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2024届高三新高考化学大一轮专题练习—沉淀溶解平衡
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2024届高三新高考化学大一轮专题练习—沉淀溶解平衡
一、单选题
1.(2023·北京·高三专题练习)下列反应与电离平衡无关的是
A.FeSO4溶液与NH4HCO3溶液反应制备FeCO3
B.电解饱和NaCl溶液制备NaOH
C.加氨水除去NH4Cl溶液中的杂质FeCl3
D.将Na2CO3溶液加入水垢中使CaSO4转化为CaCO3
2.(2023春·福建莆田·高三仙游一中校考阶段练习)下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是
选项
实验操作
实验目的或结论
A
某钾盐溶于盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体
说明该钾盐是K2CO3
B
向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末,搅拌一段时间后过滤
除去MgCl2溶液中少量 FeCl3
C
常温下,向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末,过滤,向洗净的沉淀中加稀盐酸,有气泡产生
说明常温下Ksp(BaCO3)
在蒸发皿中加热蒸干并灼热(低于400℃)氯化镁溶液
得到氯化镁固体
A.A B.B C.C D.D
3.(2023·北京·高三专题练习)下列实验方案(图中部分夹持略),不能达到实验目的的是
选项
A
B
C
D
目的
制取无水固体
检验产生的
证明
探究化学反应速率的影响因素
实验方案
A.A B.B C.C D.D
4.(2023·河北·高三专题练习)室温下用0.1 mol∙L-1 Na2SO3溶液吸收SO2的一种脱硫工艺流程如下图所示。已知H2SO3电离平衡常数分别为Ka1=1.54×10-2,Ka2=1.02×10-7,H2CO3电离平衡常数分别为Ka1=4.30×10-7、Ka2=5.61×10-11,忽略通入SO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发。
下列说法正确的是
A.0.1 mol∙L-1 Na2SO3溶液中:
B.NaHSO3溶液中:
C.“沉淀”时发生主要反应的离子方程式:
D.“沉淀”分离后的滤液中:
5.(2023春·湖南·高三校联考阶段练习)某温度下,向溶液中滴加的溶液,滴加过程中与溶液体积的关系如图所示。
已知:。下列有关说法正确的是
A.溶液中:
B.向溶液中滴加的溶液,图中的b点向下平移
C.该温度下,
D.b、c点对应的溶液中,水的电离程度更大的为b点
6.(2023·全国·高三专题练习)一定温度下,将足量的固体加入水中,充分搅拌,慢慢加入固体,随着增大,溶液中的变化曲线如图所示(不考虑溶液体积变化)。下列说法正确的是
A.
B.从X点到Y点,逐渐增大
C.Z点溶液中
D.从Y点到Z点发生的离子反应为
7.(2022秋·内蒙古包头·高三统考期末)已知25℃时一些难溶物质的溶度积常数()如下:
化学式
溶度积()
根据上表数据,判断下列化学过程不能实现的是(反应条件省略)
A.
B.
C.
D.
8.(2023·陕西榆林·统考二模)证据推理是学习化学的重要方法,下列证据与推理的关系对应正确的是
选项
证据
推理
A
室温下,用pH试纸分别测定浓度均为0.1mol•L-1的Na2SO3和NaHSO3两种溶液的pH,Na2SO3溶液的pH更大
HSO结合H+的能力比SO的强
B
将充满NO2的密闭玻璃球浸泡在热水中,红棕色变深反应
2NO2(g)N2O4(g) △H<0
C
向淀粉溶液中加入稀硫酸,水浴加热后,再加入银氨溶液,水浴加热,未出现银镜
淀粉未发生水解
D
向浓度均为0.01mol•L-1的NaCl和KI混合溶液中滴加少量0.01mol•L-1的AgNO3溶液,出现黄色沉淀
说明:Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)
