(化学)化学离子反应常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析
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(化学)化学离子反应常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析
一、高中化学离子反应
1.某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3溶液中含有的Mg2+、K+杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失。
,下列说法正确
的是( )
A.NaOH溶液可以用氨水来代替
B.溶液a中含有Al3+、K+、Cl-、Na+、OH-
C.溶液b中只含有NaCl
D.向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.用氨水,则Mg2+、Al3+均转化为沉淀,不能分离,则不能用氨水代替NaOH,A错误;B.Al3+与过量NaOH反应,溶液a中含AlO2-、K+、Cl-、Na+、OH-,B错误;
C.K+、Cl-、Na+在整个过程中不参加反应,则溶液b中含KCl、NaCl,C错误;
D.因氢氧化铝能溶于盐酸,则向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH,D正确;
答案选D。
【点睛】
本题考查混合物分离、提纯实验方案的设计,为高频考点,把握实验流程中发生的反应为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意氢氧化铝的两性。
2.某固体混合物X,含有NH4NO3、AgNO3、Cu(NO3)2和NaNO3中的一种或几种,进行如下实验:
①取少量X溶于水,逐滴加入NaOH溶液直至过量,先出现沉淀Y,后沉淀溶解得到溶液Z,并释放出能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体A;
②往溶液Z中逐滴加入稀盐酸直至过量,先产生沉淀,后沉淀全部溶解。
下列说法不正确
...的是()
A.气体A为NH3,溶液Z呈碱性
B.通过上述实验无法确定是否存在NaNO3
C.X中一定有NH4NO3和Cu(NO3)2,且n(NH4NO3) ≥ 4n[Cu(NO3)2]
D.向X中中直接加入过量稀盐酸,最终固体能全部溶解
【答案】C
【解析】
【分析】
①能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气,则由①可知:混合物X中一定有NH4NO3,因出现沉淀Y,则至少含Cu(NO3)2、AgNO3的一种,沉淀Y至少含AgOH、Cu(OH)2中的一种,Z至少含[Ag(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+中的一种;
②往溶液Z中逐滴加入稀盐酸直至过量,先产生沉淀,后沉淀全部溶解,则Z中含
[Cu(NH3)4]2+,不含[Ag(NH3)2]+,沉淀Y为Cu(OH)2,混合物X中一定有Cu(NO3)2,一定不含AgNO3;
③综上所述,混合物X中一定有Cu(NO3)2和NH4NO3,一定不含AgNO3,可能含有
NaNO3,发生如下反应:Cu(NO3)2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3,
NH4NO3+NaOH=NaNO3+NH3↑+H2O,Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-,据此解答。
【详解】
A.氢氧化钠过量,溶液Z一定呈碱性,A正确;
B.由分析可知,无法确定是否存在NaNO3,B正确;
C.由分析可知:Cu(NO3)2~Cu(OH)2~[Cu(NH3)4]2+~4NH4NO3,使生成的Cu(OH)2完全溶解,n(NH4NO3)= 4n[Cu(NO3)2],实验②中还有氨气生成,根据N原子守恒可知:n(NH4NO3)>4n[Cu(NO3)2],C错误;
D.由分析可知,混合物X中一定有Cu(NO3)2和NH4NO3,一定不含AgNO3,可能含有NaNO3,一定能溶于过量HCl,D正确。
答案选C。
【点睛】
溶液中一定不含AgNO3,否则实验②会产生白色AgCl沉淀。
3.常温下,有c(H+)=0.1mol/L的某溶液中可能有Na+、Fe3+、Fe2+、I﹣、Cl﹣、CO32﹣中的某几种,现取100mL该溶液进行如下实验:已知氧化性Fe3+>I2,根据实验结果,下列判断正确的是()
