高中化学探究沉淀溶解填空题

I．利用含锰废水（主要含Mn²⁺、SO、H⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Cu²⁺）可制备高性能磁性材料碳酸锰（MnCO₃）。其中一种工业流程如下：

已知某些物质完全沉淀的pH如下表：

回答下列问题：
（1）过程②中，所得滤渣的主要成分是                            。
（2）过程③中，发生反应的离子方程式是                                     。
（3）过程④中，若生成的气体J可使澄清石灰水变浑浊，则生成MnCO₃的反应的离子方程式是                                                                             。
（4）由MnCO₃可制得重要的催化剂MnO₂：2MnCO₃+O₂=2MnO₂+2CO₂。
现在空气中加热460．0 g MnCO₃，得到332．0 g产品，若产品中杂质只有MnO，则该产品中MnO₂的质量分数是           （用百分数表示，小数点后保留1位）。
Ⅱ．常温下，浓度均为0．1 mol／L的下列六种溶液的pH如下表：

（1）上述盐溶液中的阴离子，结合H⁺能力最强的是                     。
（2）根据表中数据判断，浓度均为0．0l mol／L的下列物质的溶液中，酸性最强的是
（填序号）。
A．HCN     B．HC1O      C．C₆H₅OH      D．CH₃ COOH    E．H₂ CO₃
（3）据上表数据，请你判断下列反应不能成立的是        （填序号）。
A．HCN+ Na₂ CO₃=NaHCO₃+NaCN
B．CH₃ COOH+NaCN=CH₃ COONa+HCN
C．CO₂ +H₂O+2C₆ H₅ONa=Na₂ CO₃ +2C₆ H₅OH
D．CH₃ COONa+HClO=NaClO十CH₃ COOH

工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：

某软锰矿的主要成分为MnO₂，还含有Si（16．27%）、Fe（5．86%）、Al（3．42%）、Zn（2．68%）和Cu（0．86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表。

回答下列问题：
（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO₂还原为MnSO₄，酸浸时发生的主要反应的离子方程式为                     。
（2）调节pH时不用氢氧化钠原因是：          ，理论上，调节pH的最小值为         ，滤渣B的主要成分是             。
（3）加入MnS的目的是除去                杂质。
（4）碱性锌锰电池中，MnO₂参与的电极反应方程式为                。回收废旧碱性锰电池中的锰，可向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止，其主要反应为：2MnO（OH）+MnO₂ +2H₂C₂O₄ +3H₂SO₄=3MnSO₄ +4CO₂ ↑+6H₂O，该方法的优点是                    。

硅孔雀石是一种含铜的矿石，含铜形态为，同时含有等杂质。以硅孔雀石为原料制取硫酸铜的工艺流程如下图：

请回答下列问题：
（1）完成步骤①中稀硫酸与发生反应的化学方程式
；
用离子方程式表示双氧水的作用_____________________________。
（2）步骤②调节溶液pH选用的最佳试剂是__________________

A．

B．CuO

C．A12O3

D．

（3）有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：

由上表可知：当溶液pH=4时，可以完全除去的离子是______，不能完全除去的离子是________。
（4）滤液B通过蒸发浓缩（设体积浓缩为原来的一半）、冷却结晶可以得到晶体。某同学认为上述操作会拌有硫酸铝晶体的析出。请你结合相关数据对该同学的观点予以评价（已知常温下，饱和溶液中mol______________。
（5）若要测定硫酸铜晶体中结晶水的含量，需要的仪器是酒精灯、托盘天平、三角架、泥三角、玻璃棒、干燥器、坩埚钳、研钵、药匙、_________________。实验过程中硫酸铜晶体加热失水后在空中冷却后称量，则测定结果______________(填“偏高”、  “偏低”或“不变”)。   

高铁酸钾(K₂FeO₄)具有很强的氧化性，在生产、生活中有广泛应用。
（1）K₂FeO₄常用做高效水处理剂，其两种作用分别是＿＿＿＿＿。
[已知：FeO₄^2－＋3e^－＋4H₂OFe(OH)₃＋5OH^－]
（2）制备K₂FeO₄可以采用湿式氧化法，流程如下图：

