高中化学探究沉淀溶解试题

某研究小组进行Mg(OH)₂沉淀溶解和生成的实验探究。
向2支盛有1 mL 1 mol/L的MgCl₂溶液中各加入10滴2 mol/L NaOH，制得等量Mg(OH)₂沉淀；然后分别向其中加入不同试剂，记录实验现象如下表：

实验序号	加入试剂	实验现象
Ⅰ	4 mL 2mol/LNH4Cl 溶液	沉淀溶解
Ⅱ	4 mL蒸馏水	沉淀不溶解

（1）测得实验Ⅰ中所用NH₄Cl溶液显酸性（pH约为4.5），用离子方程式解释其显酸性的原因                                         。
（2）同学们猜测实验Ⅰ中沉淀溶解的原因有两种：
猜想1：氢氧化镁电离出OH^-离子，与氯化铵电离出来的铵根离子反应生成氨水.
猜想2：                                                                  。
（3）为验证猜想，又设计了以下实验

序号	实验内容	结 果
1	测定醋酸铵溶液的pH	pH约为7，溶液呈中性
2	取少量的相同质量的氢氧化镁分别盛放在试管中，分别向其中滴加醋酸铵溶液和氯化铵溶液	固体均溶解

①用醋酸铵溶液与氢氧化镁反应的原因是                                    。
②实验证明猜想正确的是      （填“1”或“2”）。
（4）实验Ⅱ观察到沉淀不溶解。该实验的目的是                                。

（1）工业废水中常含有Cu²⁺等重金属离子，直接排放会造成污染，目前在工业废水处理过程中，依据沉淀转化的原理，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去这些离子。已知室温下Ksp(FeS)=6.3×10^-18，Ksp(CuS)=1.3×10^-36。请用离子方程式说明上述除杂的原理____________。
（2）工业上为了处理含有Cr₂O₇^2－的酸性工业废水， 用绿矾（FeSO₄·7H₂O）把废水中的六价铬离子还原 成三价铬离子，再加入过量的石灰水，使铬离子转变为Cr(OH)₃沉淀。
①氧化还原过程的离子方程式为_________________________________。
②常温下，Cr(OH)₃的溶度积Ksp =1×10^—32，溶液的pH至少为        ，才能使Cr³⁺沉淀完全。
③现用上述方法处理100m³含铬（＋6价）78mg•L^—1的废水，需用绿矾的质量为           kg。（写出计算过程，保留到小数点后一位）

铜及其化合物在工农业生产及日常生活中应用非常广泛。某研究小组用粗铜（含杂质铁）制备氯化铜晶体(CuCl₂.2H₂O)的流程如下。

已知常温下，Cu^2＋、Fe^3＋的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表：

请回答下列问题：
（1）溶液I中加入试剂X可以调节溶液pH，从而除去Fe^3＋且不引入杂质。
①试剂X可选用下列物质中的__________（填代号）。
a.CuO       b.NaOH        c.Cu        d.Cu(OH)₂
②调节溶液pH时，理论上可选择pH最大范围是__________。
（2）由溶液Ⅱ制备CuCl₂.2H₂O的操作依次为：边滴加浓盐酸边加热浓缩、__________（填操作名称）、过滤、洗涤干燥。
（3）向溶液Ⅱ中通入H₂S气体，溶液变浑浊，pH减小，用离子方程式解释其原因：__________.
（4）某学习小组用碘量法测定CuCl₂.2H₂O样品的纯度（杂质不与发生反应）。实验如下：
a．准确称取CuCl₂.2H₂O样品mg于小烧杯中，加入适量蒸馏水和足量的碘化钾，再滴入适量的稀硫酸，充分反应后，将所得混合液配成250 mL待测溶液。（已知：）
b．移取25. 00 mL待测溶液于锥形瓶中，加几滴指示剂，用c molNa₂S₂O₃标准液滴定至终点，重复2次，测得消耗标准液体积的平均值为V mL。 （已知：）
①实验中使用的指示剂名称为____________。
②达到滴定终点时，仰视滴定管读数将使测定结果_________（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
③该样品中CuCl₂.2H₂O 的质量分数为_________（用含m、c、V的代数式表示，不用化简）。

皮革工业污泥中含较多的Cr，工业采用以下工艺制得M[Cr(OH)(H₂O)₅SO₄]。

已知：①工艺中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺。
②常温下部分阳离子以氢氧化物沉淀形式存在时溶液的pH见下表：

阳离子	Fe^3+	Al^3+	Cu^2+	Mg^2+	Cr^3+
开始沉淀时的pH	1.9	3.7	4.7	9.3	---
沉淀完全时的pH	3.2	8.0	6.7	11.1	9(>9溶解)

（1）酸浸时，为了提高浸取效率可采取的措施是________________（任写一条）。
（2）调节pH所用X可以选用        。
A．NaOH       B．Na₂CO₃       C．H₂SO₄       D．HNO₃
（3）加入H₂O₂ 目的是把Cr(OH)₃沉淀转化为Cr₂O₇^2-，写出该反应的离子方程式       。针铁矿组成元素是Fe、H、O，化学式量为89，其化学式是______________。
（4）调滤液至pH=8，Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺中的_________将转化为沉淀。
（5）若滤液甲的pH=a，则溶液中c (Cu²⁺)=      。（25℃时的K_sp[ Cu(OH)₂]=2.2×10^-20）

