高中化学探究沉淀溶解填空题

某工厂的电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物。为实现资源的回收利用并有效防止环境污染，设计如下工艺流程：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2
开始沉淀的pH	2.3	7.6	4.4
完全沉淀的pH	3.2	9.7	6.4

（1）实验室进行过滤操作所用到的玻璃仪器有                                   。
（2）煮沸CuSO₄溶液的原因是                       。向CuSO₄溶液中加入一定量的NaCl、Na₂SO₃，可以生成白色的CuCl沉淀，写出该反应的化学方程式：                                。
（3）CuCl产品中CuCl的质量分数大于96．50％为国家合格标准。称取所制备的CuCl样品0.250O g置于一定量的0．5 mol/L FeCl₃溶液中，待样品完全溶解后，加水20 mL，用0．1000 mol/l的Ce(SO₄)₂溶液滴定，到达终点时消耗Ce(SO₄)₂溶液24．60 ml。有关的化学反应为：Fe³⁺+CuCl＝Fe²⁺+Cu²⁺+Cl^--, Ce⁴⁺+Fe²⁺＝Fe³⁺+Ce³⁺。通过计算说明该CuCl样品          (填“符合”或“不符合”)国家标准。
（4）25℃时，Ksp[Fe(OH)₃]=4×10^-38,Fe³⁺发生水解反应Fe³⁺+3H₂OFe（OH）₃+3H⁺，该反应的平衡常数为                   。

铁的化合物在生产生活中的应用广泛。
（1）高铁酸钾（K₂FeO₄）具有强氧化性，是一种新型高效水处理剂，它在水处理过程中（铁元素被还原为+3 价）的两个作用是____________、_____________。
（2）氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下图。请回答下列问题：

①操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是____________、______________；
②操作I所得滤液中若加入碱性较强的(NH₄)₂CO₃溶液，还会产生 Fe(OH)₂，可能的原因是：，该反应的平衡常数K＝      （填数值）。【已知：Ksp(FeCO₃) = 3.2×10^－11，Ksp(Fe(OH)₂) = 8.0×10^－16】
③写出在空气中煅烧FeCO₃获得氧化铁产品的化学方程式_____________________；
④煅烧如果不充分，产品中将有Fe²⁺存在，检验产品中有无Fe²⁺的实验操作是_______。
（3）含 Cr₂O₇^2－的酸性废水可加入FeSO₄ 将其转化为无毒的Cr³+，反应的离子方程式为         。

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=a，过滤结晶即可。
请回答下列问题：
（1）上述三种除杂方案都能够达到很好的效果，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）已知Fe(OH)₃的Ksp=1×10^-35mol⁴/L⁴；化学上通常认为残留在溶液中离子浓度小于1×10^-5mol/L时，沉淀完全。方案③中a最小值为               .
（5）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=a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=a的溶液中
E．在pH>a的溶液中Fe³⁺一定不能大量存在

海水中富含镁，可经过加碱沉淀、过滤、酸溶、结晶及脱水等步骤得到无水氯化镁，最后电解得到金属镁。已知25 ℃时K_sp[Mg(OH)₂]=1.8×10^-11，K_sp[Fe(OH)₃]= 1.0×10^-38。 当溶液中离子浓度≤1.0×10^－5 mol·L^－1可视为沉淀完全。
(1)有浓度为1.8×10^-3mol·L^-1的MgCl₂溶液，该溶液中含有少量Fe³⁺，当溶液中Fe³⁺沉淀完全时，Mg ²⁺    是否开始沉淀           ，Mg(OH)₂开始沉淀时溶液的pH为________。
（2）除去MgCl₂酸性溶液中少量的FeCl₃，可加入的试剂有             。
a．MgO            b．Mg(OH)₂          c．NH₃·H₂O        d．MgSO₄
（3）若在空气中加热MgCl₂·6H₂O，可生成Mg(OH)Cl或MgO，写出生成Mg(OH)Cl或MgO相关的化     学方程式                          。
（4）MgCl₂·6H₂O在干燥的HCl气流中加热可得到无水氯化镁，其原因是               。
（5）电解熔融的MgCl₂，阳极的电极反应式为：                  。

