高中化学探究沉淀溶解实验题

实验室用铜制取硫酸铜，将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。
（1）此过程的离子反应方程式为_______________________________________________，
为了吸收该反应中产生的尾气，请选择下列中合适的装置_________。

（2）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：以空气为氧化剂法
方案1：以空气为氧化剂。将铜粉在仪器Z中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应。
方案2：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO₄，即发生反应，生成硫酸铜。反应完全后，加M调节pH，铁元素全部沉淀（一般认为铁离子的浓度下降到，就认为沉淀完全）然后过滤、浓缩、结晶。
已知：
请回答下列问题：
如开始加入的铜粉为3．2g，最后所得溶液为500mL溶液中含有铁元素0．005mol。
①方案1中的Z仪器名称是__________。
②为了使铁元素全部沉淀，应调节pH至少为________。
③方案2中M物质可选用的是___________。
A．CaO      B．NaOH     C．CuCO₃    D．CuO      E．Fe₂（SO₄）₃
④反应中加入少量FeSO₄可加速铜的氧化，用离子方程式解释其原因_______________，
_______________________________________。
（3）实验室利用惰性电极电解硫酸铜溶液，电解反应化学方程式为_________________，
欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的___________。
A．      B．        C．        D．       E．

蛋壳的主要成分是CaCO₃，其次是SiO₂、MgCO₃及色素等杂质，测定蛋壳中钙的含量时常涉及如图操作步骤，其中最后滴定操作是用标准酸性高锰酸钾溶液滴定生成的草酸，通过钙与草酸的定量关系，可间接求出钙的含量。

资料支持：①草酸的电离方程式为H₂C₂O₄H^＋＋HC₂O₄^-；
②滴定过程的反应为H₂C₂O₄＋MnO₂＋H^＋―→Mn^2＋＋CO₂↑＋H₂O(未配平)；
③Ksp(CaC₂O₄)＝2.5×10^－9，Ksp(MgC₂O₄)＝8.6×10^－5
根据以上材料回答下列问题：
（1）样品溶于盐酸后得到的滤渣主要是________。
（2）①②操作时，加入饱和(NH₄)₂C₂O₄溶液和氨水的作用是_______________；
（3）实验中通常用0.1 mol/草酸铵溶液洗涤沉淀。若实验时用水洗涤沉淀，且每次洗涤时消耗草酸铵溶液和水的体积相同，则每次洗涤时用草酸铵溶液洗涤与用水洗涤损失的质量之比为________；
（4）达到滴定终点的特征为________________；
（5）若考虑MgCO₃的存在，则此法求得的钙含量略__________实际值（填>、=、<）

氢溴酸在工业和医药领域中有着广泛的用途，下图是某兴趣小组模拟工厂制备氢溴酸粗品并精制的流程如下：

（1）混合①使用冰水的目的是                                           ；
（2）操作II和III的名称是                    ,                       ；
（3）混合②中发生反应的离子方程式为                                 ；
（4）工业上用氢溴酸和大理石制得溴化钙中含有少量Al³⁺、Fe³⁺杂质，加入适量的试剂           （填化学式）后控制溶液的PH约为8.0即可除去杂质，控制溶液的PH约为8.0的目的是_______________________________________________________；
（5）t℃时，将HBr通入AgNO₃溶液中生成的AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，又知t℃时AgCl的Ksp=4×l0^-10，下列说法不正确的是 （  ）

A．向含有Cl^-和Br^-的混合液中滴加硝酸银溶液，一定先产生AgBr的沉淀

B．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点到b点

C．图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液

D．在t℃时，AgCl(s)+Br^-(aq)AgBr(s)+Cl^-(aq)平衡常数Κ≈816

(15分)三氯氧磷（化学式：POCl₃）常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。氯化水解法生产三氯氧磷的流程如下：

⑴氯化水解法生产三氯氧磷的化学方程式为     。
⑵通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量，实验步骤如下：
Ⅰ．取a g产品于锥形瓶中，加入足量NaOH溶液，待完全水解后加稀硝酸至酸性。
Ⅱ．向锥形瓶中加入0.1000 mol·L^－1的AgNO₃溶液40.00 mL，使Cl^－完全沉淀。
Ⅲ．向其中加入2 mL硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖。
Ⅳ．加入指示剂，用c mol·L^－1NH₄SCN溶液滴定过量Ag⁺至终点，记下所用体积。
已知：K_sp(AgCl)=3.2×10^－10，K_sp(AgSCN)=2×10^－12
①滴定选用的指示剂是     （选填字母），滴定终点的现象为     。
a．FeCl₂       b．NH₄Fe(SO₄)₂       c．淀粉       d．甲基橙
②实验过程中加入硝基苯的目的是     ，如无此操作所测Cl元素含量将会     （填“偏大”、“偏小”或“不变”）
⑶氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷（主要为H₃PO₄、H₃PO₃等）废水。在废水中先加入适量漂白粉，再加入生石灰调节pH将磷元素转化为磷酸的钙盐沉淀并回收。
①在沉淀前先加入适量漂白粉的作用是     。
②下图是不同条件对磷的沉淀回收率的影响图像。

