高中化学探究沉淀溶解填空题

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。

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           

工业上通常用下列方法治理含氮化合物的污染。
（1）用稀土等催化剂能将汽车尾气中的CO、NO_x、碳氢化合物转化成无毒物质，从而减少汽车尾气污染。已知：
①N₂(g)+ O₂(g)＝2NO(g)   △H＝＋180.5 kJ/mol ②2C(s)+ O₂(g)＝2CO(g)     △H＝—221.0 kJ/mol
③C(s)+ O₂(g)＝CO₂(g)       △H＝—393. 5 kJ/mol
写出NO(g)与CO(g)催化转化成N₂(g)和CO₂(g)的热化学方程式                  。
（2）用NH₃还原NO_x生成N₂和H₂O。现有NO、NO₂的混合气3 L，可用同温同压下3.5 L的NH₃恰好使其完全转化为N₂，则原混合气体中NO和NO₂的物质的量之比为           。
（3）电化学降解治理水中硝酸盐污染。在酸性条件下，电化学降解NO的原理如图1，A为电源的    极，阴极反应式为                                。

（4）通过控制溶液的pH对工业废水中的金属离子进行分离。图2是某些金属氢氧化物在不同浓度和pH时的沉淀——溶解图像，图中直线上的点表示平衡状态。当溶液中的离子浓度小于1×10^-5 mol·L^-1时，认为该离子沉淀完全。
①Fe (OH)₃、Al(OH)₃、Cr(OH)₃三种物质的溶度积常数最大的是               ，
图中A、B、C三点中表示Fe(OH)₃的沉淀速率大于溶解速率的是              。
②由图可得Fe(OH)₂的溶度积的值为           。

工业废水随意排放会造成严重污染，根据成分不同可采用不同的处理方法。
（1）电池生产工业废水中常含有Cu²⁺等重金属离子，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去。已知室温下Ksp(FeS)＝6.3×10^－18mol²·L^－2，Ksp(CuS)＝1.3×10^－36mol²·L^－2。
①请用离子方程式说明上述除杂的原理______________________。
②FeS高温煅烧产生的SO₂气体通入下列溶液中，能够产生沉淀的是_________（填序号）
A．Ba(NO₃)₂  B．BaCl₂
C．Ba(OH)₂ D．溶有NH₃的BaCl₂溶液
③已知元素在高价态时常表现氧化性，若在酸性CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀，则生成CuCl的离子方程式是___________。
（2）电解法处理酸性含铬废水（主要含有Cr₂O₇^2-）时，在废水中加入适量NaCl，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在如下反应Cr₂O₇²+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，最后Cr³⁺ 以Cr(OH)₃形式除去，下列说法不正确的是______（填序号）
A．阳极反应为Fe-2e^-═Fe²⁺
B．电解过程中溶液pH减小
C．过程中有Fe（OH）₃沉淀生成
D．电路中每转移12 mol电子，最多有2mol Cr₂O₇^2-被还原
（3）废氨水可以转化成氨，氨再设计成碱性燃料电池。右图是该燃料电池示意图，产生的X气体可直接排放到大气中，a电极作_________极（填“正”“负”“阴”或“阳”），其电极反应式为___________。

重铬酸盐广泛用作氧化剂、皮革制作等。以铬矿石（主要成分是Cr₂O₃，含FeO、Al₂O₃、 SiO₂等杂质)为原料制取重铬酸钠的流程如下：

请回答下列问题：
（1）写出Cr₂O₃在高温焙烧时反应的化学方程式______________________
（2）写出硫酸酸化使Na_-2CrO₄转化为Na₂Cr₂O₇的离子方程式 ______________。
（3）某工厂采用石墨电极电解Na₂CrO₄溶液，实 现了 Na₂CrO₄到   Na₂Cr₂O₇的转化，其原理如图所示。