A.A B.B C.C D.D
9.(2023春·辽宁锦州·高三校联考阶段练习)下列实验操作、现象均正确且能得出相应结论的是
实验操作
实验现象
结论
A
将Fe3O4粉末溶于盐酸,再向其中加入少量酸性KMnO4溶液
KMnO4溶液褪色
Fe3O4中含有Fe(II)
B
向淀粉溶液中加入稀硫酸,水浴加热后,再加入少量新制氢氧化铜,加热
产生砖红色沉淀
淀粉的水解产物中有葡萄糖
C
NaHCO3溶液与NaAlO2溶液混合
产生白色沉淀
结合H+的能力:<
D
向10mL0.1mol·L-1AgNO3溶液中先加入5mL0.1mol·L-1KCl溶液,再加入5mL1mol·L-1KI溶液
先出现白色沉淀,后出现黄色沉淀
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
A.A B.B C.C D.D
10.(2023·陕西榆林·统考一模)室温下,通过下列实验探究0.0100 mol∙L−1 Na2C2O4溶液的性质。
实验1:实验测得0.0100 mol∙L−1 Na2C2O4溶液的pH为8.6。
实验2:向溶液中滴加等体积、0.0100 mol∙L−1 HCl溶液,pH由8.6降为4.8。
实验3:向溶液中加入等体积、0.0200 mol∙L−1 CaCl2溶液,出现白色沉淀。
实验4:向稀硫酸酸化的KMnO4溶液中滴加Na2C2O4溶液至溶液褪色。
已知室温下Ksp(CaC2O4)=2.5×10−9,下列说法错误的是
A.0.0100 mol∙L−1 Na2C2O4溶液中满足: >2
B.实验2滴加盐酸过程中可能存在:c(Na+ )=c( )+2c( )+c(C1-)
C.实验3所得上层清液中:c( )=5×10−7 mol·L−1
D.实验4发生反应的离子方程式为+4+12H+=2CO2 ↑+4Mn2+ +6H2O
11.(2023·广东·高三专题练习)化学是一门以实验为基础的学科,下列有关实验的说法不正确的是
选项
实验
实验说明或者方案设计
A
测定中和反应的反应热
中和滴定的同时,使用温度传感器采集锥形瓶内溶液温度,测得中和反应的反应热数值可能偏低
B
比较Mg和Al的金属性强弱
将MgCl2溶液和AlCl3溶液分别与足量NaOH溶液反应
C
实验室制备氢氧化铁胶体
图标提示全部需要
D
室温下,将AgCl和AgBr的饱和溶液等体积混合
已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.0×10-13,推测可能看到出现淡黄色沉淀
A.A B.B C.C D.D
二、多选题
12.(2023·全国·高三专题练习)AgCl()和(砖红色)都是难溶电解质,以对pCl和作图的沉淀平衡曲线如图所示。下列说法正确的是
A.阴影区域AgCl和都沉淀
B.
C.向含有AgCl(s)的1.0 KCl溶液中加入,白色固体逐渐变为砖红色
D.用硝酸银标准液滴定溶液中的,作指示剂的浓度在0.01左右时滴定误差较小
13.(2023·山东·高三专题练习)从钒铬锰矿渣(主要成分为、、MnO)中提取铬的一种工艺流程如图:
已知:Mn(II)在酸性环境中较稳定,在碱性环境中易被氧化;在酸性溶液中钒通常以、等存在;沉铬过程中,当溶液时,开始出现沉淀,此时铬离子浓度为。下列说法正确的是
A.“沉钒”时,胶体的作用是吸附
B.滤液B的,沉铬完全
C.“提纯”过程中的作用是还原铬
D.“转化”过程中发生反应:
14.(2023秋·湖南岳阳·高三统考期末)某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析,下列判断错误的是
A.Ksp[Fe(OH)3]
C.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
D.在b、c两点代表的溶液中Fe(OH)3、Cu(OH)2均达到饱和
三、原理综合题
15.(2022秋·湖南常德·高三常德市一中校考期中)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、(橙红色)、(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,K2Cr2O7溶液中存在如下平衡:
回答下列问题:
(1)探究外界因素对该平衡的影响。取三支相同(标号1,2,3)试管盛有相同体积溶液进行实验,完成下列表格中的填空。
实验操作
实验现象
实验结论
向试管1中加入几滴浓NaOH溶液,得溶液A
溶液变为①_______。
其他条件不变时,减小②_______浓度,平衡向③_______方向移动
向试管2中加入几滴较浓H2SO4溶液,得溶液B
溶液变为④_______。
其他条件不变时,增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动
向试管2中加入FeSO4,再加入适量NaOH溶液
先形成蓝紫色溶液,加入NaOH溶液后产生红褐色沉淀和⑤_______色沉淀。
K2Cr2O7溶液具有氧化性,产物不溶于适量NaOH溶液
(2)利用(1)中所得溶液A、B探究pH对溶液的氧化性强弱的影响。完成表格中的填空。
实验操作
实验现象
实验结论
相同量的溶液A、B中分别加入相同量甲醇溶液
向溶液A无明显现象,溶液B形成蓝紫色溶液
_______。
(3)在化学分析中采用为指示剂,以标准溶液滴定溶液中的,利用与生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。滴定终点时,溶液中时,此时溶液中等于_______。[已知]
16.(2023·山西临汾·统考二模)氮在自然界中的存在十分广泛。某实验小组对不同含氮物质做了相关研究。请回答下列问题:
(1)氨的用途十分广泛,是制造硝酸和氮肥的重要原料。298K、101kPa条件下。合成氨每产生2molNH3,放出92.2kJ热量。已知:
1molN-H键断裂吸收的能量约等于___________kJ。
(2)将NH3和NO2以一定的流速,分别通过甲、乙两种催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO2含量,从而确定尾气脱氮率(即NO2的转化率),结果如图所示:
a点________(填“是”或“不是”)平衡状态;脱氮率a~b段呈现如图变化,原因是_________。
(3)一种铁氮化合物具有高磁导率,可用于制电子元件,其晶胞结构如图所示。
①该铁氮化合物的化学式为___________。
②该晶体结构的另一种晶胞表示中,N处于顶点位置,则Fe(III)、Fe(II)分别处于___________、___________位置。
(4)25℃时,将10mL0.03mol/LNH4Cl溶液和10mL0.01mol/LAgNO3溶液混合(忽略溶液混合后的体积变化),混合后溶液中c(Ag+)为____________[25℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10]。用数字传感器探究AgCl的沉淀溶解平衡。实验测得悬浊液中溶解的氯化物浓度变化如图所示,其中a点表示AgCl溶于NH4Cl溶液形成的悬浊液,下列说法正确的是___________(填字母标号)。
a.b点可能加入了NH4Cl(s) b.c点后无黄色沉淀生成
c.d点c(Ag+)
四、工业流程题
17.(2023·四川成都·校联考三模)- Fe2O3粉体具有广泛的用途。工业上用黄钠铁矾渣[主要成分为Na2Fe6(SO4)4(OH)12,还含有Ni、Ba、Ca、Pb、Mg、Co等硫酸盐及SiO2]制备高纯度的- Fe2O3粉体的工艺流程如下图所示:
已知:常温下,有关离子沉淀的pH和物质的溶度积常数分别如表1和如表2所示:
表1 有关离子沉淀的pH
离子
Fe3+
Fe2+
Ni2+
Co2+
开始沉淀pH
2.2
5.8
6.9
7.2
完全沉淀pH(c =1.0×10−5 mol·L−1)
3.2
8.3
8.9
9.2
表2 物质的溶度积常数
物质
CoS
NiS
FeS
Ksp
3.0 × 10−26
1.42 × 10−24
3.7 × 10−19
回答下列问题:
(1)“焙烧”中,无烟煤除了用作燃料以外,还用作_______。
(2)“酸浸”后,浸渣的主要成分有_______,能提高浸出率的措施有_______(任写两点即可)。
(3)“沉钙、镁”中,溶液的pH不宜太小或太大,应保持在5左右的原因是_______。
