高考化学 考点72 化工流程中溶度积常数的计算必刷题.docx

1、高考化学 考点72 化工流程中溶度积常数的计算必刷题考点七十二 化工流程中溶度积常数的计算1醋酸镍（(CH3COO)2Ni是一种重要的化工原料。一种以含镍废料（含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2）为原料，制取醋酸镍的工艺流程图如下：相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如下表：(1)粉碎含镍废料的作用_(2)酸浸过程中，l molNiS失去6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体。写出该反应的化学方程式：_。(3)写出氧化步骤中加入H2O2发生反应的离子方程式：_。(4)调节pH除铁、铝步骤中，溶液pH的调节范围是_。(5)滤渣3主要成分的化学式是_。(6)沉镍过程中，若c(N

2、i2+)= 2.0 molL-1，欲使100 mL该滤液中的Ni2+沉淀完全c(Ni2+)10-5 molL-1，则需要加入Na2CO3固体的质量最少为_g（保留一位小数）。(7)保持其他条件不变，在不同温度下对含镍废料进行酸浸，镍浸出率随时间变化如图。酸浸的最佳温度与时间分别为_、_min。【答案】【解析】（1）将含镍原料粉碎可以提高镍的浸出率；（2）酸浸过程中，1mol NiS被硝酸氧化失去6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体，则生成NO和SO2， 2钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料，其制备工艺流程如下图所示：(1)镁的碳化物常见的有MgC2和Mg2C3两种，它们均极易与水发生反

3、应。写出MgC2发生水解反应的化学方程式：_；Mg2C3的电子式为_。(2)“混合溶液”环节，钛元素在不同pH下主要以种形式存在，如上图所示。实际制备工艺中，先用氨水调节混合溶液的pH于2.53之间，再进行“沉淀”，则上图中曲线a对应钛的形式为_填化学符号）；写出“沉淀”时的离子方程式：_。(3)草酸氧钛钡晶体经蒸馏水数次洗涤后，证明它已被洗涤干净的实验方案为_。(4)工业上TiCl4和BaCO3通常用如下方法制备：先将金红石(TiO2)与过量焦炭混合，再通入Cl2)并加热到900制取TiCl4。请写出该法制备TiCl4的化学方程式：_。BaCO3是将重晶石（主要成分为BaSO4）浸泡在Na2

4、C03溶液中足够长时间来制备。请问Na2CO3溶液的浓度至少要大于_mol/L才能开始转化。（已知常温下： ，略CO32-的水解）。【答案】(1)MgC2+2H2O=Mg(OH)2+C2H2；(2) （3）TiOC2O4(4) TiO(C2O4)22-+ Ba2+ 4H2O = BaTiO(C2O4)24H2O(5)取最后一次洗涤液少量于试管中，向其中滴加AgNO3溶液，无白色沉淀生成证明草酸氧钛钡已被洗涤干净（6）TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO(7)2.5810-4 3工业上利用废镍催化剂(主要成分为Ni，还含有一定量的Zn、Fe、SiO2、CaO等)制备草酸镍晶体的流程如下：（

5、1）请写出一种能提高“酸浸”速率的措施：_；滤渣I的成分是CaSO4和_(填化学式)。（2）除铁时，控制不同的条件可以得到不同的滤渣II。已知滤渣II的成分与温度、pH的关系如图所示：若控制温度40、pH=8，则滤渣II的主要成分为_(填化学式)。若控制温度80、pH=2，可得到黄铁矾钠Na2Fe6(SO4)4(OH)12沉淀(图中阴影部分)，写出生成黄铁矾钠的离子方程式：_。（3）已知除铁后所得100 mL溶液中c(Ca2+)=0.01molL-1，加入100 mL NH4F溶液，使Ca2+恰好沉淀完全即溶液中c(Ca2+)=110-5 molL-1，则所加c(NH4F)=_molL-1。已

6、知Ksp(CaF2)=5.2910-9（4）加入有机萃取剂的作用是_。【答案】把废镍催化剂粉碎、适当加热，适当增大酸的浓度或搅拌等SiO2FeOOH2Na+3ClO-+6Fe2+4SO42-+9H2O=Na2Fe6(SO4)4(OH)12+3Cl-+6H+6.610-2除去溶液中的Zn2+若控制温度80、pH=2，可得到黄铁矾钠Na2Fe6(SO4)4(OH)12沉淀，依据氧化还原反应规律写出生成黄铁矾钠的离子方程式为：2Na+3ClO-+6Fe2+4SO42-+9H2O=Na2Fe6(SO4)4(OH)12+3Cl-+6H+；因此，本题正确答案是：2Na+3ClO-+6Fe2+4SO42-+

