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3

试卷更新日期：2023-07-31 类型：二轮复习

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一、选择题

1. 下图为 $Fe {(OH)}_{3} 、 Al {(OH)}_{3}$ 和 $Cu {(OH)}_{2}$ 在水中达沉淀溶解平衡时的 $pM - pH$ 关系图( $pM = - lg [c (M) / (mol \cdot L^{- 1})]$ ； $c (M) \leq 10^{- 5} mol \cdot L^{- 1}$ 可认为 $M$ 离子沉淀完全)。下列叙述正确的是

A、由 $a$ 点可求得 $K_{sp} (Fe {(OH)}_{3}) = 10^{- 8.5}$ B、 $pH = 4$ 时 $Al {(OH)}_{3}$ 的溶解度为 $\frac{10^{- 10}}{3} mol \cdot L^{- 1}$ C、浓度均为 $0.01 mol \cdot L^{- 1}$ 的 ${Al}^{3 +}$ 和 ${Fe}^{3 +}$ 可通过分步沉淀进行分离 D、 ${Al}^{3 +} 、 {Cu}^{2 +}$ 混合溶液中 $c ({Cu}^{2 +}) = 0.2 mol \cdot L^{- 1}$ 时二者不会同时沉淀

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2. 碳酸钙是常见难溶物，将过量碳酸钙粉末置于水中达到溶解平衡：
$C a C O_{3} (s) ⇌ C a^{2 +} (a q) + C O_{3}^{2 -} (a q)$ [已知 $K_{s p} (C a C O_{3}) = 3.4 \times 1 0^{- 9}$ ， $K_{s p} (C a S O_{4}) = 4.9 \times 1 0^{- 5}$ ， $H_{2} C O_{3}$ 的电离常数 $K_{a l} = 4.5 \times 1 0^{- 7} ， K_{a 2} = 4.7 \times 1 0^{- 11}$ ]，下列有关说法正确的是

A、上层清液中存在 $c (C a^{2 +}) = c (C O_{3}^{2 -})$ B、上层清液中含碳微粒最主要以 $H C O_{3}^{-}$ 形式存在 C、向体系中通入 $C O_{2}$ 气体，溶液中 $c (C a^{2 +})$ 保持不变 D、通过加 $N a_{2} S O_{4}$ 溶液可实现 $C a C O_{3}$ 向 $C a S O_{4}$ 的有效转化

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3. 锂辉石是锂的重要来源，其焙烧后的酸性浸出液中含有 $F e^{3 +} 、 A l^{3 +} 、 F e^{2 +}$ 和 $M g^{2 +}$ 杂质离子，可在0~14范围内调节 $p H$ 对其净化(即相关离子浓度 $c < 1 0^{- 5} m o l \cdot L^{- 1}$ )。 $25 ℃$ 时， $l g c$ 与 $p H$ 关系见下图(碱性过强时 $F e (O H)_{3}$ 和 $F e (O H)_{2}$ 会部分溶解)。下列说法正确的是（）

A、 $M g^{2 +}$ 可被净化的 $p H$ 区间最大 B、加入适量 $H_{2} O_{2}$ ，可进一步提升净化程度 C、净化的先后顺序： $M g^{2 +} 、 F e^{2 +} 、 F e^{3 +} 、 A l^{3 +}$ D、 $K_{s p} [F e (O H)_{3}] < K_{s p} [F e (O H)_{2}] < K {}_{s p}{[A l (O H) 3_{}]}$

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4. 四水合磷酸锌[ $Z n_{3} {(P O_{4})}_{2} \cdot 4 H_{2} O$ ，难溶于水]是一种性能优良的绿色环保防锈颜料。实验室以锌灰(含 $Z n$ 、 $Z n O$ 、 $P b O$ 、 $C u O$ 、 $F e O$ 、 $F e_{2} O_{3}$ 、 $S i O_{2}$ 等)为原料制备 $Z n_{3} {(P O_{4})}_{2} \cdot 4 H_{2} O$ 的流程如下：
下列说法错误的是

A、滤渣Ⅰ的主要成分是 $P b S O_{4}$ 、 $S i O_{2}$ B、“除铁”中，用试剂x凋节溶液的pH约5.1后加 $K M n O_{4}$ 的目的是将 $F e^{2 +}$ 氧化为 $F e (O H)_{3}$ C、若试剂y选择ZnS将溶液中 $C u^{2 +}$ 转化为CuS除去，说明 $K_{s p} (C u S) > K_{s p} (Z n S)$ D、沉锌后的母液可回收利用的物质有 $K_{2} S O_{4}$ 、 ${(N H_{4})}_{2} S O_{4}$

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5. 工业上用氨水作为沉淀剂去除酸性废水中的铅元素。除铅时，体系中含铅微粒的物质的量分数(d)与pH的关系如图所示[已知：常温下， $K_{b} (N H_{3} \cdot H_{2} O) = 1.7 \times 1 0^{- 5}$ ； $P b (O H)_{2}$ 难溶于水]。下列说法错误的是

