高中化学探究沉淀溶解填空题

茶是我国人民喜爱的饮品。我市某校化学兴趣小组的同学设计以下实验来定性检验茶叶中含有Ca、Al、Fe三种元素。
【查阅部分资料】草酸铵[(NH₄)₂C₂O₄]属于弱电解质。草酸钙(CaC₂O₄)难溶于水。Ca^2＋、Al^3＋、Fe^3＋完全沉淀的pH为Ca(OH)₂：pH≥13；Al(OH)₃：pH≥5.5；Fe(OH)₃：pH≥4.1。

请根据上述过程及信息填空：
（1）步骤②加盐酸的作用是                   。
（2）写出检验Ca^2＋的离子方程式                    。
（3）写出沉淀C所含主要物质的化学式                    。
（4）写出步骤⑧用A试剂生成红色溶液的离子方程式                          。
（5）步骤⑨的作用是               。
（6）称取400g茶叶样品灼烧得灰粉后，加入过量盐酸后过滤，将所得滤液加入过量的(NH₄)₂C₂O₄溶液，再过滤、洗涤、干燥、称量得到5.12g沉淀，原茶叶中钙元素的质量分数为           。

（1）等物质的量的A和B，混合于2L的密闭容器中，发生反应3A（g）+B（g）=xC（g）+2D（g），经过5min时，测得D的浓度为1mol/L，c（A）：c（B）=3：4，C的反应速率是0．2mol•L^-1•min^-1，A在5min末的浓度是______，x的值是______．
（2）1 mol NO₂和1 mol CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图(各物质为气体)

写出NO₂和CO反应的热化学方程式____________________
（3）已知可逆反应：M(g)＋N(g)   P(g)＋Q(g)；△H＞0，请回答下列问题：
①在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)=" 1" mol·L-1, c(N)=2．4 mol·L-1，达到平衡后，M的转化率为60％，此时N的转化率为____
②平衡后，升高温度，平衡常数           。（增大、减小）
（4）t ℃时，水的离子积常数为1×10^-13，则该温度      25℃（填大于，小于）。若将此温度下PH=11的苛性钠溶液a L与PH=1的稀硫酸b L混合（忽略混合后体积变化），若所得混合液为中性，则a :b=      。
（5）已知298K时， Ksp(CaCO₃)=2．80×10^-9， Ksp(CaSO₄)=5．6×10^-5 ，求此温度下该反应的平衡常数K的数值为____

(9分)盐酸常用于清除金属表面的铜锈铁锈。某同学欲将除锈后的盐酸中的金属元素分步沉淀，查资料获知常温下水溶液中各离子沉淀的pH范围：

离子	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe^3^＋	1. 0	3. 0
Fe^2^＋	5. 8	8. 8
Cu^2^＋	4.2	6.7

（1）若以离子浓度降至1×10^-5 mol·L^-1为沉淀完全，根据上表数据推算出k_sp［Fe(OH)₃］=
（2）根据上述数据该同学设计了以下实验流程：

A可能是       ；试剂B的化学式是         ；沉淀②化学式是         。

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）⑤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       。

已知H₂A在水中存在以下平衡：H₂AH^＋＋HA^－，HA^－H^＋＋A^2－。回答以下问题：
（1）已知常温下，H₂A的钙盐(CaA)饱和溶液中存在平衡：
CaA(s)Ca^2＋(aq)＋A^2－(aq) ΔH > 0。
①温度升高时，K_sp_______(填“增大”、“减小”或“不变”下同)。
②滴加少量浓盐酸，c (Ca^2＋)________，原因是___________ (用文字和离子方程式说明)。
（2）若向CaA悬浊液中加入CuSO₄溶液，生成一种黑色固体物质，写出该过程中反应的离子方程式______。若某CuSO₄溶液中c (Cu^2＋)＝0.02 mol/L，如果要生成Cu(OH)₂沉淀，应调整溶液pH，使之大于5 (已知K_sp[Cu(OH)₂]＝2.0×10^－20)。

(15分)氮的氢化物NH₃、N₂H₄等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
（1）已知25℃时，几种难溶电解质的溶度积如下表所示：

氢氧化物	Cu(OH)2	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2
Ksp	2.2×10^-20	4.0×10^-38	8.0×10^-16	1.8×10^-11

向Cu²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺浓度都为0.01mol·L^-1的溶液中缓慢滴加稀氨水，产生沉淀的先后顺序为      （用化学式表示）。
（2）实验室制备氨气的化学方程式为      。
工业上，制备肼（N₂H₄）的方法之一是用次氯酸钠溶液在碱性条件下与氨气反应。以石墨为电极，将该反应设计成原电池，该电池的负极反应为      。
（3）在3 L密闭容器中，起始投入4 mol N₂和9 mol H₂在一定条件下合成氨，平衡时仅改变温度测得的数据如表所示：

