高中化学探究沉淀溶解计算题

多晶硅（硅单质的一种）被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以SiCl₄为主，它环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用SiCl₄水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成分为BaCO₃，且含有铁、镁等离子）制备BaCl₂·2H₂O，工艺流程如下：

已知：
①常温下Fe³⁺、Mg²⁺完全沉淀的pH分别是3.4、12.4
②BaCO₃的相对分子质量是197；BaCl₂·2H₂O的相对分子质量是244
回答下列问题：
（1）SiCl₄发生水解反应的化学方程式为_______________________________________
（2）用H₂还原SiCl₄蒸汽可制取纯度很高的硅，当反应中有1mol电子转移时吸收59KJ热量，则该反  应的热化学方程式为_____________________________________________
（3）加钡矿粉并调节pH=7的目的是①               ，②               
（4）过滤②后的滤液中Fe³⁺浓度为          （滤液温度25℃，K_sp[Fe(OH)₃]=2.2×10^-38）
（5）生成滤渣A的离子方程式__________________________________________
（6）列式计算出10吨含78.8% BaCO₃的钡矿粉理论上最多能生成BaCl₂·2H₂O的质量为多少吨？

工业碳酸钠（纯度约为98％）中含有Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Cl^－和SO₄^2—等杂质，提纯工艺线路如图所示：

Ⅰ．碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示：

Ⅱ．有关物质的溶度积如下

物质	CaCO3	MgCO3	Ca（0H）2	Mg（OH）2	Fe（OH）3
Ksp	4.96×10^－^9	6.82×10^－^6	4.68×10^－^6	5.61×10^－12	2.64×10^－^39

 
回答下列问题：
（1）加入NaOH溶液时，反应的离子方程式为             。向含有Mg²⁺、Fe³⁺的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，c（Mg²⁺）：c（Fe³⁺）=      。
（2）“母液”中除了含有Na⁺、CO₃^2—外，还含有           等离子。
（3）有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线进行循环使用。请你分析在实际工业生产中是否可行：       （填“可行”或“不可行”），并说明理由：            。
（4）已知：Na₂CO₃·10H₂O（s）=Na₂CO₃（s）+10H₂O（g）="+532.36" kJ·mol^－1
Na₂CO₃·10H₂O（s）=Na₂CO₃·H₂O（s）+9H₂O（g）   ="+473.63" kJ·mol^－1
写出Na₂CO₃·H₂O脱水反应的热化学方程式：                             。

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

又已知：
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；
②Ba（NO₃）₂晶体的分解温度：592℃； 
③K_SP（BaSO₄）=1．lxl0^－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。试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，反应的化学方程式为：
                                                                         。
（3）该厂结合本厂实际，选用的X为                （填序号）；

A．BaCl2

B．BaCO3

C．Ba（NO3）2

D．Ba（OH）2

（4）中和I使溶液的pH为4~5目的是                                            ；
结合离子方程式简述原理                                                        。
（5）从Ba（NO₃）₂溶液中获得其晶体的操作方法是                                。
（6）测定所得Ba（NO₃）₂晶体的纯度：准确称取w克晶体溶于蒸馏水，加入足量的硫酸，充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量其质量为m克，则该晶体的纯度为              。

I．工业上可用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)

（1）“图1”表示反应中能量的变化，曲线   （填“a或b”）表示使用了催化剂；该反应的热化学方程式为              。
（2）若容器容积不变，下列措施可增大CO平衡转化率的是_____。

A．升高温度

B．将CH3OH(g)从体系中分离

C．充入He，使体系总压强增大

D．再充入1 mol CO和2 mol H2

（3）其他条件不变，请在“图2”中画出温度为T₂（且T₂<T₁）时，CO的平衡转化率与H₂和CO的起始组成比[n(H₂)/n(CO)]的关系曲线。

II．向BaSO₄沉淀中加入饱和碳酸钠溶液，充分搅拌，弃去上层清液，如此处理多次，可使BaSO₄全部转化为BaCO₃，发生的反应可表示为：BaSO₄(s)+CO₃^2－(aq)BaCO₃(s)+SO₄^2－(aq)。
（4）现有0.20 mol BaSO₄，加入1.0L 2.0mol/L的饱和Na₂CO₃溶液处理，假设起始的c(SO₄^2－)≈0，平衡时，K=4.0×10^－2，求达到平衡时发生转化的BaSO₄的物质的量。（写出计算过程，计算结果保留2位有效数字）

一定温度下，难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数，这个常数称为该难溶电解质的溶度积，用符号Ksp表示。
即：AmBn(s)mAⁿ⁺(aq)＋nB^m－(aq)　　　　[Aⁿ⁺]^m·[B^m－]ⁿ＝Ksp
已知：某温度时，Ksp(AgCl)=[Ag⁺][Cl^－] ＝1.8×10^－10　　
Ksp(Ag₂CrO₄)=[Ag⁺]²[CrO2- 4] ＝1.1×10^－12　
试求：此温度下，在0.010mo1·L^-1的AgNO₃溶液中，AgCl与Ag₂CrO₄分别能达到的最大物质的量浓度。

在20mL 0.0025mol·L^-1 AgNO₃溶液中，加入5mL 0.01mol·L^-1 KCl溶液，通过计算判断是否有AgCl沉淀生成？已知Ksp（AgCl）=1.8×10^-10  (混合后溶液的总体积为两者体积之和)。