①完成氧化工序的离子方程式：

②除杂工序目的是除去Na_２FeO₄溶液中的杂质，除去的杂质主要有＿＿＿＿＿(写化学式)。
③转化工序控制在某温度下进行，则该温度下溶解度：Na_２FeO₄＿＿＿＿＿K₂FeO₄  (填“＞”、“＜”或“＝”)。
（3）实验室模拟工业电解法制取K₂FeO₄，装置如右图。

①此装置中电源的负极是＿＿＿＿(填“a”或“b”)。
②阳极的电极反应式为＿＿＿＿＿＿。
（4）已知K₂FeO₄稀溶液中存在如下平衡：4FeO₄^2－＋10H₂O4Fe(OH)₃＋8OH^－＋3O₂。实验测得K₂FeO₄溶液浓度与温度和pH的关系分别如下图所示：

①由图I可得出的结论：该反应的△Ｈ＿＿＿0(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②图Ⅱ中pH_１＿＿＿pH₃(填“＞”、“＜”或“＝”)。

菱锌矿的主要成分是碳酸锌，还含有少量的Fe₂O₃、FeO、CuO等杂质。如图是以菱锌矿为原料制取轻质氧化锌的一种工艺流程，该流程还可以得到两种副产品——海绵铜和铁红。

请结合下表数据，回答问题：

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe^2^＋	6.3	9.7
Fe^3^＋	1.5	3.2
Zn^2^＋	6.2	8.0

 
（1）下列试剂中，________（填代号）可作为试剂甲的首选。
A．KMnO₄　     B．Cl₂　      C．H₂O₂　     D．浓硝酸
根据所选试剂写出与之反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（2）氢氧化铁固体会吸附一些SO₄^2-，如何洗涤Fe（OH）₃固体以及如何判断是否洗涤干净？
洗涤方法：______________________________________________________________，判断是否洗涤干净的方法是_______________________________________。
（3）除铁步骤中加入氨水的目的是调节溶液的pH，其适宜的pH范围是______________；调节溶液pH时，除了氨水外，还可以加入下列物质中的________。
a．Zn　    b．ZnO　   c．Zn（OH）₂　   d．CuO
（4）经测定乙溶液中仍含有少量的Fe^3＋和Zn^2＋。若c（Fe^3＋）为4.0×10^－17  mol·L^－1，则c（Zn^2＋）为______________ mol·L^－1。（已知K_sp[Fe（OH）₃]＝4.0×10^－38，K_sp[Zn（OH）₂]＝1.2×10^－17）。

下图所涉及的物质均为中学化学中的常见物质，其中C为无色气体单质，D为有色气体单质，E为金属单质，其余为化合物。它们存在如下转化关系（反应中生成的水及次要产物均已略去）。

（1）写出有关物质的化学式：F________，H________。
（2）若反应①是在加热条件下进行，则A是________；若反应①是在常温条件下进行，则A是________。
（3）写出B与MnO₂共热获得D的化学方程式______________________________。
（4）B的稀溶液与AgNO₃溶液混合可形成沉淀AgX，已知K_sp（AgX）＝1.8×10^－10。将B的稀溶液与AgNO₃溶液等体积混合，若B的浓度为2×10^－4 mol·L^－1，则生成沉淀所需AgNO₃溶液的最小浓度为________mol·L^－1。若向AgX悬浊液中滴加KI溶液，观察到的现象是______________________________，沉淀能够发生转化的原因是_________________________________________。

环境中常见的重金属污染物有：汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中含有的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，常用的方法有两种。
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）写出第①步反应的平衡常数表达式_________________________________。
（2）关于第①步反应，下列说法正确的是________。
A．通过测定溶液的pH可以判断反应是否已达平衡状态
B．该反应为氧化还原反应
C．强酸性环境，溶液的颜色为橙色
（3）第②步中，还原0.1 mol Cr₂O₇^2-，需要________mol的FeSO₄·7H₂O。
（4）第③步除生成Cr（OH）₃外，还可能生成的沉淀为________。在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr（OH）₃（s）Cr^3＋（aq）＋3OH^－（aq），常温下，Cr（OH）₃的溶度积K_sp＝10^－32，当c（Cr^3＋）降至10^－5 mol·L^－1时，认为c（Cr^3＋）已经完全沉淀，现将第③步溶液的pH调至4，请通过计算说明Cr^3＋是否沉淀完全（请写出计算过程）：____________________________________________________________________________。
方法2　电解法
（5）实验室利用如图装置模拟电解法处理含Cr₂O₇^2-的废水，电解时阳极反应式为________，阴极反应式为________，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___________________________________________________________。

