- 比色法
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工业上以粗铜为原料采取如图1所示流程制备硝酸铜晶体：
①在步骤a中，还需要通入氧气和水，其目的是______．
②在操作Ⅰ之前，对滤液用HNO3调节pH值至1，其目的是（结合离子方程式说明）______．
③从滤液中制取硝酸铜晶体的操作Ⅰ的具体步骤是______．
（2）图2是某小组学生查阅资料后所绘出的硝酸铜晶体[Cu（NO3）2nH2O]的溶解度曲线（温度在300C左右对应不同的晶体），说法正确的是______
（a） A点时的溶液为不饱和溶液
（b） B点时两种晶体可以共存
（c）按上述流程最终得到的晶体一定是Cu（NO3）23H2O
（d） 若将C点时的溶液降温至30℃以下，可以析出Cu（NO3）26H2O晶体
（3）某燃料电池以熔融的K2CO3（其中不含O2-和HCO3-）为电解质，以丁烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极．正极电极反应式为______用该燃料电池和如图3所示装置来电解饱和食盐水，若电解后得到200mL 3.25mol•L-1 NaOH溶液，则消耗C4H10的体积在标准状况下为______mL．
正确答案
将NOx转化为硝酸，提高原料的利用率，减少污染物的排放
由于铜离子水解：Cu2++2H2O⇌Cu（OH）2+2H+，加入HNO3能抑制硝酸铜水解
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤
b、d
O2+2CO2+4e-=2CO32-或13O2+26CO2+52e-=26CO32-
560
解析
解：（1）粗铜中加入稀硝酸，Fe、Cu和稀硝酸反应生成Fe（NO3）3、Cu（NO3）2，同时生成氮氧化物，氮氧化物和水反应生成硝酸，能循环利用，调节溶液的pH，将Fe（NO3）3转化为Fe（OH）3沉淀，然后过滤得到滤渣，滤液为Cu（NO3）2溶液，向滤液中加入稀硝酸并调节溶液的pH，然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到硝酸铜晶体．
①氮氧化物有毒，且NO不和水反应，通入氧气和水，氮氧化物和氧气、水反应生成硝酸，硝酸能循环利用，从而提高原料利用率，且减少污染物的排放，
故答案为：将NOx转化为硝酸，提高原料的利用率，减少污染物的排放；
②铜离子水解生成氢氧化铜和氢离子，水解方程式为Cu2++2H2O⇌Cu（OH）2+2H+，加入稀硝酸能抑制硝酸铜溶解，
故答案为：由于铜离子水解，Cu2++2H2O⇌Cu（OH）2+2H+，加入HNO3能抑制硝酸铜水解；
③从滤液中制取硝酸铜晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤；
（2）a．在溶解度曲线上方的溶液为过饱和溶液，所以A点时的溶液为饱和溶液，故a错误；
b．根据图象知，B点时两种晶体在水溶液中都达到饱和，所以二者可以共存，故b正确；
c．结晶温度较低，晶体以Cu（NO3）2•6H2O析出，故c错误；
d．若将C点时的溶液降温至30°C以下，如果溶液为过饱和溶液，根据图象知，可以析出Cu（NO3）2•6H2O晶体，故d正确；
故选bd；
（3）该电池中，丁烷和氧气反应生成二氧化碳和水，反应方程式为：2C4H10+13O2=8CO2+10H2O，正极上氧气得电子发生还原反应和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为：O2+2CO2+4e-=2CO32-或13O2+26CO2+52e-=26CO32-，氢氧化钠的物质的量=3.25mol/L×0.2L=0.65mol，根据2Cl-+2H2O
故答案为：O2+2CO2+4e-=2CO32-或13O2+26CO2+52e-=26CO32-；560．
硫代硫酸钠（Na2S2O3）可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得，装置如图1．
已知：Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在，有关物质的溶解度曲线如图2所示．
（1）Na2S2O3•5H2O的制备：
步骤1：打开K1、关闭K2，向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸并加热．写出烧瓶内发生反应的化学方程式：______．
步骤2：C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少．当C中溶液的pH______时，打开K2、关闭K1并停止加热，理由是______．装置B、D的作用是______．
步骤3：过滤C中的混合液，将滤液经过______、______、过滤、洗涤、烘干，得到产品．
（2）Na2S2O3性质的检验：
向新制氯水中加入Na2S2O3溶液，氯水颜色变浅，再向溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，据此认为Na2S2O3具有还原性．该方案是否正确并说明理由______．