7、9H2O=Na2Fe6(SO4)4(OH)12+3Cl-+6H+；（3）根据反应式Ca2+2F-=CaF2，沉淀Ca2+消耗0.002molNH4F，根据Ksp(CaF2)=c(Ca2+)c2(F-)=5.2910-9，沉淀Ca2+后，溶液中c(F-)=，设加入c(NH4F)=cmol/L，则=；解得c=6.610-2，因此，本题正确答案是：6.610-2；（4）根据流程图，加入有机萃取剂的作用是除去溶液中的Zn2+，因此，本题正确答案是：除去溶液中的Zn2+。4（1）一定温度下，KspMg3（PO4）26.01029，KspCa3（PO4）26.01026。向浓度均为0.20molL1的Mg

8、Cl2和CaCl2混合溶液中逐滴加入Na3PO4，先生成_沉淀（填化学式）；当测得溶液其中一种金属阳离子沉淀完全（浓度小于105molL1）时，溶液中的另一种金属阳离子的物质的量浓度为_。（2）毒重石的主要成分BaCO3（含Ca2、Mg2、Fe3等杂质），实验室利用毒重石制备BaCl22H2O的流程如下：毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是_。加入NH3H2O调节pH8可除去_（填离子符号），滤渣中含_（填化学式）。加入H2C2O4时应避免过量，原因是_。Ca2Mg2Fe3开始沉淀时的pH11.99.11.9完全沉淀时的pH13.911.13.7已知：Ksp（BaC2O4）1.6107，Ksp

9、（CaC2O4）2.3109。（3）已知25时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，向100mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400mL 0.01molL1 Na2SO4溶液，下列叙述正确的是_（填字母）。A溶液中析出CaSO4沉淀，最终溶液中c(SO42)比原来的大B溶液中无沉淀析出，溶液中c（Ca2）、c(SO42)都变小C溶液中析出CaSO4沉淀，溶液中c（Ca2）、c(SO42)都变小D溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c(SO42)比原来的大【答案】Mg3（PO4）2 104molL1可以增大反应物的接触面积，增大反应速率Fe3Mg（OH）2、Ca（OH）2会导致生成BaC2

10、O4沉淀，产品产量会减少D 5钴被誉为战略物资，有出色的性能和广泛的应用。以水钴矿（主要成分为Co2O3、CoO、CuO、Fe2O3、CaO、MgO、NiO和SiO2等）为原料制备CoCl26H2O的工艺流程如图所示：回答下列问题：“酸浸”（1）钴的浸出率随酸浸时间、温度的变化关系如下图所示。综合考虑成本，应选择的最佳工艺条件为_、_；滤渣的主要成分为_。（2）Co2O3与浓硫酸反应生成CoSO4，化学方程式为_。“净化除杂”分三步完成：（3）除铁：加入适量Na2SO4固体，析出淡黄色晶体黄钠铁矾Na2Fe6(SO4)4(OH)12，离子方程式为_。（4）除钙、镁：加入适量NaF，当Mg2+恰

11、好完全被除去（离子浓度等于105molL1）时，c(Ca2+)=_molL1 （取两位有效数字）。已知：Ksp(MgF2)=7.41011，Ksp(CaF2)=1.51010。（5）除铜：加入适量Na2S2O3，发生反应2CuSO42Na2S2O32H2OCu2SS2Na2SO42H2SO4，该反应的还原产物为_。“萃取和反萃取”（6）“水相”中的主要溶质是Na2SO4和_（写化学式）。（7）实验室称取100g原料（含钴11.80%），反萃取时得到浓度为0.036molL1的CoCl2溶液5L，忽略损耗，钴的产率_（产率=）。【答案】12h90SiO2（二氧化硅）2Co2O34H2SO4（浓）

12、4CoSO44H2OO22Na+6Fe3+4SO4212H2ONa2Fe6(SO4)4(OH)1212H+2.010-5Cu2S、SNiSO4钴的产率= 6金属钛（Ti）因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料，被誉为“未来金属”。以钛铁矿（主要成分钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下。请回答下列问题。（1）钛酸亚铁（用R表示）与碳在高温下反应的化学方程式为2R+C2Fe+2TiO2+CO2，钛酸亚铁的化学式为_；钛酸亚铁和浓H2SO4反应的产物之一是TiOSO4，反应中无气体生成，该反应的化学方程式为_。（2）上述生产流程中溶液中含有Fe2+、

13、TiO2+和少量Mg2+等阳离子。常温下，其对应氢氧化物的Ksp如下表所示。氢氧化物Fe(OH)2TiO(OH)2Mg(OH)2Ksp8.010-161.010-291.810-11常温下，若所得溶液中Mg2+的物质的量浓度为0.0018mol/L，当溶液的pH等于_时，Mg(OH)2开始沉淀。若将含有Fe2+、TiO2+和Mg2+的溶液加水稀释，立即析出大量白色沉淀，该反应的离子方程式为_。（3）中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应制取TiCl4的方程式为_。Mg还原TiCl4过程中必须在1070K的温度下进行，你认为还应该控制的反应条件是_。【答案】FeTiO3 FeTiO3+2H2SO

