高中化学探究沉淀溶解填空题

(8分)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的伤害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。
方法l：还原沉淀法 
该法的工艺流程为  

其中第①步存在平衡：2CrO₄^2-(黄色)+2H⁺Cr₂O₇^2-(橙色)+H₂O
(1)若平衡体系的pH=2，则溶液显    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)  
常温下，Cr(OH)₃的溶度积Ksp=c(Cr³⁺)?c³(OH^-)=10^-32,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升高的原因是(用电极反应解释)                            。
溶液中同时生成的沉淀还有                       。

蛇纹石可用于生产氢氧化镁，简要工艺流程如下：
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0.1 mol/L H₂O₂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，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
（2）工业上，常通过测定使铁氰化钾（K₃[Fe(CN) ₆]）溶液不变色所需H₂O₂溶液的量来确 
定粗硫酸镁中Fe²⁺的含量。已知，测定 123 g粗硫酸镁样品所消耗的0.1 mol/L H₂O₂
溶液的体积如下表所示。

	平行测定数据	平均值
实验编号	1	2	3	4
消耗H2O2溶液的体积/mL	0.32	0.30	0.30	0.32	0.31

 
Fe²⁺与H₂O₂溶液反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。
（3）工业上常以Mg²⁺的转化率为考察指标，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
的关系如右图所示。
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　　　　　　　　　　。
③Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常数。已知：
Mg(OH)₂(s) 　Mg²⁺ (aq)+ 2OH^- (aq)　　　 Ksp = c(Mg²⁺)·c²( OH^-) = 5.6×10^-12
Ca(OH)₂(s)　Ca²⁺ (aq) + 2OH^- (aq)　　　 Ｋsp = c(Ca²⁺)·c²(OH^-) = 4.7×10^-6
若用石灰乳替代氨水，　　　（填“能”或“不能”）制得氢氧化镁，理由是 　　　　　 　　　。

孔雀石主要含Cu₂（OH）₂CO₃，还含少量铁的化合物和硅的化合物。以孔雀石为原料可制备CuCl₂·3H₂O及纯碱，流程如下图。

且知：溶液A只含Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺三种金属离子，且三种离子沉淀的pH如表所示。回答下列问题：
（1）图中“试剂1”为         。
（2）加入CuO作用是调节溶液pH，则pH的范围为         。

（3）气体E、F与饱和食盐水作用生成H和G时，E和F应按一定先后顺序通人饱和食盐水中。其中，应先通入气体是      （填代号及对应物质的化学式）
（4）由溶液C获得CuCl₂·3H₂O，需要经过     、       、过滤等操作。
（5）已知：常温下Cu（OH）₂的Ksp=2×10^-20。计算Cu²⁺+2H₂OCu(OH)₂+2H⁺反应平衡常数              。

(1)现有反应：CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)  △H＞0。在850℃时，K＝1。此温度下，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO，3.0 mol H₂O，
1.0 mol CO₂和x mol H₂，则：
①当x＝5.0时，上述反应向    　       方向进行。
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是     　　　   。
③在850℃时，若设x＝5.0和x＝6.0，其他物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H₂的体积分数分别为a％、b％，则a    　　b(填“大于”“小于”或“等于”)。
（2）CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，它的Ksp=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2×10^—4mo1/L ，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为                   。

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杂质离子．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Fe3＋，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Fe2＋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，Fe3＋、Fe2＋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Fe3＋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Fe2＋氧化为Fe3＋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Fe3＋一定不能大量存在

欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将Cr₂O^2-₇转化为Cr（OH）₃沉淀除去。已知：

（1）某含铬废水处理的主要流程如图所示：

①沉池中加入的混凝剂是K₂SO₄·Al₂（SO₄）₃·24H₂O，用离子方程式表示其反应原理
                     。
②反应池中发生主要反应的离子方程式是Cr₂O^2—₇+3HSO^—₃+5H⁺===2Cr³⁺+3SO^2—₄+H₂O。根据“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，此过程中发生主要反应的离子方程式是            、         。证明Cr³⁺沉淀完全的方法是              。
（2）工业亦可用电解法来处理含Cr₂O^2-₇废水。实验室利用如图模拟处理含Cr₂O^2-₇的废水，阳极反应式是Fe—2e^—===Fe²⁺，阴极反应式是2H⁺+2e^—=H₂↑。Fe²⁺与酸性溶液中的Cr₂O^2—₇反应生成Cr³⁺和Fe³⁺，得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从水的电离平衡角度解释其原因是：                      。
用电解法处理该溶液中0.01molCr₂O^2-₇时，至少得到沉淀的质量是        g。

