高考二轮复习知识点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质1

试卷更新日期：2023-07-31 类型：二轮复习

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一、选择题

1. 利用平衡移动原理，分析一定温度下 $M g^{2 +}$ 在不同 $p H$ 的 $N a_{2} C O_{3}$ 体系中的可能产物。
已知： $①$ 图 $1$ 中曲线表示 $N a_{2} C O_{3}$ 体系中各含碳粒子的物质的量分数与 $p H$ 的关系。

$②$ 图 $2$ 中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合 $c (M g^{2 +}) \cdot c^{2} (O H^{-}) = K_{s p} [M g (O H)_{2}]$ ；曲线Ⅱ的离子浓度关系符合 $c (M g^{2 +}) \cdot c (C O_{3}^{2 -}) = K_{s p} (M g C O_{3}) [$ 注：起始 $c (N a_{2} C O_{3}) = 0.1 m o l \cdot L^{- 1}$ ，不同 $p H$ 下 $c (C O_{3}^{2 -})$ 由图 $1$ 得到 $]$ 。

下列说法不正确的是（）

A、由图 $1$ ， $p H = 10.25 ， c (H C O_{3}^{-}) = c (C O_{3}^{2 -})$ B、由图 $2$ ，初始状态 $p H = 11 、 l g [c (M g^{2 +})] = - 6$ ，无沉淀生成 C、由图 $2$ ，初始状态 $p H = 9 、 l g [c (M g^{2 +})] = - 2$ ，平衡后溶液中存在 $c (H_{2} C O_{3}) + c (H C O_{3}^{-}) + c (C O_{3}^{2 -}) = 0.1 m o l \cdot L^{- 1}$ D、由图 $1$ 和图 $2$ ，初始状态 $p H = 8$ 、 $l g [c (M g^{2 +})] = - 1$ ，发生反应： $M g^{2 +} + 2 H C O_{3}^{-} \begin{array}{l} = \end{array} M g C O_{3} ↓ + C O_{2} ↑ + H_{2} O$

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2. 处理某铜冶金污水(含

C u^{2 +} 、 F e^{3 +} 、 Z n^{2 +} 、 A l^{3 +}

)的部分流程如下：

已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的 $p H$ 如下表所示：

物质	$F e {(O H)}_{3}$	$C u {(O H)}_{2}$	$Z n {(O H)}_{2}$	$A l {(O H)}_{3}$
开始沉淀 $p H$	1.9	4.2	6.2	3.5
完全沉淀 $p H$	3.2	6.7	8.2	4.6

② $K_{s p} (C u S) = 6.4 \times 1 0^{- 36} ， K_{s p} (Z n S) = 1.6 \times 1 0^{- 24}$ 。

下列说法错误的是

A、“沉渣Ⅰ”中含有

F e (O H)_{3}

和

A l (O H)_{3}

B、

N a_{2} S

溶液呈碱性，其主要原因是

S^{2 -} + H_{2} O ⇌ H S^{-} + O H^{-}

C、“沉淀池Ⅱ”中，当

C u^{2 +}

和

Z n^{2 +}

完全沉淀时，溶液中

\frac{c (C u^{2 +})}{c (Z n^{2 +})} = 4.0 \times 1 0^{- 12}

D、“出水”经阴离子交换树脂软化处理后，可用作工业冷却循环用水

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3. 下列化学事实不符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点的是

A、石灰乳中存在沉淀溶解平衡 B、氯气与强碱反应时既是氧化剂又是还原剂 C、铜锌原电池工作时，正极和负极同时发生反应 D、Li、Na、K的金属性随其核外电子层数增多而增强

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4. 室温下，用过量 $0.5 m o l / L N a_{2} C O_{3}$ 溶液浸泡 $C a S O_{4}$ 粉末，一段时间后过滤，向滤渣中加稀醋酸，产生气泡。(当溶液中剩余的离子浓度小于 $1 \times 1 0^{- 5} m o l / L$ 时，化学上通常认为生成沉淀的反应已经完全进行了。已知： $K_{s p} (C a S O_{4}) = 5 \times 1 0^{- 5}$ ， $K_{s p} (C a C O_{3}) = 3 \times 1 0^{- 9}$ )，下列说法正确的是

A、浸泡后 $C a S O_{4}$ 未完全转化为 $C a C O_{3}$ B、 $0.5 m o l / N a_{2} C O_{3}$ 溶液中存在： $c (O H^{-}) = c (H^{+}) + c (H C O_{3}^{-}) + c (H_{2} C O_{3})$ C、反应 $C a S O_{4} + C O_{3}^{2 -} ⇌_{}^{} C a C O_{3} + S O_{4}^{2 -}$ 正向进行，需满足 $\frac{c (S O_{4}^{2 -})}{c (C O_{3}^{2 -})} > \frac{5}{3} \times 1 0^{4}$ D、过滤后所得清液中一定存在： $c (C a^{2 +}) = \frac{K_{s p} (C a C O_{3})}{c (C O_{3}^{2 -})}$ 且 $c (C a^{2 +}) < \frac{K_{s p} (C a S O_{4})}{c (S O_{4}^{2 -})}$

