能提高測定準(zhǔn)確度,符合題意;
c.為了縮短實驗時間,快速滴加硫酸,反應(yīng)速率過快,二氧化碳不能完全被吸收,導(dǎo)致實驗誤差,不能提高測定準(zhǔn)確度,符合題意;
d.在C裝置左側(cè)導(dǎo)管末端增添多孔球泡,增大了氣體與溶液的接觸面積,有利于氣體的充分反應(yīng),減少對實驗結(jié)果的影響,提高了測定準(zhǔn)確度,不符合題意;
故選:bc;
(6)沉淀法測物質(zhì)含量,沉淀質(zhì)量越大,誤差越?。恍≈钦J為應(yīng)將C中Ca(OH)2溶液換成Ba(OH)2溶液,理由一:氫氧化鋇的溶解度大,形成溶液的濃度大,使CO2被吸收的更完全;理由二 鋇元素相對原子質(zhì)量大,生成的沉淀質(zhì)量大,誤差?。?br>(7)設(shè)樣品中MgCO3?3H2O的質(zhì)量為x,根據(jù)碳元素守恒找出關(guān)系式:
CaCO3~MgCO3?3H2O
100 138
5.0g x
,解得x=6.9g;則樣品中MgCO3?3H2O的純度為×100%=92%;若獲取樣品中含有少量Mg5(OH)2(CO3)4?4H2O,則含碳量為×100%≈10.3%,而MgCO3?3H2O中的含碳量為×100%≈8.7%,雜質(zhì)的含碳量高于MgCO3?3H2O,所以樣品中MgCO3?3H2O的純度偏大;
故答案為:
(1)0.13%;海水中鎂元素含量很低,鹵水中鎂元素含量較高;
(2)漏斗;
(3)d;
(4)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;防止空氣中的二氧化碳進入C裝置,影響實驗結(jié)果;
(5)bc;
(6)鋇元素相對原子質(zhì)量大,生成的沉淀質(zhì)量大,誤差?。?br>(7)92%;偏大。
18.(2023?錦江區(qū)校級模擬)化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),實驗是科學(xué)探究的重要手段。
Ⅰ.酒精廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活等多個領(lǐng)域。實驗室常用酒精燈作為加熱儀器,對酒精燈適當(dāng)改進,可提高其火焰的溫度,以下是兩種改進方法的示意圖。
(1)對比分析;方法一添加金屬網(wǎng)罩的目的是 集中火焰、提高溫度 ;方法二將銅絲的兩端插入酒精燈的燈芯處,從燃燒條件上看,插入銅絲的作用是 加速酒精揮發(fā),提高燈芯外部酒精濃度,增加可燃物的量,使溫度升高 。
(2)查閱資料:酒精蒸氣在空氣中的爆炸極限(體積分數(shù))為3.28%~18.95%。結(jié)合資料分析,夏天在家用汽車內(nèi)噴灑酒精溶液消毒,比冬天更易引發(fā)爆燃危險,這是因為 夏天溫度比冬天高,酒精揮發(fā)的快,更易達到酒精蒸氣在空氣中的爆炸極限 。
Ⅱ.疊氮化鈉(NaN3)被廣泛應(yīng)用于汽車安全氣囊,某興趣小組對其進行下列研究。
應(yīng)用研究:
(3)汽車經(jīng)撞擊后,30毫秒內(nèi)引發(fā)NaN3,迅速分解為Na、N2,反應(yīng)方程式為 2NaN32Na+3N2↑ 。
制備研究:
(4)將金屬鈉與液態(tài)氨反應(yīng)得NaNH2,再將NaNH2與N2O反應(yīng)可生成NaN3、NaOH和氣體X,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaNH2+N2O=NaN3+NaOH+X,實驗室檢驗X氣體使用的試紙是濕潤的 紅色石蕊試紙 。Na2CO3質(zhì)量分數(shù)測定:工業(yè)級NaN3中常含有少量的Na2CO3,為測定樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)設(shè)計如圖裝置(已知H2SO4溶液與NaN3,反應(yīng)不生成氣體)。