①钠离子交换膜的一种材料是聚丙烯酸钠()，聚丙烯酸钠单体的结构简式是________；
②写出阳极的电极反应式__________
（4） Na₂Cr₂O₇可用于测定废水的化学耗氧量（即COD，指每升水样中还原性物质被氧化 所需要O₂的质量）。现有某水样100．00 mL，酸化后加入C1 mol/L的Na₂Cr₂O₇溶液 V1 mL，使水中的还原性物质完全被氧化（Cr₂O₇^2-还原为Cr³⁺）；再用C2mol/L的FeSO4溶液滴定剩 余的Cr₂O₇^2-，结果消耗FeSO₄溶液V2 mL。
①该水样的COD为______________mg/L；
②假设上述反应后所得溶液中Fe³⁺和Cr³⁺的物质的量浓度均为0．1 mol/L，要使Fe^{3 +}沉 淀完全而Cr³⁺还未开始沉淀．则需调节溶液pH的范围是 _______．
(可能用到的数据：K_SPFe(OH)₃=4．0×10^-38, K_SPCr(OH)₃=6．0×10^-31，

铜是一种与人类关系非常密切的有色金属。常温下，Cu²⁺在溶液中稳定，Cu⁺在酸性条件下易发生歧化反应：2Cu⁺=Cu²⁺+Cu；大多数+1价铜的化合物是难溶物，如：Cu₂0、Cul、CuCl、CuH 等。
（1）在CuCl₂溶液中逐滴加入过量KI溶液，可能发生的反应有：
2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓（白色）+I₂; 2Cu²⁺+4I^-+2Cl^-=CuCl↓（白色）+I₂
已知：常温下Ksp(CuCl)=1.20×10^-6(mol/L)²; Ksp(CuI)=5.06×10^-12(mol/L)²。由此推断上述反应生成主要沉淀物的化学式是______。
（2）向CuH中加入过量稀HC1，有气体生成，该反应的离子方程式为______。
（3）将冰铜（由Cu₂S和FeS熔合成含Cu 18%—20%的一种物质）加入熔剂，在髙温下吹入空气，冰铜中的Cu₂S被氧化为Cu₂O，生成的Cu₂O与Cu₂S反应生成粗铜。上述两个反应的化学方程式分别是______、______。
（4）常温下，向0.20 mol • L^-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液，生成浅蓝色氢氧化铜沉淀，当溶液的pH = 6时，c(Cu²⁺)=______mol.L^‑1。[已知：Ksp(CuI)=2.2×10^-20(mol/L)³]
（5）将0.80 gCuSO₄ • 5H₂O样品加热分解，其脱水过程中固体质量随温度的变化如下图所示。

请确定110°C时固体物质的化学式____________。（要求写出推断过程）

（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______________________________________。

某碳素钢锅炉内水垢的主要成分是碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁、铁锈、二氧化硅等。水垢会形成安全隐患，需及时清洗除去。清洗流程如下：
Ⅰ．加入NaOH和Na₂CO₃混合液，加热，浸泡数小时；
Ⅱ．放出洗涤废液，清水冲洗锅炉，加入稀盐酸和少量NaF溶液，浸泡；
Ⅲ．向洗液中加入Na₂SO₃溶液；
Ⅳ．清洗达标，用NaNO₂溶液钝化锅炉。
（1）用NaOH溶解二氧化硅的化学方程式是                                   。
（2）已知：20℃时溶解度/g

CaCO3	CaSO4	Mg(OH)2	MgCO3
1.4×10^-3	2.55×10^-2	9×10^-4	1.1×10^-2

根据数据，结合化学平衡原理解释清洗CaSO₄的过程                              。
（3）在步骤Ⅱ中：
① 被除掉的水垢除铁锈外，还有                                           。
② 清洗过程中，溶解的铁锈会加速锅炉腐蚀，用离子方程式解释其原因                  。
（4）步骤Ⅲ中，加入Na₂SO₃的目的是                                            。
（5）步骤Ⅳ中，钝化后的锅炉表面会覆盖一层致密的Fe₂O₃保护膜。
① 完成并配平其反应的离子方程式：

