高中化学探究沉淀溶解计算题

Ba（NO₃）₂可用于生产绿色烟花、绿色信号弹、炸药、陶瓷釉药等。钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO₃、 BaSO₃、 Ba（ FeO₂）₂等]，某主要生产BaCO₃、 BaSO₄的化工厂利用钡泥制取Ba（NO₃）₂晶体（不含结晶水），其部分工艺流程如下：

又已知：
①Fe³⁺和Fe²⁺以氢氧化物形式沉淀完全时，溶液的pH分别为3．2和9．7；
②Ba（NO₃）₂晶体的分解温度：592℃； 
③K_SP（BaSO₄）=1．lxl0^－10,  K_SP（BaCO₃）=5．1×10^－9．
（1）该厂生产的BaCO₃因含有少量BaSO₄而不纯，提纯的方法是：将产品加入足量的饱和Na₂CO₃溶液中，充分搅拌，过滤，洗涤。试用离子方程式说明提纯原理：______________                                               。
（2）上述流程酸溶时，Ba（FeO₂）₂与HNO₃反应生成两种硝酸盐，反应的化学方程式为：
                                                                         。
（3）该厂结合本厂实际，选用的X为                （填序号）；

A．BaCl2

B．BaCO3

C．Ba（NO3）2

D．Ba（OH）2

（4）中和I使溶液的pH为4~5目的是                                            ；
结合离子方程式简述原理                                                        。
（5）从Ba（NO₃）₂溶液中获得其晶体的操作方法是                                。
（6）测定所得Ba（NO₃）₂晶体的纯度：准确称取w克晶体溶于蒸馏水，加入足量的硫酸，充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量其质量为m克，则该晶体的纯度为              。

碱式氧化镍（NiOOH）可用作镍氢电池的正极材料。以含镍（Ni^2＋）废液为原料生产NiOOH的一种工艺流程如下：

（1）加入Na₂CO₃溶液时，确认Ni^2＋已经完全沉淀的实验方法是       。
（2）已知K_sp[Ni(OH)₂]＝2×10^－15，欲使NiSO₄溶液中残留c(Ni^2＋)≤2×10^－5 mol·L^－1，调节pH的范围是     。
（3）写出在空气中加热Ni(OH)₂制取NiOOH的化学方程式：     。
（4）若加热不充分，制得的NiOOH中会混有Ni(OH)₂，其组成可表示为xNiOOH·yNi(OH)₂。现称取9.18 g样品溶于稀硫酸，加入100 mL 1.0 mol·L^－1 Fe^2＋标准溶液，搅拌至溶液清亮，定容至200 mL。取出20.00 mL，用0.010 mol·L^－1 KMnO₄标准溶液滴定，用去KMnO₄标准溶液20.00 mL，试通过计算确定x、y的值（写出计算过程）。涉及反应如下（均未配平）：
NiOOH＋Fe^2＋＋H^＋—Ni^2＋＋Fe^3＋＋H₂O  Fe^2＋＋MnO₄^－＋H^＋—Fe^3＋＋Mn^2＋＋H₂O

已知：Cu(OH)₂是二元弱碱；亚磷酸（H₃PO₃）是二元弱酸，与NaOH溶液反应，生成Na₂HPO₃。
（1）在铜盐溶液中Cu^2＋发生水解反应的离子方程式为____，该反应的平衡常数为____；（已知：25℃时，Ksp[Cu(OH)₂]＝2.0×10^－20mol³/L³）
（2）根据H₃PO₃的性质可推测Na₂HPO₃稀溶液的pH______7（填“＞”“＜”或“＝”）。常温下，向10mL0.01mol/L H₃PO₃溶液中滴加10ml0.02mol/LNaOH溶液后，溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是_________；
（3）电解Na₂HPO₃溶液可得到亚磷酸，装置如图（说明：阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过）

①阳极的电极反应式为____________________。
②产品室中反应的离子方程式为____________。

I．工业上可用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)

（1）“图1”表示反应中能量的变化，曲线   （填“a或b”）表示使用了催化剂；该反应的热化学方程式为              。
（2）若容器容积不变，下列措施可增大CO平衡转化率的是_____。

A．升高温度

B．将CH3OH(g)从体系中分离

C．充入He，使体系总压强增大

D．再充入1 mol CO和2 mol H2

（3）其他条件不变，请在“图2”中画出温度为T₂（且T₂<T₁）时，CO的平衡转化率与H₂和CO的起始组成比[n(H₂)/n(CO)]的关系曲线。

II．向BaSO₄沉淀中加入饱和碳酸钠溶液，充分搅拌，弃去上层清液，如此处理多次，可使BaSO₄全部转化为BaCO₃，发生的反应可表示为：BaSO₄(s)+CO₃^2－(aq)BaCO₃(s)+SO₄^2－(aq)。
（4）现有0.20 mol BaSO₄，加入1.0L 2.0mol/L的饱和Na₂CO₃溶液处理，假设起始的c(SO₄^2－)≈0，平衡时，K=4.0×10^－2，求达到平衡时发生转化的BaSO₄的物质的量。（写出计算过程，计算结果保留2位有效数字）

