Question

Ⅰ：明礬石是制取鉀肥和氫氧化鋁的重要原料，明礬石的組成和明礬相似，此外還含有氧化 鋁和少量氧化鐵雜質(zhì)．具體實(shí)驗(yàn)步驟如圖一所示：

根據(jù)圖一示，完成下列填空：
（1）明礬石焙燒后用稀氨水浸出．配制500mL稀氨水（每升含有39.20g氨）需要取濃氨水（每 升含有250.28g氨）

78

mL，用規(guī)格為

100

mL量筒量取．
（2）氨水浸出后得到固液混合體系，過(guò)濾，濾液中除K⁺、SO₄^2-外，還有大量的NH₄⁺．檢驗(yàn)NH₄⁺的方法是

取濾液少許，加入NaOH，加熱，生成的氣體能使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍(lán)

．
（3）寫(xiě)出沉淀物中所有物質(zhì)的化學(xué)式

Al（OH）₃、Al₂O₃、Fe₂O₃

．
（4）濾液I的成分是水和

K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄

．
（5）為測(cè)定混合肥料K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄中鉀的含量，完善下列步驟：
①稱(chēng)取鉀氮肥試樣并溶于水，加入足量

BaCl₂或Ba（NO₃）₂

溶液，產(chǎn)生白色沉淀．
②

過(guò)濾

、

洗滌

、

干燥

（依次填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)操作名稱(chēng)）．
③冷卻、稱(chēng)重．
（6）若試樣為mg，沉淀的物質(zhì)的量為nmol，則試樣中K₂SO₄的物質(zhì)的量為：

(m-132n)

42

mol（用含m、n的代數(shù)式表示）．
Ⅱ：某無(wú)色透明溶液可能含有下列離子：K⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Ba²⁺、NO₃^-、SO₄^2-、HCO₃^-、Cl^-等，取該溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①用藍(lán)色石蕊試紙檢測(cè)該溶液，試紙顯紅色；
②取溶液少許，加入銅片和稀硫酸共熱，產(chǎn)生無(wú)色氣體，該氣體遇到空氣立即變?yōu)榧t棕  色；
③取溶液少許，加入氨水有白色沉淀生成，繼續(xù)加入過(guò)量氨水，沉淀不消失；
④取溶液少許，滴入氯化鋇溶液產(chǎn)生白色沉淀；
⑤取實(shí)驗(yàn) ④后的澄清溶液，滴入硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀，再加入過(guò)量的稀硝酸，沉淀不消失．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（ l ）在實(shí)驗(yàn) ①中，圖二所示的操作中正確的是

BD

（填代號(hào)）
（2）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)判斷原溶液中肯定存在的離子是

Al³⁺、NO₃^-、SO₄^2-

，肯定不存在的離子是

Fe³⁺、Ba²⁺、HCO₃^-

．
（3）寫(xiě)出與②③兩個(gè)實(shí)驗(yàn)有關(guān)的離子方程式：
②

3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

；
③

Al³⁺+3NH₃?H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺

．

Answer 1

分析：Ⅰ（1）根據(jù)稀釋定律計(jì)算需要濃氨水的體積，根據(jù)要濃氨水的體積選擇量筒的規(guī)格．為減少誤差最好選擇比氨水體積大一些的量筒即可．
（2）先銨根離子與強(qiáng)堿反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為氨氣，氨氣能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)．
（3）由題目信息可知，明礬石含有Al₂O₃、Fe₂O₃．
（4）明礬石的組成和明礬相似，根據(jù)工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，濾液I中含有K₂SO₄和反應(yīng)生成（NH₄）₂SO₄．
（5）混合肥料中含有K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄，要產(chǎn)生白色沉淀，加入的溶液為BaCl₂或Ba（NO₃）₂溶液；然后進(jìn)行操作：先將混合液過(guò)濾，然后洗滌沉淀，最后干燥，冷卻后稱(chēng)重．
（6）試樣為mg，則174n（K₂SO₄）+132n[（NH₄）₂SO₄]=m，沉淀的物質(zhì)的量為nmol，即BaSO₄的物質(zhì)的量為nmol，根據(jù)硫酸根守恒有：n（K₂SO₄）+n[（NH₄）₂SO₄]=n．據(jù)此計(jì)算．
Ⅱ（1）試紙檢驗(yàn)溶液的酸堿性時(shí)，應(yīng)用玻璃棒或?qū)Ч苋∩倭咳芤旱卧诜旁诓Ａ�片的試紙上檢驗(yàn)．
（2）根據(jù)反應(yīng)的現(xiàn)象判斷離子存在的可能性．
（3）②反應(yīng)為金屬銅在酸性條件下與硝酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成銅離子和一氧化氮?dú)怏w．
③根據(jù)Al（OH）₃不溶于弱堿，則在含Al³⁺溶液中加入氨水只生成Al（OH）₃書(shū)寫(xiě)離子方程式．

