高中化学探究沉淀溶解实验题

工业上用难溶于水的碳酸锶（SrCO₃）粉末为原料(含少量钡和铁的化合物)制备高纯六水氯化锶晶体(SrCl₂·6H₂O)，其过程为：

已知：Ⅰ.有关氢氧化物沉淀的pH：

氢氧化物	Fe(OH)3	Fe(OH)2
开始沉淀的pH	1.5	6.5
沉淀完全的pH	3.7	9.7

Ⅱ.SrCl₂·6H₂O 晶体在61℃时开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水。
（1）操作①需要加快反应速率，措施有充分搅拌和                    （写一种）。
碳酸锶与盐酸反应的离子方程式                                。
（2）在步骤②-③的过程中，将溶液的pH值由1调节至       ；宜用的试剂为       。
A．1.5  
B．3.7    
C．9.7    
D．氨水   
E．氢氧化锶粉末   
F．碳酸钠晶体
（3）操作③中所得滤渣的主要成分是                        (填化学式)。
（4）工业上用热风吹干六水氯化锶，适宜的温度是
A．50~60℃        B．80~100℃       C．100℃以上
（5）步骤⑥宜选用的无机洗涤剂是               。

电子工业中，可用FeCl₃—HCl溶液作为印刷电路铜板蚀刻液。某探究小组设计如下线路处理废液和资源回收：

请回答：
（1）FeCl₃—HCl溶液蚀刻铜板后的废液中含有的金属阳离子是     。
（2）FeCl₃蚀刻液中加入盐酸的目的：可以          ，又可提高蚀刻速率。
（3）步骤①中加入H₂O₂溶液的目的是                     。
（4）已知：生成氢氧化物沉淀的pH

	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
开始沉淀时	4.7	7.0	1.9
沉淀完全时	6.7	9.0	3.2

根据表中数据推测调节pH的范围是         。
（5）写出步骤②中生成CO₂的一个离子方程式_____（已知Cu₂(OH)₂CO₃不易溶于水）。
（6）写出步骤③生成Cu₂(OH)₂CO₃的离子方程式___________________。

从铝土矿（主要成分是Al₂O₃，含SiO₂、Fe₂O₃、MgO等杂质）中提取两种工艺的流程如下：

请回答下列问题：
（1）流程甲加入盐酸后生成Al³⁺的方程式为____________________________．
（2）流程乙加入烧碱后生成SiO₃^2—的离子方程式为______________________．
（3）验证滤液B含Fe³⁺，可取少量滤液并加入________（填试剂名称）。
（4）滤液E、K中溶质的主要成份是_________（填化学式），写出该溶液的一种用途__________
（5）已知298K时，Mg（OH）₂的溶度积常数K_SP=5．6×10^—12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得PH=13．00，则此温度下残留在溶液中的c（Mg²⁺）=__________________．

某科研小组设计出利用工业废酸(10%H₂SO₄)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿制取活性ZnO的方案，实现废物综合利用，方案如下图所示。

已知：298K时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）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，这是由于相同温度下：K_sp(CuS)         K_sp(ZnS)（选填“＞”“＜”或“＝”）。
（2）你认为在除铁过程中选用下列物质中的     （填序号）作为试剂甲是比较合适的。
A．KMnO₄          B．HNO₃          C．H₂O₂              D．Cl₂
（3）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。
（4）请写出加甲物质后，加入氨水控制调节溶液的pH下生成Fe(OH)₃反应的离子方程式             。
（5）298K时，残留在乙溶液中的c(Fe^3＋)在 __           mol/L以下。Fe(OH)₃的K_SP= 2.70×10^-39
（6）乙的溶液可直接用作氮肥，则乙的化学式是           。
（7）请写出“沉淀Zn²⁺”步骤中发生反应的化学方程式                         。

