高中化学探究沉淀溶解填空题

(14分，每空2分))镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni(OH)₂､碳粉､氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：

已知：①NiCl₂易溶于水，Fe³⁺不能氧化Ni²⁺。
②已知实验温度时的溶解度：NiC₂O₄> NiC₂O₄·H₂O > NiC₂O₄·2H₂O
③K_sp[Ni(OH)₂]=5．0×10^-16， K_sp（NiC₂O₄）=5．0×10^-10；
回答下列问题：
（1）酸溶后所留残渣的主要成分为      (填物质名称)。
（2）用NiO调节溶液的pH，析出沉淀的成分为      (填化学式)。
（3）写出加入Na₂C₂O₄溶液后反应的化学方程式：       。
（4）写出加入NaOH溶液所发生反应的离子方程式：      。
（5）电解过程中阴极反应式    ，沉淀Ⅲ可被电解所得产物之一氧化，写出氧化反应的离子方程式    。
（6）铁镍蓄电池，放电时总反应为：
Fe+Ni₂O₃+3H₂O=Fe(OH)₂+2Ni(OH)₂，下列有关该电池的说法不正确的是

A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3､负极为Fe

B．电池放电时，负极反应为Fe+2OH^--2e^-=Fe(OH)2

C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低

D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2+2OH^--2e-=Ni2O3+3H2O

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        。

（1）有人研究证明：使用氯气作自来水消毒剂，氯气会与水中有机物反应，生成如CHCl₃等物质，这些物质可能是潜在的致癌致畸物质。目前人们已研发多种饮用水的新型消毒剂。下列物质不能作自来水消毒剂的是         （填序号）。

A．明矾	B．二氧化氯
C．臭氧	D．高铁酸钠(Na2FeO4)

（2）高铁（VI）酸盐是新一代水处理剂。其制备方法有：次氯酸盐氧化法（湿法）和高温过氧化物氧化法（干法）等。湿法是在碱性溶液中用次氯酸盐氧化铁（III）盐，写出该法的离子方程式：                                                     。
（3）用高铁（VI）酸盐设计的高铁（VI）电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH溶液，放电时的总反应：3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O→3Zn(OH)₂+2Fe(OH)₃+4KOH
①写出正极发生的电极反应式：                                         。
②用高铁（VI）电池作电源，以Fe作阳极，以Cu作阴极，对足量KOH溶液进行电解，当有0.1molK₂FeO₄反应时，在电解池中生成H₂          L（标准状况），同时生成Fe(OH)₃=       mol。
③下表列出了某厂排放的含锌废水中的含量及国家环保标准值的有关数据：

	含锌废水水质	经处理后的水国家环保标准值
Zn^2^＋浓度/(mg·L^－1)	≤800	≤3.9
pH	1～5	6～9

经处理后的废水pH＝8，此时废水中Zn^2＋的浓度为    mg/L（常温下，Ksp[Zn(OH)₂]＝1.2×10^17），    （填“符合”或“不符合”）国家环保标准。

工业制备氯化铜时，将浓盐酸用蒸气加热到80℃左右，慢慢加入粗CuO粉末(含杂质Fe₂O₃、FeO)，充分搅拌使之溶解，得一强酸性的混合溶液，现欲从该混合溶液中制备纯净的CuCl₂溶液[参考数据：pH≥9.6时，Fe^2＋完全水解成Fe(OH)₂；pH≥6.4时，Cu^2＋完全水解成Cu(OH)₂；pH≥3.7时，Fe^3＋完全水解成Fe(OH)₃]。请回答以下问题：
（1）第一步除Fe^2＋，能否直接调整pH＝9.6将Fe^2＋沉淀除去？______，理由是_____________________。
有人用强氧化剂NaClO将Fe^2＋氧化为Fe^3＋：
①加入NaClO后，溶液的pH变化是___________（填序号）；
A．一定增大                 B．一定减小
C．可能增大                  D．可能减小
②你认为用NaClO作氧化剂是否妥当？__________，理由是____________________________。
③现有下列几种常用的氧化剂，可用于除去该混合溶液中Fe^2＋的有_________（填序号）。
A．浓HNO₃           B．KMnO₄           C．Cl₂           D．O₂
（2）除去溶液中的Fe^3＋的方法是调整溶液的pH＝3.7，现有下列试剂均可以使强酸性溶液的pH调整到3.7，可选用的有__________（填序号）。
A．NaOH          B．氨水           C．Cu₂(OH)₂CO₃         D．Na₂CO₃

