高中化学探究沉淀溶解填空题

重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）俗称红矾钾，是工业生产和实验室的重要氧化剂。已知K₂Cr₂O₇溶液中存在平衡Cr₂O₇^2-+H₂O2CrO₄^2-+2H⁺。回答下列问题（残留在溶液中的离子浓度小于1×10^-5 mol·L^-1时，该离子视为沉淀完全）：
（1）重铬酸钾试剂标签上应标注      。（填字母编号）

（2）加热时，重铬酸钾与浓盐酸反应，使氯离子氧化逸出，请写出该反应的离子方程式：      。
（3）已知AgCl、Ag₂CrO₄（砖红色）的K_sp分别为2×10^-10和1．12×10^-12。分析化学中，测定含氯的中性溶液中Cl^-的含量，以K₂CrO₄作指示剂，用AgNO₃溶液滴定。滴定过程中首先析出沉淀   ，达到滴定终点的实验现象为：          。该沉淀滴定需要注意两个问题：①指示剂的用量，滴定终点时，溶液中的CrO₄^2-浓度为    mol·L^-1时合适；②控制溶液的酸度，pH在6．5-10．5之间，请结合反应方程式分析，为什么pH<6．5实验结果将不准确：   。
（4）人体内铬元素的含量过高，会引起急性中毒，甚至致癌。工业上可采用铁作阳极电解含Cr₂O₇^2-的酸性废水，随着电解的进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Fe（OH）₃和Cr（OH）₃沉淀，从而使废水中铬含量低于排放标准。下表是常温下金属氢氧化物的K_sp和金属离子在某浓度下开始沉淀所需的pH（表中浓度为相应pH时溶液中有关金属离子产生沉淀的最小浓度）[Cr（OH）₃是一种两性氢氧化物]。

金属离子	Ksp	pH（10^-1 mol·L^-1）	pH（10^-5 mol·L^-1）
Fe^3+	4．0×10^-38	2．7	3．7
Cr^3+	6．0×10^-31	4．3	5．6

①阴极的电极反应式为       ；Cr₂O₇^2-转化为Cr^{3 +}的离子方程式为        ，电路中每转移6 mol电子，最多有      mol Cr₂O₇^2-被还原。
②pH对废水中Cr₂O₇^2-去除效率的影响情况如图所示。电解过程中对降低废水中的铬含量最有利的pH范围为    。

(14分)烟气(主要污染物SO₂、NOx)经O₃预处理后用CaSO₃水悬浮液吸收，可减少烟气中SO₂、NOx的含量。O₃氧化烟气中SO₂、NOx的主要反应的热化学方程式为：
NO(g)＋O₃(g)=NO₂(g)＋O₂(g) △H=－200．9kJ·mol^－1
NO(g)＋1/2O₂(g)=NO₂(g) △H=－58．2kJ·mol^－1
SO₂(g)＋O₃(g)=SO₃(g)＋O₂(g)  △H=－241．6kJ·mol^－1
（1）反应3NO(g)＋O₃(g)=3NO₂(g)的△H=_______mol·L^－1。
（2）室温下，固定进入反应器的NO、SO₂的物质的量，改变加入O₃的物质的量，反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO₂)和n(SO₂)随反应前n(O₃)：n(NO)的变化见下图。

①当n(O₃)：n(NO)>1时，反应后NO₂的物质的量减少，其原因是__________。
②增加n(O₃)，O₃氧化SO₂的反应几乎不受影响，其可能原因是_________。
（3）当用CaSO₃水悬浮液吸收经O₃预处理的烟气时，清液(pH约为 8)中SO₃^2－将NO₂转化为NO₂^－，其离子方程式为：___________。
（4）CaSO₃水悬浮液中加入Na₂SO₄溶液，达到平衡后溶液中c(SO₃^2－)=________[用c(SO₄^2－)、Ksp(CaSO₃)和Ksp(CaSO₄)表示]；CaSO₃水悬浮液中加入Na₂SO₄溶液能提高NO₂的吸收速率，其主要原因是_________。

（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______________________________________。

磷酸铁锂动力电池（LiFePO₄电池）的内部结构如图所示。中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，锂离子可以通过而电子不能通过。
该电池的总反应式为：Li_1-xFePO₄+ Li_xC₆="=" C₆ + LiFePO₄

