高中化学探究沉淀溶解填空题

硫的化合物在科研、生活及化学工业中具有重要的应用。
（1）在废水处理领域中，H₂S或Na₂S能使某些金属离子生成极难溶的硫化物而除去。25℃，在0.10 mol•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-)关系如下表（忽略溶液体积的变化、H₂S的挥发）。

pH	3	5	7	9	11
c(S^2-)/ mol•L^-1	1.4×10^-15	1.4×10^-11	6.8×10^-8	1.3×10^-5	1.3×10^-3

某溶液含0.020 mol•L^-1Mn²⁺、0.1 mol•L^-1H₂S，当溶液的pH=5时，Mn²⁺开始沉淀，则MnS的溶度积=________________。
（2）工业上采用高温分解H₂S制取氢气，其反应为2H₂S(g)2H₂(g)+S₂(g) △H₁，在膜反应器中分离出H₂。
①已知：H₂S(g)H₂(g)+S(g) △H₂，2S(g)S₂(g)△H₃。则△H₁=_______（用含△H₂、△H₃的式子表示。
②在密闭容器中，充入0.10molH₂S(g)，发生反应2H₂S(g)2H₂(g)+S₂(g)，控制不同的温度和压强进行实验。结果如图所示。

图中压强p₁、p₂、p₃由大到小的顺序为_______________，理由是_________________。若容器的容积为2.0L，则压强为p₃，温度为950℃时，反应经3h达到平衡，则达到平衡时v(S₂)=__________；若压强p₂=7.2MPa，温度为975℃时，该反应的平衡常数Kp=_____________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数），若保持压强不变，升温到1000℃时，则该反应的平衡常数___________（填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）工业上用惰性电极电解KHSO₄饱和溶液制取H₂O₂，示意图如图所示：

①低温电解饱和KHSO₄溶液时阳极的电极反应式为_________________。
②K₂S₂O₈水解时生成H₂O₂和KHSO₄，该反应的化学方程式为_________________。

（l）常温下，如果取0.1mol•L^﹣1HA溶液与0.1mol•L^﹣1NaOH溶液等体积混合，测得混合液的pH=8．混合液中由水电离出的OH^﹣浓度与0.1mol•L^﹣1NaOH溶液中由水电离出的OH^﹣浓度之比为_________ ．
（2）相同温度下，将足量硫酸钡固体分别放入相同体积的①0.1mol•L^﹣1硫酸铝溶液  ②0.1mol•L^﹣1氯化钡溶液  ③蒸馏水  ④0.1mol•L^﹣1硫酸溶液中，Ba²⁺浓度由大到小的顺序是_________ ．（用序号填写）
（3）常温下，将a mol•L^﹣1的氨水与0.1mol•L^﹣1的盐酸等体积混合，当溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^﹣）时，用含a的代数式表示NH₃•H₂O的电离常数K_b= _________ mol•L^﹣1．

铜合金及铜的氯化物在生产生活中有着广泛的应用。请回答下列问题：
（1）向硫酸铜、氯化钠混合溶液中滴加亚硫酸钠溶液生成CuCl沉淀，实验测得溶液的pH与亚硫酸钠溶液体积的关系曲线如图所示。

①用离子方程式解释亚硫酸钠溶液呈碱性的原因：      。
②用离子方程式解释图像中V＜a时溶液酸性增强的原因：  。    
当V＞a时，随着亚硫酸钠溶液的体积增大，溶液pH增大的原因是            。
（2）已知：K_sp(AgCl)＝8×10^－10，K_sp(CuCl)＝1.2×10^－6。向CuCl 浊液中滴加硝酸银溶液，发生反应CuCl(s)＋Ag^＋(aq)AgCl(s)＋Cu^＋(aq)，该反应平衡常数K＝       。
（3）硫酸铜溶液中含少量硫酸铁，加入氢氧化铜，过滤，除去三价铁离子，写出加入氢氧化铜时发生反应的离子方程式：         。
（4）测定CuCl和CuCl₂混合物中CuCl含量的原理为用氯化铁溶液溶解样品，以邻菲罗啉作指示剂，用Ce(SO₄)₂溶液滴定至终点，滴定反应为Ce^4＋＋Fe^3＋＝Fe^2＋＋Ce^3＋。氯化铁与氯化亚铜反应的离子方程式为         。

