【文档说明】高考化学二轮复习考点剖析考点15 化工流程中溶度积常数计算（原卷版）.doc，共(13)页，531.000 KB，由MTyang资料小铺上传

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考点15化工流程中溶度积常数计算1.（2019江苏）实验室以工业废渣（主要含CaSO4·2H2O，还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3）为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体，其实验流程如下：（1）室温下，反应CaSO4(s)+23CO−(aq)

CaCO3(s)+24SO−(aq)达到平衡，则溶液中()()2423SOCOcc−−=________[Ksp(CaSO4)=4.8×10−5，Ksp(CaCO3)=3×10−9]。（2）将氨水和NH4HCO3溶液混合，可制得(NH4)2CO3溶液，其离子

方程式为________；浸取废渣时，向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是________。（3）废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60~70℃，搅拌，反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降

，其原因是________；保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，实验中提高CaSO4转化率的操作有________。（4）滤渣水洗后，经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料，制取CaCl2溶液的实验方案：_____

_[已知pH=5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全；pH=8.5时Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的试剂：盐酸和Ca(OH)2]。2．（2017课标Ⅰ）（14分）Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极

材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：回答下列问题：（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的净出率为70%时，所采用的实验条件为_________

__________。（2）“酸浸”后，钛主要以TiOCl42－形式存在，写出相应反应的离子方程式__________________。（3）TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示：温度/℃3035404550TiO2·xH2O转化率%9295

979388分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因__________________。（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。（5）若“滤液②”中

c(Mg2+)=0.02mol/L，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1×10-5mol/L，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？___________（列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×1

0-22、1.0×10-24。（6）写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式。此类试题关键要正确书写溶度积常数表达式，同时还要注意离子浓度的计算。溶度积常数反映了难溶电解质在水中的溶解能

力，高考试题中溶度积常数的考查常结合化工流程题，在化工流程题中考查溶度积常数是近年高考的热点，化工流程中常常需要控制条件进行离子的分离或除杂，通过溶度积常数计算溶液中金属离子的浓度、离子完全沉淀时的pH、判断废水排放是否符合标准、沉淀完全转化时所需离子浓度

。一．判断溶液中沉淀的离子化工流程中，某些金属离子沉淀或某些金属离子除杂，需要控制一定的pH，通过溶度积常数可判断溶液中沉淀的离子。典例1（2018届福建省漳州市高三考前模拟考试试卷二）钪及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰

等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如下：回答下列问题：（1）洗涤“油相”可除去大量的钛离子。洗涤水是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。混合的实验操作是______________________________。（2）先加

入氨水调节pH＝3，过滤，滤渣主要成分是__________；再向滤液加入氨水调节pH＝6，滤液中Sc3+的浓度为_____________。（已知：Ksp[Mn(OH)2]＝1.9×10－13、Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－

39，Ksp[Sc(OH)3]＝9.0×10－31）（3）用草酸“沉钪”。25℃时pH＝2的草酸溶液中＝__________(保留两位有效数字)。写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式_______________________

___________。[已知Ka1(H2C2O4)＝5.9×10－2，Ka2(H2C2O4)＝6.4×10－5]（4）草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为______________________________________

________。（5）废酸中含钪量为15mg·L－1，VL废酸最多可提取Sc2O3的质量为____________。二．沉淀完全转化时所需离子浓度化工流程中原料的溶解或沉淀的转化往往要加入某种试剂，通过溶度积常数可计算出所加

试剂的浓度。典例2（2019届江西省上高县第二中学高三上学期第一次月考）Ⅰ、海水晒盐后所得的苦卤中含有较高浓度的MgCl2、KCl以及金属溴化物。以下是苦卤化学分离的过程。回答下列问题：（1）若试剂A是一种有色气体单质，则A是_______(填化学式）；（2）“操作II”是_

______，“操作III”是_______。(填字母）a．蒸发b．蒸馏c．分液d．重结晶（3）试剂B可能是下列物质中的________。(填字母）a．饱和NaCl溶液b．CCl4c．NaOHd．乙醇Ⅱ、一种工业制备SrCl2·6H2O的生产流程如下图所示：已知：①

M(SrCl2·6H2O)＝267g/mol；②Ksp(SrSO4)＝3.3×10－7、Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10；③经盐酸浸取后，溶液中有Sr2＋和Cl－及少量Ba2＋。(1)加入硫酸溶液的目的是_______

_______；为了提高原料的利用率，滤液中Sr2＋的浓度应不高于_________mol/L(注：此时滤液中Ba2＋浓度为1×10－5mol/L)。(2)产品纯度检测：称取1.000g产品溶解于适量水中

，向其中加入含AgNO31.100×10－2mol的AgNO3溶液(溶液中除Cl－外，不含其他与Ag+反应的离子)，待Cl－完全沉淀后，用含Fe3＋的溶液作指示剂，用0.2000mol/L的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3，使剩余的Ag

