高中化学探究沉淀溶解填空题

(18分)氮、硫、氯及其化合物是中学化学重要的组成部分。
（1）氨气燃料电池使用的电解质溶液是KOH溶液，电池反应为：。该电池负极的电极反应式为__________；用该电池进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，以CuSO₄溶液为电解质溶液，下列说法正确的是____________.
a．电能全部转化为化学能    
b．的物质的量浓度不变(不考虑溶液体积变化)
c．溶液中Cu²⁺向阳极移动 
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
e．若阳极质量减少64g，则转移电子数为2N_A个
（2）①将SO₂通入到BaCl₂溶液中，出现了异常现象，看到了明显的白色沉淀，为探究该白色沉淀的成分，他设计了如下实验流程：所得悬浊液白色沉淀观察现象并判断。则试剂A的化学式为_________。实验表明，加入试剂A后，白色沉淀未见溶解，产生该白色沉淀的离子方程式是___________。
②利用如图所示电化学装置吸收工业尾气中SO₂，阴极上生成Cu。写出装置中阳极的电极反应式__________。

（3）已知。某同学设想用下列流程得到BaCl₂，

则①的离子方程式为_________，该反应的平衡常数K=__________；
（4）自来水厂用ClO₂处理后的水中，要求ClO₂的浓度在0.1～0.8mg·L^-1之间。碘量法可以检测水中ClO₂的浓度，步骤如下：
I．取一定体积的水样，加入一定量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液，溶液变蓝。
Ⅱ．加入一定量的Na₂S₂O₃溶液，发生反应
Ⅲ．加硫酸调节水样pH至1～3。
操作时，不同pH环境中粒子种类如图所示：

请回答：
①确定操作Ⅱ完全反应的现象是___________。
②在操作Ⅲ过程中，溶液又呈蓝色，反应的离子方程式是__________。

(15分)电子垃圾含70%Cu、25%Al、4%Fe以及少量Pt、Au)实验室现欲回收处理制备硫酸铜和硫酸铝晶体，合成路线如下

查阅资料获取下列信息Cu可与H₂SO₄、H₂O₂反应生成CuSO₄;铁铝铜等离子沉淀为氢氧化物的PH值如表所示

请回答下列问题
（1）写出Cu与稀H₂SO₄、H₂O₂反应的离子方程式                              ；
（2）操作Ⅱ中X的取值范围                              ；
（3）操作Ⅲ中蒸发浓缩所需的玻璃仪器                             ;
（4）操作中的滤渣生成Al₂(SO₄)₃·18H₂O的化学方程式                       ；
（5）为测定CuSO₄ ·5H₂O晶体的纯度，取ag试样配成100ml溶液，取25．00ml，消除干扰离子后，用 b mol．L^-1EDTA(Na₂H₂Y)标准溶液滴定Cu²⁺(离子方程式为Cu²⁺+H₂Y^2-=CuY^2-+2H⁺)滴定至终点平均消耗EDTA12．00ml，则CuSO₄·5H₂O的纯度为                           。

(15分)铝热反应是铝的一个重要性质，该性质用途十分广泛，不仅被用于焊接钢轨，而且还常被用于冶炼高熔点的金属如钒、铬、锰等。

（1）某校化学兴趣小组同学，取磁性氧化铁按教材中的实验装置（如图甲）进行铝热反应，现象很壮观。取反应后的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，发现溶液变血红色。出现这种现象的原因，除了可能混有没反应完的磁性氧化铁外，还有一个原因是           。
（2）若证明上述所得“铁块”中含有金属铝，可选择           （填试剂名称），所发生反应的离子方程式为         。
（3）为克服图甲的缺陷改用图乙装置进行铝热反应。取反应后的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，溶液没有出现血红色。为测定该实验所得 “铁块”的成分，实验流程如图所示。

