高中化学探究沉淀溶解试题

钡盐生产中排出大量的钡泥［主要含BaCO₃、BaSO₃、Ba（FeO₂）₂等］，某主要生产BaCO₃的化工厂利用钡泥制取Ba（NO₃）₂晶体及其他副产物，其部分工艺流程如下：

已知：i．Fe（OH）₃和Fe（OH）₂完全沉淀时，溶液的pH分别为3．2和9．7。
ii．Ba（NO₃）₂在热水中溶解度较大，在冷水中溶解度较小。
iii．K_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）上述流程酸溶时，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            （从下列选项中选择）；废渣2为           （写出化学式）。
① BaCl₂   ②Ba（NO₃）₂   ③BaCO₃   ④Ba（OH）₂
（4）过滤3后的母液应循环到容器            中。（填“a”、“b”或“c”）
（5）称取w g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，称量沉淀质量为m g，则该Ba（NO₃）₂的纯度为          。

镁是一种重要的金属资源，在工业上用途广泛。回答下列问题：
（1）已知某温度下Mg(OH)₂的Ksp = 6.4×l0^－12，当溶液中c(Mg²⁺) ≤1.0×10^－5mol/L可视为沉淀完全，则此温度下应保持溶液中c(OH^－) ≥ ______mol·L^－1。
（2）已知常温下CH₃COOH的电离常数为：K_a = l.75×10^－5mol/L；NH₃·H₂O的电离常数为，K_b =1.76×l0^－5mol/L。A．NH₄Cl溶液显酸性，原因是_________________________(用离子方程式表示)，NH₄Cl溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为_________________________；
B．CH₃COONH₄溶液显___________ (填“酸”、“碱”或“中”)性。
C．将饱和NH₄Cl溶液滴入少量的Mg(OH)₂悬浊液中，可看到白色沉淀溶解。产生这种现象的原因存在以下两种观点。
观点①：2NH₄⁺ + Mg(OH)₂= 2NH₃·H₂O+ Mg²⁺ ；
观点②的离子方程式为_________________________。
要验证①和②谁是Mg(OH)₂溶解的主要原因，可选取______________(填序号)代替NH₄Cl溶液作对照实验。
a． NH₄NO₃       b． (NH₄)₂SO₄      c． CH₃COONH₄       d． NH₄HSO₄

(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___________。

某温度下，将Fe(OH)₃(s)_、Cu(OH)₂(s)分别置于蒸馏水中达到沉淀溶解平衡后，金属阳离子浓度随溶液pH的变化如图所示。

下列判断正确的是

A．该温度下，Ksp[Fe(OH)3]＞Ksp[Cu(OH)2]

B．c、d 两点代表的溶液中c(H^+) 与c(OH^-) 乘积不相等

C．Cu(OH)2在c点比在d点代表的溶液中溶解程度小

D．加适量浓NH3·H2O可使溶液由a点变到b点

还原沉淀法是处理含铬(含Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-)工业废水的常用方法，过程如下：

已知转化过程中的反应为
转化后所得溶液中铬元素的含量为28.6 g／L， CrO₄^2-有10/11转化为Cr₂0₇^2-，下列说法不正确的是

A．溶液颜色保持不变，说明上述可逆反应达到平衡状态

B．若用绿矾(FeS04·7H2O)作还原剂，处理1 L废水，至少需要458.7g

C．常温下转化反应的平衡常数K=1×10^14，则转化后所得溶液的pH=5

D．常温下Ksp=1×10^-32，要使处理后废水中的c(Cr^3+)降至1×10^-5mol／L，应调溶液的pH=5

25 ℃时几种难溶电解质的溶解度如表所示：

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
沉淀完全时的pH	11.1	6.7	9.6	3.7

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Fe^3＋，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Fe^2＋，先将混合物溶于水，加入一定量的H₂O₂，将Fe^2＋氧化成Fe^3＋，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__________(填化学式)而除去。
（2）①中加入的试剂应该选择_____________________。
（3）②中除去Fe^3＋所发生的离子方程式为____      。
（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Fe^2＋氧化为Fe^3＋的主要原因是Fe(OH)₂沉淀比Fe(OH)₃沉淀难过滤
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．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＋一定不能大量存在

