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”，在水中存在如下平衡
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      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是图14，由图可得，随着温度升高，   

① 在相同时间K⁺的浸出浓度大。
② 在相同时间K⁺的浸出浓度减小
③ 反应的速率加快，平衡时溶浸时间短。
④ 反应速率减慢，平衡时溶浸时间增长。
（5）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：

已知298K时， Ksp(CaCO₃)=2.80×10^—9， Ksp(CaSO₄)=4.90×10^—5 ，求此温度下该反应的平衡常数K                      。

Ⅰ下列物质属于强电解质的是                             （填序号）①BaCO₃②浓硫酸③Al(OH)₃④(NH₄)₂CO₃⑤CH₃COOH⑥C₆H₆⑦SO₃⑧CsOH⑨H₂S⑩Fe（OH）₃
Ⅱ（1）在粗制CuSO₄·5H₂O晶体中常含有杂质Fe²⁺。在提纯时为了除去Fe²⁺，常加入合适氧化剂，使Fe²⁺氧化为Fe³⁺，下列物质中最理想的是        
A. KMnO₄     　 B. H₂O₂  　　  C. Cl₂水 　　    D. HNO₃   
然后再加入适当物质调整至溶液pH=4，使Fe³⁺转化为Fe(OH)₃，可以达到除去Fe³⁺而不损失CuSO₄的目的，调整溶液pH可选用下列中的         
A. NaOH         B. NH₃·H₂O    C. CuO           D. Cu(OH)₂
（2）甲同学怀疑调整至溶液pH=4是否能达到除去Fe³⁺而不损失Cu²⁺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1×10^-5 mol·L^-1度积K_sp=8.0×10^-38,Cu(OH)₂的溶度积K_sp=3.0×10^-20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于时就认为沉淀完全，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         ，Fe³⁺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”）

(14分) (1) 2009年，长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术上获得新突破，原理如下图所示。
①请写出从C口通入O₂发生的电极反应式___________________。
②以石墨电极电解饱和食盐水，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)。

(2)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___________________________________________。
(3)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。（保留主要计算过程）

“问题胶囊”事件引发了各方关注和热议，国际食品包装协会秘书长董金狮教授说：“工业明胶中重金属铬的毒性远高于三聚氰胺”。铬是严重的致癌物质，绝不允许含铬废水随意排放。请回答下列问题： 

（1）三聚氰胺中N原子的杂化方式是         .
（2）酸性溶液中过氧化氢能使Cr₂0₇^2-生成蓝色的过氧化铬（CrO₅，分子结构为   ），该反应可用来检验Cr₂0₇^2-的存在。过氧化铬中铬元素的化合价为          , 请写出反应的离子方程式：                   。
（3）一种治理含Cr₂0₇^2-酸性工业废水的方法是向废水中加入适量的食盐，用铁作电极进行电解，Cr₂0₇^2-被还原为Cr³⁺，然后生成Cr(OH)₃沉淀除去，以达到排放标准。
①加适量食盐的目的是         ，与Cr(OH)₃沉淀同时生成的沉淀还可能有         。
②已知电解后溶液中c(Fe³⁺)为4.Ox10^-13mol.L^-1，则溶液中c(Cr³⁺)浓度为              。
(已知K_sP[Fe(OH)₃]=4.0×10^-38; K_sp[Cr(OH)₃]=6.0×10^-31)

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损害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。其中一种方法是还原沉淀法
该法的工艺流程为：CrO₄^2－Cr₂O₇^2－Cr³⁺Cr(OH)₃↓
其中第①步存在平衡：2CrO₄^2－(黄色)+2H^＋Cr₂O₇^2－(橙色)+H₂O
（1）若该平衡处在强酸性环境，则溶液显________色。
（2）能说明第①步反应达平衡状态的是              。
A. Cr₂O₇^2－和CrO₄^2－的浓度相同   B. 2v(Cr₂O₇^2－)=v(CrO₄^2－)  C.溶液的颜色不变
（3）第②步中，还原1 mol Cr₂O₇^2－离子，需要         mol的FeSO₄·7H₂O。
写出第②步中反应的离子方程式____________________________________。
（4）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K_sp=c(Cr³⁺)·c³(OH^―)=10^-32，要使c(Cr³⁺)降至10^-5mol/L，溶液的pH应调至             。

常温下，ZnS的溶度积常数K_sp=1.20×10^-23 ,H₂S的电离常数K₁=1.32×10^-7  K₂=7.10×10^-15   回答下列问题：
（1）K₁＞＞K₂的原因是                                                     
（2）0.1 mol/L H₂S溶液中氢离子的物质的量浓度是            （填字母）