A.Fe3+、I﹣、Cl﹣三种离子一定存在
B.不能确定Na+和Cl﹣是否存在,CO32﹣一定不存在
C.Fe3+与Fe2+至少有一种
D.该溶液中c(Cl﹣)≥0.3mol•L-1
【答案】D
【解析】
【分析】
CO 一定不存在;由于加入适溶液中已经含有0.1mol/L的H+,所以与其不能大量共存的2
3
量Cl 2的四氯化碳溶液后下层出现了紫色,说明有碘单质生成,那么原溶液中一定含有I -;由于氧化性Fe 3+>I 2,所以I -会被Fe 3+氧化,所以原溶液中一定不会存在Fe 3+;根据I 2的质量为2.54g 可知,100mL 的原溶液含有I -0.02mol ,所以原溶液中(I )0.2mol/L c -
=;对分液后的水层加入足量的氢氧化钠会生成沉淀,所以原溶液中一定有Fe 2+,那么1.60g 固体
即Fe 2O 3,所以100mL 原溶液中,Fe 2+的量为0.02mol ,即原溶液中2(Fe )=0.2mol/L c +
;
由于第一步中加入的Cl 2会转变为Cl -,所以不能通过生成AgCl 白色沉淀证明原溶液中含有Cl -;通过上述分析,原溶液中(H )=0.1mol/L c +,(I )0.2mol/L c -=,
2(Fe )=0.2mol/L c +,电荷并不守恒,所以原溶液中一定还含有Cl -,由于上述检验过程并
未证明溶液中一定不含Na +,所以(Cl )0.3mol/L c -
≥;当(Cl )=0.3mol/L c -
,溶液中不含
Na +,当(Cl )0.3mol/L c ->,溶液中一定有Na +。
【详解】
A .通过分析可知,溶液中一定不含Fe 3+,A 项错误;
B .通过分析可知,原溶液中一定不含23CO -
;原溶液中一定还含有Cl -,且当
(Cl )=0.3mol/L c -,溶液中不含Na +,当(Cl )0.3mol/L c ->,溶液中一定有Na +,B 项错
误;
C .通过分析可知,溶液中含Fe 2+,不含Fe 3+,C 项错误;
D .通过分析可知,溶液中一定含有Cl -,且(Cl )0.3mol/L c -≥,D 项正确; 答案选D 。
【点睛】
离子推断的问题,可以通过四个原则进行分析:肯定原则,指的是,由题干中给出的检验现象等信息判定某离子一定存在;互斥原则,指的是,在某离子一定存在的前提下,与之不能大量共存的离子,一定不能存在于溶液中;进出原则,指的是,在设计实验检验溶液中存在的离子时,前面步骤加入的试剂是否会对后面的检验造成干扰;电中性原则,指的是,若题干中有给出沉淀质量,气体体积等信息,那么要对溶液中一定存在的离子是否符合电荷守恒进行验证。
4.下列离子方程式书写正确的是 A .H 2S 溶液显酸性:H 2S+2H 2O
2H 3O ++S 2-
B .将少量二氧化硫通入次氯酸钠溶液中:SO 2+H 2O+3ClO -=SO 42-+Cl -+2HC1O
C .向Ca(HCO 3)2溶液中加入澄清石灰水:Ca 2++2HCO 3-+2OH -=CaCO 3↓+CO 32-+2H 2O
D .向FeI 2 溶液中通入少量Cl 2:2Fe 2++Cl 2=2Fe 3++2Cl - 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .H 2S 属于弱酸,分步电离,且以第一步电离为主,H 2S+H 2O
H 3O ++HS -,故A 错误;
B .少量二氧化硫通入次氯酸钠溶液中发生氧化还原反应,反应的离子方程式为SO 2+3ClO -
+H2O=SO42-+2HClO+Cl-,故B正确;
C.向Ca(HCO3)2溶液中加入澄清石灰水,与用量无关,离子方程式:Ca2++HCO3-+OH-
═CaCO3↓+H2O,故C错误;
D.向FeI2溶液中通入少量Cl2,只氧化I-,反应的离子方程式为:2I-+Cl2═I2+2Cl-,故D错误;
故选B。
【点睛】
本题的易错点为CD,C中反应与用量无关,要注意与NaHCO3溶液中加入澄清石灰水的区别;D中要注意亚铁离子和碘离子的还原性的强弱比较,反应时,首先与还原性强的离子反应。
5.在学习中,我们经常应用类推法。
下列左边正确,类推法应用于右边也正确的是
()
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.FeCl2溶液与碘水不反应,则前者发生氧化还原反应,后者不反应,与氧化性有关,故A错误;
B.SO2通入漂白粉溶液,发生氧化还原反应为SO2+Ca2++ClO-+H2O=CaSO4↓+2H++Cl-,故B 错误;
C.Na2SO3溶液中滴入稀HNO3发生氧化还原反应为2NO3-+3SO32-+2H+=3SO42-+2NO↑+H2O,故C错误;
