阶段重点练(四)
一、溶度积及有关计算
1.已知CaCO3的Ksp=2.8×10-9 mol2·L-2,现将浓度为2×10-4 mol·L-1的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合,若要产生沉淀,则所用CaCl2溶液的浓度至少应大于( )
A.2.8×10-2 mol·L-1
B.1.4×10-5 mol·L-1
C.2.8×10-5 mol·L-1
D.5.6×10-5 mol·L-1
2.常温下,Ksp(PbI2)=8.5×10-9 mol3·L-3。取适量黄色PbI2粉末溶于水中,充分搅拌后得到浊液,过滤。在滤液中加入少量KI,测得c平(I-)=1.0×10-2 mol·L-1。下列说法不正确的是( )
A.Ksp(PbI2)不变
B.溶液中c平(I-)增大
C.产生黄色沉淀
D.溶液中c平(Pb2+)=8.5×10-7 mol·L-1
3.已知25 ℃时,RSO4(s)+C(aq)RCO3(s)+S(aq)的平衡常数K=1.75×104,Ksp(RCO3)=2.80×10-9mol2·L-2,下列叙述中正确的是( )
A.25 ℃时,RSO4的Ksp为4.9×10-5 mol2·L-2
B.将浓度均为6×10-5 mol·L-1的RCl2、Na2CO3溶液等体积混合后可得到RCO3沉淀
C.向c平(C)=c平(S)的混合液中滴加RCl2溶液,首先析出RSO4沉淀
D.相同温度下,RCO3在水中的Ksp大于在Na2CO3溶液中的Ksp
二、沉淀溶解平衡的应用
4.可溶性钡盐有毒,医院中常用无毒硫酸钡作为内服“钡餐”造影剂。医院抢救钡离子中毒者时,除催吐外,还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知:某温度下,Ksp(BaCO3)=5.1×10-9 mol2·L-2;Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 mol2·L-2。下列推断正确的是( )
A.不用碳酸钡作为内服造影剂,是因为碳酸钡比硫酸钡更难溶
B.可以用0.36 mol·L-1的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃
C.抢救钡离子中毒者时,若没有硫酸钠也可以用碳酸钠溶液代替
D.误饮c平(Ba2+)=1.0×10-5 mol·L-1的溶液时,会引起钡离子中毒
5.工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2+:Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),下列说法错误的是( )
A.该反应达到平衡时c平(Mn2+)=c平(Cu2+)
B.MnS的Ksp比CuS的Ksp大
C.往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c(Mn2+)变大
D.该反应的平衡常数K=
6.(2025·云南昭通高二检测)已知相同温度下,Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)。某温度下,饱和溶液中-lg [c平(S)]、-lg [c平(C)]与-lg [c平(Ba2+)]的关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.曲线②代表BaCO3的沉淀溶解曲线
B.加适量BaCl2固体可使溶液由b点变到a点
C.该温度下Ksp(BaSO4)=1.0×10-10
D.BaCO3(s)+S(aq)BaSO4(s)+C(aq)的平衡常数K=1
7.(2025·河北邢台高二检测)利用平衡移动原理,分析一定温度下Mg2+在不同pH的Na2CO3体系中的可能产物。体系中Mg(OH)2与MgCO3沉淀溶解平衡曲线如图所示[注:起始c(Na2CO3)=0.1 mol·L-1]。下列说法正确的是( )
A.在pH=11的Na2CO3体系中,若初始c(Mg2+)=0.1 mol·L-1,Mg2+恰好全部转化为MgCO3
B.在pH=8的Na2CO3体系中,Mg2+主要沉淀为碳酸镁
C.pH=10、lg [c平(Mg2+)]=-1时,溶液中存在c平(H2CO3)+c平(HC)+c平(C)=0.1 mol·L-1
D.pH=11、lg [c平(Mg2+)]=-5时,发生沉淀转化:Mg(OH)2(s)+C(aq)MgCO3(s)+2OH-(aq)
三、离子方程式的正误判断
8.下列各组澄清溶液中离子能大量共存,且加入(或滴入)X试剂后发生反应的离子方程式书写正确的是( )
选项 离子组 X试剂 离子方程式
A K+、Na+、ClO-、S 少量SO2 SO2+2ClO-+H2OS+2HClO
B N、Fe3+、Br-、S 过量H2S 2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+
C N、Na+、Fe3+、[Al(OH)4]- 过量铜粉 2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
D K+、Na+、HC、[Al(OH)4]- 少量HCl H++[Al(OH)4]-Al(OH)3↓+H2O
四、离子共存
9.常温下,下列离子组中,在相应的环境中能大量共存的是( )
选项 环境要求 离子
A Fe2(SO4)3溶液中 K+、[Al(OH)4]-、Cl-、N
B 溶液pH>7 Na+、S2-、K+、ClO-
C 水电离产生c水(H+)=10-12 mol·L-1的溶液 C、N、N、S
D 向溶液中逐渐滴加烧碱溶液,先有沉淀产生,后沉淀消失 Na+、Al3+、Cl-、S
五、离子反应的应用
10.用下面的方案进行某些离子的检验,其中方案设计得最严密的是( )
A.检验试液中的S:试液无沉淀白色沉淀
B.检验试液中的Fe2+:试液无明显现象红色溶液
C.检验试液中的I-:试液棕黄色溶液蓝色溶液
D.检验试液中的C:试液白色沉淀沉淀溶解
11.40 mL X 溶液中可能含有下列离子中的若干种:Cl-、N、Na+、Mg2+、Al3+。现对X 溶液进行如图所示的实验,其现象和结果如下:
下列说法正确的是( )
A.X溶液中一定含有Mg2+、Al3+、Cl-,不含有Na+和N
B.X溶液中一定含有Na+、Mg2+、Cl-,可能含有Al3+
C.X溶液中一定含有Mg2+,且 c(Mg2+)为0.50 mol·L-1
D.X溶液中c(Na+)为1.50 mol·L-1,c(Al3+)为0.50 mol·L-1
12.(2025·山东济宁高二检测)室温下,通过矿物中PbSO4获得Pb(NO3)2的过程如下:
已知:Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14。下列说法错误的是( )
A.Na2CO3溶液中:c平(OH-)>c平(H+)+c平(HC)+c平(H2CO3)
B.反应PbSO4(s)+C(aq)PbCO3(s)+S(aq)正向进行,需满足>×106
C.“脱硫”后上层清液中:2c平(C)+2c平(S)+c平(HC)+c平(OH-)=c平(Na+)+c平(H+)+2c平(Pb2+)
D.PbCO3悬浊液加入HNO3“溶解”过程中,溶液中C浓度逐渐减小
13.如图是利用废铜屑(含杂质铁)制备胆矾(硫酸铜晶体)的流程。
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 Cu(OH)2
