高中化学探究沉淀溶解填空题

铜在工农业生产中有着广泛的用途。
（1）配制CuSO₄溶液时需加入少量稀H₂SO₄，其原因是          （只写离子方程式）。
（2）某同学利用制得的CuSO₄溶液，进行以下实验探究。
①图甲是根据反应Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄设计成铁铜原电池，请图甲中的横线上完成标注。

②图乙中，I是甲烷燃料电池的示意图，该同学想在II中实现铁上镀铜，则应在a处通入       (填“CH₄”或“O₂”)，b处电极上发生的电极反应式为         ==4OH^-；
若把II中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.1molNaCl溶液400mL，当阳极产生的气体为448mL(标准状况下)时，溶液的pH=     （假设溶液体积变化忽略不计)。
（3）电池生产工业废水中常含有毒的Cu²⁺等重金属离子，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去[室温下Ksp(FeS)＝6.3×10^－18mol²·L^－2，Ksp(CuS)＝1.3×10^－36mol²·L^－2]。请结合离子方程式说明上述除杂的原理：当把FeS加入工业废水中后，直至FeS全部转化为CuS沉淀，从而除去溶液中Cu²⁺。

请你利用所学反应原理知识解决下列问题：
（1）若已知两个反应：①C(s)+2H₂(g)=CH₄(g)  ΔH₁=" a" kJ·mol^-1 ；
②C(s)+O₂(g)=CO(g) ΔH₂=" b" kJ·mol^-1 ；
则2CH₄(g)+O₂(g)=2CO(g)+4H₂(g) ΔH=              （用含a、b的式子表示）；
（2）碱性镁锰干电池是新开发的一种干电池，比普通锌锰干电池具有更加优越的性能，具有较大应用前景，其工作时总反应为：Mg+2MnO₂+H₂O=Mg(OH)₂+Mn₂O₃；则工作时，正极发生        反应(填反应类型)，写出负极的电极反应式：                        ；
（3）在一定温度下1 L的密闭容器放入足量草酸钙(固体所占体积忽略不计)发生反应：CaC₂O₄(s)CaO(s) +CO(g)+CO₂(g)，若前5 min 内生成CaO的质量为11.2 g ，则该段时间内v(CO)=；若某时刻达到平衡时c(CO₂)= c；t₀ 时刻，将容器体积缩小为原来的一半并固定不变，在t₁时刻再次达到平衡，请在下图中画出t₀以后此体系中CO₂的浓度随时间变化的图像；

（4）某温度下数据：草酸（H₂C₂O₄）的K₁=5.4×10^-2，K₂=5.4×10^-5；醋酸的K=1.75×10^-5；碳酸的 K₁=4.2×10^-7，K₂=4.5×10^-11；K_sp(CaC₂O₄) =5.0×10^-9；K_sp(CaCO₃) =2.5×10^-9
①用醋酸溶液鉴别CaC₂O₄和CaCO₃两种白色固体的实验现象是             ；
②向0.6 mol/L的Na₂CO₃溶液中加入足量 CaC₂O₄粉末后(忽略溶液体积变化)，充分搅拌，发生反应：CO₃^2-(aq) + CaC₂O₄(s) CaCO₃(s)+ C₂O₄^2-(aq)，静置后沉淀转化达到平衡，求此时溶液中的c(C₂O₄^2－)（不考虑其他诸如水解之类副反应，写出计算过程）。

某蓄电池反应为NiO₂＋Fe＋2H₂OFe(OH)₂＋Ni(OH)₂
（1）该蓄电池充电时，发生还原反应的物质是       （填下列字母），放电时生成Fe(OH)₂的质量18 g，则外电路中转移的电子数是             。

A．NiO2

B．Fe

C．Fe(OH)2

D．Ni(OH)2

（2）为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生电化学腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与该蓄电池这样的直流电源的      极（填“正”或“负”）相连。
（3）以该蓄电池做电源，用下图所示装置，在实验室模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是（用相关的电极反应式和离子方程式表示                                  。

（4）精炼铜时，粗铜应与直流电源的        极（填“正”或“负”）相连，精炼过程中，电解质溶液中c(Fe^2＋)、c(Zn^2＋)会逐渐增大而影响进一步电解，甲同学设计如下除杂方案：

