- 影响沉淀溶解平衡的因素
- 共1709题
“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
（1）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式：
___ C+ ___ KMnO4+ ____ H2SO4→____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+ ____
（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应
CO（g）＋H2O（g）
①实验1条件下平衡常数K= ____________（取小数二位，下同）。
②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b 的值_____(填具体值或取值范围)。
③实验4，若900℃时，在此容器中加入10molCO，5molH2O，2molCO2，5molH2，则此时V正 ______________ V逆（填“<”,“>”,“=”）。
（3）最近有科学家提出构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。该构想技术流程如下：
向分解池中通入高温水蒸气的作用是_______________________________
（4）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2×10-4 mo1/L ，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为__________。
蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成．由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下
（1）蛇纹石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Mg2+外，还含有的金属离子是______．
（2）进行Ⅰ操作时，控制溶液pH=7-8（有关氢氧化物沉淀的pH见表）Ca（OH）2不能过量，若Ca（OH）2过量可能会导致______溶解、______沉淀．
（3）从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料，先向沉淀物A中加入______ （填入物质的化学式），然后______ （依次填写实验操作名称）．
（4）物质循环使用，能节约资源．上述实验中，可以循环使用的物质是______（填写物质化学式）．
（5）现设计一个实验，确定产品aMgCO3•bMg（OH）2•cH2O中a、b、c的值（已知均为正整数），请完善下列实验步骤（可用试剂：浓硫酸、碱石灰）：①样品称量 ②高温分解 ③______ ④______ ⑤称出MgO的质量．
正确答案
（1）蛇纹石加盐酸溶解，MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解，反应方程式分别为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O，Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O．而SiO2不与盐酸反应，以沉淀的形式除去，故答案为：Fe3+、Al3+；
（2）由（1）知，此时溶液中除了Mg2+外，还含有Fe3+、Al3+杂质，需除去Fe3+、Al3+但不能损失Mg2+，因Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3+3H+和Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+，利用平衡移动的原理，消耗H+使上述水解平衡向正反应方向移动，除去Fe3+、Al3+，加Ca（OH）2需将溶液的pH控制在7～8，若pH过高，会导致生成的Al（OH）3发生反应Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O溶解，Mg（OH）2在pH为9.4时开始沉淀，所以碱性增强Mg（OH）2会沉淀，同时Mg2+也因转化为沉淀而损失，
故答案为：Al（OH）3；Mg（OH）2；
（3）从实验步骤图知：沉淀混合物为Fe（OH）3和Al（OH）3，红色氧化物是沉淀物Fe（OH）3分解后得到的Fe2O3，所以得先加碱把Al（OH）3除掉，反应为：Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O，然后过滤洗涤灼烧即可，故答案为：NaOH；过滤、洗涤、灼烧；
（4）从实验步骤图知：上述实验中，步骤Ⅱ中通二氧化碳，生成碳酸钙，碳酸钙分解可得到二氧化碳，作为第Ⅱ步的原料，碱式碳酸镁分解得到CO2，可以循环使用的物质是CaCO3或CO2，故答案为：CaCO3或CO2；
（5）利用浓硫酸的吸水性测出浓硫酸的增重测出水蒸汽的质量；利用碱石灰吸收CO2前后的质量差求二氧化碳质量，
故答案为：③测出水蒸汽的质量（或测出浓硫酸的增重）；④测出CO2的质量（或测出碱石灰的增重）．
水体中重金属铅的污染问题备受关注。水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、
Pb(OH)3-、Pb(OH)42-。各形态的浓度分数α随溶液pH 变化的关系如图所示：【图中1表示Pb2+，2表示
Pb(OH)+，3表示Pb(OH)2，4表示Pb(OH)3-，5表示Pb(OH)42-】
(l)Pb(NO3)2溶液中，
(2)往Pb(NO3)2溶液中滴稀NaOH溶液，pH=8时溶液中存在的阳离子(Na+除外)有___________，pH=9时，主要反应的离子方程式为_______________________。
(3)某课题组制备了一种新型脱铅剂，能有效去除水中的痕量铅，实验结果如下表：
上表中除Pb2+外，该脱铅剂对其他离子的去除效果最好的是_________。
(4)如果该脱铅剂（用EH表示）脱铅过程中主要发生的反应为：2EH(s)+Pb2+
A.4 ~5
B.6 ~7
C.9～10
D.11～12