温度(K)	平衡时NH3的物质的量(mol)
T1	2.4
T2	2.0

已知：破坏1 mol N₂(g)和3 mol H₂(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH₃(g)中的化学键消耗的能量。
①则T₁      T₂（填“>”、“<”或“=”）。
②在T₂ K下，经过10min达到化学平衡状态，则0～10min内H₂的平均速率v(H₂)=    ，平衡时N₂的转化率α（N₂）=      。若再增加氢气浓度，该反应的平衡常数将     （填“增大”、“减小”或“不变”）。
③下列图像分别代表焓变（△H）、混合气体平均相对分子质量（）、N₂体积分数φ（N₂）和气体密度（ρ）与反应时间关系，其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是    。

工业上为了处理有Cr₂O₇^2—的酸性废水，采用下面的处理方法：往工业废水里加入适量的NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间后，有Cr(OH)₃和Fe(OH)₃沉淀生成，工业废水中Cr³⁺的浓度若低于10^—5mol/L可符合排放标准。回答下列问题：
（1）电解时阳极上发生的电极反应式：                                            ；
（2）写出Cr₂O₇^2—变为Cr³⁺的离子方程式                                          ；
（3）工业废水由酸性变为碱性的原因是                                           ；
（4）已知室温下Cr(OH)₃的K_SP=1×10^—32，则该温度下符合排放标准的溶液的最低pH为              。

已知H₂O₂、KMnO₄、NaClO、K₂Cr₂O₇均具有强氧化性。将溶液中的Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺沉淀为氢氧化物，所需溶液的pH分别为6.4、6.4、3.7。现由含FeCl₂杂质的氯化铜晶体（CuCl₂·2H₂O），为制取纯净的CuCl₂·2H₂O，首先将其配制成水溶液，然后按图示步骤进行提纯：

请回答下列问题：
（1）本实验最适合的氧化剂是（    ）（填下面的序号）

A．K2Cr2O7

B．NaClO

C．H2O2

D．KMnO4

（2）物质Y是                                     ；（用化学式表示）
（3）本实验用碱沉淀法能否达到目的？                    ；原因是                      ；
（4）除去Fe³⁺的原理是                                                        ；

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Fe³⁺，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Fe²⁺，先将混合物溶于水，加入一定量的H₂O₂，将Fe^2＋氧化成Fe³⁺，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        (填名称)而除去。
（2）①中加入的试剂应选择             为宜。
（3）②中除去Fe^3＋所发生的总反应的化学方程式为                                  。
（4）下列关于方案③相关的叙述中不正确的是          （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．调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
C．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
D．Cu^2＋可以大量存在于pH=4的溶液中
E．在pH>4的溶液中Fe^3＋能大量存在

氢氧化铜悬浊液中存在如下平衡：Cu(OH)₂（s） Cu^2＋（aq）＋ 2OH^－（aq），常温下其K_sp＝2×10^-20则：
（1）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大于         。
（2）除去CuCl₂溶液中少量的Fe²⁺，可以按照下面的流程进行：

已知Fe²⁺、Cu²⁺和Fe³⁺三种离子开始沉淀和完全沉淀时溶液pH值如下：

金属 离子	pH
开始沉淀	完全沉淀
Fe^2+	7．6	9．6
Cu^2+	4．4	6．4
Fe^3+	2．7	3．7

①下列物质中适合作为试剂X的是（    ）
A．H₂O₂        B．KMnO₄        C．HNO₃        D．Cl₂
②加入的Y及调节的pH范围是（   ）
A．CuCO₃   3．7～4．3               B．CuO       3．7～6．4
C．NaOH   3．7～4．2               D．NH₃·H₂O   3．7～4．0
检验Z沉淀完全的方法是：取1～2mL滤液于小试管中，加入1～2滴     溶液，现象       ，则沉淀完全。

锂被誉为“金属味精”，以LiCoO₂为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β锂辉矿(主要成分为LiAlSi₂O₆，还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下：

已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：

氢氧化物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Mg(OH)2
开始沉淀pH	2.7	3.7	9.6
完全沉淀pH	3.7	4.7	11

②Li₂CO₃在不同温度下的溶解度如下表：

温度/℃	0	10	20	50	75	100
Li2CO3的溶解度/g	1.539	1.406	1.329	1.181	0.866	0.728

请回答下列问题：
（1）用氧化物形式表示LiAlSi₂O₆的组成：__________________________。
（2）反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是__________________________________。
（3）写出反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式：________________________。
（4）洗涤所得Li₂CO₃沉淀要使用________(选填“热水”或“冷水”)，你选择的理由是__________________________________。
（5）电解熔融氯化锂生产锂时，阳极产生的氯气中会混有少量氧气，原因是
________________________________________。