②下面检测钝化效果的方法合理的是       。
a．在炉面上滴加浓H₂SO₄，观察溶液出现棕黄色的时间
b．在炉面上滴加酸性CuSO₄溶液，观察蓝色消失的时间
c．在炉面上滴加酸性K₃[Fe(CN)₆]溶液，观察出现蓝色沉淀的时间
d．在炉面上滴加浓HNO₃，观察出现红棕色气体的时间

亚硝酸（HNO₂）是一种与醋酸酸性相当的弱酸，很不稳定，通常在室温下立即分解。
（1）在酸性条件下，当NaNO₂与KI按物质的量1：1恰好完全反应，且I^－被氧化为I₂时，产物中含氮的物质为__________（填化学式）。
（2）要得到稳定的HNO₂溶液，可以往冷冻的浓NaNO₂溶液中加入或通入某种物质，下列物质不适合使用是_________（填序号）。

A．稀硫酸

B．二氧化碳

C．二氧化硫

D．磷酸

（3）工业废水中的NO₂^－可用铝粉除去．已知此反应体系中包含Al、NaAlO₂、NaNO₂、NaOH、NH₃、H₂O六种物质．将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数填入下列横线上：_________________________  +  _________________________
上述反应后废水的pH值将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）向20mL 0.01mol·L^－1的NaNO₂溶液中加入10mL 0.01 mol·L^－1的AgNO₃溶液，一段时间后，溶液中的c(Ag⁺)=________________________________。（已知：K_SP（AgNO₂）=2×10^－8 mol²·L^－2）

孔雀石主要含Cu₂(OH)₂CO₃，还含少量铁的化合物和硅的化合物。以孔雀石为原料可制备CuCl₂·3H₂O及纯碱，流程如下图。

且知：溶液A只含Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺三种金属离子，且三种离子沉淀的pH如下表所示。回答下列问题：

金属离子	Fe^3+	Fe^2+	Cu^2+
PH	氢氧化物开始沉淀	1.9	7.0	4.7
氢氧化物完全沉淀	3.2	9.0	6.7

（1）孔雀石研磨的目的是                                                             。
（2）孔雀石的主要成分与足量稀硫酸反应的化学方程式为                                 。
（3）使用上图中“试剂1”的目的是将溶液中的Fe²⁺转化为Fe³⁺，试剂B宜选用    （填选项序号）。
A．酸性KMnO₄溶液        B．双氧水        C．浓硝酸          D．氯水
（4）加入CuO作用是调节溶液pH，使Fe³⁺转化为沉淀予以分离。则pH的范围为                。
（5）气体E、F与饱和食盐水作用生成H和G时，E和F应按一定先后顺序通入饱和食盐水中，其中，应先通入气体是                 （填代号及对应物质的化学式）。
（6）由溶液C获得CuCl₂·3H₂O，需要经过          、          、过滤等操作。
（7）已知：常温下Cu(OH)₂的Ksp=2×10^－20。计算Cu²⁺+2H₂OCu(OH)₂+2H⁺反应平衡常数        。

铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。
（1）铜可采用如下方法制备：
火法炼铜：Cu₂S+O₂ 2Cu+SO₂
湿法炼铜：CuSO₄+Fe  FeSO₄+Cu
上述两种方法中，铜元素均被_____  _____ (填“氧化”还是“还原”)成铜单质。
（2）印刷电路板上使用的铜需要回收利用。
用FeCl₃溶液浸泡印刷电路板制备CuCl₂·2H₂O，实验室模拟回收过程如下：

①步骤1中反应的离子方程式是______  _________。
②步骤2所加的氧化剂最适宜的是____________  ________。
A．HNO₃       B．H₂O₂       C．KMnO₄
③步骤3的目的是使溶液的pH升高到5，此时Fe³⁺浓度为____  ______
[K_sp(Fe(OH)₃)=4×10^-38]，可选用的“试剂1”是____  ______(写出一种即可)。
④蒸发浓缩CuCl₂溶液时，要滴加浓盐酸，目的是__________  _____________ (用化学方程式并结合简要的文字说明)，再经冷却、结晶、过滤，得到CuCl₂·2H₂O。
（3）欲实现反应Cu+H₂SO₄(aq)＝CuSO₄+H₂↑，在你认为能实现该转化的装置中的括号内，标出电极材料(填
“Cu”或“C”)。并写出电极反应式。                         
                   。

