高中化学探究沉淀溶解填空题

难溶性杂卤石(K₂SO₄·MgSO₄·2CaSO₄·2H₂O)属于“呆矿”，在水中存在如下溶解平衡：
K₂SO₄·MgSO₄·2CaSO₄·2H₂O(s)2Ca^2＋＋2K^＋＋Mg^2＋＋4SO₄^2-＋2H₂O。为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)₂溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：

（1）滤渣主要成分有________和CaSO₄以及未溶杂卤石。
（2）用化学平衡移动原理解释Ca(OH)₂溶液能溶解杂卤石浸出K^＋的原因：
                                                                                     。
（3）“除杂”环节中，先加入            溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入        溶液调滤液pH至中性。
（4）不同温度下，K^＋的浸出浓度与溶浸时间的关系见右图。由图可得，随着温度升高，
①                                     ，
②                                      ，

③溶浸出的K^＋的平衡浓度增大。
（5）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO₄(s)＋CO₃^2-CaCO₃(s)＋SO₄^2-。已知298 K时，K_sp(CaCO₃)＝2.80×10^－9，K_sp(CaSO₄)＝4.90×10^－5，计算此温度下该反应的平衡常数，K＝                                  。

某学习小组欲探究CaSO₄沉淀转化为CaCO₃沉淀，从而将其除去的可能性，查得如下资料：(以下数据和实验均指在25℃下测定)

难溶电解质	CaCO3	CaSO4
Ksp(mol^2·L^－2)	3×10^－9	9×10^－6

 
实验步骤如下：
①往100 mL 0.1 mol·L^－1的CaCl₂溶液中加入100 mL 0.1 mol·L^－1的Na₂SO₄溶液，立即有白色沉淀生成。
②向上述悬浊液中加入固体Na₂CO₃ 3 g，搅拌，静置，沉淀后弃去上层清液．
③再加入蒸馏水搅拌，静置，沉淀后再弃去上层清液．
④向沉淀中加入足量的盐酸。
（1）步骤①所得悬浊液中[Ca^2＋]＝________ mol·L^－1
（2）写出第②步发生反应的离子方程式：________________________________.
（3）设计第③步的目的是________________________________________________．
（4）第④步操作发生的现象为：                                              。

（共11分）工业废水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。
方法l：还原沉淀法
该法的工艺流程为：
其中第①步存在平衡：2CrO₄^2-(黄色)+2H⁺Cr₂O₇^2-(橙色)+H₂O
(1)若平衡体系的pH＝2，则溶液显    色。
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是          。
A．Cr₂O2- 7和CrO2- 7的浓度相同      B．2v(Cr₂O2- 7)＝v(CrO2- 4)     C．溶液的颜色不变
(3)第③步生成的Cr(OH)₃在溶液中存在以下沉淀溶解平衡： Cr(OH)₃(s)Cr³⁺(aq)+3OH^－(aq)
常温下，Cr(OH)₃的溶度积Ksp＝c(Cr³⁺)•c³(OH^-)＝10^-32,要使c(Cr³⁺)降至10^-5mol／L，溶液的pH应调至          。
方法2：电解法
该法用Fe做电极电解含Cr₂O₇^2-的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)₃沉淀。
(4)用Fe做电极的原因为                  。
(5)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应式解释)      。溶液中同时生成的沉淀还有      。

我国某大型电解铜生产企业，其冶炼工艺中铜、硫回收率达到97％、87％。下图表示其冶炼加工的流程：

冶炼中的主要反应：Cu₂S + O₂ =" 2Cu" + SO₂
（1）烟气中的主要废气是________________，从提高资源利用率和减排考虑，其综合利用方式是制___________。
（2）电解法炼铜时，阳极是____________（填“纯铜板”或“粗铜板”）；粗铜中含有的金、银以单质的形式在电解槽_______________（填“阳极”或“阴极”的槽底，阴极的电极反应式是_________________________________________。
（3）在精炼铜的过程中，电解质溶液中c(Fe²⁺)、c(Zn²⁺)会逐渐增大而影响进一步电解。
几种物质的溶度积常数（K_SP）：

