化工流程中的Ksp

1、化工流程中的Ksp1. Li4Ti5Oi2和UFCPO4者B是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FcTQ还含有少量悯-如,0鹿 sTQ& LiOH沉淀褊澈烧C P0 4沉滤液淀MgO. SiCh等杂质)来制备，工艺流程如下：钛滤LiFcPO,铁液矿回答下列问题：若“滤液”中c(Mg 已知:FcPO, Mg 3(PO4)2 的 心 分别为 1.3x10 22. 1.0 x10-24 3 X |Q22 )=0.02 mol-L *,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fc恰好沉淀完 全即溶液中c(Fev)=1.0X 10 2.镭酸锂离子蓄电池是第二代锂离子动力电池。一种以软镭矿浆

2、(主要成分为MnO2,含少M Fe2O3. FcO、AI2O3. SiCh等杂质)为原料制备镭酸锂的流程如下图所示。 mol ?L此时是否有Mg3(PO 4)2沉淀生成?已知:室温下，KspAl(OH)3 = lX 10 33, /CspFe(OH)3=lX 10答案 否。F?恰好沉淀完全时,C(PQD= 1()X1()T mol L 1.3X10 门 mol ? L-(M0) ?9, pH=7.1 时 Mn(OH)2 开始 沉淀。氧化除杂时(室温)除去MnSO 4溶液中的Fe3 W (使其浓度小于IX 10 6mol L ),需调节溶液pH范围为 o 答案 5.0pH7.1解析除杂时显然只能

3、除去IV和Al3+,不能损失Mn2由题意可知，室温下，pH=7时Mn(OH) 2开始 沉淀，除去MnSOj溶液中的Fe3Al 3氢氧化铝完全变成沉淀时的K/AlQHh =1 X 10 -33=c(AP)- c3(OH-),C(A13+)=1X10 W-L 1 2,解得：c(OH 尸1 X 109 mol L J,则溶液 c(H*)=lX10 5 mol L 1 ,则 pH = 5.0;同理Fe(OH) 3 完全变成沉淀时，XrspFe(OH) 3 = IXlOAActFeAyAOH), c(Fe3i)=lX106mol L 1,解得：c(OH 尸1X 10 11 mol-L 1, c(H C2

4、(PO4 )值为 0.01 3X(1.3X10，7)2=1.69X 10 40a sp Mg3(PO 4)2,因此不会生成 MgAPOJ 沉淀) = 1X1O 3 mol L 1,贝fj pH 约为 30 故 pH 范围是：5.0pH,则溶液 pH 大于 Mg(OH) 2 的 Ksp=5xl0F ;该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH小JOs,原因是第3页共4页?导致碳酸钙产率降低答案CaO 11易生成硫酸钙微溶物，在过滤时被除去解析白云石焉温锻烧，CaCCh和MgCCh受热分解生成CaO和MgO,锻粉主要含有CaO和MgO。)c2 *(OH )得：c(OH )若滤液【中 c(Mg 24)

5、小于 5X10fmol ? L根/Csp=c(Mg 245 10 飞n】o】*L=1X1O no*L 若消耗100.0 t铅泥，最终得到纯净干燥的三盐 49.5 t,假设铅泥中的铅元素有 75%转化为 三盐,则铅泥中铅元素的质量分数为 答案(l)PbSO4(s)+CO? (aq尸PbCO3 + SOf(aq) 曲)llo若用(NH4)2SO4代替NH4NO3,贝U(NH 4)2SO 4会与CaO应生成CaSO4微溶物,在过滤时会被除去,造成生成的CaCO3减少。5. (2019 ?山东济宁一模)三盐基硫酸铅(3PbOPbSO4H 2 O,其相对分子质量为990)简称“三 盐：不溶于水及有机溶剂

6、。主要适用于不透明的聚氯乙烯硬质管.注射成型制品，也可用于人造革等软质制品。以铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSO4等)为原料制备三盐的工艺流程如下图所示 已知： Ksp(Pb请回答下列问题： 写出步骤转化的离子方程式： (2)根据下图溶解度曲线，由滤液 1得到Na2SCh固体的操作为：将“滤液1” 用乙醇洗涤后干燥。步骤“酸溶”，为提高酸溶速率,S(g噪或的揩撇是6任意写出一条)“滤液2”中可循环利用的溶质为 (填化学式)。若步骤“沉铅”后的滤液中c(Pb2l)=1.82X 10 5mol L 则此时 c(SOD= n?blL 化步骤“合成”三盐的化学方程式为 适当升温(适当增加硝酸浓度、

7、减小滤渣颗粒大小等合理答案均可)(4) HNOs 1X10 3 4PbSO 4+6NaOH=A=3PbO-PbSO4- H 2O + 3Na 2SO4+2H 2O (6)55.20%解析由于/Csp(PbSO4)= 1.82X 10A/C sp(PbCO 3)= 1.46X 10- 13,所以步骤加入碳酸钠溶 液，把硫酸 铅转化为碳酸铅，反应的离子方程式为 PbSO 4(s)+COr(aq)=PbCO3+SOnaq)。滤液1的溶质主要 是Na2SO4和过量的Na2CO3,将“滤液1”升温结晶.趁热过滤、用乙醇洗涤后干燥得到NaiSOq固体。(4)Pb. PbO和PbCCh在硝酸的作用下转化成 Pb(NO3)2. Pb(NO 3)2中加硫酸转化成 PbSCh和硝酸，HNO3可循环利用；根才居心(PbSO4)=l ? 82X10V 若滤液中c(Pb21) = 1.82X 10WL-则溶液中的c(SO4 尸 K mol - L * = 1 X 103moI L第5页共4页设铅泥中铅元素的质量分数为X,根寸居铅元素守恒可得10