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5. 下列实验操作和现象可得出相应正确结论的是

选项	实验操作	现象	结论
A	向淀粉溶液中加入稀硫酸，加热，一段时间后，冷却，加入NaOH溶液调至碱性，再加入新制的 $C u (O H)_{2}$ ，加热	出现砖红色沉淀	淀粉已完全水解
B	加淀粉KBr溶液中通入足量氯气，再滴加淀粉KI溶液	溶液先变为橙色，后变为蓝色	氧化性： $C l_{2} > B r_{2} > I_{2}$
C	向等浓度的NaCl和 $N a_{2} C r O_{4}$ 溶液中滴加少量 $A g N O_{3}$ 溶液	出现白色沉淀(铬酸银为深红色沉淀)	$K_{s p} (A g C l) ＜ K_{s p} (A g_{2} C r O_{4})$
D	向 $F e C l_{3}$ 溶液中滴加 $K_{3} [F e (C N)_{6}]$ 溶液，再加入少量铜粉	开始时无明显变化，加入铜粉后产生蓝色沉淀	氧化性： $F e^{3 +} > C u^{2 +}$

A、A B、B C、C D、D

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6. 在T° C时，Ag₂CrO₄ (橘红色)及CdCO₃和Cd (OH)₂的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知pCd²⁺为Cd²⁺浓度的负对数，pN为阴离子浓度的负对数。下列说法正确的是

A、T° C时，Ag₂CrO₄的K_sp为1.0×10^-9 B、T℃时，Y点和Z点时Ag₂CrO₄的K_sp不相等 C、曲线I是CdCO₃的沉淀溶解平衡曲线 D、T℃，在CdCO₃(s) +2OH^- (aq) $\overset{}{⇌}$ Cd(OH)₂(s)+ $C O_{3}^{2 -}$ (aq)平衡体系中，平衡常数K=10²

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7. 常温时，碳酸钙和硫酸钙的沉淀溶解平衡关系如图所示，已知 $p (C a^{2 +}) = - l g c (C a^{2 +})$ ， $p$ (酸根离子) $= - l g c$ (酸根离子)。下列说法错误的是

A、曲线Ⅱ为 $C a S O_{4}$ 沉淀溶解曲线 B、加入适量的氯化钙固体，可使溶液由c点变到a点 C、b点对应的硫酸钙溶液不饱和 D、向碳酸钙饱和溶液中通入 $C O_{2}$ 气体，溶液中 $c (C a^{2 +})$ 不变

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8. 分析化学中以 $K_{2} C r O_{4}$ 为指示剂，用 $A g N O_{3}$ 标准溶液滴定溶液中的 $C l^{-}$ ，测定 $c (C l^{-})$ 。
已知：i． $K_{2} C r O_{4}$ 溶液中存在平衡： $2 C r O_{4}^{2 -} + 2 H^{+} ⇌ C r_{2} O_{7}^{2 -} + H_{2} O$
ii.25℃时， $K_{s p} (A g_{2} C r O_{4}) = 2.0 \times 1 0^{- 12}$ (砖红色)， $K_{s p} (A g C l) = 1.8 \times 1 0^{- 10}$ (白色)
下列分析错误的是

A、实验中先产生白色沉淀，滴定终点时产生砖红色沉淀 B、产生白色沉淀时，存在 $A g C l (s) ⇌ A g^{+} (a q) + C l^{-} (a q)$ C、当产生砖红色沉淀时，如果 $c (C r O_{4}^{2 -}) = 5.0 \times 1 0^{- 3} m o l \cdot L^{- 1}$ ， $C l^{-}$ 已沉淀完全 D、滴定时应控制溶液pH在合适范围内，若pH过低，会导致测定结果偏低

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9. 工业上以SrSO₄(s)为原料生产SrCO₃(s)，对其工艺条件进行研究。现有含SrCO₃(s)的0.1 mol·L¹Na₂CO₃溶液和1.0mol·L¹ Na₂CO₃溶液，含 SrSO₄(s)的0.1 mol·L¹ Na₂SO₄溶液和1.0mol·L¹ Na₂SO₄溶液，在一定pH范围内，四种溶液中lgc(Sr²⁺)随pH的变化关系如图所示。
下列说法错误的是

A、a=-6.5 B、pH相同时，溶液中c( $S O_{4}^{2 -}$ )越大，c(Sr²⁺ )越小 C、曲线③对应含SrCO₃(s)的0.1 mol·L¹Na₂CO₃溶液 D、在Na₂SO₄和Na₂CO₃初始浓度均为1.0 mol·L¹的混合溶液中，pH≥7.7时才能实现SrSO₄(s)转化为SrCO₃(s)

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10. 一种吸收SO₂再经氧化得到硫酸盐的过程如图所示。室温下，用0.1mol·L^-1NaOH溶液吸收SO₂ ，通入SO₂所引起的溶液体积变化和H₂O挥发可忽略，溶液中含硫物总的浓度c_总=c(H₂SO₃) +c( $H S O_{3}^{-}$ )+c( $S O_{3}^{2 -}$ )。室温下，H₂SO₃的电离常数分别为K_a1 =1.4×10^-2、K_a2=6.0×10^-8；K_sp (BaSO₄)=1×10^-10。

下列说法中错误的是

A、SO₂是由极性键构成的极性分子 B、“吸收”过程中，溶液中c_总=0.1 mol·L^-1时溶液呈酸性 C、“吸收”后得到的溶液pH=5，则“氧化”时主要反应的离子方程式为2 $H S O_{3}^{-}$ +O₂=2 $S O_{4}^{2 -}$ +2H⁺ D、将“氧化”所得溶液用0.1 mol·L^-1的NaOH溶液调节至pH=7，再与0.1 mol·L^-1的BaCl₂溶液等体积混合，最终溶液中c( $S O_{4}^{2 -}$ )=2×10^-9 mol· L^-1