物质	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Zn(OH)2	Cu(OH)2
KSP	8.0×10^－16	4.0×10^－38	3.0×10^－17	2.2×10^－20

 
调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法。根据上表中溶度积数据判断，含有等物质的量浓度的Fe²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺的溶液，随pH升高最先沉淀下来的离子是______________。
一种方案是先加入过量的H₂O₂，再调节pH到4左右。加入H₂O₂后发生反应的离子方程式为___________________________________________________________________________。

碱式碳酸铜是一种用途广泛的化工原料。工业上可用酸性刻蚀废液（主要成分有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、H ⁺、Cl^-）制备，其制备过程如下：

Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺生成沉淀的pH如下：

物质	Cu(OH)2	Fe (OH)2	Fe (OH)3
开始沉淀pH	4.2	5.8	1.2
完全沉淀pH	6.7	8.3	3.2

 
（1）氯酸钠的作用是            ；滤渣的主要成分是              （写化学式）。
（2）调节反应A后溶液的pH范围应为     。可以选择的试剂是     （填序号）。
a．氨水    b．稀硫酸    c．氢氧化钠    d．碳酸铜
（3）反应B的温度如过高，则所得蓝绿色产品中可能会出现的杂质是   。（写化学式）
（4）过滤得到的产品洗涤时，如何判断产品已经洗净？                    。
（5）将Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuCl₂溶液中得到沉淀。
① 若沉淀只有CuCO₃，则相应的离子方程式为                    。
② 若沉淀只有Cu(OH)₂，用相应的离子方程式表示其过程                 。
③ 若生成Cu(OH)₂和CuCO₃的混合物（即碱式盐）。则说明                。
（6）碱式碳酸铜组成可表示为：aCuCO₃•bCu(OH)₂•cH₂O，现通过下列方案测定其组成。步骤如下：
① 称量样品；② 高温分解；③ 测出CO₂的质量；④ 测出水蒸汽的质量；⑤ 称量CuO。
请对上述测定方案作出评价。                                           。

锆（Zr）是一种重要的稀有元素。
（1）由锆英石（ZrSiO₄）可制取ZrOC1₂-8H₂O
①用碳熔炼锆英石制碳化锆的化学方程式为：ZrSiO₄＋3CZrC＋SiO₂＋2CO↑，该反应中氧化剂与还原剂的质量比为         。
②用烧碱熔ZrC制取Na₂ZrO₃，完成该反应的化学方程式：
□ZrC+□NaOH+□       □Na₂ZrO₃+□CO₂+□H₂O
③碱熔料用盐酸浸出可得ZrOC1₂溶液。通过蒸发结晶从该溶液中获得ZrOC1₂-8H₂O，还需用浓盐酸控制酸度，原因是                   。
（2）ZrOC1₂-8H₂O具有多方面的用途。用ZrOC1₂-8H₂O和YC1₃制备Y₂O₃－－ZrO₂复合粉体的流程如下：

①共沉淀时，生成Zr(OH)₄的化学方程式为         。
②当共沉淀恰好完全时，溶液中c(Zr^4＋)=         。
（已知K_sp[Zr(OH)₄]=6.4×10^—49，K_sp[Y(OH)₃]=8.0×10^—23；溶液中离子浓度为1×10^－5mol•L^－1时，可认为沉淀完全）
③将制得的一种复合粉体溶于水后，测得其微粒的平均直径为30 nm，该分散系属于         。

(14分) 电池的发明和应用是化学家们对人类社会的重要贡献之一。
Ⅰ．每一次化学电池技术的突破，都带来了电子设备革命性的发展。最近，我国在甲醇燃料电池的相关技术上获得了新突破，原理如下图1所示。
(1)请写出从C口通入O₂发生的电极反应式      。
(2)以石墨做电极电解饱和食盐水，如下图2所示。电解开始后在      的周围（填“阴极”或“阳极”）先出现红色。假设电池的理论效率为80%（电池的理论效率是指电池产生的最大电能与电池反应所释放的全部能量之比），若消耗6.4g甲醇气体，外电路通过的电子个数为       (保留两位有效数字，N_A取6.02×10²³)。