【化学—选修2化学与技术】某电镀铜厂有两种废水需要处理，一种废水中含有CN^-离子，另一种废水中含有Cr₂O₇^2-离子。该厂拟定如图所示的废水处理流程。

回答以下问题：
（1）上述处理废水的流程中主要使用的方法是__________________
（2）②中使用的NaClO溶液呈碱性，用离子方程式解释原因________________。
（3）②中反应后无气体放出，该反应的离子方程式为___________________。
（4）③中反应时，每0.4 mol Cr₂O₇^2-转移2.4 mol的电子，该反应的离子方程式为______________。
（5）取少量待检水样于试管中，先加入NaOH溶液，观察到有蓝色沉淀生成，继续加入NaOH溶液，直到不再产生蓝色沉淀为止，再加入Na₂S溶液，有黑色沉淀生成，且蓝色沉淀逐渐减少，请你使用化学用语，结合必要的文字解释其原因______________________。

（1）已知：难溶电解质Cu(OH)₂在常温下的K_SP=2×10^-20，则常温下：
①某CuSO₄溶液中c（Cu²⁺）=0.02mol∙L^-1，如要生成Cu(OH)₂沉淀，应调整溶液的pH最小为_____________。
②要使0.2mol∙L^-1 CuSO₄溶液中的Cu²⁺沉淀后，使溶液中Cu²⁺的浓度为2×10^-6mol∙L^-1，则应向溶液里加入NaOH溶液，使溶液的pH为______________。
（2）将0.2mol∙L^-1HA溶液与0.2mol∙L^-1NaOH溶液等体积混合，测得混合溶液中c（Na⁺）>c(A^-)，则（用“>”、“<”或“=”填写下列空白）。
①混合溶液中，由水电离出的c（OH^-）__________0.2mol∙L^-1HA溶液由水电离出的c(H⁺)；
②25℃时，如果取0.2mol∙L^-1HA溶液与0.11mol∙L^-1NaOH溶液等体积混合，测得混合溶液的pH<7，则HA的电离程度_________NaA的水解程度。

已知Cr(OH) ₃在碱性较强的溶液中将生成[Cr(OH)₄]^―，铬的化合物有毒，由于+6价铬的强氧化性，其毒性是+3价铬毒性的100倍。因此，必须对含铬的废水进行处理，可采用以下两种方法。
还原法在酸性介质中用FeSO₄等将+6价铬还原成+3价铬。 具体流程如下：

有关离子完全沉淀的pH如下表：

有关离子	Fe^2+	Fe^3+	Cr^3+
完全沉淀为对应氢氧化物的pH	9．0	3．2	5．6

（1）写出Cr₂O与FeSO₄溶液在酸性条件下反应的离子方程式__________________。
（2）在含铬废水中加入FeSO₄，再调节pH，使Fe³⁺和Cr³⁺产生氢氧化物沉淀。
则在操作②中可用于调节溶液pH的试剂最好为：_____________（填序号）；
A．Na₂O₂  B．Ca(OH)₂  C．Ba(OH)₂  D．NaOH
此时调节溶液的pH范围在____________（填序号）最佳。
A．12～14   B．10～11   C．6～8   D．3～4
（3）将等体积的4．0×10^-3mol·L^-1的AgNO₃和4．0×10^-3mol·L^-1的K₂CrO₄溶液混合能析出Ag₂CrO₄沉淀（K_sp(Ag₂CrO₄)=9．0×10^-12），请写出表示Ag₂CrO₄溶解平衡的方程式，并简要写出能生成Ag₂CrO₄沉淀原因的计算过程。

铬化学丰富多彩，由于铬光泽度好，常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各 种性能的不锈钢，CrO3 大量地用于电镀工业中。
（1）在下图装置中，观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无色气泡，而图 2 装置中铜电 极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体。

图 2 装置中铬电极的电极反应式______________________
（2）最近赣州酒驾检查特别严，利用 CrO₃具有强氧化性，有机物（如酒精）遇到 CrO₃时，猛烈反应，CrO₃被还原成绿色的硫酸铬[Cr₂(SO₄)₃]，另该过程中乙醇被氧化成乙酸， 从而增强导电性，根据电流大小可自动换算出酒精含量。写出该反应的化学方程式为_________________________
（3）虽然铬加到铁中可将铁做成不锈钢可减少金属腐蚀，但 生产成本高，生活中很多情况下还是直接使用钢铁，但易腐蚀， 利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。若 X 为碳棒，为 减缓铁的腐蚀，开关 K 应置于________处。若 X 为锌，开关K 置于________处。