A、 $p H = 6$ 时， $P b^{2 +}$ 与氨水反应生成 $P b (O H)^{+}$ ，溶液中 $\frac{c (N H_{4}^{+})}{c (N H_{3} \cdot H_{2} O)} = 1.7 \times 1 0^{3}$ B、 $p H = 8$ 时， $c (O H^{-}) = 2 c (P b^{2 +}) + c [P b (O H)^{+}] + c (H^{+})$ C、 $p H = 10$ 时， $P b (O H)_{2}$ 物质的量分数最大，除铅效果最好 D、 $p H = 12$ 时， $P b (O H)_{2}$ 转化为 $P b (O H)_{3}^{-}$ 的离子方程式为 $P b (O H)_{2} + N H_{3} \cdot H_{2} O = P b (O H)_{3}^{-} + N H_{4}^{+}$

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6. 已知25℃时， $R S O_{4} (s) + C O_{3}^{2 -} (a q) ⇌ R C O_{3} (s) + S O_{4}^{2 -} (a q)$ 的平衡常数 $K = 1.75 \times 1 0^{4}$ ， $K_{s p} (R C O_{3}) = 2.80 \times 1 0^{- 9}$ ，下列叙述中正确的是

A、向 $c (C O_{3}^{2 -}) = c (S O_{4}^{2 -})$ 的混合液中滴加 $R C l_{2}$ 溶液，首先析出 $R S O_{4}$ 沉淀 B、将浓度均为 $3 \times 1 0^{- 4.5} m o l \cdot L^{- 1}$ 的 $R C l_{2}$ 、 $N a_{2} C O_{3}$ 溶液等体积混合后可得到 $R C O_{3}$ 沉淀 C、25℃时， $R S O_{4}$ 的 $K_{s p}$ 约为 $4.9 \times 1 0^{- 5}$ D、相同温度下， $R C O_{3}$ 在水中的 $K_{s p}$ 大于在 $N a_{2} C O_{3}$ 溶液中的 $K_{s p}$

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7. 常温下，向25 mL0.12 mol/L AgNO₃溶液中逐滴加入浓度为2%的氨水，先出现沉淀，继续滴加沉淀溶解。该过程中加入氨水的体积V与溶液中lg $\frac{c (H^{+})}{c (O H^{-})}$ 的关系如图所示。已知e点时溶液迅速由浑浊变得澄清，且此时溶液中c(Ag⁺)与c(NH₃)均约为2×10^-3mol/L。下列叙述错误的是（）

A、a点溶液呈酸性的原因是AgNO₃水解 B、b点溶液中：c(Ag⁺)+c[Ag(NH₃)₂⁺]＜c(NO₃^-) C、由e点可知，反应Ag⁺+2NH₃[Ag(NH₃)₂]⁺平衡常数的数量级为10⁵ D、c～d段加入的氨水主要用于沉淀的生成和溶解

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8. 难溶物在水溶液中存在沉淀溶解平衡，已知K_sp(CaSO₄)=9.0×10^-6 ， K_sp(CaCO₃)=2.8×10^-9 ，离子浓度与物质常温下的溶解度关系如图所示，下列说法正确的是

A、L₁为CaSO₄曲线，L₂为CaCO₃曲线 B、c₁的数量级为10^-4 ， c₂=3.0×10^-3mol/L C、常温下L₁溶解度：a>d，a>e D、降低温度a点可移动至c点

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9. 室温下，用0.100 $m o l \cdot L^{- 1}$ 的标准AgNO₃溶液滴定20.00mL浓度相等的NaCl、NaBr和NaI的混合溶液，通过电位滴定法获得lgc(Ag⁺)与V(AgNO₃)的关系曲线如图所示(忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于 $1.0 \times 1 0^{- 5}$ $m o l \cdot L^{- 1}$ 时，认为该离子沉淀完全。 $K_{s p} (A g C l) ＝ 1.8 \times 1 0^{- 10}$ ， $K_{s p} (A g B r) ＝ 5.4 \times 1 0^{- 13}$ ， $K_{s p} (A g I) ＝ 8.5 \times 1 0^{- 17}$ )。下列说法错误的是

A、a点溶液中有黄色沉淀生成 B、原溶液中NaCl、NaBr和NaI的浓度为0.0500mol·L⁻¹ C、当Br⁻沉淀完全时，已经有部分Cl⁻沉淀，故第二个突跃不明显 D、b点溶液中： $c (N O_{3}^{-}) > c (N a^{+}) > c (C l^{-}) > c (B r^{-}) > c (I^{-}) > c (A g^{+})$

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10. ROH是一元弱碱，难溶盐RA、RB的两饱和溶液中c(A^-)或c(B^- )随c(OH^-)而变化，A^-、B^-不发生水解。实验发现，298 K时c²(A^- )与c(OH^- )或c²(B^- )与c(OH^- )的关系如图所示，甲表示c²(A^-)与c(OH^- )关系。下列叙述错误的是（）

A、RA饱和溶液在pH=6时，c(A^-)≈1.73 ×10^-5mol·L^-1 B、RB的溶度积K_sp(RB)的数值为5×10^-11 C、ROH的电离平衡常数K_b(ROH)的数值为2×10^-6 D、当RB的饱和溶液pH=7时，c(R⁺ )+c(H⁺)<c(B^- )+c(OH^-)

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11. T℃下，三种硫酸盐MSO₄ ， (M表示Pb²⁺或Ba²⁺或Sr²⁺)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知pM=-lgc(M)，p(SO₄^2-)=-lgc(SO₄^2-)。下列说法正确的是（）