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11. 二元有机酸 $(H_{2} X)$ 的电离常数 $K_{a l} = 1.67 \times 1 0^{- 8}$ 、 $K_{a 2} = 3.34 \times 1 0^{- 17}$ 。 $B a X$ 难溶于水，常温下，将 $B a X$ 溶解在一定浓度的HY溶液中，直至不再溶解，测得混合液中 $c^{2} (H^{+})$ 与 $c^{2} (B a^{2 +})$ 的关系如图所示。下列说法错误的是
已知：HY是一元强酸， $B a Y_{2}$ 易溶于水。

A、 $N a H X$ 溶液显碱性 B、溶度积 $K_{s p} (B a X) \approx 6.18 \times 1 0^{- 21} m o l^{2} \cdot L^{- 2}$ C、b点： $2 c (B a^{2 +}) + c (H^{+}) = 2 c (X^{2 -}) + c (H X^{-}) + c (O H^{-}) + c (Y^{-})$ D、若 $0.01 m o l$ $B a X$ 溶于 $1 L$ $x m o l \cdot L^{- 1}$ HY溶液中得到 $c$ 点溶液，则 $x = 0.4$

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12. 25℃时，-1gc(X)与pH的关系如图所示，X代表Zn²⁺或Fe²⁺或 $Z n (O H)_{4}^{2 -}$ ，下列说法正确的是
已知：常温下，Fe(OH)₂的K_sp=-8.1×10^-16；强碱性溶液中Zn元素主要以 $Z n (O H)_{4}^{2 -}$ 的形式存在。

A、曲线②代表-lgc(Zn²⁺)与pH的关系 B、常温下，Zn(OH)₂的K_sp的数量级为10^-18 C、向等浓度的ZnCl₂和FeCl₂的混合溶液中滴入NaOH溶液，Zn²⁺先沉淀 D、向c[ $Z n (O H)_{4}^{2 -}$ ]=0.1mol·L^-1的溶液中加入等体积0.1mol·L^-1的HCl后，体系中Zn元素只以Zn(OH)₂的形式存在

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13. 分离废水中的 $N i^{2 +}$ 和 $C o^{2 +}$ ，对节约资源和环境保护有着重要意义，已知：当溶液中离子浓度小于 $1 0^{- 5} m o l \cdot L^{- 1}$ 时，该离子沉淀完全。25℃时， $H_{2} C O_{3}$ 的电离常数 $K a_{1} = 4.5 \times 1 0^{- 7}$ ， $K a_{2} = 4.7 \times 1 0^{- 11}$ ，有关物质 $K s p$ 的如下表：
物质
$C o C O_{3}$
$C o (O H)_{2}$
$C o S$
$N i C O_{3}$
$N i (O H)_{2}$
$N i S$
$K s p$
$1.4 \times 1 0^{- 13}$
$6.3 \times 1 0^{- 15}$
$4.0 \times 1 0^{- 21}$
$6.6 \times 1 0^{- 9}$
$2.0 \times 1 0^{- 15}$
$3.2 \times 1 0^{- 19}$
物质下列说法正确的是

A、 $1.0 m o l \cdot L^{- 1} N a_{2} C O_{3}$ 溶液与废水混合，生成的沉淀成分为 $C o C O_{3}$ 、 $N i C O_{3}$ B、25℃时，反应 $C o C O_{3} (s) + N i^{2 +} (a q) ⇌ N i C O_{3} (s) + C o^{2 +} (a q)$ 达到平衡，则溶液中 $\frac{c (C o^{2 +})}{c (N i^{2 +})}$ $= 4.7 \times 1 0^{4}$ C、25℃时，用 $N a O H$ 溶液调节废水的pH至8.0， $C o^{2 +}$ 能沉淀完全 D、将 ${(N H_{4})}_{2}$ 溶液逐滴加入浓度均为 $0.10 m o l \cdot L^{- 1}$ 的 $N i^{2 +}$ 和 $C o^{2 +}$ 混合溶液中，当 $C o^{2 +}$ 完全沉淀生成 $C o S$ 时， $c (N i^{2}) = 8.0 \times 1 0^{- 4} m o l \cdot L^{- 1}$

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二、多选题

14. 天然溶洞的形成与岩石中的CaCO₃和空气中CO₂溶于天然水体形成的含碳物种的浓度有密切关系。常温下，某溶洞水体中pM随pH的变化关系如图所示。
［已知： $K_{s p} (C a C O_{3}) = 1 0^{- 8.54}$ ； $p M = - l g c (M)$ ， M为 $H C O_{3}^{-} 、 C O_{3}^{2 -}$ 或 $C a_{a}^{2 +}$ ］下列说法正确的是

A、曲线③代表 $p (H C O_{3}^{-} ）$ 与pH的关系 B、 $K_{h l} (C O_{3}^{2 -})$ 的数量级为10^-4 C、 $m = 2.57$ D、pH由4到8的过程中 $c (H C O_{3}^{-})$ 增大的比 $c (C O_{3}^{2 -})$ 快

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15. 工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS，含有FeS₂等杂质)制备PbSO₄晶体的工艺流程如图所示：
已知：PbCl₂难溶于冷水，易溶于热水；PbCl₂(s)+2Cl^-(aq) $\overset{}{⇌}$ PbCl $_{4}^{2 -}$ (aq) △H＞0；K_sp(PbSO₄)=1×10^-8 ， K_sp(PbCl₂)=1.25×10^-5。下列说法错误的是

A、“浸取”的主要离子反应：MnO₂+PbS+4H⁺+4Cl^-=PbCl₂+S+MnCl₂+2H₂O B、“沉降”时加入冰水，是为了减缓反应速率，防止反应过快 C、“滤液a”经过处理后可以返回到浸取工序循环使用 D、PbCl₂经“沉淀转化”后得到PbSO₄ ，若用1LH₂SO₄溶液转化5mol的PbCl₂(忽略溶液体积变化)，则H₂SO₄溶液的最初物质的量浓度不得低于5.08mol•L^-1