（4）CrO3 和 K2Cr2O7 均易溶于水，这是工业上造成铬污染的 主要原因。净化处理方法之一是将含＋6 价 Cr 的废水放入电解槽内，用铁作阳极，加入 适量的 NaCl 进行电解：阳极区生成的 Fe²⁺和 Cr₂O₇^2－发生反应，生成的 Fe³⁺和 Cr³⁺在阴极 区与OH^－结合生成 Fe(OH)₃和 Cr(OH)₃沉淀除去【已知某条件下的KspFe (OH)₃ ＝ 3.0×10^-31， KspCr(OH)₃ ＝ 6.0×10^-38】。已知电解后的溶液中 c(Fe³⁺)为 2.0×10^－6 mol·L¹，则溶液中c(Cr³⁺)为______________mol·L^-1。

下列相关实验能达到预期目的的是(  )

	相关实验	预期目的
A	相同温度下，将等质量的大理石块、大理石粉末分别加入等体积、等浓度的盐酸和醋酸中，观察气泡产生的快慢	验证固体接触面积对化学反应速率的影响
B	可逆反应FeCl3(aq)+3KSCN(aq) Fe(SCN)3(aq)+3KCl(aq)建立平衡后，在其它条件不变时，加入KCl固体，观察体系颜色的变化	验证浓度对化学平衡的影响
C	室温下，向BaSO4悬浊液中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，再向沉淀中加入盐酸，沉淀部分溶解	验证BaSO4和BaCO3Ksp的相对大小
D	相同温度下，两支试管中装有等体积、等浓度的H2O2溶液，向其中分别加入少量FeCl3固体和少量的MnO2固体	验证不同催化剂对H2O2分解速率的影响

 

电解质水溶液中可存在电离平衡，水解平衡，溶解平衡，依据所学回答下列问题。
（1）等物质的量浓度的下列四种溶液：①NH₃·H₂O ②(NH₄)₂SO₃③KHSO₃④K₂SO₃溶液中水的电离程度由大到小的排列顺序为________________(填序号)。
（2）体积相同、c(H⁺)相同的三种酸溶液①CH₃COOH；②HCl；③H₂SO₄分别与同浓度的NaOH溶液完全中和时，消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是(填序号) _____________。将c(H⁺)相同的三种酸均加水稀释至原来的10倍，c(H⁺)由大到小的顺序为_____________(填序号)。
（3）已知，H⁺ (aq) + OH^－(aq) ="=" H₂O(l) ΔH =－57.3 kJ/mol。实验测得稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H₂O时放出57 kJ的热，则醋酸溶液中，醋酸电离的热化学方程式为____________。
（4）25℃时，NH₃·H₂O的电离常数为K_b=1.7×10^－3。0.1mol·L^－1NH₄Cl溶液的pH=a，则c(NH₄^＋)∶c(NH₃·H₂O)=_________(用含a的代数式表示)
（5）某化学研究性学习小组对电解质溶液作如下归纳总结(均在常温下)，其中正确的有(   )
①pH=1的强酸溶液，加水稀释后，溶液中各离子浓度一定都降低
②pH=2的盐酸与pH=13的NaOH溶液，按体积比9：1混合后的溶液pH为11
③pH相等的三种溶液：a．CH₃COONa；b．NaHCO₃；c．NaOH．其溶液物质的量浓度由小到大顺序为c、b、a
④NH₄HSO₄溶液中滴加NaOH溶液至溶液pH=7，则c(Na⁺)=2c(SO₄^2﹣)
⑤亚磷酸(H₃PO₃)是二元弱酸，所以Na₂HPO₃稀溶液一定呈碱性
⑥甲、乙两溶液都是强电解质，已知甲溶液的pH是乙溶液pH的两倍，则甲、乙两溶液等体积混合，混合液pH可能等于7．
⑦某二元酸在水中的电离方程式是H₂B═H⁺+HB^﹣；HB^﹣H⁺+B^2﹣，则0.1mol/L的Na₂B溶液中，c(Na⁺)=2c(B^2﹣)+2c(HB^﹣)
（6）25℃时K_sp[Mg(OH)₂]＝5.6×10^－12，K_sp[Cu(OH)₂]＝2.2×10^－20，
K_sp[Fe(OH)₃]＝4.0×10^－38，K_sp[Al(OH)₃]＝1.1×10^－33。在25℃下，向浓度均为0.1mol·L^－1的AlCl₃和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成________沉淀(填化学式)。现向一定浓度的AlCl₃和FeCl₃的混合溶液中逐滴加入氨水，当Fe^3＋刚好完全沉淀时，测定c(Al^3＋)＝0.2mol·L^－1。此时所得沉淀中________(填“还含有”或“不含有”)Al(OH)₃。

