高中化学探究沉淀溶解填空题

FeCl₃具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl₃高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：
（1）FeCl₃净水的原理是                     （用必要的文字和离子方程式说明）。FeCl₃溶液腐蚀钢铁设备，除H^＋作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示）                       。
（2）为节约成本，工业上用NaClO₃氧化酸性FeCl₂废液得到FeCl₃。
①若酸性FeCl₂废液中c(Fe^2＋)=2.0×10^-2mol·L^-1，c(Fe^3＋)=1.0×10^-3mol·L^-1，c(Cl^—)=5.3×10^-2mol·L^-1，则该溶液的pH约为                            。
②完成NaClO₃氧化FeCl₂的离子方程式： ClO₃^－+ Fe^2＋+       = Cl^－+  Fe^3＋+       .

（1）已知：25℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝4×10-12；酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下：

pH	<8.0	8.0～9.6	>9.6
颜色	黄色	绿色	蓝色

①25℃时，在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为              。
②25℃时，向该Mg(OH)2饱和溶液中加入适量稀盐酸达平衡后该溶液中c(OH-)              ， c(Mg2+)（填“增大”“减小”或“不变”） 。
（2）向50 mL 0.018 mol/L的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol/L的盐酸，生成沉淀。已知该温度下AgCl的Ksp＝1.0×10-10，忽略溶液的体积变化，请计算：
①充分反应后，溶液中c(Ag+)＝              mol/L。
②充分反应后，溶液的pH＝                   。
（3）如图，横坐标为溶液的pH，纵坐标为Zn2＋或[Zn(OH)4]2－物质的量浓度的对数，回答下列问题。

①往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，反应的离子方程式可表示为__________。
②从图中数据计算可得Zn(OH)2的溶度积Ksp＝________。
③某废液中含Zn2＋，为提取Zn2＋可以控制溶液pH的范围是___________________。

（1）能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛地开发和应用前景。反应：
① 下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中数据判断ΔH₁__________0(选填“>”“=”或“<”)，根据该反应特点，此反应自发进行的条件是____________(选填“高温”“低温”或“任何温度”)
②某温度下，将2mol CO和6mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c(CO)＝0.2mol·L^-1，则CO的转化率为___________。
（2）合成气经压缩升温后进入10m³甲醇合成塔，在催化剂作用下，通过反应进行甲醇合成，T₁℃下此反应的平衡常数为160。此温度下，在密闭容器中加入一定量CO和H₂，反应到某时刻测得各组分的浓度见下表。

物质	H2	CO	CH3OH
浓度/mol·L^-1	0.2	0.1	0.4

①比较此时正、逆反应速率的大小：v正__________v逆(选填“>”“<”或“=”)
②若其他条件不变，在T₂℃反应10min后达到平衡，c(H₂)＝0.4mol·L^-1,则该时间内反应速率v(CH₃OH)＝_____________。
（3）已知：
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是                           。
（4）已知：常温下，Ksp[Fe(OH)₃]=4.0×10^-38；当溶液的pH=4时， 则此溶液中Fe³⁺的物质的量浓度是_____________。

连二次硝酸(H₂N₂O₂)是一种二元酸，可用于制N₂O气体。
（1）连二次硝酸中氮元素的化合价为_____________________。
（2）常温下，用0．01mol·L^-1的NaOH溶液滴定10mL0．01mol·L^-1的H₂N₂O₂溶液，测得溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图所示。

①写出H₂N₂O₂在水溶液中的电离方程式：______________。
②b点时溶液中c(H₂N₂O₂)_____（填“＞”、“＜”或 “＝”，下同）c(N₂O₂^2-)。
③a点时溶液中c(Na⁺)____c(HN₂O₂^-)+c(N₂O₂^2-)。
（3）硝酸银溶液和连二次硝酸钠溶液混合，可以得到黄色的连二次硝酸银沉淀，向该分散系中滴加硫酸钠溶液，当白色沉淀和黄色沉淀共存时，分散系中=______。[已知K_sp(Ag₂N₂O₂)=4．2×10^-9，K_sp(Ag₂SO₄)=1．4×10^-5]

以沉淀法除去工业级偏钒酸铵（NH₄VO₃）中硅、磷元素杂质的流程如下：

（1）碱熔时，下列措施有利于NH₃逸出的是                。
a．升温         b．加压      c．增大NaOH溶液浓度
（2）滤渣主要成分为Mg₃(PO₄)₂、MgSiO₃，已知K_sp[Mg₃(PO₄)₂] = 6.4×10^-26，K_sp(MgSiO₃) = 2.3×10^-5。若滤液中c(PO₄^3-)≤10^-6 mol·L^-1，则c(Mg²⁺)至少为             mol·L^-1。
（3）由图可知，加入一定量的MgSO₄溶液作沉淀剂。随着温度升高，除磷率下降，其原因是Mg₃(PO₄)₂溶解度增大、              ；随着温度升高，除硅率增大，其原因是                 （用离子方程式表示）。

