高考化学24个专项练习附答案及解析 专题06 Ksp专练Word格式.docx
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10-13]
6.合金是建筑航空母舰的主体材料。
(1)航母螺旋浆主要用铜合金制造。
①80.0gCu-Al合金用酸完全溶解后,加入过量氨水,过滤得到白色沉淀39.0,则合金中Cu的质量分数为。
②为分析某铜合金的成分,用酸将其完全溶解后,用NaOH溶液调节pH,当pH=3.4时开始出现沉淀,分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。
结合如图信息推断该合金中除铜外一定含有。
7.二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。
(1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。
①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。
其次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的________(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。
经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42-,其原因是___________(已知:
Ksp(BaSO4)=1.1×
10-10Ksp(BaCO3)=5.1×
10-9)
8.废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。
实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下:
(1)已知pH>
11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。
下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·
L-1计算)。
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3+
1.1
3.2
Fe2+
5.8
8.8
Zn2+
5.9
8.9
实验中可选用的试剂:
30%H2O2、1.0mol·
L-1HNO3、1.0mol·
L-1NaOH。
由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为:
①_______;
②________;
③过滤;
④___________;
⑤过滤、洗涤、干燥;
⑥900℃煅烧。
9.锰酸锂离子蓄电池是第二代锂离子动力电池。
一种以软锰矿浆(主要成分为MnO2,含少量Fe2O3、FeO、A12O3、SiO2等杂质)为原料制备锰酸锂的流程如下图所示。
(1)已知:
室温下,Ksp[A1(OH)3]=1×
10-33,Ksp[Fe(OH)3]=l×
10-39,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。
氧化除杂时(室温)除去MnSO4液中的Fe3+、Al3+(使其浓度小于1×
l0-6mol/L),需调节溶液pH范围为_______。
10.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:
氢氧化物
Ni(OH)2
1.5
6.5
7.7
3.7
9.7
9.2
②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。
(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,则溶液中
____。
11.镍钴锰酸锂电池是一种高功率动力电池。
下列流程采用废旧锂离子电池正极材料(正极一般以铝箔作为基底,两侧均匀涂覆正极材料,正极材料包括一定配比的正极活性物质,如钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂和三元材料等)制备镍钴锰酸锂三元正极材料(
)
(1)已知溶液中
的浓度为
,缓慢通入氨气,使其产生
沉淀,列式计算
沉淀完全时溶液的
______________________(已知离子沉淀完全时
,溶液体积变化忽略不计)
12.锑(Sb)及其化合物在工业上有许多用途。
以辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)为原料制备金属锑的工艺流程如图所示:
①浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外,还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等;
②常温下:
Ksp(CuS)=1.27×
