高中化学探究沉淀溶解填空题

【化学———化学与技术】
锶()元素广泛存在于矿泉水中,是一种人体必需的微量元素,在元素周期表中与
和同属于第ⅡA族｡
（1）碱性:Sr(OH)2 Ba(OH)2(填“>”或“<”);锶的化学性质与钙和钡类似,用原子结构的观点解释其原因是 ｡
（2）碳酸锶是最重要的锶化合物｡用含SrSO4和少量BaSO4､BaCO3､FeO､Fe2O3､Al2O3､SiO2的天青石制备SrCO3,工艺流程如下(部分操作和条件略):
Ⅰ．将天青石矿粉和Na2CO3溶液充分混合,过滤;
Ⅱ．将滤渣溶于盐酸,过滤;
Ⅲ．向Ⅱ所得滤液中加入浓硫酸,过滤;
Ⅳ．向Ⅲ所得滤液中先加入次氯酸,充分反应后再用氨水调pH约为7,过滤;
Ⅴ．向Ⅳ所得滤液中加入稍过量NH4HCO3,充分反应后,过滤,将沉淀洗净,烘干,得到SrCO3｡
已知:ⅰ．相同温度时的溶解度:BaSO4<SrCO3<SrSO4<CaSO4
ⅱ．生成氢氧化物沉淀的pH

①Ⅰ中,反应的化学方程式是 ｡
②Ⅱ中,能与盐酸反应溶解的物质有 ｡
③Ⅳ的目的是 ｡
④该工艺流程中NH4HCO3含有的化学键是 ｡

工业上利用某工厂的废渣(主要含CuO70%、MgFe₂O₄20%，还含有少量FeO、NiO等氧化物)制取精铜和颜料铁红。流程如图所示。

回答下列问题：
（1）净化Ⅰ操作分为两步：
第一步是将溶液中少量的Fe^2＋氧化；
第二步是控制溶液pH，使Fe^3＋转化为Fe(OH)₃沉淀。
①写出酸性条件下用H₂O₂氧化Fe^2＋反应的离子方程式：                     。
②25 ℃时，pH=3的溶液中，c(Fe^3＋)=___________mol·L^－1（已知25 ℃，K_sp[Fe( OH)₃]=4.0×10^－38）。  
③净化Ⅰ中第二步可选用CuO实现转化，用化学平衡移动原理说明其原因：
                                                                  。
（2）用净化II所得的金属为电极进行电解得精铜，请写出阴极所发生的电极反应式：______________________________。
（3）为准确测定酸浸液中Fe^2＋的物质的量浓度以确定H₂O₂的用量，测定步骤如下：
①取出25.00mL酸浸液，配制成250.0mL溶液。
②滴定：准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中，将0.2000mol/LKMnO₄溶液装入
              （填仪器名称），进行滴定，记录数据，重复滴定3次，平均消耗KMnO₄溶液V mL。(反应离子方程式：5Fe²⁺+MnO+10H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+5H₂O)
③计算酸浸液中Fe²⁺的物质的量浓度=                   mol/L （只列出算式，不做运算）。

(10分) )氮元素有着多变价态和种类繁多的化合物，因在生产、生活中发挥着重要的作用。完成下列问题：
（1）在一密闭容器中，进行如下化学反应：
N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)  △H＜0，其化学平衡常数K与温度T的关系如下表：

