高中化学探究沉淀溶解填空题

(15分)含铬污水处理是污染治理的重要课题。污水中铬元素以Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-形式存在，常见除铬基本步骤是：

（1）加酸可以使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-： 2CrO₄^2- + 2H⁺ Cr₂O₇^2- + H₂O
若常温下pH=1溶液中Cr₂O₇^2-浓度为0．1 mol•L^-1，Cr₂O₇^2-浓度是CrO₄^2-浓度的10倍，该化学平衡常数K=      。
（2）六价铬的毒性大约是三价铬的100倍，二氧化硫还原法是在酸性溶液中通SO₂将Cr₂O₇^2-还原，反应的离子方程式为                                 。而后再加碱将Cr³⁺沉淀，已知常温下K_sp［Cr(OH)₃］ =10^-32,要使c(Cr³⁺)降低到10^-5mol•L^-1，溶液的pH应升高到    。
（3）电解还原法是利用电解产生的Fe²⁺将Cr₂O₇^2-还原为Cr³⁺．电解装置所用的电极材料是碳棒和铁片，其中铁片连接直流电源的      极。
（4）Cr(OH)₃为绿色粘性沉淀，类似于Al(OH)₃既溶于酸又能溶于强碱溶液。Cr(OH)₃溶于稀硫酸的化学方程式为                                                    。往100．00mL 0．1000 mol•L^-1CrCl₃溶液滴加1．000mol•L^-1NaOH溶液, 请画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系图:

运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义。
（1）硫酸生产中，SO₂催化氧化生成SO₃：
2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)，混合体系中SO₃的百分含量和温度的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。根据图示回答下列问题：

①2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)的正反应为         反应（填“放热”、“吸热”）；若在恒温、恒容条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡________移动(填“向左”、“向右”或“不”)；
②若温度为T₁、T₂时，反应的平衡常数分别为K₁、K₂，则K₁_______K₂；若反应进行到状态D时，v(正)_______v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
（2）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
右图是一定的温度和压强下N₂和H₂反应生成1 mol NH₃过程中能量变化示意图，请写出工业合成氨的热化学反应方程式：______________。(ΔH的数值用含字母a、b的代数式表示)

（3）海水中含有大量的元素，常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合态存在。在25 ℃下， 2.0×10^-3 mol·L^-1的NaCl溶液中逐滴加入适量的2.0×10^-4  mol·L^-1硝酸银溶液，      白色沉淀生成(填“有”、“没有”)。通过计算解释原因______________________________，向反应后的浊液中，继续加入2.0×10^-3mol·L^-1的NaI溶液，看到的现象是_____________________________，产生该现象的原因是_____________(用离子方程式表示)。(已知25 ℃时K_sp(AgCl)=1.8×10^-10,K_sp(AgI)=1.5×10^-16)

2013年1月27日百度新闻资讯中报道，活性氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，其颗粒大小约在1～100纳米。云南化工冶金研究所采用湿化学法(NPP－法)制备纳米级活性氧化锌，可用各种含锌物料为原料，采用酸浸出锌，经过多次净化除去原料中的杂质，然后沉淀获得碱式碳酸锌，最后焙解获得活性氧化锌，化学工艺流程如下：

(1)通过________可以检验流程中滤液2中含有Na^＋。
(2)上述流程图中pH＝12的Na₂CO₃溶液中c(CO₃^2- )＝0.50 mol/L，c(HCO₃^- )＝1×10^－2 mol/L，则c(Na^＋)∶c(OH^－)＝________。
(3)“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn^2＋、SO₄^2- ，另含有Fe^2＋、Cu^2＋等杂质。先加入________(填“Na₂CO₃”或“H₂SO₄”)调节溶液的pH至5.4，然后加入适量KMnO₄，Fe^2＋转化为Fe(OH)₃，同时KMnO₄转化为MnO₂。经检测溶液中Fe^2＋的浓度为0.009 mol·L^－1，则每升溶液中至少应加入________mol KMnO₄。
(4)已知常温下，Cu(OH)₂的溶度积常数K_sp＝2×10^－20。溶液中杂质Cu^2＋浓度为0.002 mol·L^－1，若要生成沉淀，则应调节溶液的pH大于________。
(5)“沉淀”得到ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O，“煅烧”在450～500 ℃下进行，“煅烧”反应的化学方程式为：_____________________________________。