(14分) 电池的发明和应用是化学家们对人类社会的重要贡献之一。
Ⅰ．每一次化学电池技术的突破，都带来了电子设备革命性的发展。最近，我国在甲醇燃料电池的相关技术上获得了新突破，原理如下图1所示。
(1)请写出从C口通入O₂发生的电极反应式      。
(2)以石墨做电极电解饱和食盐水，如下图2所示。电解开始后在      的周围（填“阴极”或“阳极”）先出现红色。假设电池的理论效率为80%（电池的理论效率是指电池产生的最大电能与电池反应所释放的全部能量之比），若消耗6.4g甲醇气体，外电路通过的电子个数为       (保留两位有效数字，N_A取6.02×10²³)。

Ⅱ.随着电池使用范围的日益扩大，废旧电池潜在的污染已引起社会各界的广泛关注。
(1)电池生产企业排放的工业废水中常含有Cu²⁺等重金属离子，直接排放会造成污染，目前在工业废水处理过程中，依据沉淀转化的原理，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去这些离子。已知室温下Ksp(FeS)＝6.3×10^－18mol²·L^－2，Ksp(CuS)＝1.3×10^－36mol²·L^－2。请用离子方程式说明上述除杂的原理      。
（2）工业上为了处理含有Cr₂O₇^2－的酸性工业废水，用绿矾（FeSO₄·7H₂O）把废水中的六价铬离子还原成三价铬离子，再加入过量的石灰水，使铬离子转变为Cr(OH)₃沉淀。
①氧化还原过程的离子方程式为      。
②常温下，Cr(OH)₃的溶度积Ksp＝1×10^－32 mol⁴·L^－4，溶液的pH至少为      ，才能使Cr³⁺沉淀完全。
③现用上述方法处理100m³含铬（＋6价）78mg•L^－1的废水，需用绿矾的质量为      kg。（写出主要计算过程）

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

“海底黑烟囱”是海底热泉将地壳深处金属、非金属化合物带出时逐渐沉积形成的烟囱状通道，含有铜、锌、锰、钻、镍等金属的硫化物及金、银、铂等贵金属。“海底黑烟囱”的研究对海底矿产资源的勘探及金属硫化物成矿过程的认识均有极大的推动作用。
（1）“烟囱”周围的水样中发现了中子数是1,质子数是2的核素，该核素符号是     。
（2）“烟囱”内壁含有的结晶黄铁矿（主要成分是FeS₂）在一定条件下发生如下反应：
X的化学式是     ，氧化剂是     。
（3）“烟囱”外壁含有石膏（CaS0₄-2H₂0），在1400 ⁰C时能分解生成CaO,水蒸气和另外两种气体，其中一种气体可使品红溶液褪色。写出1400℃时石膏分解的化学方程式     。
（4）“烟囱”底部存在的难溶物ZnS遇CuSO₄认溶液会慢慢转化为铜蓝(CuS）。根据沉淀溶解平衡理论写出由ZnS转化为CuS的离子方程式         ；
若转化后溶液中，则c(Cu²⁺）=         mol·L^－1〔已知
(5）“烟囱”中含有钻元素，LiCoO₂可用作一种铿离子电池的正极材料。该锉离子电池充电过程中，负极发生的反应为，正极发生之间的转化，写出放电时电池总反应方程式     。

(14分)三氯氧磷（化学式：POCl₃）常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。氯化水解法生产三氯氧磷的流程如下：