T	298 K	398 K	498 K	…
K	4.1×10^6	K1	K2	…

①比较K₁、K₂的大小：K₁______K₂(填“>”、“=”或“<”)。
②若保持容器的容积不变，则该反应达到化学平衡状态的依据是________(填序号)。
A．2v(H₂)_正=3v(NH₃)_逆            B．v(N₂)_正=3v(H₂)_逆
C．容器内压强保持不变          D．混合气体的平均摩尔质量保持不变
③若维持容器的压强不变，达到平衡状态后再向容器中通入一定量的N₂，此时逆反应速率______(填“增大”、“减小”或“不变”)；平衡常数_____。(填“增大”、“减小”或“不变”)
④已知AgCl可溶于氨水中，而AgBr不溶于氨水中，则K_sp(AgCl)____ K_sp(AgBr) (填“>”、“=”或“<”)。
( 2 )肼是氮元素的另一种氢化物，分子式为N₂H₄。
①298 K时，1.00 g N₂H₄(l)与足量的N₂O₄(l)完全反应生成氮气和水，放出19.15 kJ的热量。写该反应的热化学方程式_____________________________________。
②肼也可以在纯氧中燃烧生成氮气和水，为了充分利用其能量有人设计了原电池装置，电极材料是多孔石墨电极，电解质为能够传导H⁺的固体电解质，请写出负极反应式____________________。

(18分)0．80 g CuSO₄·5H₂O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。

请回答下列问题：
（1）试确定200 ℃时固体物质的化学式______。
（2）取270 ℃所得样品，于570 ℃灼烧得到的
主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为___________________；把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为_____，其存在的最高温度是________；
（3）上述氧化性气体与水反应生成一种化合物，该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为____________________________________________________________；
（4）在0．10 mol·L^－1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH＝8时，c(Cu^2＋)＝         mol·L^－1(K_sp[Cu(OH)₂]＝2．2×10^－20)。若在0．1 mol·L^－1硫酸铜溶液中通入过量H₂S气体，使Cu^2＋完全沉淀为CuS，此时溶液中的H^＋浓度是            mol·L^－1。

汞不溶于水，易挥发，易与许多金属形成合金，汞是对人体危害较大的一种金属，据统计世界上有80多种工业以汞为原料，生产过程中产生的汞的污染越来越引起人们的重视，水体中的无机汞主 要有Hg²⁺、Hg₂²⁺。
（1）实验时倘若不慎，将汞溅落地面时，可先用涂上X溶液的锌片去粘拾，然后再用足量的X溶液   溶解锌片回收汞，X溶液可以是        （填试剂名称）
（2）检测水体中的Hg²⁺可用KI及CuSO₄溶液与其反应生成橙红色Cu₂HgI₄沉淀，用漫反射光谱直接测定汞沉淀物，该反应的离子方程式可表示为                     
（3）冶金厂治理含汞、含硫的烟气并回收汞，中国冶金工作者在研究“Hg-I-H₂O”系热力学的基础上，查明KI溶液能有效吸收汞，吸收总反应为：2Hg+SO₂+8I^-+4H⁺ =2HgI₄^2-+S+2H₂O，最后进行电解法电解吸收液(K₂HgI₄)，阴极的电极反应式为                    
（4）国家制定的工业废水排放标准：汞的含量≤0.05 mg/L。某合作学习小组的同学拟用硫化钠法处理含汞废水，其步骤为：先将溶液pH调至8～10，然后加入稍过量的硫化钠溶液，最后加入一定量的FeSO₄溶液，过滤后排放。已知：25℃HgS的Ksp= 4×10^－52；Hg₂S的Ksp＝1.0×10^－47，FeS 的Ksp=6.3×10^-18；HgS+Na₂SNa₂HgS₂（易溶）。
①若操作程序完全正确，且废水中只含无机汞，上述处理后的废水能否达标排放     （选填：“能”或“不能”）
②加入FeSO₄溶液的作用（写出两项）                     

如图表示的是25 ℃时，难溶氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol· L^－1，假定该浓度为饱和溶液中阳离子的浓度)。

请完成下列问题：
（1）pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是________。
（2）若要除去CuCl₂溶液中的少量Fe^3＋，应该控制溶液的pH________(填选项) 。
A．<1　     B．4左右　          C．>6
（3）在Ni(NO₃)₂溶液中含有少量的Co^2＋杂质，________(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是___________________________________________________。
（4）25 ℃下Ksp[Cu( OH )₂ ]＝________。
（5） 已知一些难溶物的溶度积常数如下表。

物质	FeS	MnS	CuS	PbS	HgS	ZnS
Ksp	6.3× 10^－18	2.5× 10^－13	1.3× 10^－35	3.4× 10^－28	6.4× 10^－33	1.6× 10^－24