滴定实验是化学学科中重要的定量实验。请回答下列问题： 
（1）酸碱中和滴定——用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液。   
①下列操作会造成测定结果偏高的是       （填选项字母）。
A、滴定终点读数时，俯视滴定管刻度，其他操作正确
B、盛NaOH溶液锥形瓶用蒸馏水洗后，未用NaOH溶液润洗
C、酸式滴定管用蒸馏水洗净后，未用标准盐酸润洗
D、滴定前，滴定管尖嘴有气泡，滴定后气泡消失
②某学生的实验操作如下：
A、用碱式滴定管取稀NaOH溶液25.00 mL，注入锥形瓶中，加入甲基橙作指示剂
B、用待测定的溶液润洗碱式滴定管
C、用蒸馏水洗干净滴定管
D、取下酸式滴定管，用标准HCl溶液润洗后，注入标准液至“0”刻度以上2～3cm处，再把滴定管固定好，调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下
E、检查滴定管是否漏水
F、另取锥形瓶，再重复操作一次
G、把锥形瓶放在滴定管下面，瓶下垫一张白纸，边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点，记下滴定管液面所在刻度
a．滴定操作的正确顺序是（用序号填写）    。
b．在G操作中如何确定终点?            。
（2）氧化还原滴定——取草酸溶液于锥形瓶中，加适量稀硫酸，用浓度为0.1 mol·L^－1的高锰酸钾溶液滴定，发生反应为：
2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄＝K₂SO₄+10CO₂↑+22MnSO₄+8H₂O。表格记录了实验数据：

滴定次数	待测液体积（mL）	标准KMnO4溶液体积（mL）
滴定前读数	滴定后读数
第一次	25.00	0.50	20.40
第二次	25.00	3.00	23.00
第三次	25.00	4.00	24.10

①滴定时，KMnO₄溶液应装在     （“酸”或“碱”）式滴定管中，达终点时的现象是   。
②该草酸溶液的物质的量浓度为         。
（3）沉淀滴定——滴定剂和被滴定物的生成物比滴定剂与指示剂的生成物更难溶。
参考下表中的数据，若用AgNO₃滴定NaSCN溶液，可选的指示剂是    （填选项字母）。

难溶物	AgCl	AgBr	AgCN	Ag2CrO4	AgSCN
颜色	白	浅黄	白	砖红	白
KSP	1.77×10^－10	5.35×10^－13	1.21×10^－16	1.12×10^－12	1.0×10^－12

A、NaCl     B、NaBr     C、NaCN     D、Na₂CrO₄  

钡盐生产中排出大量的钡泥［主要含BaCO₃、BaSO₃、Ba（FeO₂）₂等］，某主要生产BaCO₃的化工厂利用钡泥制取Ba（NO₃）₂晶体及其他副产物，其部分工艺流程如下：

已知：i．Fe（OH）₃和Fe（OH）₂完全沉淀时，溶液的pH分别为3．2和9．7。
ii．Ba（NO₃）₂在热水中溶解度较大，在冷水中溶解度较小。
iii．K_SP（BaSO₄）＝1．1×10^-10，K_SP（BaCO₃）=5．1×10^-9。
（1）该厂生产的BaCO₃因含有少量BaSO₄而不纯，提纯的方法是：将产品加入足量的饱和Na₂CO₃
溶液中，充分搅拌，过滤，洗涤。用离子方程式说明提纯原理：                                。
（2）上述流程酸溶时，Ba（FeO₂）₂与HNO₃反应生成两种硝酸盐，化学方程式为：                   。
（3）该厂结合本厂实际，选用的X为            （从下列选项中选择）；废渣2为           （写出化学式）。
① BaCl₂   ②Ba（NO₃）₂   ③BaCO₃   ④Ba（OH）₂
（4）过滤3后的母液应循环到容器            中。（填“a”、“b”或“c”）
（5）称取w g晶体溶于蒸馏水，加入足量的硫酸，充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量沉淀质量为m g，则该Ba（NO₃）₂的纯度为          。

CuCl是有机合成的重要催化剂，并用于颜料、防腐等工业。工业上由废铜料（含Fe、Al及其化合物、SiO₂杂质），生产CuCl的工艺流程如下：

物质	开始沉淀	沉淀完全
Fe(OH)3	2.7	3.7
Cu(OH)2	5.6	6.7
Al(OH)3	3.8	4.7

已知：CuCl溶于NaCl的浓溶液可生成CuCl₂^－，CuCl₂^－的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀。
（1）煅烧的主要目的是：                                       。
（2）操作Ⅰ为调节溶液的PH值，范围为        ，加入的物质X可以是（    ）
A．CuO         B．Cu(OH)₂         C．NaOH 溶液         D．CaCO₃
（3）滤渣Ⅱ的主要成分是          。
（4）往滤液Ⅱ中加入食盐并通入SO₂可生成CuCl₂^－，请写出反应的离子方程式：                 。
（5）在反应Ⅰ中，温度控制在70~80℃并使用浓NaCl溶液，主要目的是：                。
（6）常温下，已知CuOH的K_SP为1.0×10^－14，则Cu⁺+H₂O CuOH + H⁺的平衡常数为：           。