几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。

	Fe^2+	Fe^3+	Al^3+	Mg^2+
开始沉淀时的pH	7.5	2.8	4.2	9.6
沉淀完全时的pH	9.0	4.0	5	11

①试剂A应选择        ，试剂B应选择       。（填序号）
A．稀盐酸 
B．氧化铁 
C．H₂O₂溶液 
D．氨水 
E．MgCO₃固体
②已知常温下Fe(OH)₃的Ksp＝1.1×10^－36，则反应Ⅲ后溶液中c(Fe³⁺)＝      mol·L^－1。
③灼烧完全的标志是        。
④若最终红色粉未M的质量为12.0 g，则该“铁块”的纯度是           。如果对所得过滤固体直接洗涤、烘干、称量，计算“铁块”的纯度，则计算结果会         （填“偏大”“偏小”或“无影响”），原因是        。

(15分)制烧碱所用盐水需两次精制。第一次精制主要是用沉淀法除去粗盐水中Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等离子，过程如下：
I．向粗盐水中加入过量BaCl₂溶液，过滤；
II．向所得滤液中加入过量Na₂C0₃溶液，过滤；
III．滤液用盐酸调节pH，获得一次精制盐水。
（1）过程I、II生成的部分沉淀及其溶解度(20°C／g)如下表：

CaS04	Mg2(OH) 2C03	CaC03	BaS04	BaC03
2.6x 1 0^-2	2.5×10^-4	7.8x 10^-4	2.4x 10^-4	1.7 x 1 0^-3

①检测Fe³⁺是否除尽的方法是__________________________________________________________。
②过程I选用BaCl₂而不选用CaCl₂，运用表中数据解释原因______________________________。
③除去Mg²⁺的离子方程式是____________________________________________。
④检测Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺是否除尽时，只需检测__________________________(填离子符号)。
（2）第二次精制要除去微量的Iˉ、IO₃ˉ、、Ca²⁺、Mg²⁺，流程示意如下：

①过程IV除去的离子是____________________________________。
②盐水b中含有SO₄^2-。Na₂S₂0₃将IO₃ˉ还原为I₂的离子方程式是 ______________________。
③过程VI中，在电解槽的阴极区生成NaOH，结合化学平衡原理解释：_______________________.

目前机动车使用的电池品种不少，其中铅蓄电池的使用量最大。

I．铅蓄电池的电极材料分别是Pb和PbO₂，电解质溶液为稀硫酸。铅蓄电池充放电的总反应方程式为：
PbO₂+Pb+2H₂SO₄ 2PbSO₄+2H₂O，
请根据上述情况判断：
（1）电池的负极材料是         。
（2）充电时，铅蓄电池阳极的电极反应式为                                。
Ⅱ．铅蓄电池使用量的急速增加引起铅污染日益严重，工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的一种工艺流程如下：

请回答下列问题：
（3）为提高步骤①的化学反应速率，你认为可采取的措施是           （写一条即可）。
（4）写出步骤①中PbSO₄转化为PbCO₃反应的平衡常数表达式：K =             。
（5）步骤①中发生氧化还原反应的化学方程式为                              。
（6）步骤③从母液可获得的副产品为                              （写化学式）。
（7）已知：PbCO₃在一定条件下可制得PbO，PbO通过进一步反应可制得Pb，写出一个由PbO生成Pb的化学方程式：                                      。

短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示。

其中Z的单质是一种重要半导体材料，广泛应用于电子工业的各个领域。
（1）W在元素周期表中的位置是          。
（2）Z的原子结构示意图为                   。
（3）下列选项中，能证明元素非金属性X强于W的是       。

A．原子序数：X>W

B．最低化合价：X>W

C．最简单氢化物的稳定性：X>W

D．最高价氧化物的水化物酸性：X>W

（4）元素周期表中与Z同周期的某金属元素形成的单质A，可发生如下图所示的转化：

其中化合物D是一种白色沉淀，则B中溶质的化学式为             ；
C转化生成D的离子方程式为                                    。
（5）表中Y的最高价氧化物对应水化物的化学式为Y(OH)_n ，在T℃时，其饱和溶液能使酚酞试液变红，原因是其溶液中的c(OH^—) =             mol·L^—1 （填计算数值，已知：T℃，Ksp[Y(OH) _n]=4.0×l0^-12）。