开始沉淀 2.7 7.5 4.4
完全沉淀 3.7 9.7 6.7
请回答:
(1)溶液B中含有的阳离子有 (填离子符号)。
(2)下列物质中最适宜做氧化剂X的是 (填字母)。
a.NaClO b.H2O2 c.KMnO4
(3)加入试剂①是为了调节pH,要调整pH范围是 ,则试剂①可以选择 (填化学式)。
(4)沉淀D加入盐酸和铁粉,可以制得FeCl2溶液,实验室保存FeCl2溶液,需加入过量的铁粉,其原因是
(用离子方程式表示)。
(5)溶液E经过操作①可得到胆矾,操作①为 、过滤、洗涤。
(6)已知溶液中c(Cu2+)与pH的关系为lg c(Cu2+)=8.6-2pH,若溶液中c(Cu2+)为1 mol·L-1,此时溶液中的Fe3+能否沉淀完全: (填“能”或“否”)。
14.如图是用0.100 0 mol·L-1的盐酸滴定某未知浓度的NaOH溶液的示意图和某次滴定前、后盛放盐酸的滴定管中液面的位置。
请回答下列问题:
(1)仪器A的名称是 。
(2)盐酸的体积读数:滴定前读数为 mL,滴定后读数为 mL。
(3)某实验小组同学的三次实验的实验数据如下表所示。根据表中数据计算出的待测NaOH溶液的平均浓度是 mol·L-1(保留四位有效数字)。
实验编号 待测NaOH溶液的体积/mL 滴定前盐酸的体积读数/mL 滴定后盐酸的体积读数/mL
1 20.00 1.20 23.22
2 20.00 1.21 29.21
3 20.00 1.50 23.48
(4)对下列几种假定情况进行讨论:
①取待测液的滴定管,滴定前滴定管尖端有气泡,滴定后气泡消失,对测定结果的影响是 (填“偏高”“偏低”或“无影响”,下同);
②若滴定前锥形瓶未用待测液润洗,对测定结果的影响是 ;
③标准液读数时,若滴定前俯视,滴定后仰视,对测定结果的影响是 。
15.铁、铜及其化合物在实验室和实际生产中应用广泛,对其性质进行以下探究。
(1)探究Fe3+的配合物。
Fe3+可与H2O、SCN-、F-等配体形成配离子,如[Fe(H2O)6]3+、[Fe(SCN)6]3-、[FeF6]3-。按图示完成实验。
①[Fe(H2O)6]3+为浅紫色,但溶液Ⅰ却呈黄色,原因是[Fe(H2O)6]3+水解生成[Fe(H2O)5(OH)]2+,为了能观察到溶液Ⅰ中[Fe(H2O)6]3+的浅紫色,往溶液中加入的最佳试剂为 (填化学式)。
②溶液Ⅱ转化为溶液Ⅲ,反应的离子方程式为 。
(2)选矿废水中含有Cu2+和Fe3+,用碘量法对Cu2+的含量进行测定。
步骤:
①取废水100 mL,配成250 mL溶液,取出25.00 mL于锥形瓶中。
②已知:2Cu2++4I-2CuI↓+I2。往锥形瓶中先加入适量NH4F溶液,再加入稍过量的KI溶液。加入适量NH4F溶液的作用是 。
③用0.050 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,反应原理为I2+2S22I-+S4,消耗标准溶液体积的数据如表所示:
实验序号 1 2 3 4
消耗Na2S2O3标 准溶液的体积/mL 21.40 20.00 20.02 19.98
滴定可选用的指示剂为 ,滴定终点的现象是 ,
废水中c(Cu2+)= 。滴定前平视滴定管读数,滴定后俯视滴定管读数,测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
16.某科研小组设计出利用工业废酸(10% H2SO4溶液)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿,提取锌、铜元素,实现废物综合利用,方案如图所示:
已知该工艺方案条件下,各离子常温下开始沉淀及完全沉淀时的pH如表所示:
离子 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH
Fe2+ 6.34 9.7
Fe3+ 1.48 3.2
Zn2+ 6.2 8.0
请回答下列问题:
(1)加入A物质的目的是 ,物质A可使用下列物质中的 (填字母)。
A.KMnO4 B.O2
C.H2O2 D.Cl2
(2)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,则相同温度下Ksp(CuS) (填“>”“<”或“=”)Ksp(ZnS)。
(3)反应生成海绵铜的离子方程式: 。
(4)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH,常温下pH应控制在 。
(5)写出NH4HCO3与Zn2+反应生成Zn2(OH)2CO3的离子方程式: 。
(6)物质B可用作生产化肥,其化学式是 。
阶段重点练(四)
1.D 若要产生沉淀,Q应大于Ksp,因为等体积混合,所以体积加倍,混合时浓度减半。设所用CaCl2溶液的浓度为x,则×>2.8×10-9 mol2·L-2,求得x>5.6×10-5 mol·L-1。
2.D Ksp(PbI2)只与温度有关,温度不变,其值不变,A项正确;溶液中c平(I-)明显增大了,B项正确;产生黄色沉淀,C项正确;溶液中c平(Pb2+)= mol·L-1=8.5×10-5 mol·L-1,D项错误。
3.A 反应RSO4(s)+C(aq)RCO3(s)+S(aq)的平衡常数K====1.75×104,Ksp(RSO4)=1.75×104×Ksp(RCO3)=1.75×104×2.80×10-9 mol2·L-2=4.90×10-5 mol2·L-2,A正确;溶液混合后体积变为原来的2倍,因此c平(R2+)=3×10-5 mol·L-1,c平(C)=3×10-5 mol·L-1,离子积常数Q=c平(R2+)·c平(C)=9×10-10 mol2·L-2<Ksp(RCO3),溶液未饱和,不会产生RCO3沉淀,B错误;RSO4、RCO3属于同种类型的沉淀,Ksp(RSO4)>Ksp(RCO3),因此向c平(C)=c平(S)的溶液中滴加RCl2溶液,Ksp小的RCO3首先沉淀,C错误;Ksp只与温度有关,因此只要温度不变,Ksp就不变,D错误。
4.B 碳酸钡能与胃酸反应生成可溶性钡盐,钡离子有毒,所以不能用碳酸钡作为内服造影剂,A错误;用0.36 mol·L-1的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃,反应后c平(Ba2+)= mol·L-1≈3.1×10-10 mol·L-1< mol·L-1,B正确;碳酸钡与胃酸反应转化为可溶性钡盐,起不到解毒的作用,C错误;饱和BaSO4溶液中c平(Ba2+)== mol·L-1>1.0×10-5 mol·L-1,所以误饮c平(Ba2+)=1.0×10-5 mol·L-1的溶液时,不会引起钡离子中毒,D错误。
5.A 较难溶的沉淀容易转化为更难溶的沉淀→根据离子方程式判断溶度积大小→写出平衡常数表达式。该反应达到平衡时,c平(Mn2+)、c平(Cu2+)不变,但不一定相等,A项错误;用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2+,利用的是CuS比MnS更难溶,所以MnS的Ksp比CuS的Ksp大,B项正确;往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c平(Cu2+)增大,平衡正向移动,c平(Mn2+)变大,C项正确;该反应的平衡常数K===,D项正确。