处理该厂废水最合适的工艺条件为     （选填字母）。
a．调节pH=9     b．调节pH=10    c．反应时间30 min    d．反应时间120 min
③若处理后的废水中c(PO₄^3－)=4×10^－7mol·L^－1，溶液中c(Ca²⁺)=     mol·L^－1。
（已知K_sp[Ca₃(PO₄)₂]=2×10^－29）

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                              ，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            （写一种既可）。
（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c（Fe²⁺）为 lmol/L，应调节溶液的c（H^十）为__________。

实验室用铜制取硫酸铜，将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。
(1)为了节约原料，硫酸和硝酸的最佳物质的量之比为________ ；为了吸收该反应中产生的尾气，可选择的最佳装置是________(填序号)。

(2)为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计。
方案1：以空气为氧化剂。将铜粉在仪器N中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再使氧化铜与稀硫酸反应。
方案2：将空气或氧气直接通入到铜粉与烯硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO₄，再通入空气或氧气，即发生反应，生成硫酸铜。反应完全后，加入物质甲调节pH，铁元素全部转化为Fe(OH)₃沉淀(一般当铁离子的浓度下降到10^－5mol·L^－1时，就认为沉淀完全)，然后过滤、浓缩、结晶。
(已知：常温下，K_sp[Cu(OH)₂]＝10^－22，K_sp[Fe(OH)₃]＝10^－38)
请回答下列问题：
①方案1中仪器N的名称是________。
②方案2中为了使铁元素全部沉淀，应调节pH至少为________。
③方案2中甲物质可选用________(填序号)。

A．CaO

B．NaOH

C．CuCO3

D．Cu2(OH)2CO3 E．Fe2(SO4)3

④方案2反应中加入少量FeSO₄可加速铜的氧化，用离子方程式解释其原因：___________________________________________。

粗CuO是将工业废铜、废铜合金等高温焙烧而成的，杂质主要是铁的氧化物及泥沙。以粗CuO为原料制备胆矾的主要流程如下：

已知Fe³⁺、Fe²⁺ 、Cu²⁺转化为相应氢氧化物时，开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表：

	Fe^3+	Fe^2+	Cu^2+
开始沉淀时的pH	2.7	7.6	5.2
完全沉淀时的pH	3.7	9.6	6.4

 
（1）加入3% H₂O₂之前必须进行操作Ⅱ，操作Ⅱ的名称是                ；
H₂O₂参加反应的离子方程式为                                         。
（2）加稀氨水调节pH的目的是                                          ，pH应调至        范围。下列物质可用来替代稀氨水的是         。
①NaOH       ②Fe₂O₃      ③CuO      ④Na₂CO₃
（3）经操作Ⅰ得到粗胆矾，操作Ⅲ得到精致胆矾。两步操作相同，具体包括         、         、
过滤、        、干燥等步骤。

某同学在学习硝酸与硫酸时，对两种酸与铜的反应情况进行研究，试完成下列各题。
（1）在甲、乙两个烧杯中，分别装入40mL浓度均为2mol·L^－1的稀硫酸和稀硝酸，并向其中各加入 4g束状铜丝，观察现象，试完成下列实验报告：

（2）充分反应后，将甲、乙烧杯混合，再使之充分反应，最终所得溶液溶质为____     ，剩余固体总质量为           g
（3）若甲中硫酸溶液体积V（V>40mL）可变，其余数据不变，则：
①当甲、乙烧杯混合充分反应后，溶液中只有一种溶质时，V=____    mL，若要将溶液中的Cu²⁺沉淀完全，应加NaOH使溶液的pH至少为____     。已知K_sP[Cu（OH）₂]=2.2×l0^－20,1g=0.7）
②能否通过硫酸溶液体积的改变，使铜丝在甲、乙烧杯混合充分反应后完全溶解? 试写出推理过程________                                      。

滴定实验是化学学科中重要的定量实验。
请回答下列问题：
（1）酸碱中和滴定——用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液，下列操作造成测定结果偏高的是     (填选项字母)
A．滴定终点读数时，俯视滴定管刻度，其他操作正确。
B．盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用未知液润洗
C．酸式滴定管用蒸馏水洗净后，未用标准盐酸润洗
D．滴定前，滴定管尖嘴有气泡，滴定后气泡消失
（2）氧化还原滴定——取草酸溶液置于锥形瓶中，加入适量稀硫酸，用浓度为0.1mol·L^－1的高锰酸钾溶液滴定，发生的反应为：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O。表格中记录了实验数据：