（1）氯化水解法生产三氯氧磷的化学方程式为     。
（2）通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量，实验步骤如下：
Ⅰ．取a g产品于锥形瓶中，加入足量NaOH溶液，待完全水解后加稀硝酸至酸性。
Ⅱ．向锥形瓶中加入0．1000 mol·L^－1的AgNO₃溶液40．00 mL，使Cl^－完全沉淀。
Ⅲ．向其中加入2 mL硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖。
Ⅳ．加入指示剂，用c mol·L^－1NH₄SCN溶液滴定过量Ag⁺至终点，记下所用体积。
已知：K_sp(AgCl)=3．2×10^－10，K_sp(AgSCN)=2×10^－12
①滴定选用的指示剂是     （选填字母），滴定终点的现象为     。
a．FeCl₂       b．NH₄Fe(SO₄)₂       c．淀粉       d．甲基橙
②实验过程中加入硝基苯的目的是     ，如无此操作所测Cl元素含量将会   __  （填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（3）氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷（主要为H₃PO₄、H₃PO₃等）废水。在废水中先加入适量漂白粉，再加入生石灰调节pH将磷元素转化为磷酸的钙盐沉淀并回收。
①在沉淀前先加入适量漂白粉的作用是     。
②下图是不同条件对磷的沉淀回收率的影响图像。

处理该厂废水最合适的工艺条件为     （选填字母）。
a．调节pH=9     b．调节pH=10    c．反应时间30 min    d．反应时间120 min
③若处理后的废水中c(PO₄^3－)=4×10^－7 mol·L^－1，溶液中c(Ca²⁺)=     mol·L^－1。（已知K_sp[Ca₃(PO₄)₂]=2×10^－29）

根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题：
（1）已知25 ℃时，K_sp[Mg(OH)₂]＝5.6×10^－12；酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下：

pH	＜8.0	8.0～9.6	＞9.6
颜色	黄色	绿色	蓝色

25 ℃时，在Mg(OH)₂饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为____________。
（2）向50 mL 0.018 mol·L^－1的AgNO₃溶液中加入50 mL 0.020 mol·L^－1的盐酸，生成沉淀。已知该温度下AgCl的K_sp＝1.0×10^－10，忽略溶液的体积变化，请计算：
①完全沉淀后，溶液中c(Ag^＋)＝__________。        ②完全沉淀后，溶液的pH＝__________。
③如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L^－1的盐酸，是否有白色沉淀生成？________________(填“是”或“否”)。
（3）在某温度下，K_sp(FeS)＝6.25×10^－18，该温度下，FeS的溶解度为              (该温度下溶液的密度为1g/mL)

蛇文石矿可以看作是由MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂组成。由蛇文石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下：

（1）蛇文石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Mg²⁺外，还含有的金属离子是            。
（2）进行Ⅰ操作时，控制溶液pH=7～8（有关氢氧化物沉淀的pH见下表）

氢氧化物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Mg（OH）2
开始沉淀pH	2.7	3.3	9.6

Ca（OH）₂不能过量，若Ca（OH）₂过量会导致           溶解、生成        沉淀。
（3）从沉淀混合物A中提取红色氧化物做颜料，先向沉淀物A中加入           （填物质的化学式），然后                              （依次填写实验操作名称）。
（4）物质循环使用可节约能源。上述实验中，可以循环使用的物质是        （填写物质的名称）。
（5）设计一个实验，确定产品a MgCO₃·b Mg（OH）₂·cH₂O中的a、b、c的值。将32.8g产品完全分解后，产生13.2g CO₂和16.0g MgO。由此可知，产品的化学式中a∶b∶c=          。（填最简整数比）

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）。

[化学—选修：化学与技术]三氯氧磷（化学式：POCl₃）常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。氯化水解法生产三氯氧磷的流程如下：

