2021年各地高考化学真题分类汇编：沉淀溶解平衡

2021高考化学真题

专题沉淀溶解平衡

一、单选题

1.（2021•全国高考真题）已知相同温度下，Ksp（BaSC）4）<Ksp（BaCO3）。某温度下，饱和

溶液中-lg[c（SO：）[、-lg[c（CO：）]、与-lg[c（Ba2+）]的关系如图所示。

9

190

.O

(K

QO8Z.O

OU8O

S)O

2。

耳5.O

MIJ4.O

3Z.

LO

O

.

9ZO工OOO8O7O&O

4.5.

-lg[c（Ba^]

下列说法正确的是

A.曲线①代表BaCO,的沉淀溶解曲线

10

B.该温度下BaSO4的叫「（BaSOj值为l.OxlO

C.加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到b点

,、c（SOf）

D.c（Ba2+）=l（T"时两溶液中=_

c（CO；）

【答案】B

【解析】

A.由题可知，曲线上的点均为饱和溶液中微粒浓度关系，由上述分析可知，曲线①为BaSC>4

的沉淀溶解曲线，选项A错误；

B.曲线①为BaSCU溶液中一lg[c（Ba2+）]与一皿c（SO：）J的关系，由图可知，当溶液中一lg[c（Ba2

’）]=3时，-lg[c（SO*）=7,则一lg[Ksp（BaSO4）]=7+3=10,因此Ksp（BaSO4）=L0x1（Ti°,选

项B正确；

C.向饱和BaSO4溶液中加入适量BaCL固体后，溶液中c(Ba2+)增大，根据温度不变则Ksp(BaSO4)

不变可知，溶液中c(SO：)将减小，因此a点将沿曲线①向左上方移动，选项C错误；

c(SO；j10-y2

D.由图可知，当溶液中式Ba2+)=10r」时，两溶液中—~去="'=10犷打，选项D

C(CO^)10一

错误；

答案选B。

2.(2021•全国高考真题)下列过程中的化学反应，相应的离子方程式正确的是

A.用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙：CO^+CaSO4=CaCO3+SO^

+3+

B.过量铁粉加入稀硝酸中：Fe+4H+NO；=Fe+NOT+2H2O

3+

C.硫酸铝溶液中滴加少量氢氧化钾溶液：A1+4OH=A1O-+2H2O

D.氯化铜溶液中通入硫化氢：Cu2++S2-=CuSJ

【答案】A

【解析】

A.硫酸钙微溶，用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙转化为难溶的碳酸钙，离子方程式为：

C+CaSO4=CaCO3+SO；,故A正确；

B.过量的铁粉与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水，离子方程式应为：

2+

3Fe+8H++2NO；=3Fe+2NOt+4H2O,故B错误；

C.硫酸铝溶液与少量氢氧化钾溶液反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸钾，离子方程式应为：

A1"+3OH=A1(OH)3I,故C错误；

2++

D.硫化氢为弱电解质，书写离子方程式时不能拆，离子方程式应为：CU+H2S=CUSI+2H,

故D错误；

答案选A。

二、工业流程题

3.(2021•广东高考真题)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝

(A1)、铝(Mo)、银(Ni)等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：

NaOH(S)过量81适量BaClj溶液

—1~~r＞BaMoO/S)

废催化剂f焙烧->黑>滤液I»过流滤液IIT＞沉钳.