I．下表是不同温度下水的离子积数据：

温度/℃	25	t 1	t 2
水的离子积 KW	1×10^－14	1×10^－13	1×10^－12

试回答以下问题：
（1）25℃下，某 Na₂SO₄溶液中 c(SO₄^2-)＝5×10^－4 mol∙L^－1，取该溶液 1mL 加水稀释至10mL，则稀释后溶液中 c(Na^＋):c(OH^－)＝____________。
（2）在 t ₂℃下，将 a mol∙L^－1CH₃COOH 溶液与 b mol∙L^－1NaOH 溶液等体积混合反应后，溶液恰好呈中性，则该温度下 CH₃COOH 的电离常数 Ka=____________（用 a、b 表示）。
II．已知：25℃下，下列反应：①Ag⁺(aq)+2NH₃(aq) Ag(NH₃)₂⁺(aq) △H =" a" kJ∙mol^－1   K = c
②2Ag⁺(aq)+2OH^-(aq) Ag₂O(s)+H₂O(l) △H =" b" kJ∙mol^－1   K = d
（3）写出 Ag₂O溶于氨水（用 NH₃表示）生成银氨溶液[Ag(NH₃)₂⁺]的热化学方程式：_____________；
计算 25℃下，该反应的平衡常数（用 c、d 表示）K =____________________。
III．某镁盐溶液中含有杂质离子Cr^3＋，所含主要离子及其浓度如下表所示(H^＋和OH^－未列出)：

离子	Mg^2^＋	Cr^3^＋	Cl^－
浓度(mol/L)	0.5	0.01	a

已知 25℃时，Ksp[Cr(OH)₃]＝10^－32；Ksp[Mg (OH)₂]＝5×10^－11；操作过程中溶液体积的变化忽略不计。
（4）表格中的 a____________1.03(填“<”、“>”或“＝”)。
（5）除去杂质Cr^3＋离子，可加入MgO调节溶液 pH，理论上应调节 pH 的范围是_______________。
（6）溶液经除杂、过滤后，由滤液制取氯化镁晶体（MgCl₂∙6H₂O）的操作是___________________。

下列溶液或浊液中，关于离子浓度的说法正确的是(    )

A．一定浓度的氨水加水稀释的过程中，c(NH4^+)/ c(NH3·H2O)的比值减小

B．浓度均为0.1 mol·L－1的Na2CO3、NaHCO3混合溶液中：c(CO3^2^－)＜ c(HCO3^－)，且 3c(Na＋)＝2[c(CO3^2^－)＋c(HCO3^－+ c(H2CO3)]

C．0.2 mol·L－1的醋酸（CH3COOH）溶液与0.1 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合后： c(CH3COO^－) + 2c(OH^－)＝c(CH3COOH) + 2c(H^+)

D．常温下，已知：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2Cr2O4)＝2.0×10－12，

则Ag₂CrO₄悬浊液中的c(Ag^＋)一定小于AgCl悬浊液中的c(Ag^＋)

常温下，几种难溶电解质的溶度积和弱酸的电离常数如下表所示：

	CaSO4	CaCO3	MgCO3	Mg(OH)2	CuS	BaSO4	H2S	H2CO3[]
KSP或Ka	9.1х10^-6	2.8х10^-9	6.8х10^-6	1.8х10^-11	6.3х10^-36	1.1х10^-10	Ka1=1.3х10^-7 Ka2=7.1х10^-15	Ka1=4.4х10^-7 Ka2=4.7х10^-11

则下列说法不正确的是
A．相同温度、相同浓度的钠盐溶液的pH：Na₂S＞Na₂CO₃＞NaHS＞NaCl＞NaHSO₄
B．在NaHS溶液中滴加硫酸铜溶液，生成黑色沉淀：HS^－＋Cu^2＋===CuS↓＋H^＋
C．除去锅炉中的水垢时，通常先加入足量硫酸钠溶液，将碳酸钙转化成硫酸钙，然后再用酸液处理
D．在Mg(HCO₃)₂溶液中滴加澄清石灰水发生反应的离子方程式为Mg^2＋＋2HCO＋2Ca^2＋＋4OH^－===Mg(OH)₂↓＋2CaCO₃↓＋2H₂O