＋以AgSCN白色沉淀的形式析出。①滴定反应达到终点的现象是_________________________________________。②若滴定过程用去上述浓度的NH4SCN溶液20.00mL，则产品中SrCl2·6H2O的质量百分含量为___________

_____(保留4位有效数字)。典例3（2019届安徽省合肥市高三上学期调研性检测）一种磁性材料的磨削废料，主要成分是铁镍合金(含镍质量分数约21%)，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备氢氧化镍，工艺流程如下：回答下列问题:(1)“酸溶”时，溶液中有Fe3+、

Fe2+、Ni2+等生成，废渣的主要成分是______；金属镍溶解的离子方程式为______________。(2)“除铁”时H2O2的作用是_____________，加入碳酸钠的目的是____________________。(3)“除铜

”时，反应的离子方程式为________________，若用Na2S代替H2S除铜，优点是______________。(4)已知除钙镁过程在陶瓷容器中进行，NaF的实际用量不能过多的理由为______________。(5)已知常温下K

sp[Ni(OH)2]=2.0×10-15，该流程在“沉镍”过程中，需调节溶液pH约为______时，Ni2+才刚好沉淀完全(离子沉淀完全的依度≤1.0×10-5mol/L；lg2=0.30)。三．判断判断沉淀

转化的可能性沉淀之间的转化是有条件的，通过溶度积常数可以判断沉淀之间的转化可能性。典例4（2018届河南省安阳市高三第三次模拟考试）一种从含铝锂钴废料[铝箔、CoO和Co2O3(只溶于酸，不溶于碱)及LiCoO2]中回收氧化钴的工艺流程如下:回答

下列问题:(1)步骤I“碱溶”时，为提高铝的去除率，除升高温度和不断搅拌外,还可采取的措施是____(列举1点)，“碱溶”时发生主要反应的化学方程式为_______；步骤II“过滤、洗涤”过程中滤渣还会有少量

的Al(OH)3，是因为________(填离子方程式)。(2)步骤III“酸溶”时,Co2O3转化为CoSO4的离子方程式为_________。(3)步骤V“除铝和锂”时,调节pH的适用范围是_______(已知该条件下,Al3+开始沉淀时的pH为4.1,沉淀完全时的pH为4.7.Co2+

开始沉淀时的pH为6.9。沉淀完全时的pH为9.4)；步骤VI所得滤渣的成分为__________。(4)煅烧CoC2O4时发生氧化还原反应，则CoC2O4分解的化学方程式是___；若仅从沉淀转化角度考虑，能否利用反应CoCO3+C2O42-===CoC2O4+CO32-将CoCO3转化为CoC

2O4?___(填“能”或“不能”),说明理由:________[已知Ksp(CoCO3)=1.4×10-13,Ksp(CoC2O4)=6.3×10-8]1．（2019届东北三省三校（哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学)高考化学一模）从海水中提取并制备碳酸锂，

可以提高海水的综合利用价值，满足工业上对碳酸锂的需求。制备碳酸锂的一种工艺流程如下：已知：①海水中某些离子浓度如下：离子Li+Mg2+Ca2+Mn2+Cl-浓度(mol/L)0.1130.0490.0010.0100.501②碳酸锂的溶解度：温度(℃)010305070

90溶解度(g/L)1.541.431.251.080.910.83③几种难溶电解质的溶度积(25℃)：物质Li2CO3MgCO3MnCO3CaCO3Mg(OH)2Ksp2.5×10-26.8×10-62.3×10-112.8×10-96

×10-10请回答下列问题：()1精制除杂阶段的滤渣为MgCO3、______(写化学式)()2用HCl调pH为4～5的目的是_________。()3二次除镁过程中，若使Mg2+浓度为6×10-4mol/L，应控制pH为______。()4沉锂阶段，实际测得不同纯碱加入量条件下的碳酸锂沉淀结

果如下表：序号()()23CnOnLi−+沉淀质量(g)Li2CO3含量(%)锂回收率(%)0.9:2.010.0992.3677.671.0:2.010.9790.1982.461.1:2.011.4589.3

785.271.2:2.012.1484.8285.85综合以上信息及考虑实际生产时的原料成本，应按照______(填序号)中CO32-与Li+物质的量之比加入纯碱制备碳酸锂。()5沉锂温度需控制在90℃，主要原因是__

____。()6碳化分解具体过程为：①向碳酸锂与水的浆料中通入CO2气体，充分反应后，过滤；②加热滤液使其分解。写出②反应中的化学方程式：__________。写出在碳化分解中可循环利用物质的电子式：_________。2．（2019年湖南省