已知各离子沉淀时的情况如下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2	Zn(OH)2
开始沉淀时的pH	2.3	7.5	5.6	6.2
完全沉淀时的pH	3.9	9.7	6.4	8.0

则加入H₂O₂的目的是                                                  ，
发生反应的离子方程式为         。乙同学认为应将方案中的pH调节到8，你认为此观点      （填“正确”或“不正确”），理由是                              。

(14分)铁是地壳中含量第二的金属元素,其单质、合金及化合物在生产生活中的应用广泛。
（一）工业废水中含有一定量的Cr₂O₇^2－和CrO₄^2－，它们会对人类及生态系统产生很大的危害，必须进行处理。常用的处理方法是电解法,该法用Fe作电极电解含Cr₂O₇^2－的酸性废水，随着电解的进行，阴极附近溶 液pH升高，产生Cr(OH)₃沉淀。
（1）用Fe作电极的目的是        。
（2）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          。
（二）氮化铁磁粉是一种磁记录材料，利用氨气在400⁰C以上分解得到的氮原子渗透到高纯铁粉中可制备氮化铁。制备高纯铁粉涉及的主要生产流程如下：

已知:①某赤铁矿石含60.0% Fe₂O₃、3.6% FeO,还含有A1₂O₃、MnO₂、CuO等。
②部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下：

（3）步骤②中加双氧水的目的是      ，pH控制在3. 4的作用是      。已知25°C时，，该温度下反应：Cu^2＋＋2H₂OCu(OH)₂＋2H^＋的平衡常数K=       。
（4）如何判断步骤③中沉淀是否洗涤干净？______________________
（5）制备氮化铁磁粉的反应：（未配平），若整个过程中消耗氨气34.0 g，消耗赤铁矿石2 kg，设整个过程中无损耗，则氮化铁磁粉的化学式为     。

海水是一个巨大的化学资源宝库，利用海水可以获得很多化工产品。
（1）海水中制得的氯化钠可用于生产烧碱及氯气。反应的离子方程式是        。
（2）利用制盐后的盐卤提取溴的工艺流程如下(部分操作和条件已略去）：

将Br₂与Na₂CO₃反应的化学方程式补充完整：

（3）盐卤蒸发冷却后析出卤块的主要成分是MgCl₂，此外还含Fe^2＋、Fe^3＋、Mn^2＋等离子。以卤块为原料制得镁的工艺流程如下(部分操作和条件已略去）：

生成氢氧化物沉淀的pH

物质	开始沉淀	沉淀完全
Fe(OH)3	2．7	3．7
Fe(OH)2	7．6	9．6
Mn(OH)2	8．3	9．8
Mg(OH) 2	9．6	11．1

①步骤②中需控制pH=9.8，其目的是     。
②用NaClO 氧化Fe^2＋得到Fe(OH)₃沉淀的离子反应方程式是     。
④步骤③需在HCl保护气中加热进行，请用化学平衡移动原理解释原因________。
③NaClO还能除去盐卤中的CO(NH₂)₂，生成盐和能参与大气循环的物质。除去0.1mol CO(NH₂)₂时消耗
NaClO         g。

铜在工农业生产中有着广泛的用途。
（1）配制CuSO₄溶液时需加入少量稀H₂SO₄，其原因是          (只写离子方程式)。
（2）某同学利用制得的CuSO₄溶液，进行以下实验探究。
①图甲是根据反应Fe＋CuSO₄=Cu＋FeSO₄设计的原电池，请在图甲中的横线上完成标注。

②图乙中，I是甲烷燃料电池的示意图，该同学想在II中实现铁上镀铜，则应在a处通入    (填“CH₄”或“O₂”)，b处电极上发生的电极反应式为         ；
若把II中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.1 mol NaCl溶液400 mL，当阳极产生的气体为448 mL(标准状况下)时，溶液的pH= (假设溶液体积变化忽略不计)。
（3）电池生产工业废水中常含有毒的Cu^2＋等重金属离子，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去[室温下K_sp(FeS)＝6.3×10^－18mol²·L^－2，Ksp(CuS)＝1.3×10^－36mol²·L^－2]。请结合离子方程式说明上述除杂的原理：当把FeS加入工业废水中后，              直至FeS全部转化为CuS沉淀，从而除去溶液中Cu^2＋。

