2026版化学步步高大二轮专题复习-专题六　第25练　电解质溶液中归因分析、平衡常数计算问题

第25练电解质溶液中归因分析、平衡常数计算问题[分值：50分][真题专练]1.(4分)[2023·全国乙卷，27(3)]LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下：已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=mol·L-1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属离子是。

答案2.8×10-9Al3+解析溶液pH=4，此时溶液中c(OH-)=1.0×10-10mol·L-1，c(Fe3+)=Ksp[Fe(OH)3]c3(OH-)=2.8×10-9mol·L-1，溶液中的c(Fe3+)小于1.0×10-5mol·L-1，认为Fe3+已经沉淀完全；同理，pH≈7，c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1，c(Al3+)=1.3×10-12mol·L-1，c(Ni2.(6分)[2022·全国乙卷，26(1)(2)]废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等，为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。一些难溶电解质的溶度积常数如下表：难溶电解质PbSO4PbCO3BaSO4BaCO3Ksp2.5×10-87.4×10-141.1×10-102.6×10-9一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表：金属氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Pb(OH)2开始沉淀的pH2.36.83.57.2完全沉淀的pH3.28.34.69.1(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为，

用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因：。

(2)在“脱硫”中，加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化，原因是。

答案(1)PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)反应PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常数K=c(SO42-)c(CO32-(2)反应BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常数K=c(SO42-)c3.(8分)[2024·海南15(1)(2)(3)(5)]锰锌铁氧体(MnxZn1-yFe2O4)元件是电子线路中的基础组成部分。某实验室利用废弃电子产品中的锰锌铁氧体制备MnO2、ZnO和FeC2O4·2H2O，可用于电池、催化剂等行业，其工艺流程如下：(1)氨浸的作用是将元素(填元素符号)有效转移到水溶液中。

(2)煮沸含有配合物的溶液B，产生混合气体，经冷凝后所得溶液可循环用于氨浸，该溶液是。

(3)沉锰反应的离子方程式为。

(5)通过加入CaSO4固体，除去滤液中危害环境的C2O42-，已知Ksp(CaSO4)=7.1×10-5，Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9。反应CaSO4(s)+C2O42-(aq)CaC2O4(s)+SO42-(答案(1)Zn(2)氨水(3)3Mn2++2MnO4-+(5n+2)H2O5MnO2·nH2O↓+4H+(5)3.1×解析锰锌铁氧体经过氨浸后，分离得到的溶液B经煮沸得到氢氧化锌，则氨浸的作用是将锌元素转移到溶液B中，将分离得到的固体A溶于硫酸，得到含锰、铁元素的溶液；沉锰过程中，KMnO4与Mn2+发生归中反应生成MnO2·nH2O；由于加入铁粉还原，则溶液C主要含三价铁离子，铁粉将铁离子还原为二价铁离子，加入K2C2O4沉铁，将二价铁离子转化为FeC2O4·2H2O。(5)平衡常数K=c(SO42-)c(C2[模拟演练]4.(16分)(1)在1.0LNa2CO3溶液中溶解0.01molBaSO4，则Na2CO3溶液的最初浓度不得低于mol·L-1(忽略溶液体积变化)[已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×10-10，Ksp(BaCO3)=1×10-9]。

(2)已知25℃时CH3COONH4呈中性，则该温度下CH3COONH4溶液中水电离的H+浓度为，

溶液中离子浓度大小关系为。

(3)NH4Cl溶液呈(填“酸”“碱”或“中”)性，其原因是(用离子方程式表示)。

NaHCO3溶液呈(填“酸”“碱”或“中”)性，其原因是(用离子方程式表示)。

(4)已知常温下Fe(OH)3和Mg(OH)2的Ksp分别为8.0×10-38、1.0×10-11，向浓度均为0.1mol·L-1的FeCl3、MgCl2的混合溶液中加入碱液，要使Fe3+完全沉淀而Mg2+不沉淀，应该调节溶液pH的范围是。(已知lg2=0.3，离子浓度低于10-5mol·L-1时认为沉淀完全)