株洲市高考化学一模）某工业废催化剂含有SiO2、ZnO、CuS、ZnS、Fe3O4等物质，为落实“节约资源，变废为宝”的环保理念，某课外兴趣小组的同学取20g该物质进行实验，回收其中的Cu和Zn，实验方案如下：

已知：ZnS可与稀硫酸反应；CuS不溶于稀硫酸，也不与其发生反应。请回答下列问题：(1)可用图装置进行第一次浸出，烧杯中盛放的是______溶液。(2)滤液Ⅰ中的Fe2+最好用______来检验。a.氯水b.双氧水c.KSCN溶液d.K3[Fe(C

N)6]溶液(3)物质A是含有X元素的氧化物(XO)，则X是______(填元素符号)，由滤液Ⅱ、Ⅳ滤液获得ZnSO4•7H2O的操作是______________。(4)第二次浸出时的化学方程式为__________

_____。(5)加A调节溶液的pH约为______时，可以完全除去其中的杂质离子。(当溶液中离子浓度小于等于10-5mol/L时视为沉淀完全；实验条件下部分物质的溶度积常数为：Ksp[Fe(OH)3]=10-38，Ksp[

Fe(OH)2]=10-17，Ksp[Zn(OH)2]=10-17，Ksp[Cu(OH)2]=10-20)(6)实验最后获得了5.74gZnSO4•7H2O晶体(假设实验中没有损耗)，但不能由此确定原催化剂中锌元素的质量分数，原因是_____________

____。3．（安徽省安庆市2019届高三第二次模拟考试）锰酸锂离子蓄电池是第二代锂离子动力电池。一种以软锰矿浆(主要成分为MnO2，含少量Fe2O3、FeO、A12O3、SiO2等杂质)为原料制备锰酸锂的流程如下图所示。(1)溶浸生产中为提高SO2回收率可采取的措施有_________(填序

号)a.不断搅拌，使SO2和软锰矿浆充分接触b.增大通入SO2的流速c.减少软锰矿浆的进入量d.减小通入SO2的流速(2)已知：室温下，Ksp[A1(OH)3]=1×10-33，Ksp[Fe(OH)3]=l×10-39，pH=7.1时Mn(OH)2开始沉

淀。氧化除杂时(室温)除去MnSO4液中的Fe3+、Al3+(使其浓度小于1×l0-6mol/L)，需调节溶液pH范围为_______。(3)由硫酸锰与K2S2O8溶液常温下混合一周，慢慢得到球形二氧化锰(MnO2)。请写出发

生反应的离子方程式___________。(4)将MnO2和Li2CO3按4：1的物质的量比配料，混合搅拌，然后升温至600℃〜750℃，制取产品LiMn2O4。写出该反应的化学方程式_____________。(5)锰酸锂可充电电池的总反应为：Li1-xMn2O4+LixCL

iMn2O4+C(0＜x＜1)①充电时，电池的阳极反应式为_________，若此时转移lmole-，则石墨电极将增重______g。②废旧锰酸锂电池可能残留有单质锂，拆解不当易爆炸、着火，为了安全，对拆解环境的要求是

________。4．（天津市河东区2019届高三高考一模考试）球形纳米银粉是一种重要的无机功能材料，被广泛应用于装饰材料、电接触材料、感光材料、催化剂、医药和抗菌材料等众多领域。从含Ag+的废定影液中回收并制备球

形纳米银粉工艺流程图如下：请回答下列问题：(1)硝酸中所含元素的原子半径由小到大的顺序：____________；Na在周期表中的位置：_____________；N2H4的电子式：______________。(2)为使Na2S溶液中()()2NaccS+−的值减小，可加入

的物质是__________。A.盐酸B.适量KOHC.适量NaOHD.适量CH3COONa(3)写出置换过程的离子反应方程式_____________________________________。(4)若氧化精制过程产生等体积的NO2和NO

混合气体，写出HNO3与Ag反应的化学反应方程式_____________。(5)下图分别是HNO3浓度、浸取时间对银回收的影响，则最佳的浓度和时间分别是_____%；___min。(6)加入N2H4·H2O还原前要将AgNO3溶液的pH调节至5～6，得到Ag的产率最高，pH>6时，银的产率降低的

原因为__________________________。(7)常温下，取上述AgNO3溶液滴加到物质的量浓度均为0.2mol/LNaNO2和CaCl2的混合溶液中(忽略溶液体积变化)，当AgNO2开始沉淀时，溶液中c(Cl-)=__________m

ol/L［已知：常温下，Ksp(AgNO2)=2×10-8，Ksp(AgCl)=1.8×10-10］5．（辽宁省沈阳市东北育才学校2019届高三下学期第八次模拟）H2S在金属离子的鉴定分析、煤化工等领域都有重要应用。