A．等于0.1mol/L	B．等于0.2mol/L
C．小于0.1mol/L	D．在0.1~0.2mol/L之间

（3）0.1mol/LNa₂S 溶液能使pH试纸变蓝，表明该现象的离子方程式是
                                            
（4）已知0.1mol/LNaHS溶液的pH约为9，则0.1mol/LNaHS溶液中各离子浓度由大到小的顺序是                  。该溶液中的质子守恒关系式为
                                        。
（5）向0.01mol/L的ZnCl₂溶液中通入H₂S(g)至饱和（c(H₂S)按0.1mol/L计），为保证不产生ZnS沉淀，应控制c(H⁺)不低于           mol/L(已知7.81^1/2 =2.8)

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。方法之一是还原沉淀法，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．Cr₂O₇^2—和CrO₄^2—的浓度相同      b．溶液的颜色不变
（3）第②步中，还原1mol Cr₂O₇^2—离子，需要________mol的FeSO₄·7H₂O。
（4）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         。

某自来水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺、、HCO₃^2－、SO₄^2－、Cl^—，长期烧煮上述自来水会在锅炉内形成水垢。锅炉水垢不仅耗费燃料，而且有烧坏锅炉的危险，因此要定期清除锅炉水垢。已知部分物质20℃时的溶解度数据为：

(1)请用化学方程式表示锅炉中的水垢含有Mg(OH)₂的原因：_________________________                                             。
(2)锅炉中的水垢所含有的CaSO₄不能直接用酸除去，需要加入试剂X，使其转化为易溶于盐酸的物质Y而除去。试剂X是_____________ (填序号)。

A．食醋

B．氯化钡

C．碳酸钠

D．碳酸氢钠

(3)水中的Ca²⁺、Mg²⁺可以用一定浓度的M溶液进行测定，M与Ca²⁺、Mg²⁺都以等物质的量进行反应。现取含Ca²⁺浓度为0.40g/L的自来水样10mL，至锥形瓶中进行滴定，达到终点时，用去了浓度为0.01mol/L的M溶液20.00 mL，则该自来水样中Mg²⁺的物质的量浓度是______________________________。

孔雀石主要含Cu₂（OH）₂CO₃，还含少量铁的化合物和硅的化合物。以孔雀石为原料可制备CuCl₂·3H₂O及纯碱，流程如下图。

且知：溶液A只含Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺三种金属离子，且三种离子沉淀的pH如表所示。回答下列问题：
（1）图中“试剂1”为         。
（2）加入CuO作用是调节溶液pH，则pH的范围为         。

（3）气体E、F与饱和食盐水作用生成H和G时，E和F应按一定先后顺序通人饱和食盐水中。其中，应先通入气体是      （填代号及对应物质的化学式）
（4）由溶液C获得CuCl₂·3H₂O，需要经过     、       、过滤等操作。
（5）已知：常温下Cu（OH）₂的Ksp=2×10^-20。计算Cu²⁺+2H₂OCu(OH)₂+2H⁺反应平衡常数              。

以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度：

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

      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杂质离子．例如：
①为了除去氯化铵中的杂质Fe3＋，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Fe3＋，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Fe2＋，先将混合物溶于水，加入一定量的H2O2，将Fe2＋氧化成Fe3＋，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，Fe3＋、Fe2＋都被转化为____________（填化学式）而除去．
（2）①中加入的试剂应该选择________为宜，其原因是__________________．
（3）②中除去Fe3＋所发生的总反应的离子方程式为_____________________．
（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Fe2＋氧化为Fe3＋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可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D．Cu2＋可以大量存在于pH＝4的溶液中
E．在pH＞4的溶液中Fe3＋一定不能大量存在

欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将Cr₂O^2-₇转化为Cr（OH）₃沉淀除去。已知：

（1）某含铬废水处理的主要流程如图所示：

①沉池中加入的混凝剂是K₂SO₄·Al₂（SO₄）₃·24H₂O，用离子方程式表示其反应原理
                     。
②反应池中发生主要反应的离子方程式是Cr₂O^2—₇+3HSO^—₃+5H⁺===2Cr³⁺+3SO^2—₄+H₂O。根据“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，此过程中发生主要反应的离子方程式是            、         。证明Cr³⁺沉淀完全的方法是              。
（2）工业亦可用电解法来处理含Cr₂O^2-₇废水。实验室利用如图模拟处理含Cr₂O^2-₇的废水，阳极反应式是Fe—2e^—===Fe²⁺，阴极反应式是2H⁺+2e^—=H₂↑。Fe²⁺与酸性溶液中的Cr₂O^2—₇反应生成Cr³⁺和Fe³⁺，得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从水的电离平衡角度解释其原因是：                      。
用电解法处理该溶液中0.01molCr₂O^2-₇时，至少得到沉淀的质量是        g。

