高中化学探究沉淀溶解填空题

[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）

制备锌印刷电路板是用稀硝酸腐蚀锌板，产生的废液称“烂板液”。“烂板液”中含硝酸锌外，还含有自来水带入的Cl^—和Fe³⁺。在实验室里，用“烂板液”制取ZnSO₄·7H₂O的过程如下：

（1）若稀硝酸腐蚀锌板时还原产物为N₂O，氧化剂与还原剂的物质的量之比是       。
（2）若步骤①的pH>12，则Zn(OH)₂溶解生成四羟基合锌酸钠。写出Zn(OH)₂被溶解的离子方程式                                                。
（3）滤液D中除了含有OH^—离子外，还含有的阴离子有             （填离子符号）。
（4）若滤液E的pH=4，c(Zn²⁺)=2mol·L^-1，c(Fe³⁺)=2.6×l0^-9mol·L^-1，能求得的溶度积是       （填选项）。
A.Ksp[Zn(OH)₂]    B.Ksp[Zn(OH)₂]和Ksp[Fe(OH)₃]    C.Ksp[Fe(OH)₃]
（5）步骤③要控制pH在一定范围。实验室用pH试纸测定溶液pH的方法是：                  　　 。
（6）已知：①Fe(OH)₃(s)Fe³⁺(aq)+3OH^-(aq) ； ΔH=" a" kJ•mol^-1
②H₂O(l)  H⁺(aq)+OH^-(aq) ；ΔH=" b" kJ•mol^-1
请写出Fe³⁺发生水解反应的热化学方程式：                             。
若①的溶度积常数为K_SP，②的离子积常数为K_W，Fe³⁺发生水解反应的平衡常数：
K=                 。（用含K_SP、K_W的代数式表示）

蛇纹石可用于生产氢氧化镁，简要工程如下：
Ⅰ.制取粗硫酸镁：用酸液浸泡蛇纹石矿粉，过滤，并在常温常压下结晶，制得粗硫酸镁（其中常含有少量Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺等杂质离子）
Ⅱ.提纯粗硫酸镁，将粗硫酸镁在酸性条件下溶解，加入适量的0.1mol/LH₂O₂溶液，再调节溶液pH至7~8，并分离提纯。
Ⅲ.制取氢氧化镁，向步骤II所得溶液中加入过量氨水。
已知：金属离子氢氧化物沉淀所需pH

	Fe^3+	Al^3+	Fe^2+	Mg^2+
开始沉淀时	1.5	3.3	6.5	9.4
沉淀完全时	3.7	5.2	9.7	12.4

请回答：
（1）步骤II中加入适量的0.1mol/LH₂O₂溶液的目的是                   ；可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是      （填字母序号）
A.MgO          B.Na₂CO₃      C．蒸馏水         D.NaOH ．
（2）工业上常以Mg²⁺的转化率为考查指标，确定步骤III制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件。
其中，反应温度与Mg²⁺转化率的关系如图所示。
①步骤III中制备氢氧化镁反应的离子方程式为                 。根据图中所示50℃前温度与Mg²⁺转化率之间的关系，可判断此反应是         （填“吸热”或“放热”反应）

②图中，温度升高至50℃以上Mg²⁺转化率下降的可能原因是                            。

碱式碳酸铜是一种用途广泛的化工原料。工业上可用酸性刻蚀废液（主要成分有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、H ⁺、Cl^-）制备，其制备过程如下：

Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺生成沉淀的pH如下：

物质	Cu(OH)2	Fe (OH)2	Fe (OH)3
开始沉淀pH	4.2	5.8	1.2
完全沉淀pH	6.7	8.3	3.2

 
（1）氯酸钠的作用是            ；滤渣的主要成分是              （写化学式）。
（2）调节反应A后溶液的pH范围应为     。可以选择的试剂是     （填序号）。
a．氨水    b．稀硫酸    c．氢氧化钠    d．碳酸铜
（3）反应B的温度如过高，则所得蓝绿色产品中可能会出现的杂质是   。（写化学式）
（4）过滤得到的产品洗涤时，如何判断产品已经洗净？                    。
（5）将Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuCl₂溶液中得到沉淀。
① 若沉淀只有CuCO₃，则相应的离子方程式为                    。
② 若沉淀只有Cu(OH)₂，用相应的离子方程式表示其过程                 。
③ 若生成Cu(OH)₂和CuCO₃的混合物（即碱式盐）。则说明                。
（6）碱式碳酸铜组成可表示为：aCuCO₃•bCu(OH)₂•cH₂O，现通过下列方案测定其组成。步骤如下：
① 称量样品；② 高温分解；③ 测出CO₂的质量；④ 测出水蒸汽的质量；⑤ 称量CuO。
请对上述测定方案作出评价。                                           。

选考【化学——选修2化学与技术】水处理技术在生产、生活中应用广泛，对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。
（1）水的净化和软化的区别是________。
（2）①生活用水必须保证安全，自来水厂需要对取自江河湖泊中的淡水进行杀菌消毒、混凝沉淀、过滤等工艺处理，这三项处理的正确顺序是_________。
②下列试剂能够用来对自来水进行杀菌消毒，且不会造成二次污染的是_______填字母）。
a．福尔马杯       b．漂白粉        c．氯气         d．臭氧
（3）Na₂FeO₄是一种新型水处理剂，工业上可用FeSO₄制备Na₂FeO₄其工艺流程如下：