6.D 根据图示,c平(Ba2+)相同时,①代表的阴离子的浓度小于②,Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),可知曲线②代表BaCO3的沉淀溶解曲线,曲线①代表BaSO4的沉淀溶解曲线,A项正确;加适量BaCl2固体,c平(Ba2+)增大,Ksp(BaCO3)不变,故可使溶液由b点变到a点,B项正确;当-lg[c平(Ba2+)]=1.0时,-lg[c平(S)]=9,则Ksp(BaSO4)=1×10-10,C项正确;根据d点坐标,可知Ksp(BaSO4)=10-5.1×1=1,根据c点坐标,可知Ksp(BaCO3)=10-5.1×1=1,BaCO3(s)+S(aq)BaSO4(s)+C(aq)的平衡常数K====1,D项错误。
7.B 溶液pH为11时,镁离子浓度:氢氧化镁饱和溶液<碳酸镁饱和溶液,故pH为11的碳酸钠体系中,若初始镁离子浓度为0.1 mol·L-1,镁离子全部转化为氢氧化镁沉淀,A项错误;溶液pH为8时,镁离子浓度:氢氧化镁饱和溶液>碳酸镁饱和溶液,故pH为8的碳酸钠体系中,镁离子主要沉淀为碳酸镁,B项正确;溶液pH为10时,镁离子浓度:氢氧化镁饱和溶液>碳酸镁饱和溶液,则镁离子浓度为0.1 mol·L-1时,镁离子主要沉淀为碳酸镁,则溶液中c平(H2CO3)+c平(HC)+c平(C)<0.1 mol·L-1,C项错误;溶液pH为11、镁离子浓度为10-5 mol·L-1时,镁离子主要沉淀为氢氧化镁,则发生沉淀转化的反应为MgCO3(s)+2OH-(aq)Mg(OH)2(s)+C(aq),D项错误。
8.B 加入少量SO2,次氯酸根离子过量并且具有氧化性,正确的离子方程式为SO2+3ClO-+H2OS+Cl-+2HClO,A错误;N、Fe3+、Br-、S之间不反应,能够大量共存,加入过量H2S后发生反应:2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+,B正确;N、Fe3+都与[Al(OH)4]-发生完全双水解反应,在溶液中不能大量共存,C错误;HC、[Al(OH)4]-之间反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸根离子,在溶液中不能大量共存,D错误。
9.D Fe3+与[Al(OH)4]-互相促进水解反应,不能大量共存,A不符合题意;S2-具有强还原性,ClO-具有强氧化性,两者能发生氧化还原反应,不能大量共存,B不符合题意;水电离产生c水(H+)=10-12 mol·L-1的溶液可能是酸溶液也可能是碱溶液,若为酸溶液则C、S不能共存,且N与S在酸性环境中发生氧化还原反应,若为碱溶液则N不能共存,C不符合题意;向溶液中逐渐滴加烧碱溶液,先有沉淀产生,后沉淀消失可知溶液中存在Al3+离子,该组其他离子均与Al3+不反应可以大量共存,D符合题意。
10.C 溶液中如含有S,加入硝酸会氧化亚硫酸根离子为硫酸根离子,和氯化钡反应生成白色沉淀,A错误;先向溶液中加入硫氰化钾溶液,没有现象,与高锰酸钾发生氧化还原反应可能生成铁离子,但高锰酸钾为紫红色溶液,干扰现象,不能证明原溶液中一定存在亚铁离子,B错误;试液中加入过氧化氢氧化碘离子为单质碘,淀粉遇碘变蓝,离子检验方案合理,C正确;若原溶液中含有碳酸根离子或亚硫酸根离子,试管中加入氯化钡溶液生成白色沉淀,可能是碳酸钡或亚硫酸钡沉淀,加入盐酸沉淀均溶解,D错误。
11.D 20.0 mL X溶液加25.0 mL 4.00 mol·L-1 NaOH溶液后,将滤液稀释至200 mL,c(OH-)=0.1 mol·L-1,说明OH-过量,但无刺激性气味气体产生,则X溶液中一定不含N;产生1.16 g沉淀,则X溶液一定含Mg2+,且1.16 g为Mg(OH)2沉淀,Mg(OH)2的物质的量==0.02 mol,则沉淀20 mL X溶液中Mg2+需要的OH-和剩余的OH-总物质的量=0.02 mol×2+0.1 mol·L-1×0.2 L=0.06 mol,则X溶液中一定含Al3+,由反应Al3++4OH-[Al(OH)4]-可知Al3+消耗OH-的物质的量=4.00 mol·L-1×0.025 L-0.06 mol=0.04 mol,所以20 mL X溶液中含Al3+的物质的量=0.01 mol;20.0 mL X溶液加足量硝酸银溶液产生14.35 g白色沉淀,则X溶液一定含Cl-,该白色沉淀为AgCl,且20 mL X溶液中n(Cl-)=n(AgCl)==0.1 mol;根据溶液呈电中性,可知X溶液中一定含Na+,且20 mL X溶液中含Na+的物质的量=0.1 mol-0.07 mol=0.03 mol,据此解答。由分析可知,X溶液中一定含Mg2+、Al3+、Cl-、Na+,一定不含N,A错误;由分析可知,X溶液中一定含Al3+,B错误;X溶液中一定含有 Mg2+,且c(Mg2+)==1.00 mol·L-1,C错误;结合分析可知,X溶液中c(Na+)==1.50 mol·L-1,c(Al3+)==0.50 mol·L-1,D正确。
12.B Na2CO3溶液中的电荷守恒为c平(Na+)+c平(H+)=c平(OH-)+2c平(C)+c平(HC),物料守恒为c平(Na+)=2c平(C)+2c平(HC)+2c平(H2CO3),质子守恒为c平(OH-)=c平(H+)+c平(HC)+2c平(H2CO3),则c平(OH-)>c平(H+)+c平(HC)+c平(H2CO3),A项正确;反应PbSO4(s)+C(aq)PbCO3(s)+S(aq)的平衡常数K=====×106,要使反应PbSO4(s)+C(aq)PbCO3(s)+S(aq)正向进行,则Q=<K=×106,B项错误;“脱硫”后上层清液主要含有的离子是Na+、S,还含有Pb2+、C等离子,溶液中的电荷守恒为c平(Na+)+2c平(Pb2+)+c平(H+)=c平(OH-)+2c平(S)+2c平(C)+c平(HC),C项正确;PbCO3悬浊液中存在溶解平衡PbCO3(s)Pb2+(aq)+C(aq),加入HNO3,H+消耗C,溶液中C的浓度逐渐减小,D项正确。
13.(1)Cu2+、Fe2+、Fe3+、H+ (2)b (3)3.7 ~4.4 CuO[或Cu(OH)2或CuCO3] (4)Fe+2Fe3+3Fe2+ (5)蒸发浓缩、冷却结晶 (6)能
解析:(1)A中含有CuO、Fe3O4,A和稀硫酸反应且稀硫酸过量导致溶液B中含有CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3和H2SO4,所以B中含有阳离子为Cu2+、Fe2+、Fe3+、H+。
(2)氧化剂X能氧化亚铁离子生成铁离子且不能引进新的杂质,双氧水被还原为水不引进新的杂质,次氯酸钠和高锰酸钾溶液会引进新的杂质,所以选双氧水。
(3)加入试剂①是为了调节pH,试剂①能和氢离子反应且不能引进新的杂质,该试剂为CuO或Cu(OH)2或CuCO3,由于是沉淀铁离子,而不沉淀铜离子,所以根据表中数据可知要调整pH范围是3.7~4.4。
(4)亚铁离子不稳定,易被空气氧化成铁离子,因此实验室保存FeCl2溶液,需加入过量的铁粉,反应的离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+。
(5)溶液E为硫酸铜溶液,经过操作①可得到胆矾,由于硫酸铜易溶于水,则操作①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤。
(6)已知溶液中c(Cu2+)与pH的关系为lg c(Cu2+)=8.6-2pH,若溶液中c(Cu2+)为1 mol·L-1,则此时溶液的pH==4.3>3.7,所以溶液中的Fe3+能沉淀完全。