水泥是一种重要的建筑材料，水泥的强度是评价水泥质量的重要指标，它与水泥中CaO的含量有着良好的相关性，因此在特殊情况下可以通过测定其中Ca0的含量预测水泥的强度。为测量某品牌水泥中氧化钙的含量，进行如下实验：
步骤1：熔样：准确称取0．3000g试样置于坩埚中，高温灼烧5分钟后，冷却并研碎，加入2．000g无水碳酸钠混匀后，再高温灼烧10分钟。
步骤2：酸溶：取冷却后的烧结块，加入40mL水后，再加入l0mL稀盐酸和3滴稀硝酸。
步骤3：除杂：在酸溶后所得溶液中慢慢滴加稀氨水使其中的Fe³⁺、Al³⁺转化为沉淀，过滤。
步骤4：沉淀：在滤液中加入草酸铵溶液，加热煮沸后，边搅拌边滴加氨水至弱碱性，静置。
步骤5：溶解：将生成的草酸钙（ CaC₂O₄）沉淀加入到稀硫酸中，加热并搅拌使其完全溶解。
步骤6：滴定：用0．1000 mol·L^－1的KMnO₄溶液进行滴定至微红色出现并保持30s不消失，共用去KMnO₄溶液13．000mL。反应的化学方程式为：2 KMnO₄+5 H₂C₂O₄+3H₂SO₄= K₂SO₄+2MnSO₄+5CO₂↑+8H₂O
（1）写出步骤3中Al³⁺转化为沉淀的离子方程式：                               ；
（2）已知室温下Al（OH）₃的K_sp=1．0×10^－33，欲使溶液中c（Al³⁺）≤l．0xl0^－6mol·L^-1，pH≥              ；
（3）通过计算确定该试样中氧化钙的质量分数（写出计算过程）。

（本题共12分）Na₂S₂O₃、Na₂S、Na₂SO₃等含硫化合物在工业上有广泛的用途。
完成下列填空：
28．若将Na₂S₂O₃中的硫元素看作为＋2价，下列反应中与Na₂S₂O₃＋H₂SO₄(稀） → Na₂SO₄＋S↓＋SO₂↑＋H₂O属于同一类型的是_______（填序号）。
a．2H₂S＋SO₂→ 3S↓＋2H₂O
b．3NaClO2NaCl＋NaClO₃
c．S＋2H₂SO₄(浓) 3SO₂↑＋2H₂O    
d．4P＋3NaOH＋3H₂O → 3NaH₂PO₂＋PH₃↑
29．棉织物用氯气漂白后，加入Na₂S₂O₃除去余氯时，发生如下反应：
____S₂O₃^2―＋____Cl₂＋________ → ___SO₄^2―＋___Cl^―＋___H^＋
完成并配平该反应方程式；若反应中生成0.2 mol SO₄^2―，则转移电子___________mol。
30．下图是Na₂SO₃溶液中各离子浓度的相对大小关系示意图。其中，②是_______，④是______（填微粒符号）。

31．已知Na₂S溶液显碱性，其主要原因是_________________（用离子方程式解释）。往装有Na₂S溶液的烧杯中加入足量的ZnCl₂溶液，产生白色的ZnS沉淀；再向烧杯中滴加CuCl₂溶液，沉淀转变为黑色。请用溶解平衡原理解释上述现象______________________________________。

某科研小组设计出利用工业废酸（稀H₂SO₄）浸取某废弃的氧化铜锌矿的方案，实现废物综合利用，方案如下图所示。

已知：各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe^2+	6.34	9.7
Fe^3+	1.48	3.2
Zn^2+	6.2	8.0

请回答下列问题：
（1）在“酸浸”步骤中，为提高浸出速率，除通入空气“搅拌”外，还可采取的措施是                   。
（2）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：K_sp(CuS)  K_sp(ZnS)（选填“>”“<”或“=”）。
（3）物质A最好使用下列物质中的      。
A．KMnO₄   B．空气    C．HNO₃   D．NaClO
（4）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。
（5）物质B可直接用作氮肥，则B的化学式是    。
（6）除铁后得到的Fe(OH)₃可用KClO溶液在碱性环境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         。

研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。
（1）①硫离子的结构示意图为              。
②加热时，硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为                。
（2）25℃，在0.10mol·L^-1H₂S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S^2-)关系如右图（忽略溶液体积的变化、H₂S的挥发）。

①pH=13时，溶液中的c(H₂S)+c(HS^-)=          mol·L^-1.
②某溶液含0.020 mol·L^-1Mn²⁺、0.10 mol·L^-1H₂S，当溶液pH=      时，Mn²⁺开始沉淀。[已知：Ksp(MnS)=2.8×10^-13]
（3）25℃，两种酸的电离平衡常数如右表。

	Ka1	Ka2
H2SO3	1.3×10^-2	6.3×10^-4
H2CO3	4.2×10^-7	5.6×10^-11

①HSO₃^-的电离平衡常数表达式K=                     。
②0.10 mol·L^-1Na₂SO₃溶液中离子浓度由大到小的顺序为                  。
③H₂SO₃溶液和NaHCO₃溶液反应的主要离子方程式为                       。

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