高中化学探究沉淀溶解试题

氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
（1）已知：
下列有关该反应的叙述正确的是

A．正反应活化能小于169.8kJ·mol^-1

B．逆反应活化能一定小于169.8kJ·mol^-1

C．正反应活化能不小于169.8kJ·mol^-1

D．正反应活化能比逆反应活化能小169.8kJ·mol^-1

（2）H₂S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H₂S燃烧，其目的是     。
（3）H₂O的热分解也可得到H₂，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系，如图1所示。在4000℃~5000℃时可能发生下列哪些反应      （填写字母）。


（4）制取氢气的另一种方法是电解尿素[CO（NH₂）₂]的碱性溶液，装置示意图见图2（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。该电解装置中电解排出液中的主要成分是      （写化学式）。
（5）已知下列物质的K_SP：
5.6×10^-12；Ca（OH）₂；1.4×10^-5。氯碱工业中 电解饱和食盐水也能得到氢气，电解所用的盐水需精制，去除有影响的Ca²⁺、Mg²⁺、NH₄⁺、SO₄^2—[c（SO₄^2—）>c(Ca²⁺)]。某精制流程如下：

①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是            。
②过程I中将NH₄⁺转化为N₂的离子方程式是            。
③过程II中除去的离子有            。
④经过程III处理，需求盐水c中剩余Na₂SO₃的含量小于5mg/L。若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L，则处理10m³盐水b，至多添加10%Na₂SO₃溶液      kg（溶液体积变化忽略不计）

25 ℃时，在含有Pb^2＋、Sn^2＋的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：Sn(s)＋Pb^2＋(aq)Sn^2＋(aq)＋Pb(s)，体系中c(Pb^2＋)和c(Sn^2＋)变化关系如图所示。下列判断正确的是(    )

A．往平衡体系中加入金属铅后，c(Pb^2^＋)增大

B．往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后，c(Pb^2^＋)变小

C．升高温度，平衡体系中c(Pb^2^＋)增大，说明该反应ΔH>0

D．25 ℃时，该反应的平衡常数K＝2.2

下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：

(1)已知该产业链中某反应的平衡常数表达式为：

它所对应反应的化学方程式为_______。
已知在一定温度下,在同一平衡体系中各反应及平衡常数如下：

则K₁、K₂、K₃之间的关系为_______。
(2)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，发生如下反应：， 该反应平衡常数随温度的变化如下：

该反应的逆反应方向是_______反应(填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H₂O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，反应达到平衡时CO的转化率为_______。
(3)甲醇是一种新型的汽车动力燃料，可通过CO和H₂化合制备甲醇,该反应的热化学方程式为：
下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_______；
A. 容器内气体的平均摩尔质量保持不变
B.
C. 容器中气体的压强保持不变
D. 单位时间内生成n molCO的同时生成2n mol H₂
(4)甲醇-空气燃料电池（DMFC)是一种高效能、轻污 染电动汽车的车载电池，其工作原理如下图所示，该燃料电池的电池反应式为，则负极的电极反应式为_______。

(5) CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其。 CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀。现将CaCl₂溶液与的Na₂CO₃溶液等体积混合，则生成沉淀时原CaCl₂溶液的最小浓度为_______。

【化学——选修2：化学与技术】
某矿石中除含SiO₂外，还有9.24% CoO、2.78% Fe₂O₃、0.96% MgO、0.084 % CaO，从该矿石中提取钴的主要工艺流程如下：

（1）在一定浓度的H₂SO₄溶液中，钴的浸出率随时间、温度的变化如图所示。考虑生产成本和效率，最佳的浸出时间为        小时，最佳的浸出温度为         ℃。

（2）请配平下列除铁的化学方程式：
Fe₂(SO₄)₃+ H₂O+ Na₂CO₃= Na₂Fe₆(SO₄)₄(OH)₁₂↓+  Na₂SO₄+  CO₂↑
（3）“除钙、镁”的原理反应如下：MgSO₄+2NaF=MgF₂↓+Na₂SO₄；
CaSO₄+2NaF=CaF₂↓+Na₂SO₄。已知K_SP(CaF₂)=1.11×10^-10、K_SP(MgF₂)=7.40×10^-11，加入过量NaF溶液反应完全后过滤，则滤液中的c(Ca²⁺)/c(Mg²⁺)=           。
（4）“沉淀”中含杂质离子主要有                    ；“操作X”名称为             。
（5）某锂离子电池正极是LiCoO₂，含Li⁺导电固体为电解质。充电时，Li⁺还原为Li，并以原子形式嵌入电池负极材料碳-6(C₆)中，电池反应为LiCoO₂+ C₆CoO₂+ LiC₆。LiC₆中Li的化合价为     价。若放电时有1mole^－转移，正极质量增加   g。