14.(1)酸式滴定管 (2)0.80 22.80 (3)0.110 0
(4)①偏低 ②无影响 ③偏高
解析:(2)滴定管的刻度由上到下逐渐增大,精确度为0.01 mL,因此滴定前的读数为0.80 mL,滴定后的读数为22.80 mL。(3)第2组读数与其他两组差别较大,为异常值,应舍去,分别求出第1组、3组的c(NaOH),两组的平均值c(NaOH)=0.110 0 mol·L-1。(4)①会使V(NaOH)偏大,c(NaOH)偏低;②对测定结果无影响;③会使V(HCl)偏大,c(NaOH)偏高。
15.(1)①HNO3 ②[Fe(SCN)6]3-+6F-[FeF6]3-+6SCN- (2)②因Fe3+也能氧化I-,加入NH4F溶液,把Fe3+转化[FeF6]3-,避免干扰Cu2+含量的测定
③淀粉溶液 当滴入最后半滴Na2S2O3溶液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色 0.10 mol·L-1 偏低
解析:(1)①[Fe(H2O)6]3+为浅紫色,而溶液Ⅰ呈黄色,原因是[Fe(H2O)6]3+水解生成[Fe(H2O)5(OH)]2+,为了能观察到溶液Ⅰ中[Fe(H2O)6]3+的浅紫色,应抑制其水解,根据原溶液的阴离子为N,所以往溶液中加入的最佳试剂为HNO3。②溶液Ⅱ转化为溶液Ⅲ的反应,即[Fe(SCN)6]3-与F-反应转化成[FeF6]3-,离子方程式为[Fe(SCN)6]3-+6F-[FeF6]3-+6SCN-。(2)用碘量法测定选矿废水(含有Cu2+和Fe3+)中Cu2+的含量时,在步骤②中,在锥形瓶所盛的废水稀释液中先加入适量NH4F溶液,再加入稍过量的KI溶液的原因是:Fe3+也能氧化I-,加入NH4F溶液,把Fe3+转化[FeF6]3-,而只发生2Cu2++4I-2CuI↓+I2生成I2,可避免Fe3+干扰Cu2+含量的测定。步骤③用0.050 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定生成的碘单质时,因淀粉遇碘单质显蓝色,则滴定时可选用的指示剂为淀粉溶液,滴定终点的现象是:当滴入最后半滴Na2S2O3溶液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色。由表知,4次实验中第1次实验数据偏差大,舍去,其余三次数据合理,则消耗标准溶液体积为=20.00 mL,根据反应2Cu2++4I-2CuI↓+I2、I2+2S22I-+S4,得关系式:2Cu2+~I2~2S2,则25.00 mL废水稀释液中n(Cu2+)=n(Na2S2O3)=0.050 mol·L-1×20.00 mL ×10-3L·mL-1=1.00×10-3 mol,则原废水中c(Cu2+)=×=0.10 mol·L-1。滴定前平视滴定管读数,滴定后俯视滴定管读数,则所读取的标准溶液体积偏小,测定结果偏低。
16.(1)将Fe2+氧化成Fe3+,方便后续沉淀时除去 BC
(2)< (3)Fe+Cu2+Fe2++Cu
(4)3.2≤pH<6.2(或3.2~6.2)
(5)2Zn2++4HCZn2(OH)2CO3↓+H2O+3CO2↑
(6)(NH4)2SO4
解析:(1)根据题表中数据可知三价铁离子易沉淀除去,所以除铁过程中加入A和氨水,目的是将Fe2+氧化成Fe3+,再将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去,A应为氧化剂,且不能引入新的杂质,应选B、C。
(2)相同条件下,同一类型的电解质,Ksp越大,溶解度越大,因在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶,则相同温度下Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)。
(3)加入铁粉后,铁与堆浸后溶液中的铜离子反应,反应生成海绵铜的离子方程式为Fe+Cu2+Fe2++Cu。
(4)由题表中数据可知,常温下铁离子完全沉淀时的pH为3.2,锌离子开始沉淀时的pH为6.2,故除铁时pH应控制的范围为3.2~6.2。
(5)NH4HCO3与Zn2+反应生成Zn2(OH)2CO3、水和二氧化碳,离子方程式为2Zn2++4HCZn2(OH)2CO3↓+H2O+3CO2↑。
(6)因所用废酸为硫酸,沉淀Zn2+操作中引入了N,B又可作化肥,所以B为(NH4)2SO4。
6 / 6(共51张PPT)
阶段重点练(四)
一、溶度积及有关计算
1. 已知CaCO3的Ksp=2.8×10-9 mol2·L-2,现将浓度为2×10-4 mol·L-1的
Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合,若要产生沉淀,则所用CaCl2溶液的
浓度至少应大于( )
A. 2.8×10-2 mol·L-1 B. 1.4×10-5 mol·L-1
C. 2.8×10-5 mol·L-1 D. 5.6×10-5 mol·L-1
解析: 若要产生沉淀,Q应大于Ksp,因为等体积混合,所以体积加
倍,混合时浓度减半。设所用CaCl2溶液的浓度为x,则 ×
>2.8×10-9 mol2·L-2,求得x>5.6×10-5 mol·L-1。
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2. 常温下,Ksp(PbI2)=8.5×10-9 mol3·L-3。取适量黄色PbI2粉末溶于
水中,充分搅拌后得到浊液,过滤。在滤液中加入少量KI,测得c平(I-)
=1.0×10-2 mol·L-1。下列说法不正确的是( )
A. Ksp(PbI2)不变
B. 溶液中c平(I-)增大
C. 产生黄色沉淀
D. 溶液中c平(Pb2+)=8.5×10-7 mol·L-1
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解析: Ksp(PbI2)只与温度有关,温度不变,其值不变,A项正确;
溶液中c平(I-)明显增大了,B项正确;产生黄色沉淀,C项正确;溶液
中c平(Pb2+)= mol·L-1=8.5×10-5 mol·L-1,D项错误。
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3. 已知25 ℃时,RSO4(s)+C (aq) RCO3(s)+S (aq)的
平衡常数K=1.75×104,Ksp(RCO3)=2.80×10-9mol2·L-2,下列叙述
中正确的是( )
A. 25 ℃时,RSO4的Ksp为4.9×10-5 mol2·L-2
B. 将浓度均为6×10-5 mol·L-1的RCl2、Na2CO3溶液等体积混合后可得到
RCO3沉淀
C. 向c平(C )=c平(S )的混合液中滴加RCl2溶液,首先析出
RSO4沉淀
D. 相同温度下,RCO3在水中的Ksp大于在Na2CO3溶液中的Ksp
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解析: 反应RSO4(s)+C (aq) RCO3(s)+S (aq)的平