 

锆（Zr）是一种重要的稀有元素。
（1）由锆英石（ZrSiO₄）可制取ZrOC1₂-8H₂O
①用碳熔炼锆英石制碳化锆的化学方程式为：ZrSiO₄＋3CZrC＋SiO₂＋2CO↑，该反应中氧化剂与还原剂的质量比为         。
②用烧碱熔ZrC制取Na₂ZrO₃，完成该反应的化学方程式：
□ZrC+□NaOH+□       □Na₂ZrO₃+□CO₂+□H₂O
③碱熔料用盐酸浸出可得ZrOC1₂溶液。通过蒸发结晶从该溶液中获得ZrOC1₂-8H₂O，还需用浓盐酸控制酸度，原因是                   。
（2）ZrOC1₂-8H₂O具有多方面的用途。用ZrOC1₂-8H₂O和YC1₃制备Y₂O₃－－ZrO₂复合粉体的流程如下：

①共沉淀时，生成Zr(OH)₄的化学方程式为         。
②当共沉淀恰好完全时，溶液中c(Zr^4＋)=         。
（已知K_sp[Zr(OH)₄]=6.4×10^—49，K_sp[Y(OH)₃]=8.0×10^—23；溶液中离子浓度为1×10^－5mol•L^－1时，可认为沉淀完全）
③将制得的一种复合粉体溶于水后，测得其微粒的平均直径为30 nm，该分散系属于         。

I.氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料，回答下列问题：
（1）氨的水溶液显弱碱性，其原因为          （用离子方程式表示），0．1 mol·L^-1的氨水中加入少量的NH₄Cl固体，溶液的PH          （填“升高”或“降低”）；若加入少量的明矾，溶液中的NH₄⁺的浓度          （填“增大”或“减小”）。
（2）硝酸铵加热分解可得到N₂O和H₂O，250℃时，硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡，该分解反应的化学方程式为         ，平衡常数表达式为           ；
Ⅱ.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]

FeCl₃具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl₃高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：
（1）FeCl₃净水的原理是                     （用必要的文字和离子方程式说明）。FeCl₃溶液腐蚀钢铁设备，除H^＋作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示）                       。
（2）为节约成本，工业上用NaClO₃氧化酸性FeCl₂废液得到FeCl₃。
①若酸性FeCl₂废液中c(Fe^2＋)=2.0×10^-2mol·L^-1，c(Fe^3＋)=1.0×10^-3mol·L^-1，c(Cl^—)=5.3×10^-2mol·L^-1，则该溶液的pH约为                            。
②完成NaClO₃氧化FeCl₂的离子方程式： ClO₃^－+ Fe^2＋+       = Cl^－+  Fe^3＋+       .

（普通班）(15分)已知常温下，AgBr的Ksp=4.9×10^-13，AgI的Ksp=8.3×10^-17．
（1）AgBr固体在水中达到溶解平衡，写出其表达式         ；此时溶液中c（Ag⁺）=       mol/L；
（2）现向AgBr的悬浊液中：①加入AgNO₃固体，则c（Br ^-）      （填“变大”、“变小”或“不变”，下同）；②若改加更多的AgBr固体，则c（Ag⁺）        ；
③若改加更多的KI固体，则c（Ag⁺）       ，c（Br ^-）         。
（3）有关难溶盐的溶度积及溶解度有以下叙述，其中正确的是（      ）

A．将难溶电解质放入纯水中，溶解达到平衡时，电解质离子的浓度的乘积就是该物质的溶度积

B．两种难溶盐电解质，其中Ksp小的溶解度也一定小

C．难溶盐电解质的Ksp与温度有关

D．向AgCl的悬浊液中加入适量的水，使AgCl再次达到溶解平衡，AgCl的Ksp不变，其溶解度也不变