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16. 地壳中各种物质存在各种转化，如金属铜的硫化物经生物氧化会转化为 $C u S O_{4}$ ，流经 $Z n S$ 或 $F e S$ 等含硫矿石又可以转化为 $C u S$ ， [已知 $K_{s p} (Z n S) = 1.6 × 1 0^{- 24}$ ， $K_{s p} (C u S) = 6.4 \times 1 0^{- 36}$ ]。下列说法不正确的是（）

A、工业上可用 $C u S$ 处理含有 $Z n S$ 、 $F e S$ 等金属硫化物的废水 B、当溶液中有 $Z n S$ 和 $C u S$ 共存时，溶液中 $\frac{c (Z n^{2 +})}{c (C u^{2 +})} = 4 \times 1 0^{- 12}$ C、基态 $C u^{2 +}$ 的价电子排布式为 $3 d^{9}$ D、 $F e S$ 的晶胞结构如图所示，晶胞中与S紧邻的Fe为4个

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17. 常温下， $B a F_{2}$ 的沉淀溶解平衡曲线如下图所示，下列说法正确的是

A、 $K_{s p} (B a F_{2}) = 1 \times 1 0^{- 6}$ B、Y点表示 $B a F_{2}$ 的不饱和溶液 C、向X点中加入 $N a F$ 溶液，当达到新平衡时，可能处于Z点 D、 $B a F_{2}$ 在 $B a C l_{2}$ 溶液中的溶解度大于在水中的溶解度

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18. 下列由实验操作及现象所得结论正确的是（）

选项	实验操作及现象	实验结论
A	向麦芽糖溶液中加入稀硫酸并加热，再调节pH呈碱性，加入银氨溶液，水浴加热，有银镜产生	证明麦芽糖发生了水解
B	向2份等体积等浓度的稀硫酸中分别加入少量等物质的量的ZnS和CuS固体，ZnS溶解而CuS不溶解	证明 $K_{s p} (Z n S) > K_{s p} (C u S)$
C	某溶液中加盐酸，产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体	原溶液中一定存在
D	向碘水中加入等体积 $C C l_{4}$ ，振荡后静置，上层接近无色，下层显紫红色	$I_{2}$ 在 $C C l_{4}$ 中的溶解度大于在水中的溶解度

A、A B、B C、C D、D

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19. 化学与生活、生产密切相关，下列说法错误的是（）

A、可乐打开时产生气泡，是因为压强减小促使CO₂逸出 B、去除锅炉水垢中的CaSO₄ ，用饱和Na₂CO₃溶液浸泡预处理 C、误食可溶性钡盐造成中毒，可以服用Na₂CO₃溶液来解毒 D、工业合成氨，常采用铁触媒、减小氨气的浓度来提高反应速率

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20. 根据下列实验及现象不能推出相应结论的是（）

选项	实验操作	现象	结论
A	取少量浓硝酸加热分解，将产物先通入浓硫酸，后用集气瓶收集气体	将带火星的木条放置瓶内，木条复燃	说明 $N O_{2}$ 支持燃烧
B	向 $F e I_{2}$ 溶液中滴几滴新制氯水，再加适量苯，振荡	溶液分层，下层呈浅绿色，上层呈紫红色	证明还原性： $I^{-} > F e^{2 +}$
C	室温，取少量铜和浓硫酸反应后的溶液，加入到盛水的烧杯中稀释	溶液 $p H < 7$	证明有硫酸剩余
D	向 $A g N O_{3}$ 溶液中先滴加少量NaCl溶液，然后再滴加 $N a_{2} S$ 溶液	先产生白色沉淀，后生成黑色沉淀	溶解度： $A g C l > A g_{2} S$

A、A B、B C、C D、D

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21. 常温时，三种金属硫化物在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知 $p A = - l g c (A)$ 。下列说法正确的是（）

A、加热可使b点移动到a点 B、常温下， $K_{s p} (M n S)$ 的数量级为 $1 0^{- 15}$ C、常温下，三种物质中CuS的溶解度最小 D、若要除去 $Z n C l_{2}$ 溶液中混有的少战 $M n C l_{2}$ ，则可加入 $C u S$ 固体

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22. 已知p(A)=-lgc(A)。三种金属硫化物在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是（）

A、a点有ZnS沉淀生成 B、可用MnS除去MnCl₂溶液中混有的少量ZnCl₂ C、向CuS悬浊液中加入少量水，平衡向溶解的方向移动，c(S^2-)减小 D、CuS和MnS共存的悬浊液中， $\frac{c (C u^{2 +})}{c (M n^{2 +})}$ =10^-20

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23. 旧铅酸蓄电池会导致铅污染，RSR工艺回收铅的流程如图所示。
已知：a.铅膏的主要成分是 $P b O_{2}$ 和 $P b S O_{4}$ ， $H B F_{4}$ 是强酸；
b. $K_{s p} (P b S O_{4}) = 1.6 \times 1 0^{- 8}$ ， $K_{s p} (P b C O_{3}) = 7.2 \times 1 0^{- 14}$ 。
下列有关说法正确的是（）

A、铅酸蓄电池放电时，负极质量减小 B、气体N为 $C O_{2}$ ，步骤④的反应原理是利用强酸制取弱酸 C、反应 $P b S O_{4} (s) + C O_{3}^{2 -} (a q) ⇌ P b C O_{3} (s) + S O_{4}^{2 -} (a q)$ 的 $K \approx 2.2 \times 1 0^{5}$ D、步骤⑤中 $P b$ 在阳极析出