按要求回答下列问题：
（1）常温下，向VL 0.1mol/L的醋酸溶液中加水稀释，下列说法中正确的是     （填字母）
A．溶液中导电粒子的数目将减少      
B．由水电离的c(H⁺)浓度将减小
C．溶液中不变 
D．溶液中将减小
E．醋酸的电离程度将增大，c(H⁺)也增大
（2）①常温下，将0.1mol/L的硫酸V₁mL与0.1mol/LNaOH溶液V₂mL混合后，溶液的pH=1则V₁：V₂=      （忽略溶液体积的变化）。
②常温下，若溶液由pH=3的盐酸V₁mL与pH=11的某碱BOH溶液V₂mL混合而得，则下列假设和结论都正确的是                 （填字母）
A．若混合后溶液呈中性，则c(H⁺)+c(OH^-)=2×10^-7mol/L
B．若V₁=V₂，则混合后溶液的pH一定等于7
C．若V₁=V₂，则混合后一定有：c(Cl^-)＞c(B⁺)＞c(H⁺)＞c(OH^-)
D．混合后的溶液中一定有c(B⁺)+c(H⁺)=c(Cl^-)+c(OH^-)
（3）常温下，浓度均为0.1mol/L的五种溶液的pH如下表所示：

溶液	CH3COONa	NaHCO3	Na2CO3	NaClO	NaCN
pH	8.8	9.7	11.6	10.3	11.1

①写出向NaClO溶液中通入少量CO₂的离子方程式                              。
②将浓度均为0.01mol/L下列溶液分别加水稀释10倍，pH变化最小的是        （填字母）
A．HCN         B．HClO          C．H₂CO₃         D．CH₃COOH
③常温下，等浓度的醋酸与醋酸钠组成的混合溶液pH=6，则c(CH₃COO^-)－c(CH₃COOH)=    (填准确数值)。
（4）已知常温下Ksp(AgCl)=1.0×10^-10，Ksp (CH₃COOAg)=9.0×10^-4。常温下，CH₃COOAg若要在NaCl溶液中开始转化为AgCl沉淀，则NaCl的浓度必须不低于           。

红磷P(s)和Cl₂ (g)发生反应生成PCl₃(g)和 PCl₅(g)，反应过程如下。
2P(s) + 3Cl₂(g) = 2PCl₃(g)     △H=－612kJ/mol
2P(s) + 5Cl₂(g) = 2PCl₅(g)     △H=－798kJ/mol
请回答下列问题。
（1）气态 PCl₅生成气态PCl₃和Cl₂的热化学方程式为                            。
（2）PC1₅生成 PCl₃和Cl₂是一个可逆反应，向5.0L密闭容器中充入0.1 md PCl₅(g)，反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化关系如图所示。

①实验b中PCl₅的平衡分解率为             ，其他条件不变，在该实验中再加入 0.1 mol PCl₅ (g) ，平衡分解率            （填“增大”、“减小”或“不变”）。
②与实验a相比，c改变的条件是            ，判断依据是                         。
（3）PCl₅露置于潮湿空气中，能水解生成两种中学化学常见酸，其化学方程式为            。
（4）人的牙齿表面有一层釉质，其组成为羟基磷灰石 Ca₅( PO₄)₃OH(K_sp=6.8×10^－37)。为了防止蛀牙，人们常使用含氟离子的牙膏，其中的氟化物可使轻基磷灰石转化为氟磷灰石Ca₅( PO₄)₃F(K_sp=1.0×10^－60)。写出该反应的离子方程式                 ，该反应的平衡常数为             。