工业废水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理，常用的处理方法有两种。
方法1：还原沉淀法
该法的工艺流程为

其中第①步存在下列平衡：2CrO₄^2- (黄色) +2H⁺ Cr₂O₇^2-(橙色) +H₂O
（1）若平衡体系的pH=2，该溶液显        色。
（2）能说明第①步反应达平衡状态的是             。
A．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的浓度相同   
B.2V(Cr₂O₇^2-)=V(CrO₄^2-)    
C．溶液的颜色不变
（3）第③步生成的Cr(OH)₃在溶液中存在以下沉淀溶解平衡
Cr(OH)₃(s) Cr³⁺(aq)+3OH^-(aq)     Ksp Cr(OH)₃="c" (Cr³⁺)∙c³(OH^-)=10^-32
常温下，要使c(Cr³⁺)降至10^-5mol/L，溶液的pH应调至__________。
方法2电解法：
该法用Fe做电极电解含Cr₂O₇^2-的酸性废水，随着电解的进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)₃沉淀。
（4）用Fe做电极的原因为                    。
（5）在阴极附近溶液pH升高的原因（用电极反应式解释）       ，溶液中同时生成的沉淀还有        。

蛇纹石可用于生产氢氧化镁，简要工程如下：
Ⅰ.制取粗硫酸镁：用酸液浸泡蛇纹石矿粉，过滤，并在常温常压下结晶，制得粗硫酸镁（其中常含有少量Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺等杂质离子）
Ⅱ.提纯粗硫酸镁，将粗硫酸镁在酸性条件下溶解，加入适量的0.1mol/LH₂O₂溶液，再调节溶液pH至7~8，并分离提纯。
Ⅲ.制取氢氧化镁，向步骤II所得溶液中加入过量氨水。
已知：金属离子氢氧化物沉淀所需pH

	Fe^3+	Al^3+	Fe^2+	Mg^2+
开始沉淀时	1.5	3.3	6.5	9.4
沉淀完全时	3.7	5.2	9.7	12.4

请回答：
（1）步骤II中加入适量的0.1mol/LH₂O₂溶液的目的是                   ；可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是      （填字母序号）
A.MgO          B.Na₂CO₃      C．蒸馏水         D.NaOH ．
（2）工业上常以Mg²⁺的转化率为考查指标，确定步骤III制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件。
其中，反应温度与Mg²⁺转化率的关系如图所示。
①步骤III中制备氢氧化镁反应的离子方程式为                 。根据图中所示50℃前温度与Mg²⁺转化率之间的关系，可判断此反应是         （填“吸热”或“放热”反应）

②图中，温度升高至50℃以上Mg²⁺转化率下降的可能原因是                            。

已知几种难溶电解质的溶度积如下表所示：

几种难溶电解质的Ksp（25℃）
沉淀溶解平衡	Ksp
AgBr(s)     Ag^+(aq)+Br^-(aq)	5,0×10^-13mol^2·L^-2
AgI(s)     Ag^+(aq)+I^-(aq)	8．3×10^-17mol^2·L^-2
FeS(s)     Fe^2+(aq)+S^2-(aq)	6．3×10^-18mol^2·L^-2
ZnS(s)     Zn^2+(aq)+S^2-(aq)	1．6×10^-24mol^2·L^-2
CuS(s) Cu^2+(aq)+S^2-(aq)	1．3×10^-36mol^2·L^-2

（1）AgBr、AgI、FeS、ZnS、CuS的溶解能力由大到小的顺序为：                。
（2）向饱和的AgI溶液中加入固体硝酸银，则[I^-]     (填“增大”、“减小”或“不变”)，若改加AgBr固体，则[Ag⁺]     (填“增大”、“减小”或“不变”)。
（3）在25℃时，向100mL浓度均为0．1 mol·L^-1 FeCl₂、ZnCl₂、CuCl₂的混合溶液中逐滴加入Na₂S溶液，生成的沉淀的先后顺序是     (用沉淀物的化学式表示)。
（4）在25℃时，把ZnS加入蒸馏水中，一定时间后达到如下平衡：ZnS(s) Zn²⁺(aq)+S^2-(aq)，下列措施可使ZnS减少的是
A．加入少量CuS固体        B．加入少量FeS固体
C．加入少量FeCl₂固体       D．加入少量CuCl₂固体

(6分）（1）硫化钠水溶液显碱性的原因_______________（用离子方程式表示）
（2）用硫化亚铁作沉淀剂除去污水中的Cu²⁺_______________________
（3）浑浊的石灰水中存在的溶解平衡________________