“低碳循环”已引起各国家的高度重视，而如何降低大气中CO₂的含量和有效地开发利用CO₂正成为化学家研究的主要课题。
（1）将不同量的CO(g)和H₂O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应
CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)，得到如下三组数据：

实验组	温度℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需 时间/min
CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1．6	2．4	6
2	900	2	1	0．4	1．6	3
3	900	a	b	c	d	t

 
①实验2条件下平衡常数K=           。
②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b 的值_______(填具体值或取值范围)。
③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H₂O、CO₂、H₂均为1mol，则此时V_正    V_逆（填“<” ，“>” ，“=”）。
（2）已知在常温常压下：
①2CH₃OH(l) ＋ 3O₂(g) ＝ 2CO₂(g) ＋ 4H₂O(g)   ΔH＝－1275.6 kJ／mol
②2CO (g)+ O₂(g) ＝ 2CO₂(g)  ΔH＝－566.0 kJ／mol
③H₂O(g) ＝ H₂O(l)  ΔH＝－44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：____________
（3）已知草酸是一种二元弱酸，草酸氢钠（NaHC₂O₄）溶液显酸性。常温下，向10 mL 0.01 mol·L^-1 H₂C₂O₄溶液中滴加10mL 0.01mol·L^-1 NaOH溶液时，比较溶液中各种离子浓度的大小关系               ；
（4）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，现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^-4mol/L ，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为       _______________mol/L。
（5）以二甲醚（CH₃OCH₃）、空气、H₂SO₄为原料，铂为电极可构成燃料电池，其工作原理与甲烷燃料电池的原理相似。请写出该电池负极上的电极反应式：         。

卤素单质的性质活泼，卤素的化合物应用广泛，运用化学反应原理研究卤族元素的有关性质具有重要意义。
（1）下列关于氯水的叙述正确的是_______（填写序号）。
A．氯水中存在两种电离平衡                    
B．向氯水中通入SO₂，其漂白性增强
C．向氯水中通入氯气，c( H^＋)/c(ClO^－)减小       
D．加水稀释氯水，溶液中的所有离子浓度均减小
E．加水稀释氯水，水的电离平衡向正反应方向移动
F．向氯水中加少量固体NaOH，可能有c(Na^＋)=c(Cl^－ )+c(ClO^－)
（2）工业上通过氯碱工业生产氯气，其反应的离子方程式为______。
（3）常温下，已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数：

写出84消毒液（主要成分为NaClO）露置在空气中发生反应的有关化学方程式________。若将84消毒液与洁厕剂（含有浓盐酸）混合使用可能会导致中毒，请用离子方程式解释有关原因___________。
（4）碘钨灯具有比白炽灯寿命长且环保节能的；特点。一定温度下，灯泡内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应： 。为模拟上述反应，准确称取0. 508g碘、0.736g金属钨置于50. 0mL的密闭容器中，加热使其反应。如图是 WI₂(g)的物质的量随时间变化关系图象，其中曲线I（0～t₂时间段）的反应温度为T₁，曲线II(从t₂开始)的反应温度为T₂，且T₂>T₁。则

①该反应的△H_______0（填“>。、=或“<”）
②从反应开始到t₁时间内的平均反应速率v(I₂)=_________。
③下列说法中不正确的是_________（填序号），
A．利用该反应原理可以提纯钨
B．该反应的平衡常数表达式是K=
C．灯丝附近温度越高，灯丝附近区域WI₂越易变为W而重新沉积到灯丝上
（5）25℃时，向5mL含有KCI和KI浓度均为0.1mol/L的混合液中，滴加6mL0．1mol/L的AgNO₃溶液，先生成的沉淀是_________，溶液中离子浓度由大到小的顺序是_______ [不考虑H^＋和OH^－。25℃时]。

某地煤矸石经预处理后含SiO₂（63%）、Al₂O₃（25%）、Fe₂O₃（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：