A、BaSO₄在任何条件下都不可能转化成PbSO₄ B、X点和Z点分别是SrSO₄和BaSO₄的饱和溶液，对应的溶液中c(M)=c(SO₄^2-) C、在T^oC时，用0.01mol.L^-1Na₂SO₄溶液滴定20mL浓度均是0.01mol.L^-1的Ba(NO₃)₂和Sr(NO₃)₂的混合溶液，Sr²⁺先沉淀 D、T^oC下，反应PbSO₄(s)+Ba²⁺(aq)BaSO₄(s)+Pb²⁺(aq)的平衡常数为10^2.4

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12. 取1.0L浓缩卤水( $C l^{-}$ 、 $I^{-}$ 浓度均为 $1.0 \times 1 0^{- 3} m o l \cdot L^{- 1}$ )进行实验：滴加一定量 $A g N O_{3}$ 溶液，产生黄色沉淀；继续滴加，产生白色沉淀。已知： $K_{s p} (A g I) = 8.5 \times 1 0^{- 17}$ 、 $K_{s p} (A g C l) = 1.8 \times 1 0^{- 10}$ 。下列分析错误的是（）

A、黄色沉淀是 $A g I$ ，白色沉淀是 $A g C l$ B、产生白色沉淀时，溶液中存在 $A g I (s) ⇌ A g^{+} (a q) + I^{-} (a q)$ C、若起始时向卤水中滴加2滴(0.1 $m L$ ) $1.0 \times 1 0^{- 3} m o l \cdot L^{- 1}$ $A g N O_{3}$ ，能产生沉淀 D、白色沉淀开始析出时， $c (I^{-}) > 1.0 \times 1 0^{- 6} m o l \cdot L^{- 1}$

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13. 常温下，向10 mL一定浓度的硝酸银溶液中，逐滴加入0.1 mol·L^-1的氨水，反应过程中- 1gc(Ag⁺ )或-1gc([(Ag(NH₃)₂]⁺ )与加入氨水体积的关系如图所示。下列说法错误的是（）

A、常温下，Kp_sp(AgOH)的数量级为10^-8 B、原硝酸银溶液的浓度是0.1 mol·L^-1 C、溶液m点c( $N O_{3}^{-}$ )-c(Ag⁺)-c( $N H_{4}^{+}$ )=0.01 mol·L^-1 D、溶液b点 $N H_{4}^{+}$ 的浓度大于溶液m点的 $N H_{4}^{+}$ 浓度

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二、多选题

14. 已知CaF₂是难溶于水、可溶于酸的盐。常温下，用盐酸调节CaF₂浊液的pH，测得在不同pH条件下，体系中 $l g \frac{c (H F)}{c (H^{+})}$ 与-lgc(X)(X为Ca²⁺或F^- )的关系如图所示。
下列说法错误的是（）

A、L₁表示-lgc(F^- )与 $l g \frac{c (H F)}{c (H^{+})}$ 的变化曲线 B、K _sp(CaF₂ )的数量级为10^-10 C、c点的溶液中： c(Cl^-)<c(Ca²⁺) D、a、b、c三点的溶液中： 2c(Ca²⁺)=c(F^- )+c(HF)

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15. 向某 ${Na}_{2} {CO}_{3}$ 和 ${NaHCO}_{3}$ 的混合溶液中逐滴加入某浓度的 ${BaCl}_{2}$ 溶液，测得溶液中离子浓度的关系如图所示，下列说法正确的是（）

A、溶液中pH由小到大的顺序是 $c<b<a$ B、b点溶液中存在： $2c ({Ba}^{2+}) +c (H^{+}) +c ({Na}^{+}) =3c ({CO}_{3}^{2-}) +c ({Cl}^{-}) +c ({OH}^{-})$ C、向b点溶液中加入NaOH可使b点溶液向c点溶液转化 D、滴加过程中溶液存在 $\frac{c (H_{2} {CO}_{3})}{c ({HCO}_{3}^{-})} > \frac{c ({HCO}_{3}^{-})}{c ({CO}_{3}^{2-})}$

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16. 25 ℃ 时，AgCl的K_sp＝1.8×10^－10 ， Ag₂CO₃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、Ag₂CO₃的K_sp为8.1×10^－12 B、Ag₂CO₃(s)＋2Cl^－(aq) $\overset{}{⇌}$ 2AgCl(s)＋CO₃^2-(aq)的平衡常数K＝2.5×10⁸ C、向Ag₂CO₃的饱和溶液中加入K₂CO₃(s)，可使c(CO₃^2-)增大(由Y点到X点) D、向同浓度的KCl和K₂CO₃的混合溶液中滴入0.001 mol·L^－1AgNO₃溶液，CO₃^2-先沉淀

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17. 向氯化铁溶液中加入过量氢氧化钠溶液震荡后静置一段时间．下列关于该体系的说法中，不正确的是（　　）

