- 影响沉淀溶解平衡的因素
- 共1709题
(14分) 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：
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KSP为1.0×10－14，则Cu++H2O 
正确答案
（1）使铜转化为可溶于酸的氧化物 （2）4.7≤PH<5.6 ABC（3）Fe(OH)3 和Al(OH)3
（4）2H2O+2Cu2++SO2+4Cl－="2" CuCl2－+ SO42－+4H+ （5）提高的CuCl2—生成速率 （6）1
试题分析：（1）煅烧的主要目的是使铜转化为可溶于酸的氧化物。（2）操作Ⅰ为调节溶液的PH值，要想溶液中加入的物质消耗H+，同时不引入新的杂质离子，对后边的形成CuCl沉淀有利的物质，应该是CuO、Cu(OH)2、NaOH 溶液。因此选项为A、B、C。调整溶液的pH的范围应该是使杂质离子形成沉淀除去而Cu2+留在溶液中，根据表格提供的数据，应该在4.7～5.6。（3）此时产生的滤渣Ⅱ的主要成分是Fe(OH)3 和Al(OH)3；（4）往滤液Ⅱ中加入食盐并通入SO2发生氧化反应反应，可生成CuCl2－，该反应的离子方程式是2H2O+2Cu2++SO2+4Cl－="2" CuCl2－+ SO42－+4H+；（5）在反应Ⅰ中，温度控制在70~80℃并使用浓NaCl溶液，主要目的是提高的CuCl2—生成速率；（6）因为在常温下，已知CuOH的KSP为1.0×10－14，所以c(Cu+)=1.0×10－14÷10-7=10-7mol/L;Cu++H2O 
我国某大型电解铜生产企业，其冶炼工艺中铜、硫回收率达到97％、87％。下图表示其冶炼加工的流程：
冶炼中的主要反应：Cu2S + O2 =" 2Cu" + SO2
（1）烟气中的主要废气是________________，从提高资源利用率和减排考虑，其综合利用方式是制___________。
（2）电解法炼铜时，阳极是____________（填“纯铜板”或“粗铜板”）；粗铜中含有的金、银以单质的形式在电解槽_______________（填“阳极”或“阴极”的槽底，阴极的电极反应式是_________________________________________。
（3）在精炼铜的过程中，电解质溶液中c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大而影响进一步电解。
几种物质的溶度积常数（KSP）：
调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法。根据上表中溶度积数据判断，含有等物质的量浓度的Fe2+、Zn2+、Fe3+、Cu2+的溶液，随pH升高最先沉淀下来的离子是______________。
一种方案是先加入过量的H2O2，再调节pH到4左右。加入H2O2后发生反应的离子方程式为___________________________________________________________________________。
正确答案
（1）SO2（1分） 硫酸（1分）
（2）粗铜板（1分） 阳极（1分） Cu2+ + 2e－=" Cu" （2分）
（3）Fe3+（2分） 2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O（2分）
试题分析：（1）由题意可知烟气中主要废气为SO2，可回收用于制取H2SO4，变废为宝；（2）电解法炼铜时，粗铜板作阳极，纯铜板作阴极；金、银比铜难失去电子，不能在阳极反应，也不溶于电解液，沉底变为阳极泥；阴极反应式为Cu2+ + 2e－=" Cu" ；（3）溶度积越小的氢氧化物，其溶解度一般越小，越容易形成过饱和溶液而析出沉淀，读图可知，Fe3+最先沉淀，Fe2+最后沉淀；由电子守恒、电荷守恒、原子守恒原理配平可得：2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O。
从含镍废催化剂中可回收镍，其流程如下：
某油脂化工厂的含镍催化剂主要含有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完全沉淀时的pH如下：
回答下列问题：
（1）“碱浸”的目的是除去______．
（2）“酸浸”时所加入的酸是______（填化学式）．酸浸后，滤液②中可能含有的金属离子是______．
（3）“调pH为2～3”的目的是______．
（4）产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO4•7H2O），可能是由于生产过程中______．
（5）NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料--NiOOH．该反应的离子方程式是______．
正确答案
（1）“碱浸”过程中是为了除去铝及其氧化物极其油脂，铝是两性元素和强碱反应，氧化铝是两性氧化物和强碱反应，镍单质和铁及其氧化物不和碱反应达到除去铝元素的目的；反应的两种方程式为：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑、Al2O3+2OH-═2AlO2-+3H2O，