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三、非选择题

24. 以银锰精矿 $($ 主要含 $A g_{2} S$ 、 $M n S$ 、 $F e S_{2})$ 和氧化锰矿 $($ 主要含 $M n O_{2})$ 为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。

已知：酸性条件下， $M n O_{2}$ 的氧化性强于 $F e^{3 +}$ 。

(1)、“浸锰”过程是在 $H_{2} S O_{4}$ 溶液中使矿石中的锰元素浸出，同时去除 $F e S_{2}$ ，有利于后续银的浸出；矿石中的银以 $A g_{2} S$ 的形式残留于浸锰渣中。
      $①$ “浸锰”过程中，发生反应 $M n S + 2 H^{+} \begin{array}{l} = \end{array} M n^{2 +} + H_{2} S ↑$ ，则可推断： $K_{s p} (M n S)$ $($ 填“ $>$ ”或“ $<$ ” $) K_{s p} (A g_{2} S)$ 。

      $②$ 在 $H_{2} S O_{4}$ 溶液中，银锰精矿中的 $F e S_{2}$ 和氧化锰矿中的 $M n O_{2}$ 发生反应，则浸锰液中主要的金属阳离子有。

(2)、“浸银”时，使用过量 $F e C l_{3} 、 H C l$ 和 $C a C l_{2}$ 的混合液作为浸出剂，将 $A g_{2} S$ 中的银以 ${[A g C l_{2}]}^{-}$ 形式浸出。
      $①$ 将“浸银”反应的离子方程式补充完整： $_____F e^{3 +} + A g_{2} S +_____\underset{}{\overset{}{⇌}}_____+ 2 {[A g C l_{2}]}^{-} + S$

      $②$ 结合平衡移动原理，解释浸出剂中 $C l^{-} 、 H^{+}$ 的作用：。

(3)、“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。
      $①$ 该步反应的离子方程式有。

      $②$ 一定温度下， $A g$ 的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释 $t$ 分钟后 $A g$ 的沉淀率逐渐减小的原因：。

(4)、结合“浸锰”过程，从两种矿石中各物质利用的角度，分析联合提取银和锰的优势：。

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25. 某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含（

{Ni}^{2 +} 、 {Co}^{2 +} 、 {Fe}^{2 +} 、 {Fe}^{3 +} 、 {Mg}^{2 +}

和

{Mn}^{2 +}

)。实现镍、钴、镁元素的回收。

已知：

物质	$Fe {(OH)}_{3}$	$Co {(OH)}_{2}$	$Ni {(OH)}_{2}$	$Mg {(OH)}_{2}$
$K_{sp}$	$10^{- 37.4}$	$10^{- 14.7}$	$10^{- 14.7}$	$10^{- 10.8}$

回答下列问题：

(1)、用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为(答出一条即可)。

(2)、“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸

(H_{2} {SO}_{5})

，

1 {molH}_{2} {SO}_{5}

中过氧键的数目为。

(3)、“氧化”中，用石灰乳调节

pH = 4

，

{Mn}^{2 +}

被

H_{2} {SO}_{5}

氧化为

{MnO}_{2}

，该反应的离子方程式为(

H_{2} {SO}_{5}

的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为

{MnO}_{2}

、(填化学式)。

(4)、“氧化”中保持空气通入速率不变，

Mn

(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。

{SO}_{2}

体积分数为时，

Mn

(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大

{SO}_{2}

体积分数时，

Mn

(Ⅱ)氧化速率减小的原因是。

(5)、“沉钴镍”中得到的

Co

(Ⅱ)在空气中可被氧化成

CoO (OH)

，该反应的化学方程式为。

(6)、“沉镁”中为使

{Mg}^{2 +}

沉淀完全

(25 ℃)

，需控制

pH

不低于(精确至0.1)。

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26. 我国铂族金属储量占世界储量0.58%，而消费总量占世界消费总量的27%，因此从汽车废弃催化剂中回收铂族金属对可持续发展有重大意义。废弃催化剂中含有Pt，还含有少量的Fe₂O₃、MgO、Al₂O₃、 SiO₂。一种从汽车废弃催化剂中回收铂的流程如下：
已知：①长期使用的催化剂，表面会覆盖积碳和有机物；
②Pt溶于王水生成NO和氯铂酸，该酸的阴离子具有正八面体结构，其中铂为正四价；
③该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表
金属离子
Al³⁺
Mg²⁺
Fe³⁺
开始沉淀的pH
3.5
9.5
2.2
沉淀完全(c=1.0× 10^-5mol/L)的pH
4.7
11.1
3.2
回答下列问题：

(1)、粉碎废弃催化剂后，需进行预处理操作A，请写出操作A的名称；

(2)、为了提高酸浸效率，温度不宜过高的原因：；

(3)、酸浸工序中，铂发生的反应的化学方程式为，有同学提议，将王水换成盐酸和过氧化氢的混合溶液，请分析优缺点：；

(4)、通过调节滤液的pH以回收其他金属，依次析出的金属离子为，当Al³⁺开始沉淀时，溶液中的Fe³⁺浓度为mol/L；

(5)、铂的浸出率与不同加热方式、浸出时间及不同固液比的关系如下图所示：
由图可知，Pt 浸出的最佳条件为；

(6)、金属捕集法可使Pt取代铜原子进入铜晶格形成铜铂合金，图是一种电催化材料(铜铂合金)的晶胞，该合金的化学式为，该合金的密度为ρg/cm³ ，两个最近的铜原子之间的距离为pm(写出计算式，不用简化)。