正确答案
(1)>；Pb2+与Cl-发生反应生成PdCl2沉淀，使c(Pb2+)减小
(2)Pb2+、Pb(OH)+、H+；Pb(OH)++OH-=Pb(OH)2↓
(3)Fe3+
(4)B
类比是一种重要的科学研究方法。某化学实验小组类比AgOH能溶于氨水的性质，猜测Cu(OH)2也具有同样的性质，并对此进行实验探究：
（1）写出AgOH与氨水反应的离子方程式_____________________________________。
（2）甲组同学进行如下操作：向干燥洁净的试管中加入CuSO4溶液，再向其中逐滴加入氨水，观察到蓝色沉淀生成；继续滴加，观察现象，由此得出Cu(OH)2可溶于氨水的结论。
①写出生成蓝色沉淀的离子方程式：_______________________________________________
②写出向沉淀中滴加氨水的实验现象：______________________________________________
（3）乙组同学向CuSO4溶液中滴加NaOH溶液，制得Cu(OH)2悬浊液A，向其中加入足量氨水，始终未观察到（2）中的现象。甲乙两组同学在对他们的实验及现象进行比对后，决定对Cu(OH)2与氨水反应的机理进行探究：
①该实验小组的同学取一定量上述制得的Cu(OH)2悬浊液A，向其中加入足量饱和NH4Cl溶液，结果观察到（2）中现象。据此，有同学认为由于饱和NH4Cl溶液的加入引入了Cl—，致使Cu(OH)2与氨水的反应得以发生，而指导老师表示这一观点是不成立的。为了排除Cl—的干扰，该组同学又做了如下实验：取一定量上述制得的Cu(OH)2悬浊液A，向其中加入饱和___________溶液（填化学式），结果同样观察到（2）中的现象，据此可知该反应的发生与Cl—无关。
②因此，同学们又提出：Cu(OH)2与氨水的反应的发生需要NH4+的参与，于是同学们进一步探究：向干燥洁净的试管中加入CuSO4溶液，再向其中逐滴加入氨水，观察到蓝色沉淀生成。通过离心的方法得到Cu(OH)2沉淀。将沉淀洗涤后，置于干燥洁净的试管中，向试管中滴加足量饱和氨水，为观察到（2）中现象，再向试管中滴加足量饱和NH4Cl溶液，观察到（2）中现象。
（i）检验是否沉淀洗涤干净的操作是___________________________________________
（ii）据此，可以得出结论：在Cu(OH)2与氨水的反应中，NH4+起着至关重要的作用，且________________对反应的发生有影响。
（4）试从溶解平衡角度解释上述反应发生过程中NH4+的作用：___________________________。
正确答案
（1）AgOH+2NH3·H2O=Ag（NH3）2+ +OH- +2H2O
（2）①Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+ ②蓝色沉淀逐渐溶解
（3）①（NH4）2SO4
②（i）取最后一次洗涤后的洗涤液，向其中加入BaCl2溶液，若无沉淀产生，则沉淀洗净，若产生白色沉淀，则未洗涤干净。
(ii)铵根离子的浓度
（4）当溶液中有大量铵根离子存在时，铵根与氢氧根结合生成难电离的一水合氨，使溶液中氢氧根离子浓度降低，上述平衡正向移动，蓝色的氢氧化铜沉淀逐渐溶解。
试题分析：（1）向AgOH中滴加氨水会生成银氨络合离子。
（2）①蓝色沉淀为氢氧化铜。②蓝色沉淀逐渐溶解，因此生成的铜氨络合离子。
（3）①为排除其他离子的干扰，可加入（NH4）2SO4。
②（i）该沉淀中可能含有的杂质离子是硫酸根，因此检验硫酸根即可。
（ii）从实验操作看，用的是饱和溶液，因此NH4+的浓度对反应也有影响。
（4）实验过程中存在的平衡有：Cu(OH)2
Ⅰ．已知常温下，AgCl的Ksp=1.8×10-10，AgBr的Ksp=4.9×10-13．
（1）现向AgCl的悬浊液中：
①加入AgNO3固体，则c（Cl-）______（填“变大”、“变小”或“不变”，下同）；
②若改加更多的AgCl固体，则c（Ag+）______；
③若改加更多的KBr固体，则c（Ag+）______，c（Cl-）______；
（2）有关难溶盐的溶度积及溶解度有以下叙述，其中正确的是______；
A．将难溶电解质放入纯水中，溶解达到平衡时，升高温度，Ksp 一定增大
B．两种难溶盐电解质，其中Ksp小的溶解度也一定小
C．难溶盐电解质的Ksp与温度有关
D．向AgCl的悬浊液中加入适量的水，使AgCl再次达到溶解平衡，AgCl的Ksp不变，其溶解度也不变
Ⅱ．最近有人制造了一种燃料电池使汽油氧化直接产生电流，其中一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-．回答下列问题：
（1）以辛烷为汽油的代表物，则这个电池放电时必发生反应的化学方程式是______．
（2）这个电池负极的电极反应式为C8H18+25O2--50e-═8CO2+9H2O，正极的电极反应式为______．固体电解质里O2-的移动方向是______，向外电路释放电子的电极是______．
正确答案
Ⅰ（1）①加入AgNO3固体，银离子浓度增大，平衡向逆方向移动，则c（Cl-）变小，故答案为：变小；
②若改加更多的AgCl固体，溶液达到饱和，浓度不变，故答案为：不变；
③若改加更多的KBr固体，生成AgBr沉淀，则c（Ag+）变小，促进AgCl溶解，c（Cl-） 变大，故答案为：变小，变大；
（2）A．升高温度，电解质溶于水是吸热还是放热未知，则Ksp 不一定增大，故A错误；
B．Ksp小的溶解度不一定小，取决于物质的构成是否相似，如AgCl和AgBr，组成相似，溶度积越小，则溶解度越小，故B错误；
C．Ksp与温度有关，属于温度的函数，故C正确；
D．Ksp与温度有关，温度不变，溶度积不变，溶解度也不变，故D正确；
故答案为：CD；
Ⅱ．（1）燃料电池的总反应和燃料燃烧的化学方程式一致，电池总反应为2C4H10+13O2═8CO2+10H2O，故答案为：2C8H18+25O2→16CO2+18H2O；
（2）正极发生还原反应，根据电解质可知应为O2+4e-=2O2-；原电池工作时，阴离子向负极移动，电子从负极经外电路流向正极，
故答案为：O2+4e-=2O2-；向负极移动；负极．
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