铁、铜及其化合物在工农业生产中应用广泛。
（1）在潮湿空气中，钢铁发生电化学腐蚀转化为Fe(OH)₂的反应方程式为       。在含有等浓度硫酸溶液的下列装置中，铁腐蚀的速率由快到慢的顺序是            （用序号填写）。

（2）已知：①3Fe（s）+2O_2（g）=Fe₃O₄（s）      H="-1118" kJ·mol^-1
②2Al（s）+3/2O₂（g）=A1₂O₃（s）     H="-1675.7" kJ·mol^-1
则焊接钢轨时铝与Fe₃O₄发生反应生成铁和Al₂O₃的热化学方程式为              。
（3）Na₂FeO₄具有强氧化性，其电解制法如图所示，请写出阳极的电极反应式      。Na₂FeO₄是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂，其原理是              。

（4）工业上常用FeCl₃溶液腐蚀印刷线路板，发生反应的离子方程式是            。若腐蚀铜板后的溶液中，Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺浓度均为0．1 mol·L^-1，结合下图分析，当混合溶液中通入氨气调节溶液的pH=5．6时，溶液中存在的金属阳离子为    。从图中数据计算Fe(OH)₂的溶度积Ksp[Fe(OH)₂]=      。

已知：横坐标为溶液的pH，纵坐标为金属离子的物质的量浓度的对数（当溶液中金属离子浓度10^-5 mol·L^-1时，可认为沉淀完全）。

Ⅰ.工业上可用煤制天然气，生产过程中有多种途径生成CH₄。写出CO₂与H₂反应生成 CH₄和H₂O的热化学方程式                     。
已知：① CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)      ΔH＝－41kJ·mol^－1
② C(s)+2H₂(g)CH₄(g)            ΔH＝－73kJ·mol^－1
③ 2CO(g)C(s)+CO₂(g)          ΔH＝－171kJ·mol^－1
Ⅱ.电子产品产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某化学兴趣小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：

按要求回答下列问题：
（1）滤渣1中存在的金属有____________。
（2）已知沉淀物的pH如下表：

	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe^2+	7.0	9.0
Fe^3+	1.9	3.7
Cu^2+	4.9	6.7
Al^3+	3.0	4.4

①则操作②中X物质最好选用的是___________（填编号）
a．酸性高锰酸钾溶液          b．漂白粉          c．氯气         d．双氧水
②理论上应控制溶液pH的范围是________________________。
（3）用一个离子方程式表示在酸浸液中加入适量铝粉的反应：________________         
（4）由CuSO₄·5H₂O制备CuSO₄时，应把CuSO₄·5H₂O放在       （填仪器名称）中加热脱水。
（5）现在某些电器中使用的高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn + 2K₂FeO₄ + 8H₂O3Zn（OH）₂ + 2Fe（OH）₃ + 4KOH，
该电池放电时负极反应式为                           ，每有1mol K₂FeO₄被还原，转移电子的物质的量为        ，充电时阳极反应式为                                。

锌是一种常用金属，冶炼方法有火法和湿法。
I．镓（Ga）是火法冶炼锌过程中的副产品，镓与铝同主族且相邻，化学性质与铝相似。氮化镓（GaN）是制造LED的重要材料，被誉为第三代半导体材料。
（1）Ga的原子结构示意图为____________________。
（2）GaN可由Ga和NH₃在高温条件下合成，该反应的化学方程式为_____________________。
（3）下列有关镓和镓的化合物的说法正确的是____________________（填字母序号）。

A．一定条件下，Ga可溶于盐酸和氢氧化钠

B．常温下，Ga可与水剧烈反应放出氢气

C．Ga2O3可由Ga(OH)3受热分解得到

D．一定条件下，Ga2O3可与NaOH反应生成盐

II．工业上利用锌焙砂（主要含Zn0、ZnFe₂O₄，还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物）湿法制取金属锌的流程如图所示，回答下列问题：