(4)“沉镍、钴”中,最先沉淀的离子是_______(填离子符号),若要将溶液中的镍和钴完全沉淀,溶液中的c(S2−)不低于_______ mol·L−1。
(5)“沉铁”中,发生反应的离子方程式为_______。
18.(2023·全国·高三专题练习)从钒铬渣中提取钒铬的工艺流程如下:
已知:①钒铬渣中含有V2O3、Cr2O3,及SiO2、Fe2O3、FeO等;
②25℃时,Cr(OH)3的溶度积常数为6.4×10-31;lg4=0.6。
回答下列问题:
(1)“氧化焙烧”时,钒铬渣中化合价发生变化的元素为铬及___________(用元素名称表示)。
(2)为加快“水浸”速率,可采取的措施为___________(写出一种即可)。
(3)“除杂”产生的滤渣2的成分是___________(用化学式表示)。
(4)写出“煅烧”时反应的化学方程式___________(已知“沉钒”时析出正五价钒的含氧酸铵盐)。
(5)“还原”溶液中的Cr2O时发生反应的离子方程式为___________,已知双氧水还原Cr2O的效率与温度的关系如图,分析40℃时,双氧水还原效率最高的原因___________。
(6)“沉铬”过程中,含铬元素的离子刚好完全沉淀时,溶液的pH=___________(已知溶液中离子浓度≤10-5mol·L-1时认为已完全沉淀)。
参考答案:
1.D
【详解】A. FeSO4溶液与NH4HCO3反应的方程式:FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O,利用了碳酸氢根离子的电离平衡,A不选;
B.电解饱和NaCl溶液制备NaOH,利用了水可以电离出氢离子的电离平衡,B不选;
C.加氨水除去NH4Cl溶液中的杂质FeCl3,利用了一水合氨的电离平衡,C不选;
D.将Na2CO3溶液加入水垢中使CaSO4转化为CaCO3,利用了难溶物的转化,不属于电离平衡,D选;
故选D。
2.B
【详解】A.某钾盐溶于盐酸,可产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体,该钾盐可能是KHCO3,A错误;
B.加入足量氢氧化镁粉末,可促进FeCl3水解生成氢氧化铁沉淀和氯化镁,然后过滤除去杂质,B正确;
C.饱和碳酸钠溶液中加入少量BaSO4粉末,Qc(BaCO3)>Ksp(BaCO3),生成BaCO3沉淀,但是不能说明Ksp(BaCO3)< Ksp(BaSO4),C错误;
D.蒸发皿中加热蒸干氯化镁溶液,因氯化镁水解最终得到氢氧化镁,氢氧化镁灼烧生成氧化镁,D错误;
故答案选B。
3.A
【详解】A.氯化铁固体加热过程中能发生水解,应该在氯化氢的气流中进行,故该实验不能达到实验目的,A符合题意;
B.铜和浓硫酸在加热的条件下反应生成二氧化硫,能使品红褪色,多余的二氧化硫用氢氧化钠吸收,防止污染,该实验能达到实验目的,B不符合题意;
C.硫酸锌和硫化钠反应生成硫化锌沉淀,再加入硫酸铜溶液,硫化锌能转化为黑色的硫化铜沉淀,说明硫化铜的溶度积小于硫化锌,该实验能达到实验目的,C不符合题意;
D.该实验中只有盐酸的浓度不同,可以根据产生气泡的快慢分析浓度对反应速率的影响,能达到实验目的,D不符合题意;
故选A。
4.C
【分析】Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2,生成NaHSO3;由于Ka2(H2SO3)=1.02×10-7<Ka1(H2CO3)=4.30×10-7,所以NaHSO3与CaCO3反应只能生成NaHCO3和CaSO3;CaSO3被通入的O2氧化,生成CaSO4,从而获得石膏。
【详解】A.0.1 mol∙L-1 Na2SO3溶液中,存在电荷守恒c(Na+)+ c(H+)=c()+2c()+c(OH-),物料守恒c(Na+)=2c()+2c()+2c(H2SO3),则c(OH-)=c(H+)+c()+2c(H2SO3),A不正确;
B.NaHSO3溶液中,Ka2=1.02×10-7,Kh2=≈6.49×10-13,则以的电离为主,溶液呈酸性,所以,B不正确;
C.由分析可知,由于Ka2(H2SO3)=1.02×10-7<Ka1(H2CO3)=4.30×10-7,所以NaHSO3与CaCO3反应只能生成NaHCO3和CaSO3,“沉淀”时发生主要反应的离子方程式:,C正确;