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27. $V_{2} O_{5}$ 广泛用于冶金、化工等行业，主要用于冶炼钒铁。以钒矿石为原料制备 $V_{2} O_{5}$ 的工艺如下：
已知：
I.“焙烧”后，固体中主要含有 $F e {(V O_{3})}_{2}$ 、 $F e {(V O_{3})}_{3}$ 、 $M n {(V O_{3})}_{2}$ 、 $C a {(V O_{3})}_{2}$ ；“酸浸”后钒以 $V O_{2}^{+}$ 形式存在，“中和还原”后钒以 $V O^{2 +}$ 形式存在。
Ⅱ.有机溶剂对四价钒 $(V O^{2 +})$ 具有高选择性，且萃取 $F e^{3 +}$ 而不萃取 $F e^{2 +}$ 。
Ⅲ.该工艺条件下，溶液中金属离子(浓度均为 $0.1 m o l \cdot L^{- 1}$ )开始沉淀和完全沉淀的 $p H$ 如下表所示：
金属离子
$F e^{3 +}$
$F e^{2 +}$
$C a^{2 +}$
$M n^{2 +}$
开始沉淀 $p H$
1.9
7.0
11.9
8.1
完全沉淀 $p H$
3.2
9.0
13.9
10.1
回答下列问题：

(1)、基态钒原子的价层电子排布式为。

(2)、“中和还原”时， $V O_{2}^{+}$ 参与反应的离子方程式为，该工序的 $p H$ 低于7.0，试计算出 $K_{s p} [F e {(O H)}_{2}] =$ 。

(3)、指出 $N H_{3} \cdot H_{2} O$ 各元素的第一电离能由大到小的顺序， $S O_{4}^{2 -}$ 的空间结构为形。

(4)、钒的浸出率与焙烧温度、硫酸加入量的关系如图1、2所示。指出适宜的工艺条件为。

(5)、“氧化”时，每消耗 $0.5 m o l N a C l O_{3}$ ，可得到 $V O_{2}^{+}$ $m o l$ 。

(6)、单质V晶胞属于体心立方晶胞，晶胞参数为 $a p m$ ，两个共顶点的晶胞结构如图3所示，计算出A、B原子的间距为pm。

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28. 废旧磷酸铁锂电池的正极材料中含有LiFePO₄、Al、导电剂(乙炔墨、碳纳米管)等。工业上利用废旧磷酸铁锂电池的正极材料制备Li₂CO₃的工艺流程如下：
已知：①LiFePO₄不溶于碱，可溶于稀酸。
②常温下，K_sp(FePO₄)=1.3×10^-22 ， K_sp[Fe(OH)₃]=4.0 × 10^-38。
③Li₂CO₃在水中溶解度：
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
1.54
1.33
1.17
1.01
0.85
0.72
回答下列问题：

(1)、将电池粉粹前应先放电，放电的目的是。

(2)、“滤液A”中的溶质主要是。

(3)、“酸浸”时，加入H₂O₂溶液的目的是(用离子方程式表示)。盐酸用量不宜太多，结合后续操作分析，原因是。。

(4)、“沉铁沉磷”时，当溶液pH从1.0增大到2.5时，沉铁沉磷率会逐渐增大，但pH超过2.5以后，沉磷率又逐渐减小。从平衡移动的角度解释沉磷率减小的原因是。

(5)、“提纯”时，可用热水洗涤Li₂CO₃粗品，理由是。

(6)、制取的Li₂CO₃、FePO₄与足量的炭黑混合，隔绝空气高温灼烧得到LiFePO₄ ，反应的化学方程式是。

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29. 以电解铝废渣(主要含AlF₃、NaF、LiF、CaO)为原料，制备电池级碳酸锂的工艺流程如下：
已知： AlF₃、LiF难溶于水，LiOH溶于水，Li₂CO₃微溶于水，K_sp(Li₂CO₃) $=$ $空白公式$ 2.5×10^-2、K_sp( CaCO₃) = 2.8×10^-9。回答下列问题：

(1)、①电解氧化铝生成铝的化学方程式为，无碳电解铝技术是利用陶瓷材料替代碳作阳极，该技术的优点之一是。
②已知AlCl₃可形成共价分子， AlF₃为离子晶体，从电负性的角度解释其原因：。

(2)、“气体1”是 ( 填化学式，下同)，“滤渣1”的主要成分是。

(3)、已知“碱解”同时生成白色沉淀，写出生成“气体2”的离子方程式。

(4)、“苛化”中存在如下反应：Li₂CO₃(s)+Ca²⁺(aq)⇌2Li⁺(aq)+ CaCO₃(s)。通过计算解释生石灰能使Li₂CO₃完全转化的原因：。

(5)、Al-Li合金具有低密度、耐腐蚀等特点，已成为航天器的重要结构材料。一种Al₃Li合金的晶胞如图所示，其中白球代表的是；若其晶胞参数为apm，则该合金的晶体密度为g·cm^-3 (列出计算式，阿伏加德罗常数用N_A表示)。

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30. 实验室以含锰废液为原料可以制取 $M n S O_{4}$ ，部分实验过程如下：
已知室温下，部分难溶电解质的溶度积常数如下表：
难溶电解质
$F e {(O H)}_{3}$
$M n {(O H)}_{2}$
$M n F_{2}$
$C a F_{2}$
$M g F_{2}$
$K_{s p}$
$4.0 \times 1 0^{- 38}$
$4 \times 1 0^{- 14}$
$1.2 \times 1 0^{- 3}$
$1.6 \times 1 0^{- 10}$
$6.4 \times 1 0^{- 9}$

