高中化学探究沉淀溶解填空题

(14分)工业上为了测定辉铜矿（主要成分是Cu₂S）中Cu₂S的质量分数，设计了如图装置。实验时按如下步骤操作：

A．连接全部仪器，使其成为如图装置，并检查装置的气密性。

B．称取研细的辉铜矿样品1.000g。

C．将称量好的样品小心地放入硬质玻璃管中。

D．以每分钟1L的速率鼓入空气。

E．将硬质玻璃管中的辉铜矿样品加热到一定温度,发生反应为:Cu₂S+O₂=SO₂ +2Cu。
F．移取25.00ml含SO₂的水溶液于250ml锥形瓶中，用0.0100mol/L KMnO₄标准溶液滴定至终点。按上述操作方法重复滴定2—3次。

试回答下列问题：
（1）装置①的作用是_________________；装置②的作用是____________________。
（2）假定辉铜矿中的硫全部转化为SO₂，并且全部被水吸收，则操作F中所发生反应的化学方程式为                              
（3）若操作F的滴定结果如下表所示，则辉铜矿样品中Cu₂S的质量分数是_________。

滴定次数	待测溶液的体积/mL	标准溶液的体积
滴定前刻度/mL	滴定后刻度/mL
1	25.00	1.04	21.03
2	25.00	1.98	21.99
3	25.00	3.20	21.24

（4）本方案设计中有一个明显的缺陷影响了测定结果（不属于操作失误），你认为是                                                         （写一种即可）。
（5）已知在常温下FeS 的 Ksp＝ 6.25 × 10 ^－18, H₂S 饱和溶液中 c (H^＋）与 c (S^2－）之间存在如下关系： c² (H^＋) ·c（S^2－) = 1.0×10^－22。在该温度下，将适量 FeS 投入硫化氢饱和溶液中，欲使溶液中（Fe²⁺）为 lmol/L，应调节溶液的c（H^十）为__________________。　
（6）某人设想以右图所示装置用电化学原理生产硫酸，写出通入SO₂的电极的电极反应式______．

(8分)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)   DH₁ = ＋571.2 kJ·mol^－1     ①
BaSO₄(s)＋2C(s)2CO₂(g)＋BaS(s)   DH₂= ＋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DH₂=         kJ·mol^－1。
（4）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是                  
                        ，                                           。

(14分)短周期元素X、Y、Z可组成化学式为XYZ₃的化合物甲、乙、丙、丁。
（1）若甲中X的原子只有一个质子,Y、Z均是第二周期元素,则Y元素的原子结构示意图为   ；Y、Z中非金属性较强的是         (填元素符号)。
（2）若乙中X元素的焰色反应为黄色,Y与X同周期,Y是同周期中原子半径最小的元素,则X与Y形成的化合物含       键(填“离子”或“共价”)；乙与浓盐酸反应生成Y单质的化学方程式为    。
（3）若丙是一种微溶于水的物质,其Ksp约为1×10^－10,且X、Y、Z三种元素的原子序数之和为26,Y、Z同周期,则丙的电离方程式为        ,其饱和溶液中X离子的浓度约为       mol·L^－1。
（4）若丁中X、Y、Z处于不同周期,且X原子最外层电子数为其次外层电子数的二倍,Z原子最外层电子数是其电子层数的二倍多1,则丁的结构式为           。

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^-(aq) △H＞0
（ⅱ）K_sp(PbSO₄)=1.08×10^-8, K_sp(PbCl₂)=1.6×10^-5
（ⅲ）Fe^3＋、Pb^2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH值分别为3.2、7.04
（1）步骤Ⅰ中生成PbCl₂和S的离子方程式                               ，加入盐酸的另一个目的是为了控制PH值在0.5～1.0，原因是                                     。
（2）用化学平衡移动的原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因                       。
（3）写出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                         ，滤液3是               。
（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                      。