A、生成了氢氧化铁沉淀 B、溶液中不存在Fe³⁺ C、加入少量盐酸，则溶液中Fe³⁺浓度会减小 D、体系中存在着氢氧化铁的沉淀溶解平衡

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18. 下列有关说法正确的是（）

A、电离、电解、电镀、电化学腐蚀都需要通电后才能实现 B、可用pH试纸测定新制氯水的pH C、水是一种极弱的电解质，纯水在任何情况下都显中性 D、空气中，金属铝的表面会迅速形成一层致密的氧化物保护膜，这是铝发生了吸氧腐蚀 E、向白色ZnS沉淀上滴加CuSO₄溶液，沉淀变为黑色，说明Ksp（ZnS）＞Ksp（CuS） F、在配制硫酸铁溶液时，为了防止发生水解，可以加入少量的稀盐酸

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19. 高铁酸钾 $(K_{2} {FeO}_{4})$ 是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，制备流程如图所示：

下列叙述错误的是（）

A、用 $K_{2} {FeO}_{4}$ 作水处理剂时，既能杀菌消毒又能净化水 B、反应Ⅰ中尾气可用 ${FeCl}_{2}$ 溶液吸收再利用 C、反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 $2 ： 3$ D、该条件下，物质的溶解性： ${Na}_{2} {FeO}_{4} < K_{2} {FeO}_{4}$

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20. 根据下列实验操作和现象所得出的结论一定正确的是（）

选项	实验操作和现象	结论
A	将燃着的镁条迅速伸入集满CO₂的集气瓶，剧烈反应，发光发热，瓶内产生大量白烟，瓶壁上有黑色颗粒	CO₂在一定条件下能支持燃烧
B	向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO₃溶液，有黄色沉淀生成	$K sp (AgCl) > K sp (AgI)$
C	室温下，向FeCl₃溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色	Fe³⁺的氧化性比I₂的强
D	将少量铁粉、5mL苯和1mL液溴混合后产生的气体通入AgNO₃溶液中，产生淡黄色沉淀	苯和液溴发生了取代反应

A、A B、B C、C D、D

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21. 常温下，向25 mL0.12 mol/LAgNO₃溶液中逐滴加入一定浓度的氨水，先出现沉淀，继续滴加沉淀溶解。该过程中加大氨水的体积V与溶液中lg[c（H⁺ ）/c（OH^-）]的关系如图所示。已知e点对应的溶液迅速由浑浊变得澄清，且此时溶液中c（Ag⁺）与c（NH₃）均约为2×10^-3 mol/L。下列叙述错误的是（）

A、a点对应溶液呈酸性的原因是AgNO₃水解 B、b点对应溶液中：c（Ag⁺）+c{[Ag（NH₃）₂]⁺}> c（NO $_{3}^{-}$ ） C、cd段加人的氨水主要用于沉淀的生成和溶解 D、由e点可知，反应Ag⁺+2NH₃ $⇌$ [Ag（NH₃）₂]⁺的平衡常数的数量级为10⁵

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22. 已知一定温度下CuS的溶度积常数为4.0×10^－36 ，现将0.1molCuSO₄放入100mL1.0mol·L^－1的Na₂S溶液中，充分搅拌反应(不考虑溶液体积变化)，则下列说法错误的是（）

A、反应后溶液的pH比反应前溶液的pH小 B、反应后溶液中不存在Cu²^＋、S²^－ C、反应后溶液中：c(Cu²^＋)与c(S²^－)都约为2.0×10^－18mol·L^－1 D、Na₂S溶液中：c(Na^＋)＞c(S²^－)＞c(HS^－)＞c(OH^－)＞c(H^＋)

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23. 下列有关说法中正确的是（）

A、K_sp（AB₂）＜K_sp（CD），说明AB₂的溶解度小于CD的溶解度 B、在ZnS的沉淀溶解平衡体系中加入蒸馏水，ZnS的K_sp不变 C、已知K_sp（AgCl）＞K_sp（AgI），则反应AgCl（s）+I^﹣（aq）=AgI（s）+Cl^﹣（aq）能够发生 D、在CaCO₃的沉淀溶解平衡体系中加入稀盐酸，沉淀溶解平衡不移动

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三、非选择题

24. ${BaTiO}_{3}$ 是一种压电材料。以 ${BaSO}_{4}$ 为原料，采用下列路线可制备粉状 ${BaTiO}_{3}$ 。

回答下列问题：

(1)、“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是。

(2)、“焙烧”后固体产物有 ${BaCl}_{2}$ 、易溶于水的 $BaS$ 和微溶于水的 $CaS$ 。“浸取”时主要反应的离子方程式为。

(3)、“酸化”步骤应选用的酸是(填标号)。
a．稀硫酸 b．浓硫酸 c．盐酸 d．磷酸

(4)、如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？，其原因是。

(5)、“沉淀”步骤中生成 $BaTiO {(C_{2} O_{4})}_{2}$ 的化学方程式为。

(6)、“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的 $n_{{CO}_{2}} ： n_{CO} =$ 。

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25. 自发热材料在生活中的应用日益广泛。某实验小组为探究“

C a O - A l - H_{2} O

”体系的发热原理，在隔热装置中进行了下表中的五组实验，测得相应实验体系的温度升高值(

Δ T

)随时间(t)的变化曲线，如图所示。

实验编号	反应物组成
a	$0.20 g$ $C a O$ 粉末 $5.0 m L$ $H_{2} O$
b	$0.15 g$ $A l$ 粉 $5.0 m L$ $H_{2} O$
c	$0.15 g$ $A l$ 粉 $5.0 m L$ 饱和石灰水
d	$0.15 g$ $A l$ 粉 $5.0 m L$ 石灰乳
e	$0.15 g$ $A l$ 粉 $0.20 g$ $C a O$ 粉末 $5.0 m L$ $H_{2} O$