D.二氧化碳、二氧化硫均为酸性氧化物,与碱反应均生成盐和水,则类推合理,故D正确。
答案选D。
6.烧杯中盛有100mL 0.1mol/L的NaHSO4溶液,向其中逐滴滴加0.1mol/L的Ba(OH)2溶液,烧杯中某些物质(或微粒)的物质的量的变化曲线如图。
下列说法正确的是
A.曲线a表示Ba2+的物质的量的变化
B.曲线c表示OH-的物质的量的变化
C.加入Ba(OH)2溶液50mL反应的离子方程式为 Ba2++OH-+H++SO42-→BaSO4↓+H2O D.加入Ba(OH)2溶液大于50mL后,反应的离子方程式为 OH-+H+→H2O
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图象曲线变化可知,在加入的氢氧化钡溶液体积小于100mL前,曲线a表示离子的浓度减小,此段曲线a表示的是硫酸根离子,当Ba( OH)溶液体积大于100mL后,曲线a表示的是钡离子浓度,故A错误;
B.由图可知,曲线c表示离子的浓度先减小后增大,50mLBa( OH)2溶液加入时为0,此时100mL0.1mol/L的NaHSO4恰好和0.1mol/L的Ba(OH)2反应,继续加入Ba( OH)2溶液后,OH-的浓度逐渐增大,则直线c表示OH-的物质的量的变化,故B正确;
C.加入Ba(OH)2溶液50mL,两者恰好完全反应,其反应的化学方程式为: Ba2++2OH-+2H ++SO42-=BaSO4↓+2H2O,故C错误;
D.加入Ba(OH)2溶液大于50mL后,硫酸氢钠中氢离子已经反应完全,此时的反应为钡离子与硫酸根离子反应生成硫酸钡的反应,反应的离子方程式为:Ba2++ SO42-=BaSO4↓,故D错误;
故选B。
7.在不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)有如图所示关系。
下列说法正确的是
A.a点对应的溶液中大量存在:Al3+、Na+、Cl-、NO3-
B .b 点对应的溶液中大量存在:K +、Ba 2+、NO 3-、I -
C .c 点对应的溶液中大量存在:Fe 3+、Na +、Cl -、SO 42-
D .d 点对应的溶液中大量存在:Na +、K +、SO 32-、Cl - 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A 、a 点对应的溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,溶液为中性,Al 3+只能存在酸性溶液,不能共存,错误;
B 、b 点对应的溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,溶液为酸性,此条件下NO 3-与I -发生氧化还原反应而不能共存,错误;
C 、c 点溶液为中性,Fe 3+只能存在酸性溶液,不能共存,错误;
D 、d 点溶液为碱性,可以共存,正确。
8.硫酸铁溶液水解可以得到一系列具有净水作用的碱式硫酸铁(xFe 2O 3•ySO 3•zH 2O),为测定某碱式硫酸铁的组成,取5.130g 样品溶于足量盐酸中,然后加入过量的BaCl 2溶液,经过滤、洗涤、干燥得白色固体5.825g ,向上述滤液中加入过量的NaOH 溶液,经过滤、洗涤、灼烧得到固体1.600g ,该样品的化学式为( ) A .Fe 2O 3•2SO 3•7H 2O B .4Fe 2O 3•10SO 3•25H 2O C .3Fe 2O 3•6SO 3•20H 2O D .2Fe 2O 3•5SO 3•17H 2O
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
取5.130g 碱式硫酸铁(xFe 2O 3•ySO 3•zH 2O ),溶于足量盐酸中,则所得的溶液中含Fe 3+和SO 42﹣。
加入过量的BaCl 2溶液,经过滤、洗涤、干燥得白色固体5.825g 即BaSO 4物质的量
g
n g mol
5.82233=
=0.025mol ,根据S 原子的守恒即可知碱式硫酸铁(xFe 2O 3•ySO 3•zH 2O )
中“SO 3”的物质的量为0.025mol ,质量m =nM =0.025mol×80g/mol=2.00g ;
上述滤液中还含有Fe 3+,加入过量的NaOH 溶液,即得Fe (OH )3沉淀,经过滤、洗涤、灼烧得到固体1.600g 即为Fe 2O 3,由于转化过程中铁元素的守恒,故碱式硫酸铁(xFe 2O 3•ySO 3•zH 2O )中“Fe 2O 3”的质量即为1.600g ,其物质的量