卤块的主要成分是MgCl₂，此外还含Fe²⁺、Fe³⁺和Mn²⁺等杂质离子。以卤块为原料按下图所示流程进行生产，可制得轻质氧化镁。

查阅资料得下表相关数据：

表1： 生成氢氧化物沉淀的pH	表2： 原料价格表
物质	开始沉淀	沉淀完全	物质	价格（元/吨）
Fe(OH)3	2.7	3.7	a．漂液（含25.2%NaClO）	450
Fe(OH)2	7.6	9.6﹡	b．双氧水（含30%H2O2）	2400
Mn(OH)2	8.3	9.8	c．烧碱（含98%NaOH）	2100
Mg(OH)2	9.6	11.1	d．纯碱（含99.5%Na2CO3）	600

﹡Fe²⁺氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，必须将它氧化后以Fe(OH)₃沉淀形式才能除尽。
若要求产品尽量不含杂质且生产成本较低，请根据上表提供的资料回答：
（1）流程中加入的试剂X、Y、Z最佳选择依次是表2中的           （选填试剂编号）。
（2）步骤②发生反应的离子方程式为      ；步骤⑤中发生反应的化学方程为      。
（3）步骤③控制pH=9.8的目的是                                           。
（4） 若在实验室进行步骤⑥的灼烧实验，必须用到的仪器是铁三脚、酒精喷灯、      和
泥三角。
（5）在探究Mg(OH)₂溶解性的实验中，发现向装有少量Mg(OH)₂浊液的试管中加入适量
NH₄Cl晶体，充分振荡后溶液会变澄清，请用化学平衡的原理解释浊液变澄清的原
因         。

化工工业中常用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯。
（1）已知某温度下：
反应①：CO_2（g） +H_{2 （g）}→CO_（g）  +  H₂O_（g），ΔH＝ +41.2 kJ/mol
反应②： （g）→（g）+H₂（g），ΔH=" +117.6" kJ/mol
②的化学反应平衡常数分别为K₁、K₂。
请写出二氧化碳氧化乙苯制备苯乙烯的热化学反应方程式                  。该反应的化学平衡常数K＝         （用K₁、K₂表示）。
（2）对于反应①，恒温恒容条件下，向密闭容器中加入2molCO₂和2molH_2，当反应达到平衡后，以下说法正确的是     。

A．因为该反应是吸热反应，所以升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小；

B．若继续加入1molCO2、1mol H2，平衡向正反应方向移动；

C．若继续通入1mol CO2则平衡向正反应方向移动，CO2的转化率增大；

D．压缩体积，平衡不移动，反应物和产物的浓度都不变；

（3）温恒容条件下，反应①达到平衡后；t₁时刻通入少量CO_2；请在下图中画出t₁之后的正逆反应曲线，并作出标注。

（4）已知某温度下， Ag₂SO₄（M＝312g/mol）的溶解度为0.624g/100g H₂O，该温度下K_{sp（Ag2SO4）}＝               ；（两位有效数字）
（5）电解法制备高铁酸钠（Na₂FeO₄），总反应式为：Fe+2H₂O+2OH^- ＝ FeO₄^2-+3H₂，电解质溶液选用NaOH溶液。该电解池阳极材料是     (写化学式) ；阳极的电极反应式为：     。

辉铜矿是冶炼铜的重要原料。
（1）工业上冶炼粗铜的某种反应为：Cu₂S+O₂＝2Cu+SO₂
①当产生标况下11.2L气体时，转移电子数目为     ；
②将粗铜进行电解精炼，粗铜应与外电源的            极相接；若精炼某种仅含杂质锌的粗铜，通电一段时间后测得阴极增重ag，电解质溶液增重bg，则粗铜中含锌的质量分数为           ；
（2）将辉铜矿、软锰矿做如下处理，可以制得碱式碳酸铜：

①铜单质放置于潮湿空气中，容易生成碱式碳酸铜，反应化学方程式是              ；
②步骤Ⅱ中，碳酸氢铵参与反应的离子方程式为                               ；
③步骤Ⅰ中发生如下3个反应，已知反应i)中生成的硫酸铁起催化作用。请写出反应iii)的化学方程式。
i)Fe₂O₃+3H₂SO₄ ＝Fe₂(SO₄)₃+3H₂O
ii) Cu₂S+ Fe₂(SO₄)₃ ＝CuSO₄+CuS+2FeSO₄
iii)                                              
④步骤Ⅱ中调节pH后的溶液中，铜离子浓度最大不能超过       mol/L。
（已知K_sp[(Cu(OH)₂)]＝2×10^－a）