已知某溶液中只存在OH^－、H⁺、CH₃COO^－、Na⁺四种离子，某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系：
①c(Na⁺)>c(CH₃COO^－)>c(OH^－)>c(H⁺)。
②c(CH₃COO^－)＝c(Na⁺)>c(H⁺)＝c(OH^－)
③c(CH₃COO^－)>c(Na⁺)>c(H⁺)>c(OH^－)
④c(CH₃COO^－)>c(Na⁺)> c(OH^－) > c(H⁺)
（1）若溶液中只溶解了一种溶质，则该溶质是       ，上述四种离子浓度的大小顺序为      (填编号)。
（2）若上述关系中③是正确的，则溶液中的溶质为        。
（3）若该溶液是由体积相等的氢氧化钠溶液和醋酸溶液混合而成，且恰好呈中性，则混合前两溶液的物质的量浓度大小关系为c(NaOH)      c(CH₃COOH)(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，混合前酸中c(H⁺)和碱中c(OH^-)的关系是c(H⁺)     c(OH^－)。

已知AgCl为难溶于水和酸的白色固体，Ag₂S为难溶于水和酸的黑色固体。向AgCl和水的悬浊液中加入足量的Na2S溶液并振荡，结果白色固体完全转化为黑色固体：
（1）写出白色固体转化为黑色固体的离子方程式：__________________________。
（2）简要说明白色固体转化为黑色固体的原因：____________________________。
（3）已知难溶于水的盐在水中存在溶解平衡，氯化银在水中的溶解平衡为：
AgCl(s)Ag⁺ + Cl^-
一定温度下，水溶液中银离子（Ag⁺）和氯离子（Cl^-）的物质的量浓度的乘积为一常数，可用Ksp表示：Ksp=c(Ag⁺)?c(Cl^-)=1.8×10^-10
现把氯化银（足量）分别放入：①  100 mL蒸馏水中；②  100 mL 0.1 mol?L^-1盐酸溶液中；③  1 000 mL 0.1 mol?L^-1的氯化铝溶液中；④  100 mL 0.01 mol?L^-1的氯化镁溶液中，充分搅拌后，相同温度下，银离子浓度由大到小的顺序是___________（用序号回答）。在0.1 mol?L^-1氯化铝溶液中，银离子的物质的量浓度最大可达到___________mol?L^-1。

已知难溶于水的盐在水中存在溶解平衡：
在一定温度下，水溶液中Ag⁺的物质的量浓度和Cl^－的物质的量浓度的乘积为一常数，可用 K_SP表示：K_SP＝ c(Ag⁺)·c(Cl^-)＝1.8·10^-10。
若把足量AgCl分别放入① 100 mL蒸馏水，② 100 mL 0.1 mol / L NaCl溶液，③ 100 mL 0.1 mol / L AlCl₃溶液，④ 100 mL 0.1 mol / L MgCl₂溶液中，搅拌后，在相同温度下Ag⁺浓度由大到小的顺序(用序号回答)是 ______＞______＞______＞______。在0.1 mol / L AlCl₃溶液中，Ag⁺的物质的量浓度最多为_________mol / L。

下表是不同温度下水的离子积数据：

温度/℃	25	t1	t2
Kw/ mol^2·L^-2	1×10^-14	a	1×10^-12

试回答以下几个问题：
（1）若25< t₁< t₂，则a      1×10^-14（填“<”、“>”或“=”），由此判断的理由是：
                                                           
（2）在25 ℃下，pH=10的NaOH溶液中，水电离产生的[OH^-]为：         
（3）若某温度下，纯水中c(H⁺) = 5×10^-7 mol·L^-1，则此时纯水中的c(OH^-)=_______________；若温度不变，滴入稀硫酸使c(H⁺)=5.0×10^-3 mol·L^-1，则c(OH^-)=_______________。

（1）在粗制CuSO₄·5H₂O晶体中常含有杂质Fe²⁺。在提纯时为了除去Fe²⁺，常加入合适氧化剂，使Fe²⁺氧化为Fe³⁺，下列物质可采用的是________
A. KMnO₄     　 B. H₂O₂  　　  C. Cl₂水 　　    D. HNO₃   
然后再加入适当物质调整至溶液pH=4，使Fe³⁺转化为Fe(OH)₃，可以达到除去Fe³⁺而不损失CuSO₄的目的，调整溶液pH不可选用下列中的________
A. NaOH         B. NH₃·H₂O     C. CuO           D. Cu(OH)₂
（2）甲同学怀疑调整至溶液pH=4是否能达到除去Fe³⁺而不损失Cu²⁺的目的，乙同学认为可以通过计算确定，他查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe(OH)₃的溶度积K_sp=8.0×10^-38,Cu(OH)₂的溶度积K_sp=3.0×10^-20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10^-5 mol·L^-1时就认为沉淀完全，设溶液中CuSO₄的浓度为3.0 mol·L^-1，则Cu(OH)₂开始沉淀时溶液的pH为________，Fe³⁺完全沉淀时溶液的pH为________，通过计算确定上述方案________（填“可行”或“不可行”）