（4）沉钒时，反应温度需控制在50℃，在实验室可采取的措施为                  。在此温度和pH=8的最佳条件下，探究NH₄Cl的浓度对沉钒率的影响，设计实验步骤（常见试剂任选)：取两份10 mL一定浓度的滤液A和B，分别加入1 mL和 10 mL的1 mol·L^-1NH₄Cl溶液，向                  ， 控制两份溶液温度均为50℃、pH均为8，由专用仪器测定沉钒率。（忽略混合过程中溶液体积的变化）
（5）高纯的偏钒酸铵灼烧可制备新型光电材料V₂O₅，该反应的化学方程式为                        。

某碳素钢锅炉内水垢的主要成分是碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁、铁锈、二氧化硅等。水垢会形成安全隐患，需及时清洗除去。清洗流程如下：
Ⅰ．加入NaOH和Na₂CO₃混合液，加热，浸泡数小时；
Ⅱ．放出洗涤废液，清水冲洗锅炉，加入稀盐酸和少量NaF溶液，浸泡；
Ⅲ．向洗液中加入Na₂SO₃溶液；
Ⅳ．清洗达标，用NaNO₂溶液钝化锅炉。
（1）用NaOH溶解二氧化硅的化学方程式是______________________。
（2）已知：                   20℃时溶解度/g

CaCO3	CaSO4	Mg(OH)2	MgCO3
1.4×10^-3	2.55×10^-2	9×10^-4	1.1×10^-2

根据数据，结合化学平衡原理解释清洗CaSO₄的过程___________________。
（3）在步骤Ⅱ中：
①被除掉的水垢除铁锈外，还有_______________________。
②清洗过程中，溶解的铁锈会加速锅炉腐蚀，用离子方程式解释其原因__________________。
（4）步骤Ⅲ中，加入Na₂SO₃的目的是___________________（结合离子方程式用文字表达）。
（5）步骤Ⅳ中，钝化后的锅炉表面会覆盖一层致密的Fe₃O₄保护膜。
①完成并配平其反应的离子方程式：

②下面检测钝化效果的方法合理的是____________________________。
a. 在炉面上滴加浓H₂SO₄，观察溶液出现棕黄色的时间
b. 在炉面上滴加酸性CuSO₄溶液，观察蓝色消失的时间
c. 在炉面上滴加酸性K₃[Fe(CN)₆]溶液，观察出现蓝色沉淀的时间
d. 在炉面上滴加浓HNO₃，观察出现红棕色气体的时间

(18分)银是一种在工业、生活上有广泛用途的金属。
已知：①金属在水中存在如下溶解平衡过程：M  M^x+ + xe^-，
氢气在水溶液中也存在如下平衡过程：H₂ 2H⁺ + 2e^­-
②Ag₂S 的Ksp=6.7×10^-50；  AgCl的Ksp=1.6×10^-10
据此回答下列有关问题：
（1）银质餐具可杀菌消毒，原因是_________________（用适当的方程式和文字表述说明）；金属银与氢硫酸可反应生成黑色固体和无色气体，写出该反应的化学方程式_______________
（2）金属银与硝酸银溶液组成电池示意图如右，a电极的反应为________________，NO₃^-从电池________侧溶液向电池_______侧溶液移动 （填“左”或“右”）。

（3）硝酸银见光或受热易分解为Ag、NO₂、O₂，反应中生成NO₂、O₂的 物质的量之比为___________，将混合气体通过水吸收后，剩余气体为________________
（4）已知：Ag⁺(aq) + 2NH₃•H₂O(aq)  [Ag(NH₃)₂]⁺ (aq) + 2H₂O  K=1.6×10⁷，写出AgCl溶于氨水的离子方程式________________________；计算该反应的平衡常数K=___________。在氯化银溶于氨水后的溶液中滴加稀硝酸，会再产生白色氯化银沉淀，滴加硝酸至刚好沉淀完全，取上层清液测其pH，发现呈酸性，主要原因是_______________（用离子方程式表示）。