（3）常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度，步骤如下：取废水25.00mL，控制适当的酸度加入足量K2Cr2O7溶液，得BaCrO4沉淀；过滤、洗涤后，用适量稀盐酸溶解，此时CrO42-全部转化为Cr2O72-；再加过量KI溶液，充分反应后，加入淀粉溶液作指示剂，用0.010mol•L-1的Na2S2O3溶液进行滴定，反应完全时，消耗Na2S2O3溶液18.00mL．部分反应的离子方程式为
①Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O；②I2+2S2O32-═2I-+S4O62-．
则该废水中Ba2+的物质的量浓度为______．
正确答案
解：（1）铜和浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为：Cu+2H2SO4（浓）
故答案为：Cu+2H2SO4（浓）
（2）因为氯水中氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，氯水中一定有氯离子，所以加入硝酸银生成沉淀，不能证明因Na2S2O3具有还原性，氯离子是氯气做氧化剂生成的，
故答案为：不正确，因为氯水中含有Cl-；
（3）溶液中发生的反应为：2Ba2++Cr2O72-=2BaCrO4+2H+； Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O；I2+2S2O32-=2I-+S4O62-；根据方程式列出各物质的关系为Ba2+～BaCrO4～
1mol 3mol
则n（Ba2+）=3n（S2O32-）=
故答案为：2.4×10-3 mol•L-1．
解析
解：（1）铜和浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为：Cu+2H2SO4（浓）
故答案为：Cu+2H2SO4（浓）
（2）因为氯水中氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，氯水中一定有氯离子，所以加入硝酸银生成沉淀，不能证明因Na2S2O3具有还原性，氯离子是氯气做氧化剂生成的，
故答案为：不正确，因为氯水中含有Cl-；
（3）溶液中发生的反应为：2Ba2++Cr2O72-=2BaCrO4+2H+； Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O；I2+2S2O32-=2I-+S4O62-；根据方程式列出各物质的关系为Ba2+～BaCrO4～
1mol 3mol
则n（Ba2+）=3n（S2O32-）=
故答案为：2.4×10-3 mol•L-1．
过碳酸钠（2Na2CO3•3H2O2）俗称固体双氧水，是一种很好的消毒剂和供氧剂（有活性氧存在），外观为白色自由流动颗粒，其制备流程如下图所示．图中BC-1、BC-2均为稳定剂，其中BC-1是由异丙醇和三乙醇胺按一定比例混合而成．过碳酸钠简易制备工艺路线
（1）制备过程中加入BC-1的目的是______．
（2）结晶过程中加入氯化钠、搅拌，作用是______．
（3）洗涤抽滤产品，合适的洗涤试剂是______（填选项编号）．
A．饱和NaCl溶液 B．水 C．异丙醇 D．碳酸钠饱和溶液
（4）写出制备过碳酸钠的方程式：______．
（5）由实验测定反应温度对产物的影响如下表：
根据上表数据，你认为反应最佳的温度选择的范围是______．
正确答案
解：（1）双氧水易分解，BC-1为稳定剂，加入BC-1能增强双氧水的稳定性，从而抑制其分解，故答案为：增强H2O2的稳定性，防止其分解；
（2）结晶过程中加入氯化钠、搅拌，能降低过碳酸钠的溶解度，有利于过碳酸钠析出，
故答案为：降低过碳酸钠的溶解度，有利于过碳酸钠析出；
（3）根据相似相溶原理知，过碳酸钠难溶于有机溶剂，且易分离，故选C；
（4）碳酸钠和双氧水反应生成过碳酸钙，反应方程式为：2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO3•3H2O2，故答案为：2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO3•3H2O2；
（5）根据表格中温度和产率的关系知，15℃～20℃时，其产率最高，故答案为：15℃～20℃．
解析
解：（1）双氧水易分解，BC-1为稳定剂，加入BC-1能增强双氧水的稳定性，从而抑制其分解，故答案为：增强H2O2的稳定性，防止其分解；
（2）结晶过程中加入氯化钠、搅拌，能降低过碳酸钠的溶解度，有利于过碳酸钠析出，
故答案为：降低过碳酸钠的溶解度，有利于过碳酸钠析出；
（3）根据相似相溶原理知，过碳酸钠难溶于有机溶剂，且易分离，故选C；
（4）碳酸钠和双氧水反应生成过碳酸钙，反应方程式为：2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO3•3H2O2，故答案为：2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO3•3H2O2；