【化学与技术】
电镀厂镀铜废水中含有CN^-和Cr₂O₇^2-离子，需要处理达标后才能排放。该厂拟定下列流程进行废水处理，回答下列问题：
 
（1）上述处理废水流程中主要使用的方法是______。
（2）②中反应后无气体放出，该反应的离子方程式为           。
（3）步骤③中，每处理0.4mol Cr₂O₇^2-时转移电子2.4mol，该反应离子方程式为             。
（4）取少量待测水样于试管中，加入NaOH溶液，观察到有蓝色沉淀生成，再加Na₂S溶液，蓝色沉淀转化成黑色沉淀，请使用化学用语和文字解释产生该现象的原因           。
（5）目前处理酸性Cr₂O₇^2-废水多采用铁氧磁体法。该法是向废水中加入FeSO₄·7H₂O将Cr₂O₇^2-还原成Cr³⁺，调节pH，Fe、Cr转化成相当于Fe^II[FeCr]O₄（铁氧磁体，罗马数字表示元素价态）的沉淀。处理1mol Cr₂O₇^2-，需加入a mol FeSO₄•7H₂O，下列结论正确的是_______。

A．x ="0.5" ，a =8	B．x =0.5，a = 10
C．x =" 1.5" ，a =8	D．x =" 1.5" ，a = 10

二氧化氯（ClO₂）可用于自来水消毒。以粗盐为原料生产ClO₂的工艺主要包括：①粗盐精制；②电解微酸性NaCl溶液；③ClO₂的制取。工艺流程如下图：

⑴ 粗食盐水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质。除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的试剂X，X是　   　(填化学式)，至沉淀不再产生后，再加入过量的Na₂CO₃和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO₄^2-，其原因是　       。（已知：Ksp(BaSO₄)＝1.1×10^－10；Ksp(BaCO₃)＝5.1×10^－9）
⑵上述过程中，将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠与盐酸反应生成ClO₂。电解时生成的气体B是　 ；反应Ⅲ的化学方程式为　              　。
⑶ ClO₂很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO₂溶液。为测定所得溶液中ClO₂的含量，进行了以下实验：
步骤1：准确量取ClO₂溶液10.00 mL，稀释成100 mL试样。
步骤2：量取V₁mL试样加入到锥形瓶中，调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，摇匀，在暗处静置30分钟。(已知：ClO₂＋I^－＋H⁺—I₂＋Cl^－＋H₂O 未配平)
步骤3：以淀粉溶液作指示剂，用c mol·L^－1Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。（已知：I₂＋2S₂O₃^2-＝2I^－＋S₄O₆^2-）
① 准确量取10.00 mL ClO₂溶液的玻璃仪器是　                       　。
② 滴定过程中，至少须平行测定两次的原因是　                      　。
③ 根据上述步骤可计算出原ClO₂溶液的物质的量浓度为　          mol·L^－1（用含字母的代数式表示）。

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溶液里c(Cu^2＋)＝0.02 mol·L^－1，如要生成Cu(OH)₂沉淀，应调整溶液的pH，使之大于________。
(2)要使0.2 mol·L^－1 CuSO₄溶液中的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NaOH溶液，使溶液的pH为________。