Ⅱ.随着电池使用范围的日益扩大，废旧电池潜在的污染已引起社会各界的广泛关注。
(1)电池生产企业排放的工业废水中常含有Cu²⁺等重金属离子，直接排放会造成污染，目前在工业废水处理过程中，依据沉淀转化的原理，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去这些离子。已知室温下Ksp(FeS)＝6.3×10^－18mol²·L^－2，Ksp(CuS)＝1.3×10^－36mol²·L^－2。请用离子方程式说明上述除杂的原理      。
（2）工业上为了处理含有Cr₂O₇^2－的酸性工业废水，用绿矾（FeSO₄·7H₂O）把废水中的六价铬离子还原成三价铬离子，再加入过量的石灰水，使铬离子转变为Cr(OH)₃沉淀。
①氧化还原过程的离子方程式为      。
②常温下，Cr(OH)₃的溶度积Ksp＝1×10^－32 mol⁴·L^－4，溶液的pH至少为      ，才能使Cr³⁺沉淀完全。
③现用上述方法处理100m³含铬（＋6价）78mg•L^－1的废水，需用绿矾的质量为      kg。（写出主要计算过程）

已知：K_sp(AgCl)=1.8×10^—10，K_sp(AgI)=1.5×10^—16 ，K_sp(Ag₂CrO₄)=2.0×10^—12，Ag₂CrO₄为砖红色沉淀。
(1) AgCl、AgI、 Ag₂CrO₄三种饱和溶液中，Ag⁺浓度由大到小顺序是                     。现将等体积2.0×10^—4 mol·L^－1的AgNO₃溶液和一定浓度的Na₂CrO₄溶液混合，若要产生Ag₂CrO₄沉淀，则Na₂CrO₄溶液至少浓度为               mol·L^－1。
(2) 在室温下，向0.02mol·L^－1的Na₂CrO₄溶液中滴加0.01mol·L^－1稀硫酸，溶液由黄色转变为橙红色的Na₂Cr₂O₇，该平衡转化的离子方程式为                                。Na₂Cr₂O₇可用来鉴别NaCl和NaNO₂，鉴别时发生的离子方程式为                                。
(3) 工业酸性废水中含Cr₂O₇^2－离子会造成铬污染，排放前先将Cr₂O₇^2－还原成Cr³⁺，并转化成Cr(OH)₃除去，工业上采用的方法是向废水中加入NaCl，以铁为电极进行电解，同时鼓入空气。结果溶液的pH值不断升高，溶液由酸性转变为碱性。在以上处理过程中，写出其阳极电极反应式：           ，Cr₂O₇^2－转化为毒性较低的Cr³⁺的离子方程式为：                     。
(4) 用AgNO₃溶液滴定含Cl^－的溶液，可测定溶液中的c(Cl^－)。可滴入几滴             溶液为指示剂，滴定的终点现象为                                。

(12分)工业制硫酸时，利用接触氧化反应将SO₂转化为SO₃是一个关键的步骤。
(1)在接触室中2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)达到平衡状态的标志是______。

A．υ(O2)正=2υ(SO2)逆

B．容器中气体的总质量不随时间而变化

C．容器中气体的颜色不随时间而变化

D．容器中气体的压强不随时间而变化

(2)下列关于反应2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g) ΔH<0。下列图像中不正确的是______ (填字母序号）。

(3)某温度下SO₂(g)+ O₂(g) SO₃(g) ΔH=-98KJ/mol
①开始时在体积固定的密闭容器中加入4mol SO₂ (g)和1mol O₂ (g)，达到平衡时 共放出196 KJ的热量，该温度下SO₂的平衡转化率为______
②已知固态单质硫的燃烧热为296KJ/mol，则由S(s)生成2 molSO₃(g)的ΔH为____________
(4)检验SO₄^2-常用BaCl₂溶液。常温时，BaSO₄的K_sp=1.08×10^-10，现将等体积的BaCl₂溶液与2.0×10^－3mol/L的H₂SO₄溶液混合。若要生成BaSO₄沉淀，原BaCl₂溶液的最小浓度为____________

