- 影响沉淀溶解平衡的因素
- 共1709题
2011年8月12日，《云南信息报》首度披露 了云南曲靖铬污染事件，引起全国广泛关注．工业上将制取重铬酸钾（K2Cr2O7）和铬酸酐（CrO3）的剩余废渣称为铬渣，其成分为：SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3、CrO3、K2Cr2O7等．
已知：①重铬酸钾和铬酸酐都易溶于水，这是造成铬污染的主要原因，它们都是强氧化剂，铬酸酐溶于水呈酸性；
②+6价铬易被人体吸收，可致癌：+3价铬不易被人体吸收，毒性小．
③下表为一些金属氢氧化物沉淀的pH参照数据．
回答下列处理铬渣、消除铬污染的有关问题：
（1）将铬渣用稀硫酸浸取、过滤，在浸出液中加入适量的绿矾（FeSO4•7H2O），加入绿矾的目的是______．
（2）再向浸出液中缓慢加入烧碱，至pH刚好达到4.7，过滤，所得沉淀的化学式是______；常温下，Cr（OH）3的溶度积Ksp=10-32，要使Cr3+完全沉淀[c（Cr3+）降至10-5mol•L-1视为沉淀完全]，溶液的pH应调于a=______．
（3）向（2）中得到的滤液中加入硫酸，调节至呈强酸性，所得的溶液是含______溶质的溶液．
正确答案
（1）根据污水中物质的含量可知，加入硫酸后，除SiO2不溶过滤除去外，其他金属离子均生成其简单阳离子，且Cr为+6价，根据题意可知有毒，需要被还原为+3价，
故答案为：将高价有毒的
（2）结合沉淀的pH，溶液由强酸性到4.7，只有Fe（OH）3和Al（OH）3生成．KspCr（OH）3=c（Cr3+）×c3（OH-），若c（Cr3+）=10-5mol/L时，c（OH-）=
（3）根据污水中含有的物质可知，（2）操作后剩余的金属阳离子为Mg2+和K+，硫酸提供阴离子SO42-，故答案为：MgSO4和K2SO4．
以水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：
(1)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常温下Mg(OH)2的Ksp＝1.8×10－11，若溶液中c(OH－)＝3.0×10－6 mol·L－1，则溶液中c(Mg2＋)＝ 。
(2)上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式
(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁4.66 g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00 g和标准状况下CO2 0.896 L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。
(4)若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有MgCO3，则产品中镁的质量分数 (填“升高”、“降低”或“不变”)。
正确答案
(1)2.0 mol·L－1
(2)NH4Cl
(3)n(CO2)＝
n(MgO)＝
n(H2O)＝
n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)＝5.00×10－2∶4.00×10－2∶5.00×10－2＝5∶4∶5
碱式碳酸镁的化学式为Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O
(4)升高
(1)Ksp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)，则c(Mg2＋)＝
(2)滤液中的溶质主要成分为NH4Cl，可根据元素守恒解答该题。
(4)Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O中Mg的质量分数为：
利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤．
已知：SO2+
（1）在T1温度时，该反应的平衡常数K=
（2）在T2温度时，开始在100L的密闭容器中加入4.0molSO2和10.0molO2，一定条件下当反应达到平衡时共放出热量196kJ．此时二氧化硫的转化率为______．
（3）在（2）中的反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO2平衡浓度比原来减小的是______（填字母）．
A．保持温度和容器体积不变，充入1.0molO2
B．保持温度和容器内压强不变，充入2.0molSO2和5.0molO2
C．降低温度
D．在其他条件不变时，减小容器的容积
（4）有人设想以如图所示装置用电化学原理生产硫酸，写出通入SO2的电极的电极反应式：______．
（5）由硫酸可制得硫酸盐．在一定温度下，向K2SO4溶液中滴加Na2CO3溶液和BaCl2溶液，当两种沉淀共存时，
正确答案
（1）SO2+
因为浓度商QC=