为除去工业废水中含有的Cu^2＋、Pb^2＋、Hg^2＋杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的________(填选项)。
A．NaOH　      B．FeS　         C．Na₂S

（10 分）以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度：

难溶电解质	Mg(OH)2	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
溶解度/g	9×10^－4	1.7×10^－6	1.5×10^－4	3.0×10^－9

在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如：
① 为了除去氯化铵中的杂质Fe^3＋，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂反应，过滤结晶即可；
② 为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe^3＋，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶即可；
③ 为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe^2＋，先将混合物溶于水，加入一定量的H₂O₂，将Fe^2＋氧化成Fe^3＋，调节溶液的pH＝4，过滤结晶即可。
请回答下列问题：
（1）上述三个除杂方案都能够达到很好效果，Fe^2＋、Fe^3＋都被转化为__________（填化学式）而除去。
（2）①中加入的试剂应该选择_________为宜，其原因是___________________________。
（3）②中除去Fe^3＋所发生的总反应的离子方程式为_______________________________。
（4）下列与方案③相关的叙述中，正确的是__________________（填字母）。
A．H₂O₂是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B将Fe^2＋氧化为Fe^3＋的主要原因是Fe(OH)₂沉淀比Fe(OH)₃沉淀较难过滤
C调节溶液pH＝4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D．Cu²⁺可以大量存在于pH＝4的溶液中
E．在pH>4的溶液中Fe^3＋一定不能大量存在

请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
（1）我国储氢纳米碳管研究已取得重大进展。用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应的化学方程式为：
___C + ___K₂Cr₂O₇ + _______=" ___" CO₂↑ + ___K₂SO₄ + ___Cr₂(SO₄)₃ +___H₂O
请完成并配平上述化学方程式。
（2）工业上一般以CO和H₂为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO(g)+ 2H₂(g)  CH₃OH(g)  △H₁＝－116 kJ·mol^-1
①下列措施中有利于增大该反应的反应速率的是____________。

A．使用高效催化剂	B．降低反应温度
C．增大体系压强	D．不断将CH3OH从反应混合物中分离出来

②在恒容容器中合成甲醇，当温度分别为230℃、250℃和270℃时，CO的转化率与n(H₂)/n(CO)的起始组成比的关系如右图所示。已知容器体积1L，起始时CO的物质的量均为1mol。据此判断在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是__________；利用图中a点对应的数据，计算该反应在对应温度下的平衡常数K =_______________________。

③已知： △H₂＝－283 kJ·mol^-1
 △H₃＝－242 kJ·mol^-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO ₂和水蒸气的热化学方程式为_________。
（3）CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其溶度积常数K_sp=c(Ca²⁺)·c(CO₃^2—)=2.8×10⁻⁹。CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为5.6×10 ^-5 mol/L ，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为________________________。

工业上设计将VOSO₄中的K₂SO₄、SiO₂杂质除去并回收得到V₂O₅的流程如下：

请回答下列问题：
（1）步骤①所得废渣的成分是          （写化学式），操作I的名称        。
（2）步骤②、③的变化过程可简化为（下式R表示VO²⁺，HA表示有机萃取剂）：
R₂(SO₄)_n (水层)+ 2nHA（有机层）2RA_n（有机层） + nH₂SO₄  (水层) 
②中萃取时必须加入适量碱，其原因是                                                     。
③中X试剂为                            。
（3）④的离子方程式为                                      。
（4）25℃时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：

pH	1.3	1.4	1.5	1.6	1.7	1.8	1.9	2.0	2.1
钒沉淀率%	88.1	94.8	96.5	98.0	98.8	98.8	96.4	93.1	89.3

结合上表，在实际生产中，⑤中加入氨水，调节溶液的最佳pH为             ；若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)₃沉淀，则溶液中c(Fe³⁺)<           。〖已知：25℃时，Ksp[Fe(OH)₃]=2.6×10^-39〗
（5）该工艺流程中，可以循环利用的物质有              和                      。

