高中化学探究沉淀溶解试题

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

铜在工农业生产中有着广泛的用途。
（1）配制CuSO₄溶液时需加入少量稀H₂SO₄，其原因是          （只写离子方程式）。
（2）某同学利用制得的CuSO₄溶液，进行以下实验探究。
①图甲是根据反应Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄设计的原电池，请在图甲中的横线上完成标注。

②图乙中，I是甲烷燃料电池的示意图，该同学想在II中实现铁上镀铜，则应在a处通入    (填“CH₄”或“O₂”)，b处电极上发生的电极反应式为         ；若把II中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.1molNaCl溶液400mL，当阳极产生的气体为448mL(标准状况下)时，溶液的pH=   （假设溶液体积变化忽略不计)。
（3）电池生产工业废水中常含有毒的Cu²⁺等重金属离子，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去[室温下Ksp(FeS)＝6.3×10^－18mol²·L^－2，Ksp(CuS)＝1.3×10^－36mol²·L^－2]。请结合离子方程式说明上述除杂的原理：当把FeS加入工业废水中后，        直至FeS全部转化为CuS沉淀，从而除去溶液中Cu²⁺。

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

湿法炼锌为现代炼锌的主要方法，下列是以硫化锌精矿为原料制备单质锌的工业流程。

（1）烟气不能直接排放，可用于制取一种常见的强酸，该强酸为__________。
（2）浸出液以硫酸锌为主，还含有Fe³⁺、Fe²⁺、A1³⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、C1^一等杂质，会影响锌的电解，必须除去。净化过程如下：
①在酸性条件下，用H₂O₂将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，离子方程式为______________________。
②将浸出液的pH调节为5.5左右，使Fe³⁺、A1³⁺形成沉淀而除去，可选用的试剂为_____（填字母）

A．NaOH

B．NH3·H2 O

C．ZnO

D．H2 SO4

③用Zn除去Cu²⁺和Cd²⁺
④用Ag₂SO₄除去Cl^一，发生的反应为Ag₂SO₄+2Cl^一2AgCl+ SO₄^2-，室温下该反应的平衡常数K=_____________[已知室温下Ksp(Ag₂SO₄)="6.0x" 10^-5，Ksp(AgCl)="2.0x" 10^-10]。
（3）控制一定条件，用惰性电极电解硫酸锌溶液制取锌，锌在____极析出，阳极反应式为__________。

【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______________________。

硝酸铝是重要的化工原料。
（1）在实验室中，硝酸铝必须与可燃物分开存放，是因为硝酸铝具有        。
A．可燃性           B．氧化性           C．还原性
（2）用Al作电极电解HNO₃溶液制取Al(NO₃)₃，电解反应的离子方程式为            。
（3）查资料得知：当Al(NO₃)₃溶液pH＞3时，铝元素有多种存在形态，如Al^3＋、[Al(OH)]^2＋、[Al(OH)₂]^＋等。写出[Al(OH)]^2＋转化为[Al(OH)₂]^＋的离子方程式                。
（4）用硝酸铝溶液（加入分散剂）制备纳米氧化铝粉体的一种工艺流程如下。

①(CH₂)₆N₄水溶液显碱性。请补充完整下列离子方程式。

②经搅拌Ⅱ，pH下降的原因是                  。
③凝胶中含有的硝酸盐是            。
（K_sp[Al(OH)₃] =1.3×10^－33 ；溶液中离子浓度小于1×10^－5 mol·L^－1时，可认为这种离子在溶液中不存在）
④煅烧过程主要发生如下转化： 。
煅烧过程中样品的失重率（TG%）随温度变化如图。凝胶煅烧失重曲线有明显的三个阶段：

（i）a~b段：失重率82.12%；
（ii）b~c段：失重率9.37%；
（iii）c~d段：失重率几乎为0；
转化Ⅱ对应的失重阶段是    （填序号），转化Ⅲ开始的温度是       。

（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：25°C时，Ksp﹝Mg(OH)₂﹞＝5.61×10^－12，Ksp﹝MgF₂﹞＝7.42×10^－11。下列说法正确的是

A．25°C时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg^2+)大

B．25°C时，Mg(OH)2固体在20 ml 0.01 mol/L氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol/L NH4Cl溶液中的小

C．25°C时，在Mg(OH)2的悬浊液加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2

D．25°C时，在Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c(Mg^2+)增大

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

工业上制备氯化铜时，是将浓盐酸用水蒸汽加热至80℃左右，慢慢加入粗制氧化铜粉（含杂质氧化亚铁），充分搅拌，使之溶解，反应如下：
CuO + 2HCl＝CuCl₂ + H₂O ，FeO + 2HCl ＝ FeCl₂ + H₂O。
已知：pH≥9.6时，Fe²⁺以Fe（OH）₂的形式完全沉淀；
pH≥4.4时，Cu²⁺以Cu（OH）₂的形式开始沉淀； pH≥6.4时，Cu²⁺以Cu（OH）₂的形式完全沉淀；pH在3～4时，Fe³⁺以Fe（OH）₃的形式完全沉淀。
（1）为除去溶液中Fe²⁺，可采用的方法是                。
（2）工业上为除去溶液中的_________。溶液的pH变化是     。
（3）若此溶液只含Fe³⁺时，要调整pH在3～4之间，此时最好向溶液中加入         。
（4）已知溶液中c（Cu²⁺）与溶液pH的关系为lg c（Cu²⁺）＝8.6－2pH，若溶液中c（Cu²⁺）为1 mol/L，要保证此溶液中Cu²⁺刚好不发生Cu（OH）₂沉淀，则溶液pH应为___________，此时溶液中的铁离子能否沉淀完全_________（填“能”或“否”）。