滴定次数	待测液体积 (mL)	标准KMnO4溶液体积(mL)
滴定前读数	滴定后读数
第一次	25.00	0.50	20.40
第二次	25.00	3.00	23.00
第三次	25.00	4.00	24.10

 
①滴定时，KMnO₄溶液应装在            (填“酸”或“碱”)式滴定管中，滴定终点时滴定现象是        
②该草酸溶液的物质的量浓度为_____________。
（3）沉淀滴定――滴定剂和被滴定物的生成物比滴定剂与指示剂的生成物更难溶。
参考下表中的数据，若用AgNO₃滴定NaSCN溶液，可选用的指示剂是            (填选项字母)。

难溶物	AgCl	AgBr	AgCN	Ag2CrO4	AgSCN
颜色	白	浅黄	白	砖红	白
Ksp	1.77×10^－10	5.35×10^－13	1.21×10^－16	1.12×10^－12	1.0×10^－12

 
A．NaCl    B．NaBr    C．NaCN   D．Na₂CrO₄

类比是一种重要的科学研究方法。某化学实验小组类比AgOH能溶于氨水的性质，猜测Cu(OH)₂也具有同样的性质，并对此进行实验探究：
（1）写出AgOH与氨水反应的离子方程式_____________________________________。
（2）甲组同学进行如下操作：向干燥洁净的试管中加入CuSO₄溶液，再向其中逐滴加入氨水，观察到蓝色沉淀生成；继续滴加，观察现象，由此得出Cu(OH)₂可溶于氨水的结论。
①写出生成蓝色沉淀的离子方程式：_______________________________________________
②写出向沉淀中滴加氨水的实验现象：______________________________________________
（3）乙组同学向CuSO₄溶液中滴加NaOH溶液，制得Cu(OH)₂悬浊液A，向其中加入足量氨水，始终未观察到（2）中的现象。甲乙两组同学在对他们的实验及现象进行比对后，决定对Cu(OH)₂与氨水反应的机理进行探究：
①该实验小组的同学取一定量上述制得的Cu(OH)₂悬浊液A，向其中加入足量饱和NH₄Cl溶液，结果观察到（2）中现象。据此，有同学认为由于饱和NH₄Cl溶液的加入引入了Cl^—，致使Cu(OH)₂与氨水的反应得以发生，而指导老师表示这一观点是不成立的。为了排除Cl^—的干扰，该组同学又做了如下实验：取一定量上述制得的Cu(OH)₂悬浊液A，向其中加入饱和___________溶液（填化学式），结果同样观察到（2）中的现象，据此可知该反应的发生与Cl^—无关。
②因此，同学们又提出：Cu(OH)₂与氨水的反应的发生需要NH₄⁺的参与，于是同学们进一步探究：向干燥洁净的试管中加入CuSO₄溶液，再向其中逐滴加入氨水，观察到蓝色沉淀生成。通过离心的方法得到Cu(OH)₂沉淀。将沉淀洗涤后，置于干燥洁净的试管中，向试管中滴加足量饱和氨水，为观察到（2）中现象，再向试管中滴加足量饱和NH₄Cl溶液，观察到（2）中现象。
（i）检验是否沉淀洗涤干净的操作是___________________________________________
（ii）据此，可以得出结论：在Cu(OH)₂与氨水的反应中，NH₄⁺起着至关重要的作用，且________________对反应的发生有影响。
（4）试从溶解平衡角度解释上述反应发生过程中NH₄⁺的作用：___________________________。

从含镁、钾盐湖水中蒸发最后得到的产物中含光卤石(xKCl·yMgCl₂·zH₂O)，它在空气中极易潮解、易溶于水，是制造钾肥和提取金属镁的重要原料，其组成可通过下列实验测定：①准确称取5. 550g样品溶于水，配成l00mL溶液。②将溶液分成二等份，在一份中加入足量的NaOH溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0. 580g。③在另一份溶液中加入足量的硝酸酸化的AgNO₃溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体4.305g。
（1）步骤②中检验白色固体已洗净的方法是                。
（2）已知某温度下Mg( OH)₂的Ksp ="6.4" xl0^－12，当溶液中c(Mg²⁺)≤1.0×10 ^－5mol·L^－1可视为沉淀完全，则应保持溶液中c（OH^－）≥                mol·L^－1。
（3）通过计算确定样品的组成（写出计算过程）。

Ba(NO₃)₂可用于生产绿色烟花、绿色信号弹、炸药等。某生产BaCO₃、BaSO₄的化工厂生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO₃、BaSO₃、Ba(FeO₂)₂等]，该厂利用钡泥制取Ba(NO₃)₂晶体（不含结晶水），其部分工艺流程如下：