①工业上常用硫酸亚铁作混凝剂除去天然水中含有的悬浮物和胶体，为了达到更好的效果，要将待处理水的pH调到9左右，再加人绿矾。请解释这一做法的原因：________________________。（用必要的离子方程式和文字描述）。
②写出由Fe（OH）₃制取Na₂FeO₄的化学方程式：____________。
（4）石灰纯碱法是常用的硬水软化方法，已知25℃时K_sp（CaCO₃）=2．8×10^-9，现将等体积的Ca（OH）₂溶液与Na₂CO₃溶液混合（假设溶液体积具有加和性），若Na₂CO₃溶液的浓度为5．6×10^-5mol/L，则生成沉淀所需Ca（OH）₂溶液的最小浓度为____________。

高纯度氧化铝有广泛的用途，某研究小组研究用以下流程制取高纯度氧化铝：

根据上述流程图填空：
（1）“除杂”操作是加入过氧化氢后，用氨水调节溶液的pH约为8.0，以除去硫酸铵溶液中的少量Fe²⁺。请写出在除去Fe²⁺离子的过程中，发生的主要反应的离子方程式                            。
（2）通常条件下K_sp〔Fe(OH)₃〕＝4.0×10^—38，除杂后溶液中c(Fe³⁺)约为             。
（3）配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化，酸化的目的是                          。
（4）“结晶”这步操作中，母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层晶体即停止加热，然后冷却结晶，得到铵明矾晶体（含结晶水）。母液不能蒸干的原因是            。
（5）“分离”操作的名称是               （填字母代号）。
A．蒸馏            B．分液            C．过滤
（6）铵明矾晶体的化学式为NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O，在0.1mol/L铵明矾的水溶液中，离子浓度最大的离子是          ，离子浓度最小的离子是            。

碱式硫酸铁[Fe(OH)SO₄]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3
开始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

回答下列问题：
（1）加入少量NaHCO₃的目的是调节pH在                  范围内，使溶液中的       沉淀(写离子符号)。
（2）反应Ⅱ中加入NaNO₂的目的是                               ，发生反应的离子方程式为                                                            。
（3）在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O₂以减少NaNO₂的用量，若参与反应的O₂有11.2 L（标准状况），则相当于节约NaNO₂的物质的量为           。
（4）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)²⁺离子，Fe(OH)²⁺可部分水解生成Fe₂(OH)₄²⁺ 聚合离子，该水解反应的离子方程式为                                                         。
（5）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe²⁺及NO₃^－。为检验所得产品中是否含有Fe²⁺，应使用的试剂为        。
A．氯水            B．KSCN溶液      C．NaOH溶液      D．酸性KMnO₄溶液

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”）。

（10分 ）工业上用某矿渣（含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取铜的操作流程如下:

已知： Cu₂O + 2H⁺ =" Cu" + Cu²⁺ + H₂O

沉淀物	Cu(OH)2	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2
开始沉淀pH	5.4	4.0	1.1	5.8
沉淀完全pH	6.7	5.2	3.2	8.8

（1）反应I中如果Cu₂O与Fe₂O₃之间恰好发生氧化还原反应,则反应的化学方程式为：___________________________________________________________________________
（2）用NaClO调pH=x是此工艺流程中的最佳选择。
①选择NaClO的理由是：____________________________________________________
②生成沉淀B的同时生成一种具有漂白作用的物质，写出该反应的离子方程式为：
_________________________________________________________________________
（3）如果某次测定pH=y的操作失误，将适量NaOH溶液滴加到0.02mol·L^-1CuSO₄溶液中，致使溶液中Cu²⁺浓度降至原来的百分之一，则溶液的pH为  ____。（已知常温下，Cu(OH)₂的溶度积常数Ksp=2×10^-20）
（4）电解初期阳极的电极反应式为________________________________

难溶性杂卤石(K₂SO₄·MgSO₄·2CaSO₄·2H₂O)属于“呆矿”，在水中存在如下溶解平衡：
K₂SO₄·MgSO₄·2CaSO₄·2H₂O(s)2Ca^2＋＋2K^＋＋Mg^2＋＋4SO₄^2-＋2H₂O。为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)₂溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：

（1）滤渣主要成分有________和CaSO₄以及未溶杂卤石。
（2）用化学平衡移动原理解释Ca(OH)₂溶液能溶解杂卤石浸出K^＋的原因：
                                                                                     。
（3）“除杂”环节中，先加入            溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入        溶液调滤液pH至中性。
（4）不同温度下，K^＋的浸出浓度与溶浸时间的关系见右图。由图可得，随着温度升高，
①                                     ，
②                                      ，

③溶浸出的K^＋的平衡浓度增大。
（5）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO₄(s)＋CO₃^2-CaCO₃(s)＋SO₄^2-。已知298 K时，K_sp(CaCO₃)＝2.80×10^－9，K_sp(CaSO₄)＝4.90×10^－5，计算此温度下该反应的平衡常数，K＝                                  。

（1）分别用等体积的蒸馏水和0.01mol/L硫酸洗涤BaSO₄沉淀，用水洗涤造成BaSO₄的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量。原因是                         
(请结合平衡移动原理，用相关的化学用语及文字表述回答。)
（2）Cr(OH)₃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，要使c(Cr^3＋)降至10^－5 mol/L时，溶液的pH应调至               
（3）实验证明，多元弱酸的分步电离一步比一步困难。原因是                         
(提示：可以从粒子的电荷情况和电离平衡的移动两方面加以考虑)
（4）在25℃下，将a mol·L^-1的氨水与0.01 mol·L^-1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH₄^＋)=c(Cl^－)，则溶液是        (填“酸”、“碱”或“中”)性；用含a的代数式表示NH₃·H₂O的电离常数K_b=