白云石的主要成份是CaCO₃·MgCO₃，在我国有大量的分布。以白云石为原料生产的钙镁系列产品有广泛的用途。白云石经煅烧、熔化后得到钙镁的氢氧化物，再经过碳化实现Ca²⁺、Mg²⁺的分离。
已知：碳化反应是放热反应，化学方程式Ca(OH)₂＋Mg(OH)₂＋3CO₂CaCO₃＋Mg(HCO₃)₂＋H₂O。完成下列填空：
（1）Ca(OH)₂的碱性比Mg(OH)₂的碱性            (填“强”或“弱”)
Ca(OH)₂的溶解度比Mg(OH)₂的溶解度             (填“大”或“小”)。
（2）碳化温度保持在50~60℃。温度偏高不利于碳化反应，原因是             、            （至少写2点）。温度偏低也不利于碳化反应，原因是             。

（3）已知某次碳化时溶液中钙离子浓度随时间的变化如图所示，在10min到13min之内钙离子的反应速率为               。用化学方程式表示15min之后钙离子浓度增大的原因             。

已知草酸镍晶体（NiC₂O₄·2H₂O）难溶于水，工业上从废镍催化剂（成分主要为Ni，含有一定量的Al₂O₃、Fe、SiO₂、CaO等）制备草酸镍晶体的流程如图所示：

已知：①相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表：

②K_SP（CaF₂） =1.46×10^-10    ③当某物质浓度小于1.0×10^-5 mol/L时，视为完全沉淀
（1）请写出一种能提高酸浸速率的措施________________。
（2）试剂a是一种绿色氧化剂，写出“氧化”时反应的离子方程式               。
（3）pH的调控范围为              ，试用化学反应原理的相关知识解释滤渣Ⅱ的生成
（4）写出“沉镍”时反应的离子方程式          ，证明Ni^2＋已经沉淀完全的实验步骤及现象是          ，当Ca²⁺沉淀完全时，溶液中c（F^－）>_____________（写出计算式即可）。
（5）操作a的内容是             。

（本小题满分14分）
I.H₂A在水中存在以下平衡：H₂A H⁺＋HA^-，HAH⁺＋A^2-  。
（1）NaHA溶液显酸性，则溶液中离子浓度的大小顺序为_____________。
（2）常温时，若向0.1 mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1mol/L KOH溶液至溶液呈中性。此时该混合溶液的下列关系中，一定正确的是_____________。
A．c(Na⁺ )＞c(K⁺ )     B．c(H ⁺)•c(OH )＝1×10^-14
C．c(Na⁺ )＝c(K⁺ )     D．c(Na⁺ )＋c(K⁺ )＝c(HA )＋c(A^2-   )
（3）已知常温下H₂A的钙盐(CaA)饱和溶液中存在以下平衡：
CaA(s)   Ca²⁺  (aq)＋A^2-  (aq)
滴加少量Na₂A固体， c(Ca²⁺ )_____________（填“增大”、“减小”或“不变”），原因是______________。
Ⅱ.含有Cr₂O₇^2- 的废水毒性较大，某工厂废水中含4.00×10^-3 mol/L 的Cr₂O₇。为使废水能达标排放，作如下处理：

（1）该废水中加入FeSO₄·7H₂O和稀硫酸，发生反应的离子方程式为：_____________。
（2）欲使25 L该废水中Cr₂O₇转化为Cr³⁺，理论上需要加入_____________g FeSO₄·7H₂O。
（3）若处理后的废水中残留的 c(Fe  )＝1×10^-13mol/L ，则残留的 Cr³⁺的浓度为____________。（已知：Ksp[Fe(OH)₃]≈1.0×10^-38mol,/L ，Ksp[Cr(OH)₃]≈1.0×10^-31 mol/L ）

（1）室温下pH=9的NaOH溶液和pH=9的CH₃COONa溶液，设由水电离产生的OH^-的物质的量浓度分别为A和B，则A和B的关系为          。
（2）在纯碱溶液中滴入酚酞，溶液变红色，若在该溶液中再滴入过量的BaCl₂溶液，所观察到的现象是           ，其原因是              。
（3）对于盐A_mB_n的溶液：
①若为强酸弱碱盐，其水解的离子方程式是          ；
②若为弱酸强碱盐，其水解的离子方程式是          。
（4）已知K_SP (Ag₂CrO₄)＝1.12×10^-12，将等体积的4×10^-3mo1·L^-1的AgNO₃和4×10^-3mo1·L^–1K₂CrO₄混合，________产生Ag₂CrO₄沉淀（填“能”或“不能”）。

回答下列问题。
（1）如右图，某温度（t℃）时水的图像如下，a点离子积K_W=__________mol²·L^-2;该温度下，pH=12的NaOH与pH=2的H₂SO₄等体积混合，溶液显_________性。

