高中化学探究沉淀溶解试题

已知常温下，BaSO₄的K_sp为1×10^-10。现将0.01 mol/L Ba(OH)₂溶液与0.02 mol/L的Na₂SO₄溶液等体积混合，充分反应。计算：
（1）混合溶液中Ba²⁺物质的量浓度；
（2）混合溶液的pH值。

工业制备氯化铜时，将浓盐酸加热至80 ℃左右，慢慢加入粗CuO粉末（含杂质Fe₂O₃、FeO），充分搅拌，使之溶解，得一强酸性的混合溶液，现欲从该混合溶液中制备纯净的CuCl₂溶液，采用以下步骤［参考数据：pH≥9.6时，Fe²⁺完全水解成Fe(OH)₂；pH≥6.4时，Cu²⁺完全水解成Cu(OH)₂；pH≥3.7时，Fe³⁺完全水解成Fe(OH)₃］。请回答以下问题：
（1）第一步，如果直接调整pH＝9.6，不能将Cu²⁺和Fe²⁺分离除去，理由是：___________。现有下列几种常用的氧化剂，可用于氧化除去混合溶液中Fe²⁺，其中最好选：________。
①KMnO₄     ②H₂O₂     ③NaClO     ④浓HNO₃
（2）除去溶液中Fe³⁺的方法是调整溶液的pH＝3.7，现有下列试剂均可以使强酸性溶液的pH调整到3.7，可选用的有________。
①Cu(OH)₂     ②氨水     ③Cu₂(OH)₂CO₃     ④NaOH
（3）直接加热溶液，蒸干______（选填“能”或“不能”）得到氯化铜晶体（CuCl₂·2H₂O）。

(6分)某同学在学习沉淀溶解平衡时发现以下表中信息：

	AgCl	AgBr	Ag2CrO4
颜色	白色	浅黄色	砖红色
溶解度（mol·L^-1）	1.3×10^-4	1.7×10^-7	6.5×10^-5
溶度积常数（KSP）	1.7×10^-12mol^2·L^-2	5.0×10^-13mol^2·L^-2	?

（1）请利用表中信息计算Ag₂CrO₄的溶度积常数K_SP =               ；
（2）沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂，用AgNO₃滴定KCl溶液中Cl^-的含量时甲同学想用K₂CrO₄作指示剂；
①现有浓度均为0.001mol·L^-1的KCl和K₂CrO₄的混合液，该同学取混合液20mL，用已知浓度的AgNO₃溶液滴定，试计算当Cl^-沉淀完全时，CrO₄^2-是否开始沉淀（当溶液中某离子浓度小于1×10^-5mol·L^-1时认为沉淀完全）。
②根据表中信息和上述计算，请判断K₂CrO₄能否用作AgNO₃滴定KCl实验的指示剂        （填“能”或“不能”）；若能则滴定终点的颜色变化是        （若不能该空不填）。

（一）氮氧化物是空气的主要污染物，消除氮氧化物污染有多种方法。用催化技术可将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO₂和N₂，其反应为：2NO＋2CO2CO₂＋N₂，为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下测得不同时间的NO和CO浓度如下表：

时间(s)	0	2	4
c(NO) ( mol·L^－1)	1.00×10^－3	2.50×10^－4	1.00×10^－4
c(CO) ( mol·L^－1)	3.60×10^－3	c’	2.70×10^－3

回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：
（1）前4s内的平均反应速率v(NO)=               。c’＝             。
（2）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时，上述反应中二氧化碳浓度随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线。

①该反应的ΔH         0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
②若催化剂的表面积S₁＞S₂，在答题卡图中画出c(CO₂) 在T₂、 S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
（3）在恒容的密闭容器中，上述反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是

（二）沉淀溶解平衡也有平衡常数，称为溶度积常数，符号为K_sp，对于某沉淀溶解平衡：
M_mA_n(s)  mMⁿ⁺(aq) + nA^m－(aq)，K_sp＝[c(Mⁿ⁺)]^m·[c(A^m－)]ⁿ。M(Ca(OH)₂)=74g/mol
（1）常温时，Fe(OH)₃的K_sp＝1×10^－38，要使溶液中的Fe³⁺沉淀完全（残留在溶液中的c(Fe³⁺)＜10^－5 mol·L^－1），则溶液的pH最小为               。
（2）某温度时，在100g水中溶解0.74g Ca(OH)₂达到饱和，此时溶液的体积约为100 mL，则该温度下Ca(OH)₂的溶度积常数K_sp____________。（写出计算过程）

在25℃时，AgCl的白色悬浊液中，依次加入等浓度的KI溶液和Na₂S溶液，观察到的现象是先出现黄色沉淀，最终出现黑色沉淀。已知有关物质的溶度积K_SP（25℃）如下：