（1）“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为_____________、_________________。
（2）“酸浸”时铝浸出率的影响因素可能有_____________、___________。（写出两个）
（3）物质X的化学式为___________。“碱溶”时反应的离子方程式为____________。
（4）已知Fe³⁺开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al³⁺开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4。为了获得产品Al（OH） ₃，从煤矸石的盐酸浸取液开始，若只用CaCO₃一种试剂，后续操作过程是____________________。
（5）以煤矸石为原料还可以开发其他产品，例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向AlCl₃溶液中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl₃·6H₂O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：_______________________。

硝酸铈铵[（NH₄）₂Ce（NO₃）₆]广泛应用于电子、催化工业，其合成路线如下：

（1）已知（NH₄）₂Ce（NO₃）₆受热易分解，某科研小组认为反应原理如下，请补充完整：（NH₄）₂Ce（NO₃）₆CeO₂·8OH + 8_____↑；CeO₂·8OHCeO₂+ 4H₂O↑+2O₂↑。
在空气中加热（NH₄）₂Ce（NO₃）₆，除固体颜色有变化外，还可观察到的现象是_________。
（2）步骤Ⅰ中，将Ce（NO₃）₃·6H₂O配成溶液，保持pH到4~5，缓慢加入H₂O₂溶液搅拌混合均匀，再加入氨水调节溶液pH，得到Ce（OH）₄沉淀。该过程中参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为___________。
（3）298K时，K_sp[Ce（OH）₄]＝1×10^—29。Ce（OH）₄的溶度积表达式为K_sp＝___________。
为了使溶液中Ce^4＋沉淀完全，即残留在溶液中的c（Ce⁴⁺）小于1×10^—5mol·L^－1，需调节pH为______以上。
（4）为了研究步骤Ⅲ的工艺条件，科研小组测定了（NH₄）₂Ce（NO₃）₆在不同温度、不同浓度硝酸中的溶解度，结果如图。从图中可得出三条主要规律：

① （NH₄）₂Ce（NO₃）₆在硝酸中的溶解度随温度升高而增大；
② _____________________________________________；
③ _____________________________________________。

随着大气污染的日趋严重,“节能减排”,减少全球温室气体排放,研究NO_x、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)如图是在101 kPa、298 K条件下1 mol NO₂和1 mol CO反应生成1 mol CO₂和1 mol NO过程中能量变化示意图。

已知:N₂(g)+O₂(g)2NO(g)　ΔH="+179.5" kJ/mol
2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)　ΔH="-112.3" kJ/mol
则在298 K时,反应:2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g)的ΔH=　　　。 

(2)将0.20 mol NO₂和0.10 mol CO 充入一个容积恒定为1 L的密闭容器中发生反应,在不同条件下,反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。
①下列说法正确的是　　　　(填序号)。 
a.容器内的压强不发生变化说明该反应达到平衡
b.当向容器中再充入0.20 mol NO时,平衡向正反应方向移动,K值增大
c.升高温度后,K值减小,NO₂的转化率减小
d.向该容器内充入He气,反应物的体积减小,浓度增大,所以反应速率增大
②计算产物NO₂在0～2 min时平均反应速率v(NO₂)=　　　　mol/(L·min)。 
③第4 min时改变的反应条件为　　　　(填“升温”或“降温”)。 
④计算反应在第6 min时的平衡常数K=　　　　。若保持温度不变,此时再向容器中充入CO、NO各0.060 mol,平衡将　　　　移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。 

(3)有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO₂转化为重要的化工原料。其负极的反应式为                                                          ，当有0.25 mol SO₂被吸收,则通过质子(H⁺)交换膜的H⁺的物质的量为　　　　 。
(4)CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应,CaCO₃是一种难溶物质,其K_sp=2.8×10^-9。现将2×10^-4 mol/L的Na₂CO₃溶液与一定浓度的CaCl₂溶液等体积混合生成沉淀,计算应加入CaCl₂溶液的最小浓度为　　　　。