过滤厂

L＞滋液in

含Ni固体XA.+AlAs

8

已知：25C时，H2co3的Kal=4.5x10-7,Ka2=4.7xl0-"；Ksp（BaMoO4）=3.5x1O-；

9

Ksp（BaCO3）=2.6xl0-；该工艺中，pH>6.0时，溶液中Mo元素以MoO：的形态存在。

⑴“焙烧”中，有NazMoOj生成，其中Mo元素的化合价为。

（2）“沉铝”中，生成的沉淀X为o

（3）“沉铝”中，pH为7.0。

①生成BaMo。」的离子方程式为。

②若条件控制不当，Bae。：也会沉淀。为避免BaMoC）4中混入BaC。,沉淀，溶液中

c（HCO；）:c（MoO：）=（列出算式）时，应停止加入BaJ溶液。

（4）①滤液m中，主要存在的钠盐有NaCl和Y,Y为。

②往滤液ni中添加适量Na。固体后，通入足量______（填化学式）气体，再通入足量CO?,

可析出Y。

（5）高纯AlAs（神化铝）可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密

保护膜为一种氧化物，可阻止H2O2刻蚀液与下层GaAs（神化钱）反应。

HQ2刻蚀液

光刻掩膜光刻掩腹

GaAs

AlAs

GaAs

致密保护膜

--------

GaAs

AlAs

GaAs

①该氧化物为

②已知：Ga和A1同族，As和N同族。在H?。？与上层GaAs的反应中，As元素的化合价

变为+5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为

79

2+lxlQ-mol/Lx2.6xlQ-

【答案】+6Al(OH)3MoO--+Ba=BaMoO4I

4.7x10-"x3.5xlQ-s

NaHCO3NH3A12O34:1

【解析】

⑴“焙烧”中，有Na2MHD’生成，其中Na和O的化合价为+1和-2,根据化合价的代数和

为0可知，Mo元素的化合价为+6。

（2）“沉铝”中，偏铝酸钠转化为氢氧化铝，因此，生成的沉淀x为AI（OH）3。

（3）①滤液H中含有铝酸钠，加入氯化钢溶液后生成BaMoO4沉淀，该反应的离子方程式为

2+

MoOf+Ba=BaMoO4（。

②若开始生成Bae。,沉淀，则体系中恰好建立如下平衡：

+

HCO；+BaMoO4BBaCO3+MoO：+H,该反应的化学平衡常数为

K=c(H+)c(MoO4)=c(H+)c(CO；)c(MoO」c(Ba2+)=心《(BaMoOJ

2+。为避免

c(HCO；)——c(HCO；)c(CO；)c(Ba)-一~"^s/,(BaCO3)

c(H+)c(MoO;")(K/BaMoOJ

BaMoO中混入BaCO,沉淀，必须满足<由于‘‘沉钥"

4c(HCO；)K/BaCOJ

ic(MoOj)(BaMoOJ

中pH为7.0,c(H+)=1x1CT,mol/L，所以溶液中——=…为7户

C(HCO3)1x10mol/LxK、p(BaCC)3)

时，开始生成BaCO,沉淀，因此，c(HCO；):c(MoO^j=

779

1xlQ-mol/LxA：t/,(BaCQ3)_1x1Q-mol/Lx2.6xlQ-

时，应停止加入BaCL溶液。

2KM(BaMoOJ4.7x10-"x3.5x10^

（4）①滤液I中加入过量的二氧化碳，偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，同时生成碳酸氢钠，

过滤得到的滤液II中含有碳酸氢钠和铝酸钠。滤液H中加入适量的氯化钢溶液沉钥后，因此,

过滤得到的滤液II［中，主要存在的钠盐有NaCl和NaHCOs，故Y为NaHC。：。

②根据侯氏制碱法的原理可知，往滤液HI中添加适量NaCl固体后，通入足量NH3,再通入

足量CO?,可析出NaHCX^。

(5)①由题中信息可知，致密的保护膜为一种氧化物，是由H?。？与AlAs反应生成的，联

想到金属铝表面容易形成致密的氧化膜可知，该氧化物为人%。3。

②由Ga和A1同族、As和N同族可知，GaAs中显+3价(其最高价)、As显-3价。在H2。?

与上层GaAs的反应中，As元素的化合价变为+5价，其化合价升高了8,As元素被氧化,

则该反应的氧化剂为H?。？，还原剂为GaAs。H2O2中的O元素为-1价，其作为氧化剂时,

O元素要被还原到-2价，每个H?。？参加反应会使化合价降低2,根据氧化还原反应中元素化

合价升高的总数值等于化合价降低的总数值可知，该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为

8:2=4:1。

4.(2021•河北高考真题)绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设

计了一种熔盐液相氧化法制备高价铭盐的新工艺，该工艺不消耗除倍铁矿、氢氧化钠和空气

以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr-F^-Al—Mg的深度利用和Na+内循环。工艺

流程如图：

气体A

+熔融

O2(g)NaOHH2O(1)Na2c回溶液电施RN“踹嘉液+

Fe(CrO2)2一|而温连・续一化|一|工序①|一|过滤|一介稳态NaOH溶液(循环)

粗分离

(含AbO»MgO)------------------------------------

过早:气体A

滤澈

无色」丁］⑷LA1(OH)3(S)+

过最气体A+HzCXg)T工彳②|

溶液F」一生出厂物质v的溶液

翼刎T3解『MgCO3(s)一|城烧1MgO(s)