摩尔盐是硫酸盐中带有结晶水的一种复盐，是一种重要化工原料，其组成可通过下列实验测定：定性检验：①配制莫尔盐的溶液，取它的水溶液，加入KSCN不显红色，再滴入几滴新制氯水溶液显红色；另取莫尔盐溶液，逐滴加入NaOH溶液，发现反应生成白色沉淀A，很快沉淀颜色发生改变，继续滴加NaOH溶液，又发现沉淀逐渐增多，继续滴加至过量后沉淀又部分溶解，最终生成沉淀B。
定量测定：②称取1.8520 g样品，准确配成100 mL溶液A；
③量取25.00 mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤，干燥至恒重，得到白色固体0.4660 g；
④再量取25.00 mL溶液A，滴加适量稀硫酸，用0.0100 mol·L^－1KMnO₄溶液滴定至终点，生成Mn^2＋，消耗KMnO₄溶液10.00 mL。
请回答一下问题：
（1）写出①中物质的化学式A            ，B          ；
（2）已知室温下BaSO₄的K_sp=1.1×10^－10，欲使溶液中c(SO₄^2－)≤1. 0×10^－5mol·L^－1，则应保持溶液中c(Ba^2＋)≥              mol·L^－1；
（3）③中发生反应的离子方程式为        ，滴定终点的现象是              ；
（4）通过计算确定样品的组成（必须写出计算过程）。

(1)在25 ℃下,向浓度均为0.1 mol·L^-1的MgCl₂和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水,先生成　　　　沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。已知25 ℃时K_sp[Mg(OH)₂]=1.8×10^-11,K_sp[Cu(OH)₂]=2.2×10^-20。 
(2)向BaCl₂溶液中加入AgNO₃和KBr,当两种沉淀共存时,=　　　　。 
[K_sp(AgBr)=5.4×10^-13,K_sp(AgCl)=2.0×10^-10]

试利用平衡移动原理解释下列事实:
(1)FeS不溶于水,但能溶于稀盐酸中;
(2)CaCO₃难溶于稀硫酸,却能溶于醋酸中;
(3)分别用等体积的蒸馏水和0.010 mol·L^-1硫酸洗涤BaSO₄沉淀,用水洗涤造成BaSO₄的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量。

下表列出了某冷轧厂排放的废水中各成分的含量及国家环保标准值的有关数据：

	冷轧含锌 废水水质	经处理后的水国 家环保标准值
Zn^2^＋浓度/(mg·L^－1)	≤800	≤3.9
pH	1～5	6～9
SO4^2-浓度/(mg·L^－1)	≤23 000	≤150

 
经某一工艺处理后的废水pH＝8，常温下，该废水中Zn^2＋的浓度为           mg·
L^－1(常温下，K_sp[Zn(OH)₂]＝1.2×10^－17)，       (填“符合”或“不符合”)国家环保标准。

(1)在0.10 mol·L^－1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分
搅拌有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH＝8时，c(Cu^2＋)＝       mol·L^－1(K_sp[Cu(OH)₂]＝2.2×10^－20)。
(2)若在0.1 mol·L^－1硫酸铜溶液中通入过量H₂S气体，使Cu^2＋完全沉淀为CuS，此时溶液中的H^＋浓度是       mol·L^－1。

(1)在粗制CuSO₄·5H₂O晶体中常含有杂质Fe^2＋。在提纯时为了除去Fe^2＋，常加入合适的氧化剂，使Fe^2＋被氧化为Fe^3＋，下列物质可采用的是________。
A．KMnO₄　　B．H₂O₂　　C．氯水　　D．HNO₃
然后再加入适当物质调整至溶液pH＝4，使Fe^3＋转化为Fe(OH)₃，可以达到除去Fe^3＋而不损失CuSO₄的目的，调整溶液pH可选用下列中的________。
A．NaOH     B．KOH    C．CuO  D．Cu(OH)₂
(2)甲同学怀疑调整至溶液pH＝4不一定能达到除去Fe^3＋而不损失Cu^2＋的目的。乙同学认为可以通过计算确定，他查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe(OH)₃的溶度积K_sp＝8.0×10^－38，Cu(OH)₂的溶度积K_sp＝3.0×10^－20，通常残留在溶液中的离子浓度小于1×10^－5mol·L^－1时就认为沉淀完全，设溶液中CuSO₄的浓度为3.0 mol·L^－1，则Cu(OH)₂开始沉淀时溶液的pH为________，Fe^3＋完全沉淀时溶液的pH为________，通过计算确定上述方案________。(填“可行”或“不可行”)。

