高中化学探究沉淀溶解填空题

请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
（1）我国储氢纳米碳管研究已取得重大进展。用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应的化学方程式为：
___C + ___K₂Cr₂O₇ + _______=" ___" CO₂↑ + ___K₂SO₄ + ___Cr₂(SO₄)₃ +___H₂O
请完成并配平上述化学方程式。
（2）工业上一般以CO和H₂为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO(g)+ 2H₂(g)  CH₃OH(g)  △H₁＝－116 kJ·mol^-1
①下列措施中有利于增大该反应的反应速率的是____________。

A．使用高效催化剂	B．降低反应温度
C．增大体系压强	D．不断将CH3OH从反应混合物中分离出来

②在恒容容器中合成甲醇，当温度分别为230℃、250℃和270℃时，CO的转化率与n(H₂)/n(CO)的起始组成比的关系如右图所示。已知容器体积1L，起始时CO的物质的量均为1mol。据此判断在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是__________；利用图中a点对应的数据，计算该反应在对应温度下的平衡常数K =_______________________。

③已知： △H₂＝－283 kJ·mol^-1
 △H₃＝－242 kJ·mol^-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO ₂和水蒸气的热化学方程式为_________。
（3）CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其溶度积常数K_sp=c(Ca²⁺)·c(CO₃^2—)=2.8×10⁻⁹。CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为5.6×10 ^-5 mol/L ，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为________________________。

已知化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡均符合勒夏特列原理。请回答下列问题：
（1）常温下，浓度均为0.1 mol·L^－1的下列六种溶液的pH如下表：

溶质	CH3COONa	NaHCO3	Na2CO3	NaClO	NaCN	C6H5ONa
pH	8.8	9.7	11.6	10.3	11.1	11.3

①上述盐溶液中的阴离子，结合质子能力最强的是______________
②根据表中数据判断，浓度均为0.01 mol·L^－1的下列五种物质的溶液中，酸性最强的是____________；（填编号，下同）将各溶液分别稀释100倍，pH变化最小的是__________
A  HCN    B  HClO    C  C₆H₅OH    D  CH₃COOH    E  H₂CO₃
③据上表数据，请你判断下列反应不能成立的是           （填编号）。
A．CH₃COOH＋Na₂CO₃＝NaHCO₃＋CH₃COONa
B．CH₃COOH＋NaCN＝CH₃COONa＋HCN
C．CO₂＋H₂O＋2NaClO＝Na₂CO₃＋2HClO
D．CO₂＋H₂O＋2C₆H₅ONa＝Na₂CO₃＋2C₆H₅OH
④要增大氯水中HClO的浓度，可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液，反应的离子方程式为
（2）CaCO₃是一种难溶物质，其K_Sp=2.8×l0^-9。现将浓度为2×l0^-4 mol/L Na₂CO₃溶液与CaCl₂溶液等体积混合，则生成CaCO₃沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为___________mol/L。

我国是世界上发现和使用铜及铜器最早的国家之一，直到现在铜及其化合物在工农业生产中仍然有着广泛的应用。
（1）工业上可以用黄铜矿（主要成分CuFeS₂）为原料冶炼铜。主要反应如下:
① 2CuFeS₂+4O₂=Cu₂S+3SO₂+2FeO      ② 2Cu₂S + 3O₂=2SO₂+2Cu₂O③ Cu₂S+ 2Cu₂O="6Cu+" SO₂
在③中被氧化与被还原元素原子的物质的量之比为             ；若由3mol CuFeS₂生成3molCu，理论上消耗O₂的物质的量为              。
（2）常温下Cu₂O能溶于稀硫酸，得到蓝色溶液和红色固体，可以利用该性质检验工业上冶炼铜得到的粗铜中是否含有Cu₂O，写出此反应的离子方程式                                                        。
（3）刻蚀印刷电路的废液中含有大量的CuCl₂、FeCl₂、FeCl₃，任意排放将导致环境污染和资源的浪费，  为了使FeCl₃循环利用和回收CuCl₂，现设计如下生产过程：

①试剂Y的名称           ；物质X最好是          （填化学式）。
②若常温下1L废液中含CuCl₂、FeCl₂、FeCl₃的物质的量浓度均为0.5mol·， 则加入Cl₂气和物质X使溶液的pH在                 范围时（设溶液体积保持不变），铁元素完全转化为Fe(OH)₃，而CuCl₂不产生沉淀。( K_SP [Fe(OH)₃]=1.0×10^—38、  K_SP[Cu(OH)₂]=2.0×10^—20  、  lg5=0.7)

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：                                      。