D.“沉淀”分离后的滤液,仍是CaSO3的饱和溶液,则,D不正确;
故选C。
5.B
【详解】A.硫化钠溶液中存在物料守恒,则,A错误;
B.,硫化铜的溶度积小于硫化锌的溶度积,则b点向下移动,B正确;
C.图中b点是硫离子和铜离子刚好生成沉淀的点,,,故,C错误;
D.水的电离程度受弱离子浓度的影响,铜离子和硫离子都是弱离子,浓度越大水的电离程度越大,故b点的水的电离程度更小,D错误;
故选B。
6.C
【详解】A.AgCl在水中溶解部分电离出的Ag+和Cl-的浓度相等,结合图像可得到,A错误;
B.氯化银中存在溶解平衡:,加入NaBr后,有图像可知,银离子浓度不变,氯化银为饱和溶液,温度不变Ksp不变,所以氯离子浓度不变,B错误;
C.Z点,AgCl和AgBr均为饱和溶液,所以,则,C正确;
D.从Y点到Z点发生的离子反应为:,D错误;
故答案选C。
7.A
【分析】发生复分解反应时生成溶解度更小的物质。Ksp越小,对应物质的溶解程度越小。
【详解】A.更难溶的ZnS不能转化为较难溶的Zn(OH)2,A不能实现;
B.MgCO3可转化为更难溶的Mg(OH)2,B能实现;
C.Ag2S比AgCl更难溶,所以AgCl能转化为更难溶的Ag2S,C能实现;
D.水溶液中,Mg(HCO3)2和过量Ca(OH)2反应时生成,由于 Mg(OH)2比MgCO3更难溶,CaCO3比 Ca(OH)2更难溶,故反应生成Mg(OH) 2和 CaCO3,D能实现;
故选A。
【点睛】当两种物质的组成相似时,可以用Ksp直接衡量溶解度,当两种物质的组成不相同时,若两者的Ksp相差较大时,也可以用Ksp衡量溶解度,但若两种组成不相同的物质的Ksp接近时,需要通过计算才能确定溶解度的大小。
8.B
【详解】A.亚硫酸钠溶液显碱性,亚硫酸氢钠溶液显酸性,HSO电离程度大于其水解程度,HSO结合H+能力弱于SO,故A错误;
B.NO2中存在2NO2N2O4,将玻璃球放在热水中,红棕色变深,说明升高温度,平衡向逆反应方向进行,根据勒夏特列原理,该反应的正反应为放热反应,故B正确;
C.醛基与银氨溶液反应,反应环境为碱性,题中加入稀硫酸后,没有加入NaOH溶液中和硫酸,因此未出现银镜,不能说明淀粉未发生水解,故C错误;
D.Cl-、I-浓度相同,滴加少量硝酸银溶液,出现黄色沉淀,黄色沉淀为AgI,说明AgI比AgCl更难溶,即Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),故D错误;
答案为B。
9.C
【详解】A.溶液中的氯离子也能与酸性高锰酸钾溶液反应使溶液褪色,所以溶液褪色不能说明四氧化三铁中含有Fe(II),故A错误;
B.葡萄糖在酸性溶液中不能与新制氢氧化铜共热反应生成砖红色沉淀,故B错误;
C.碳酸氢钠溶液与偏铝酸钠溶液混合产生白色沉淀说明碳酸氢钠溶液与偏铝酸钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠,由强酸制弱酸的原理可知,偏铝酸根离子结合氢离子的能力强于碳酸根离子,故C正确;
D.向过量的硝酸银溶液中先加入少量氯化钾溶液,再加入碘化钾溶液时,溶液中只存在沉淀的生成,没发生沉淀的转化,所以无法比较氯化银和碘化银的溶度积大小,故D错误;
故选C。
10.D
【详解】A.0.0100 mol∙L−1 Na2C2O4溶液中有,则有 >2,故A正确;
B.实验2滴加盐酸,根据电荷守恒得到c(Na+ )+ c(H+ )=c( )+2c( )+c(C1-) +c(OH-),当溶液pH=7时,c(H+ )= c(OH-),则该过程中可能存在:c(Na+ )=c( )+2c( )+c(C1-),故B正确;
C.实验3两者反应生成草酸钙,反应后剩余钙离子浓度为,,,故C正确;
D.实验4发生反应的离子方程式为5+2+16H+=10CO2 ↑+2Mn2+ +8H2O,故D错误。
综上所述,答案为D。
11.C
【详解】A.中和滴定时,右手摇动锥形瓶会造成热量散失,所以使用温度传感器采集锥形瓶内溶液温度,测得中和反应的反应热数值会偏低,故A正确;