(10分)已知磺酰氯(SO₂Cl₂)是一种有机氯化剂，SO₂(g)＋Cl₂(g)SO₂C1₂(g) H＜0，SO₂Cl₂是一种无色液体，熔点—54.1 ℃，沸点69.1 ℃，极易水解，遇潮湿空气会产生白雾。
（1）化合物SO₂Cl₂中S元素的化合价是         。
（2）用二氧化锰和浓盐酸制氯气的化学方程式为              。
（3）用如图所示的装置制备SO₂Cl₂，下列说法正确是       (选填编号)

a．A、E处洗气瓶中盛放的可能分别是饱和食盐水和饱和NaHSO₃溶液
b．B处反应管内五球中玻璃棉上的活性碳作催化剂
c．装置C处吸滤瓶应放在冰水中冷却，更有利于SO₂Cl的收集
（4）B处反应管冷却水应从      (填“m”或“n”)接口通入，
从化学平衡移动角度分析，反应管通水冷却的目的是                ，D处U形管中盛放的试剂可以是                  。
（5）向C中所得液体中加水，出现白雾，振荡、静置得到无色溶液。经检验该溶液中的阴离子只有SO₄^2—、Cl^—(OH^—除外)，写出SO₂Cl₂与H₂O反应的化学方程式                                   。
（6）已知室温下，K_sp[AgCl]＝2.0×10^—10，K_sp[Ag₂SO₄]＝1.6×10^—5，在SO₂Cl₂溶于水所得溶液中逐滴加入AgNO₃稀溶液，使SO₄^2—和Cl^—完全沉淀。当浊液中Ag^＋浓度为0.1 mol/L时，此浊液中Cl^—与SO₄^2—的物质的量浓度之比为                。

铜在工农业生产中有着广泛的用途。
（1）配制CuSO₄溶液时需加入少量稀H₂SO₄，其原因是          （只写离子方程式）。
（2）某同学利用制得的CuSO₄溶液，进行以下实验探究。
①图甲是根据反应Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄设计成铁铜原电池，请图甲中的横线上完成标注。

②图乙中，I是甲烷燃料电池的示意图，该同学想在II中实现铁上镀铜，则应在a处通入       (填“CH₄”或“O₂”)，b处电极上发生的电极反应式为         ==4OH^-；
若把II中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.1molNaCl溶液400mL，当阳极产生的气体为448mL(标准状况下)时，溶液的pH=     （假设溶液体积变化忽略不计)。
（3）电池生产工业废水中常含有毒的Cu²⁺等重金属离子，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去[室温下Ksp(FeS)＝6.3×10^－18mol²·L^－2，Ksp(CuS)＝1.3×10^－36mol²·L^－2]。请结合离子方程式说明上述除杂的原理：当把FeS加入工业废水中后，直至FeS全部转化为CuS沉淀，从而除去溶液中Cu²⁺。

请你利用所学反应原理知识解决下列问题：
（1）若已知两个反应：①C(s)+2H₂(g)=CH₄(g)  ΔH₁=" a" kJ·mol^-1 ；
②C(s)+O₂(g)=CO(g) ΔH₂=" b" kJ·mol^-1 ；
则2CH₄(g)+O₂(g)=2CO(g)+4H₂(g) ΔH=              （用含a、b的式子表示）；
（2）碱性镁锰干电池是新开发的一种干电池，比普通锌锰干电池具有更加优越的性能，具有较大应用前景，其工作时总反应为：Mg+2MnO₂+H₂O=Mg(OH)₂+Mn₂O₃；则工作时，正极发生        反应(填反应类型)，写出负极的电极反应式：                        ；
（3）在一定温度下1 L的密闭容器放入足量草酸钙(固体所占体积忽略不计)发生反应：CaC₂O₄(s)CaO(s) +CO(g)+CO₂(g)，若前5 min 内生成CaO的质量为11.2 g ，则该段时间内v(CO)=；若某时刻达到平衡时c(CO₂)= c；t₀ 时刻，将容器体积缩小为原来的一半并固定不变，在t₁时刻再次达到平衡，请在下图中画出t₀以后此体系中CO₂的浓度随时间变化的图像；

（4）某温度下数据：草酸（H₂C₂O₄）的K₁=5.4×10^-2，K₂=5.4×10^-5；醋酸的K=1.75×10^-5；碳酸的 K₁=4.2×10^-7，K₂=4.5×10^-11；K_sp(CaC₂O₄) =5.0×10^-9；K_sp(CaCO₃) =2.5×10^-9
①用醋酸溶液鉴别CaC₂O₄和CaCO₃两种白色固体的实验现象是             ；
②向0.6 mol/L的Na₂CO₃溶液中加入足量 CaC₂O₄粉末后(忽略溶液体积变化)，充分搅拌，发生反应：CO₃^2-(aq) + CaC₂O₄(s) CaCO₃(s)+ C₂O₄^2-(aq)，静置后沉淀转化达到平衡，求此时溶液中的c(C₂O₄^2－)（不考虑其他诸如水解之类副反应，写出计算过程）。