已知25°C时：

电解质	Mg(OH)2	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
溶度积	1.8×10^－11	2.2×10^－20	8.0×10^－16	4.0×10^－38
完全沉淀时的pH	9.7	5.0	5.5	4.0

 
在物质的提纯中，常利用难溶电解质的沉淀溶解平衡原理除去某些离子。例如：
①为了除去氯化铵晶体中的氯化铁杂质，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂a进行反应，过滤结晶即可；
②为了除去氯化镁晶体中的氯化铁杂质，先将混合物溶于水，再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硫酸亚铁杂质，先将混合物溶于水，再加入一定量的双氧水，将亚铁离子氧化，然后加入试剂b调节溶液的pH＝4，过滤结晶即可。
(1)上述三种除杂方案都将Fe^2＋、Fe^3＋转化为________(填化学式)而除去。
(2)试剂a为________。
(3)写出②中除杂所发生的总反应的离子方程式：________。
(4)下列与方案③有关的叙述正确的是________(填字母序号)。
A．H₂O₂是绿色氧化剂，在氧化过程中不引入杂质，不产生污染
B．将亚铁离子氧化的主要原因是Fe(OH)₂沉淀比Fe(OH)₃沉淀较难过滤
C．调节溶液pH＝4的试剂b是氢氧化铜或氧化铜
D．在pH大于4的溶液中Fe^3＋已完全不存在

钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用，它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在，BaSO₄和SrSO₄都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO₄和SrSO₄转化成难溶弱酸盐。已知：
SrSO₄(s) Sr^2＋(aq)＋SO₄^2－(aq)　K_sp＝2.5×10^－7
SrCO₃(s) Sr^2＋(aq)＋CO₃^2－(aq)　K_sp＝2.5×10^－9
(1)将SrSO₄转化成SrCO₃的离子方程式为________________________，该反应的平衡常数表达式为____________；该反应能发生的原因是___________________________________________。(用沉淀溶解平衡的有关理论解释)
(2)对于上述反应，实验证明增大CO₃^2－的浓度或降低温度都有利于提高SrSO₄的转化率。判断在下列两种情况下，平衡常数K的变化情况(填“增大”、“减小”或“不变”)：
①升高温度，平衡常数K将________；
②增大CO₃^2－的浓度，平衡常数K将________。
(3)已知，SrSO₄和SrCO₃在酸中的溶解性与BaSO₄和BaCO₃类似，设计实验证明上述过程中SrSO₄是否完全转化成SrCO₃。
实验所用的试剂为________；实验现象及其相应结论为____________________________。

工业上利用软锰矿（主要成分为MnO₂，同时含少量铁、铝等的化合物）制备硫酸锰的常见流程如下：

部分金属阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mn(OH)2
pH	5.2	3.2	9.7	10.4

 
（1）一氧化锰用硫酸酸浸时发生的主要反应的离子方程式为____________________。酸浸后加入MnO₂将溶液中的Fe^2＋氧化成Fe^3＋，其目的是___________。
（2）滤渣A的成分除MnO₂外，还有_______________。
（3）MnO₂是制造碱性锌锰电池的基本原料，放电时负极的电极反应式为________。工业上以石墨为电极电解酸化的MnSO₄溶液生产MnO₂，阳极的电极反应式为_________，当阴极产生4.48L（标况）气体时，MnO₂的理论产量为______g。
（4）锰的三种难溶化合物的溶度积：K_sp(MnCO₃)＝1.8×10^－11，K_sp[Mn(OH)₂]＝1.9×10^－13，K_sp(MnS)＝2.0×10^－13，则上述三种难溶物的饱和溶液中，Mn^2＋浓度由大到小的顺序是_______＞_______＞_______（填写化学式）。