（本题共8分，（1）～（3）问1分/空，（4）问4分） 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离子。例如：
①为了除去氯化铵中的杂质Fe^3＋，先将混合物溶于水，加入一定量的试剂反应，过滤结晶
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe^3＋，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
③ 为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe^2＋，先将混合物溶于水，加入一定量的H₂O₂，将Fe^2＋氧化成Fe^3＋，调节溶液的pH＝4，过滤结晶
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，Fe^2＋、Fe^3＋都被转化为       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Fe^3＋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__________________（填字母每填对一个给1分但每错一个在本问内倒扣1分）。
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Fe^2＋氧化为Fe^3＋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Fe^3＋一定不能大量存在

I：工业制硫酸时，利用接触氧化反应将SO ₂转化为SO ₃是一个关键步骤 。
（1）某温度下，2SO ₂（g）+O ₂（g）2SO ₃（g） △H="-197" kJ／mol。开始时在10 L的密闭容器中加入8．0 mol SO ₂（g）和20．0 mol O ₂（g），当反应达到平衡时共放出394kJ的热量，该温度下的平衡常数K=        （保留两位有效数字），若升高温度时，K将     （填“增大、减小或不变”）。
（2）若体积不变的条件下，下列措施中有利于提高SO₂的转化率条件是______（填字母）。
A．通入氧气 B．移出氧气 C．增大压强 D．减小压强 E．加入催化剂
（3）在硫酸工业生产过程中，有反应2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）(正反应为放热反应)，根据下表提供的不同条件下SO₂的转化率（%）的数据，试选择该反应的适宜条件（以V₂O₅作催化剂）温度____________；压强____________。

（4）能判断该反应达到平衡状态的依据是___________。
A. 容器的压强不变
B. 混合气体的密度不变
C. 混合气体中SO ₃的浓度不变
D. C（SO ₂）=C（SO ₃）
E. v 正（SO ₂）="v" 正（SO ₃）
F. v 正（SO ₃）="2v" 逆（O ₂）
II：研究化学反应原理对于生产生活是很有意义的。
（1）在0.10mol·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（Cu²⁺）=________________mol·L^-1（Ksp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）。
（2）若在0.1mol·L^-1硫酸铜溶液中通入H₂S气体，使Cu²⁺完全沉淀为CuS，此时溶液中的H⁺浓度是_______________mol·L^-1。

某科研小组设计出利用工业废酸(l0%)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿的方案，实现废物综合利用，如下图所示。

已知：各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。

请回答下列问题：
（1）氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS，在H₂SO₄的作用下ZnS可以溶解而CuS
不溶，则相同温度下：Ksp(CuS)______Ksp(ZnS)（选填“>”“<”或“=”）。
（2）物质A可使用下列物质中的   。

A．KMnO4

B．O2

C．H2O2

D．Cl2

（3）除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH，pH应控制在________范围之间。
（4）物质B可直接用作氮肥，则B的化学式是________。
（5）除铁后得到的Fe(OH)₃可用KClO溶液在碱性环境下将其氧化得到一种高效的多功能水处理剂——K₂FeO₄，写出该反应的离子方程式__________。

（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

铬化学丰富多彩，由于铬光泽度好，常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各 种性能的不锈钢，CrO3 大量地用于电镀工业中。
（1）在下图装置中，观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无色气泡，而图 2 装置中铜电 极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体。

图 2 装置中铬电极的电极反应式______________________
（2）最近赣州酒驾检查特别严，利用 CrO₃具有强氧化性，有机物（如酒精）遇到 CrO₃时，猛烈反应，CrO₃被还原成绿色的硫酸铬[Cr₂(SO₄)₃]，另该过程中乙醇被氧化成乙酸， 从而增强导电性，根据电流大小可自动换算出酒精含量。写出该反应的化学方程式为_________________________
（3）虽然铬加到铁中可将铁做成不锈钢可减少金属腐蚀，但 生产成本高，生活中很多情况下还是直接使用钢铁，但易腐蚀， 利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。若 X 为碳棒，为 减缓铁的腐蚀，开关 K 应置于________处。若 X 为锌，开关K 置于________处。

（4）CrO3 和 K2Cr2O7 均易溶于水，这是工业上造成铬污染的 主要原因。净化处理方法之一是将含＋6 价 Cr 的废水放入电解槽内，用铁作阳极，加入 适量的 NaCl 进行电解：阳极区生成的 Fe²⁺和 Cr₂O₇^2－发生反应，生成的 Fe³⁺和 Cr³⁺在阴极 区与OH^－结合生成 Fe(OH)₃和 Cr(OH)₃沉淀除去【已知某条件下的KspFe (OH)₃ ＝ 3.0×10^-31， KspCr(OH)₃ ＝ 6.0×10^-38】。已知电解后的溶液中 c(Fe³⁺)为 2.0×10^－6 mol·L¹，则溶液中c(Cr³⁺)为______________mol·L^-1。