(5)裝置A的作用是 除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣 。設(shè)計的實驗步驟為:①精確稱量樣品,檢查裝置氣密性;②打開彈簧夾,鼓入空氣,稱量裝置C;③關(guān)閉彈簧夾,打開分液漏斗活塞;④再打開彈簧夾, 鼓入空氣 ;⑤再次稱量裝置C,計算碳酸鈉含量至少需要測定 3 (填數(shù)字)個數(shù)據(jù)。根據(jù)制備反應(yīng),分析工業(yè)級NaN3中含有Na2CO3的可能原因 氫氧化鈉能和空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成Na2CO3 。
NaN3純度測定:精確稱量0.14gNaN3樣品,設(shè)計如圖裝置,測定其純度,已知2NaN3→3N2中的N全部轉(zhuǎn)化為N2,其他產(chǎn)物略),反應(yīng)中放出大量的熱。
(6)檢查該裝置氣密性的方法是連接好裝置,從水準(zhǔn)瓶注水,量氣管中液面與右邊液面形成高度差,做好標(biāo)記,一段時間后,兩邊高度差 不變 (填“變大”、“變小”或“不變”),說明氣密性良好。
(7)使小試管中的NaN3樣品與M溶液接觸的操作是 慢慢傾倒錐形瓶,使小試管歪倒在M溶液中 。
(8)使用冷水冷凝的目的是 除去生成氣體中的水蒸氣 。反應(yīng)前應(yīng)將液面調(diào)節(jié)到量氣管的“0”刻度并使兩邊液面相平,反應(yīng)后讀數(shù)時,還需要進行的操作是 調(diào)節(jié)量氣管,使兩側(cè)的液面保持水平 。
(9)常溫下測得量氣管讀數(shù)為67.2mL(N2的密度為1.25g/L),則實驗中選用的量氣管規(guī)格合適的是 A (填字母序號)。
A.100mL
B.1L
C.2L
(10)計算NaN3樣品的純度 92.86% 。
【答案】(1)集中火焰、提高溫度;加速酒精揮發(fā),提高燈芯外部酒精濃度,增加可燃物的量,使溫度升高;
(2)夏天溫度比冬天高,酒精揮發(fā)的快,更易達到酒精蒸氣在空氣中的爆炸極限;
(3)2NaN32Na+3N2↑;
(4)紅色石蕊試紙;
(5)除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣;鼓入空氣;3;氫氧化鈉能和空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成Na2CO3;
(6)不變;
(7)慢慢傾倒錐形瓶,使小試管歪倒在M溶液中;
(8)除去生成氣體中的水蒸氣;調(diào)節(jié)量氣管,使兩側(cè)的液面保持水平;
(9)A;
(10)92.86%。
【解析】(1)添加金屬網(wǎng)罩,可以集中火焰、提高溫度;銅絲的兩端插入酒精燈的燈芯處,銅具有良好的導(dǎo)熱性,可加速酒精的揮發(fā),提高燈芯外部酒精濃度,增加可燃物的量,從而使溫度升高;故答案為:集中火焰、提高溫度;加速酒精揮發(fā),提高燈芯外部酒精濃度,增加可燃物的量,使溫度升高;
(2)酒精具有揮發(fā)性,夏天溫度比冬天高,酒精揮發(fā)的快,更易達到酒精蒸氣在空氣中的爆炸極限,故夏天在家用汽車內(nèi)噴灑酒精溶液消毒,比冬天更易引發(fā)爆燃危險;故答案為:夏天溫度比冬天高,酒精揮發(fā)的快,更易達到酒精蒸氣在空氣中的爆炸極限;
(3)NaN3經(jīng)撞擊后迅速分解為Na、N2,化學(xué)方程式為2NaN32Na+3N2↑;
(4)根據(jù)質(zhì)量守恒定律,反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變,可確定氣體X為NH3,氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,實驗室常使用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗氨氣;故答案為:紅色石蕊試紙;