某蓄电池反应为NiO₂＋Fe＋2H₂OFe(OH)₂＋Ni(OH)₂
（1）该蓄电池充电时，发生还原反应的物质是       （填下列字母），放电时生成Fe(OH)₂的质量18 g，则外电路中转移的电子数是             。

A．NiO2

B．Fe

C．Fe(OH)2

D．Ni(OH)2

（2）为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生电化学腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与该蓄电池这样的直流电源的      极（填“正”或“负”）相连。
（3）以该蓄电池做电源，用下图所示装置，在实验室模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是（用相关的电极反应式和离子方程式表示                                  。

（4）精炼铜时，粗铜应与直流电源的        极（填“正”或“负”）相连，精炼过程中，电解质溶液中c(Fe^2＋)、c(Zn^2＋)会逐渐增大而影响进一步电解，甲同学设计如下除杂方案：

已知各离子沉淀时的情况如下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2	Zn(OH)2
开始沉淀时的pH	2.3	7.5	5.6	6.2
完全沉淀时的pH	3.9	9.7	6.4	8.0

则加入H₂O₂的目的是                                                  ，
发生反应的离子方程式为         。乙同学认为应将方案中的pH调节到8，你认为此观点      （填“正确”或“不正确”），理由是                              。

(18分)氮、硫、氯及其化合物是中学化学重要的组成部分。
（1）氨气燃料电池使用的电解质溶液是KOH溶液，电池反应为：。该电池负极的电极反应式为__________；用该电池进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，以CuSO₄溶液为电解质溶液，下列说法正确的是____________.
a．电能全部转化为化学能    
b．的物质的量浓度不变(不考虑溶液体积变化)
c．溶液中Cu²⁺向阳极移动 
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
e．若阳极质量减少64g，则转移电子数为2N_A个
（2）①将SO₂通入到BaCl₂溶液中，出现了异常现象，看到了明显的白色沉淀，为探究该白色沉淀的成分，他设计了如下实验流程：所得悬浊液白色沉淀观察现象并判断。则试剂A的化学式为_________。实验表明，加入试剂A后，白色沉淀未见溶解，产生该白色沉淀的离子方程式是___________。
②利用如图所示电化学装置吸收工业尾气中SO₂，阴极上生成Cu。写出装置中阳极的电极反应式__________。

（3）已知。某同学设想用下列流程得到BaCl₂，

则①的离子方程式为_________，该反应的平衡常数K=__________；
（4）自来水厂用ClO₂处理后的水中，要求ClO₂的浓度在0.1～0.8mg·L^-1之间。碘量法可以检测水中ClO₂的浓度，步骤如下：
I．取一定体积的水样，加入一定量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液，溶液变蓝。
Ⅱ．加入一定量的Na₂S₂O₃溶液，发生反应
Ⅲ．加硫酸调节水样pH至1～3。
操作时，不同pH环境中粒子种类如图所示：

请回答：
①确定操作Ⅱ完全反应的现象是___________。
②在操作Ⅲ过程中，溶液又呈蓝色，反应的离子方程式是__________。

(14分)铁是地壳中含量第二的金属元素,其单质、合金及化合物在生产生活中的应用广泛。
（一）工业废水中含有一定量的Cr₂O₇^2－和CrO₄^2－，它们会对人类及生态系统产生很大的危害，必须进行处理。常用的处理方法是电解法,该法用Fe作电极电解含Cr₂O₇^2－的酸性废水，随着电解的进行，阴极附近溶 液pH升高，产生Cr(OH)₃沉淀。
（1）用Fe作电极的目的是        。
（2）阴极附近溶液pH升高的原因是                   (用电极反应式解释）溶液中同时生成的沉淀还有          。
（二）氮化铁磁粉是一种磁记录材料，利用氨气在400⁰C以上分解得到的氮原子渗透到高纯铁粉中可制备氮化铁。制备高纯铁粉涉及的主要生产流程如下：

