优题课 - 聚名师,上好课(www.youtike.com)
  首页 / 试题库 / 高中化学试题 / 探究沉淀溶解 / 填空题
高中化学

平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质)。某课题小组以此粉末为原料,设计如下工艺流程对资源进行回收,得到Ce(OH)4和硫酸铁铵矾:

已知:
Ⅰ.酸性条件下,铈在水溶液中有Ce3+、Ce4+两种主要存在形式,Ce3+易水解,Ce4+有较强氧化性;
Ⅱ.CeO2不溶于稀硫酸;
Ⅲ.硫酸铁铵矾[Fe2(SO4) 3·(NH4) 2SO4·24H2O]广泛用于水的净化处理。
(1)滤液A的主要成分               (填写化学式)。
(2)写出反应①的离子方程式                          
(3)反应①之前要洗涤滤渣B,对滤渣B进行洗涤的实验操作方法是               
(4)稀土元素的提纯,还可采用萃取法。已知化合物HT作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来,过程表示为Ce2(SO4)3 (水层)+ 6HT(有机层)2CeT3 (有机层)+3H2SO4(水层) ,分液得到CeT3 (有机层),再加入H2SO4 获得较纯的含Ce3+的水溶液。可选择硫酸作反萃取剂的原因是              
(5)用滴定法测定制得的Ce(OH)4产品纯度。

所用FeSO4溶液在空气中露置一段时间后再进行滴定,则测得该Ce(OH)4产品的质量分数       。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
(6)已知Fe3+沉淀的pH范围:2.2~3.2,Fe2+沉淀的pH范围:5.8~7.9,Zn2+沉淀的pH范围:5.8~11.0,pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2。现用FeSO4溶液(含有ZnSO4杂质)来制备硫酸铁铵矾。实验中可选用的试剂: KMnO4溶液、30%H2O2、 NaOH溶液、饱和石灰水、稀H2SO4溶液、稀盐酸。
实验步骤依次为:
①向含有ZnSO4杂质的FeSO4溶液中,加入足量的NaOH溶液至pH>11,       
                                                                  
③向②中得到的溶液中加入硫酸铵溶液,                                  ,过滤、洗涤、常温晾干,得硫酸铁铵晶体(NH4) Fe(SO4)2·12H2O。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。
(1)由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已进入大规模生产。如采取以CO和H2为原料合成乙醇,化学反应方程式:2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g);若密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2,在催化剂作用下反应生成乙醇:CO的转化率(α)与温度、压强的关系如下图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态,此时在A点时容器的体积为10L,则该温度下的平衡常数:K=       
②若A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA    tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③工业上还可以采取以CO2和H2为原料合成乙醇,并且更被化学工作者推崇,但是在相同条件下,由CO制取CH3CH2OH的平衡常数远远大于由CO2制取CH3CH2OH的平衡常数。请推测化学工作者认可由CO2制取CH3CH2OH的优点主要是:                                    
(2)目前工业上也可以用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。若将6mol CO2和8 mol H2充入2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化的曲线如右图所示(实线)。

①请在答题卷图中绘出甲醇的物质的量随时间变化曲线。
②仅改变某一实验条件再进行两次实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线I对应的实验条件改变是           ,曲线Ⅱ对应的实验条件改变是       
(3)Hg是水体污染的重金属元素之一。水溶液中二价汞的主要存在形态与Clˉ、OHˉ的浓度关系如右图所示[图中的物质或粒子只有Hg(OH)2为难溶物;pCl=-1gc(Clˉ)]

①下列说法中正确的是     
A.为了防止Hg2水解,配制Hg(NO3)2溶液时应将Hg(NO3)2固体溶于浓硝酸后再稀释
B.当c(C1ˉ) =10ˉ1 mol·Lˉ1时,汞元素一定全部以HgCl42ˉ形式存在
C.HgCl2是一种弱电解质,其电离方程式是:HgCl2=HgCl + C1ˉ
D.当溶液pH保持在4,pCl由2改变至6时,可使HgCl2转化为Hg(OH)2
②HgCl2又称“升汞”,熔点549K,加热能升华,其晶体是     (填晶体类型)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

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=4,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,Fe2、Fe3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所发生的离子方程式为__________________________。
(4)下列与方案③相关的叙述中,正确的是__________________(填字母,多选不得分,少选得1分)。
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=4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=4的溶液中
E.在pH>4的溶液中Fe3一定不能大量存在

  • 题型:未知
  • 难度:未知

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

  • 题型:未知
  • 难度:未知

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                    

  • 题型:未知
  • 难度:未知

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”)。   

  • 题型:未知
  • 难度:未知

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:FeO42+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NaFeO4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:NaFeO4_____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:4FeO42+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___pH3(填“>”、“<”或“=”)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

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
Fe2
6.3
9.7
Fe3
1.5
3.2
Zn2
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SO42-,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Fe3和Zn2。若c(Fe3)为4.0×10-17  mol·L-1,则c(Zn2)为______________ mol·L-1。(已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

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Ksp(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_________________________________________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

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Cr2O72-和CrO42-,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2CrO42-(黄色)+2HCr2O72-(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 Cr2O72-,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)Cr3(aq)+3OH(aq),常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,当c(Cr3)降至10-5 mol·L-1时,认为c(Cr3)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Cr3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Cr2O72-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___________________________________________________________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

“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    V(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:         

  • 题型:未知
  • 难度:未知

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]。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

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:_______________________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

硝酸铈铵[(NH42Ce(NO36]广泛应用于电子、催化工业,其合成路线如下:

(1)已知(NH42Ce(NO36受热易分解,某科研小组认为反应原理如下,请补充完整:(NH42Ce(NO36CeO2·8OH + 8_____↑;CeO2·8OHCeO2+ 4H2O↑+2O2↑。
在空气中加热(NH42Ce(NO36,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(NO33·6H2O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,Ksp[Ce(OH)4]=1×10—29。Ce(OH)4的溶度积表达式为Ksp=___________。
为了使溶液中Ce4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(NH42Ce(NO36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 (NH42Ce(NO36在硝酸中的溶解度随温度升高而增大;
② _____________________________________________;
③ _____________________________________________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。
(1)某温度下,Ksp(FeS)=8.1×10-17,FeS饱和溶液中c(H)与c(S2)之间存在关系:
c2(H)·c(S2)=1.0×10-22,为了使溶液里c(Fe2)达到1 mol·L-1,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调节溶液中的pH约为________(填字母)。
A.2       B.3      C.4      D.5
(2)氧化铁红颜料跟某些油料混合,可以制成防锈油漆。以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等,用硫酸渣制备铁红(Fe2O3)的过程如下:

①酸溶过程中Fe2O3发生反应的离子方程式为_____________;“滤渣A”主要成分的化学式为_______________。
②还原过程中加入FeS2的目的是将溶液中的Fe3还原为Fe2,而本身被氧化为H2SO4,请完成该反应的离子方程式: FeS2+____Fe3+______===______Fe2+____SO42+______
③氧化过程中,O2、NaOH与Fe2反应的离子方程式为________________________。
④为了确保铁红的质量和纯度,氧化过程需要调节溶液的pH的范围是3.2~3.8。

沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
开始沉淀pH
2.7
3.8
7.6
9.4
完全沉淀pH
3.2
5.2
9.7
12.4

如果pH过大,可能引起的后果是____________________(几种离子沉淀的pH见上表)。
⑤滤液B可以回收的物质有________(填序号)。
A.Na2SO4    B.Al2(SO43     C.Na2SiO3      D.MgSO4

  • 题型:未知
  • 难度:未知

高中化学探究沉淀溶解填空题