我国是世界上发现和使用铜及铜器最早的国家之一，直到现在铜及其化合物在工农业生产中仍然有着广泛的应用。
（1）工业上可以用黄铜矿（主要成分CuFeS₂）为原料冶炼铜。主要反应如下:
① 2CuFeS₂+4O₂=Cu₂S+3SO₂+2FeO      ② 2Cu₂S + 3O₂=2SO₂+2Cu₂O③ Cu₂S+ 2Cu₂O="6Cu+" SO₂
在③中被氧化与被还原元素原子的物质的量之比为             ；若由3mol CuFeS₂生成3molCu，理论上消耗O₂的物质的量为              。
（2）常温下Cu₂O能溶于稀硫酸，得到蓝色溶液和红色固体，可以利用该性质检验工业上冶炼铜得到的粗铜中是否含有Cu₂O，写出此反应的离子方程式                                                        。
（3）刻蚀印刷电路的废液中含有大量的CuCl₂、FeCl₂、FeCl₃，任意排放将导致环境污染和资源的浪费，  为了使FeCl₃循环利用和回收CuCl₂，现设计如下生产过程：

①试剂Y的名称           ；物质X最好是          （填化学式）。
②若常温下1L废液中含CuCl₂、FeCl₂、FeCl₃的物质的量浓度均为0.5mol·， 则加入Cl₂气和物质X使溶液的pH在                 范围时（设溶液体积保持不变），铁元素完全转化为Fe(OH)₃，而CuCl₂不产生沉淀。( K_SP [Fe(OH)₃]=1.0×10^—38、  K_SP[Cu(OH)₂]=2.0×10^—20  、  lg5=0.7)

利用化学原理对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。
(一)染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO，可以在碱性条件下加入铝粉除去(加热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体)。除去NO的离子方程式为________。
(二)某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是Cr^3＋，其次是Fe^3＋、Fe^2＋、Al^3＋、Ca^2＋、Mg^2＋)：

常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

阳离子	Fe^3^＋	Fe^2^＋	Mg^2^＋	Al^3^＋	Cu^2^＋	Cr^3^＋
开始沉淀 时的pH	1.9	7.0	—	—	4.7	—
沉淀完全 时的pH	3.2	9.0	11.1	8	6.7	9(>9溶解)

（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是________(至少写一条)。
（2）调pH＝8是为了除去________(填Fe^3＋、Al^3＋、Ca^2＋、Mg^2＋)。
（3）钠离子交换树脂的原理为M^n＋＋nNaR→MR_n＋nNa^＋，被交换的杂质离子是_____(填Fe^3＋、Al^3＋、Ca^2＋、Mg^2＋)。
（4）试配平氧化还原反应方程式：□Na₂Cr₂O₇＋□SO₂＋□H₂O = □Cr(OH)(H₂O)₅SO₄＋□Na₂SO₄；每生成1mol Cr(OH)(H₂O)₅SO₄消耗SO₂的物质的量为________。
(三)印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl₃。腐蚀铜板后的混合浊液中，若Cu^2＋、Fe^3＋和Fe^2＋的浓度均为0.10mol·L^－1，请参照上表给出的数据和提供的药品，简述除去CuCl₂溶液中Fe^3＋和Fe^2＋的实验步骤：①________；②________；③过滤。(提供的药品：Cl₂、浓H₂SO₄、NaOH溶液、CuO、Cu)。

（本题共8分，（1）～（3）问1分/空，（4）问4分） 以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度：

难溶电解质	Mg(OH)2	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
溶解度/g	9×10^－4	1.7×10^－6	1.5×10^－4	3.0×10^－9