已知:①某赤铁矿石含60.0% Fe₂O₃、3.6% FeO,还含有A1₂O₃、MnO₂、CuO等。
②部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下：

（3）步骤②中加双氧水的目的是      ，pH控制在3. 4的作用是      。已知25°C时，，该温度下反应：Cu^2＋＋2H₂OCu(OH)₂＋2H^＋的平衡常数K=       。
（4）如何判断步骤③中沉淀是否洗涤干净？______________________
（5）制备氮化铁磁粉的反应：（未配平），若整个过程中消耗氨气34.0 g，消耗赤铁矿石2 kg，设整个过程中无损耗，则氮化铁磁粉的化学式为     。

(15分)电子垃圾含70%Cu、25%Al、4%Fe以及少量Pt、Au)实验室现欲回收处理制备硫酸铜和硫酸铝晶体，合成路线如下

查阅资料获取下列信息Cu可与H₂SO₄、H₂O₂反应生成CuSO₄;铁铝铜等离子沉淀为氢氧化物的PH值如表所示

请回答下列问题
（1）写出Cu与稀H₂SO₄、H₂O₂反应的离子方程式                              ；
（2）操作Ⅱ中X的取值范围                              ；
（3）操作Ⅲ中蒸发浓缩所需的玻璃仪器                             ;
（4）操作中的滤渣生成Al₂(SO₄)₃·18H₂O的化学方程式                       ；
（5）为测定CuSO₄ ·5H₂O晶体的纯度，取ag试样配成100ml溶液，取25．00ml，消除干扰离子后，用 b mol．L^-1EDTA(Na₂H₂Y)标准溶液滴定Cu²⁺(离子方程式为Cu²⁺+H₂Y^2-=CuY^2-+2H⁺)滴定至终点平均消耗EDTA12．00ml，则CuSO₄·5H₂O的纯度为                           。

海水是一个巨大的化学资源宝库，利用海水可以获得很多化工产品。
（1）海水中制得的氯化钠可用于生产烧碱及氯气。反应的离子方程式是        。
（2）利用制盐后的盐卤提取溴的工艺流程如下(部分操作和条件已略去）：

将Br₂与Na₂CO₃反应的化学方程式补充完整：

（3）盐卤蒸发冷却后析出卤块的主要成分是MgCl₂，此外还含Fe^2＋、Fe^3＋、Mn^2＋等离子。以卤块为原料制得镁的工艺流程如下(部分操作和条件已略去）：

生成氢氧化物沉淀的pH

物质	开始沉淀	沉淀完全
Fe(OH)3	2．7	3．7
Fe(OH)2	7．6	9．6
Mn(OH)2	8．3	9．8
Mg(OH) 2	9．6	11．1

①步骤②中需控制pH=9.8，其目的是     。
②用NaClO 氧化Fe^2＋得到Fe(OH)₃沉淀的离子反应方程式是     。
④步骤③需在HCl保护气中加热进行，请用化学平衡移动原理解释原因________。
③NaClO还能除去盐卤中的CO(NH₂)₂，生成盐和能参与大气循环的物质。除去0.1mol CO(NH₂)₂时消耗
NaClO         g。

铜在工农业生产中有着广泛的用途。
（1）配制CuSO₄溶液时需加入少量稀H₂SO₄，其原因是          (只写离子方程式)。
（2）某同学利用制得的CuSO₄溶液，进行以下实验探究。
①图甲是根据反应Fe＋CuSO₄=Cu＋FeSO₄设计的原电池，请在图甲中的横线上完成标注。

②图乙中，I是甲烷燃料电池的示意图，该同学想在II中实现铁上镀铜，则应在a处通入    (填“CH₄”或“O₂”)，b处电极上发生的电极反应式为         ；
若把II中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.1 mol NaCl溶液400 mL，当阳极产生的气体为448 mL(标准状况下)时，溶液的pH= (假设溶液体积变化忽略不计)。
（3）电池生产工业废水中常含有毒的Cu^2＋等重金属离子，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去[室温下K_sp(FeS)＝6.3×10^－18mol²·L^－2，Ksp(CuS)＝1.3×10^－36mol²·L^－2]。请结合离子方程式说明上述除杂的原理：当把FeS加入工业废水中后，              直至FeS全部转化为CuS沉淀，从而除去溶液中Cu^2＋。