答案(1)0.11(2)1.0×10-7mol·L-1c(NH4+)=c(CH3COO-)>c(OH-)=c((3)酸NH4++H2ONH3·H2O+H+碱HCO3-+H2OH2CO3+OH-(4解析(1)沉淀转化的离子方程式为CO32-(aq)+BaSO4(s)BaCO3(s)+SO42-(aq)，K=c(SO42-)c(CO32-)=c(SO42-)·c(Ba2+)c(CO32-)·c(Ba2+)=Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)=1×10-101×10-9=0.1，c(CO32-)=c(SO42-)K=0.010.1mol·L-1=0.1mol·L-1，Na2CO3溶液的最初浓度c(Na2(4)3KspFe(OH)310-5≤c(OH-)<KspMg(OH)20.1，即38.0×10-3810-5mol·L-1≤c(OH-)<1.0×10-110.1mol·L-1，2×10-11mol·L-1≤c(OH-)<1×105.(3分)某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料制备胆矾(CuSO4·5H2O)。将CuO加入适量的稀硫酸中，加热。待CuO完全反应后停止加热，边搅拌边加入适量H2O2，冷却后用NH3·H2O调节pH为3.5~4，再煮沸10min，冷却后过滤。用NH3·H2O调节pH为3.5~4的目的是

。

答案促使Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀，同时防止Cu2+水解生成Cu(OH)解析CuO为碱性氧化物，与硫酸发生复分解反应：CuO+H2SO4CuSO4+H2O，除此之外，由于混有氧化铁，溶于硫酸产生Fe3+，Fe3+与Cu发生反应生成Fe2+和Cu2+，依据流程可知，加入过氧化氢，重新氧化亚铁离子，便于后续除杂，控制溶液pH为3.5~4的目的是使Fe3+沉淀析出，同时防止Cu2+水解生成Cu(OH)2沉淀，导致产品不纯。6.(5分)捕获CO2有助于实现碳中和。海洋是地球上最大的“碳库”，海水中存在的主要碳平衡关系如图所示。已知：①Ka1(H2CO3)=10-6.37，Ka2(H2CO3)=10-10.33；Ksp(CaCO3)=10-8.35。②25℃时，海水的pH≈8，表层海水中c(H2CO3)=10-4.97mol·L-1。(1)25℃时，表层海水中浓度最大的含碳微粒为(填“H2CO3”“HCO3-”或“CO(2)海洋中形成珊瑚礁(主要成分为CaCO3)可能涉及反应：Ca2+(aq)+2HCO3-(aq)CaCO3(s)+H2CO3(aq)。请从化学平衡的角度，通过计算判断该反应进行的趋势大小：(平衡常数可反映反应的趋势。一般认为K>105时，反应基本能完全进行；K<10-5时，则反应很难进行)。答案(1)HC(2)K=c(H2CO3)c(Ca2+)解析Ka1=c(HCO3-)·c(H+)c(H2CO3)=7.(8分)(2025·河南二模)草酸钴在化学中应用广泛，可用于制备催化剂等。以钴矿[主要成分为CoO、Co2O3、Co(OH)2，含少量的SiO2、Al2O3、FeO、MnO2等]为原料制取草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)的工艺流程如图所示。已知：溶液中相关离子沉淀完全(c≤1.0×10-5mol·L-1)时的pH：沉淀Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2Co(OH)2完全沉淀的pH2.85.210.19.4(1)“浸取”时Co2O3发生反应的离子方程式为。

(2)“氧化”过程中消耗H2O2的量明显偏高的原因是(用化学方程式表示)。

(3)在“调节pH=6”的步骤中，沉淀X的成分为。

(4)在“萃取”步骤中，向溶液中加入某有