请回答：Ⅰ.工业上一种制备H2S的方法是在催化剂、高温条件下，用天然气与SO2反应，同时生成两种能参与大气循环的氧化物。(1)该反应的化学方程式为_____________。Ⅱ.H2S可用于检测和沉淀金属

阳离子。(2)H2S的第一步电离方程式为________。(3)已知：25℃时，Ksp(SnS)＝1.0×10－25，Ksp(CdS)＝8.0×10－27。该温度下，向浓度均为0.1mol·L－1的CdCl2和SnCl2的混合溶液中通入H2S，当S

n2＋开始沉淀时，溶液中c(Cd2＋)＝________(溶液体积变化忽略不计)。Ⅲ.H2S是煤化工原料气脱硫过程的重要中间体。反应原理为ⅰ.COS(g)＋H2(g)H2S(g)＋CO(g)ΔH＝＋7kJ·mol－1；ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－42kJ·mol

－1。(4)已知：断裂1mol分子中的化学键所需吸收的能量如表所示。分子COS(g)H2(g)CO(g)H2S(g)H2O(g)CO2(g)能量/(kJ·mol－1)1319442x6789301606表中x＝________。(5)向10L容积不变的密闭容器中充

入1molCOS(g)、1molH2(g)和1molH2O(g)，进行上述两个反应。其他条件不变时，体系内CO的平衡体积分数与温度(T)的关系如图所示。①随着温度升高，CO的平衡体积分数_____(填“增大”

或“减小”)。原因为_______②T1℃时，测得平衡时体系中COS的物质的量为0.80mol。则该温度下，COS的平衡转化率为_____；反应ⅰ的平衡常数为_____(保留两位有效数字)。6．（安徽省六安市第一中学、合肥八中、阜阳一中三

校2019届高三最后一卷）(1)常温下，配制浓度为0.1mol/L的FeSO4溶液，研究不同pH对Fe2+氧化的影响，结果如下图所示，(假设反应过程中溶液体积不变)在pH＝5.5的环境下，该反应在0～15min的平均速率v(Fe2+)＝______；增

大溶液pH，Fe2+被氧化速率_______________(填增大”、“减小”或“无影响”)。(2)在pH＝13的环境下，Fe2+的氧化变质可以理解为:第一步:Fe2++2OH—＝Fe(OH)2，第二步__________________________(用

化学方程式回答)当氧化达到平衡时，c(Fe2+)/c(Fe3+)__________4.0×1022(填“>”“<”或“=”)。已知Ksp[Fe(OH)3]＝2.5×10—39，Ksp[Fe(OH)2]＝1.0×10

—15(3)工业上可用H2还原法处理NO，反应原理为:2NO(g)+2H2(g)==N2(g)+2H2O(g):△H＝a已知在标准状况，由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的焓变叫标准摩尔生成焓。NO

(g)和H2O(g)的标准摩尔生成焓分别为+90kJ/mol、-280kJ/mol，则a=_______。(4)已知2NO(g)+O2(g)2NO(g)△H=—110kJ·mol—1;25℃时，将NO和O2按物质的量之比为2:1充入刚性反应容器中用测压法研

究其反应的进行情况。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(忽略NO2与N2O4的转化)t/min080160∞p/kpa75.063.055.055.00～80min,v(O2)=_______kpa/min。用压强代替浓度所得到的平衡常数用K(p)表示，25℃时

，K(p)的值为___________(保留3位有效数字)。7．（甘肃省定西市陇西县第一中学2019届高三下学期适应性训练）锰是重要的合金材料和催化剂，在工农业生产和科技领域有广泛的用途。请回答下列问题：（1）溶液中的Mn2+可被酸性()4282NHSO溶液氧化为MnO4-，该方法

可用于检验Mn2+。①检验时的实验现象为_________。②该反应的离子方程式为___________。③228HSO可看成两分子硫酸偶合所得，若硫酸的结构式为，则228HSO的结构式为_________。（2）实验室用含锰废料（主要成分2MnO，

含有少量232AlOMgOSiO、、）制备Mn的流程如下：已知：Ⅰ．难溶物的溶度积常数如下表所示：难溶物()3FeOH()3AlOH()2MgOH()2MnOH溶度积常数（spK）4.0×10－381.0×10－331.8×10

－111.8×10－13Ⅱ．溶液中离子浓度≤10－5mol·L－1时，认为该离子沉淀完全。①“酸浸”时，2MnO将Fe氧化为Fe3＋。该反应的离子方程式为________；该过程中时间和液固比对锰浸出率的影响分别如图1、图2所示：则适宜的浸出时间和液固比分别为___________、__

_________。②若“酸浸”后所得滤液中c(Mn2＋)＝0.18mol·L－1，则“调pH”的范围为___________。③“煅烧”反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。“还原”时所发生的反应在化学上又叫做_________。