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．具體實驗步驟如圖一所示：

根據圖一示，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，用規格為

100

mL量筒量取．
（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，生成的氣體能使潤濕的紅色石蕊試紙變藍

．
（3）寫出沉淀物中所有物質的化學式

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，沉淀的物質的量為nmol，則試樣中K₂SO₄的物質的量為：

(m-132n)

42

mol（用含m、n的代數式表示）．
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，產生無色氣體，該氣體遇到空氣立即變為紅棕  色；
③取溶液少許，加入氨水有白色沉淀生成，繼續加入過量氨水，沉淀不消失；
④取溶液少許，滴入氯化鋇溶液產生白色沉淀；
⑤取實驗 ④后的澄清溶液，滴入硝酸銀溶液產生白色沉淀，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）根據稀釋定律計算需要濃氨水的體積，根據要濃氨水的體積選擇量筒的規格．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，轉化為氨氣，氨氣能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍．
（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，根據工藝流程轉化關系可知，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，沉淀的物質的量為nmol，即BaSO₄的物質的量為nmol，根據硫酸根守恒有：n（K₂SO₄）+n[（NH₄）₂SO₄]=n．據此計算．
Ⅱ（1）試紙檢驗溶液的酸堿性時，應用玻璃棒或導管取少量溶液滴在放在玻璃片的試紙上檢驗．
（2）根據反應的現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生氧化還原反應生成銅離子和一氧化氮氣體．
③根據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）根據稀釋前后溶質的質量不變得：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，生成的氣體能使潤濕的紅色石蕊試紙變藍，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，生成的氣體能使潤濕的紅色石蕊試紙變藍．
（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，根據工藝流程轉化關系可知，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，沉淀的物質的量為nmol，即BaSO₄的物質的量為nmol，根據硫酸根守恒有：n（K₂SO₄）+n[（NH₄）₂SO₄]=n．聯立解得，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，產生無色氣體，該氣體遇空氣立即變為紅棕色，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、物質分離提純等基本操作、物質性質與化學用語、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知識與靈活運用知識解決問題的能力．