(1)、经检测，含锰废液中 $c (M n^{2 +}) = 0.2$ mol·L $^{- 1}$ 、 $c (N a^{+}) = 0.6$ mol·L $^{- 1}$ 、 $c (F e^{2 +}) = 0.2$ mol·L $^{- 1}$ ，还含 $S O_{4}^{2 -}$ 及少量 $C a^{2 +}$ 、 $M g^{2 +}$ 。“氧化”阶段， $H_{2} O_{2}$ 用量为理论用量的1.1倍。
①“氧化”1 L该废液，需要加入 $H_{2} O_{2}$ 的物质的量为。
②检验 $F e^{2 +}$ 已经完全被氧化的方法是。

(2)、“除杂I”加入 $M n C O_{3}$ 调节溶液 $p H = 4$ 。该过程中发生反应的离子方程式为。

(3)、“除杂Ⅱ”中反应之一为 $M n F_{2} + C a^{2 +} ⇌ C a F_{2} + M n^{2 +}$ 。结合反应的平衡常数解释用 $M n F_{2}$ 能除去 $C a^{2 +}$ 的原因：。

(4)、已知 $M n S O_{4}$ 和 $N a_{2} S O_{4}$ 的溶解度如图所示。请补充完整由粗 $M n S O_{4}$ 溶液制取 $M n S O_{4} \cdot H_{2} O$ 晶体的实验方案：取实验所得粗 $M n S O_{4}$ 溶液，，得到 $M n S O_{4} \cdot H_{2} O$ 晶体。(可选用的试剂：1 mol·L $^{- 1}$ $N a H C O_{3}$ 溶液，1 mol·L $^{- 1}$ $H_{2} S O_{4}$ 溶液，1 mol·L $^{- 1}$ 盐酸)

(5)、如图为不同温度下硫酸锰焙烧2小时后残留固体的X-射线衍射图。由 $M n S O_{4}$ 固体制取活性 $M n_{2} O_{3}$ 的方案为：将 $M n S O_{4}$ 固体置于可控温度的反应管中，，将 $M n_{2} O_{3}$ 冷却、研磨、密封包装。(可选用的试剂有：1 mol·L^-1 $B a C l_{2}$ ， 1 mol·L^-1 NaOH溶液)

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31. 以粉煤灰浸取液(含Al³⁺、Li⁺、Mg²⁺、Cl^-等)为原料制备电极材料LiFePO₄的实验流程如图：

(1)、“焙烧”过程中AlCl₃最终转化为Al₂O₃和(填化学式)。

(2)、“浸出”后的滤液中主要含Li⁺、Mg²⁺、Cl^-等。已知K_sp[Mg(OH)₂]=5.5×10^-12 ，欲使c(Mg²⁺)≤5.5×10^-6mol•L^-1 ， “除杂”需要调节溶液的pH不低于。

(3)、离子筛法“富集”锂的原理如图1所示。在碱性条件下，离子筛吸附Li⁺容量较大，其可能原因为。

(4)、已知Li₂CO₃的溶解度曲线如图2所示。“沉锂”反应1h，测得Li⁺沉淀率随温度升高而增加，其原因有。

(5)、“合成”在高温下进行，其化学方程式为。

(6)、LiFePO₄的晶胞结构示意图如图3所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO₄的单元数有个。

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32. 某工厂利用如下流程处理废旧电池正极材料(主要成分为LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNiO₂、LiFePO₄等)，制备三元锂电池正极材料LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂_。
回答下列问题：

(1)、为提高原料利用率，在“酸浸”步骤可采取的措施有(至少写两条)。

(2)、“酸浸”中H₂O₂既表现还原性，又表现氧化性，则酸浸后的滤液中含有的金属阳离子有Ni²⁺、Mn²⁺、Co²⁺和， “酸浸”中LiCoO₂发生反应的离子方程式为。

(3)、“酸浸”中控制溶液的温度未发生较大变化，但双氧水消耗量仍超过理论用量，其可能原因是。

(4)、“调pH”的目的是，部分离子浓度及对应氢氧化物的K_sp ，如下表，则“调pH”时pH不应超过。
离子
浓度(mol·L⁻¹)
氢氧化物K_sp
Ni²⁺
1.00
1.00×10^-15.2
Co²⁺
1.00
1.00×10^-14.2
Mn²⁺
1.40
1.00×10^-12.7

(5)、若“调pH”过程中，Ni²⁺、Mn²⁺、Co²⁺浓度不变，则“调浓度”过程需要向溶液中添加的X为(填标号)。
a．NiSO₄ b．CoSO₄ c．MnSO₄ d．H₂SO₄

(6)、Ni_1/3Mn_1/3Co_1/3(OH)₂与Li₂CO₃焙烧生成LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂的反应中，另一种反应物是。

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33. 某小组探究不同阴离子与 $A g^{+}$ 的结合倾向并分析相关转化。
资料：i. $A g_{2} S O_{3}$ 和 $A g_{2} S_{2} O_{3}$ 均为白色，难溶于水。
ii. $A g^{+}$ 与 $S O_{3}^{2 -}$ 、 $S_{2} O_{3}^{2 -}$ 能生成 ${[A g {(S O_{3})}_{2}]}^{3 -}$ 、 ${[A g {(S_{2} O_{3})}_{2}]}^{3 -}$
iii.与 $A g^{+}$ 结合倾向 $S^{2 -} > I^{-} > B r^{-}$ 。