（1）25℃时，一定浓度的K₂Cr₂O₇溶液中存在下列平衡：Cr₂O₇^2－（橙红色）＋H₂O 2CrO₄^2-（黄色）＋2H^＋K=8.3×10^-15，则该反应的平衡常数表达式为             
K=             
取少量上述溶液两等份，分别滴加浓硫酸和浓烧碱溶液，出现的现象依次是                ，
（2）已知在T=298K时，反应：2H₂O₂(l)=2H₂O(l)＋O₂(g) △H =" –196.5" kJ/mol
则该正向反应的△S    0，
令△G=△H-T△S ，判断该正向反应的△G     0 ，     自发进行（填“能”或“不能”）
研究表明：过氧化氢酶对上述反应的催化效果最佳，这是由于它能极大地降低该反应的             。
（3）向K₂Cr₂O₇酸性溶液中加入H₂O₂，能生成深蓝色的过氧化铬CrO(O₂)₂反应如下：Cr₂O₇^2－＋4H₂O₂＋2H^＋=2CrO(O₂)₂＋5H₂O
类比于Na₂O₂,判断：该反应         （填“属于”或“不属于”）氧化还原反应，过氧化铬中铬元素的化合价为

元素铬及其化合物工业用途广泛，但含+6价铬的污水会损害环境。电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的，处理该废水常用直接沉淀法或还原沉淀法。
I．直接沉淀法
（1）已知含铬废水中存在着平衡：。在实际工业生产中，加入沉淀剂BaCl₂溶液之前还要加入一定量的NaOH，这样有利于沉淀的生成，则生成沉淀的化学式为             。
Ⅱ，还原沉淀法

（2）下列溶液中可以代替上述流程中溶液的是      （填选项序号）。

A．FeSO4溶液	B．浓H2SO4溶液
C．酸性KMnO4溶液	D．Na2SO3溶液

（3）上述流程中，每消耗0.1molNa₂S₂O₃转移0.8mole^-，则加入Na₂S₂O₃溶液时发送反应的离子方程式为                                               。
（4）Cr(OH)₃的化学性质与Al(OH)₃相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高，原因可用离子方程式表示：                                   。
（5）实际工业生产中有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr³⁺的含量，其原理是Mⁿ⁺+nNaR=nNa⁺+MR_n，其中NaR为阳离子交换树脂，Mn+为要测定的离子。
①阳离子交换树脂的原材料质疑是聚苯乙烯，其单体为苯乙烯（），聚苯乙烯的化学式为          。
②某次测定过程中，将pH=5的废水经过阳离子交换树脂后，测的溶液中Na+比交换前增加了4.6×10^-2g/L，则该条件下Cr(OH)₃的K_sp的值为          。

(12分)生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为CO、CO₂、H₂等)与H₂混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。
（1）上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式______________。
（2）根据等电子原理，写出CO分子的结构式________。
（3）CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10^—9 。CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，若Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^—4mo1/L，现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为______mo1/ L。
（4）甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛与新制Cu(OH)₂的碱性溶液反应生成Cu₂O沉淀。
①甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是________；甲醛分子的空间构型是_____，中心碳原子的轨道杂化类型为_____。1 mol甲醛分子中σ键的数目为________。
②甲醇可制作燃料电池，以KOH溶液作电解质，向两极分别充入甲醇和空气，工作过程中，负极反应方程式为：___________________。
③已知在常温常压下：
CH₃OH(l)+O₂(g)= CO(g)+2H₂O(g)   △H=" -359.8" kJ·mol^－1
2CO(g)＋O₂(g)=2CO₂(g)       △H=" -556.0" kJ·mol^－1
H₂O(g)=H₂O(l)                △H=" -44.0" kJ·mol^－1
写出体现甲醇燃烧热的热化学方程式                          。