回答下列问题：

(1)、已知：

① $C a O (s) + H_{2} O (l) = C a {(O H)}_{2} (s) Δ H_{1} = - 65.17 k J \cdot m o l^{- 1}$

② $C a {(O H)}_{2} (s) = C a^{2 +} (a q) + 2 O H^{-} (a q) Δ H_{2} = - 16.73 k J \cdot m o l^{- 1}$

③ $A l (s) + O H^{-} (a q) + 3 H_{2} O (l) = {[A l {(O H)}_{4}]}^{-} (a q) + \frac{3}{2} H_{2} (g) Δ H_{3} = - 415.0 k J \cdot m o l^{- 1}$

则 $C a O (s) + 2 A l (s) + 7 H_{2} O (l) = C a^{2 +} (a q) + 2 {[A l {(O H)}_{4}]}^{-} (a q) + 3 H_{2} (g)$ 的 $Δ H_{4} =$ $k J · m o l^{- 1}$ 。

(2)、温度为T时，

K_{s p} [C a {(O H)}_{2}] = x

，则

C a {(O H)}_{2}

饱和溶液中

c (O H^{-}) =

(用含x的代数式表示)。

(3)、实验a中，

4 m i n

后

Δ T

基本不变，原因是。

(4)、实验b中，

Δ T

的变化说明

A l

粉与

H_{2} O

在该条件下(填“反应”或“不反应”)。实验c中，前

3 m i n

的

Δ T

有变化，其原因是；

3 m i n

后

Δ T

基本不变，其原因是微粒的量有限。

(5)、下列说法不能解释实验d在

10 m i n

内温度持续升高的是____(填标号)。

A、反应②的发生促使反应①平衡右移 B、反应③的发生促使反应②平衡右移 C、气体的逸出促使反应③向右进行 D、温度升高导致反应速率加快

(6)、归纳以上实验结果，根据实验e的特征，用文字简述其发热原理。

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26. 钪(Sc)是一种稀土金属，钪及其化合物在宇航、电子、超导等方面有着广泛的用途。钛白粉中含有 $F e 、 T i O_{2} 、 S c_{2} O_{3}$ 等多种成分，用酸化后的钛白废水富集钪，并回收氧化钪(Sc₂O₃)的工艺流程如下：
回答下列问题：

(1)、“萃取”时 $T i^{4 +} 、 F e^{2 +} 、 S c^{3 +}$ 均进入有机相中，则在“洗涤”时加入 $H_{2} O_{2}$ 的目的是。

(2)、“滤渣1”的主要成分是 $S c (O H)_{3}$ 、(写化学式)。

(3)、在“调pH”时先加氨水调节 $p H = 3$ ，此时过滤所得滤渣主要成分是；再向滤液中加入氨水调 $p H = 6$ ，此时滤液中 $S c^{3 +}$ 的浓度为 $m o l \cdot L^{- 1}$ ；检验含 $S c^{3 +}$ 滤液中是否含 $F e^{3 +}$ 的试剂为(写化学式)。(已知： $K_{s p} [F e (O H)_{3}] = 2.6 \times 1 0^{- 39}$ ； $K_{s p} [S c (O H)_{3}] = 9.0 \times 1 0^{- 31}$ )。

(4)、“沉钪”时用到草酸。已知草酸的 $K_{a 1} = 5.6 \times 1 0^{- 2}$ ； $K_{a 2} = 1.5 \times 1 0^{- 4}$ ；则在 $25 ℃$ 时 $p H = 3$ 的草酸溶液中 $c (C_{2} O_{4}^{2 -}) ： c (H_{2} C_{2} O_{4}) =$ 。

(5)、写出草酸钪在空气中“焙烧”时反应的化学方程式。

(6)、钛白酸性废水中 $S c^{3 +}$ 含量 $10.0 \sim 20.0 m g \cdot L^{- 1}$ ，该工艺日处理钛白酸性废水 $100.0 m^{3}$ ，理论上能生产含 $80 %$ 氧化钪的产品最多kg(保留2位有效数字)。

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27. 以软锰矿(主要成分为MnO₂ ，还含少量Fe、Si、Al、Ca、Mg等的氧化物)和硫铁矿(主要成分FeS₂)为原料，两矿联合浸取可制备大颗粒的电池用Mn₃O₄。

(1)、浸取：将软锰矿与硫铁矿粉碎混合，用硫酸浸取。研究发现，酸浸时，FeS₂和MnO₂颗粒构成两个原电池反应，其原理如图所示(部分产物未标出)。
①若FeS₂原电池中生成单质S，其电池总反应的离子方程式为。
②随硫铁矿的增加，锰的浸出率降低，可能的原因是。

(2)、除钙镁：向已除去Fe、Al、Si元素的MnSO₄溶液中(pH约为5)加入NH₄F溶液，将Ca^2＋、Mg^2＋转化为氟化物沉淀。则 $\frac{c (M g^{2 +})}{c (C a^{2 +})}$ =。 [已知K_sp(MgF₂)=5×10^-11 ， K_sp(CaF₂)=5×10^-9]