在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如：
①为了除去氯化铵中的杂质Fe^3＋，先将混合物溶于水，加入一定量的试剂反应，过滤结晶
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe^3＋，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应过滤结晶
③ 为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe^2＋，先将混合物溶于水，加入一定量的H₂O₂，将Fe^2＋氧化成Fe^3＋，调节溶液的pH＝4，过滤结晶
请回答下列问题：
（1）上述三个除杂方案都能够达到很好效果，Fe^2＋、Fe^3＋都被转化为       而除去。
（2）①中加入的试剂应该选择_________为宜，其原因是________________________。
（3）②中除去Fe^3＋所发生的总反应的离子方程式为_____________________________。
（4）下列与方案③相关的叙述中，正确的是__________________（填字母每填对一个给1分但每错一个在本问内倒扣1分）。
A  H₂O₂是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B 将Fe^2＋氧化为Fe^3＋的主要原因是Fe(OH)₂沉淀比Fe(OH)₃沉淀较难过滤
C 调节溶液pH＝4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D  Cu²⁺可以大量存在于pH＝4的溶液中
E．在pH>4的溶液中Fe^3＋一定不能大量存在

滴定法是科研和生产中测定溶液中物质浓度的常用方法。
（1）莫尔法是一种沉淀滴定法，以K₂CrO₄为指示剂，用标准硝酸银滴定待测液，进而测定溶液中Cl^—的浓度， [K_sp(AgCl) =1.56×10^—10，K_sp(Ag₂CrO₄)=1.10×10^—12，Ag₂CrO₄为砖红色]
①滴定终点的现象是_________________；
②已知该滴定适宜的酸度范围是pH 6.5～10.5，且当溶液中有铵盐存在，c(NH₄⁺)＜0.05mol/L时，应将溶液的pH控制在6.5～7.2。下列有关说法你认为合理的有__________。
a．若溶液pH＜6.5，则Cr₂O₇^2—+H₂O2CrO₄^2—+2H⁺平衡左移，导致Ag₂CrO₄沉淀过迟，影响实验结果
b．若溶液中有铵盐存在时，当pH＞7.2，则有可能因为生成[Ag(NH₃)₂]⁺，影响实验结果
c．滴定时应剧烈摇动，以使被AgCl沉淀吸附的Cl^—及时释放出来，防止滴定终点提前
（2）氧化还原滴定是水环境监测常用的方法，可用于测定废水中的化学耗氧量（单位：mg/L——每升水样中还原性物质被氧化需O₂的质量）。某废水样100.00mL，用硫酸酸化后，加入0.01667mol/L的K₂Cr₂O₇溶液25.00mL，使水样中的还原性物质在一定条件下完全被氧化。然后用0.1000mol/L的FeSO₄标准溶液滴定剩余的Cr₂O₇^2—，实验数据记录如下：

实验数据 实验序号	FeSO4溶液体积读数/mL
滴定前	滴定后
第一次	0.10	16.20
第二次	0.30	15.31
第三次	0.20	15.19

①完成离子方程式的配平：
___Cr₂O₇^2—+___Fe²⁺+____  _______    ____Cr³⁺+____Fe³⁺+____H₂O 
②计算废水样的化学耗氧量。 （写出计算过程，结果精确到小数点后一位。）

某科研小组设计出利用工业废酸(l0%)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿的方案，实现废物综合利用，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。

请回答下列问题：
（1）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：Ksp(CuS)______Ksp(ZnS)（选填“>”“<”或“=”）。
（2）物质A可使用下列物质中的   。

A．KMnO4

B．O2

C．H2O2

D．Cl2

（3）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。
（4）物质B可直接用作氮肥，则B的化学式是________。
（5）除铁后得到的Fe(OH)₃可用KClO溶液在碱性环境下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__________。

(12分)某湖泊底部为石灰石（CaCO₃）质，假设湖水中只溶有少量CO₂。
⑴写出CaCO₃的溶解平衡平衡表达式:                           。
⑵当大气中CO₂含量升高时，CaCO₃可能发生的变化是               （用化学方程式表示）。

实验编号	c(NaOH)mol/L	V(NaOH)mL	V(强酸)mL
1	0．1154	25．72	25．09
2	0．1154	26．70	25．00
3	0．1154	26．79	25．09
4	0．1154	26．71	25．00

则该溶液中的c(H⁺)=         mol/L。