钠及其化合物具有广泛的用途。
（1）常温下，浓度均为0．1mol·L^-1的下列五种钠盐溶液的pH如下表；

溶质	CH3COONa	NaHCO3	Na2CO3	NaClO	NaCN
pH	8．8	9．7	11．6	10．3	11．1

上述盐溶液中的阴离子，结合H⁺能力最强的是_______   _，根据表中数据，浓度均为0．01mol·L^—1的下列四种酸的溶液分别稀释100倍，pH变化最大的是________（填编号）。
A．HCN           B．HClO          C．CH₃COOH            D．H₂CO₃
（2）有①100ml 0．1 mol/L NaHCO₃  ②100ml 0．1 mol/L Na₂CO₃两种溶液，溶液中水电离出的H⁺个数：
①       ②(填“>”、“＝”或“<”，下同)。溶液中阴离子的物质的量浓度之和：①       ②
（3）NaHCO₃是一种    （填“强”或“弱”）电解质；写出HCO₃^―水解的离子方程式：              ，常温下，0．1 mol·L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，则溶液中Na^＋、HCO₃^―、H₂CO₃、CO₃^2―、OH^―五种微粒的浓度由大到小的顺序为：                          。
（4）实验室中常用NaOH来进行洗气和提纯。
①当150ml 1mol/L的NaOH溶液吸收标准状况下2．24LCO₂时，所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为
②几种离子开始沉淀时的PH如下表：

离子	Fe^2+	Cu^2+	Mg^2+
pH	7．6	5．2	10．4

当向含相同浓度Cu²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺离子的溶液中滴加NaOH溶液时，       （填离子符号）先沉淀，
Ksp[Fe(OH)₂]      Ksp[Mg(OH)₂] (填“>”、“＝”或“<”)，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     。（K_spCu(OH)₂＝2×10^－20mol²·L^－2）

(15分)铜及其化合物与生产、生活关系密切。
（1）用新制Cu(OH)₂与葡萄糖反应制备Cu₂O，该反应中葡萄糖是        (填“氧化剂”或“还原剂”)
（2）用H₂O₂稀硫酸共同浸泡废印刷电路板可制备CuSO₄若将该反应设计成原电池，
正极的电极反应式为        
（3）用NH₄NO₃氧化海绵铜(含Cu和CuO)生产CuCl的部分流程如下:

①步骤I中，反应温度不宜过高的原因是            。
②步骤I中，0．5 mol NH₄NO₃参加反应有4mol电子转移，铜参与反应的离子方程式为             。
③步骤II中，物质X可选用的物质是            。(填序号)。
a．Cu        b．C1₂        c．H₂O₂          d．(NH₄)₂SO₃
④步骤II中物质X需要过量的原因，其一是加快反应速率，其二是            _。
⑤步骤II中当NH₄ Cl加到一定的量时，生成CuCl 会部分溶解生成CuCl₂^-在一定温度下建立两个平衡:
Cu Cl(s) Cu⁺(a q) + Cl^-(a q)   Ksp=1．4x10^-6
Cu Cl(s) + Cl^一(a q)CuCl₂(a q)  K=0．35
分析[Cu⁺]、[CuCl₂^-]和Ksp,K的数学关系，在图中画出「Cu⁺]、[CuCl₂]^-的关系曲线(要求至少标出坐标点)

(15分)铝及其化合物用途广泛
（1）铝元素的离子结构示意图为      
（2）下列实验能说明Al的金属性(原子失电子能力)小于Na的是       (填序号)。
a．分别将Na和Al同时放人冷水中
b．测定等物质的量的Na和A1与酸反应生成H₂的体积
c．向Al(OH)₃悬浊液中加人足量NaOH溶液
d．用pH计测量NaCl溶液与AlC1₃溶液的pH
（3）工业上，用冰晶石作助熔剂、石墨作电极电解熔融氧化铝制铝，每生产1吨Al，阳极大约会损失0．6吨的石墨，则石墨被氧化为          (填化学式)。
（4）碳在高温下与Al₂O₃反应生成Al₄C₃固体和CO₂该反应每转移1 mol电子，吸热a kJ,该反应的热化学方程式为____
（5）室温下，往0．2 mol·L^-1 Al₂ ( SO₄)₃溶液中逐滴加人1．0 mol·L^-1 NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线如图所示