工业上常用还原沉淀法处理含铬废水（Cr₂O₇^2—和CrO₄^2—），其流程为：
已知：
（1）步骤①中存在平衡：2CrO₄^2—（黄色）+2H⁺Cr₂O₇^2—（橙色）+H₂O
（2）步骤③生成的Cr（OH）₃在溶液中存在沉淀溶解平衡：Cr(OH)₃（s）Cr³⁺（aq）+3OH ^一（aq）
（3）常温下，Cr（OH）₃的溶度积K_sp=10^-32；且当溶液中离子浓度小于10^-5 mol·L^-1时可视作该离子不存在.下列有关说法中，正确的是

A．步骤①中加酸，将溶液的pH 调节至2，溶液显黄色，CrO4^2^—离子浓度增大

B．步骤①中当溶液呈现深黄色，且2v（CrO4^2^一）=v（Cr2O7^2^—）时，说明反应 2CrO4^2^—（黄色）+2H^+Cr2O7^2^—（橙色）+H2O 达到平衡状态

C．步骤②中，若要还原1 mol Cr2O7^2^一离子，需要6 mol（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O。

D．步骤③中，当将溶液的pH 调节至4 时，可认为废水中的铬元素已基本除尽

硫酸铅（PbSO₄）广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。利用方铅矿精矿（PbS）直接制备硫酸铅粉末的流程如下：

已知：（ⅰ）PbCl₂（s）+2Cl^－(aq) PbCl₄^2-(aq) △H＞0
（ⅱ）有关物质的Ksp和沉淀时的pH如下：

Ksp		开始沉淀时pH	完全沉淀时pH
PbSO4	1.08×10^-8	Fe (OH)3	2.7	3.7
PbCl2	1.6×10^-5	Pb(OH)2	6	7.04

（1）步骤Ⅰ中生成PbCl₂的离子方程式_______，加入盐酸控制pH值小于2，原因是_______。
（2）用化学平衡移动原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因______。若原料中FeCl₃过量，则步骤Ⅱ得到的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是_______。
（3）写出步骤Ⅲ中PbCl₂晶体转化为PbSO₄沉淀的离子方程式______。
（4）请用离子方程式解释滤液2加入H₂O₂可循环利用的原因______。
（5）铅蓄电池的电解液是硫酸，充电后两个电极上沉积的PbSO₄分别转化为PbO₂和Pb，充电时阴极的电极反应式为_______。
（6）双隔膜电解池的结构示意简图如图所示，利用铅蓄电池电解硫酸钠溶液可以制取硫酸和氢氧化钠，并得到氢气和氧气。对该装置及其原理判断正确的是____。

A．A溶液为氢氧化钠，B溶液为硫酸
B．C₁极与铅蓄电池的PbO₂电极相接、C₂极与铅蓄电池的Pb电极相接
C．当C₁极产生标准状况下11.2 L气体时，铅蓄电池的负极增重49g
D．该电解反应的总方程式可以表示为：2Na₂SO₄＋6H₂O2H₂SO₄＋4NaOH＋O₂↑＋2H₂↑

高铁酸钾（K₂FeO₄）具有极强的氧化性，是一种优良的水处理剂。
（1）FeO₄^2-与水反应的方程式为：4FeO₄^2- + 10H₂O  4Fe(OH)₃ + 8OH^－+ 3O₂，
K₂FeO₄在处理水的过程中所起的作用是           和           。

（2）将适量K₂FeO₄配制成c(FeO₄^2-) ＝1.0×10^-3 mol·L^-1（1.0mmol·L^-1）的试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，测定c(FeO₄^2-)的变化，结果见图Ⅰ。题（1）中的反应为FeO₄^2-变化的主反应，该反应的△H    0。
（3）FeO₄^2-在水溶液中的存在形态如图Ⅱ所示。下列说法正确的是     （填字母）。
A．不论溶液酸碱性如何变化，铁元素都有4种存在形态
B．改变溶液的pH，当溶液由pH＝10降至pH＝4的过程中，HFeO₄^－的分布分数先增大后减小
C．向pH＝8的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为：H₂FeO₄＋OH^－＝HFeO₄^－＋H₂O
D．pH约为2.5 时，溶液中H₃FeO₄⁺和HFeO₄^－比例相当
（4）HFeO₄^－H⁺+FeO₄^2-的电离平衡常数表达式为K=___________________，其数值接近        （填字母）。
A．10^-2.5        B．10^-6      C．10^-7         D．10^-10
（5）25℃时，CaFeO₄的Ksp = 4.536×10^-9，若要使100mL，1.0×10^-3 mol·L^-1的K₂FeO₄溶液中的c(FeO₄^2- )完全沉淀，理论上至少要加入的Ca(OH)₂的物质的量为    mol，
完全沉淀后溶液中残留的c(FeO₄^2- )为______________。