（1）在粗制CuSO₄·5H₂O晶体中常含有杂质Fe²⁺。在提纯时为了除去Fe²⁺，常加入合适氧化剂，使Fe²⁺氧化为Fe³⁺，下列物质可采用的是________
A. KMnO₄     　 B. H₂O₂  　　  C. Cl₂水 　　    D. HNO₃   
然后再加入适当物质调整至溶液pH=4，使Fe³⁺转化为Fe(OH)₃，可以达到除去Fe³⁺而不损失CuSO₄的目的，调整溶液pH不可选用下列中的________
A. NaOH         B. NH₃·H₂O     C. CuO           D. Cu(OH)₂
（2）甲同学怀疑调整至溶液pH=4是否能达到除去Fe³⁺而不损失Cu²⁺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，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10^-5 mol·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________，Fe³⁺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”）

I、通过火法冶金炼出的铜是粗铜，含杂质金、银、铁、锌等金属和少量矿物杂质（与酸不反应）。制作电器及其他仪器产品时必须要求是纯铜，为此以硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法实现了粗铜的提纯。
表：几种物质形成沉淀时的pH

物质	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Zn(OH)2	Cu(OH)2
开始沉淀时的pH	7.6	2.7	5.7	4.7
完全沉淀时的pH	9.7	3.7	8.5	7.3

  （1）在精炼铜时，阴极电极反应方程式为             ；金、银以单质的形式沉积在电解槽                （填“阳极”或“阴极”）的槽底。
（2）在精炼铜的过程中，Cu²⁺浓度逐渐降低，c(Fe²⁺)、c(Zn²⁺)会逐渐增大，所以需定时除去其中的Fe²⁺、Zn²⁺。甲同学设计了如下除杂流程：

20090520

①试剂a最好选用           （填写序号），加入试剂a的目的是          。

        a、氯水     b、高锰酸钾溶液      c、硝酸    d、双氧水
②操作①是             ，根据上表数据分析，除杂方案中能够除去的杂质金属阳离子是            （填化学式）。
II、重金属离子对河流海洋等会造成严重的污染。某化工厂产生的废水（pH=2.0，密度为1g·mL^-1）中含有Ag⁺、Pb²⁺等重金属离子，其浓度约为0.01mol·L^-1，排放前拟用沉淀法回收这两种金属，查找有关数据如下：

难溶电解质	AgI	AgOH	Ag2S	PbI2	Pb(OH)2	PbS
Ksp	8.3×10^-17	5.6×10^-8	6.3×10^-50	7.1×10^-9	1.2×10^-15	3.4×10^-28

  （1）你认为往废水中投入            （填字母序号）沉淀的效果最好
a、NaOH    b、Na₂S    c、KI    d、Ca（OH）₂
（2）如果用生石灰处理上述废水，使溶液的pH=8.0，处理后的废水中c(Pb²⁺)=           

（1）在粗制CuSO₄·5H₂O晶体中常含有杂质Fe²⁺。在提纯时为了除去Fe²⁺，常加入合适氧化剂，使Fe²⁺氧化为Fe³⁺，下列物质可采用的是________。
A. KMnO₄     　 B. H₂O₂  　　  C. Cl₂水 　　    D. HNO₃   
然后再加入适当物质调整至溶液pH=4，使Fe³⁺转化为Fe(OH)₃，可以达到除去Fe³⁺而不损失CuSO₄的目的，调整溶液pH可选用下列中的________。
A. NaOH         B. NH₃·H₂O     C. CuO           D. Cu(OH)₂
（2）甲同学怀疑调整至溶液pH=4是否能达到除去Fe³⁺而不损失Cu²⁺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，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10^-5 mol·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________，Fe³⁺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”）。

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1：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）该反应体系的平衡常数表达式为：                            
（2）若平衡体系的pH=2，则溶液显           色.
（3）能说明第①步反应达平衡状态的是            。
a．溶液的颜色不变                  b．2v (Cr₂O₇^2—) ="v" (CrO₄^2—)
c． Cr₂O₇^2—和CrO₄^2—的浓度相同
（4）完成第②步反应的离子方程式：
__Cr₂O₇^2—+ __Fe²⁺ +_____="__" Cr³⁺ +  __Fe³⁺ +__ H₂O
（5）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。
(6)写出电解过程中的电极反应式:
阳极:                     。阴极:                        。
(7)溶液中同时生成的沉淀还有                    。