已知氨水的电离度（电离度是指溶液中已电离的溶质分子数占电离前溶质分子总数的百分率）与醋酸的电离度在同温、同浓度下相等，溶有一定量的氯化铵溶液呈碱性。现象少量的Mg(OH)₂悬浊液中加入适量的饱和氯化铵溶液,固体完全溶解.对此:
甲同学的解释是:
Mg(OH)₂(s)Mg²⁺+2OH^-       ①       
NH₄⁺+H₂ONH₃·H₂O+H⁺        ②   
H⁺+OH^-=H₂O                     ③
由于NH₄⁺水解显酸性,H⁺与OH^-反应生成水,导致反应①平衡右移,沉淀溶解。
乙同学的解释是:
Mg(OH)₂(s)Mg²⁺+2OH^-        ①       
NH₄⁺+OH^-NH₃·H₂O            ②
由于NH₄Cl电离出的NH₄⁺与Mg(OH)₂电离出的OH^-结合,生成了弱电解质NH₃·H₂O,导致反应①平衡右移,沉淀溶解。
（1）丙同学不能肯定那位同学的解释合理，于是，选用下列的一种试剂来证明甲、乙两位同学的解释只有一种正确，他选用的试剂是         （填写编号）

A．NH4NO3

B．CH3COONH4

C．Na2CO3

D．NH3·H2O

（2）丙同学将所选试剂滴入Mg(OH)₂的悬浊液中，Mg(OH)₂溶解，由此推知：甲和乙那位同学的解释更合
理            （填“甲”和“乙”）。

下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是

选项	实验操作	实验目的或结论
A	某钾盐溶于盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体	说明该钾盐是
B	向含有少量的溶液中加入足量粉末，搅拌一段时间后过滤	除去溶液中少量
C	常温下，向饱和溶液中加少量粉末，过滤，向洗净的沉淀中加稀盐酸，有气泡产生	说明常温下
D	与浓硫酸170℃共热，制得的气体通入酸性溶液	检验制得气体是否为乙烯

 

下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是

选项	实验操作及现象	实验目的或结论
A	向1，2两试管中分别加入等浓度H2O2溶液10 mL、1 mL，再向H2O2溶液中分别滴入等浓度等体积CuSO4、FeCl3溶液；试管2中产生气体较快	证明FeCl3溶液的催化效率更高
B	硅酸钠溶液中滴入酚酞，溶液变红，再滴加稀盐酸，溶液红色变浅直至消失	证明非金属性：Cl>Si
C	测定物质的量浓度相同的盐酸和醋酸溶液的pH；盐酸pH小于醋酸pH	证明盐酸酸性比醋酸强
D	取5 mL，0.1mol/L的AgNO3溶液于试管中，向试管中加入1-2滴0.1mol/L的NaCl溶液，出现白色沉淀，再向该试管中加入2滴0.1mol/L的KI溶液，出现黄色沉淀（AgI沉淀为黄色）。	证明： Ksp(AgI) >Ksp(AgCl)

 

下列有关电解质溶液中粒子浓度关系正确的是

A．pH=1的NaHSO4溶液：c（H^+）=c（SO4^2^﹣）+c（OH^﹣）

B．含有AgCl和AgI固体的悬浊液：c（Ag^+）＞c（Cl^﹣）=c（I^﹣）

C．CO2的水溶液：c（H^+）＞c（HCO3^﹣）=2c（CO3^2^﹣）

D．含等物质的量NaHC2O4和Na2C2O4的溶液：3c（Na^+）=2[c（HC2O4^﹣）+c（C2O4^2^﹣）+c（H2C2O4）]

CoCl₂·6H₂O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿[主要成分为Co₂O₃、Co(OH)₃，还含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO等]制取CoCl₂·6H₂O的工艺流程如下：

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Al³⁺等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Al(OH)3	Mn(OH)2
开始沉淀	2.7	7.6	7.6	4.0	7.7
完全沉淀	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8

（1）写出浸出过程中Co₂O₃发生反应的离子方程式                              。
（2）NaClO₃的作用是                      。
（3）加Na₂CO₃调pH至5.2所得沉淀为                              。
（4）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。

萃取剂的作用是                        ；
其使用的较适宜pH范围是       。
A．2.0~2.5         B．3.0~3.5          C．4.0~4.5
（5）为测定粗产品中CoCl₂·6H₂O含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgNO₃溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中CoCl₂·6H₂O的质量分数大于100％，其原因可能是     。（答一条即可）

28某种碳酸锰矿的主要成分有MnCO₃、MnO₂、FeCO₃、MgO、SiO₂、Al₂O₃等。已知碳酸锰难溶于水。一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰，流程如下：

阴离子膜法电解装置如图所示：

（1）写出用稀硫酸溶解碳酸锰反应的离子方程式                               。
（2）在浸出液里锰元素只以Mn²⁺的形式存在，且滤渣中也无MnO₂，请解释原因                         .
（3）已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：