I、通过火法冶金炼出的铜是粗铜，含杂质金、银、铁、锌等金属和少量矿物杂质（与酸不反应）。制作电器及其他仪器产品时必须要求是纯铜，为此以硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法实现了粗铜的提纯。
表：几种物质形成沉淀时的pH

物质	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Zn(OH)2	Cu(OH)2
开始沉淀时的pH	7.6	2.7	5.7	4.7
完全沉淀时的pH	9.7	3.7	8.5	7.3

  （1）在精炼铜时，阴极电极反应方程式为             ；金、银以单质的形式沉积在电解槽                （填“阳极”或“阴极”）的槽底。
（2）在精炼铜的过程中，Cu²⁺浓度逐渐降低，c(Fe²⁺)、c(Zn²⁺)会逐渐增大，所以需定时除去其中的Fe²⁺、Zn²⁺。甲同学设计了如下除杂流程：

20090520

①试剂a最好选用           （填写序号），加入试剂a的目的是          。

        a、氯水     b、高锰酸钾溶液      c、硝酸    d、双氧水
②操作①是             ，根据上表数据分析，除杂方案中能够除去的杂质金属阳离子是            （填化学式）。
II、重金属离子对河流海洋等会造成严重的污染。某化工厂产生的废水（pH=2.0，密度为1g·mL^-1）中含有Ag⁺、Pb²⁺等重金属离子，其浓度约为0.01mol·L^-1，排放前拟用沉淀法回收这两种金属，查找有关数据如下：

难溶电解质	AgI	AgOH	Ag2S	PbI2	Pb(OH)2	PbS
Ksp	8.3×10^-17	5.6×10^-8	6.3×10^-50	7.1×10^-9	1.2×10^-15	3.4×10^-28

  （1）你认为往废水中投入            （填字母序号）沉淀的效果最好
a、NaOH    b、Na₂S    c、KI    d、Ca（OH）₂
（2）如果用生石灰处理上述废水，使溶液的pH=8.0，处理后的废水中c(Pb²⁺)=           

（1）在粗制CuSO₄·5H₂O晶体中常含有杂质Fe²⁺。在提纯时为了除去Fe²⁺，常加入合适氧化剂，使Fe²⁺氧化为Fe³⁺，下列物质可采用的是________。
A. KMnO₄     　 B. H₂O₂  　　  C. Cl₂水 　　    D. HNO₃   
然后再加入适当物质调整至溶液pH=4，使Fe³⁺转化为Fe(OH)₃，可以达到除去Fe³⁺而不损失CuSO₄的目的，调整溶液pH可选用下列中的________。
A. NaOH         B. NH₃·H₂O     C. CuO           D. Cu(OH)₂
（2）甲同学怀疑调整至溶液pH=4是否能达到除去Fe³⁺而不损失Cu²⁺的目的，乙同学认为可以通过计算确定，他查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe(OH)₃的溶度积K_sp=8.0×10^-38,Cu(OH)₂的溶度积K_sp=3.0×10^-20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10^-5 mol·L^-1时就认为沉淀完全，设溶液中CuSO₄的浓度为3.0 mol·L^-1，则Cu(OH)₂开始沉淀时溶液的pH为________，Fe³⁺完全沉淀时溶液的pH为________，通过计算确定上述方案________（填“可行”或“不可行”）。

4分）（1）对于Ag₂S(s) 2Ag⁺(aq)+ S^2-(aq)，其K_sp=____________。
（2）下列说法不正确的是__________。

A．用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小；

B．物质的溶解度随温度的升高而增加，故物质的溶解都是吸热的；

C．对于Al(OH)3(s)Al(OH)3(aq) Al^3^+＋3OH^-，前者为溶解平衡，后者为电离平衡；

D．除去溶液中的Mg^2+，用OH^-沉淀Mg^2+比用CO3^2^-效果好，说明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3大

E. 沉淀反应中常加过量的沉淀剂，其目的是使沉淀完全。

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的伤害，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步存在平衡：2CrO₄^2—（黄色）+2H⁺Cr₂O₇^2—（橙色）+H₂O
（1）该反应体系的平衡常数表达式为：                            
（2）若平衡体系的pH=2，则溶液显           色.
（3）能说明第①步反应达平衡状态的是            。
a．溶液的颜色不变                  b．2v (Cr₂O₇^2—) ="v" (CrO₄^2—)
c． Cr₂O₇^2—和CrO₄^2—的浓度相同
（4）完成第②步反应的离子方程式：
__Cr₂O₇^2—+ __Fe²⁺ +_____="__" Cr³⁺ +  __Fe³⁺ +__ H₂O
（5）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)
常温下，Cr(OH)₃的溶度积Ksp＝c(Cr³⁺)· c³(OH^—)＝10^-32，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，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)₃沉淀。
(6)写出电解过程中的电极反应式:
阳极:                     。阴极:                        。
(7)溶液中同时生成的沉淀还有                    。