已知：Fe的活泼性强于Ni
（4）ZnFe₂O₄可以写成ZnO·Fe₂O₃，写出ZnFe₂O₄与H₂SO₄反应的化学方程式________________。
（5）净化I操作分为两步：第一步是将溶液中少量的Fe²⁺氧化；第二步是控制溶液pH，只使Fe³⁺转化为Fe(OH)₃沉淀。净化I生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是_____________________________________________________。
（6）净化II中加入Zn的目的是______________________________________________。
（7）常温下，净化I中，如果要使c(Fe³⁺) < 10^-5 mol/L，则应控制溶液pH的范围为_______________。
已知：K_sp[Fe(OH)₃] =" 8.0" × 10^-38；lg5 = 0.7

【化学——选修2：化学与技术】
某矿石中除含SiO₂外，还有9.24% CoO、2.78% Fe₂O₃、0.96% MgO、0.084 % CaO，从该矿石中提取钴的主要工艺流程如下：

（1）在一定浓度的H₂SO₄溶液中，钴的浸出率随时间、温度的变化如图所示。考虑生产成本和效率，最佳的浸出时间为        小时，最佳的浸出温度为         ℃。

（2）请配平下列除铁的化学方程式：
Fe₂(SO₄)₃+ H₂O+ Na₂CO₃= Na₂Fe₆(SO₄)₄(OH)₁₂↓+  Na₂SO₄+  CO₂↑
（3）“除钙、镁”的原理反应如下：MgSO₄+2NaF=MgF₂↓+Na₂SO₄；
CaSO₄+2NaF=CaF₂↓+Na₂SO₄。已知K_SP(CaF₂)=1.11×10^-10、K_SP(MgF₂)=7.40×10^-11，加入过量NaF溶液反应完全后过滤，则滤液中的c(Ca²⁺)/c(Mg²⁺)=           。
（4）“沉淀”中含杂质离子主要有                    ；“操作X”名称为             。
（5）某锂离子电池正极是LiCoO₂，含Li⁺导电固体为电解质。充电时，Li⁺还原为Li，并以原子形式嵌入电池负极材料碳-6(C₆)中，电池反应为LiCoO₂+ C₆CoO₂+ LiC₆。LiC₆中Li的化合价为     价。若放电时有1mole^－转移，正极质量增加   g。

下面是利用工业冶炼硫酸铜(含有Fe²⁺、AsO₂^-、Ca²⁺等杂质)提纯制备电镀硫酸铜的生产流程。

已知：①Fe³⁺ Cu²⁺开始沉淀的pH分别2．7、5．4，完全沉淀的pH分别为3．7、6．4;
②K_SP[(Cu(OH)₂]=2×10^-20
（1）溶解操作中需要配制含铜64g/L的硫酸铜溶液100L，需要称量冶炼级硫酸铜的质量至少为     Kg。
（2）氧化步骤中发生的离子反应方程式为①           
②AsO₂^— + H₂O₂+ H⁺=H₃AsO₄ ③ H₃AsO₄+ Fe³⁺=FeAsO₄↓+ 3H⁺
（3）若要检验调节pH后溶液的Fe³⁺是否除尽，方法是                    ；氧化后需要将溶液进行稀释，稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过   mol·L^-1。
（4）固体I的主要成分除 FeAsO₄外还有               ，操作Ｉ为
（5）利用以上电镀级硫酸铜作为电解质溶液，电解粗铜（含铁、银杂质）制备纯铜，写出阳极发生的电极反应方程式         

已知Cr(OH)₃在碱性较强的溶液中将生成[Cr(OH)₄]^―，铬的化合物有毒，由于+6价铬的强氧化性，其毒性是+3价铬毒性的100倍。因此，必须对含铬的废水进行处理，可采用以下两种方法。
Ⅰ.还原法 在酸性介质中用FeSO₄等将+6价铬还原成+3价铬。
具体流程如下：