g
n g mol
1.600160=
=0.01mol 。
而碱式硫酸铁(xFe 2O 3•ySO 3•zH 2O )的质量共为5.130g ,则可知其含有的“H 2O”的质量m=5.13g ﹣2.00g ﹣1.600g=1.53g ,物质的量g
n g mol
1.5318=
=0.085mol 。
故该样品中x :y :
z=0.01mol :0.025mol :0.085mol=2:5:17,故选D 。
9.某废水含有下列离子中的5种(忽略水的电离及离子的水解),K+、Cu2+、Al3+、Fe2+、Cl-、CO32-、NO3-、SO42-,测得各种离子的物质的量浓度相等。
为探究废水的组成,某同学进行了如下实验:
①用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察无紫色火焰。
②另取溶液加入足量稀盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,此时溶液依然澄清,且溶液中阴离子种类不变。
③另取溶液加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
根据上述实验,以下推测正确的是
A.溶液中无法确定Al3+的存在与否
B.原溶液中不含的离子为:K+、Al3+、CO32-
C.步骤②中可以确定Fe2+、NO3-的存在
D.步骤③中共有2种钡盐沉淀
【答案】B
【解析】
【详解】
用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察无紫色火焰,则说明有K+;另取溶液加入足量稀盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,则说明含有具有氧化性的NO3-和还原性的Fe2+;若向溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明原溶液中含有CO32-或SO42-,因为有Fe2+,Fe2+与CO32-不能共存,所以没有CO32-;则溶液中的离子有Fe2+、NO3-、SO42-,已知各种离子的物质的量浓度相等,阴离子电荷比阳离子电荷多,所以还有另外的阳离子Cu2+或Al3+,若有Cu2+,阳离子的电荷多还须有Cl-,若有
Al3+,阴离子加上Cl-,电荷仍不守恒;所以根据电荷守恒可知还有Cu2+、Cl-,所以原溶液中所含的离子为:Cu2+、Fe2+、Cl-、NO3-、SO42-,原溶液中不含的离子为:K+、Al3+、CO32-,故B正确;故选B。
10.往NH4HSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,发生的离子反应方程式可能为
A.NH4+ + 2H+ + SO42¯+ Ba2+ + 3OH¯−−→BaSO4↓+ NH3·H2O + 2H2O
B.NH4+ + H+ + SO42¯ + Ba2+ + 2OH¯−−→ BaSO4↓+ NH3·H2O + H2O
C.2NH4+ + H+ + 2SO42¯+ 2Ba2+ + 3OH¯−−→2BaSO4↓+ 2NH3·H2O + H2O
D.NH4+ + 3H+ + 2SO42¯+ 2Ba2+ + 4OH¯−−→2BaSO4↓+ NH3·H2O + 3H2O
【答案】BD
【解析】
【分析】
往NH4HSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,当NH4HSO4过量时,Ba2+、OH¯必须满足组成1:2关系;若Ba(OH)2过量,则NH4+、 H+、SO42¯ 必须满足组成1:1:1关系。
【详解】
A.不管是(NH4+ + 2H+ + SO42¯)还是(Ba2+ + 3OH¯)都不满足组成关系,A不正确;
B.表示NH4HSO4与Ba(OH)2等物质的量反应,B正确;
C.不管是(2NH4+ + H+ + 2SO42¯)还是(2Ba2+ + 3OH¯),都不满足组成关系,C不正确;
D.表示3molNH4HSO4与2molBa(OH)2发生反应,D正确;
故选BD。
11.把一定量金属钠投入Ca(HCO3)2溶液中,有多个反应发生,下列有关的离子方程式正确的是
A.2Na + 2H+= 2Na+ + H2↑
B.Ca2+ + HCO3- + OH-= CaCO3↓ + H2O
C.Ca2+ + 3HCO3 -+ 3OH-=CaCO3↓ + 2CO32- + 3H2O
D.Ca2+ + 2HCO3-Δ
CaCO3↓ + CO2↑ + H2O
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