（2）在T2温度时，开始在100L的密闭容器中加入4.0molSO2和10.0molO2，一定条件下当反应达到平衡时共放出热量196kJ根据1molSO2完全反应放热98KJ；则一定条件下当反应达到平衡时共放出热量196kJ，消耗二氧化硫物质的量=
SO2（g）+
开始量（mol） 4 10 0
变化量（mol） 2 1 2
平衡量（mol） 2 9 2
所以SO2的转化率α=
（3）A、保持温度和容器体积不变，O2的浓度增大，平衡正向移动，SO2的浓度减小，所以A正确；
B、保持温度和容器内压强不变，充入2.0molSO2和5.0molO2，新的平衡与原平衡等效，SO2的浓度不变，所以B错误；
C、降低温度，平衡向放热的方向移动，而正反应为放热，所以平衡正向移动，SO2的浓度减小，所以C正确；
D、在其他条件不变时，减小容器的容积，SO2的浓度瞬间增大，之后平衡向气体体积减少的方向移动，即向正反应方向移动，SO2的浓度减小，再次到达平衡时SO2的浓度仍比原来大，所以D错误．
故答案为：A、C；
（4）依据图装置分析，二氧化硫失电子发生氧化反应，二氧化硫被氧化为三氧化硫溶于水生成硫酸；电极反应为：SO2+2H2O=SO42-+4H++2e-；
故答案为：SO2+2H2O=SO42-+4H++2e-；
（5）在一定温度下，向K2SO4溶液中滴加Na2CO3溶液和BaCl2溶液，当两种沉淀共存时，依据溶度积常数可知沉淀向硫酸钡沉淀分析转化，BaCO3+SO42-=BaSO4+CO32-；结合碳酸钡和硫酸钡溶度积常数；
故答案为：40；
欧盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暖，使得对如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
（1）近年来，我国储氢纳米碳管研究取得重大进展，用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应的化学方程式为：
____C+____K2Cr2O7+ ____ → _____CO2↑+_____K2SO4 + ____ Cr2(SO4)3+____H2O
①完成并配平上述化学方程式。
②在上述方程式上标出该反应电子转移的方向与数目。
（2）甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO（g）+ 2H2（g）
①下列措施中有利于增大该反应的反应速率的是_________；
A．随时将CH3OH与反应混合物分离
B．降低反应温度
C．增大体系压强
D．使用高效催化剂
②已知：
则表示1mol气态甲醇燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为 ___________ ；
③在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系。
请回答：
ⅰ）在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是____________。
ⅱ）利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下 CO（g）+2H2（g）
（3）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10－9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为5.6×10－5 mol/L ，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为___________。
正确答案
（1）①3 ；2 ；8 H2SO4 ；3 ； 2 ；2 ；8
②“略”
（2）①CD ； ② CH3OH（g）+3/2O2（g） ＝ CO2（g）+ 2H2O（g）△H＝－651kJ·mol-1
③ⅰ）270℃；ⅱ） 4
（3）2×10-4 mol/L
常温下：Ksp〔Mg（OH）2〕=1.2×10-11mol3•L-3 Ksp（AgCl）=1.8×10-10mol2•L-2Ksp（Ag2CrO4）=1.9×10-12mol3•L-3，
Ksp（CH3COOAg）=2.3×10-3mol2•L-2下列叙述正确的是（ ）
正确答案
A．等体积混合浓度均为0.1mol•L-1，c（CH3COO-）×c（Ag+）=0.01＞2.3×10-3，一定产生CH3COOAg沉淀，故A正确；
B．将0.001 mol•L-1的AgNO3溶液滴入0.001 mol•L-1的KCl和0.001 mol•L-1的K2CrO4溶液中，c（Ag+）×c（Cl-）=10-6，c2（Ag+）×c（CrO42-）=10-9，AgCl先达到饱和，应先生成AgCl沉淀，故B错误；
C．Ksp〔Mg（OH）2〕=c（Mg2+）×c2（OH-），c（OH-）≥
D．Ksp（AgCl）只受温度的影响，与浓度无关，故D错误．
故选A．
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