有关离子完全沉淀的pH如下表：

有关离子	Fe^2+	Fe^3+	Cr^3+
完全沉淀为对应氢氧化物的pH	9.0	3.2	5.6

（1）写出Cr₂O2－ 7与FeSO₄溶液在酸性条件下反应的离子方程式             。
（2）还原+6价铬还可选用以下的               试剂（填序号）。
A．明矾          B．亚硫酸氢钠          C．生石灰           D．铁屑
（3）在含铬废水中加入FeSO₄，再调节pH，使Fe³⁺和Cr³⁺产生氢氧化物沉淀。
则在操作②中可用于调节溶液pH的试剂为：            （填序号）；
A．Na₂O₂        B．Ba(OH)₂        C．Ca(OH)₂         D．NaOH
此时调节溶液的pH范围在         （填序号）最佳。
A．3～4         B．6～8          C．10～11          D．12～14
Ⅱ.电解法 将含+6价铬的废水放入电解槽内，用铁作阳极，加入适量的氯化钠进行电解。阳极区生成的Fe²⁺和Cr₂O2－ 7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。
（4）写出阴极的电极反应式                                        。
（5）电解法中加入氯化钠的作用是                               。

实验室用氧化锌矿粉（主要含ZnO、FeCO₃、CuO等）制备碱式碳酸锌[Zn₂(OH)₂CO₃]，并将其用于合成氨工艺脱硫研究。

（1）“酸浸”时保持H₂SO₄过量的目的是     。
（2）已知：Mn²⁺开始沉淀的pH=8.1。
①写出加入KMnO₄溶液除铁的离子方程式：     。
②流程中调节pH=5.4所加试剂X为     （填化学式）；试剂X、KMnO₄溶液加入顺序能否互换？请判断并说明理由     。
（3）上述流程中的“滤液”可以用作化肥，该滤液的主要成分为     （填化学式）。
（4）合成氨原料气脱硫原理如图，碱式碳酸锌吸收硫化氢的化学方程式为     。

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⁺、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Na₂CO₃溶液，过滤；
Ⅲ.滤液用盐酸调节pH，获得第一次精制盐水。
（1）过程Ⅰ除去的离子是______。
（2）过程Ⅰ、Ⅱ生成的部分沉淀及其溶解度（20℃/g）如下表，请依据表中数据解释下列问题：

CaSO4	Mg2(OH)2CO3	CaCO3	BaSO4	BaCO3
2.6×10^-2	2.5×10^-4	7.8×10^-4	2.4×10^-4	1.7×10^-3

①过程Ⅰ选用BaCl₂而不选用CaCl₂的原因为___________________________________。
②过程II之后检测Ca²⁺、Mg²⁺及过量Ba²⁺是否除尽时，只需检测Ba²⁺即可，原因是____________。
（3）第二次精制要除去微量的I^－、IO₃^－、NH₄⁺、Ca²⁺、Mg²⁺，流程示意如下：

①过程Ⅳ除去的离子有______、_______。
②盐水b中含有SO₄^2－。Na₂S₂O₃将IO₃^－还原为I₂的离子方程式是___________________________。
③过程VI中，产品NaOH在电解槽的______区生成(填“阳极”或“阴极”)，该电解槽为______离子交换膜电解槽(填“阳”或“阴”)。

（1）为摆脱对石油的过度依赖，科研人员将煤液化制备汽油，并设计了汽油燃料电池，电池工作原理如图所示：一个电极通入氧气，另一电极通入汽油蒸气，电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2﹣。

以辛烷（C₈H₁₈）代表汽油，写出该电池工作时的负极反应方程式                          ，已知一个电子的电量是1.602×10^﹣19C，用该电池电解饱和食盐水，当电路中通过1.929×10⁵C的电量时，生成
NaOH      g。
（2）硝酸厂的尾气含有氮氧化物，不经处理直接排放将污染空气．目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：
CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=﹣574kJ•mol^﹣1
CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=﹣1160kJ•mol^﹣1
则甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为：                         。
（3）某温度时，向AgNO₃溶液中加入K₂CrO₄溶液会生成Ag₂CrO₄沉淀，Ag₂CrO₄在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示．

①该温度下，下列说法正确的是    ．

A．Ag2CrO4的溶度积常数（Ksp）为1×10^﹣8

B．含有大量CrO4^2-的溶液中一定不存在Ag^+

C．a点表示Ag2CrO4的不饱和溶液，蒸发可以使溶液由a点变到b点

D．0.02mol•L^﹣1的AgNO3溶液与0.02mol•L^﹣1的Na2CrO4溶液等体积混合会生成沉淀

②若常温下K_sp[Cr（OH）₃]=10^﹣32，要使c（Cr³⁺）降至10^﹣5mol•L^﹣1，溶液的pH应调至   ．