(3)、氧化：将“沉淀”步骤所得含少量Mn₂(OH)₂SO₄的Mn(OH)₂固体滤出，洗净，加水打成浆，浆液边加热边持续通空气，制得Mn₃O₄。
①写出由Mn(OH)₂反应得到Mn₃O₄的化学方程式。
②沉淀加热通空气过程中溶液pH随时间变化如图所示，其中pH先基本不变后迅速下降的原因是。
③所得产物中锰元素含量随通入空气时间的变化如图所示，当通空气时间超8小时，产物中锰元素含量减小的原因是。

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28. K₂Cr₂O₇是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬铁矿[Fe(CrO₂)₂ ，含Al、Si氧化物等杂质]为主要原料制备K₂Cr₂O₇的工艺流程如图所示。

(1)、“焙烧”过程。将一定量铬铁矿与Na₂CO₃固体混合后在空气中焙烧，生成Na₂CrO₄和Fe₂O₃ ，该反应的化学方程式为。

(2)、“转化”过程。如图为几种物质在水中的溶解度随温度变化曲线。向酸化液中加入一定量KCl固体，并将溶液蒸发浓缩至有晶膜出现，降温时会析出大量K₂Cr₂O₇晶体，试分析晶体析出的原理。

(3)、生产过程中产生的K₂Cr₂O₇酸性废液可通过以下方法处理。
①钡盐沉淀法。先将K₂Cr₂O₇酸性废液碱化处理，再加入BaCl_2.废液需进行碱化处理的目的是。[已知：BaCrO₄(s) $⇌_{}^{}$ Ba²⁺(aq)+ CrO $_{4}^{2 -}$ (aq) ΔH＞0；K_sp(BaCrO₄)=1.2×10^-10]
②FeS还原法。在K₂Cr₂O₇酸性废液中加入纳米FeS后，测得Cr(Ⅵ)和总铬去除率随时间的变化关系如图所示，反应过程中还检测到Cr₂S₃沉淀。10 min后，Cr(Ⅵ)和总铬的去除率升高幅度变小的可能原因是。

(4)、测定K₂Cr₂O₇产品纯度。称取产品2.500 g配成500 mL溶液，取25.00 mL于锥形瓶中，加10 mL 2 mol·L^-1H₂SO₄和足量KI，放于暗处5 min ( $C r_{2} O_{7}^{2 -}$ +I^-→I₂+Cr³⁺)。然后加入100 mL水，加入3 mL淀粉溶液，用0.1200 mol·L^-1Na₂S₂O₃标准溶液滴定(I₂+ $S_{2} O_{3}^{2 -}$ →I^-+ $S_{4} O_{6}^{2 -}$ )，消耗20.00 mLNa₂S₂O₃标准溶液，则该样品的纯度为。(写出计算过程)

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29. 高铁酸钾(K₂FeO₄)是一种多功能的新型水处理剂。一种湿法制备高铁酸钾的新工艺流程如图所示：
已知：①高铁酸钾热稳定性差
②在碱性环境中比酸性环境中相对稳定。
回答以下问题：

(1)、高铁酸钾(K₂FeO₄)中铁元素的化合价为。

(2)、滤渣1的主要成分为(写化学式)。

(3)、写出“常温氧化”过程的离子方程式。

(4)、氧化时控温20~25℃，温度不能高于25℃原因是。

(5)、实验测得氧化时间、氧化剂浓度与K₂FeO₄产率、纯度的实验数据分别如图1、图2所示，为了获取更高纯度的高铁酸钾，反应时间应控制在min，氧化剂浓度应控制在mol·L^-1。

(6)、可用滴定分析法测定粗K₂FeO₄的纯度，有关反应的离子方程式为
① $F e O_{4}^{2 -}$ + $C r O_{2}^{-}$ +2H₂O= $C r O_{4}^{2 -}$ +Fe(OH)₃↓+OH^-
②2 $C r O_{4}^{2 -}$ +2H⁺= $C r_{2} O_{7}^{2 -}$ +H₂O
③ $C r_{2} O_{7}^{2 -}$ +6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
现称取1.980 g粗高铁酸钾样品溶于适量氢氧化钾溶液中，加入稍过量的KCrO₂ ，充分反应后过滤，将滤液加水配制成250 mL溶液。每次取25.00 mL，加入稀硫酸酸化，用0.1000 mol·L^-1的(NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为18.93 mL。则上述样品中高铁酸钾的质量分数为。

(7)、某工业废水含Mn²⁺(浓度为0.1mol·L^-1)，可用高铁酸钾氧化混凝去除。为避免形成Mn(OH)₂降低去除率，控制体系pH<(常温下Ksp[Mn(OH)₂]=1×10^-13)。

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30. 碘化亚铜( $C u I$ )可用作有机反应催化剂。某化学兴趣小组以黄铜矿(主要成分为 $C u F e S_{2}$ ，其中 $C u$ 的化合价为+2)为原料制备 $C u I$ 的流程如下：
已知： $C u I$ 是白色粉末，不溶于水，能与过量 $I^{-}$ 继续反应： $C u I (s) + I^{-} ⇌ {[C u I_{2}]}^{-}$ ，从而溶于 $K I$ 溶液中。
回答下列问题：

