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)．具體實驗步驟如圖一所示：

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�。�
（2）氨水浸出后得到固液混合體系，過濾，濾液中除K⁺、SO₄^2-外，還有大量的NH₄⁺．檢驗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

．
（3）寫出沉淀物中所有物質(zhì)的化學式

Al（OH）₃、Al₂O₃、Fe₂O₃

．
（4）濾液I的成分是水和

K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄

．
（5）為測定混合肥料K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄中鉀的含量，完善下列步驟：
①稱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

過濾

、

洗滌

、

干燥

（依次填寫實驗操作名稱）．
③冷卻、稱重．
（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，取該溶液進行如下實驗：
①用藍色石蕊試紙檢測該溶液，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取實驗 ④后的澄清溶液，滴入硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀，再加入過量的稀硝酸，沉淀不消失．
請回答下列問題：
（ l ）在實驗 ①中，圖二所示的操作中正確的是

BD

（填代號）
（2）根據(jù)上述實驗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）寫出與②③兩個實驗有關(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）先銨根離子與強堿反應，轉(zhuǎn)化為氨氣，氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍．
（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；然后進行操作：先將混合液過濾，然后洗滌沉淀，最后干燥，冷卻后稱重．
（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)此計算．
Ⅱ（1）試紙檢驗溶液的酸堿性時，應用玻璃棒或?qū)Ч苋∩倭咳芤旱卧诜旁诓Ａ�片的試紙上檢驗．
（2）根據(jù)反應的現(xiàn)象判斷離子存在的可能性．
（3）②反應為金屬銅在酸性條件下與硝酸根離子發(fā)生氧化還原反應生成銅離子和一氧化氮氣體．
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書寫離子方程式．

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，說明有氨氣放出，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．
（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；然后進行操作：先將混合液過濾，然后洗滌沉淀，最后干燥，冷卻后稱重．
故答案為：BaCl₂ 或Ba（NO₃）₂；過濾、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、試紙伸入待測液中，會污染試劑，故A錯誤；
B、用玻璃棒蘸取少量溶液滴在放在玻璃片的試紙上檢驗，故B正確；
C、試紙不能放在桌面上，可以放在玻璃片或點滴板上，故C錯誤；
D、應用導管取少量溶液滴在放在玻璃片的試紙上檢驗，故D正確．
故答案為：BD．
（2）溶液無色，則一定不存在Fe³⁺；
①用藍色石蕊試紙檢測該溶液，試紙顯紅色，說明溶液呈酸性，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)生無色氣體，該氣體遇空氣立即變?yōu)榧t棕色，該氣體為NO，說明溶液中存在NO₃^-；
③取溶液少許，加入氨水有白色沉淀生成，繼續(xù)加入過量氨水，沉淀不消失，說明含有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，說明含有SO₄^2-，則一定不會含有Ba²⁺；
⑤取實驗 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-；一定沒有Fe³⁺、Ba²⁺、HCO₃^-．
（3）②反應為金屬銅在酸性條件下與硝酸根離子發(fā)生氧化還原反應生成銅離子和一氧化氮氣體，反應的離子方程式為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⁺．

點評：本題考查學生對工藝流程的理解、離子的檢驗與共存、物質(zhì)分離提純等基本操作、物質(zhì)性質(zhì)與化學用語、化學計算等，題目難度中等，本題注意常見離子檢驗的方法的積累．需要學生具有扎實的基礎(chǔ)知識與靈活運用知識解決問題的能力．