（1）氯化水解法生产三氯氧磷的化学方程式为     。
（2）通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量，实验步骤如下：
Ⅰ．取a g产品于锥形瓶中，加入足量NaOH溶液，待完全水解后加稀硝酸至酸性。
Ⅱ．向锥形瓶中加入0.1000 mol·L^－1的AgNO₃溶液40.00 mL，使Cl^－完全沉淀。
Ⅲ．向其中加入2 mL硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖。
Ⅳ．加入指示剂，用c mol·L^－1NH₄SCN溶液滴定过量Ag⁺至终点，记下所用体积。
已知：K_sp(AgCl)=3.2×10^－10，K_sp(AgSCN)=2×10^－12
①滴定选用的指示剂是     （选填字母），滴定终点的现象为     。
a．NH₄Fe(SO₄)₂     b．FeCl₂        c．甲基橙       d．淀粉②实验过程中加入硝基苯的目的是                                                 ，如无此操作所测Cl元素含量将会     （填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（3）氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷（主要为H₃PO₄、H₃PO₃等）废水。在废水中先加入适量漂白粉，再加入生石灰调节pH将磷元素转化为磷酸的钙盐沉淀并回收。
①在沉淀前先加入适量漂白粉的作用是                                 。
②下图是不同条件对磷的沉淀回收率的影响图像。

处理该厂废水最合适的工艺条件为     （选填字母）。
a．调节pH=9     b．调节pH=10    c．反应时间30 min    d．反应时间120 min
③若处理后的废水中c(PO₄^3－)＝4×10^－7 mol·L^－1，溶液中c(Ca²⁺)＝         mol·L^－1。（已知K_sp[Ca₃(PO₄)₂]=2×10^－29）

(17分)铁及其化合物应用广泛。
（1）三氯化铁是一种水处理剂，工业制备无水三氯化铁固体的部分流程如下图：

①检验副产品中含有X时，选用的试剂是   (填下列各项中序号)。
a．NaOH溶液     b．KSCN溶液     c．酸性KMnO₄溶液       d．铁粉
②在吸收塔中，生成副产品FeCl。的离子方程式为
（2）高铁酸钾(K₂FeO₄)也是一种优良的水处理剂，工业上，可用铁作阳极，电解KOH溶液制备高铁酸钾。电解过程中，阳极的电极反应式为       ；电解一段时间后，若阳极质量减少28 g，则在此过程中，阴极析出的气体在标准状况下的体积为   L。
（3）硫化亚铁常用于工业废水的处理。
①你认为，能否用硫化亚铁处理含Cd²⁺的工业废水?         (填“能”或“否”)。请根据沉淀溶解平衡的原理解释你的观点(用必要的文字和离子方程式说明)：       
(已知：25℃时，溶度积常数Ksp(FeS)=6．3×10^-18、Ksp(CdS)=3．6×10^-29)
②工业上处理含Cd²⁺废水还可以采用加碳酸钠的方法，反应如下：2Cd²⁺+2CO₃^2-+H₂O===Cd₂(OH)₂CO₃+A。则A的化学式为        。

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         。

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。

一水草酸钙（CaC₂O₄·H₂O）可用作分离稀有金属的载体。其制备方法如下：
步骤I：用精制氯化钙稀溶液与草酸溶液共热反应，过滤，将固体溶于热盐酸中。
步骤Ⅱ：加氨水反应得一水草酸钙沉淀，过滤，热水洗涤，在105℃干燥得产品。
（1）写出步骤Ⅱ发生反应的化学方程式           。
（2）已知CaC₂O₄·H₂O的K_sp = 2.34×10^－9，为使步骤Ⅱ溶液中c(C₂O₄^2－)≤1×10^－5 mol·L^－1，c(Ca²⁺)的范围为      。
（3）为研究一水草酸钙的热分解性质，进行如下实验：准确称取36.50g样品加热，样品的固体残留率（）随温度的变化如下图所示。

①300℃时残留固体的成分为   ，900℃时残留固体的成分为  。
②通过计算求出500℃时固体的成分及质量。（写出计算过程）