(1)、“浸取”时，反应的化学方程式为；该步骤使用的 $F e C l_{3}$ 溶液的浓度为560 $g \cdot L^{- 1}$ ，则其物质的量浓度为 $m o l \cdot L^{- 1}$ (保留2位小数)。

(2)、“滤渣处理”过程中发生的基本反应类型为。

(3)、“溶解”时， $N O_{3}^{-}$ 被还原为 $N H_{4}^{+}$ ，写出该反应的离子方程式：。

(4)、“转化”时生成 $C u I$ 的离子方程式为，该步骤需要控制 $K I$ 溶液的用量，其原因是。

(5)、用 $N a_{2} S O_{3}$ 溶液洗涤沉淀的目的是。

(6)、已知： $K_{s p} (C u B r) = 6.2 \times 1 0^{- 9}$ ， $K_{s p} (C u I) = 1.24 \times 1 0^{- 12}$ ，取2.00g $C u I$ 放入锥形瓶中，加入100 $m L$ a $m o l \cdot L^{- 1}$ $N a B r$ 溶液，充分振荡后，测得溶液中 $c (I^{-}) = 1.0 \times 1 0^{- 4} m o l \cdot L^{- 1}$ ，则a约为(保留1位小数，溶液体积变化忽略不计)。

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31. 五氧化二钒常用于生产硫酸或石油精炼的催化剂。某化工厂从废钒催化剂中(含有 $K_{2} S O_{4} 、 V_{2} O_{5} 、 V_{2} O_{4} 、 S i O_{2} 、 F e_{2} O_{3} 、 A l_{2} O_{3}$ 等)回收 $V_{2} O_{5}$ 和 $K_{2} S O_{4}$ ，既能避免环境污染，又能节约资源。回收工艺流程如下：
已知：1：①"酸浸”时， $V_{2} O_{5}$ 和 $V_{2} O_{4}$ 先与稀硫酸反应分别生成 $V O_{2}^{+}$ 和 $V O^{2 +}$ ；
②有机萃取剂萃取 $V O^{2 +}$ 的能力比萃取 $V O_{2}^{+}$ 的能力强；
③ $N H_{4} V O_{3}$ 微溶于冷水、易溶于热水、难溶于乙醇；
④溶液中 $V O_{2}^{+}$ 与 $V O_{3}^{-}$ 可相互转化： $V O_{2}^{+} + H_{2} O \overset{}{⇌} V O_{3}^{-} + 2 H^{+}$ 。
回答下列问题：

(1)、滤渣2的成分主要有(填化学式)。

(2)、“酸浸”时， $F e S O_{4}$ 参与反应的离子方程式为。

(3)、“萃取”和“反萃取”时，将发生 $R_{2} {(S O_{4})}_{n} (水层) + 2 n H A (有机层) \overset{}{⇌} 2 R A (有机层) + n H_{2} S O_{4} (水层)$ (其中R表示 $V O^{2 +}$ ， $H A$ 表示有机萃取剂)。
①“反萃取”操作加入的试剂是(填化学式)。
②假设“滤液2”中 $c (V O^{2 +}) = a m o l \cdot L^{- 1}$ ， “萃取”和“反萃取”每进行一次， $V O^{2 +}$ 萃取率为90%，5次操作后，“滤液2”中残留的 $c (V O^{2 +}) =$ $m o l \cdot L^{- 1}$ 【萃取率= $\frac{萃取量}{原量} \times 100 %$ 】。

(4)、“氧化”过程中发生反应的离子方程式为。

(5)、①“沉钒”时生成 $N H_{4} V O_{3}$ ，通入 $N H_{3}$ 的作用是。
②实验发现，温度超过 $80 ℃$ 以后沉钒率下降，可能的原因是。

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32. 磷矿是重要的化工矿物原料，贵州磷矿储量丰富。磷酸二氢钙[Ca(H₂PO₄)₂]是一种磷肥。某工厂利用磷矿(含Ca、P、Fe、Mg、Si 等元素)进行综合生产的部分流程如下：
已知： K_sp[Fe(OH)₃]=1×10^-38 ， K_sp[Mg(OH)₂]= 1 ×10^-11。
回答下列问题：

(1)、为提高浸出效率，酸浸前要对磷矿石进行 (填一种处理方法)，用离子方程式说明酸浸时通入O₂的目的，滤渣 1的主要成分是。

(2)、当溶液中的离子浓度低于1×10^-5mol·L^-1时，可认为沉淀完全。若酸浸氧化后的溶液中c(Mg²⁺)=0.1 mol·L^-1 ，则向该溶液加入NaOH使Fe(OH)₃完全沉淀时pH范围为。

(3)、为使Ca₃(PO₄)₂与H₃PO₄完全反应生成Ca(H₂PO₄)₂ ，二者物质的量之比为。

(4)、经实验测试，石灰乳的用量对磷酸二氢钙的产率有一定影响。在磷矿粉用量50 g、硫酸质量分数为60%、反应时间1.0 h、反应温度60℃条件下测试的结果如图所示，可知该条件下石灰乳的用量选择为宜，石灰乳用量过多导致磷酸二氢钙产率下降的原因可能是。