解答：解：Ⅰ（1）根據(jù)稀釋前后溶質(zhì)的質(zhì)量不變得：0.5L×39.20g/L=V×250.28g/L，解得V=0.078L=78mL，為減少誤差最好選擇比氨水體積大一些的量筒即可，故選擇100mL量筒．
故答案為：78；100．
（2）取濾液少許，加入NaOH，加熱，生成的氣體能使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍(lán)，說(shuō)明有氨氣放出，含有NH₄⁺離子．
故答案為：取濾液少許，加入NaOH，加熱，生成的氣體能使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍(lán)．
（3）由題目信息可知，明礬石的組成和明礬相似，明礬石中含有Al₂O₃、Fe₂O₃．所以沉淀有生成的Al（OH）₃、及未溶解的 Al₂O₃、Fe₂O₃．
故答案為：Al（OH）₃、Al₂O₃、Fe₂O₃．
（4）明礬石的組成和明礬相似，根據(jù)工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，濾液I中含有K₂SO₄和反應(yīng)生成（NH₄）₂SO₄．
故答案為：K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄．
（5）混合肥料中含有K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄，要產(chǎn)生白色沉淀，加入的溶液為BaCl₂或Ba（NO₃）₂溶液；然后進(jìn)行操作：先將混合液過(guò)濾，然后洗滌沉淀，最后干燥，冷卻后稱(chēng)重．
故答案為：BaCl₂ 或Ba（NO₃）₂；過(guò)濾、洗滌、干燥．
（6）試樣為mg，則174n（K₂SO₄）+132n[（NH₄）₂SO₄]=m，沉淀的物質(zhì)的量為nmol，即BaSO₄的物質(zhì)的量為nmol，根據(jù)硫酸根守恒有：n（K₂SO₄）+n[（NH₄）₂SO₄]=n．聯(lián)立解得，n（K₂SO₄）=

(m-132n)

42

mol．
故答案為：

(m-132n)

42

．
Ⅱ（1）A、試紙伸入待測(cè)液中，會(huì)污染試劑，故A錯(cuò)誤；
B、用玻璃棒蘸取少量溶液滴在放在玻璃片的試紙上檢驗(yàn)，故B正確；
C、試紙不能放在桌面上，可以放在玻璃片或點(diǎn)滴板上，故C錯(cuò)誤；
D、應(yīng)用導(dǎo)管取少量溶液滴在放在玻璃片的試紙上檢驗(yàn)，故D正確．
故答案為：BD．
（2）溶液無(wú)色，則一定不存在Fe³⁺；
①用藍(lán)色石蕊試紙檢測(cè)該溶液，試紙顯紅色，說(shuō)明溶液呈酸性，則一定不存在HCO₃^-；
②取溶液少許，加入銅片和稀硫酸共熱，產(chǎn)生無(wú)色氣體，該氣體遇空氣立即變?yōu)榧t棕色，該氣體為NO，說(shuō)明溶液中存在NO₃^-；
③取溶液少許，加入氨水有白色沉淀生成，繼續(xù)加入過(guò)量氨水，沉淀不消失，說(shuō)明含有Al³⁺離子；
④取溶液少許，滴入氯化鋇溶液產(chǎn)生白色沉淀，該沉淀為硫酸鋇沉淀，說(shuō)明含有SO₄^2-，則一定不會(huì)含有Ba²⁺；
⑤取實(shí)驗(yàn) ④后的澄清溶液，滴入硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀，再加入過(guò)量的稀硝酸，沉淀不消失，不能證明是否含有Cl^-離子，因④中加入氯化鋇．
故答案為：一定有Al³⁺、NO₃^-、SO₄^2-；一定沒(méi)有Fe³⁺、Ba²⁺、HCO₃^-．
（3）②反應(yīng)為金屬銅在酸性條件下與硝酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成銅離子和一氧化氮?dú)怏w，反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
③根據(jù)Al（OH）₃不溶于弱堿，則在含Al³⁺溶液中加入氨水只生成Al（OH）₃，反應(yīng)的離子方程式為Al³⁺+3NH₃?H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．
故答案為：Al³⁺+3NH₃?H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)工藝流程的理解、離子的檢驗(yàn)與共存、物質(zhì)分離提純等基本操作、物質(zhì)性質(zhì)與化學(xué)用語(yǔ)、化學(xué)計(jì)算等，題目難度中等，本題注意常見(jiàn)離子檢驗(yàn)的方法的積累．需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與靈活運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力．