（2）25℃时，向0．1mol·L^-1氨水中加入少量NH₄Cl固体，当固体溶解后，测得溶液pH__________,NH⁺₄的物质的量浓度________。（填增大、减小或不变）
（3）体积相等的稀NaOH和CH₃COOH溶液混合，若溶液中c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）,则该溶液显______（填“酸性”、“碱性”、“中性”），则混合前c（NaOH）___________C（CH₃COOH）（填“＞”、“＜”或“=”）。
（4）常温时，Fe（OH）₃的K_sp=1×10^-38,要使溶液中的Fe³⁺沉淀完全（残留在溶液中的c（Fe³⁺）＜10^-5mol·L^-1）,则溶液的pH最小为___________。
（5）用可溶性碳酸盐，可以浸取CaSO₄固体，则溶液浸取过程中会发生反应：
CaSO₄（s）+CO^2-₃（aq）  CaCO₃（s）+SO^2-₄（aq）。
已知298K时，K_SP（CaCO₃）=2．80×10^-9, K_SP（CaSO₄）=4．90×10^-5,则此温度下该反应的平衡常数K为_________（计算结果保留三位有效数字）。

碱式硫酸铁[Fe（OH）SO₄]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：
已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Al（OH）3
开始沉淀	2．3	7．5	3．4
完全沉淀	3．2	9．7	4．4

 

回答下列问题：
（1）如何加快废铁屑的溶解，写出两种办法_____________________。
（2）加入少量NaHCO₃的目的是调节pH在_________________范围内。
（3）反应Ⅱ中加入NaNO₂的目的是__________________。
（4）碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe（OH）²⁺离子可部分水解生成Fe₂（OH）₄²⁺聚合离子，该水解反应的离子方程式为_________________。
（5）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe²⁺及NO₃^－。为检验所得产品中是否含有Fe²⁺，应使用的试剂为_______________。
A．氯水     B．KSCN溶液     C．酸性KMnO₄溶液     D．NaOH溶液
（6）为测定含Fe²⁺和Fe³⁺溶液中铁元素的总含量，实验操作如下：准确量取20．00mL溶液于带塞锥形瓶中，加入足量H₂O₂，调节pH＜2，加热除去过量H₂O₂；加入过量KI充分反应后，再用 0．1000mol/L Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20．00mL。
已知：2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂   I₂+2S₂O₃^2－═2I^-+S₄O₆^2-
则溶液中铁元素总含量为g/L。若滴定前溶液中H₂O₂没除尽，所测定的铁元素的含量将会____________（填“偏高”“偏低”“不变”）。

已知难溶于水的盐在水中存在溶解平衡，例如氯化银在水中的溶解平衡为AgCl（s）Ag⁺（aq）+ Cl^-（aq）在一定温度下，水溶液中银离子（Ag⁺）和氯离子（）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（）= 1．8 × 10^-10，现把氯化银（足量）分别放入：①100mL蒸馏水中；②100mL 0．1mol·L^-1的盐酸溶液中；③1000mL 0．1 mol·L^-l的氯化铝溶液中；④100mL0．1 mol·L^-1的氯化镁溶液中。
（1）充分搅拌后相同温度下，银离子浓度由大到小顺序是              （填序号）
（2）0．1mol·L^-l氯化铝溶液中，银离子的物质的量浓度最大可达到               mol·L^-1。
（3）向氯化银的饱和溶液中滴加硫化钾溶液，可观察到的现象是                ，产生此现象涉及的离子方程式为                    。

(13分)工业上常回收冶炼锌废渣中的锌（含有ZnO、FeO、Fe₂O₃、CuO、Al₂O₃等杂质，并用来生产ZnSO₄·6H₂O晶体，其工艺流程如下，有关氢氧化物沉淀时的pH如下表。

氢氧化物	Al（OH）3	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Zn（OH）2
开始沉淀的pH	3.3	1.5	6.5	5.4
沉淀完全的pH	5.2	3.7	9.7	8.0

（1）上述工艺流程中多处涉及“过滤”，实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有________。
（2）在“除杂Ⅰ”步骤中，需再加入适量H₂O₂溶液的目的是_____。为使Fe（OH）₃、Al（OH）₃沉淀完全，而Zn（OH）₂不沉淀，应控制溶液的pH范围为______。为控制上述pH范围可选择加入的试剂或药品是________。
A．ZnO        B．氨水        C．固体NaOH        D．ZnCO₃
（3）在“除杂Ⅱ”步骤中，加入Zn粉的作用是_______。“操作A”的名称是_______。
（4）常温下，已知Ksp〔Cu（OH）₂〕=2×10^-20，某CuSO₄溶液里c（Cu²⁺）=0.02mol/L，如果要生成Cu（OH）₂沉淀，则应调整溶液pH大于___________。