高中化学专题13 溶解度曲线类专练教师版Word文档格式.docx

1、.某研究性学习小组以工业碳酸钙（主要成分为CaCO3,杂质为Al2O3、FeCO3）为原料,先制备无机钙盐,再与甲酸钠溶液混合制取甲酸钙.结合图中几种物质的溶解度曲线及表中相关金属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1.0molL-1计算）,现提供的试剂有：a.甲酸钠 b.5molL-1的硝酸 c.澄清石灰水请补充完整由碳酸钙制备甲酸钙的实验步骤：步骤1：称取13.6g甲酸钠溶于约20mL水中,配成溶液待用,并称取研细的碳酸钙样品10g待用.金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe3+13.2Al3+3.05.0Fe2+5.88.8步骤2：_.步骤3：_.步骤4：过滤后,

2、将滤液与甲酸钠溶液混合,调整溶液pH为78,充分搅拌,所得溶液经_、趁热过滤、洗涤、干燥得甲酸钙晶体.【答案】 用稍过量硝酸溶解碳酸钙样品 用石灰水调整溶液的pH=5 蒸发结晶 【解析】步骤2：固体为金属氧化物及碳酸盐,故可用硝酸进行溶解,且硝酸还具有强氧化性,可将亚铁离子氧化成铁离子,更易除去.答案：用稍过量硝酸溶解碳酸钙样品.铁离子在pH为3.2时沉淀完全,铝离子在pH为5时沉淀完全,故若要除去杂质离子,则加入石灰水调节pH至5；用石灰水调整溶液的pH=5.由图像可知,温度较高时,甲酸钙溶解度很低,而其余物质溶解度挺高,若要得到纯净的甲酸钙晶体,则所得溶液需经蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥

3、.蒸发结晶.4以废旧铅蓄电池的含铅废料（主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4）和稀H2SO4为原料制备高纯PbO,实现铅的再生利用.其主要流程如下： （1） PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡：PbO（s）NaOH（aq）NaHPbO2（aq）其溶解度曲线如图所示.结合上述溶解度曲线,简述由粗品PbO得到高纯PbO的操作_.【答案】 NaOH溶液中,加热至110,充分溶解后,趁热过滤,冷却结晶,过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体【解析】 （1） 根据图像可知35% NaOH溶液的溶解度受温度影响较大,超过110随温度升高而降低,因此由粗品PbO得到高纯PbO的操作为将粗PbO溶解在一定量

4、35% NaOH溶液中,加热至110,充分溶解后,趁热过滤,冷却结晶,过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体.5工业上利用氯碱工业中的固体废物盐泥（主要成分为Mg（OH）2、CaCO3、BaSO4,除此之外还有NaCl、Al（OH）3、Fe（OH）3、Mn（OH）2等.）与废稀硫酸反应制备七水硫酸镁,产率高,既处理了三废,又有经济效益.其工艺流程如下： 已知：i）部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH沉淀物Mn（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3Al（OH）3Mg（OH）2pH值（完全沉淀）10.028.963.204.7011.12ii）两种盐的溶解度图（单位为g/100g水）根据以上流

5、程图并参考表格pH数据和溶解度图,请回答下列问题.（1）酸解时,加入的酸为_,在酸解过程中,想加快酸解速率,请提出两种可行的措施_、_.（2）依据溶解度曲线,操作M应采取的方法是适当浓缩,_.【答案】 硫酸 升温 把盐泥粉碎、搅拌等 趁热过滤（1）因最终产物为MgSO47H2O,所以酸解时应加入硫酸,为加快酸解速率,可采用粉碎、搅拌或适当加热等措施. （2）依据溶解度曲线,CaSO4在40左右溶解度最大,在80左右溶解度最小,所以操作M应采取的方法适当浓缩、趁热过滤,尽可能多的除去CaSO4.6由工业级碳酸锂（含有少量碳酸镁等杂质）制备高纯碳酸锂.实验过程如下：（1）已知在不同温度下蒸发分解碳

6、酸锂的产率与溶解度关系如图：90以下,随温度升高,碳酸锂产率升高的原因可能是_.【答案】碳酸氢锂分解随温度升高而完全,碳酸锂溶解度随温度升高而减小 （1）由蒸发分解碳酸锂的产率与溶解度关系可以看到温度升高碳酸锂溶解度下降,而温度升高碳酸氢锂也易分解生成碳酸锂,两个因素共同促进了随温度升高,碳酸锂产率的升高.7 Mg（ClO3）2常用作催熟剂、除草剂等,下图为制备少量Mg（ClO3）26H2O的方法：1、卤块主要成分为MgCl26H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质.2、几种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如上图.（1）加入BaCl2的目的是除_,如何判断该离子已除尽_.（2）加入N