A. 钠和水反应的离子方程式为:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,A项错误;
B. 如果NaOH不足,则发生HCO3-+Ca2++OH-═CaCO3↓+H2O,B项正确;
C. 若NaOH过量,则发生2HCO3-+Ca2++2OH-═CaCO3↓+2H2O+CO32-,C项错误;
D. 如果碳酸氢钙过量,加热碳酸氢钙溶液,碳酸氢钙分解生成碳酸钙、二氧化碳和水,离
子反应方程式为:Ca2+ + 2HCO3-Δ
CaCO3↓ + CO2↑ + H2O,D项正确;
答案选BD。
12.Ba(HS)2溶液中加入一定量的CuSO4溶液,发生的反应的离子方程式可能为()A.Ba2++HS-+Cu2++SO42-=BaSO4↓+CuS↓+H+
B.Ba2++2HS-+2Cu2++SO42-=BaSO4↓+2CuS↓+2H+
C.2Ba2++2HS-+Cu2++2SO42-=2BaSO4↓+CuS↓+H2S↑
D.Ba2++2HS-+Cu2++SO42-=BaSO4↓+CuS↓+H2S↑
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
A. 1molBa2+一定含有2molHS-,因为铜离子和硫离子结合会生成难溶于酸的硫化铜沉淀,A 项错误;
B. 硫酸铜过量时,HS-离子全部电离生成硫化铜,所以反应的离子方程式为Ba2++2HS-
+2Cu2++SO42-=BaSO4↓+2CuS↓+2H+,B项正确;
C. 2molBa2+提供4molHS-,依据2molSO42-溶液中含有2molCu2+,铜离子全部沉淀后剩余HS-会和氢离子形成2molH2S,C项错误;
D. 1molBa2+一定含有2molHS-,1molCu2+和1molHS-反应生成1molCuS沉淀,电离出的氢离子和剩余的1molHS-结合生成硫化氢,反应的离子方程式为:Ba2++2HS-+Cu2++SO42-
=BaSO4↓+CuS↓+H2S↑,D项正确;
答案选BD。
13.在酸性Fe(NO3)3溶液中逐渐通入H2S气体,可能发生的离子反应是
A.H2S + 2NO3-+ 2H+=2NO2↑+ S↓+ 2H2O
B.3 H2S + 2NO3-+ 2H+=2NO↑+ 3S↓+ 4H2O
C.3Fe3++ 3NO3-+ 6H2S =3NO↑+ 6S↓+ 3Fe2++6H2O
D.Fe3++3NO3-+ 5H2S+ 2H+=3NO↑+ 5S↓+ Fe2++6H2O
【答案】BD
【解析】
【分析】
酸性溶液中,氧化性HNO3>Fe3+,硫化氢不足,硝酸根离子氧化硫化氢;硫化氢足量,则Fe(NO3)3完全反应,以此来解答。
【详解】
酸性溶液中,氧化性HNO3>Fe3+,硫化氢不足,硝酸根离子氧化硫化氢,由电子、电荷守恒可知,离子反应为3H2S+2NO3-+2H+=2NO↑+3S↓+4H2O;硫化氢足量,则Fe(NO3)3完全反应,由电子、电荷守恒可知,离子反应为Fe3++3NO3-+5H2S+2H+=3NO↑+5S↓+Fe2++6H2O;
故选:BD。
14.在复盐NH4Fe(SO4)2溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,可能发生的反应的离子方程式是
A.Fe2++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+Fe(OH)2↓
B.NH4++Fe3++ 2SO42-+ 2Ba2++ 4OH-=2BaSO4↓+ Fe(OH)3↓+ NH3·H2O
C.2Fe3++ 3SO42-+ 3Ba2++6OH-=3BaSO4↓+ 2Fe(OH)3↓
D.3NH4++ Fe3++3SO42-+ 3Ba2++ 6OH-=3BaSO4↓+Fe(OH)3↓+3NH3·H2O
【答案】BC
【解析】
【详解】
A.在复盐NH4Fe(SO4)2中Fe元素的化合价是+3价,选项A中铁元素的离子是Fe2+,元素存在形式的化合价不符合事实,A错误;
B.向该溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,由于在盐中n(NH4+):n(Fe3+): n(SO42-)=1:1:2,当1mol复盐完全反应时需要2mol Ba(OH)2,反应的离子方程式是NH4++Fe3++2SO42-+ 2Ba2++ 4OH-=2BaSO4↓+ Fe(OH)3↓↓+NH3•H2O,B正确;