10-36,Ksp(PbS)=9.04×
10-29;
③溶液中离子浓度小于或等于1.0×
10-5mol/L时,认为该离子沉淀完全。
(1)常温下,“除铜、铅”时,Cu2+和Pb2+均沉淀完全,此时溶液中的c(S2-)不低于______。
所加Na2S也不宜过多,其原因为______________。
13.某工业废催化剂含有
SiO2、ZnO、CuS、ZnS、Fe3O4
等物质,为落实“节约资源,变
废为宝”的环保理念,某课外兴趣小组的同学取
20g
该物质进行实验,回收其中的
Cu
和
Zn,实验方案如下:
ZnS
可与稀硫酸反应;
CuS
不溶于稀硫酸,也不与其发生反应。
(1)加
A
调节溶液的
pH
约为______时,可以完全除去其中的杂质离子。
(当溶液中离子浓度小于等于
10-5mol/L
时视为沉淀完全;
实验条件下部分物质的溶度积常数为:
Ksp[Fe(OH)3]=10-38,Ksp[Fe(OH)2]=10-17,Ksp[Zn(OH)2]=10-17,Ksp[Cu(OH)2]=10-20)
14.钠及其化合物具有广泛的用途。
(1)已知几种离子开始沉淀时溶液的pH如下表所示:
离子
Cu2+
Mg2+
pH
7.6
5.2
10.4
当向含有相同浓度的Cu2+、Mg2+、Fe2+的溶液中滴加氢氧化钠溶液时,________(填离子符号)先沉淀;
Ksp[Fe(OH)2]______(填“>”“=”或“<”)Ksp[Mg(OH)2];
要使0.2mol/L的硫酸铜溶液中铜离子沉淀较为完全(使铜离子的浓度降至原来的千分之一),则应向溶液中加入氢氧化钠溶液使溶液pH=_______。
{Cu(OH)2的Ksp=2×
10-20。
}
15.钛矿工业中的硫酸酸性废水富含Ti、Fe等元素,其综合利用如下:
TiO2+易水解,只能存在于强酸性溶液中。
(1)已知Ksp=[Fe(OH)2]=8×
10-16。
步骤Ⅲ中,FeCO3达到溶解平衡时,若室温下测得溶液的pH为8.5,所得的FeCO3中没有Fe(OH)2。
则溶液中c(Fe2+)小于________mol/L。
步骤Ⅳ中,为了得到较为纯净的Fe2O3,除了适当的温度外,还需要采取的措施是___________。
16.金属氢氧化物在酸中溶解度不同,因此可以利用这一性质,控制溶液的pH,达到分离金属离子的目的。
一些难溶的金属氢氧化物在不同pH下的溶解度曲线(S,mol·
L−1)如图所示:
(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是___(填化学式)。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+,应该控制溶液的pH为___(填字母)。
A.小于1 B.4左右 C.大于6
(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+杂质,___(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法除去,理由是______________。
(4)已知一些难溶物的溶度积常数如表所示:
物质
FeS
MnS
CuS
PbS
HgS
ZnS
Ksp
6.3×
10−18
2.5×
10−13
1.3×
10−36
3.4×
10−28
6.4×
10−53
1.6×
10−24
某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,可以向此工业废水中加入过量的___以除去这些离子。
A.NaOH B.FeS C.Na2S
17.利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。
某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下:
①硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。
②常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下:
阳离子
Fe3+
Mg2+
Al3+
Cr3+
沉淀完全时的pH
11.1
5.4(>
8溶解)
9(>
9溶解)
(1)沉淀滴定法是测定粒子浓度的方法之一,为了测定某废水中SCN-浓度,可用标准AgNO3溶液滴定待测液,已知:
银盐性质
AgCl
AgI
AgCN
Ag2CrO4
AgSCN
颜色
白
黄
砖红
1.8×
10-10
8.3×
1.2×
10-16
3.5×
10-11
1.0×
10-12
滴定时可选为滴定指示剂的是_________(选填编号),滴定终点现象是:
________。
A.NaClB.K2CrO4C.KID.NaCN
18.以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分Na2Cr2O7·
2H2O),其主要工艺流程如下:
查阅资料得知:
ⅰ.常温下,NaBiO3不溶于水,有强氧化性,在碱性条件下,能将Cr3+转化为CrO42-。
ⅱ.