能源的开发利用与人类社会的可持续发展息息相关。
Ⅰ.已知：Fe₂O₃（s）＋3C（s）=2Fe（s）＋3CO（g）
ΔH₁＝a kJ·mol^－1
CO（g）＋O₂（g）=CO₂（g）　    ΔH₂＝b kJ·mol^－1
4Fe（s）＋3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）　 ΔH₃＝c kJ·mol^－1
则C的燃烧热ΔH＝________kJ·mol^－1。
Ⅱ.（1）依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________（填序号）。
A．C（s）＋CO₂（g）=2CO（g）
B．NaOH（aq）＋HCl（aq）=NaCl（aq）＋H₂O（l）
C．2H₂O（l）=2H₂（g）＋O₂（g）
D．2CO（g）＋O₂（g）=2CO₂（g）
若以熔融的K₂CO₃与CO₂为反应的环境，依据所选反应设计成一个原电池，请写出该原电池的负极反应：_____________________________________。
（2）某实验小组模拟工业合成氨反应N₂（g）＋3H₂（g）2NH₃（g）　ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1，开始他们将N₂和H₂混合气体20 mol（体积比1∶1）充入5 L合成塔中，反应前压强为P₀，反应过程中压强用P表示，反应过程中与时间t的关系如图所示。

请回答下列问题：
①反应达平衡的标志是__________________________（填字母代号，下同）。
A．压强保持不变
B．气体密度保持不变
C．NH₃的生成速率是N₂的生成速率的2倍
②0～2 min内，以c（N₂）变化表示的平均反应速率为________________。
③欲提高N₂的转化率，可采取的措施有_____________________________。
A．向体系中按体积比1∶1再充入N₂和H₂
B．分离出NH₃
C．升高温度
D．充入氦气使压强增大
E．加入一定量的N₂
（3）25℃时，BaCO₃和BaSO₄的溶度积常数分别是8×10^－9和1×10^－10，某含有BaCO₃沉淀的悬浊液中，c（CO₃^2-）＝0.2 mol·L^－1，如果加入等体积的Na₂SO₄溶液，若要产生BaSO₄沉淀，加入Na₂SO₄溶液的物质的量浓度最小是________mol·L^－1。

工业上利用含有一定浓度的I₂和CuSO₄溶液的工业废水制备饲料添加剂Ca(IO₃)₂,其生产流程如下：

已知：Ca(IO₃)₂微溶于水,溶于硝酸；Ksp(CuI)=1.1×10^-12, Ksp(Cu₂S)=2.5×10^-48；
氧化性: HNO₃＞IO₃^—＞H₂O₂ 
（1）“还原”过程中主要反应的化学方程式为：2Na₂S₂O₃＋I₂ =       ＋ 2NaI。 
（2）在还原过程还伴随有CuI生成，写出加入Na₂S的离子反应方程式                          。
（3）在氧化过程中先加入H₂O₂再加入浓硝酸，而不直接加入浓硝酸的目的是                     。
（4）加入的石灰乳在溶液中反应而得到Ca(IO₃)₂，则要调节pH至     （填“酸性” 或“中性”或“碱性”），原因是                                                              。
（5）Ca(IO₃)₂也可用电化学氧化法制取：先充分电解KI溶液，然后在电解后的溶液中加入CaCl₂，最后过滤得到Ca(IO₃)₂。写出电解时阳极发生的电极反应方程式                           ,用该方法制取Ca(IO₃)₂，每1kg碘化钾理论上可生产纯度为97.8%Ca(IO₃)₂的质量为              ____kg（计算结果保留3位有效数字）。 

工业上用含锌物料(含FeO、CuO等杂质)可制得活性ZnO，流程如下：

(1)上述流程中，浸出用的是60%H₂SO₄(1.5 g·cm^－3)，配制这种H₂SO₄ 100 mL需要18.4 mol·L^－1的浓H₂SO₄________ mL(保留一位小数)。
(2)加入氧化剂H₂O₂后，有Fe(OH)₃沉淀出现，没有Cu(OH)₂沉淀出现，若溶液中c(Fe^3＋)＝2.6×10^－18 mol·L^－1，则溶液中c(Cu^2＋)的取值范围是________mol·L^－1。(已知K_sp[Fe(OH)₃]＝2.6×10^－39，
K_sp[Cu(OH)₂]＝2.2×10^－20)
(3)加入NH₄HCO₃后生成的沉淀是形态均为Zn_a(OH)_b(CO₃)_c(a、b、c为正整数)的两种碱式碳酸锌A和B的混合物，A中a＝5、b＝6，则生成碱式碳酸锌A的化学方程式为_______________________________________________。
(4)取洗涤、烘干后的碱式碳酸锌A和B的混合物49.70 g，其物质的量为0.10 mol，高温焙烧完全分解得到37.26 g ZnO、3.584 L CO₂(标准状况下)和水，通过计算求出碱式碳酸锌B的化学式。