填空题研究4　化工流程中的有关计算

填空题研究4化工流程中的有关计算01.研真题

明确考向02.固主干

夯实必备03.题型练

提升考能内容索引01.研真题明确考向【真题】

(2025·河南卷节选)一种从预处理得到的贵金属合金粉[主要成分为Fe、Rh(铑)、Pt，含有少量SiO2]中尽可能回收铑的工艺流程如下：(4)若“活化还原”在室温下进行，SnCl2初始浓度为1.0×10－4

mol·L－1，为避免生成Sn(OH)2沉淀，溶液适宜的pH为________(填标号)[已知Sn(OH)2的Ksp＝5.5×10－28]。A．2.0

B．4.0

C．6.0A

(5)“活化还原”中，SnCl2必须过量，其与Rh(Ⅲ)反应可生成[Rh(SnCl3)5]4－，提升了Rh的还原速率，该配离子中Rh的化合价为________；反应中同时生成[SnCl6]2－，Rh(Ⅲ)以[RhCl6]3－计，则理论上SnCl2和Rh(Ⅲ)反应的物质的量之比为________。＋16∶1解析：根据SnCl2中Sn元素为＋2价可知，SnCl2与Rh(Ⅲ)形成的[Rh(SnCl3)5]4－中Rh的化合价为＋1价。“活化还原”中，SnCl2一部分与Rh(Ⅲ)发生氧化还原反应，一部分与还原产物Rh(Ⅰ)配位，反应的离子方程式为6Sn2+＋[RhCl6]3－＋15Cl－===[SnCl6]2－＋[Rh(SnCl3)5]4－，故理论上SnCl2和Rh(Ⅲ)反应的物质的量之比为6∶1。【高考动向】化学工艺流程中的计算包括Ksp计算、纯度计算、转化率和产率计算等。计算过程中一般会用到关系式法。这是因为应用关系式法能抛开繁杂的反应过程，在从始态到终态的过程中找到关系，化难为易。02.固主干夯实必备主干知识1.Ksp计算(1)判断能否沉淀。(2)判断能否沉淀完全。(3)计算某一离子的浓度。(4)计算开始沉淀和沉淀完全时的pH。

03.题型练提升考能再练真题1．(2023·湖北卷节选)SiCl4是生产多晶硅的副产物。利用SiCl4对废弃的锂电池正极材料LiCoO2进行氯化处理以回收Li、Co等金属，工艺路线如图所示。回答下列问题。(2)烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物，“500℃焙烧”后剩余的SiCl4应先除去，否则水_____________________________________________________________________________________________________________________。(4)已知Ksp[Co(OH)2]＝5.9×10－15，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中Co2+浓度为_________mol·L－1。“850℃煅烧”时的化学方程式为_____________________________。SiCl4＋3H2O===H2SiO3＋4HCl↑(或SiCl4＋4H2O===H4SiO4＋4HCl↑、SiCl4＋(2＋n)H2O===SiO2·nH2O＋4HCl↑)5.9×10－7

解析：由流程和题中信息可知，LiCoO2粗品与SiCl4在500℃焙烧时生成氧气和烧渣，烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物；烧渣经水浸、过滤后得滤液1和滤饼1，滤饼1的主要成分是SiO2和H2SiO3；滤液1用氢氧化钠溶液沉钴，过滤后得滤饼2(主要成分为Co(OH)2)和滤液2(主要溶质为LiOH)；滤饼2置于空气中在850℃煅烧得到Co3O4；滤液2经碳酸钠溶液沉锂，得到滤液3和滤饼3，滤饼3为Li2CO3。(2)“500℃焙烧”后剩余的SiCl4应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，由此可知，四氯化硅可与水反应且能生成氯化氢和硅酸，故其原因是SiCl4遇水剧烈水解，生成硅酸和氯化氢，该反应的化学方程式为SiCl4＋3H2O===H2SiO3＋4HCl(或SiCl4＋4H2O===H4SiO4＋4HCl、SiCl4＋(2＋n)H2O===SiO2·nH2O＋4HCl)。

题型预测2.钒的用途十分广泛，有金属“维生素”之称。以含钒石煤(主要成分是V2O3、V2O4，含有SiO2、FeS2及Mg、Al、Mn等化合物杂质)制备单质钒的工艺流程如图所示：已知：①该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示②Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9、Ksp(CaSiO3)＝2.5×10－8、Ksp[Ca(VO3)2]远大于Ksp(CaCO3)。③一般认为平衡常数K>105反应较完全。金属离子Fe3+Mg2+Al3+Mn2+开始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1“水浸”加入Na2CO3调节溶液的pH为8.5，可完全除去的金属离子有__________，及部分的__________。“水浸”加入Na2CO3不能使CaSiO3完全转化，原因是_____________________________________________________________________________________________。Fe3+、Al3+Mg2+、Mn2+

3．钨是熔点最高的金属，是重要的战略物资。自然界中黑钨矿的主要成分是FeWO4

、MnWO4，还含有少量Si、P、As的化合物。由黑钨矿制备WO3

的工艺流程如下：

10－2

4．铍作为一种稀有元素，在航空航天、电子加工等领域具有重要意义。用铍矿石(含BeO及少量Ca、Mg、Mn元素)与配料生产工业氧化铍的工艺流程如下：

1.75×10－4

5．黄铜矿(CuFeS2)可用来冶炼铜及制备铁氧化物，常含有微量金、银等。以黄铜矿为主要原料生产铁红(氧化铁)颜料、胆矾的工艺流程如图所示。用滴定法测定所得产品中CuSO4·5H2O的含量，称取ag样品配成100mL溶液，取出20.00mL，用c

mol·L－1EDTA(Na2H2Y·2H2O)标准溶液滴定至终点(EDTA不与杂质反应)，消耗EDTA标准溶液的体积为bmL。滴定反应为Cu2+＋H2Y2－===CuY2－＋2H+。则CuSO4·5H2O的质量分数为________。滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入标准溶液，则会导致测定结果偏________(填“大”或“小”)。

大

6．某工厂产生的废渣中主要含有ZnO，另含有少量FeO、CuO、SiO2、MnO等，某科研人员设计的用废渣制取高纯ZnO的工艺流程如图所示。已知：Ksp[Fe(OH)3]＝10－38，Ksp[Fe(OH)2]＝8.0×10－16，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20，Ksp[Zn(OH)2]＝1.2×10－17。(1)若“除锰”后所得滤液中c(Zn2+)＝1.2mol·L－1，c(Cu2+)＝0.022mol·L－1，“除铁”操作中为了完全除去铁元素，又不影响高纯ZnO的产量，可以调节pH的范围是_________，滤渣B为_______________。3≤pH<5.5Fe(OH)3和Cu(OH)2

当pH＝5.5时，c2(OH－)＝10－17mol2·L－2，此时，Q[Cu(OH)2]＝0.022×10－17＝2.2×10－19>Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20，会有Cu(OH)2沉淀生成，因此，滤渣B为Fe(OH)3和Cu(OH)2。(2)已知：Ksp(CuS)＝6.3×10－36；Ksp(ZnS)＝1.2×10－23。有同学认为各步骤中加入的试剂不变，将该工艺流程设计为“酸浸”→“除锰”→“除铜”→“除铁”……也可以除去Cu2+和Fe3+，并回收CuS和Fe(OH)3，该设计是否合理：________(填“是”或“否”)。理由是_____________________________________________________。否若先加入ZnS，则会将Fe3+还原为Fe2+，使铁元