B.氯化镁溶液与氢氧化钠溶液反应生成白色氢氧化镁沉淀,氯化铝溶液与氢氧化钠溶液先反应生成白色氢氧化铝沉淀,后白色沉淀溶于氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠和水说明氢氧化镁的碱性强于氢氧化铝,证明镁元素的金属性强于铝元素,故B正确;
C.饱和氯化铁溶液在沸水中共热反应制得氢氧化铁胶体,实验时不需要用到排风、锐器图标提示,故C错误;
D.由溶度积可知,饱和氯化银溶液中的银离子浓度为mol/L、饱和溴化银溶液中溴离子浓度为mol/L,当饱和氯化银饱和溶液和饱和溴化银溶液等体积混合时,溶液中溴化银的浓度熵Qc=×××>5.0×10-13,溶液中会有淡黄色的溴化银沉淀生成,故D正确;
故选C。
12.BD
【分析】根据图像,由图可知,取纵坐标为零,计算得2线对应的,数量级为10-12,故2线代表Ag2CrO4,1线代表AgCl,以此解题。
【详解】A.纵坐标越大,银离子浓度越小,横坐标越大,阴离子浓度越小,故阴影区域AgCl和都不沉淀,A错误;
B.此时时,则,B正确;
C.当溶液中有1.0 KCl时,则此时氯离子的浓度为1.0,pCl=0,由图可知,此时无法形成,C错误;
D.由图可知,当浓度在0.01左右时(pCrO4=2)形成所需要的银离子浓度约为10-5mol/L,根据氯化银的溶度积可知此时氯离子浓度约为1.6×10-5mol/L,氯离子接近完全沉淀,滴定误差较小,D正确;
故选BD。
13.AB
【分析】分析本工艺流程图可知,“沉钒” 步骤中使用氢氧化铁胶体吸附含有钒的杂质,滤液中主要含有Mn2+和Cr3+,加入NaOH“沉铬”后,Cr3+转化为固体A为Cr(OH)3沉淀,滤液B中主要含有MnSO4,加入Na2S2O3主要时防止pH较大时,二价锰[Mn(I)]被空气中氧气氧化,Cr(OH)3煅烧后生成Cr2O3,“转化” 步骤中的反应离子方程式为:Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,“沉钒”时,胶体的作用是吸附,故A正确;
B.当溶液时,开始出现沉淀,此时铬离子浓度为,则Ksp[Cr(OH)3)]= =1×10-30,沉铬完全时,溶液中c(Cr3+)=1×10-5mol/L,c(OH-)=1×10-8.3mol/L,则c(H+)=,pH=-lgc(H+)=5.7,故B正确;
C.由分析可知,加入Na2S2O3主要时防止pH较大时,二价锰[Mn(I)]被空气中氧气氧化,故C错误;
D.由分析可知,“转化”步骤中的反应离子方程式为:Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O,故D错误;
故选AB。
14.BC
【详解】A.由b、c两点对应数据可比较出Ksp[Fe(OH)3]与Ksp[Cu(OH)2]的大小,Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=c(Fe3+) ×(10-12.7)3,Ksp[Cu(OH)2]= c(Cu2+) ×c2(OH- )=c(Cu2+) ×(10-9.6)2,因c(Fe3+)=c(Cu2+),故Ksp[Fe(OH)3]< Ksp[Cu(OH)2],A正确;
B.只要温度不发生改变,溶液中c(H+ )与c(OH-)的乘积(K)就不变,该题中温度条件不变,故c、d两点代表的溶液中c (H+ ) 与c(OH-)的乘积相等,B错误;
C.向溶液中加入NH4Cl固体,不会导致溶液中的c (OH-)增大,故不能使溶液由a点变到b点,C错误;
D.b、c两点分别处在两条的沉淀溶解平衡曲线上,故两点均代表溶液达到饱和,D正确;
答案选BC。
15.(1) 黄色 生成物 正 橙红色 灰蓝
(2)溶液pH值越小,K2Cr2O7的氧化性越强
(3)5×10-3
【详解】(1)由题干信息可知,K2Cr2O7溶液中存在如下平衡:,故向试管1中加入几滴浓NaOH溶液,得溶液A,则由于NaOH电离出的OH-消耗H+,导致H+浓度减小,促使上述平衡正向移动,故溶液变为黄色,说明其他条件不变时,减小生成物浓度,平衡向正方向移动,向试管2中加入几滴较浓H2SO4溶液,得溶液B,则由于溶液中H+浓度增大,导致上述平衡逆向移动,溶液变为橙红色,这可说明其他条件不变时,增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动,向试管2中加入FeSO4,再加入适量NaOH溶液,观察到先形成蓝紫色溶液,加入NaOH溶液后产生红褐色沉淀说明Fe2+被K2Cr2O7氧化为Fe3+,铬元素被还原为Cr3+,Cr3+和NaOH反应生成灰蓝色沉淀Cr(OH)3,同时说明K2Cr2O7溶液具有氧化性,产物不溶于适量NaOH溶液,故答案为:黄色;生成物;正;橙红色;灰蓝;