金属离子
Fe2+
Bi3+
2.7
3.4
5.0
7.5
0.7
4.9
5.9
4.5
(1)步骤③加的试剂为_____________,此时溶液pH要调到5的目的________________。
19.硫、铁的化合物有广泛的应用。
(3)化学反应原理中也涉及到许多硫、铁的化合物。
①已知常温下,H2S的电离常数K1=1.0×
10-7,K2=7.0×
10-15。
0.1mo1·
L-1NaHS溶液的pH______7(填“>
”“=”或“<
”),理由是_________________。
②已知25℃时KSP[Fe(OH)3]=4.0×
10-38,此温度下若在实验室中配制5mo1·
L-1100mLFeCl3溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,则至少需要加入_______mL2mol·
L-1的盐酸(忽略加入盐酸时溶液体积的变化)。
20.我国是最早发现并使用青铜器的国家,后母戊鼎是我国的一级文物,是世界上出土的最大最重的青铜礼器。
现代社会中铜的应用常广泛,铜的回收再利用是化工生产的一个重要领域。
实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下:
(1)调节溶液pH时,是将溶液的pH调_________(填“大”或“小”)到2~3。
(2)已知:
pH>
11吋,Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成ZnO22-。
室温下,几种离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所小(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.01mol·
L-1计算):
①上表中Fe3+沉淀完全的pH为__________________。
②由过滤粗铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为(可选用的试剂:
30%H2O2、稀硝酸、1.0mol·
L-1NaOH溶液):
a.___________________________;
b.___________________________;
c.过滤;
d.___________________________;
e.过滤、洗涤、干燥;
f.900℃煅烧。
21.元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4−(绿色)、Cr2O72−(橙红色)、CrO42−(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
(1)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl−,利用Ag+与CrO42−生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。
当溶液中Cl−恰好沉淀完全(浓度等于1.0×
10−5mol·
L−1)时,溶液中c(Ag+)为_______mol
L−1,此时溶液中c(CrO42−)等于__________mol
L−1。
(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×
10−12和2.0×
10−10)。
22.(9分)银是一种贵金属,古代常用于制造钱币及装饰器皿,现代在电池和照明器材等领域亦有广泛应用。
回答下列问题。
(1)已知Ksp(AgCl)=1.8×
10-10,若向50mL0.018mol·
L-1的AgNO3溶液中加入50mL0.020mol·
L-1的盐酸,混合后溶液中的Ag+的浓度为mol·
L-1,pH为。
23.毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质),实验室利用毒重石制备BaCl2·
2H2O的流程如下:
(1)查阅有关资料获得沉淀各种杂质离子的pH见下表:
沉淀杂质离子
Ca2+
开始沉淀时的pH
11.9
9.1
1.9
完全沉淀时的pH
13.9
3.2
加入NH3·
H2O调节pH=8可除去______(填离子符号);
滤渣Ⅱ中含__________(填化学式)。
加入H2C2O4时应避免过量,原因是_____________________(已知:
Ksp(BaC2O4)=1.6×
10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×
10-9)。
24.七铝十二钙(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:
(1)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,若溶液Ⅰ中c(Mg2+)小于5×
10-6mol·
L-1,则滤液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______________________________。
25.难溶性杂卤石(K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O)属于“呆矿”,在水中存在如下平衡
K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O(s)⇌2Ca2++2K++Mg2++4
+2H2O
为能充分利用钾资源,用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,工艺流程如图1:
(1)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因:
.
(2)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:
CaSO4(s)+
⇌CaCO3(s)+
已知298K时,Ksp(CaCO3)=2.80×
10﹣9,Ksp(CaSO4)=4.90×
10﹣5,求此温度下该反应的平衡常数K (计算结果保留三位有效数字).
专题6【参考答案】
1.
【答案】Fe3+恰好沉淀完全时,c(PO43-)=
mol·
L−1=1.3×
10–17mol·
L−1,c3(Mg2+)×
c2(PO43-)=(0.01)3×
(1.3×
10–17)2=1.7×
10–40<Ksp[Mg3(PO4)2],因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀
【解析】
(1)Ksp[FePO4]=c(Fe3+)×
c(PO43-)=1.3×
10-2,则c(PO43-)=
=1.3×
10-17mol/L,Qc[Mg3(PO4)2]=c3(Mg2+)×
10-17)2=1.69×
10-40<1.0×
10—34,则无沉淀。
2.
【答案】24
(1)在同一个溶液中,c(Ba2+)相同,依据溶度积的数学表达式,则有
=24。
3.