衡常数K= = = =1.75×104,Ksp(RSO4)=1.75×104×Ksp(RCO3)=1.75×104×2.80×10-9 mol2·L-2=4.90×10-5 mol2·L-2,A正确;溶液混合后体积变为原来的2倍,因此c平(R2+)=3×10-5 mol·L-1,c平(C )=3×10-5 mol·L-1,离子积常数Q=c平(R2+)·c平(C )=9×10-10 mol2·L-2<Ksp(RCO3),溶液未饱和,不会产生RCO3沉淀,B错误;RSO4、RCO3属于同种类型的沉淀,Ksp(RSO4)>Ksp(RCO3),因此向c平(C )=c平(S )的溶液中滴加RCl2溶液,Ksp小的RCO3首先沉淀,C错误;Ksp只与温度有关,因此只要温度不变,Ksp就不变,D错误。
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二、沉淀溶解平衡的应用
4. 可溶性钡盐有毒,医院中常用无毒硫酸钡作为内服“钡餐”造影剂。医
院抢救钡离子中毒者时,除催吐外,还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶
液。已知:某温度下,Ksp(BaCO3)=5.1×10-9 mol2·L-2;Ksp
(BaSO4)=1.1×10-10 mol2·L-2。下列推断正确的是( )
A. 不用碳酸钡作为内服造影剂,是因为碳酸钡比硫酸钡更难溶
B. 可以用0.36 mol·L-1的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃
C. 抢救钡离子中毒者时,若没有硫酸钠也可以用碳酸钠溶液代替
D. 误饮c平(Ba2+)=1.0×10-5 mol·L-1的溶液时,会引起钡离子中毒
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解析: 碳酸钡能与胃酸反应生成可溶性钡盐,钡离子有毒,所以不
能用碳酸钡作为内服造影剂,A错误;用0.36 mol·L-1的Na2SO4溶液
给钡离子中毒者洗胃,反应后c平(Ba2+)= mol·L-
1≈3.1×10-10 mol·L-1< mol·L-1,B正确;碳酸钡与胃
酸反应转化为可溶性钡盐,起不到解毒的作用,C错误;饱和BaSO4溶
液中c平(Ba2+)= = mol·L-1>1.0×10
-5 mol·L-1,所以误饮c平(Ba2+)=1.0×10-5 mol·L-1的溶液时,不
会引起钡离子中毒,D错误。
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5. 工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2+:Cu2+(aq)+
MnS(s) CuS(s)+Mn2+(aq),下列说法错误的是( )
A. 该反应达到平衡时c平(Mn2+)=c平(Cu2+)
B. MnS的Ksp比CuS的Ksp大
C. 往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c(Mn2+)变大
D. 该反应的平衡常数K=
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解析: 较难溶的沉淀容易转化为更难溶的沉淀→根据离子方程式判断
溶度积大小→写出平衡常数表达式。该反应达到平衡时,c平(Mn2+)、c
平(Cu2+)不变,但不一定相等,A项错误;用MnS作为沉淀剂除去工业
废水中Cu2+,利用的是CuS比MnS更难溶,所以MnS的Ksp比CuS的Ksp大,
B项正确;往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c平(Cu2+)增大,平衡
正向移动,c平(Mn2+)变大,C项正确;该反应的平衡常数K=
= = ,D项正确。
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6. (2025·云南昭通高二检测)已知相同温度下,Ksp(BaSO4)<Ksp
(BaCO3)。某温度下,饱和溶液中-lg [c平(S )]、-lg [c平
(C )]与-lg [c平(Ba2+)]的关系如图所示,下列说法错误的是
( )
A. 曲线②代表BaCO3的沉淀溶解曲线
B. 加适量BaCl2固体可使溶液由b点变到a点
C. 该温度下Ksp(BaSO4)=1.0×10-10
D. BaCO3(s)+S (aq) BaSO4(s)+C (aq)的平衡常数K=1
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解析: 根据图示,c平(Ba2+)相同时,①代表的阴离子的浓度小于②,Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),可知曲线②代表BaCO3的沉淀溶解曲线,曲线①代表BaSO4的沉淀溶解曲线,A项正确;加适量BaCl2固体,c平(Ba2+)增大,Ksp(BaCO3)不变,故可使溶液由b点变到a点,B项正确;当-lg[c平(Ba2+)]=1.0时,-lg[c平(S )]=9,则Ksp(BaSO4)=1×10-10,C项正确;根据d点坐标,可知Ksp(BaSO4)=10-5.1×1 =1 ,根据c点坐标,可知Ksp(BaCO3)=10-5.1×1 =1 ,BaCO3(s)+S (aq) BaSO4(s)+C (aq)的平衡常数K= = = =1 ,D项错误。
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7. (2025·河北邢台高二检测)利用平衡移动原理,分析一定温度下Mg2+
在不同pH的Na2CO3体系中的可能产物。体系中Mg(OH)2与MgCO3沉淀
溶解平衡曲线如图所示[注:起始c(Na2CO3)=0.1 mol·L-1]。下列说法
正确的是( )
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A. 在pH=11的Na2CO3体系中,若初始c(Mg2+)=0.1 mol·L-1,Mg2+恰好全部转化为MgCO3
B. 在pH=8的Na2CO3体系中,Mg2+主要沉淀为碳酸镁
C. pH=10、lg [c平(Mg2+)]=-1时,溶液中存在c平(H2CO3)+c平(HC )+c平(C )=0.1 mol·L-1
D. pH=11、lg [c平(Mg2+)]=-5时,发生沉淀转化:Mg(OH)2(s)+C (aq) MgCO3(s)+2OH-(aq)
下列说法正确的是( )
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解析: 溶液pH为11时,镁离子浓度:氢氧化镁饱和溶液<碳酸镁饱和
溶液,故pH为11的碳酸钠体系中,若初始镁离子浓度为0.1 mol·L-1,镁离
子全部转化为氢氧化镁沉淀,A项错误;溶液pH为8时,镁离子浓度:氢氧
化镁饱和溶液>碳酸镁饱和溶液,故pH为8的碳酸钠体系中,镁离子主要
沉淀为碳酸镁,B项正确;溶液pH为10时,镁离子浓度:氢氧化镁饱和溶
液>碳酸镁饱和溶液,则镁离子浓度为0.1 mol·L-1时,镁离子主要沉淀为
碳酸镁,则溶液中c平(H2CO3)+c平(HC )+c平(C )<0.1
mol·L-1,C项错误;溶液pH为11、镁离子浓度为10-5 mol·L-1时,镁离子
主要沉淀为氢氧化镁,则发生沉淀转化的反应为MgCO3(s)+2OH-
(aq) Mg(OH)2(s)+C (aq),D项错误。
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三、离子方程式的正误判断