	AgCl	Agl	Ag2S
KSP（单位省略）	1.8×10^－10	1.5×10^－16	1.8×10^－50

下列论述错误的是
A．沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动
B．溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀
C．AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl₂溶液中的溶解度相同
D．25℃时，在饱和AgCl、AgI、Ag₂S溶液中，所含Ag^＋的浓度相同

某温度时，卤化银（AgX，X=Cl，Br，I）的3条溶解平衡曲线如图所示，AgCl，AgBr，AgI的Ksp依次减小。已知pAg=－lgc(Ag⁺)，pX=－lgc(X^－)，利用pX－pAg的坐标系可表示出 AgX的溶度积与溶液中的c（Ag⁺）和c（X^－）的相互关系。下列说法错误的是

A．A线是AgCl，C线是AgI

B．e点表示由过量的KI与AgNO3反应产生AgI沉淀

C．d点是在水中加入足量的AgBr形成的饱和溶液

D．B线一定是AgBr

工业上制备氯化铜时，是将浓盐酸用水蒸汽加热至80℃左右，慢慢加入粗制氧化铜粉（含杂质氧化亚铁），充分搅拌，使之溶解，反应如下：
CuO + 2HCl＝CuCl₂ + H₂O ，FeO + 2HCl ＝ FeCl₂ + H₂O。
已知：pH≥9.6时，Fe²⁺以Fe（OH）₂的形式完全沉淀；
pH≥4.4时，Cu²⁺以Cu（OH）₂的形式开始沉淀； pH≥6.4时，Cu²⁺以Cu（OH）₂的形式完全沉淀；pH在3～4时，Fe³⁺以Fe（OH）₃的形式完全沉淀。
（1）为除去溶液中Fe²⁺，可采用的方法是                。
（2）工业上为除去溶液中的_________。溶液的pH变化是     。
（3）若此溶液只含Fe³⁺时，要调整pH在3～4之间，此时最好向溶液中加入         。
（4）已知溶液中c（Cu²⁺）与溶液pH的关系为lg c（Cu²⁺）＝8.6－2pH，若溶液中c（Cu²⁺）为1 mol/L，要保证此溶液中Cu²⁺刚好不发生Cu（OH）₂沉淀，则溶液pH应为___________，此时溶液中的铁离子能否沉淀完全_________（填“能”或“否”）。

工业上制备BaCl₂的工艺流程图如下：

某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO₄）对工业过程进行模拟实验。查表得
BaSO₄（s） + 4C（s）4CO（g） + BaS（s）  △H₁ =" 571.2" kJ·mol^-1    ①
BaSO₄（s） + 2C（s）2CO₂（g） + BaS（s）  △H₂=" 226.2" kJ·mol^-1    ②
（1）气体用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。Na₂S水解的离子方程式为            。
（2）向BaCl₂溶液中加入AgNO₃和KBr，当两种沉淀共存时，=          。
[K_sp（AgBr）=5.4×10^-13，K_sp（AgCl）=2.0×10^-10]
（3）反应C（s） + CO₂（g）2CO（g）的△H₂=         kJ·mol^-1。

某温度时，AgCl(s)  Ag^＋(aq)＋Cl^－(aq)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是

A．加入AgNO3，可以使溶液由c点变到d点

B．加入少量水，平衡右移，Cl^-浓度减小

C．d点没有AgCl沉淀生成

D．c点对应的Ksp等于a点对应的Ksp

（8分)物质在水溶液中可能存在电离平衡、盐的水解平衡或沉淀溶解平衡，它们都可看作化学平衡的一种。请根据所学化学知识回答下列问题：
（1）A为0.1 mol·L^－1的（NH₄)₂SO₄溶液，在该溶液中离子浓度由大到小的顺序为_______。
（2）B为0.1 mol·L^－1的NaHCO₃溶液，NaHCO₃在该溶液中存在的平衡有（用离子方程式表示)______________。
（3）D为含有足量AgCl固体的饱和溶液，AgCl在溶液中存在如下平衡：AgCl（s) Ag^＋（aq)＋Cl^－（aq) 在25℃时，AgCl的K_sp＝1.8×10^－10。现将足量AgCl分别放入下列液体中：①100 mL蒸馏水 ②100 mL 0.3 mol·L^－1AgNO₃溶液 ③100 mL 0.1 mol·L^－1MgCl₂溶液充分搅拌后冷却到相同温度，Ag^＋浓度由大到小的顺序为__________________（填序号)，此时溶液②中Cl^－物质的量浓度为__________________。

已知Ksp（AgCl )=1.8×10^－10，Ksp（AgI)＝1.0×10^－16。下列关于不溶物之间转化的说法中错误的是

A．AgCl不溶于水，不能转化为AgI

B．两种不溶物的Ksp相差越大，不溶物就越容易转化为更难溶的不溶物

C．AgI比AgCl更难溶于水，所以AgCl可以转化为AgI

D．常温下，AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI，则NaI的浓度必须不低于×10^－11 mol·L^－1