(5)堿石灰的主要成分是氧化鈣和氫氧化鈉固體,二者既能吸收水分,又能吸收二氧化碳氣體,所以裝置A的作用是除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣;
④再次打開彈簧夾,鼓入空氣,將殘留在裝置中的反應(yīng)生成的二氧化碳氣體全部排入C裝置中;
⑤計算碳酸鈉的含量,需要測定:樣品的質(zhì)量、反應(yīng)前C裝置的質(zhì)量、反應(yīng)后C裝置的質(zhì)量,共3個數(shù)據(jù);制備工業(yè)級NaN3時會同時生成氫氧化鈉,它能和空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成Na2CO3;故答案為:除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣;鼓入空氣;3;氫氧化鈉能和空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成Na2CO3;
(6)檢查該裝置氣密性的方法是連接好裝置,從水準(zhǔn)瓶注水,量氣管中液面與右邊液面形成高度差,做好標(biāo)記,一段時間后,裝置內(nèi)有穩(wěn)定的液柱才證明裝置氣密性良好,即兩邊高度差不變;故答案為:不變;
(7)想辦法讓小試管傾倒才能讓NaN3樣品與M溶液接觸,具體操作為慢慢傾倒錐形瓶,使小試管歪倒在M溶液中;故答案為:慢慢傾倒錐形瓶,使小試管歪倒在M溶液中
(8)反應(yīng)可能產(chǎn)生水蒸氣,使用冷水冷凝的目的是除去生成氣體中的水蒸氣;為了排除兩側(cè)液面不水平,液柱形成的壓強對氣體體積大小有影響,反應(yīng)后讀數(shù)時,還需要進行的操作是調(diào)節(jié)量氣管,使兩側(cè)的液面保持水平;故答案為:除去生成氣體中的水蒸氣;調(diào)節(jié)量氣管,使兩側(cè)的液面保持水平;
(9)量取體積時,量筒的量程要和所測體積相近,且一次量出,所測體積為67.2mL應(yīng)選100mL的量筒;故答案為:A;
(10)67.2mL=0.0672L
生成N2的質(zhì)量為0.0672L×1.25g/L=0.084g
設(shè)NaN3的質(zhì)量為x
NaN3的純度為
故答案為:92.86%。
物質(zhì)
檢驗試劑或方法或裝置
反應(yīng)現(xiàn)象
結(jié)論或化學(xué)方程式
O2
帶火星的木條
木條復(fù)燃
該氣體具有助燃性,是O2
H2O
無水CuSO4
無水CuSO4由白變成藍
CuSO4+5H2O CuSO4·5H2O
H2
氧化銅由黑變成紅,無水CuSO4變藍
H2+CuOH2O+Cu
CuSO4+5H2O
CuSO4·5H2O
NH3
濕潤的紅色石蕊試紙
試紙變藍
該氣體顯堿性,是NH3
CO2
澄清石灰水
澄清石灰
水變渾濁
Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
CO
粉末由黑變紅,澄清石灰水變渾濁
CO+CuOCu+CO2
Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
CH4
點燃,在火焰上方罩一個冷而干燥的燒杯一會兒,迅速把燒杯倒過來,向杯內(nèi)注入澄清石灰水
燒杯內(nèi)壁有水珠,石灰水變渾濁
CH4+2O2CO2+2H2O
離子
檢驗方法
實驗現(xiàn)象
H+(酸)
滴加紫色石蕊試液
石蕊試液變紅
用PH試紙測量其PH
PH小于7
加入少量鋅粒
有氣泡產(chǎn)生
OH-(堿)
滴加紫色石蕊試液
石蕊試液變藍
滴加無色酚酞
無色酚酞變紅
用PH試紙測量PH
PH大于7
CuSO4溶液