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、温度的变化如右图所示。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。

工业上为了测定辉铜矿（主要成分是Cu₂S）中Cu₂S的质量分数，设计了如图装置。实验时按如下步骤操作：

A．连接好仪器，使其成为如图装置，并检查装置的气密性。

B．称取研细的辉铜矿样品1.000g。

C．将称量好的样品小心地放入硬质玻璃管中。

D．以每分钟1L的速率鼓入空气。

E.将硬质玻璃管中的辉铜矿样品加热到一定温度,发生反应为:Cu₂S+O₂SO₂ +2Cu。
F.移取25.00mL含SO₂的水溶液于250mL锥形瓶中，用0.0100mol/L KMnO₄标准溶液滴定至终点。按上述操作方法重复滴定2—3次。

试回答下列问题：
（1）装置①的作用是_________________；装置②的作用是____________________。
（2）假定辉铜矿中的硫全部转化为SO₂，并且全部被水吸收，则操作F中所发生反应的化学方程式为                                          ，当产生_______________________________的现象时可判断滴定已经达到终点。
（3）若操作F的滴定结果如下表所示，则辉铜矿样品中Cu₂S的质量分数是________。

滴定 次数	待测溶液的 体积/mL	标准溶液的体积
滴定前刻度/mL	滴定后刻度/mL
1	25.00	1.04	21.03
2	25.00	1.98	21.99
3	25.00	3.20	21.24

（4）本方案设计中由一个明显的缺陷影响了测定结果（不属于操作失误），你认为是                                                         （写一种即可）。
（5）已知在常温下FeS 的 Ksp＝ 6 . 25 × 10 ^－18, H₂S 饱和溶液中 c (H^＋）与 c (S^2－）之间存在如下关系：c² (H^＋)·（S^2－) =" 1" . 0×10^－22。在该温度下，将适量 FeS 投入硫化氢饱和溶液中，欲使溶液中（Fe²⁺）为1 mol/L，应调节溶液的c（H^十）为__________________。

已知；①Fe(s)＋CO₂(g)FeO(s)＋CO(g)　ΔH＝a kJ·mol^－1，平衡常数为K；
②Fe₂O₃(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO₂(g)　ΔH＝b kJ·mol^－1。
测得在不同温度下，K值如下：

温度/℃	500	700	900
K	1.00	1.47	2．40

（1）反应①为__________(选填“吸热”或“放热”)反应。
（2）若500 ℃时进行反应①，CO₂的起始浓度为2 mol·L^－1，CO的平衡浓度为      。
（3）下列关于反应①的说法正确的是           。
A．达到平衡后保持其他条件不变，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动
B． 在500 ℃下反应，当c(CO₂)=c(CO)时，反应达到平衡状态
C．恒温恒容下，当容器内气体密度不再变化时，反应达到平衡状态
D．加压、升温和使用催化剂均可增大反应物的转化率
（4）由已知反应，写出Fe₂O₃(s)被CO(g)还原成FeO(s)的热化学方程式              。
（5）室温时在FeCl₃溶液中滴加NaOH溶液，当溶液pH为2．7时，Fe^3＋开始沉淀；当溶液pH为4时，c(Fe^3＋)＝__________mol·L^－1(已知：K_sp[Fe(OH)₃]＝4．0×10^－36)。
（6）新型锌空电池与锂电池相比，具有能量密度高、安全性好且成本低。该电池的总反应为2Zn+O₂===2ZnO，电解质溶液为KOH溶液，则负极的电极反应式为_______。
若以该电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液，为保证阴极有6．4g铜析出，理论上至少需要标准状况下　　　   L空气(空气中含氧气按20%计算)进入该电池。