8. 下列各组澄清溶液中离子能大量共存,且加入(或滴入)X试剂后发生
反应的离子方程式书写正确的是( )
选项 离子组 X试剂 离子方程式
A K+、Na+、ClO-、S 少量
SO2 SO2+2ClO-+H2O S +
2HClO
B N 、Fe3+、Br-、S 过量
H2S 2Fe3++H2S 2Fe2++S↓+2H
+
C N 、Na+、Fe3+、[Al
(OH)4]- 过量
铜粉 2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+
D K+、Na+、HC 、[Al
(OH)4]- 少量
HCl H++[Al(OH)4]- Al
(OH)3↓+H2O
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解析: 加入少量SO2,次氯酸根离子过量并且具有氧化性,正确的离子
方程式为SO2+3ClO-+H2O S +Cl-+2HClO,A错误;N 、
Fe3+、Br-、S 之间不反应,能够大量共存,加入过量H2S后发生反
应:2Fe3++H2S 2Fe2++S↓+2H+,B正确;N 、Fe3+都与[Al
(OH)4]-发生完全双水解反应,在溶液中不能大量共存,C错误;
HC 、[Al(OH)4]-之间反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸根离子,在溶液
中不能大量共存,D错误。
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四、离子共存
9. 常温下,下列离子组中,在相应的环境中能大量共存的是( )
选项 环境要求 离子
A Fe2(SO4)3溶液中 K+、[Al(OH)4]-、
Cl-、N
B 溶液pH>7 Na+、S2-、K+、ClO-
C 水电离产生c水(H+)=10-12 mol·L-1的溶液 C 、N 、N 、
S
D 向溶液中逐渐滴加烧碱溶液,先有沉淀产生,后沉淀消失 Na+、Al3+、Cl-、
S
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解析: Fe3+与[Al(OH)4]-互相促进水解反应,不能大量共存,A不
符合题意;S2-具有强还原性,ClO-具有强氧化性,两者能发生氧化还原
反应,不能大量共存,B不符合题意;水电离产生c水(H+)=10-12 mol·L
-1的溶液可能是酸溶液也可能是碱溶液,若为酸溶液则C 、S 不能
共存,且N 与S 在酸性环境中发生氧化还原反应,若为碱溶液则
N 不能共存,C不符合题意;向溶液中逐渐滴加烧碱溶液,先有沉淀产
生,后沉淀消失可知溶液中存在Al3+离子,该组其他离子均与Al3+不反应
可以大量共存,D符合题意。
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五、离子反应的应用
10. 用下面的方案进行某些离子的检验,其中方案设计得最严密的是
( )
A. 检验试液中的S :试液 无沉淀 白色沉淀
B. 检验试液中的Fe2+:试液 无明显现象 红色溶液
C. 检验试液中的I-:试液 棕黄色溶液 蓝色溶液
D. 检验试液中的C :试液 白色沉淀 沉淀溶解
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解析: 溶液中如含有S ,加入硝酸会氧化亚硫酸根离子为硫酸根离
子,和氯化钡反应生成白色沉淀,A错误;先向溶液中加入硫氰化钾溶
液,没有现象,与高锰酸钾发生氧化还原反应可能生成铁离子,但高锰酸
钾为紫红色溶液,干扰现象,不能证明原溶液中一定存在亚铁离子,B错
误;试液中加入过氧化氢氧化碘离子为单质碘,淀粉遇碘变蓝,离子检验
方案合理,C正确;若原溶液中含有碳酸根离子或亚硫酸根离子,试管中
加入氯化钡溶液生成白色沉淀,可能是碳酸钡或亚硫酸钡沉淀,加入盐酸
沉淀均溶解,D错误。
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11. 40 mL X 溶液中可能含有下列离子中的若干种:Cl-、N 、Na+、
Mg2+、Al3+。现对X 溶液进行如图所示的实验,其现象和结果如下:
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A. X溶液中一定含有Mg2+、Al3+、Cl-,不含有Na+和N
B. X溶液中一定含有Na+、Mg2+、Cl-,可能含有Al3+
C. X溶液中一定含有Mg2+,且 c(Mg2+)为0.50 mol·L-1
D. X溶液中c(Na+)为1.50 mol·L-1,c(Al3+)为0.50 mol·L-1
下列说法正确的是( )
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解析: 20.0 mL X溶液加25.0 mL 4.00 mol·L-1 NaOH溶液后,将滤液
稀释至200 mL,c(OH-)=0.1 mol·L-1,说明OH-过量,但无刺激性气
味气体产生,则X溶液中一定不含N ;产生1.16 g沉淀,则X溶液一定
含Mg2+,且1.16 g为Mg(OH)2沉淀,Mg(OH)2的物质的量=
=0.02 mol,则沉淀20 mL X溶液中Mg2+需要的OH-和剩余的OH
-总物质的量=0.02 mol×2+0.1 mol·L-1×0.2 L=0.06 mol,则X溶液中
一定含Al3+,由反应Al3++4OH- [Al(OH)4]-可知Al3+消耗OH-的
物质的量=4.00 mol·L-1×0.025 L-0.06 mol=0.04 mol,所以20 mL X溶
液中含Al3+的物质的量=0.01 mol;
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20.0 mL X溶液加足量硝酸银溶液产生14.35 g白色沉淀,则X溶液一定含
Cl-,该白色沉淀为AgCl,且20 mL X溶液中n(Cl-)=n(AgCl)=
=0.1 mol;根据溶液呈电中性,可知X溶液中一定含Na+,且
20 mL X溶液中含Na+的物质的量=0.1 mol-0.07 mol=0.03 mol,据此解
答。由分析可知,X溶液中一定含Mg2+、Al3+、Cl-、Na+,一定不含
N ,A错误;由分析可知,X溶液中一定含Al3+,B错误;X溶液中一
定含有 Mg2+,且c(Mg2+)= =1.00 mol·L-1,C错误;结合分析
可知,X溶液中c(Na+)= =1.50 mol·L-1,c(Al3+)=
=0.50 mol·L-1,D正确。
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12. (2025·山东济宁高二检测)室温下,通过矿物中PbSO4获得Pb
(NO3)2的过程如下:
已知:Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14。
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A. Na2CO3溶液中:c平(OH-)>c平(H+)+c平(HC )+c平
(H2CO3)
B. 反应PbSO4(s)+C (aq) PbCO3(s)+S (aq)正向进
行,需满足 > ×106
C. “脱硫”后上层清液中:2c平(C )+2c平(S )+c平
(HC )+c平(OH-)=c平(Na+)+c平(H+)+2c平(Pb2+)