(1)、探究 $S_{2} O_{3}^{2 -}$ 、 $S O_{3}^{2 -}$ 与 $A g^{+}$ 的结合倾向
实验
滴管
试管
现象
I
10滴0.1mol/L $A g N O_{3}$ 溶液
等浓度的NaI和 $N a_{2} S_{2} O_{3}$ 溶液
黄色沉淀
II
等浓度的NaI和 $N a_{2} S O_{3}$ 溶液
黄色沉淀
①由实验I推测：与 $A g^{+}$ 结合倾向 $I^{-}$ $S_{2} O_{3}^{2 -}$ (填“>”或“<”)。
②取两等份AgBr浊液，分别滴加等浓度、等体积的 $N a_{2} S O_{3}$ 和 $N a_{2} S_{2} O_{3}$ 溶液，前者无明显现象，后者浊液变澄清，澄清溶液中+1价银的存在形式(填化学式)。推测：与 $A g^{+}$ 结合倾向 $S_{2} O_{3}^{2 -} > B r^{-} > S O_{3}^{2 -}$ 。

(2)、查阅资料证实了，上述推测。
$S_{2} O_{3}^{2 -}$ 的转化
实验
滴管
试管
现象
III
0.1mol/L $A g N O_{3}$ 溶液
0.1mol/L $N a_{2} S_{2} O_{3}$ 溶液
白色沉淀，振荡后消失
IV
0.1mol/L $N a_{2} S_{2} O_{3}$ 溶液
0.1mol/L $A g N O_{3}$ 溶液
白色沉淀，逐渐变为灰色，最终为黑色沉淀
①写出实验III中白色沉淀消失的离子方程式。
②查阅资料：实验IV中黑色沉淀是 $A g_{2} S$ ， $S_{2} O_{3}^{2 -}$ 中S元素的化合价分别为 $- 2$ 和+6.写出实验IV中白色沉淀变为黑色的化学方程式并分析原因。
③ $N a_{2} S_{2} O_{3}$ 溶液可用作定影液。向 $N a_{2} S_{2} O_{3}$ 溶液溶解AgBr之后的废定影液中，加入(填试剂和操作)，可使定影液再生。

(3)、 $S O_{3}^{2 -}$ 的转化
分析试管1出现银镜的原因。

(4)、资料显示：S原子与 $A g^{+}$ 结合比O原子更稳定。 $S_{2} O_{3}^{2 -}$ 与 $S O_{4}^{2 -}$ 结构相似，但与 $A g^{+}$ 结合倾向： $S O_{4}^{2 -} < S_{2} O_{3}^{2 -}$ ，试从微粒空间结构角度解释原因。

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34. 工业上以制备抗癌药物“顺铂”[Pt(NH₃)₂Cl₂]的废渣——含铂的碘化银为主要原料回收银粉和海绵铂的工艺流程如下：
已知：①N₂H₄是一种强还原剂，在碱性条件下可将多数金属离子还原成单质。
②K_sp(AgCl)=1.8×10^-10 ， NaCl在浓硫酸中难溶，Ag₂SO₄在不同浓度硫酸中的溶解量如下：
硫酸浓度/(mol•L^-1)
18
15
12
9
6
0
硫酸银溶解量/(g•L^-1)
209.00
78.94
31.20
11.14
8.74
4.68
回答下列问题：

(1)、“顺铂”分子中Pt的化合价为。

(2)、“氧化浸出”中，应选用上表所列mol·L^-1H₂SO₄ ，发生反应的化学方程式为。

(3)、“稀释”在陶瓷反应釜中进行，具体操作为；“沉银”过程中反应Ag₂SO₄(s)+2Cl^-(aq)⇌2AgCl(s)+ $S O_{4}^{2 -}$ (aq)的化学平衡常数为mol^-1·L。

(4)、“还原浸出”制银粉过程中有N₂产生，发生反应的离子反应方程式为；该工艺经物理处理，可再生循环利用的物质有(填化学式)。

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35. 氧化锌是一种有独特物理化学性能的功能材料，广泛地应用于塑料、合成橡胶、电池、药膏、阻燃剂等产品的制作中。此外，微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。工业上利用锌焙砂(主要成分为ZnO，含As₂O₃及铅、铜、镉的氧化物)生产高纯度氧化锌的工业流程如图所示：
已知： As₂O₃微溶于水而生成亚砷酸(H₃AsO₃)，FeAsO₄和ZnCO₃难溶于水。
回答下列问题：

(1)、Zn²⁺的简化电子排布式为。

(2)、操作X过程中，需用到的玻璃仪器有、烧杯。

(3)、“浸出”过程(NH₄)₂SO₄和NH₃·H₂O按1：2参加反应生成了[ Zn(NH₃)₄]²⁺ ，发生的离子反应方程式为。

(4)、“除砷”过程中，先加入过量的(NH₄)₂S₂O₈ ，然后再加入FeSO₄·H₂O，该过程中 (NH₄)₂S₂O₈过量的原因是。

(5)、已知三种硫化物的K_sp如表。当溶液中某离子物质的量浓度≤10^-5mol · L^-1时视为沉淀完全，则在加Na₂S使Cu²⁺在溶液中的残留浓度为10^-10mol·L^-1时，Pb²⁺是否完全沉淀(填 “是”或“否”)，理由是(请列式计算说明)。
物质
CdS
CuS
PbS
K_sp
8.0× 10^-27
6.3×10^-36
8.0× 10^-28

(6)、流程中可循环利用的含氮物质有 (填物质化学式)。

(7)、已知“蒸氨”后锌元素以Zn(NH₃)₂SO₄存在，写出CO₂“沉锌”的化学方程式。

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