下面是利用工业冶炼硫酸铜(含有Fe²⁺、AsO₂^-、Ca²⁺等杂质)提纯制备电镀硫酸铜的生产流程。

已知：①Fe³⁺ Cu²⁺开始沉淀的pH分别2．7、5．4，完全沉淀的pH分别为3．7、6．4;
②K_SP[(Cu(OH)₂]=2×10^-20
（1）溶解操作中需要配制含铜64g/L的硫酸铜溶液100L，需要称量冶炼级硫酸铜的质量至少为     Kg。
（2）氧化步骤中发生的离子反应方程式为①           
②AsO₂^— + H₂O₂+ H⁺=H₃AsO₄ ③ H₃AsO₄+ Fe³⁺=FeAsO₄↓+ 3H⁺
（3）若要检验调节pH后溶液的Fe³⁺是否除尽，方法是                    ；氧化后需要将溶液进行稀释，稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过   mol·L^-1。
（4）固体I的主要成分除 FeAsO₄外还有               ，操作Ｉ为
（5）利用以上电镀级硫酸铜作为电解质溶液，电解粗铜（含铁、银杂质）制备纯铜，写出阳极发生的电极反应方程式         

还原沉淀法是处理含铬(含Cr₂O₇^2﹣和CrO₄^2﹣)工业废水的常用方法，过程如下：

己知转化过程中的反应为：2CrO₄^2﹣(aq)+2H⁺(aq) Cr₂O₇^2﹣(aq)+H₂O（1）。转化后所得溶液中铬元素含量为28.6g/L，CrO₄^2﹣有10/11转化为Cr₂O₇^2﹣。下列说法不正确的是(    )

A．转化过程中，增大c(H^+)，平衡向正反应方向移动，CrO4^2^﹣的转化率提高

B．常温下Ksp[Cr(OH)3]=1×10^﹣32，要使处理后废水中c(Cr^3+)降至1×10^﹣5mol/L，应调溶液的pH=5

C．若用绿矾(FeSO4·7H2O)(M=278)作还原剂，处理1L废水，至少需要917.4g

D．常温下转化反应的平衡常数K=10^4，则转化后所得溶液的pH=1

25℃时，用Na₂S沉淀Cu²⁺、Zn²⁺两种金属离子（M²⁺），所需S^2﹣最低浓度的对数值lgc（S^2﹣）与lgc（M²⁺）的关系如图所示，下列说法不正确的是（　　）

A．25℃时K（CuS）约为1×10^﹣35

B．向100mLZn^2+、Cu^2+浓度均为10^﹣5mol•L^﹣1的混合溶液 中逐滴加入10^﹣4mol•L^﹣1的Na2S溶液，Cu^2+先沉淀

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

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

酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉，MnO₂，ZnCl₂和NH₄Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据下表所示：溶解度/（g/100g水）

化合物	Zn（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3
Ksp近似值	10^-17	10^-17	10^-39

回答下列问题：
（1）该电池的正极反应式为                                 ，电池反应的离子方程式为                             。
（2）维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论上消耗Zn        g。（已经F＝96500C/mol）
（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl₂和NH₄Cl，二者可通过           __  分离回收；滤渣的主要成分是MnO₂、_      __      __和                          ，欲从中得到较纯的MnO₂，最简便的方法是                                  ，其原理是                                             。
（4）用废电池的锌皮制备ZnSO₄·7H₂O的过程中，需去除少量杂质铁，其方法是：加稀硫酸和H₂O₂溶解，铁变为_                   ____，加碱调节至pH为                           时，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于1×10^-5mol/L时，即可认为该离子沉淀完全）；继续加碱调节至pH为     _时，锌开始沉淀（假定Zn^2＋浓度为0.1mol/L）。若上述过程不加H₂O₂后果是                             ，原因是                                                                                                                                  。

（1）室温下，K_sp（BaSO₄）=1.1×10^－10，将pH＝9 的 Ba（OH）₂溶液与 pH＝4 的 H₂SO₄溶液混合，若所得混合溶液的 pH＝7，则 Ba（OH）₂溶液与 H₂SO₄溶液的体积比为           。欲使溶液中c（SO₄^2－）≤1.0×10^－5mol·L^－1，则应保持溶液中 c（Ba^2＋） ≥     mol·L^－1。
（2）一定温度下，向1 L 0.1 mol·L^－1CH₃COOH溶液中加入0.1 molCH₃COONa固体，则醋酸的电离平衡向    （填“正”或“逆”）反应方向移动；溶液中的值     （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）已知：a．常温下，醋酸和NH₃·H₂O的电离平衡常数均为1.74×10^－5
b．CH₃COOH＋NaHCO₃ = CH₃COONa＋CO₂↑＋H₂O 室温下，CH₃COONH₄溶液呈         性（填“酸”、“碱”或“中”，下同），NH₄HCO₃溶液呈          性。NH₄HCO₃溶液中物质的量浓度最大的离子是     （填化学式）。

酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉，，和等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据下表所示：
溶解度/（/100水）

化合物
近似值	10^-17	10^-17	10^-39

回答下列问题：
（1）该电池的正极反应式为，电池反应的离子方程式为               
（2）维持电流强度为0.5，电池工作五分钟，理论上消耗。（已经＝96500）
（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有和，二者可通过分离回收；滤渣的主要成分是、和，欲从中得到较纯的，最简便的方法是，其原理是。
（4）用废电池的锌皮制备的过程中，需去除少量杂质铁，其方法是：加稀硫酸和溶解，铁变为，加碱调节至为时，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于1×10^-5时，即可认为该离子沉淀完全）；继续加碱调节至为时，锌开始沉淀（假定浓度为0.1）。若上述过程不加后果是，原因是。

（1）有人研究证明：使用氯气作自来水消毒剂，氯气会与水中有机物反应，生成如CHCl₃等物质，这些物质可能是潜在的致癌致畸物质。目前人们已研发多种饮用水的新型消毒剂。下列物质不能作自来水消毒剂的是         （填序号）。

A．明矾	B．二氧化氯
C．臭氧	D．高铁酸钠(Na2FeO4)

（2）高铁（VI）酸盐是新一代水处理剂。其制备方法有：次氯酸盐氧化法（湿法）和高温过氧化物氧化法（干法）等。湿法是在碱性溶液中用次氯酸盐氧化铁（III）盐，写出该法的离子方程式：                                                     。
（3）用高铁（VI）酸盐设计的高铁（VI）电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH溶液，放电时的总反应：3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O→3Zn(OH)₂+2Fe(OH)₃+4KOH
①写出正极发生的电极反应式：                                         。
②用高铁（VI）电池作电源，以Fe作阳极，以Cu作阴极，对足量KOH溶液进行电解，当有0.1molK₂FeO₄反应时，在电解池中生成H₂          L（标准状况），同时生成Fe(OH)₃=       mol。
③下表列出了某厂排放的含锌废水中的含量及国家环保标准值的有关数据：

	含锌废水水质	经处理后的水国家环保标准值
Zn^2^＋浓度/(mg·L^－1)	≤800	≤3.9
pH	1～5	6～9

经处理后的废水pH＝8，此时废水中Zn^2＋的浓度为    mg/L（常温下，Ksp[Zn(OH)₂]＝1.2×10^17），    （填“符合”或“不符合”）国家环保标准。

卤素单质的性质活泼，卤素的化合物应用广泛，运用化学反应原理研究卤族元素的有关性质具有重要意义。
（1）下列关于氯水的叙述正确的是_______（填写序号）。
A．氯水中存在两种电离平衡                    
B．向氯水中通入SO₂，其漂白性增强
C．向氯水中通入氯气，c( H^＋)/c(ClO^－)减小       
D．加水稀释氯水，溶液中的所有离子浓度均减小
E．加水稀释氯水，水的电离平衡向正反应方向移动
F．向氯水中加少量固体NaOH，可能有c(Na^＋)=c(Cl^－ )+c(ClO^－)
（2）工业上通过氯碱工业生产氯气，其反应的离子方程式为______。
（3）常温下，已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数：

写出84消毒液（主要成分为NaClO）露置在空气中发生反应的有关化学方程式________。若将84消毒液与洁厕剂（含有浓盐酸）混合使用可能会导致中毒，请用离子方程式解释有关原因___________。
（4）碘钨灯具有比白炽灯寿命长且环保节能的；特点。一定温度下，灯泡内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应： 。为模拟上述反应，准确称取0. 508g碘、0.736g金属钨置于50. 0mL的密闭容器中，加热使其反应。如图是 WI₂(g)的物质的量随时间变化关系图象，其中曲线I（0～t₂时间段）的反应温度为T₁，曲线II(从t₂开始)的反应温度为T₂，且T₂>T₁。则

①该反应的△H_______0（填“>。、=或“<”）
②从反应开始到t₁时间内的平均反应速率v(I₂)=_________。
③下列说法中不正确的是_________（填序号），
A．利用该反应原理可以提纯钨
B．该反应的平衡常数表达式是K=
C．灯丝附近温度越高，灯丝附近区域WI₂越易变为W而重新沉积到灯丝上
（5）25℃时，向5mL含有KCI和KI浓度均为0.1mol/L的混合液中，滴加6mL0．1mol/L的AgNO₃溶液，先生成的沉淀是_________，溶液中离子浓度由大到小的顺序是_______ [不考虑H^＋和OH^－。25℃时]。