电解质水溶液中可存在电离平衡，水解平衡，溶解平衡，依据所学回答下列问题。
（1）等物质的量浓度的下列四种溶液：①NH₃·H₂O ②(NH₄)₂SO₃③KHSO₃④K₂SO₃溶液中水的电离程度由大到小的排列顺序为________________(填序号)。
（2）体积相同、c(H⁺)相同的三种酸溶液①CH₃COOH；②HCl；③H₂SO₄分别与同浓度的NaOH溶液完全中和时，消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是(填序号) _____________。将c(H⁺)相同的三种酸均加水稀释至原来的10倍，c(H⁺)由大到小的顺序为_____________(填序号)。
（3）已知，H⁺ (aq) + OH^－(aq) ="=" H₂O(l) ΔH =－57.3 kJ/mol。实验测得稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H₂O时放出57 kJ的热，则醋酸溶液中，醋酸电离的热化学方程式为____________。
（4）25℃时，NH₃·H₂O的电离常数为K_b=1.7×10^－3。0.1mol·L^－1NH₄Cl溶液的pH=a，则c(NH₄^＋)∶c(NH₃·H₂O)=_________(用含a的代数式表示)
（5）某化学研究性学习小组对电解质溶液作如下归纳总结(均在常温下)，其中正确的有(   )
①pH=1的强酸溶液，加水稀释后，溶液中各离子浓度一定都降低
②pH=2的盐酸与pH=13的NaOH溶液，按体积比9：1混合后的溶液pH为11
③pH相等的三种溶液：a．CH₃COONa；b．NaHCO₃；c．NaOH．其溶液物质的量浓度由小到大顺序为c、b、a
④NH₄HSO₄溶液中滴加NaOH溶液至溶液pH=7，则c(Na⁺)=2c(SO₄^2﹣)
⑤亚磷酸(H₃PO₃)是二元弱酸，所以Na₂HPO₃稀溶液一定呈碱性
⑥甲、乙两溶液都是强电解质，已知甲溶液的pH是乙溶液pH的两倍，则甲、乙两溶液等体积混合，混合液pH可能等于7．
⑦某二元酸在水中的电离方程式是H₂B═H⁺+HB^﹣；HB^﹣H⁺+B^2﹣，则0.1mol/L的Na₂B溶液中，c(Na⁺)=2c(B^2﹣)+2c(HB^﹣)
（6）25℃时K_sp[Mg(OH)₂]＝5.6×10^－12，K_sp[Cu(OH)₂]＝2.2×10^－20，
K_sp[Fe(OH)₃]＝4.0×10^－38，K_sp[Al(OH)₃]＝1.1×10^－33。在25℃下，向浓度均为0.1mol·L^－1的AlCl₃和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成________沉淀(填化学式)。现向一定浓度的AlCl₃和FeCl₃的混合溶液中逐滴加入氨水，当Fe^3＋刚好完全沉淀时，测定c(Al^3＋)＝0.2mol·L^－1。此时所得沉淀中________(填“还含有”或“不含有”)Al(OH)₃。

有效利用现有资源是解决能源问题的一种实际途径，发展“碳一化学”，开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值。下面是以焦炭为原料，经“碳一化学”途径制取乙二醇的过程：

（1）以CO和CO₂分别与H₂为原料，在一定条件下均可合成甲醇（CH₃OH）。你认为用哪种合成设计路线更符合“绿色化学”理念：（用化学反应方程式表示）____________；
（2）下图表示在恒容容器中230℃催化剂条件下，0.5molCO₂和1.5molH₂反应得到甲醇蒸气，产率达80%时的能量变化示意图。

①写出该反应的热化学方程式：_____________________。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_____________________。
a.容器中压强不变                          b.H₂的体积分数不变
c.c(H₂)=3c(CH₃OH)                          d.容器中气体密度不变
（3）如图所示是用于合成甲醇产品中甲醇含量的检测仪。写出该仪器工作时的电极反应式：负极______。

（4）“催化还原”反应制乙二醇（HOCH₂-CH₂OH）原理如下：
CH₃OOC-COOCH₃(g)+4H₂(g)HOCH₂-CH₂OH(g)+2CH₃OH(g)   △H=-34kJ/mol
为探究实际生产的最佳条件，某科研小组进行了多方面研究，下图表示乙二醇达平衡时的产率随原料投料比[n(氢气)/n(草酸二甲酯)]和压强的变化关系，其中三条曲线分别表示体系压强为1.5MPa、2.5MPa、3.5MPa的情况，则曲线丙对应的压强时P(丙)=___________。