某学习小组欲探究CaSO₄沉淀转化为CaCO₃沉淀的可能性，查得如下资料：(以下数据和实验均指在25℃下测定)

难溶电解质	CaCO3	CaSO4
Ksp	2.8×10^－9	9×10^－6

实验步骤如下：
①往100 mL 0.1 mol·L^－1的CaCl₂溶液中加入100 mL 0.1 mol·L^－1的Na₂SO₄溶液，立即有白色沉淀生成。
②向上述悬浊液中加入足量Na₂CO₃固体，搅拌，静置，沉淀后弃去上层清液．
③再加入蒸馏水搅拌，静置，沉淀后再弃去上层清液．
④                                               。
（1）步骤①所得悬浊液中c(Ca^2＋)＝________ mol·L^－1
（2）写出第②步发生反应的离子方程式：________________________________.
（3）请补充第④步操作及发生的现象________________________________________________．
（4）请写出该原理在实际生产生活中的一个应用                                           。

某研究小组进行Mg(OH)₂沉淀溶解和生成的实验探究。
向2支盛有1 mL 1 mol/L的MgCl₂溶液中各加入10滴2 mol/L NaOH，制得等量Mg(OH)₂沉淀；然后分别向其中加入不同试剂，记录实验现象如下表：

实验序号	加入试剂	实验现象
Ⅰ	4 mL 2mol/LNH4Cl 溶液	沉淀溶解
Ⅱ	4 mL蒸馏水	沉淀不溶解

（1）测得实验Ⅰ中所用NH₄Cl溶液显酸性（pH约为4.5），用离子方程式解释其显酸性的原因                                         。
（2）同学们猜测实验Ⅰ中沉淀溶解的原因有两种：
猜想1：氢氧化镁电离出OH^-离子，与氯化铵电离出来的铵根离子反应生成氨水.
猜想2：                                                                  。
（3）为验证猜想，又设计了以下实验

序号	实验内容	结 果
1	测定醋酸铵溶液的pH	pH约为7，溶液呈中性
2	取少量的相同质量的氢氧化镁分别盛放在试管中，分别向其中滴加醋酸铵溶液和氯化铵溶液	固体均溶解

①用醋酸铵溶液与氢氧化镁反应的原因是                                    。
②实验证明猜想正确的是      （填“1”或“2”）。
（4）实验Ⅱ观察到沉淀不溶解。该实验的目的是                                。

(12分) ZrO₂常用作陶瓷材料，可由锆英砂（主要成分为ZrSiO₄，也可表示为ZrO₂·SiO₂，还含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂等杂质）通过如下方法制取。
已知：①ZrO₂能与烧碱反应生成可溶于水的Na₂ZrO₃，Na₂ZrO₃与酸反应生成ZrO²⁺。
②部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表。

金属离子	Fe^3+	Al^3+	ZrO^2+
开始沉淀时pH	1.9	3.3	6.2
沉淀完全时pH	3.2	5.2	8.0

（1）熔融时ZrSiO₄发生反应的化学方程式为     ，滤渣I的化学式为     。
（2）为使滤液I的杂质离子沉淀完全，需用氨水调pH=a，则a的范围是     ；继续加氨水至pH=b时，所发生反应的离子方程式为     。
（3）向过滤III所得滤液中加入CaCO₃粉末并加热，得到两种气体。该反应的离子方程式为     。
（4）为得到纯净的ZrO₂，Zr(OH)₄需要洗涤，检验Zr(OH)₄是否洗涤干净的方法是     。

滴定法是化学上常用的定量分析的方法。滴定的方法有酸碱中和滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定、络合滴定等。
I．甲化学兴趣小组取20.00mL待测稀盐酸放入锥形瓶中，并滴加2～3滴酚酞溶液作指示剂，用0.2000 mol·L^－1的标准NaOH溶液进行滴定。重复上述滴定操作3次，并记录数据。
（1）滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察________。（填序号）
A．滴定管内液面的变化       B．锥形瓶内溶液颜色的变化
（2）判断滴定终点的现象是：_____________________。
（3）根据下列数据：请计算待测盐酸溶液的浓度为________mol/L。