用含有A1₂0₃、SiO₂和少量FeO·xFe₂O₃的铝灰制备A1₂(SO₄)₃·18H₂O。，工艺流程如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H₂SO₄，过滤:
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO₄溶液，调节溶液的pH约为3；
Ⅲ.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色:
Ⅳ.加入MnSO₄至紫红色消失，过滤;
Ⅴ.浓缩、结晶、分离，得到产品。
H₂S0₄溶解A1₂0₃的离子方程式是                     
KMnO₄ ^- 氧化Fe²⁺的离子方程式补充完整：

（3）已知：
生成氢氧化物沉淀的pH

	Al（OH）3	Fe（OH）2	Fe（OH）3
开始沉淀时	3.4	6.3	1.5
完全沉淀时	4.7	8.3	2.8

注：金属离子的起始浓度为0.1mol·L^-1
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的：         
(4)己知:一定条件下，MnO₄ ^- 可与Mn²⁺反应生成MnO₂,
① 向 Ⅲ 的沉淀中加入浓HCI并加热，能说明沉淀中存在MnO₂的现象是            .
② Ⅳ 中加入MnS0₄的目的是           

合金是建筑航空母舰的主体材料。
⑴航母升降机可由铝合金制造。
①铝元素在周期表中的位置是                        。工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为            。
②Al—Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al₂O₃膜，其化学方程式为                          。焊接过程中使用的保护气为       (填化学式)。
⑵航母舰体材料为合金钢。
①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为                                 。
②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为                        
⑶航母螺旋浆主要用铜合金制造。
①80.0gCu－Al合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得到白色沉淀39.0，则合金中Cu的质量分数为          　　
②为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调节pH，当pH＝3.4时开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合题8图信息推断该合金中除铜外一定含有          。

碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。已知β锂辉石(主要成分为Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂)为原材料制备Li₂CO₃的工艺流程如下：

已知：Fe^3＋、Al^3＋、Fe^2＋和Mg^2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li₂SO₄、LiOH和Li₂CO₃在303 K下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3 g。
(1)步骤Ⅰ前，β锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)步骤Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li^＋、SO，另含有Al^3＋、
Fe^3＋、Fe^2＋、Mg^2＋、Ca^2＋、Na^＋等杂质，需在搅拌下加入________(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6.0～6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。
(3)步骤Ⅱ中，将适量的H₂O₂溶液、石灰乳和Na₂CO₃溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有____________________________________________________________________________________。
(4)步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为______________________________________________。
(5)从母液中可回收的主要物质是____________________________。

镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni(OH)₂、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害。某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：

已知：①NiCl₂易溶于水，Fe^3＋不能氧化Ni^2＋。②K (Ni(OH)): 5.0×10^-16 ，K (NiC₂O₄): 4.0×10^-10
回答下列问题：
（1）酸溶后所留残渣的主要成份             （填物质名称）。
（2）用NiO调节溶液的pH，析出沉淀的成分为____________________(填化学式)；用pH试纸测定某溶液pH的具体操作是                                                        。
（3）写出加入Na₂C₂O₄溶液后反应的化学方程式_____________________________。
（4）写出加入NaOH溶液所发生反应的离子方程式                           ，该反应的平衡常数为               。
（5）沉淀Ⅲ可被电解所得产物之一    （填化学式）氧化生成Ni(OH)₃ ，如何洗涤Ni(OH)₃ 沉淀？
                                                                。

不同金属离子在溶液中完全沉淀时，溶液的pH不同。

氯化铜晶体（CuCl₂·2H₂O）中含FeCl₂杂质，为制得纯净氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，然后按下面所示的操作步骤进行提纯。

（1）下列氧化剂中适合作氧化剂X的是              （填序号）；

A．NaClO

B．H2O2

C．KMnO4

D．Cl2

（2）物质Y的化学式是          、            ；(任写两种)
（3）写出从（2）题任选一个物质Y参与反应生成沉淀Z离子方程式：              。
（4）最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl₂·2H₂O晶体?   (填“能”或“不能”)。若能,不用回答;若不能,回答该如何操作?                     。
（5）氢氧化铜常温下其K_sp＝c（Cu^2＋）· c²（OH^－）＝2×10^－20mol²·L^－2。某硫酸铜溶液里c（Cu^2＋）＝0．02mol/L，如要生成Cu（OH）₂沉淀，应调整溶液pH使之大于     。