（1）将2mol SO₂和1mol O₂放入2L密闭容器中发生如下反应：
2SO₂+O₂2SO₃△H＜0
当达到平衡时，由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况，如下图表示：
 
（1）a b过程中改变的条件可能是    　　    ；
（2）b c过程中改变的条件可能是             ；
（3）若增大压强时，反应速度变化情况画在c~d处；
(4) 达到第一个平衡时，测得平衡时SO₃的浓度为0.5mol/L。请计算此条件下的平衡常数和SO₂的转化率。（要求写出解题过程）

Ag₂O₂是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在KOH加入适量AgNO₃溶液,生成Ag₂O沉淀，保持反应温度为80，边搅拌边将一定量K₂S₂O₈溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品。反应方程式为2AgNO₃＋4KOH＋K₂S₂O₈ Ag₂O₂↓＋2KNO₃＋K₂SO₄＋2H₂O
回答下列问题：
（1）上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是                              
                                                                          。
(2)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag₂O₂转化为Ag，负极的Zn转化为K₂Zn(OH)₄，写出该电池反应方程式：
                                           。
(3)准确称取上述制备的样品（设Ag₂O₂仅含Ag₂O）2.558g，在一定的条件下完全分解为Ag 和O₂，得到224.0mLO₂（标准状况下）。计算样品中Ag₂O₂的质量分数（计算结果精确到小数点后两位）。

甲醇是新型的汽车动力燃料。工业上可通过H₂和CO化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为：2H₂(g)＋CO(g)CH₃OH(g)   
（1）已知：      
      
1 mol甲醇气体完全燃烧生成CO和水蒸气的热化学方程式为                   。
（2）下列措施中有利于提高2H₂(g)＋CO(g)CH₃OH(g)反应速率的是        （双选)。

A．分离出CH3OH

B．升高温度

C．减小压强

D．加入合适的催化剂

（3）（3）用H₂和CO化合制备甲醇的反应中，若反应的容积为1L的恒容容器，分别在230℃、250℃和270℃下，改变H₂和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量固定为1mol）进行实验，结果如下图所示（图中曲线上的点都为一定温度下、一定组成下的平衡点）：

①曲线X对应的温度是             。
②从图中可以得出的结论有                               （任写一条）。
（4）若往反应的容积中加入1.5molH₂和1.0molCO，在曲线Z对应温度下反应达平衡。利用上述图中a点对应的CO平衡转化率，计算2H₂(g)＋CO(g)CH₃OH(g)的平衡常数。（写出计算过程）

把足量ZnS固体加入到0.001mol/L的CuSO4溶液中。试判断是否有CuS沉淀生成？已知: Ksp(ZnS)=1.6×10-23mol2•L-2    Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2•L-2

常温下，FeS的Ksp=6.25×10^-18(设饱和溶液的密度为1g/mL)。若已知H₂S饱和溶液在常温下，c（H⁺）与c（S^2-）之间存在以下关系：c²（H⁺）·c（S^2-）=1.0×10^-22，在该温度下，将适量FeS投入H₂S饱和溶液中，欲使溶液中c（Fe ²⁺）达到1mol/L，应调节溶液的pH为           
（已知：lg2 = 0.3）

、向50ml0.018mol/L的AgNO₃溶液中加入50ml0.02mol/L的盐酸，生成了沉淀。如果溶液中C(Ag⁺)和C(Cl^-)的乘积是一个常数，C(Ag⁺)· C(Cl^-)=1.0×10^-10，当溶液中C(Ag⁺)· C(Cl^-)>常数，则有沉淀产生，反之沉淀溶解，求
（1）沉淀生成后溶液中C(Ag⁺)是多少？
（2）如果向沉淀生成后的溶液中再加入50mL0.001mol/L的盐酸，是否产生沉淀，为什么？

在ZnS沉淀中加入10mL0.001mol/L的CuSO₄溶液是否有CuS沉淀生成？(必须写出判断理由)（已知:K_sp(ZnS)=1.6×10^-24mol²/L²            K_sp(CuS)=1.3×10^-36mol²/L²）

氢氧化铜悬浊液中存在如下平衡：Cu（OH）₂（s）Cu^2＋（aq）＋2OH^－（aq），常温下其K_sp＝c（Cu^2＋）c²（OH^－）＝2×10^－20mol²·L^－2。
（1）某硫酸铜溶液里c（Cu^2＋）＝0.02mol/L，如要生成Cu（OH）₂沉淀，应调整溶液pH使之大于多少?
（2）要使0.2mol/L硫酸铜溶液中Cu^2＋沉淀较为完全（使Cu^2＋浓度降至原来的千分之一），则应向溶液里加入氢氧化钠溶液使溶液pH为　　　　　　。

(4分)向100mL 0.018mol/L的AgNO₃溶液中加入100mL 0.02mol/L的盐酸，生成沉淀。已知AgCl(s)的溶度积常数Ksp=c(Ag⁺)×c(Cl^-)=1×10^-10。（混合后溶液的体积变化忽略不计）。试计算：
（1）沉淀生成后溶液中Cl^-的浓度。
（2）沉淀生成后溶液中Ag⁺的浓度。