2022年高考化学一轮复习 第8章 第42讲 专项提能特训16　化工流程中的Ksp计算 (含解析)

专项提能特训16化工流程中的Ksp计算1.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：1234567若“滤液②”中c(Mg2＋)＝0.02mol·L－1，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＋)＝1.0×10－5

mol·L－1，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(列式计算)。[已知：FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10－22、1.0×10－24]1234567已知Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38。回答下列问题：加入KMnO4溶液反应一段时间后，溶液中c(Fe3＋)＝0.56mg·L－1，若溶液pH＝3，则此时Fe3＋________(填“能”或“不能”)生成沉淀。2.高纯活性氧化锌可用于光催化、光电极、彩色显影等领域。以工业级氧化锌(含Fe2＋、Mn2＋、Cu2＋、Ni2＋、Cd2＋等)为原料，用硫酸浸出法生产高纯活性氧化锌的工艺流程如下：1234567不能12345673.(2020·四川泸州市高三模拟)金属钒主要用于冶炼特种钢，

被誉为

“合金的维生素”。工业上常用富钒炉渣(主要含FeO·V2O3,还有少量P2O5等杂质)制取钒的流程如图。

回答下列问题：25℃时，Ksp(NH4VO3)＝4×10－2，电离常数Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5。“沉钒”

后

的浓度为

，则滤液的pH为______。除OH－与外，滤液中还可能存在的阴离子是____________________________。12345674.5

开始/mol·L－1

1.8

0

0变化/mol·L－1

x

x

x平衡/mol·L－1

1.8－x

x

x

12345671234567氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2开始沉淀的pH1.56.57.7沉淀完全的pH3.79.79.24.为回收利用废镍催化剂(主要成分为NiO，另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)，科研人员研制了一种回收镍的新工艺。工艺流程如图所示：

已知：①常温下，有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示：1234567②常温下，Ksp(CaF2)＝2.7×10－11。请回答下列问题：(1)“操作B”的过程是，先在40～50℃加入H2O2，其作用是_____________________________________(用离子方程式表示)；再调pH至3.7～7.7，操作B可除去溶液中的_____(填元素名称)元素。12345672Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O铁解析“操作B”的过程是，先在40～50℃加入H2O2，其作用是使溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式为2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O；根据表格分析，调pH至3.7～7.7,沉淀有Fe(OH)3和Fe(OH)2，操作B可除去溶液中的铁元素。1234567(2)操作C可除去溶液中的Ca2＋，若控制溶液中F－浓度为3.0×10－3mol·L－1，12345671.0×10－312345675.七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料，用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：煅粉主要含MgO和_____，用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，若滤液Ⅰ中c(Mg2＋)小于5×10－6mol·L－1，则溶液pH大于_____[Mg(OH)2的Ksp＝5×10－12]；该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3，原因是________________________________________________________。1234567CaO11易生成硫酸钙微溶物，在过滤时被除去，导致碳酸钙产率降低1234567已知：i.PbCl2难溶于冷水，易溶于热水ii.PbCl2(s)＋2Cl－

(aq)iii.Ksp(PbSO4)＝1.08×10－8

，Ksp(PbCl2)＝1.6×10－56.(2020·四川省内江市模拟)硫酸铅(PbSO4)广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。工业生产中利用方铅矿(主要成分为

PbS,含有FeS2等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)制备PbSO4的工艺流程如图：1234567(1)20℃时

，PbCl2(s)在不同浓度盐酸中的最大溶解量(g·L－1)如图所示。下列叙述正确的是_______(填字母)。A.盐酸浓度越小，Ksp(PbCl2)越小B.x、y两点对应的溶液中c(Pb2＋

)不相等C当盐酸浓度为1mol·L－1

时，溶液中c(Pb2＋)

一定最小D.当盐酸浓度小于1mol·L－1时

，随

HCl

浓

度增大，PbCl2

溶解量减少是因为

Cl－浓度增大使PbCl2溶解平衡逆向

移动1234567BD解析PbCl2是微溶化合物，溶于水存在平衡：PbCl2(s)

Pb2＋(aq)＋2Cl－(aq)，由图像可知在盐酸的浓度为1mol·L－1时溶解量最小；结合题目所给信息可知，盐酸的浓度小于1mol·L－1时，主要是电离出的氯离子抑制氯化铅的溶解，大于1mol·L－1时，可发生反应：PbCl2(s)＋2Cl－(aq)

促进溶解。Ksp(PbCl2)只受温度的影响，温度不变，则Ksp(PbCl2)不变，故A错误；根据分析可知x、y两点对应的溶液中的溶质不同，所以c(Pb2＋)不相等，故B正确；1234567根据分析可知当盐酸浓度大于1mol·L－1时，主要发生反应：PbCl2(s)＋2Cl－(aq)

所以此时c(Pb2＋)不一定最小，故C错误；根据分析可知盐酸浓度小于1mol·L－1时，主要存在平衡PbCl2(s)Pb2＋(aq)＋2Cl－(aq)，氯离子的增多使平衡逆向移动，故D正确。1234567(2)调pH的目的是_________________________，PbCl2

“转化”后得到PbSO4,当c(Cl－)＝0.1mol·L－1时

，c()＝___________mol·L－1。1234567使Fe3＋

沉淀而除去6.75×10－612345677.某工厂以重晶石(主要含BaSO4)为原料，生产“电子陶瓷工业支柱”——钛酸钡(BaTiO3)的工艺流程如下：1234567回答下列问题：(1)用Na2CO3溶液浸泡重晶石(假设杂质不与Na2CO3反应)，能将BaSO4转化为BaCO3，此反应的平衡常数K＝____(填写计算结果)；若不考虑

的水解，要使2.33gBaSO4恰好完全转化为BaCO3，则至少需要浓度为1.0mol·L－1Na2CO3溶液____mL。[已知：Ksp(BaSO4)＝1.0×10－10，Ksp(BaCO3)＝5.0×10－9]12345670.025101234567(2)流程中“混合”溶液的钛元素在不同pH时主要以TiO(OH)＋、TiOC2O4、

三种形式存在(变