14、4TiOSO4+FeSO4+2H2O10 TiO2+2H2OTiO（OH）2（或H2TiO3）+2H+TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO隔绝空气 7CoCl26H2O是一种饲料营养强化剂。可由水钴矿主要成分为Co2O3、Co（OH）3，还含有少量Fe2O3、Al2O3、MnO等制取，其工艺流程如下：已知：浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等。流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表。沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2开始沉淀2.77.67.64.07.7完全沉淀3.79.69.25.29.8Co

15、Cl26H2O熔点为86，加热至110120时，失去结晶水生成CoCl2。回答下列问题：（1）浸出水钴矿过程中，Fe2O3发生反应的化学方程式为_。（2）向浸出液中加入适量NaClO3目的是_。（3）“加Na2CO3调pH至a”，a的范围是_；过滤所得沉淀的化学式为_。（4）萃取剂对金属离子的萃取与溶液pH的关系如下图所示，向“滤液”中加入该萃取剂的目的是_，使用该萃取剂的最佳pH范围是_（填选项字母，pH-萃取率见下）A5.05.5 B4.04.5 C3.03.5 D2.02.5【答案】Fe2O3+Na2SO3+4HCl=2FeCl2+Na2SO4+2H2O将Fe2+氧化为Fe3+，易于除去

16、铁元素5.2-7.6Fe(OH)3、Al(OH)3除去溶液中的Mn2+C【解析】（1）根据流程可知，浸出水钴矿过程中，Fe2O3与Na2SO3和盐酸发生反应生成FeCl2、Na2SO4和水，反应的化学方程式为Fe2O3+Na2SO3+4HCl=2FeCl2+Na2SO4+2H2O； 8KAl(SO4)212H2O（明矾）是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐（主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质）制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：（1）为尽量少引入杂质，试剂应选用_（填标号）。aHCl溶液 bH2SO4溶液 c氨水 dNaOH溶液（2）易拉罐溶解过程中主要反应的化学

17、方程式为_。（3）沉淀B的化学式为_II毒重石的主要成分BaCO3（含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质），实验室利用毒重石制备BaCl22H2O的流程如下:（4）毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是_。（5）滤渣中含_（填化学式）。加入H2C2O4时应避免过量，原因是_。已知：Ksp（BaC2O4）=1.610-7，Ksp（CaC2O4）=2.310-9【答案】d2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2Al(OH)3 增大接触面积从而使反应速率加快Mg(OH)2、Ca(OH)2H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀，产品的产量减少 9草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备。用水钴矿

18、(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)制取CoC2O42H2O工艺流程如下图所示： 已知：浸出液含有的阳离子主要有H、Co2、Fe2、Mn2、Ca2、Mg2、Al3等；酸性条件下，ClO3不会氧化Co2，ClO3转化为Cl；部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Co(OH)2Fe(OH)2Mn(OH)2完全沉淀的pH3.75.29.29.69.8(1)浸出过程中加入Na2SO3的主要目的是_。(2)向浸出液中加入NaClO3的离子反应方程式：_。(3)已知：常温下NH3H2O NH4+OHKb1.8

19、105H2C2O4HHC2O4Ka15.4102HC2O4C2O42Ka25.4105则该流程中所用(NH4)2C2O4溶液的pH_7(填“”或“”或“”)。(4)加入(NH4)2C2O4 溶液后析出晶体，再过滤、洗涤，洗涤时可选用的试剂有_(填字母代号)。A蒸馏水 B自来水C饱和的(NH4)2C2O4溶液 D稀盐酸(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图1所示，萃取剂的作用是_；其使用的适宜pH范围是_(填字母代号)。A2.02.5B3.03.5C4.04.5(6)CoC2O42H2O热分解质量变化过程如图2所示。其中600 以前是隔绝空气加热，600 以后是在空气中加热。A、B、C均

20、为纯净物；C点所示产物的化学式是_。【答案】将Co3还原为Co2ClO36Fe26H=Cl6Fe33H2O A 除去溶液中的Mn2 BCo2O3 10工业上用含锰废料(主要成分MnO2，含有少量Fe2O3、Al2O3、CuO、CaO等)与烟气脱硫进行联合处理并制备MnSO4的流程如下：已知：25时，部分氢氧化物的溶度积常数(Ksp)如下表所示。氢氧化物Al(OH)3Fe(OH)3Cu(OH)2Mn(OH)2Ksp1.310-334.010-382.210-201.910-14请回答：（1）沉淀1的化学式为_。（2）室温下，调节pH为5。试通过计算说明此时Al3+、Fe3+已沉淀完全，理由是_。