铜及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：
（1）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)。写出CuSO₄转变为铜蓝的离子方程式_______________________________。
（2）工业上以黄铜矿CuFeS₂）为原料，采用火法熔炼工艺生产铜的中间过程会发生反应：2Cu₂O＋Cu₂S6Cu＋SO₂↑，该反应的氧化剂是_____；验证反应产生的气体是SO₂的方法是____________。
（3）图I是一种新型燃料电池，它以CO为燃料，一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃熔融混合物为电解质，图II是粗铜精炼的装置图，假若用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。

①写出A极的电极反应式__________________________________________________。
②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，粗铜板应与__________极（填“A”或“B”）相连；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为___________。
③当消耗标准状况下1．12LCO时，精铜电极的质量变化情况为_________。
（4）现向一含有Ca^2＋、Cu^2＋的混合溶液中滴加Na₂CO₃溶液，若首先生成CuCO₃沉淀，根据该实验可得出的结论是________（填序号）

A．Ksp(CuCO3)＜Ksp(CaCO3)	B．c(Cu^2^＋)＜c(Ca^2^＋)
C．＞	D．＜

铁是地壳中含量第二的金属元素，其单质、合金及化合物在生产生活中的应用广泛。
(―)工业废水中含有一定量的Cr₂O₇^2－和CrO₄^2－，它们会对人类及生态系统产生很大的危害，必须进行处理。常用的处理方法是电解法，该法用Fe作电极电解含Cr₂O₇^2－的酸性废水，随着电解的进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）₃沉淀。
（1）用Fe作电极的目的是   。
（2）阴极附近溶液pH升高的原因是_                            (用电极反应式解释）；溶液中同时生成的沉淀还有   。
(二)氮化铁磁粉是一种磁记录材料，利用氨气在400℃以上分解得到的氮原子渗透到高纯铁粉中可制备氮化铁。制备高纯铁粉涉及的主要生产流程如下：

已知①某赤铁矿石含60.0%Fe₂O₃、3.6%FeO，还含有Al₂O₃、MnO₂、CuO等。
②部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下：

（3）步骤②中加双氧水的目的是                         ，pH控制在3.4的作用是              ，已知25℃时，K_sp[Cu（OH）₂] =2.010^-20，该温度下反应：Cu^2＋＋2H₂OCu(OH)₂＋2H^＋的平衡常数K=             。
（4）如何判断步骤③中沉淀是否洗涤干净？                             。
（5）制备氮化铁磁粉的反应：Fe＋NH₃Fe_xN_y＋H₂ (未配平）,若整个过程中消耗氨气34.0g，消耗赤铁矿石2kg，设整个过程中无损耗，则Fe_xN_y磁粉的化学式为            。

(12分)某科研小组在900℃的空气中合成出化学式为La₂Ca₂MnO_x的超导体材料，其中La以+3价存在。为确定x的值，进行如下分析：
步骤1：准确称取0.5250g超导体材料样品，放入锥形瓶中，加25.00mL0.06000mol•L^－1Na₂C₂O₄溶液(过量)和25mL6mol•L^－1HNO₃溶液，在60-70℃下充分摇动，约半小时后得到无色透明溶液A(该条件下，只有Mn元素被还原为Mn²⁺，Na₂C₂O₄被氧化为CO₂)。
步骤2：用0.02000mol•L^－1KMnO₄溶液滴定溶液A至终点，消耗10.00mL KMnO₄溶液。
（1）步骤1反应后溶液中Mn²⁺的物质的量浓度为0.02000mol•L^－1。常温下，为防止Mn²⁺形成Mn(OH)₂沉淀，溶液的pH的范围为           [已知Mn(OH)₂的Ksp=2.0×10^－13]
（2）步骤2滴定终点的现象是                                。
（3）步骤2滴定终点读数时俯视刻度，其他操作都正确，则所测x的值将         (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
（4）求x的值(写出计算过程)。

某温度下，将50mL 0.2mol/L MgCl₂溶液与50mL 0.2 mol/LNaOH溶液充分混合。
已知此温度下K_SP[Mg(OH) ₂]＝1.810
（1）通过计算，判断混合后是否有沉淀生成。（要求写出计算过程）
（2）求最终溶液中的OH^–的物质的量浓度。

Ag₂O₂是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在KOH加入适量AgNO₃溶液,生成Ag₂O沉淀，保持反应温度为80，边搅拌边将一定量K₂S₂O₈溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品。反应方程式为2AgNO₃＋4KOH＋K₂S₂O₈ Ag₂O₂↓＋2KNO₃＋K₂SO₄＋2H₂O
回答下列问题：
（1）上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是                              
                                                                          。
(2)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag₂O₂转化为Ag，负极的Zn转化为K₂Zn(OH)₄，写出该电池反应方程式：
                                           。
(3)准确称取上述制备的样品（设Ag₂O₂仅含Ag₂O）2.558g，在一定的条件下完全分解为Ag 和O₂，得到224.0mLO₂（标准状况下）。计算样品中Ag₂O₂的质量分数（计算结果精确到小数点后两位）。

