高中化学探究沉淀溶解试题

在t ℃时，Ag₂CrO₄(橘红色)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如右
图所示。又知AgCl的Ksp=1.8×10^-10。下列说法不正确的是

A．t ℃时，Ag2CrO4的Ksp为1×10^－8

B．在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点

C．t ℃时，Y点和Z点时Ag2CrO4的Ksp相等

D．t ℃时，将0.01 mol·L^－1 AgNO3溶液滴入20 mL 0.01 mol·L^－1 KCl和0. 01 mol·L^－1 K2CrO4的混合溶液中，Cl^－先沉淀

某矿石中除含SiO₂外，还有9.24% CoO、2.78% Fe₂O₃、0.96% MgO、0.084 % CaO，从该矿石中提取钴的主要工艺流程如下：
    
（1）在一定浓度的H₂SO₄溶液中，钴的浸出率随时间、温度的变化如右图所示。考虑生产成本和效率，最佳的浸出时间为        小时，最佳的浸出温度为         ℃。
（2）请配平下列除铁的化学方程式：
Fe₂(SO₄)₃+ H₂O+ Na₂CO₃= Na₂Fe₆(SO₄)₄(OH)₁₂↓+  Na₂SO₄+  CO₂↑   
（3）“除钙、镁”的原理反应如下：MgSO₄+2NaF=MgF₂↓+Na₂SO₄； CaSO₄+2NaF=CaF₂↓+Na₂SO₄。已知K_SP(CaF₂)=1.11×10^-10、K_SP(MgF₂)=7.40×10^-11，加入过量NaF溶液反应完全后过滤，则滤液中的c(Ca²⁺)/c(Mg²⁺)=           。
（4）“沉淀”中含杂质离子主要有                    ；“操作X”名称为             。
（5）某锂离子电池正极是LiCoO₂，含Li⁺导电固体为电解质。充电时，Li⁺还原为Li，并以原子形式嵌入电池负极材料碳-6(C₆)中，电池反应为LiCoO₂+ C₆CoO₂+ LiC₆。LiC₆中Li的化合价为     价。若放电时有1mole^－转移，正极质量增加   g。

蛇文石矿可以看作是由MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂组成。由蛇文石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下：

（1）蛇文石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Mg²⁺外，还含有的金属离子是            。
（2）进行Ⅰ操作时，控制溶液pH=7～8（有关氢氧化物沉淀的pH见下表）

氢氧化物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Mg（OH）2
开始沉淀pH	2.7	3.3	9.6

Ca（OH）₂不能过量，若Ca（OH）₂过量会导致           溶解、生成        沉淀。
（3）从沉淀混合物A中提取红色氧化物做颜料，先向沉淀物A中加入           （填物质的化学式），然后                              （依次填写实验操作名称）。
（4）物质循环使用可节约能源。上述实验中，可以循环使用的物质是        （填写物质的名称）。
（5）设计一个实验，确定产品a MgCO₃·b Mg（OH）₂·cH₂O中的a、b、c的值。将32.8g产品完全分解后，产生13.2g CO₂和16.0g MgO。由此可知，产品的化学式中a∶b∶c=          。（填最简整数比）

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．连接好仪器，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+O₂SO₂ +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                                                         （写一种即可）。
（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^＋)·（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（Fe²⁺）为1 mol/L，应调节溶液的c（H^十）为__________________。

硫酸锌是制造锌钡白和锌盐的主要原料，也可用作印染媒染剂，医药上用于催吐剂。已知25 ℃时，K_sp［Zn(OH)₂］＝1.0×10^－17， K_sp［Ag₂SO₄］＝1.2×10^－5，则下列说法正确的是

A．在水中加入少量ZnSO4固体时,水的电离平衡向正反应方向移动, Kw减小

B．在ZnSO4溶液中各离子的浓度关系为：c(Zn^2^＋)＋c(H^＋)＝c(OH^－)＋c(SO4^2^－)

C．在0.5 L 0.10 mol·L^－1的ZnSO4溶液中加入等体积的0.02 mol·L^－1的AgNO3溶液，即可生成Ag2SO4沉淀

D．常温下，要除去0.20 mol·L^－1 ZnSO4溶液中的Zn^2^＋，至少要调节pH≥8

粗制的CuSO₄·5H₂O晶体中含有Fe²⁺。提纯时，为了除去Fe²⁺，常加入少量H₂O₂， 然后再加入少量碱至溶液pH=4，可以达到除去铁离子而不损失硫酸铜的目的。下列说法不正确的是

A．溶解CuSO4·5H2O晶体时要加入少量稀H2SO4

B．加入H2O2，将Fe^2+氧化，2Fe^2+ + H2O2 + 2H^+="=" 2Fe^3++ 2H2O

C．由于CuSO4的催化作用，会使部分H2O2分解而损失

D．调溶液pH=4的依据是Cu(OH)2比Fe(OH)3更难溶

(17分)铁及其化合物应用广泛。
（1）三氯化铁是一种水处理剂，工业制备无水三氯化铁固体的部分流程如下图：

①检验副产品中含有X时，选用的试剂是   (填下列各项中序号)。
a．NaOH溶液     b．KSCN溶液     c．酸性KMnO₄溶液       d．铁粉
②在吸收塔中，生成副产品FeCl。的离子方程式为
（2）高铁酸钾(K₂FeO₄)也是一种优良的水处理剂，工业上，可用铁作阳极，电解KOH溶液制备高铁酸钾。电解过程中，阳极的电极反应式为       ；电解一段时间后，若阳极质量减少28 g，则在此过程中，阴极析出的气体在标准状况下的体积为   L。
（3）硫化亚铁常用于工业废水的处理。
①你认为，能否用硫化亚铁处理含Cd²⁺的工业废水?         (填“能”或“否”)。请根据沉淀溶解平衡的原理解释你的观点(用必要的文字和离子方程式说明)：       
(已知：25℃时，溶度积常数Ksp(FeS)=6．3×10^-18、Ksp(CdS)=3．6×10^-29)
②工业上处理含Cd²⁺废水还可以采用加碳酸钠的方法，反应如下：2Cd²⁺+2CO₃^2-+H₂O===Cd₂(OH)₂CO₃+A。则A的化学式为        。

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”）。

有关硫化物的几个问题。
（1）H₂S在空气中可以燃烧。
已知：① 2H₂S(g) + O₂(g) 2S(s) + 2H₂O(g)  ΔH= －442.38 kJ/mol
②S(s) + O₂(g)  SO₂(g)  ΔH= －297.04 kJ/mol
H₂S(g)与O₂(g)反应产生SO₂(g)和H₂O(g)的热化学方程式是                      。
（2）SO₂是大气污染物，海水具有良好的吸收SO₂的能力，其过程如下。
① SO₂溶于海水生成H₂SO₃，H₂SO₃最终会电离出SO₃^2—，其电离方程式是           。
② SO₃^2—可以被海水中的溶解氧氧化为SO₄^2—。海水的pH会          （填“升高” 、“不变”或“降低”）。
③ 为调整海水的pH，可加入新鲜的海水，使其中的HCO₃^—参与反应，其反应的离子方程式是                   。
④ 在上述反应的同时需要大量鼓入空气，其原因是                 。
（3）自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO₄溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS，慢慢转变为铜蓝（CuS），用化学用语表示由ZnS转变为CuS的过程：           。