一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中存在着沉淀溶解平衡，已知：

25℃时，对于含Fe₂(SO₄)₃、FeSO₄和CuSO₄各0．5 mol的1L混合溶液，根据上表数据断，下列说法不正确的是

A．在pH=5的溶液中．Fe^3^＋不能大量存在

B．混合溶液中c(SO4^2—)：[c(Fe^3^＋)：c(Fe^2^＋)：c(Cu^2^＋)]＞5：4

C．向混合溶液中逐滴加入0．1mol/LNaOH溶液，最先看到红褐色沉淀

D．向混合溶液中加入适量氯水，并调节pH到3～4过滤，可获较纯净的CuSO4溶液

市售一次电池品种很多，碱性锌锰电池在日常生活中用量很大。回收废旧锌锰电池并进行重新处理，可以获得MnO₂及其他副产品，其工艺流程如下：

已知：“锰粉”的主要成分有MnO₂、Zn(OH)₂、MnOOH、碳粉，还含有少量铁盐和亚铁盐。常温下，生成氢氧化物沉淀的pH如下表:

物质	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Zn(OH)2	Mn(OH)2 / Mn(OH)3
开始沉淀pH	2.7	7.6	5.7	8.3
完全沉淀pH （c≤1.0×10^－5mol/L）	3.7	9.6	8.0	8.8

（1）加入NaOH溶液调节pH＝8.0，目的是______________________________；计算常温下Zn(OH)₂的溶度积常数K_sp[Zn(OH)₂]＝____________________。
（2）写出滤液2中的Mn²⁺变成MnO₂的离子方程式_______________________________。
（3）写出滤渣B与稀硫酸在pH＝5时反应的化学方程式______________________________。
（4）工艺中还可以将滤液4进行_____________、_____________、_____________、洗涤得到含结晶水的硫酸盐晶体。
（5）MnO₂常用来制取KMnO₄。在一定条件下将MnO₂氧化为K₂MnO₄，然后用铁作阴极、铂作阳极电解K₂MnO₄溶液得到KMnO₄。电解K₂MnO₄溶液的总反应方程式为______________________。

(16分)运用化学原理知识研究化学对于人类的生产生活、科研意义重大。
（1）工业上以黄铜矿(主要成分：CuFeS₂，其中S为-2价)为原料，采用火法熔炼工艺生产粗铜。CuFeS₂中Fe的化合价为_____，熔炼过程中所得炉渣的主要成分有FeO、Fe₂O₃、SiO₂，Al₂O₃等，若要利用炉渣制取铁红，下列实验操作不需要的是_____(填写字母代号)。

A．溶解

B．过滤

C．蒸发结晶

D．灼烧

（2）Mg(OH)₂是水垢的主要成分之一，用氯化铵溶液浸泡：可以溶解Mg(OH)₂，请结合平衡移动原理解释其原因_____。
（3）研究发现CuCl₂溶液中铜、氯元素的存在形式为Cu(H₂O)₄²⁺、CuCl₄^2-，电解CuCl₂溶液一段时间，阳极产生2.24L(标准状况)黄绿色气体，阴极析出红色物质，试计算该过程中共转移电子____mol，若要使电解质溶液恢复至原浓度，应向电解后的溶液中加入________。
（4）以硼氢化合物NaBH₄(B元素的化合价为+3价)和H₂O₂作原料的燃料电池，负极材料采用Pt／C，正极材料采用MnO₂。其工作原理如图所示。电池放电时Na⁺由____(填写“a”或“b”，下同)极区移向___________极区，该电池的负极反应式为__________________________________。

几种物质的溶度积常数见下表：

物质	Cu(OH)2	Fe(OH)3	CuCl	CuI
Ksp	2.2×10^－20	2.6×10^－39	1.7×10^－7	1.3×10^－12

（1）某酸性CuCl₂溶液中含少量的FeCl₃，为得纯净CuCl₂溶液，宜加入_____________  调至溶液pH＝4，使Fe^3＋转化为Fe(OH)₃沉淀，此时溶液中的c(Fe^3＋)＝____________。
（2）过滤后，将所得滤液经过_________________，____________操作，可得到CuCl₂•2H₂O晶体。
（3）由CuCl₂•2H₂O晶体得到纯的无水CuCl₂，需要进行的操作是__________________。
（4）某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl₂•2H₂O晶体的试样（不含能与I^―发生反应的氧化性质杂质）的纯度，过程如下：取0.800g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.1000 mol/L Na₂S₂O₃标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na₂S₂O₃标准溶液40.00 mL。（已知：I₂＋2S₂O₃^2-S₄O₆^2-＋2I^―。）
①可选用___________作滴定指示剂，滴定终点的现象是_________________。
②CuCl₂溶液与KI反应的离子方程式为______________________________。
③该试样中CuCl₂•2H₂O的质量百分数为___________________________。