故答案为：Al、Al2O3、油脂；
（2）“酸浸”时主要是溶解镍金属和铁单质及其氧化物，依据制备目的是得到NiSO4•7H2O，加入的酸不能引入新的杂质，所以需要加入硫酸进行酸浸；镍、铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸镍溶液，
故答案为：H2SO4；Ni2+、Fe2+；
（3）硫酸镍溶液需要蒸发浓缩结晶析出，为防止镍离子水解生成氢氧化镍沉淀，需要控制溶液pH在酸性条件下，
故答案为：防止在浓缩结晶过程中Ni2+水解（或“防止在浓缩结晶过程生成Ni（OH）2沉淀）；
（4）产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO4•7H2O），说明在加入过氧化氢氧化剂氧化亚铁离子时未把亚铁离子全部氧化，氢氧化亚铁沉淀的pH大于镍离子沉淀的pH，保温目的是把亚铁离子完全氧化，
故答案为：H2O2的用量不足（或H2O2失效）、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的；
（5）NiSO4在强碱溶溶中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料--NiOOH．该反应的离子方程式是：2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH+Cl-+H2O，
故答案为：2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2O．
向盛有1mL0.1mol/LMgCl2溶液的试管中滴加1～2滴2mol/LNaOH溶液，观察到有白色沉淀生成，该反应的离子方程式是______．再滴加2滴0.1mol/LFeCl3溶液，观察到白色沉淀转化为红褐色沉淀，该反应的离子方程式是______．由以上现象可以推知，相同条件下Mg（OH）2和Fe（OH）3中溶解度较大的是______．
正确答案
向盛有1mL 0.1mol/L MgCl2溶液的试管中滴加1～2滴2mol/L NaOH溶液，MgCl2与NaOH反应生成氢氧化镁沉淀，其反应的离子方程式为：Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓；再滴加2滴0.1mol/L FeCl3溶液，Mg（OH）2沉淀转化为溶解度更小的Fe（OH）3沉淀，其反应的离子方程式为3Mg（OH）2+2Fe3+⇌3Mg2++2Fe（OH）3，根据沉淀转化原理：溶解度小的物质转化为溶解度更小的容易实现，所以相同条件下Mg（OH）2和Fe（OH）3中溶解度较大的是Mg（OH）2，
故答案为：Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓；3Mg（OH）2+2Fe3+⇌3Mg2++2Fe（OH）3；Mg（OH）2．
难溶物在水中溶解达到饱和时，即建立沉淀溶解平衡，平衡常数称为溶度积（Ksp）．已知25℃时，Ksp（BaSO4）=1×10-10，Ksp（BaCO3）=2.5×10-9．
（1）将浓度均为0.1mol•L-1的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合，充分搅拌后过滤，滤液中c （Ba2+）=______ mol•L-1．
（2）医学上进行消化系统的X射线透视时，常使用BaSO4作内服造影剂，这种透视俗称钡餐透视．请用沉淀溶解平衡原理解释以下问题：
①胃酸很强（pH约为1），但服用大量BaSO4仍然是安全的，BaSO4不溶于酸的原因是______．
②BaCO3不能代替BaSO4作为“钡餐”的原因______．
（3）万一误服了少量BaCO3，应尽快用大量0.5mol•L-1Na2SO4溶液给患者洗胃，如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化，残留在胃液中的Ba2+浓度仅为______mol•L-1．
正确答案
（1）BaSO4沉淀溶解平衡中：BaSO4⇌Ba2++SO42-，Ba2+和SO42-的物质的量浓度相等，根据Ksp=c （Ba2+）×c （SO42-）=1×10-10，所以c （Ba2+）=1×10-5 mol•L-1，故答案为：1×10-5；（2）①对于平衡BaSO4（s）⇌Ba2+（aq）+SO42-（aq），H+不能减小Ba2+或SO42-的浓度，所以平衡不移动，
故答案为：对于平衡BaSO4（s）⇌Ba2+（aq）+SO42-（aq），H+不能减小Ba2+或SO42-的浓度，平衡不移动．
②因胃酸可与CO32-反应生成水和二氧化碳，使CO32-浓度降低，从而使平衡BaCO3（s）⇌Ba2+（aq）+CO32-（aq） 向溶解方向移动，使Ba2+浓度增大，Ba2+有毒，
故答案为：胃酸可与CO32-反应生成水和二氧化碳，使CO32-浓度降低，从而使平衡BaCO3（s）⇌Ba2+（aq）+CO32-（aq） 向溶解方向移动，使Ba2+浓度增大，Ba2+有毒．
（3）因C（SO42-）=0.5mol•L-1，BaSO4的溶度积Ksp=c （Ba2+）×c （SO42-）=1×10-10，所以C（SO42-）=
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