已知25℃时，K_sp(Mg(OH)₂)＝1.8×10^－11，K_sp(Cu(OH)₂)＝2.2×10^－20。请按要求回答下列问题：
（1）在25℃下，向浓度均为0.1 mol・L^-1的MgCl₂和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成____________沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式为________________。
（2）25℃时，向0.01 mol・L^-1的MgCl₂溶液中，逐滴加入浓NaOH溶液，当Mg^2＋完全沉淀时，溶液的pH为_______________（忽略溶液体积变化，已知lg1.8=0.26）。
（3）已知25℃时，K_sp(Fe(OH)₃)＝2.79×10^－39，试求该温度下反应Fe(OH)₃＋3H^＋Fe^3＋＋3H₂O的平衡常数K，写出计算推理过程。

我们可以通过以下实验步骤来验证醋酸银（CH₃COOAg）的溶度积K_SP＝2．0×10^－3：将已知质量的铜片加入到CH₃COOAg饱和溶液中（此饱和溶液中没有CH₃COOAg固体），待充分反应之后，将铜片冲洗干净、干燥、称重．
（1）写出表示CH₃COOAg沉淀溶解平衡的方程式．
（2）刚开始铜片的质量为23．4 g，将铜片放在100 mL的CH₃COOAg饱和溶液中，通过计算说明当充分反应后铜片的质量为何值时，CH₃COOAg的K_SP＝2．0×10^－3可以得到证实．（=2．24, =1．41）

多晶硅（硅单质的一种）被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以SiCl₄为主，它环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用SiCl₄水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成分为BaCO₃，且含有铁、镁等离子）制备BaCl₂·2H₂O，工艺流程如下：

已知：
①常温下Fe³⁺、Mg²⁺完全沉淀的pH分别是3.4、12.4
②BaCO₃的相对分子质量是197；BaCl₂·2H₂O的相对分子质量是244
回答下列问题：
（1）SiCl₄发生水解反应的化学方程式为_______________________________________
（2）用H₂还原SiCl₄蒸汽可制取纯度很高的硅，当反应中有1mol电子转移时吸收59KJ热量，则该反  应的热化学方程式为_____________________________________________
（3）加钡矿粉并调节pH=7的目的是①               ，②               
（4）过滤②后的滤液中Fe³⁺浓度为          （滤液温度25℃，K_sp[Fe(OH)₃]=2.2×10^-38）
（5）生成滤渣A的离子方程式__________________________________________
（6）列式计算出10吨含78.8% BaCO₃的钡矿粉理论上最多能生成BaCl₂·2H₂O的质量为多少吨？

化学能与电能之间的相互转化与人的生活实际密切相关，在生产、生活中有重要的应用，同时也是学生形成化学学科素养的重要组成部分。
（1）熔融状态下，钠的单质和氯化亚铁能组成可充电电池(如图1)，反应原理为：2Na＋FeCl₂  Fe＋2NaCl,该电池放电时，正极反应式为 ________________                          _____：

充电时，__________(写物质名称)电极接电源的负极；
该电池的电解质为________    _。
（2）某同学用铜片、石墨作电极电解一定浓度的硫酸铜溶液(如图2)，一段时间停止通电取出电极。若在电解后的溶液中加入0.98g氢氧化铜粉末恰好完全溶解，经测定所得溶液与电解前完全相同。请回答下列问题：

①Y电极材料是    ，发生   (填“氧化或还原”)反应。
②电解过程中X电极上发生的电极反方应式是：
                                       
③如在电解后的溶液中加入足量的小苏打，充分反应后产生气体在标准状况下所占的体积是             
（3）常温时，BaSO₄的Ksp＝1.08×10^-10,现将等体积的BaCl₂溶液与2.0×10^-3mol/l的Na₂SO₄
溶液混合。若要生成BaSO₄沉淀，BaCl₂溶液的最小浓度为______________。

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。

水垢中可能含有CaCO₃、MgCO₃、Mg(OH)₂，某学生为了测定水垢的组成，做了如下实验：
（1）取2.90g水垢样品，加入40mL盐酸，为保证固体全部溶解，并使二氧化碳全部逸出，盐酸的物质的量浓度≥_____________mol/L；
（2）另取2.89g水垢高温灼烧至恒重，残余固体为CaO和MgO，其质量为1.48g，产生的气体被足量的澄清石灰水吸收，得到0.03molCaCO₃沉淀，则原水垢中一定含有MgCO₃，理由是___________________；
通过计算确定是否含有Mg(OH)₂？
（3）水垢中CaCO₃的质量分数？