工业上以黄铜矿(主要成分是CuFeS₂，杂质不溶于水和酸)为原料，制备蓝色晶体G，其化学式为[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O，涉及流程如下：

已知25℃时，几种金属氢氧化物的溶度积常数和完全沉淀的pH范围如下表：

	Fe(OH)2	Cu(OH)2	Fe(OH)3
Ksp	8.0×10^-16	2.2×10^-22	4.0×10^-38
完全沉淀pH	≥9.6	≥6.4	≥3.2

 
(1)加快黄铜矿焙烧速率，可采用的措施有                  (写两种)：
(2)加入双氧水可能发生反应的离子方程式为                           ；
试剂X的化学式为                    。
(3)常温下，0.1 mol／L试剂Y的pH=11，则该温度下，试剂Y的电离常数为         ；
用pH试纸测该溶液pH值的方法是                             
(4)已知Cu(OH)₂+4NH₃·H₂O[Cu(NH₃)₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，写出该反应的平衡常数表达式：                   。
(5)在溶液N中加入乙醇的目的是                                              。

重铬酸盐广泛用作氧化剂、皮革制作等。以铬矿石（主要成分是Cr₂O₃，含FeO、Al₂O₃、 SiO₂等杂质)为原料制取重铬酸钠的流程如下：

请回答下列问题：
（1）写出Cr₂O₃在高温焙烧时反应的化学方程式______________________
（2）写出硫酸酸化使Na_-2CrO₄转化为Na₂Cr₂O₇的离子方程式 ______________。
（3）某工厂采用石墨电极电解Na₂CrO₄溶液，实 现了 Na₂CrO₄到   Na₂Cr₂O₇的转化，其原理如图所示。

①钠离子交换膜的一种材料是聚丙烯酸钠()，聚丙烯酸钠单体的结构简式是________；
②写出阳极的电极反应式__________
（4） Na₂Cr₂O₇可用于测定废水的化学耗氧量（即COD，指每升水样中还原性物质被氧化 所需要O₂的质量）。现有某水样100．00 mL，酸化后加入C1 mol/L的Na₂Cr₂O₇溶液 V1 mL，使水中的还原性物质完全被氧化（Cr₂O₇^2-还原为Cr³⁺）；再用C2mol/L的FeSO4溶液滴定剩 余的Cr₂O₇^2-，结果消耗FeSO₄溶液V2 mL。
①该水样的COD为______________mg/L；
②假设上述反应后所得溶液中Fe³⁺和Cr³⁺的物质的量浓度均为0．1 mol/L，要使Fe^{3 +}沉 淀完全而Cr³⁺还未开始沉淀．则需调节溶液pH的范围是 _______．
(可能用到的数据：K_SPFe(OH)₃=4．0×10^-38, K_SPCr(OH)₃=6．0×10^-31，

铜是一种与人类关系非常密切的有色金属。常温下，Cu²⁺在溶液中稳定，Cu⁺在酸性条件下易发生歧化反应：2Cu⁺=Cu²⁺+Cu；大多数+1价铜的化合物是难溶物，如：Cu₂0、Cul、CuCl、CuH 等。
（1）在CuCl₂溶液中逐滴加入过量KI溶液，可能发生的反应有：
2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓（白色）+I₂; 2Cu²⁺+4I^-+2Cl^-=CuCl↓（白色）+I₂
已知：常温下Ksp(CuCl)=1.20×10^-6(mol/L)²; Ksp(CuI)=5.06×10^-12(mol/L)²。由此推断上述反应生成主要沉淀物的化学式是______。
（2）向CuH中加入过量稀HC1，有气体生成，该反应的离子方程式为______。
（3）将冰铜（由Cu₂S和FeS熔合成含Cu 18%—20%的一种物质）加入熔剂，在髙温下吹入空气，冰铜中的Cu₂S被氧化为Cu₂O，生成的Cu₂O与Cu₂S反应生成粗铜。上述两个反应的化学方程式分别是______、______。
（4）常温下，向0.20 mol • L^-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液，生成浅蓝色氢氧化铜沉淀，当溶液的pH = 6时，c(Cu²⁺)=______mol.L^‑1。[已知：Ksp(CuI)=2.2×10^-20(mol/L)³]
（5）将0.80 gCuSO₄ • 5H₂O样品加热分解，其脱水过程中固体质量随温度的变化如下图所示。