加氨水调节溶液的pH等于6，则滤渣的成分是                             ，滤液中含有的阳离子有H+和                       。
（4）电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向，则A电极是    极。实际生产中，以石墨为电极，阳极区以稀硫酸为电解液，阳极的电极反应式为                 。
（5）该工艺之所以采用阴离子交换膜，是为了防止Mn²⁺进入阳极区发生副反应生成MnO₂造成资源浪费，写出该副反应的电极反应式                                  。

25℃时，用Na₂S沉淀Cu²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺四种金属离子(M²⁺)，所需S^2-最低浓度的对数值lgc(S^2-)与lgc(M²⁺)关系如图所示。下列说法正确的是

A．Ksp(CuS)约为l×10^-20

B．向Cu^2+浓度为10^-5mol•L^-1废水中加入ZnS粉末，会有CuS沉淀析出

C．向l00mL浓度均为10^-5mol•L^-1 Zn^2+、Fe^2+、Mn^2+的混合溶液中逐滴加入10^-4mol•L^-1 Na2S溶液，Zn^2+先沉淀

D．Na2S溶液中：2c(S^2-)+2c(HS^-)+2c(H2S)=c(Na^+)

工业上回收利用某合金废料（主要含Fe、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活泼金属）的工艺流程如下：

（1）金属M为          ，操作1为           。
（2）加入H₂O₂的作用是（用离子方程式表示）        ，加入氨水的作用是        。
（3）充分焙烧的化学方程式为            。
（4）已知Li₂CO₃微溶于水，其饱和溶液的浓度与温度关系见下表。操作2中，蒸发浓缩后必须趁热过滤，其原因是           ，90℃时Ksp（Li₂CO₃）的值为           。

温度/℃	10	30	60	90
浓度/mol・L^－1	0.21	0.17	0.14	0.10

（5）用惰性电极电解熔融Li₂CO₃制取锂，阳极生成两种气体，则阳极的电极反应式为          。

将含镁、钾的盐湖水蒸发，最后得到的产物中含光卤石（xKCl·yMgCl₂·zH₂O）。
它在空气中极易潮解，易溶于水，是制造钾肥和提取金属镁的重要原料，其组成可通过下列实验测定。
①准确称取5.550 g样品溶于水，配成100 mL溶液。
②将溶液分成二等份，在一份中加入足量的NaOH溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0.580 g。
③在另一份溶液中加入足量的硝酸酸化的AgNO₃溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体4.305 g。
（1）步骤②中检验白色固体已洗净的方法是                                           。
（2）已知某温度下Mg(OH)₂的K_sp = 6.4×10^－12，当溶液中c(Mg²⁺)≤1.0×10^－5 mol·L^－1可视为沉淀完全，则应保持溶液的OH^－的浓度≥                     mol·L^－1。
（3）通过计算确定样品的组成（写出计算过程）。

某科研小组设计出利用工业废酸（稀H₂SO₄）来浸取某废弃的氧化铜锌矿的方案，实现废物综合利用，方案如下图所示。

已知：各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe^2+	6.34	9.7
Fe^3+	1.48	3.2
Zn^2+	6.2	8.0

请回答下列问题：
（1）在“酸浸”步骤中，为提高浸出速率，除通入空气“搅拌”外，还可采取的措施是             。（任写一点即可）
（2）氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS，在H₂SO₄的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，则相同温度下：
K_sp(CuS)                      K_sp(ZnS)（选填“>”“<”或“=”）。
（3）物质A最好使用下列物质中的                          。
A．KMnO₄            B．空气            C．HNO₃          D．NaClO
（4）除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH，pH应控制在      范围之间。
（5）物质B可直接用作氮肥，则B的化学式是                        。
（6）除铁后得到的Fe(OH)₃可用KClO溶液在碱性环境将其氧化得到一种高效的多功能水处理剂——K₂FeO₄，写出该反应的离子方程式                。

有关硫化物的几个问题。
（1）H₂S在空气中可以燃烧。
已知：① 2H₂S(g) + O₂(g) 2S(s) + 2H₂O(g)  ΔH= －442.38 kJ/mol
②S(s) + O₂(g)  SO₂(g)  ΔH= －297.04 kJ/mol
H₂S(g)与O₂(g)反应产生SO₂(g)和H₂O(g)的热化学方程式是                      。
（2）SO₂是大气污染物，海水具有良好的吸收SO₂的能力，其过程如下。
① SO₂溶于海水生成H₂SO₃，H₂SO₃最终会电离出SO₃^2—，其电离方程式是           。
② SO₃^2—可以被海水中的溶解氧氧化为SO₄^2—。海水的pH会          （填“升高” 、“不变”或“降低”）。
③ 为调整海水的pH，可加入新鲜的海水，使其中的HCO₃^—参与反应，其反应的离子方程式是                   。
④ 在上述反应的同时需要大量鼓入空气，其原因是                 。
（3）自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO₄溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS，慢慢转变为铜蓝（CuS），用化学用语表示由ZnS转变为CuS的过程：           。