高中化学探究沉淀溶解实验题

重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿（主要成分为FeO·Cr₂O₃，杂质为SiO₂、Al₂O₃）为原料生产，实验室模拟工业法用铬铁矿制K₂Cr₂O₇的主要工艺如下图。涉及的主要反应是6FeO·Cr₂O₃+24NaOH+7KClO₃12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O。

（1）碱浸前将铬铁矿粉碎的作用                                                 。
（2）反应器①中除发生题中所给反应外，请写出其他两个化学方程式（要求两个反应中反应物均不相同）              ；              。③中调节PH=7-8所得滤渣为         、         。
（3）从平衡角度分析④中酸化的原理                                           ；
（4）用简要的文字说明操作⑤加入KCl能得到K₂Cr₂O₇晶体的原因是                。
（5）称取重铬酸钾试样2．500g配成250mL溶液，取出25．00mL于碘量瓶中，向其中加入10mL2mol/ LH₂SO₄和足量碘化钾（铬的还原产物为Cr³⁺)，放于暗处5min。然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示剂，用0.1200mol/LNa₂S₂O₃标准溶液滴定（I₂+2S₂O₃^2—＝2I^—+S₄O₆^2—）
①判断达到滴定终点的依据是                                           ；
②若实验中共用去Na₂S₂O₃标准溶液40．00mL，则所得产品中重铬酸钾的纯度为（设整个过程中其它杂质不参加反应）         （保留2位有效数字）。

(12分)某科研小组在900℃的空气中合成出化学式为La₂Ca₂MnO_x的超导体材料，其中La以+3价存在。为确定x的值，进行如下分析：
步骤1：准确称取0.5250g超导体材料样品，放入锥形瓶中，加25.00mL0.06000mol·L^-1 Na₂C₂O₄溶液(过量)和25mL 6mol·L^-1 HNO₃溶液，在6070℃下充分摇动，约半小时后得到无色透明溶液A(该条件下，只有Mn元素被还原为Mn²⁺，Na₂C₂O₄被氧化为CO₂)。
步骤2：用0.02000mol·L^-1 KMnO₄溶液滴定溶液A至终点，消耗10.00mL KMnO₄溶液。
（1）步骤1反应后溶液中Mn²⁺的物质的量浓度为0.02000mol·L^-1。常温下，为防止Mn²⁺形成Mn(OH)₂沉淀，溶液的pH的范围为      [已知Mn(OH)₂的K_sp=2.0×10^-13]。
（2）步骤2滴定终点的现象是         。
（3）步骤2滴定终点读数时俯视刻度，其他操作都正确，则所测x的值将        (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
（4）求x的值(写出计算过程)。

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               。

硅孔雀石是一种含铜的矿石，含铜形态为CuCO₃•Cu(OH)₂和CuSiO₃•2H₂O，同时含有SiO₂、FeCO₃、Fe₂O₃、Al₂O₃等杂质。以硅孔雀石为原料制取硫酸铜的工艺流程如下：

（1）步骤①中稀硫酸与CuSiO₃·2H₂O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选用试剂不可以是__________________
a．CuO        b．Cu (OH)₂         c．Cu₂(OH)₂CO₃          d．CuSO₄
（3）有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：

氢氧化物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2
开始沉淀的pH	3.3	1.5	6.5	4.2
沉淀完全的pH	5.2	3.7	9.7	6.7

由上表可知当溶液pH=4时，可以完全除去的离子是______（填金属离子符号，后同），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、洗涤可以得到CuSO₄•5H₂O晶体。某同学认为上述操作会有硫酸铝晶体析出。请你结合相关数据，通过计算对该同学的观点予以评价       (填“正确”、“不正确”、或“无法判断”)
【已知常温下，Al₂(SO₄)₃饱和溶液中c(Al³⁺)=2.25mol/L，K_sp[Al(OH)₃]=3.2×10^-34】
（5）测定硫酸铜晶体（CuSO₄•5H₂O）里结晶水的含量，实验步骤为：a．研磨；b．称量空坩埚和装有试样的坩埚的质量；c．灼烧；d．干燥器中冷却；e．称量；f．重复c至e的操作，直到连续两次称量的质量差不超过0.1g为止；⑦根据实验数据计算硫酸铜结晶水的含量。
①步骤c用到的仪器有酒精灯、三脚架、泥三角、玻璃棒、      、      。
②步骤f的目的是                                                      。
③如灼烧后在空气中冷却再称量，结晶水的测定结果会____(填“偏高”、“低”或“不变”)