(2)由题干(1)分析可知,溶液A为加入了NaOH浓溶液,B为加入了浓硫酸,则相同量的溶液A、B中分别加入相同量甲醇溶液,观察到向溶液A无明显现象,溶液B形成蓝紫色溶液即溶液中含有大量的Cr3+(蓝紫色),说明在碱性条件下K2Cr2O7不能将甲醇氧化,而酸性条件下则能够将甲醇氧化,由此可得出实验结论为:溶液pH值越小,K2Cr2O7的氧化性越强,故答案为:溶液pH值越小,K2Cr2O7的氧化性越强;
(3)滴定终点时,溶液中时,此时溶液中等于==5×10-3,故答案为:5×10-3。
16.(1)391
(2) 不是 a点升高温度,甲催化剂的活性降低,反应速率减小,导致脱氮率减小
(3) Fe4N或Fe3(II) Fe(III)N 体心
(4) 1.8×10-8mol/L cd
(5)=或
【详解】(1)氮气和氢气发生反应:3H2+N2⇌2NH3,反应焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量=3×436 kJ/mol+945.8 kJ/mol -6×N-H键键能=-92.2 kJ/mol,N-H键键能=391 kJ/mol,1molN-H键断裂吸收的能量约等于391 kJ。
(2)催化剂能改变化学反应速率,但是不能改变化学平衡常数,由图示可知,相同温度下,曲线乙中与a点对应点的脱氮率高于a点,说明a点对应温度下的平衡脱氮率没有达到最大,反应没有达到平衡;脱氮率a~b段呈现下降的趋势,可能的原因是:a点后升高温度甲催化剂活性降低,反应速率减小,导致相同时间内脱氮率减小。
(3)①依据晶胞结构,Fe原子个数为=4,其中Fe(II)占3个,Fe(III)占1个,N原子位于体心,数目为1,因此铁氮化合物的化学式为Fe4N或Fe3(II);
②依据晶胞结构图知,若N处于顶点位置,则Fe处于体心和棱心位置。
(4)混合后溶液中c(Cl-)= 由Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=1.8×10-10得,c;
a.若b点是滴加NH4C1溶液,则氯化物增多,从图像可知,b点后氯化物浓度减小,与假设矛盾,a错误;
b.c点时滴加KI溶液,从图像知c点后氯化物增多,说明AgC1转化为AgI,有黄色沉淀AgI生成,b错误;
c.d点Ag转化为部分AgI,c(Ag+)
(5)根据反应起始时5 mol(140g) N2和15 mol(30g) H2及平衡时氨气质量分数为40% (68g)计算出平衡时生成的氨气的物质的量为4 mol。列三段式如下:
M点是平衡点,净速率为0,将a= 0.5代人净速率方程式得或。
17.(1)还原剂
(2) SiO2、PbSO4、BaSO4、CaSO4 将焙烧产物粉碎、适当增大H2SO4的浓度(或搅拌溶液等)
(3)pH小于5时,由HFH++F−可知,酸性太强,Ca2+、Mg2+可能会因F−浓度太小而不能完全沉淀,pH大于5时,溶液中Fe2+(Co2+、Ni2+)会以氢氧化物的形式沉淀
(4) Co2+ 1.42×10−19
(5)Fe2+++NH3·H2O=FeCO3↓+H2O+
【分析】焙烧时,碳将黄钠铁矾中+3价的铁还原为+2,硫酸酸浸后二氧化硅不溶,硫酸钡、硫酸铅难溶,过滤后得到浸渣,向滤液中加入氟化钠沉淀钙离子和镁离子,过滤后滤液中通入硫化氢沉淀镍离子和钴离子,最后向滤液中加入氨水和碳酸氢铵沉铁得到碳酸亚铁,煅烧碳酸亚铁得到- Fe2O3粉体,据此解答。
【详解】(1)“焙烧”中,无烟煤除了用作燃料以外,还用作还原剂,将黄钠铁矾中+3价的铁还原为+2,故答案为:还原剂;