生成藍色沉淀
FeCl3溶液
生成紅褐色沉淀
CO32-
滴加稀鹽酸,將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水
澄清石灰水變渾濁
Cl-
滴加AgNO3溶液和稀HNO3
產(chǎn)生白色沉淀
SO42-
滴加稀鹽酸酸化再滴加BaCl2
酸化無現(xiàn)象,加入BaCl2后產(chǎn)生白色沉淀
滴加Ba(NO3)2溶液和稀HNO3
產(chǎn)生白色沉淀
NH4+
加入強堿溶液,加熱,用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗產(chǎn)生的氣體
產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體,試紙變藍
Fe3+
滴加強堿溶液
產(chǎn)生紅褐色沉淀
Cu2+
滴加強堿溶液
產(chǎn)生藍色沉淀
選項
實驗?zāi)康?br>實驗方案
A
鑒別CO(NH2)2和K2SO4
取樣,分別加入熟石灰,研磨,聞氣味
B
鑒別H2和CH4
分別點燃,在火焰上方罩一個內(nèi)壁涂有澄清石灰水的燒杯
C
提純混有少量NaCl的KNO3固體
將固體溶解,蒸發(fā)結(jié)晶
D
除去鐵制品表面的鐵銹
將鐵制品長時間浸泡在過量的稀硫酸中
選項
物質(zhì)
除雜方法
A
CO2(CO)
在空氣中點燃
B
Fe(Fe2O3)
加入過量稀鹽酸
C
MnO2(KCl)
加足量水溶解、過濾
D
KCl溶液(K2CO3)
加入適量Ca(NO3)2溶液,過濾
選項
物質(zhì)
少量雜質(zhì)
所用試劑和操作方法
A
N2
CO2
將氣體依次通過足量NaOH溶液和足量濃硫酸
B
NaNO3溶液
Mg(NO3)2
加入過量KOH溶液,過濾
C
Cu
Cu(OH)2
加入足量稀鹽酸,過濾,蒸發(fā)結(jié)晶
D
NaCl
泥沙
溶解,過濾,洗滌,干燥
選項
甲
乙
丙
A
NaOH溶液
稀H2SO4
濃H2SO4
B
NaOH溶液
稀H2SO4
NaOH溶液
C
飽和NaHCO3溶液
濃鹽酸
濃H2SO4
D
濃H2SO4
NaOH溶液
濃H2SO4
選項
需區(qū)分的物質(zhì)
方法
A
氯化鉀和氯酸鉀固體
觀察顏色
B
氧化銅和鐵粉
通氫氣、加熱
C
碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液
加入足量的鹽酸
D
呼出的氣體和空氣
帶火星的木條
選項
實驗?zāi)康?br>實驗操作
A
提純銅粉(其中混有少量鉛粉)
加入過量的稀硫酸,充分反應(yīng)后過濾
B
鑒別氫氧化鈉、氯化鈉、硝酸銨三種白色固體
取樣,分別加入適量的水,充分攪拌,測試溫度
C
分離飽和硝酸鉀溶液中的硝酸鉀和水
將飽和硝酸鉀溶液降溫結(jié)晶,過濾
D
鑒別H2和CH4
分別點燃,在火焰上方罩一個內(nèi)壁涂有澄清石灰水的燒杯
選項
實驗?zāi)康?br>所用試劑或方法
A
鑒別NH4Cl溶液和K2SO4溶液
NaOH溶液或Ba(NO3)2溶液
B
除去CO2中含有的雜質(zhì)CO
點燃或通過灼熱的氧化銅
C
從NaCl溶液中分離出NaCl
蒸發(fā)或過濾
D
檢驗銨態(tài)氮肥
熟石灰研磨或加熱
選項
目的
方案
A
分離C和CuO
高溫加熱
B
鑒別水和過氧化氫溶液
觀察顏色
C
除去CO2中的CO
點燃混合氣體
D
驗證某氣體為O2
用帶火星的木條檢驗
選項
實驗?zāi)康?br>實驗方案
A
鑒別NaOH和NH4NO3固體
取樣,加水溶解,觸摸燒杯外壁
B
鑒別稀鹽酸和氯化鈉溶液
取樣,加入無色酚酞觀察顏色變化
C
除去FeCl2溶液中的CuCl2
加入過量的鋅粉,過濾
D
除去CO2中混有的HCl
通過足量的氫氧化鈉溶液
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