请确定110°C时固体物质的化学式____________。（要求写出推断过程）

已知25℃时弱电解质电离平衡常数：
Ka（CH₃COOH）    l.8 xl0^－5,Ka（HSCN）    0.13
（1）将20mL，0.10mol/L CH₃COOH溶液和20mL，0.10mol/L的HSCN溶液分别与0.10mol/L的NaHCO₃溶液反应，实验测得产生CO₂气体体积（V）与时间t的关系如图。

反应开始时，两种溶液产生CO₂的速率明显不同的原因是                          ;
反应结束后所得溶液中c（SCN^－）____     c（CH₃COO^－）（填“>”，“=”或“<”）。
（2）2.0×l0^－3mol/L的氢氟酸水溶液中，调节溶液pH（忽略调节时体积变化），测得平衡体系中c（F^－），c（HF）与溶液pH的关系如下图。

则25℃时，HF电离平衡常数为：（列式求值）Ka（HF）=                         
（3）难溶物质CaF₂溶度积常数为：K_sp= 1.5×10^－10，将4．0×10^－3mol/L HF溶液与4．0×l0^－4 mol/L的CaCl₂溶液等体积混合，调节溶液pH =4（忽略调节时溶液体积变化），试分析混合后是否有沉淀生成？____      （填“有”或“没有”），筒述理由：        。

(12分)V、W、X、Y、Z是五种常见元素，其中V、W、X、Y四种短周期元素在周期表中的位置如下图所示：V、W的最简单气态氢化物M、N混合时有白烟生成，M能使湿润的pH试纸变蓝。Z是人体血红蛋白中存在的金属元素。请填写下列空白：

(1)W的原子结构示意图为                ；
(2)二氧化钛(TiO₂)与X的单质、Y的单质高温下反应生成两种
化合物，这两种化合物均由两种元素组成。其反应的化学方程
式为                                     ；
(3)含X元素的一种化合物A与Y的最高价氧化物C之间有如下的反应关系：

若E为白色沉淀，则E物质的化学式为            ；
(4)含同价态X、Z简单离子的溶液中滴加NaOH溶液，X、Z两元素先后沉淀，X(OH)_n完全沉淀的pH是4.7，Z(OH)_n完全沉淀的pH是2.8，则k_sp[X(OH)_n]             
(填“>”或 “<”) k_sp[Z(OH)_n]；
(5)联氨(N₂H₄)也叫做肼，是重要的火箭燃料。以次氯酸钠溶液氧化M，能获得肼的稀溶液。其反应的离子化学方程式为                   。同温同压下，将a L M气体和b LN气体通入水中，若所得溶液的pH=7，则a    b(填“>"或“<”或“=”)。

（1)水是生活中不可缺少的物质，A是短周期有色气态单质，B是短周期元素组成的固态有色化合物，A与B都可与水发生氧化还原反应，反应中水既不作氧化剂也不作还原剂。请写出A、B分别与水反应的化学方程式：_________________,______________
(2)NaAlO2的水溶液呈碱性，其呈碱性的原因是（用必要的文字和离子方程式表示）_____________
(3)NaNH2可由金属钠与液氨反应得到，遇水产生两种碱。写出NaNH2与水反应的化学方程式__________
(4) 已知常温下AgCl与AgI的溶度积分别是1.0×10^-10和1.5×10^-16。若向200 mL饱和AgCl溶液中加入等体积的KI溶液，为使饱和溶液中产生AgI沉淀，则所需加入的KI溶液的物质的量浓度最小是______________。