C.在复盐NH4Fe(SO4)2溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,加入的OH-先与Fe3+发生反应,该复盐可表示为(NH4)2SO4∙Fe2(SO4)3,当Ba(OH)2溶液少量时,以Ba(OH)2溶液为标准书写离子方程式,反应产生BaSO4和Fe(OH)3,离子方程式是2Fe3++3SO42-+3Ba2++ 6OH-=
3BaSO4↓+2Fe(OH)3↓,C正确;
D.当加入溶液中含有3mol Ba(OH)2时,Ba(OH)2溶液过量,反应的n(Fe3+):n(SO42-)=1:2,题目给出的离子方程式不符合反应事实,D错误。
答案选BC 。
15.铍铜是力学、化学综合性能良好的合金,广泛应用于制造高级弹性元件。
以下是从某废旧铵铜元件(含BeO25%、CuS71%、少量FeS 和SiO 2)中回收铍和铜两种金属的流程。
已知:
Ⅰ.铍、铝元素处于周期表中的对角线位置,化学性质相似
Ⅱ.常温下:K sp [Cu (OH )2]=2.2×10-20,K sp [Fe (OH )3]=4.0×10-38,K sp [Mn (OH )2]=2.1×10-13
(1)滤渣B 的主要成分为______(填化学式);
(2)写出反应Ⅰ中含铍化合物与过量盐酸反应的化学方程式______;
(3)MnO 2能将金属硫化物中的硫元素氧化为单质硫,写出反应Ⅱ中CuS 发生反应的离子方程式______,若用浓HNO 3溶解金属硫化物缺点是______(任写一条); (4)从BeCl 2溶液中得到BeCl 2固体的操作是______。
(5)溶液D 中含c (Cu 2+)=2.2mol•L -1、c (Fe 3+)=0.008mol•L -1、c (Mn 2+)=0.01mo l•L -1,逐滴加入稀氨水调节pH 可依次分离首先沉淀的是______(填离子符号),为使铜离子开始沉淀,常温下应调节溶液的pH 大于______;
(6)取铍铜元件1000g ,最终获得Be 的质量为72g ,则Be 的产率是______。
【答案】CuS 、FeS Na 2BeO 2+4HCl=BeCl 2+2NaCl+2H 2O
2222MnO +CuS+4H S +Mn +Cu +2H O +++↓= 生成NO 2污染空气 在氯化氢气流下蒸发
结晶 Fe 3+ 4 80% 【解析】 【分析】
废旧铍铜元件(含BeO25%、CuS71%、少量和FeSSiO 2),加入氢氧化钠溶液反应后过滤,信息可知BeO 属于两性氧化物,CuS 不与氢氧化钠溶液反应,FeS 不与氢氧化钠溶液反应,二氧化硅属于酸性氧化物,和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水,因此滤液A 成分是NaOH 、Na 2SiO 3、Na 2BeO 2,滤渣B 为CuS 、FeS ,滤液中加入过量盐酸过滤得到固体为硅酸,溶液中为BeCl 2,向溶液C 中先加入过量的氨水,生成Be(OH)2沉淀,然后过滤洗涤,再加入适量的HCl 生成BeCl 2,在HCl 气氛中对BeCl 2溶液蒸发结晶得到晶体,滤渣B 中加入硫酸酸化的二氧化锰,MnO 2能将金属硫化物中的硫元素氧化为单质硫,酸性介质中二氧化锰被还原为锰盐,过滤得到溶液D 为硫酸铜、硫酸铁、硫酸锰的混合溶液,逐滴加入
稀氨水调节pH可依次分离,最后得到金属铜,以此解答该题。
【详解】
(1)由以上分析可知滤渣B为CuS、FeS;
(2)信息1得到BeO22-与过量盐酸反应的化学方程式为:Na2BeO2+4HCl=BeCl2+2NaCl+2H2O;
(3)MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为单质硫,酸性介质中二氧化锰被还原为锰盐,反应Ⅱ中Cu2S发生反应的离子方程式为:MnO2+CuS+4H+=S+Mn2++Cu2++2H2O;浓硝酸具有氧化性做氧化剂被还原为二氧化氮、NO2气体有毒污染环境;
(4)为了抑制Be2+离子的水解,需要在HCl气氛中对BeCl2溶液蒸发结晶;
(5)三种金属阳离子出现沉淀,结合浓度商与Ksp的关系,铜离子转化为沉淀c(OH-
=-10mol/L,Fe3+离子转化为沉淀,c(OH-
/L
==×10-12mol/L,锰离子沉淀时,c(OH-
/L=×10-5.5mol/L,因此首先沉淀的是Fe3+,为使铜离子沉淀
c(H+)=
14
10
10
10
-
-
mol/L=10-4mol/L,pH=4,常温下应调节溶液的pH值大于4;
(6)混合物中BeO质量=1000×25%=250g,理论上得到Be的物质的量=
250g
25g/mol
=10mol,实
际得到Be物质的量=
72g
9g/mol
=8mol,产率=
8mol
10mol
×100%=80%。