(5)、LiFePO₄可用于制作锂电池，该物质可由FePO₄、Li₂CO₃与H₂C₂O₄在高温下反应制得，产物中有CO₂生成，该化学反应方程式为。

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33. As₂O₃在医药、电子等领域有重要应用。某含砷元素(As)的工业废水[砷主要以亚砷酸(H₃AsO₃)形式存在]通过如下流程转化为粗As₂O₃。

已知：Ⅰ. As₂S₃+ 6NaOH = Na₃AsO₃ + Na₃AsS₃+ 3H₂O

Ⅱ. As₂S₃(s) + 3S^2-(aq) $⇌_{}^{}$ 2 ${AsS}_{3}^{3 -}$ (aq)

Ⅲ.砷酸(H₃AsO₄)在酸性条件下有强氧化性，能被SO₂、氢碘酸等还原。

(1)、As₂S₃中砷元素的化合价为价。

(2)、“沉砷”过程中FeS是否可以用过量的Na₂S替换(填“是”或“否”)；请从平衡移动的角度解释原因：。

(3)、向滤液Ⅱ中通入氧气进行“氧化脱硫”，写出脱硫的离子反应方程式。

(4)、用SO₂“还原”过程中，发生反应的化学方程式为。若需检验还原后溶液中是否仍存在砷酸。则还需要的实验试剂有。

(5)、“还原”后加热溶液，H₃AsO₃分解为As₂O₃ ，同时结晶得到粗As₂O₃ ， As₂O₃在不同温度和不同浓度硫酸中的溶解度(S)曲线如图所示。为了提高粗As₂O₃的沉淀率，“结晶”需要控制的具体条件是。

(6)、含砷废水也可采用另一种化学沉降法处理：向废水中先加入适量氧化剂，再加入生石灰调节pH，将砷元素转化为Ca₃(AsO₄)₂沉淀。若沉降后上层清液中c(Ca²⁺)为2×10^-3mol/L，则溶液中 ${AsO}_{4}^{3 -}$ 的浓度为mol/L。(已知Ksp[Ca₃(AsO₄)₂]=8×10^-19)

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34. 由难溶性磷酸锂渣(主要成分为Li₃PO₄)为原料制备电池级Li₂CO₃的流程如下：

已知：①Li₂CO₃在不同温度下的溶解度： 0℃ 1.54g，20℃ 1.33g， 90℃ 0.78g。

②碳酸锂：水溶液煮沸时容易发生水解。

(1)、溶解除磷。将一定量磷酸锂渣与CaCl₂溶液、盐酸中的一种配成悬浊液，加入到三颈烧瓶中(装置如图)，一段时间后，通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液，充分反应，过滤，得到LiCl溶液。

①滴液漏斗中的液体是。

②Li₃PO₄转化为LiCl和CaHPO₄的离子方程式为。

(2)、除钙。通过离子交换法除去溶液中Ca²⁺。若要使后续得到的Li₂CO₃中不含CaCO₃(设沉淀后溶液中Li⁺浓度为0.1 mol·L^-1)，需控制除钙后溶液中c(Ca²⁺)≤。[K_sp(Li₂CO₃)=2.5×10^-2 ， K_sp(CaCO₃)=2.8×10^-9]

(3)、制备Li₂CO₃。向除杂后的LiCl溶液中加入N235萃取剂(50%三辛癸烷基叔胺与50% ，异辛醇的混合液)，边搅拌边向混合液中通CO₂ ，过滤洗涤得到Li₂CO₃。
①方法能制得Li₂CO₃的原因是。

②检验滤渣是否洗涤完全的实验方法是。

(4)、若粗品碳酸锂中含少量难溶性杂质，为获得较高产率的纯Li₂CO₃ ，请补充完整实验方案：向粗品Li₂CO₃中加水，按一定速率通入CO₂ ，边通边搅拌，。(已知：①LiHCO₃受热易分解；②实验过程中Li₂CO₃转化速率与时间的关系图如图所示。)

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35. 三元锂电池的正极材料中可含有大量的金属锂元素（Mn x Ni y O _1-y Mn _x Ni _y O ₂），还含有铝、铝和有机等。、镍、钴材料、锰等的流程如下所示。

(1)、灼烧的目的是。

(2)、酸浸时( LiCoO表示₎发生反应的化学浸入后，Co 、Mn元素均以+2价形式存在。。

(3)、锰时，需先加入适量Mn ₂ S ₂ O ₈ ，将部分Mn ²⁺氧化成 ${MnO}_{4}^{-}$ ，沉睡时为生成₂。

(4)、萃取和反萃取的过程表示为：Co 2 ⁺⁺ 2(HA) ₂ $\begin{matrix} ⇌_{反萃取}^{萃取} \end{matrix}$ Co (HA ₂ ) ₂ +2H ⁺ ，反萃取时加入的物质X为（填化学式），请从化学平衡的角度说明所加物质的作用。

(5)、_2.常温下，为使Ni 2+完全^下降，溶液的pH值应大于大于（当c(Ni 2+ - ^10-5mol / L 时^，完全下降， $K_{sp} [Ni {(OH)}_{2}] =1 \times 10^{-15}$ )

(6)、CoSO ₄ ·7H ₂ O受热时，剩余物质的质量随温度变化情况如图所示，物质B的化学式为。

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