（5）草酸二甲酯水解产物草酸(H₂C₂O₄)为二元中强酸。H₂C₂O₄水溶液中H₂C₂O₄、HC₂O₄-和C₂O₄^2-三种形态的粒子的分布分数δ随溶液pH变化的关系如图所示曲线①代表的粒子是___________；草酸氢钾溶液中存在如下平衡：H₂OH⁺+OH^-，HC₂O₄-H⁺+C₂O₄^2-和___________；一定温度下，往CaC₂O₄饱和溶液[已知Ksp(CaC₂O₄=2.3×10^-9)]中加入少量CaCl₂固体，c(Ca²⁺)将_________，CaC₂O₄的溶解度将____________。（填“增大”“减小”或“不变”）

铁铜单质及其化合物的应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体，为制取纯净的CuCl₂•2H₂O，首先将其制成水溶液，然后按照如图步骤进行提纯：

已知Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表：

	Fe^3+	Fe^2+	Cu^2+
开始沉淀的pH	1.9	7.0	4.7
完全沉淀的pH	3.2	a	6.7

请回答下列问题：
（1）化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10^﹣5mol/L时，沉淀就达到完全。已知Fe（OH）₂的K_sp约为1.0×10^﹣15，则a=          。
（2）加入氧化剂的目的是               ，X应选择            。
A．K₂Cr₂O₇   B．浓HNO₃   C．H₂O₂   D．KMnO₄
（3）加入的物质Y是           。
（4）设计实验从溶液Ⅲ中获得纯净的CuCl₂•2H₂O。简要描述实验步骤           。

25℃时，几种酸的电离平衡常数如下：

化学式	CH3COOH	H2CO3	HClO
电离平衡常数	1.8×10^-5	Ka1= 4.3×10^-7 Ka2= 5.6×10^-11	3.0×10^-8

回答下列问题：
（1）物质的量浓度均为0.1mol/L的下列四种溶液：a.Na₂CO₃溶液，b.NaClO溶液，c.CH₃COONa溶液d.NaHCO₃溶液；pH由大到小的顺序是：_______________________（填编号）。
（2）常温下0.1mol/L的CH₃COOH溶液加水稀释过程中，下列各项的数值一定变小的是:__________。
A. c(H^＋)      B. c(H^＋)/c(CH₃COOH)    C. c(H^＋)·c(OH^－)   D. c(OH^－)/c(H^＋)
（3）体积均为10mL pH均为2的CH₃COOH溶液与一元酸HX溶液分别加水稀释至1000mL，稀释过程pH变化如图：稀释后， HX溶液中水电离出来的c（H^＋）_____（填“大于”、“等于”或“小于”）
CH₃COOH溶液中水电离出来的c（H^＋），理由是__________________________________。

（4）25℃时，测得CH₃COOH与CH₃COONa的混合溶液PH=6，则溶液中c（CH₃COO^-）－ c（Na⁺）=_______________________。（填准确数值）

下面是某课外小组从初选后的方铅矿【主要成分PbS，含少量黄铜矿（CuFeS₂）中提取硫磺、铜、铅的工艺流程：

（1）黄铜矿（CuFeS₂ ）中Fe元素的化合价为     ，提高方铅矿酸浸效率的措施有        （写出两种方法即可）。
（2）过滤过程中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、    ；单质A是    ；在此工艺操作中可循环利用的物质有铅和
（3）在酸性的FeC1₂溶液中加入H₂0₂溶液，其反应的离子方程式为         。
（4）PbS0₄与PbS加热条件下反应的化学方程式为．                    ．将沉淀PbSO₄与足量的碳酸钠溶液混合，沉淀可转化为PbCO₃,写出该反应的平衡常数表达式：K＝      。（己知Ksp(PbSO₄）="1.6x" 10^－5，Ksp(PbC0₃）=3.3x10^-14）
（5）铅蓄电池的电极材料分别是Pb和PbO₂,电解质溶液为硫酸。铅蓄电池充放电的总反应方程式为：PbO₂+Pb+2H₂SO₄2PbS0₄+2H₂0,充电时，铅蓄电池阳极的电极反应式为         。

B.[实验化学]
某化学小组设计以下实验步骤与操作来定性检验茶叶中含有的少量钙、铁、铝三种元素。
已知Ca²⁺、Al³⁺、Fe³⁺完全形成相应氢氧化物沉淀的pH如下表：

	Ca(OH)2	Al(OH)3	Fe(OH)3
pH	≥13	≥5.2	≥4.1

（1）步骤①中加入盐酸的作用是                                                
（2）步骤②中调节pH至6～7的目的是                                         
（3）沉淀X所含主要物质的化学式为                                           
（4）写出步骤③中发生反应的离子方程式                                        
（5）试剂A为         ；试剂B为铝试剂，加入该试剂后的实验现象是