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：           。

(15分)酸性条件下，锡在水溶液中有Sn²⁺、Sn⁴⁺两种主要存在形式。
I、SnSO₄是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业，其制备路线如下：

回答下列问题：
（1）SnCl₂用盐酸而不用水直接溶解的原因是      ，
（2）加入Sn粉的作用是             。
（3）反应A生成的沉淀为SnO，写出该反应的化学方程式：                       。
（4）反应B硫酸的作用之一是控制溶液的pH，若溶液中c(Sn²⁺)=1.0mol·L^-1，则应控制溶液pH         。已知：Ksp[Sn(OH)₂]=1.0×10^—26。
（5）酸性条件下，SnSO₄还可以用作双氧水去除剂，试写出发生反应的离子方程式：                。
II、金属Sn的制备——以锡石SnO₂为原料，用足量的焦炭作还原剂，在高温下可制得粗锡
（6）该反应的化学方程式为________________________________________。
（7）已知锡与碳同族，粗锡经电解精炼可得纯锡，精炼时的阴极反应式为___________________。

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。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。
（2）反应Ⅱ中加入NaNO₂的目的是氧化亚铁离子，写出该反应的离子方程式为             。
（3）碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)²⁺离子可部分水解生成Fe₂(OH)₄²⁺ 聚合离子，该水解反应的离子方程式为                                               。
（4）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
（5）为测定含Fe²⁺和Fe³⁺溶液中铁元素的总含量，实验操作如下：准确量取20.00mL溶液于带塞锥形瓶中，加入足量H₂O₂，调节pH<2，加热除去过量H₂O₂；加入过量KI充分反应后,再用 0.1000 mol·L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL。
已知：
则溶液中铁元素的总含量为        g·L^-1。若滴定前溶液中H₂O₂没有除尽，所测定的铁元素的含量将
会       (填“偏高” “偏低” “不变”)

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___________________。

(14分)某化学小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO₄。已知某化工厂的含镍废催化剂主要含有Ni，还含有Al(31％)、Fe(1．3％)的单质及氧化物，其他不溶杂质(3.3％)。

部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH如下：

（1）“碱浸”过程中发生反应的离子方程式是           。
（2）“酸浸”时所加入的酸是                     (填化学式)。
（3）加入H₂O₂时发生反应的离子方程式为           。
（4）操作b为调节溶液的pH，你认为pH的调控范围是           。
（5）产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeS0₄·7H₂0)，其原因可能是           。(写出一点即可)。
（6）NiSO₄·7H₂O可用于制备镍氢电池(NiMH)，镍氢电池目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中总反应的化学方程式是Ni(OH)₂+M=NiOOH+MH，则NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为       。

下列实验装置、操作能达到实验目的的是

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                                。

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  

铁是广泛应用的金属。
（1）铁元素在周期表中的位置是                   ，工业上通常采用高炉炼铁的方法制得单质铁，请写出用赤铁矿与CO反应炼铁的化学方程式              。
（2）请补充完成实验室制备Fe(OH)₃胶体的操作步骤：
①取25ml蒸馏水加热至沸腾
②                              
③继续煮沸至               
④停止加热。
（3）几种离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表(已知Fe(OH)₂呈絮状,不易从溶液中除去)

注:开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L^－1计算现有某溶液含有Fe²⁺、Fe³⁺、Zn^2＋、SO₄^2-，要使溶液中的Fe²⁺和Fe³⁺完全沉淀，需往溶液中先加入H₂O₂，作用是          ，然后再加入NH₄HCO₃调节pH至            ，NH₄HCO₃中起调节pH作用的离子是              (填离子符号)
①设计实验探究铁钉和钢钉在碱性溶液中遇到高锰酸钾时是否能发生电化学腐蚀。实验如下

①完成下列表格

②实验2比实验1能够较快看到以上现象的原因是                             。

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

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]。