（5）根据表格中温度和产率的关系知，15℃～20℃时，其产率最高，故答案为：15℃～20℃．
硫酸亚铁铵[（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O]为浅绿色晶体，实验室中常以废铁屑为原料来制备，其步骤如下：
步骤1 将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污，分离出液体，用水洗净铁屑．
步骤2 向处理过的铁屑中加入过量的3mol•L-1H2SO4溶液，在60℃左右使其反应到不再产生气体，趁热过滤，得FeSO4溶液．
步骤3 向所得FeSO4溶液中加入饱和（NH4）2SO4溶液，经过“一系列操作”后得到硫酸亚铁铵晶体．
请回答下列问题：
（1）在步骤1的操作中，下列仪器中不必用到的有______（填仪器编号）
①铁架台 ②燃烧匙 ③锥形瓶 ④广口瓶 ⑤研钵 ⑥玻璃棒 ⑦酒精灯
（2）在步骤2中所加的硫酸必须过量，其原因是______；
（3）在步骤3中，“一系列操作”依次为______、______和过滤；
（4）本实验制的硫酸亚铁铵晶体常含有Fe3+杂质．检验Fe3+常用的试剂是______，可以观察到得现象是______．
正确答案
解：（1）步骤1是溶液的加热和过滤，需要的仪器有：铁架台、锥形瓶、玻璃棒、酒精灯，故不需要燃烧匙、广口瓶、研钵．
故选：②④⑤．
（2）亚铁离子在加热过程中会发生水解，因而要加酸抑制亚铁离子的水解，故所加的硫酸必须过量．
故答案为：加酸抑制亚铁离子的水解．
（3）步骤3是由溶液中获得晶体，亚铁离子在加热过程中会发生水解，应在抑制亚铁离子的水解情况下，加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等．
故答案为：加热浓缩、冷却结晶．
（4）检验Fe3+常用的试剂是KSCN溶液等，将晶体配成溶液，向溶液中滴入KSCN溶液，溶液显血红色，说明含有Fe3+．
故答案为：KSCN溶液；溶液显血红色．
解析
解：（1）步骤1是溶液的加热和过滤，需要的仪器有：铁架台、锥形瓶、玻璃棒、酒精灯，故不需要燃烧匙、广口瓶、研钵．
故选：②④⑤．
（2）亚铁离子在加热过程中会发生水解，因而要加酸抑制亚铁离子的水解，故所加的硫酸必须过量．
故答案为：加酸抑制亚铁离子的水解．
（3）步骤3是由溶液中获得晶体，亚铁离子在加热过程中会发生水解，应在抑制亚铁离子的水解情况下，加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等．
故答案为：加热浓缩、冷却结晶．
（4）检验Fe3+常用的试剂是KSCN溶液等，将晶体配成溶液，向溶液中滴入KSCN溶液，溶液显血红色，说明含有Fe3+．
故答案为：KSCN溶液；溶液显血红色．
（1）图为不同温度下Ca（OH）2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线．
①计算T1时KSP（CaWO4）=______．
②T1______ T2（填“＞”“=”或“＜”）．
（2）反应Ⅰ的平衡常数K理论值如表：
①该反应平衡常数K的表达式为______．
②该反应的△H______0（填“＞”“=”或“＜”）．
③由于溶液中离子间的相互作用，实验测得的平衡常数与理论值相距甚远．50℃时，向一定体积的钨酸钠碱性溶液[c（Na2WO4）=c（NaOH）=0.5mol•L-1]中，加入过量Ca（OH）2，反应达到平衡后WO42-的沉淀率为60%，计算实验测得的平衡常数．
（3）制取钨酸钙时，适时向反应混合液中添加适量盐酸，分析其作用：______．
正确答案
1×10-10
＜
＞
加入盐酸，消耗反应生成的OH-，使溶液中OH-浓度减小，平衡向正反应方向移动，提高WO42-的沉淀率
解析
解：（1）①T1时KSP（CaWO4）=c（Ca2+）•c（WO42-）=1×10-5×1×10-5=1×10-10，故答案为：1×10-10；
②沉淀的溶解平衡是吸热的过程，温度高，溶度积常数大，根据表中数据，可以看出下的Ksp较大，所以T1＜T2，故答案为：＜；
（2）①反应平衡常数K等于生成物平衡浓度系数次方之积和反应物平衡浓度系数次方之积，即K=
②根据表中温度和K之间的关系，可以看出温度高，K越大，所以反应是吸热的，故答案为：＞；
③WO42-（aq）+Ca（OH）2（s）═CaWO4（s）+2OH-（aq）
起始/mol•L-1 0.5 0.5
变化/mol•L-1 0.5×60%=0.3 0.6
平衡/mol•L-1 0.2 1.1
K=
答：实验测得的平衡常数为6.05（mol•L-1）；
（3）向反应混合液中添加适量盐酸，消耗反应生成的OH-，使溶液中OH-浓度减小，平衡向正反应方向移动，这样可以提高WO42-的沉淀率，
故答案为：加入盐酸，消耗反应生成的OH-，使溶液中OH-浓度减小，平衡向正反应方向移动，提高WO42-的沉淀率．
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