21、 “净化”时，加入(NH4)2S的作用为_。（3）“酸化、还原”中，发生的所有氧化还原反应的离子方程式为_。（4）已知：滤液3中除MnSO4外，还含有少量(NH4)2SO4。(NH4)2SO4、MnSO4的溶解度曲线如下图所示。据此判断，操作“I”应为蒸发浓缩、_、洗涤、干燥。（5）工业上可用电解酸性MnSO4溶液的方法制备MnO2，其阳极反应式为_。（6）25.35 g MnSO4H2O样品受热分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。1150时，反应的化学方程式为_。【答案】CaSO4pH=5时，Al3+=1.310-33/(10-9)3=1.310-6 10-5，说明Al

22、3+已经沉淀完全。Fe(OH)3的Ksp更小，因此Fe3+也已沉淀完全除去Cu2+MnO2+SO2Mn2+SO42- 、 Fe2O3+SO2+2H+2Fe2+SO42-+H2O趁热过滤Mn2+2H2O-2e-=MnO2+4H+3MnO2 Mn3O4O2 11铬铁矿(FeCr2O4)中含有Al2O3、Fe2O3等杂质，以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺流程示意图如下(部分操作和条件略)：(1)铬铁矿(FeCr2O4)改写为氧化物的形式为_。(2)反应中发生了两个主要反应，其中一个主要反应的化学方程式为4FeCr2O4 + 8Na2CO3 + 7O28Na2CrO4+2Fe2O3+

23、8CO2；另一个主要反应的化学方程式为 _。(3)写出反应中生成固体B的离子方程式为_。(4)pH 5时，发生反应有_（写离子方程式），Na2Cr2O7 + 2KCl = K2Cr2O7+ 2NaCl。下表是相关物质的溶解度数据：物质溶解度( g / 100 g H2O )04080KCl2840.151.3NaCl35.736.438K2Cr2O74.726.373Na2Cr2O7163215376加入KCl固体后经一系列操作析出K2Cr2O7晶体的理由是_。获得K2Cr2O7晶体的操作由多步组成，依次是加入KCl固体、蒸发浓缩、_、_、洗涤、干燥得到晶体。(5)某种酒精测试仪中，K2Cr2

24、O7在酸性条件下将乙醇氧化为乙酸，自身被还原为三价铬离子，该反应的氧化剂与还原剂的物质的量比为_。(6)含铬废渣(废水)的随意排放对人类生成环境有极大的危害，电解法是处理铬污染的一种方法，电解时，在阴极区有Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀生成(已知KspFe(OH)3 = 4.01038，KspCr(OH)3 = 6.01031)。已知电解后的溶液中c(Cr3+)为3.0105 mol/L，则溶液中c(Fe3+)为_ mol/L。【答案】FeOCr2O3 Na2CO3+ Al2O3 2NaAlO2 + CO2AlO2 + CH3COOH + H2O = Al(OH)3+ CH3COO2CrO

25、42-+2H+ Cr2O72-+H2OK2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7小，且温度对氯化钠的溶解度影响较小，但对重铬酸钾的溶解度影响较大，利用复分解反应在低温下可以得到重铬酸钾冷却结晶过滤2: 32.01012 12重铬酸盐广泛用作氧化剂、皮革制作等。以铬矿石（主要成分是Cr2O3，含FeO、Al2O3、 SiO2等杂质)为原料制取重铬酸钠的流程如下：请回答下列问题：(1) 固体残渣主要是含_元素的氧化物。(2)写出Cr2O3与纯碱在高温焙烧时反应的化学方程式_。(3)高温焙烧后粉碎的目的是_，调节pH时形成的沉淀的成分是_。 (4)写出硫酸酸化使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7的离

26、子方程式 _。(5)某工厂采用石墨电极电解Na2CrO4溶液，实 现了 Na2CrO4到Na2Cr2O7的转化，其原理如图所示。写出阳极的电极反应式_。(6)Na2Cr2O7可用于测定废水的化学耗氧量（即COD，指每升水样中还原性物质被氧化 所需要O2的质量）。现有某水样10000 mL，酸化后加入C1 mol/L的Na2Cr2O7溶液 V1 mL，使水中的还原性物质完全被氧化（Cr2O72还原为Cr3+）；再用C2mol/L的FeSO4溶液滴定剩余的Cr2O72，结果消耗FeSO4溶液V2 mL。该水样的COD为_mg/L；假设上述反应后所得溶液中Fe3+和Cr3+的物质的量浓度均为01 mol/L，要使Fe3 +沉 淀完全而Cr3+还未开始沉淀则需调节溶液pH的范围是_。(可能用到的数据：KSPFe(OH)3=4010-38, KSPCr(OH)3=6010-31，)【答案】铁2Cr2O3+ 4Na2CO3+ 3O24Na2CrO4+4CO2增大接触面积，提高水