D. PbCO3悬浊液加入HNO3“溶解”过程中,溶液中C 浓度逐渐减小
下列说法错误的是( )
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解析: Na2CO3溶液中的电荷守恒为c平(Na+)+c平(H+)=c平(OH
-)+2c平(C )+c平(HC ),物料守恒为c平(Na+)=2c平
(C )+2c平(HC )+2c平(H2CO3),质子守恒为c平(OH-)=
c平(H+)+c平(HC )+2c平(H2CO3),则c平(OH-)>c平(H+)
+c平(HC )+c平(H2CO3),A项正确;
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反应PbSO4(s)+C (aq) PbCO3(s)+S (aq)的平衡常数K
= = = = =
×106,要使反应PbSO4(s)+C (aq) PbCO3(s)+S (aq)
正向进行,则Q= <K= ×106,B项错误;“脱硫”后上层
清液主要含有的离子是Na+、S ,还含有Pb2+、C 等离子,溶液中
的电荷守恒为c平(Na+)+2c平(Pb2+)+c平(H+)=c平(OH-)+2c
平(S )+2c平(C )+c平(HC ),C项正确;PbCO3悬浊液中
存在溶解平衡PbCO3(s) Pb2+(aq)+C (aq),加入HNO3,H+
消耗C ,溶液中C 的浓度逐渐减小,D项正确。
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13. 如图是利用废铜屑(含杂质铁)制备胆矾(硫酸铜晶体)的流程。
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 Cu(OH)2
开始沉淀 2.7 7.5 4.4
完全沉淀 3.7 9.7 6.7
请回答:
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(1)溶液B中含有的阳离子有 (填离子符
号)。
解析:A中含有CuO、Fe3O4,A和稀硫酸反应且稀硫酸过量导致溶液B中含有CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3和H2SO4,所以B中含有阳离子为Cu2+、Fe2+、Fe3+、H+。
(2)下列物质中最适宜做氧化剂X的是 (填字母)。
a.NaClO b.H2O2 c.KMnO4
解析:氧化剂X能氧化亚铁离子生成铁离子且不能引进新的杂质,双氧水被还原为水不引进新的杂质,次氯酸钠和高锰酸钾溶液会引进新的杂质,所以选双氧水。
Cu2+、Fe2+、Fe3+、H+
b
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(3)加入试剂①是为了调节pH,要调整pH范围是 ,则试剂
①可以选择 (填化学式)。
解析:加入试剂①是为了调节pH,试剂①能和氢离子反应且不能引进新的杂质,该试剂为CuO或Cu(OH)2或CuCO3,由于是沉淀铁离子,而不沉淀铜离子,所以根据表中数据可知要调整pH范围是3.7~4.4。
3.7 ~4.4
CuO[或Cu(OH)2或CuCO3]
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(4)沉淀D加入盐酸和铁粉,可以制得FeCl2溶液,实验室保存FeCl2溶
液,需加入过量的铁粉,其原因是 (用离子方程
式表示)。
解析:亚铁离子不稳定,易被空气氧化成铁离子,因此实验室保存FeCl2溶液,需加入过量的铁粉,反应的离子方程式为Fe+2Fe3+ 3Fe2+。
(5)溶液E经过操作①可得到胆矾,操作①为 、
过滤、洗涤。
解析:溶液E为硫酸铜溶液,经过操作①可得到胆矾,由于硫酸铜易溶于水,则操作①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤。
Fe+2Fe3+ 3Fe2+
蒸发浓缩、冷却结晶
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(6)已知溶液中c(Cu2+)与pH的关系为lg c(Cu2+)=8.6-2pH,若
溶液中c(Cu2+)为1 mol·L-1,此时溶液中的Fe3+能否沉淀完全:
(填“能”或“否”)。
解析:已知溶液中c(Cu2+)与pH的关系为lg c(Cu2+)=8.6-2pH,若溶液中c(Cu2+)为1 mol·L-1,则此时溶液的pH= =4.3>3.7,所以溶液中的Fe3+能沉淀完全。
能
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14. 如图是用0.100 0 mol·L-1的盐酸滴定某未知浓度的NaOH溶液的示意图和某次滴定前、后盛放盐酸的滴定管中液面的位置。
请回答下列问题:
(1)仪器A的名称是 。
(2)盐酸的体积读数:滴定前读数为 mL,滴定后读数
为 mL。
酸式滴定管
0.80
22.80
解析:滴定管的刻度由上到下逐渐增大,精确度为0.01 mL,因此滴定前的读数为0.80 mL,滴定后的读数为22.80 mL。
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(3)某实验小组同学的三次实验的实验数据如下表所示。根据表中数据
计算出的待测NaOH溶液的平均浓度是 mol·L-1(保留四位有效
数字)。
实验
编号 待测NaOH溶液的体
积/mL 滴定前盐酸的体积读
数/mL 滴定后盐酸的体积读
数/mL
1 20.00 1.20 23.22
2 20.00 1.21 29.21
3 20.00 1.50 23.48
0.110 0
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解析:第2组读数与其他两组差别较大,为异常值,应舍去,分别求出第1组、3组的c(NaOH),两组的平均值c(NaOH)=0.110 0 mol·L-1。(4)①会使V(NaOH)偏大,c(NaOH)偏低;②对测定结果无影响;③会使V(HCl)偏大,c(NaOH)偏高。
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①取待测液的滴定管,滴定前滴定管尖端有气泡,滴定后气泡消失,对测
定结果的影响是 (填“偏高”“偏低”或“无影响”,下同);
②若滴定前锥形瓶未用待测液润洗,对测定结果的影响是 ;
③标准液读数时,若滴定前俯视,滴定后仰视,对测定结果的影响是 。
偏低
无影响
偏高
(4)对下列几种假定情况进行讨论:
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15. 铁、铜及其化合物在实验室和实际生产中应用广泛,对其性质进行以
下探究。
(1)探究Fe3+的配合物。
Fe3+可与H2O、SCN-、F-等配体形成配离子,如[Fe(H2O)6]3+、[Fe
(SCN)6]3-、[FeF6]3-。按图示完成实验。
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①[Fe(H2O)6]3+为浅紫色,但溶液Ⅰ却呈黄色,原因是[Fe(H2O)6]3+
水解生成[Fe(H2O)5(OH)]2+,为了能观察到溶液Ⅰ中[Fe(H2O)6]3+
的浅紫色,往溶液中加入的最佳试剂为 (填化学式)。