①a点溶液呈酸性的原因是(用离子方程式表示)_______
②c→d时，A1元素的主要存在形式是        (填化学式)
③根据图中数据计算,A1(OH)₃的K_SP ≈           。

钠及其化合物具有广泛的用途。
（1）用Na₂CO₃熔融盐作电解质，CO、O₂为原料组成的新型电池的研究取得了重大突破。该电池示意图如图：

负极电极反应式为                               ，为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环。
（2）常温下，浓度均为0.1mol·L^-1的下列五种钠盐溶液的pH如下表；

溶质	CH3COONa	NaHCO3	Na2CO3	NaClO	NaCN
pH	8.8	9.7	11.6	10.3	11.1

上述盐溶液中的阴离子，结合H⁺能力最强的是_________（填离子符号），根据表中数据，浓度均为0.01mol·L^-1的下列四种酸的溶液分别稀释100倍，pH变化最大的是________（填编号）。
A．HCN         B．HClO          C．CH₃COOH            D．H₂CO₃
（3）实验室中常用NaOH来进行洗气和提纯。
当300mL 1mol·L^-1的NaOH溶液吸收标准状况下4.48LCO₂时，所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______________________________________。几种离子开始沉淀时的pH如下表：

离子	Fe^2+	Cu^2+	Mg^2+
pH	7.6	5.2	10.4

当向含相同浓度Cu²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺离子的溶液中滴加NaOH溶液时，_______（填离子符号）先沉淀，
K_sp[Fe(OH)₂]         K_sp[Mg(OH)₂]（填“＞”、“＝”或“＜”）。

(12分)有机反应中常用镍作催化剂，某化工厂收集的镍催化剂中含Ni 64.0%，Al 24.3%、Fe 1.4%，其余为SiO₂和有机物。这些含镍废催化剂经乙醇洗涤后可按下列工艺流程回收镍：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Ni(OH)2
pH	5.2	3.2	9.7	9.2

请回答下列问题：
（1）滤液A中存在的阴离子主要是______。
（2）硫酸浸取滤渣a后，所得滤液B中可能含有的金属离子是__________。
（3）滤液B中加入H₂O₂的目的是_______________。操作X的名称是          。
（4）含镍金属氢化物MH-Ni燃料电池是一种绿色环保电池，广泛应用于电动汽车。其中M代表储氢合金，MH代表金属氢化物，电解质溶液可以是KOH水溶液。它的充、放电反应为：xNi(OH)₂＋MMH_x＋xNiOOH
电池充电过程中阳极的电极反应式为            ，放电时负极的电极反应式为            。

（1）室温下，pH=13的NaOH溶液中，水电离出的c(H⁺)=a；pH=10的CH₃COONa溶液中，水电离出的c(H⁺)=b，则a∶b=                     。
（2）中和相同体积、相同pH值的Ba(OH)₂、NaOH和NH₃·H₂O三种稀溶液，所用相同物质的量浓度的盐酸的体积分别为V₁、V₂、V₃，则三者关系为 ：             。
（3）已知(NH₄)₂A溶液是中性，又知将H₂A溶液加入到Na₂CO₃溶液中有气体放出，试推断(NH₄)₂CO₃溶液的
pH       7（选填“＞”、“＜”或“＝”）；
（4）氯化铁溶液中加入碳酸钙粉末，发现碳酸钙逐渐溶解，同时还产生的现象有：              ；用离子方程式表示产生上述现象的原因                               。在饱和氯化铁溶液中加入一种单质，也会产生类似上述现象，这种单质是      （填字母）

A．碳

B．硫

C．镁

D．铜

（5）在含有Cl^—、Br^—、I^—的溶液中，已知其浓度均为0.1mo1/L，已知AgCl、AgBr、AgI的溶度积分别为1.6×10^—10、4.1×10^—15、1. 5×10^—16，若向混合溶液中逐滴加入AgNO₃溶液，试回答：
①当AgBr沉淀开始析出时，溶液中Ag⁺浓度是              。
②当AgCl沉淀开始析出时，溶液中的I^—的浓度为：                 。