(2)“酸浸”后,硫酸镁、硫酸镍、硫酸钴、硫酸亚铁,部分硫酸钙溶于水,形成混合溶液,难溶于水的硫酸钡、硫酸铅、二氧化硅,部分硫酸钙进入滤渣中,所以浸渣的主要成分有硫酸钡、硫酸铅、二氧化硅,硫酸钙,能提高浸出率的措施有将焙烧产物粉碎,适当的增大硫酸浓度、加快搅拌等,故答案为:SiO2、PbSO4、BaSO4、CaSO4;将焙烧产物粉碎,适当的增大硫酸浓度;
(3)“沉钙、镁”中,溶液的pH不宜太小或太大,若pH太小,由HFH++F−可知,酸性增强,H+与F-生成HF,降低了F-的浓度,导致钙、镁离子不能沉淀,若pH大于5,溶液的Fe2+、Co2+、Ni2+会形成氢氧化物沉淀,影响α-Fe2O3粉体的产量,故答案为:pH小于5时,由HFH++F−可知,酸性太强,Ca2+、Mg2+可能会因F−浓度太小而不能完全沉淀,pH大于5时,溶液中Fe2+(Co2+、Ni2+)会以氢氧化物的形式沉淀;
(4)由于CoS和NiS均为AB型,且CoS的Ksp更小,所以“沉镍、钴”中,最先沉淀的离子是Co2+,若要将溶液中的镍和钴完全沉淀,即Ni2+完全沉淀即可,根据Ksp(NiS)=c(Ni2+)×c(S2-),则溶液中的c(S2-)=mol•L-1=1.42×10-19mol•L-1,故答案为:Co2+;1.42×10-19;
(5)“沉铁”中,发生反应的离子方程式为Fe2+++NH3·H2O=FeCO3↓+H2O+。
18.(1)钒、铁
(2)提高水浸温度、不停搅拌等
(3)H2SiO3
(4)2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O
(5) Cr2O+3H2O2+8H+=2Cr3++3O2↑+7H2O 低于40℃,H2O2还原Cr2O的反应速率随温度升高而增加;超过40℃,双氧水分解,浓度降低,导致还原Cr2O的反应速率降低
(6)5.6
【分析】本流程中“氧化焙烧”步骤中V2O3、Cr2O3、SiO2分别转化为NaVO3、Na2CrO4、Na2SiO3,Fe2O3、FeO则变为Fe2O3,水浸后过滤出滤渣1为Fe2O3,向滤液中加入硫酸得到硅酸沉淀,过滤出得到滤渣2为H2SiO3,加入硫酸铵沉淀钒元素,生成NH4VO3沉淀,对NH4VO3进行焙烧得到V2O5,反应方程式为:2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O,向滤液中加入双氧水和硫酸,将Na2CrO4还原为Cr3+,离子方程式为:2CrO+3H2O2+10H+=2Cr3++3O2↑+8H2O,然后加入氨水,沉淀铬,Cr3++3NH3•H2O=Cr(OH)3↓+3NH,再对Cr(OH)3进行灼烧,2Cr(OH)3Cr2O3+3H2O,据此分析解题。
【详解】(1)由分析可知,“氧化焙烧”时,化合价有变化的元素是钒、铬、铁;故答案为钒、铁。
(2)“水浸”需要加热,加快可溶于水的物质的溶解速率;故答案为提高水浸温度、不停搅拌等。
(3)由分析可知,水浸液中存在Na2SiO3,与硫酸反应生成的滤渣为H2SiO3;故答案为H2SiO3。
(4)由分析可知,正五价钒的含氧酸铵盐为NH4VO3,“煅烧”时反应的化学方程式为2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O;故答案为2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O。
(5)由分析可知,“还原”溶液中的Cr2O时发生反应的离子方程式为Cr2O+3H2O2+8H+=2Cr3++3O2↑+7H2O;低于40℃,H2O2还原Cr2O的反应速率随温度升高而增加;超过40℃,双氧水分解,浓度降低,导致还原Cr2O的反应速率降低;故答案为Cr2O+3H2O2+8H+=2Cr3++3O2↑+7H2O;低于40℃,H2O2还原Cr2O的反应速率随温度升高而增加;超过40℃,双氧水分解,浓度降低,导致还原Cr2O的反应速率降低。
(6)由Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)·c3(OH-)=6.4×10-31得,,此时溶液的pOH=-lg4×10-9=9-lg4=9-0.6=8.4,则pH=14-8.4=5.6;故答案为5.6。
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