②溶液Ⅱ转化为溶液Ⅲ,反应的离子方程式为
。
HNO3
[Fe(SCN)6]3-+6F-
[FeF6]3-+6SCN-
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解析:①[Fe(H2O)6]3+为浅紫色,而溶液Ⅰ呈黄色,原因是[Fe(H2O)6]3+水解生成[Fe(H2O)5(OH)]2+,为了能观察到溶液Ⅰ中[Fe(H2O)6]3+的浅紫色,应抑制其水解,根据原溶液的阴离子为N ,所以往溶液中加入的最佳试剂为HNO3。②溶液Ⅱ转化为溶液Ⅲ的反应,即[Fe(SCN)6]3-与F-反应转化成[FeF6]3-,离子方程式为[Fe(SCN)6]3-+6F- [FeF6]3-+6SCN-。
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①取废水100 mL,配成250 mL溶液,取出25.00 mL于锥形瓶中。
②已知:2Cu2++4I- 2CuI↓+I2。往锥形瓶中先加入适量NH4F溶液,
再加入稍过量的KI溶液。加入适量NH4F溶液的作用是
。
因Fe3+也能氧化I-,
加入NH4F溶液,把Fe3+转化[FeF6]3-,避免干扰Cu2+含量的测定
(2)选矿废水中含有Cu2+和Fe3+,用碘量法对Cu2+的含量进行测定。
步骤:
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实验序号 1 2 3 4
消耗Na2S2O3标准溶液的体积/mL 21.40 20.00 20.02 19.98
滴定可选用的指示剂为 ,滴定终点的现象是
,废水
中c(Cu2+)= 。滴定前平视滴定管读数,滴定后俯视
滴定管读数,测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
淀粉溶液
当滴入最后半
滴Na2S2O3溶液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色
0.10 mol·L-1
偏低
③用0.050 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,反应原理为I2+2S2 2I-
+S4 ,消耗标准溶液体积的数据如表所示:
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解析:用碘量法测定选矿废水(含有Cu2+和Fe3+)中Cu2+的含量时,在步骤②中,在锥形瓶所盛的废水稀释液中先加入适量NH4F溶液,再加入稍过量的KI溶液的原因是:Fe3+也能氧化I-,加入NH4F溶液,把Fe3+转化[FeF6]3-,而只发生2Cu2++4I- 2CuI↓+I2生成I2,可避免Fe3+干扰Cu2+含量的测定。步骤③用0.050 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定生成的碘单质时,因淀粉遇碘单质显蓝色,则滴定时可选用的指示剂为淀粉溶液,滴定终点的现象是:当滴入最后半滴Na2S2O3溶液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色。
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由表知,4次实验中第1次实验数据偏差大,舍去,其余三次数据合理,则
消耗标准溶液体积为 =20.00 mL,根据反应2Cu2
++4I- 2CuI↓+I2、I2+2S2 2I-+S4 ,得关系式:2Cu2+~
I2~2S2 ,则25.00 mL废水稀释液中n(Cu2+)=n(Na2S2O3)=
0.050 mol·L-1×20.00 mL ×10-3L·mL-1=1.00×10-3 mol,则原废水中c
(Cu2+)= × =0.10 mol·L-1。滴定前平视滴定
管读数,滴定后俯视滴定管读数,则所读取的标准溶液体积偏小,测定结
果偏低。
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16. 某科研小组设计出利用工业废酸(10% H2SO4溶液)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿,提取锌、铜元素,实现废物综合利用,方案如图所示:
已知该工艺方案条件下,各离子常温下开始沉淀及完全沉淀时的pH如
表所示:
离子 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH
Fe2+ 6.34 9.7
Fe3+ 1.48 3.2
Zn2+ 6.2 8.0
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请回答下列问题:
(1)加入A物质的目的是 ,
物质A可使用下列物质中的 (填字母)。
A. KMnO4 B. O2
C. H2O2 D. Cl2
将Fe2+氧化成Fe3+,方便后续沉淀时除去
BC
解析:根据题表中数据可知三价铁离子易沉淀除去,所以除铁过程中加入A和氨水,目的是将Fe2+氧化成Fe3+,再将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去,A应为氧化剂,且不能引入新的杂质,应选B、C。
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(2)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,则相同温度下Ksp(CuS) (填“>”“<”或
“=”)Ksp(ZnS)。
解析:相同条件下,同一类型的电解质,Ksp越大,溶解度越大,因在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶,则相同温度下Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)。
<
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(3)反应生成海绵铜的离子方程式: 。
解析:加入铁粉后,铁与堆浸后溶液中的铜离子反应,反应生成海绵铜的离子方程式为Fe+Cu2+ Fe2++Cu。
(4)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH,常温下pH应控制
在 。
解析:由题表中数据可知,常温下铁离子完全沉淀时的pH为3.2,锌离子开始沉淀时的pH为6.2,故除铁时pH应控制的范围为3.2~6.2。
Fe+Cu2+ Fe2++Cu
3.2≤pH<6.2(或3.2~6.2)
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(5)写出NH4HCO3与Zn2+反应生成Zn2(OH)2CO3的离子方程
式: 。
解析:NH4HCO3与Zn2+反应生成Zn2(OH)2CO3、水和二氧化碳,离子方程式为2Zn2++4HC Zn2(OH)2CO3↓+H2O+3CO2↑。
(6)物质B可用作生产化肥,其化学式是 。
解析:因所用废酸为硫酸,沉淀Zn2+操作中引入了N ,B又可作化肥,所以B为(NH4)2SO4。
2Zn2++4HC Zn2(OH)2CO3↓+H2O+3CO2↑
(NH4)2SO4
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