已知： ①Fe³⁺和Fe²⁺以氢氧化物形式沉淀完全时，溶液的pH分别为3.2和9.7；
②K_sp(BaSO₄)=1.1×10^－10，K_sp(BaCO₃)=5.1×10^－9。  
（1）该厂生产的BaCO₃因含有少量BaSO₄而不纯，提纯的方法是：将产品加入足量的饱和Na₂CO₃溶液中，充分搅拌，过滤，洗涤。用离子方程式说明提纯原理：         。
（2）酸溶时，Ba(FeO₂)₂与HNO₃反应生成两种硝酸盐，化学方程式为             。
（3）该厂结合本厂实际，选用的X为     （填序号），中和I使溶液中的      （填离子符号）的浓度减小。

A．BaCl2

B．Ba(OH)2

C．Ba(NO3)2

D．BaCO3

（4）最后的废渣中除原有的难溶性杂质外还含有               （填化学式）。
（5）测定所得Ba(NO₃)₂晶体的纯度：准确称取m₁g晶体溶于蒸馏水，加入足量的硫酸，充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量其质量为m₂g，则该晶体纯度的计算表达式为        。（已知Ba(NO₃)₂、BaSO₄的式量分别为261、233）

菱镁矿是碱性耐火材料的主要原料，其主要的化学成分是：MgCO₃，同时含有杂质：SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO等；目前以菱镁矿为主要原料制备MgSO₄的方法如下：

已知：①常温下，Fe³⁺、Al³⁺、Mg²⁺开始形成氢氧化物沉淀和沉淀完全时的pH值如下：

	Fe^3+	Al^3+	Mg^2+
开始沉淀	2．1	3．7	9．0
沉淀完全	3．2	5．2	12．4

②MgSO₄·7H₂O在70～80℃时失去3个结晶水，300℃时失去全部的结晶水；
（1）用平衡原理解释：菱镁矿粉粹后加热生成的氧化镁可以溶解在硫酸铵溶液中的原因                                                                     。
（2）在该工业流程中，可以循环使用的物质是             。
（3）步骤③中氨气和硫酸恰好完全反应，取此时所得的溶液10.00mL配成250mL溶液，配制溶液过程中除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、酸式滴定管外，还需要的玻璃仪器有：             ；经检测所配制的溶液pH=1，c(SO₄²ˉ)=1.05mol/L，试求算所配制溶液中NH₄⁺ 水解的平衡常数K（写计算过程，计算结果保留三位有效数字）。
（4）在加热条件下杂质中的三氧化二铁溶于硫酸铵的离子反应方程式是：
                                                                      。
（5）蒸发结晶过程中需要使用60～70℃水浴加热方式，其原因是                 。

某化学兴趣小组在实验室在利用废铜屑（含碳粉、铁屑、铁锈等）制取硫酸铜，实验流程如下：

⑴废铜屑灼烧的目的是                               。
⑵写出加入双氧水时发生反应的离子方程式                  。
⑶试剂a可以是       ，溶液pH应控制在       范围之间。操作b的名称是           。已知：

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe^2^＋	7.5	14
Fe^3^＋	1.4	3.7
Cu^2^＋	6.0	13

⑷在硫酸铜溶液中，各种离子浓度由大到小的顺序是                     。向硫酸铜溶液中加入氨水，当Cu^2＋浓度小于2.2×10^－4 mol·L^-1时，溶液的pH至少是     。（已知Cu(OH)₂的溶度积常数Ksp＝2.2×10^－20）
⑸工业上通常用FeS除去废水中的Cu²⁺，写出该沉淀转化离子方程式           。

工业上从废铅酸电池的铅膏回收铅的过程中，可用碳酸盐溶液与铅膏（主要成分为）发生反应：。某课题组用为原料模拟该过程，探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。
（1）上述反应的平衡常数表达式：。
（2）室温时，向两份相同的样品中分别加入同体积、同浓度的和溶液均可实现上述转化，在溶液中转化率较大，理由是。
（3）查阅文献：上述反应还可能生成碱式碳酸铅[]，它和受热都易分解生成。该课题组对固体产物（不考虑）的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：全部为；
假设二：；
假设三：。
（4）为验证假设一是否成立，课题组进行如下研究。
①定性研究：请你完成下表中内容。

实验步骤（不要求写出具体操作过程）	预期的实验现象和结论
取一定量样品充分干燥，……

②定量研究：取26.7的干燥样品，加热，测的固体质量随温度的变化关系如下图。某同学由图中信息得出结论：假设一不成立。你是否同意该同学的结论，并简述理由：

。