【答案】
(1)Fe3+;
2.7;
6;
Zn2+和Fe2+分离不开;
Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近
(1)双氧水具有强氧化性,能把铁氧化为铁离子,因此加入稀硫酸和双氧水,溶解后铁变为硫酸铁。
根据氢氧化铁的溶度积常数可知,当铁离子完全沉淀时溶液中铁离子浓度为10—5mol/L,则溶液中氢氧根的浓度=
,所以氢离子浓度是2×
10—3mol/L,pH=2.7,因此加碱调节pH为2.7时铁刚好完全沉淀。
Zn2+浓度为0.1mol/L,根据氢氧化锌的溶度积常数可知开始沉淀时的氢氧根浓度为=
=10—8mol/L,氢离子浓度是10—6mol/L,pH=6,即继续加碱调节pH为6时锌开始沉淀。
如果不加双氧水,则铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,由于氢氧化亚铁和氢氧化锌的溶度积常数接近,因此在沉淀锌离子的同时亚铁离子也沉淀,导致生成的氢氧化锌不纯,无法分离开Zn2+和Fe2+。
4.
(1)4.7×
10-7;
(1)体系中既有氯化银又有碘化银时,存在沉淀转化平衡:
AgI(s)+Cl-
AgCl(s)+I-。
分子、分母同时乘以
,有:
,将Ksp(AgCl)=1.8×
10-17代入得:
。
5.
(1)①0.043;
②5。
【解析】①根据图像可知,在pH=13时,c(S2-)=5.7×
10-2mol/L,在0.10mol·
L-1H2S溶液中,根据S元素守恒可知:
c(S2-)+c(H2S)+c(HS-)="
0.1"
mol/L,而c(S2-)=5.7×
10-2mol/L,因此c(H2S)+c(HS-)="
mol/L-5.7×
10-2mol/L=0.043mol/L。
②由于Ksp(MnS)=2.8×
10-23,在某溶液c(Mn2+)="
0.020"
mol·
L-1,则开始形成沉淀需要的S2-的浓度是c(S2-)=Ksp(MnS)÷
c(Mn2+)=2.8×
10-13÷
0.020mol/L=1.4×
10-11mol/L,根据图像中c(S2-)与溶液的pH关系可知,此时溶液pH=5,Mn2+开始形成沉淀。
6.
(1)①83.1%②Al、Ni
(1)①白色沉淀为Al(OH)3,可得Cu的质量分数为:
(80.0g-27g•mol‾1×
39.0g/78g•mol‾1)/80.0g×
100%=83.1%
②根据题目所给图可以看出,Al3+在pH=3.4时开始转化为沉淀,说明合金中含Al,在pH为7.0、8.0时过滤沉淀,说明pH7.0到8.0范围内生成沉淀,根据图可以看出Ni2+在这个范围内转化为沉淀,说明合金中含Ni。
7.
(1)①BaCl2
BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量CO32-时,BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)(或其它合理答案)
(1)①在除杂的过程中每步加入的试剂必须是过量的,使离子除尽;
过量的离子在下一步中必须出去,故先加入BaCl2,除去硫酸根,过量的钡离子,加入Na2CO3除去。
根据提供的Ksp数据,在后面加入碳酸钠时,发生BaSO4(s)+CO32-(aq)=BaCO3(s)+SO42-(aq)。
8.
【答案】向滤液中加入适量30%H2O2,使其充分反应滴加1.0mol·
L-1NaOH,调节溶液pH约为5(或3.2≤pH<
5.9),使Fe3+沉淀完全向滤液中滴加1.0mol·
L-1NaOH,调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全
【解析】向滤液中加入适量30%H2O2,使其充分反应滴加1.0mol·
9.
【答案】5.0<
pH<
7.1
(1)除杂时显然只能除去Fe3+和Al3+,不能损失Mn2+,由题意可知,室温下,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+,氢氧化铝完全变成沉淀时的Ksp[Al(OH)3]=1×
10-33=c(Al3+)·c3(OH-),c(Al3+)=1×
10-6mol/L,解得:
c(OH-)=1×
10-9mol/L,则溶液c(H+)
=l×
10-5mol/L,则pH=5;
同理Fe(OH)3完全变成沉淀时,Ksp[Fe(OH)3]=l×
10-39=c(Fe3+)·c3(OH-),c(Fe3+)=1×
10-11mol/L,c(H+)
10-3mol/L,则pH约为3,故pH范围是:
5.0<
7.1。
10.
【答案】2Fe2++2H++H2O2===2F