（1）磷酸铁锂电池放电时，正极反应式为        。
（2）若用该电池电解精炼铜，阴极质量增重19.2g时，则电池中通过聚合物隔膜的Li ⁺数目为       。
（3）以该电池为电源，用Fe₂O₃为阳极，石墨为阴极，NaOH溶液为电解质溶液制备高铁酸钠（Na₂FeO₄），写出阳极的电极反应式             。
（4）学生在实验时若被白磷（以P表示）灼伤，可用硫酸铜溶液涂抹伤处，有铜和H₃PO₄生成，写出此反应的化学方程式   。
（5）一般来说，如果一个反应的平衡常数大于10⁵,通常认为反应进行得较完全；相反，如果一个反应的平衡常数小于10^－5，则认为这个反应很难进行。已知常温下各物质的溶度积及电离平衡常数：
CuS：K_sp=8.4×10^－36mol²·L^－2；H₂S：K_a1=1.2×10^－7mol·L^－1，K_a2=7×10^－15mol·L^－1
①通过计算说明反应CuS(s)＋2H^＋Cu^2＋＋H₂S进行的程度                。
②常温下，NaHS溶液呈碱性，此溶液中离子浓度由小到大的顺序是            。若向此溶液中加入硫酸铜溶液，恰好完全反应，所得溶液pH       7（填“＞”“＜”或“﹦”），其原因是           （用离子方程式表示）。

铁及其化合物有着广泛用途。
（1）将饱和三氯化铁溶液滴加至沸水中可制取氢氧化铁胶体，写出制取氢氧化铁胶体的化学方程式                                              。
（2）含有Cr₂O₇^2-的废水有毒，对人畜造成极大的危害，可加入一定量的硫酸亚铁和硫酸使Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺，该反应的离子方程式为                            。然后再加入碱调节溶液的pH在6-8 之间，使Fe³⁺和Cr³⁺转化为Fe(OH)₃、Cr(OH)₃沉淀而除去。
（3）铁镍蓄电池又称爱迪生蓄电池，放电时的总反应为Fe+Ni₂O₃+3H₂O=Fe(OH)₂+2Ni(OH)₂，充电时阳极附近的pH             (填：降低、升高或不变)，放电时负极的电极反应式为               。
（4）氧化铁是重要的工业原料，用废铁屑制备氧化铁流程如下：

①铁屑溶于稀硫酸温度控制在50～80⁰C的主要目的是                     。
②写出在空气中煅烧FeCO₃的化学方程式为                                 。
③FeCO₃沉淀表面会吸附S0₄^2-,需要洗涤除去。
洗涤FeCO₃沉淀的方法是                                                 。
判断沉淀是否洗净的方法是                                              。

（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．

“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     。

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）

(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        。

(16分)氮、磷及其化合物在科研及生产中均有着重要的应用。
（1）室温下，0.1mol/L的亚硝酸（HNO₂）、次氯酸的电离常数K_a分别为： 7.1×10^-4， 2.98×10^-8。将0.1mol/L的亚硝酸稀释100倍，c(H⁺)将      （填“不变”、“增大”、“减小”）；K_a值将（填“不变”、“增大”、“减小”）      。写出HNO₂、HClO、NaNO₂、NaClO四种物质之间发生的复分解反应的离子方程式                         。
（2）羟胺(NH₂OH) 可看成是氨分子内的l 个氢原子被羟基取代的产物，常用作还原剂，其水溶液显弱碱性。已知NH₂OH 在水溶液中呈弱碱性的原理与NH₃在水溶液中相似，请用电离方程式表示其原因        。
（3）亚硝酸钠与氯化钠都是白色粉末，且都有咸味，但亚硝酸盐都有毒性，通常它们可以通过加入热的白醋鉴别，亚硝酸钠遇到白醋会产生一种红棕色刺激性气味气体和一种无色刺激性气味气体，该反应的离子方程式为          。
（4）磷及部分重要化合物的相互转化如图所示。

①步骤Ⅰ为白磷的工业生产方法之一，反应在1300℃的高温炉中进行，其中SiO₂的作用是用于造渣（CaSiO₃），焦炭的作用是          。
②不慎将白磷沾到皮肤上，可用0.2mol/L CuSO₄溶液冲洗，根据步骤Ⅱ可判断，1mol CuSO₄所能氧化的白磷的物质的量为          。
（5）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）
（6）某液氨-液氧燃料电池示意图如下，该燃料电池的工作效率为50%，现用作电源电解500mL的饱和NaCl溶液，电解结束后，所得溶液中NaOH的浓度为0.3 mol·L^－1，则该过程中消耗氨气的质量为      。（假设溶液电解前后体积不变）