固体HI混合气体IV

回答下列问题：

(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是(填元素符号)。

(2)工序①的名称为

⑶滤渣的主要成分是_(填化学式)。

(4)工序③中发生反应的离子方程式为。

(5)物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH,此时发生的主要反应的化学方程式为可

代替NaOH的化学试剂还有(填化学式)。

(6)热解工序产生的混合气体最适宜返回工序(填“①”或"②”或“③”或“④”)参与内循

环。

⑺工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为(通常认为溶液中离子浓度小于

06J1433

10-5mol・LT为沉淀完全；A1(OH)3+OH?iA1(OH)；：K=10-,Kw=10,Ksp[Al(OH)3]=10-)

【答案】Fe、Cr溶解浸出MgO、Fe2O3

2Na++2CrO孑+2CO2+H2O=Cr2O^+2NaHCO3J,4Fe(CrO2)2+

高温

7O2+16NaHCO3=8Na2CrO4+2Fe2O3+I6CO2+8H2ONa2co3②8.37

【解析】

(1)由分析可知，高温连续氧化工序中被氧化的元素是铁元素和铭元素，故答案为：Fe、Cr；

(2)由分析可知，工序①为将氧化后的固体加水溶解浸出可溶性物质，故答案为：溶解浸出；

(3)由分析可知，滤渣I的主要成分是氧化铁和氧化镁，故答案为：MgO、Fe2O3；

(4)工序③中发生的反应为铭酸钠溶液与过量的二氧化碳反应生成重铭酸钠和碳酸氢钠沉淀，

反应的离子方程式为2Na++2CrO/+2CO2+H2O=Cr2O^+2NaHCO?1,故答案为：

2Na++2CrO孑+2CO2+H2OCr2O^+2NaHCO3l；

(5)碳酸氢钠代替高温连续氧化工序中的氢氧化钠发生的主要反应为高温下，，Fe(CrO2)2与氧气

和碳酸氢钠反应生成锯酸钠、氧化铁、二氧化碳和水，反应的化学方程式为4Fe(CrC>2)2+

高温

7O2+16NaHCO3^=8Na2CrO4+2Fe2O3+I6CO2+8H2O；若将碳酸氢钠换为碳酸钠也能发生类

似的反应，故答案为：4Fe(CrO2)2+702+16NaHCO3==8Na2CrO4+2Fe2O3+16CO2+8H2O；

(6)热解工序产生的混合气体为二氧化碳和水蒸气，将混合气体通入滤渣1中可以将氧化镁转

化为碳酸氢镁溶液，则混合气体最适宜返回工序为工序②，故答案为：②；

(7)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的反应为

+

Al(OH)4+H^Al(OH)3+H2O,反应的平衡常数为

1c(OH)1

K尸c[Al(OH)；]c(H+)=C[A1(0H)4]c(H+)c(OH)=K•当C[A1(OH)"为

11

837

10-5m°i/L时，溶液中氢离子浓度为…小口、-"=,八5mol/L=10-mol/L,则溶

C[A1(OH)41K|10-5X1013-37

液的pH为8.37,故答案为：8.37。

5.(2021•全国高考真题)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiC^、SiO2,A12O3,MgO、

CaO以及少量的FeQ,。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。

该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表

金属离子Fe3+A产Mg”Ca2+

开始沉淀的pH2.23.59.512.4

沉淀完全(c=l.0x10-5mol•L)的pH3.24.711.113.8

回答下列问题：

⑴“焙烧”中，TiO)、S0几乎不发生反应，A12O3,MgO、CaO、Fe?。,转化为相应的

硫酸盐，写出。,转化为的化学方程式_______

ALNH4AI(SO4)2o

(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6,依次析出的

金属离子是o

(3)“母液①”中Mg2+浓度为mol-L-1.

(4)“水浸渣”在160'C“酸溶”最适合的酸是。“酸溶渣”的成分是、。

(5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2+水解析出TiOz-xH?。沉淀，该反应的离子方

程式是O

(6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得,循环利用。

【答案】A12O3+4(NH4),SO42NH4Al(SO4)2+6NH3T+3H2OT

32+6

Fe\A产、Mgl,OxlQ-硫酸SiO2CaSO4

2+