滴定次数	待测液体积(mL)	标准NaOH溶液读数记录(mL)
滴定前读数	滴定后读数
第一次	20.00	0.40	20.40
第二次	20.00	4.00	24.00
第三次	20.00	2.00	24.10

II．乙化学兴趣小组利用氧化还原反应滴定，测定了某工厂废水中游离态氯的含量。实验如下：
①取水样10.0 ml于锥形瓶中，加入10.0 ml的KI溶液(足量)，滴入指示剂2～3滴。
②将自己配制的0.01mol·L^-1标准Na₂S₂O₃溶液装入滴定管中，调整液面，记下读数。
③将锥形瓶置于滴定管下进行滴定，发生的反应为：I₂+2Na₂S₂O₃="2NaI+" 2Na₂S₄O₆。试回答下列问答：
（1）步骤①发生的化学反应方程式为：_______________；加入的指示剂是_______。
（2）步骤②应使用_________式滴定管。
（3）氯的所测浓度比实际浓度会偏大，造成误差的原因可能是______（填序号）
A 配制标准Na₂S₂O₃溶液定容时，加水超过刻度线
B 锥形瓶水洗后直接装待测水样
C 装标准Na₂S₂O₃溶液的滴定管水洗后没有润洗
D 滴定到达终点时，俯视读出滴定管读数；
E 滴定前尖嘴部分有气泡，滴定后消失
III．沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂。已知一些银盐的颜色和Ksp（20℃）如下表，测定水体中氯化物的含量，常用标准硝酸银溶液进行滴定。

化学式	AgCl	AgBr	AgI	Ag2S	Ag2CrO4
颜色	白色	浅黄色	黄色	黑色	红色
Ksp	2.0×10^-10	5.4×10^-13	8.3×10^-17	2.0×10^-48	2.0×10^-12

（1）滴定时，你认为该滴定适宜选用的指示剂是下列中的___________。（填序号）
A.KBr B.KI C.K₂S         D.K₂CrO₄
（2）向BaCl₂溶液中加入AgNO₃和KBr，当两种沉淀共存时，＝__________。

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

资源综合利用既符合绿色化学理念，也是经济可持续发展的有效途径。一种难溶的废弃矿渣杂卤石，其主要成分可表示为：，已知它在水溶液中存在如下平衡：

为了充分利用钾资源，一种溶浸杂卤石制备K₂S0₄工艺流程如下：

（1）操作①名称是                
（2）用化学平衡移动原理解释:Ca(OH)₂溶液能溶解出杂卤石中K^十的原因：                
（3）除杂质环节，为了除去Ca^2＋，可先加人          溶液，经搅拌等操作后，过滤，再向滤液中滴加稀H₂ S0₄，调节溶液pH至             ；（填“酸性”、“中性”或“碱性”）
（4）操作②的步骤包括（填操作过程）：、                   、过滤、洗涤、干燥；
（5）有人用可溶性碳酸盐为溶浸剂，其浸溶原理可表示为：

则常温下该反应的平衡常数K＝                

碱式硫酸铁[Fe(OH)SO₄]可用作净水剂、媒染剂、颜料和药物。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等），生产碱式硫酸铁的部分工艺如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

（1）反应I中发生的氧化还原反应的离子方程式是__________。
（2）反应II中加入NaHCO₃调节体系的pH在____范围内。
（3）反应III中生成的气体遇空气变红棕色，则III中发生反应的离子方程式是_________ 。
（4）反应III中通入氧气可减少NaNO₂的用量，若消耗1mol氧气可节约n(NaNO₂)=____mol。
（5）用硫酸可知体系的pH。若硫酸加入量过小，溶液生成沉淀；若硫酸加入量过大，不利于产品形成，用化学平衡移动原理分析其原因是_________。
（6）碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)²⁺离子可发生水解生成Fe₂(OH)₄²⁺聚合离子，该水解反应的离子方程式是____________。

硫酸镁在医疗上具有镇静、抗挛等功效。以菱镁矿（主要成分是MgCO₃）为主要原料制备硫酸镁的方法如下：

（1）步骤②中发生反应的离子方程式为                                    。
（2）步骤④中调节pH=6.0~6.5的目的是                                   。
（3）步骤⑤的操作为                              
（4）已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如表所示：

pH	< 8.0	8.0 ~ 9.6	> 9.6
颜色	黄色	绿色	蓝色

25℃时，向Mg(OH)₂的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液所呈现的颜色为     [25℃时，Ksp[Mg(OH)₂] =5.6×10^-12]。