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____________。

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”）。

下面是利用工业冶炼硫酸铜（含有Fe²⁺、AsO₂^-、Ca²⁺等杂质）提纯制备电镀硫酸铜的生产流程。

已知：①Fe³⁺ 、Cu²⁺开始沉淀的pH分别2.7、5.4，完全沉淀的pH分别为3.7、6.4；
②K_SP[（Cu（OH）₂]＝2×10^-20
（1）溶解操作中需要的主要玻璃仪器有______________。
（2）氧化步骤中发生的离子反应方程式有____________________________________
和H₃AsO₄+Fe³⁺＝FeAsO₄↓+3H⁺。
（3）若要检验调节pH后溶液的Fe³⁺是否除尽，方法是                     ；氧化后需要将溶液进行稀释，稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过    mol/L。
（4）固体I的主要成分除 FeAsO₄外还有                ，操作Ｉ的程序依次为       、      、过滤、干燥。
（5）利用以上电镀级硫酸铜作为电解质溶液，电解粗铜（含铁、银杂质）制备纯铜，写出阳极发生的电极反应方程式                                  。

CrO₃主要用于电镀工业，做自行车、仪表等日用五金电镀铬的原料。CrO₃具有强氧化性，热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率随温度的变化如图所示。

请回答下列问题：
（1）B点时剩余固体的化学式是____________。
（2）加热至A点时反应的化学方程式为______________________________。
（3）CrO₃具有两性，写出CrO₃溶解予KOH溶液的反应化学方程式____________________。
（4）三氧化铬还用于交警的酒精测试仪，以检查司机是否酒后驾车。若反应后红色的CrO₃变为绿色的Cr₂（SO₄）₃，酒精被完全氧化为CO₂，则其离子方程式为_______________。
（5）由于CrO₃和K₂Cr₂O₇均易溶于水，所以电镀废水的排放是造成铬污染的主要原因。某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意图如图：

①A为电源___________极，阳极区溶液中发生的氧化还原反应为________________________。
②已知电解后阳极区溶液中c（Fe^3＋）为2.0×10^－13 mol·L^－1，则c（Cr^3＋）为__________mol·L^－1。{已知K_sp[Fe（OH）₃]＝4.0×10^－38，K_sp[Cr（OH）₃]＝6.0×10^－31}

（共14分）（1）美国麻省理工学院(MIT)近年来设计出镁锑液态金属电池，其工作原理如图所示，负极金属失去电子，并通过外电路做功，而负极金属离子化后通过熔盐迁移到正极并与正极金属合金化；充电则执行相反的过程。

写出电池放电时的正极反应式为                                 。
（2）我国锑的蕴藏量占世界第一位，辉锑矿（Sb₂S₃）是其主要矿物。某冶金课题组进行三氯化锑水溶液的电解研究，然后利用电解过程中阳极生成的五氯化锑作为浸出剂，对辉锑矿进行酸性浸出；从而实现浸出-电解的闭路循环，解决了传统炼锑过程中“工业三废”排放量大的问题。流程如图：

①写出锑元素在周期表中的位置                  。
②“工业三废”指的是                          。
③电解过程中阳极主要是Sb³⁺被氧化成Sb⁵⁺。请写出阴极的电极反应式           。
④根据流程图写出“浸出”步骤发生反应的化学方程式         。
⑤已知浸出液中除Sb³⁺外，还有Cu²⁺、Pb²⁺等重金属离子，其中c(Cu²⁺)=1.6×10^－3mol·L^－1，向浸出液中加入硫化钠至溶液中的Cu²⁺刚好完全沉淀，则c(S^2－)=      。（已知K_sp(CuS)=8×10^－45  K_sp(PbS)=3.4×10^－28）
⑥还原除砷的原理是：在大于4mol·L^－1的HCl溶液中，以次磷酸钠（Na₃PO₂）做还原剂，保持微沸温度，使AsCl₃被还原为棕色单质砷沉淀，请配平该反应的化学方程式:
AsCl₃ +   Na₃PO₂ +   HCl +   H₂O =   As ↓+   H₃PO₃ +   NaCl