7、aClO3饱和溶液会发生反应：MgCl22NaClO3=Mg（ClO3）22NaCl,请利用该反应,结合溶解度图,制取Mg（ClO3）26H2O的实验步骤依次为：取样,加入NaClO3饱和溶液充分反应；蒸发浓缩； ；冷却结晶；过滤、洗涤,获得Mg（ClO3）26H2O晶体.【答案】 （1） SO42- （2分） 静置,取上层清液加入BaCl2,若无白色沉淀,则SO42-已沉淀完全（2分）（2）趁热过滤 （2分） （1）加入BaCl2的目的是除去SO42-,钡离子与硫酸根离子结合呈硫酸钡沉淀,过滤除去；检验SO42-是否除尽的方法是静置,取上层清液加入BaCl2,若无白色沉淀,则SO42-已沉淀

8、完全；（2）Mg（ClO3）2的溶解度受温度变化影响大,温度高时溶解度较大,温度低时溶解度较小,所以需要趁热过滤除去氯化钠.8我国每年产生的废旧铅蓄电池约330万吨.从含铅废料（含PbSO4、PbO2、PbO等）中回收铅,实现铅的再生,意义重大.一种回收铅的工艺流程如下： （1）过程I,已知：PbSO4、PbCO3的溶解度（20）见图l；Na2SO4、Na2CO3的溶解度见如图.生产过程中的温度应保持在40,若温度降低,PbSO4的转化速率下降.根据如图,解释可能原因：i温度降低,反应速率降低； ii_（请你提出一种合理解释）.【答案】 Na2CO3浓度降低,反应速率降低 （1）本题考查离子反

9、应方程式的书写、影响化学反应速率的因素,随着反应的进行,碳酸钠的量减少,反应速率降低.9元素氯及其化合物在生产、生活、科研中有广泛的应用.25时,PbCl2固体在不同浓度盐酸（molL1）中的溶解度（mmolL1）如右图.在制备PbCl2的实验中,洗涤PbCl2固体最好选用 .a蒸馏水 b1molL1盐酸c5 molL1盐酸 d10mol当盐酸的浓度小于1molL1时,随着盐酸浓度的增大, PbCl2的溶解度减小,其原因是 .【答案】b Cl浓度增大,PbCl2的溶解平衡逆向移动（1）由图象可以知道,当盐酸浓度为1molL1时, PbCl2的溶解度最小,则应选择1molL1盐酸；因此,本题正确

10、答案是:b.（2） PbCl2难溶于水,当盐酸的浓度小于1molL1时,随着盐酸浓度的增大, PbCl2的溶解度减小, PbCl2的溶解平衡逆向移动； Cl浓度增大,PbCl2的溶解平衡逆向移动.10铬渣含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe3+；Fe3+、Cr3+完全沉淀（c 1.010-5molL-1）时pH分别为3.6和5.（1）根据溶解度（S）温度（T）曲线,操作B的最佳方法为 （填字母序号）A蒸发浓缩,趁热过滤 B蒸发浓缩,降温结晶,过滤（1）A（1）根据溶解度曲线,可以看出温度较高时,随着温度的升高,Na2SO4的逐渐减少,所以采用蒸发浓缩,趋热过滤的方法,所以A正确.11工业

11、上制取氯酸钾的主要步骤为：I.将Cl2通入石灰浆,在75左右充分反应,然后过滤；II向滤液中加入稍过量的KCl固体,进行适当操作可析出KClO3固体. 请回答下列问题：（1）下图是有关物质的溶解度曲线.步骤II中,若溶液中KClO3的含量为147gL-1,则KClO3得物质的量浓度为_.从该溶液中尽可能多地析出KClO3 固体的方法是_.【答案】1. 2 mol L-1 蒸发浓缩、冷却结晶（1）若溶液中KClO3的含量为147gL-1,则1L溶液中含有KClO3的物质的量是147g122.5g/mol1.2mol,因此物质的量浓度为1.2mol/L.由于氯酸钾的溶解度随温度升高而增大,所以该溶

12、液中尽可能多地析出KClO3固体的操作应该是蒸发浓缩、冷却结晶.12工业上可用食盐和石灰石为主要原料,经不同的方法生产纯碱.请回答下列问题：（1）有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似,故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石为原料制碳酸钾.请结合下图的溶解度（S）随温度变化曲线,分析说明是否可行？_.（1）不可行因为KHCO3和NH4Cl的溶解度相差不大,当温度高于40时,KHCO3的溶解度大于NH4Cl,降温结晶时会析出较多的KCl.不可行因为KHCO3和NH4Cl的溶解度相差不大,当温度高于40时,KHCO3的溶解度大于NH4Cl,降温结晶时会析出较多的KCl.13硫化锌（ZnS）是一种重要的化

13、工原料,难溶于水,可由炼锌的废渣锌灰制取其工艺流程如图所示（1）已知Na2SO410H2O及Na2SO4的溶解度随温度变化曲线如图:从滤液中得到Na2SO4的操作方法是_.【答案】蒸发浓缩,在高于32的条件下趁热过滤,洗涤,干燥 （1）根据溶解度随温度变化曲线可知,从滤液中得到Na2SO4.10H2O的操作方法是：蒸发浓缩,在高于32的条件下趁热过滤,洗涤,干燥.14工业上用含锰废料（主要成分MnO2,含有少量Fe2O3、Al2O3、CuO、CaO等）与烟气脱硫进行联合处理并制备MnSO4的流程如下：25时,部分氢氧化物的溶度积常数（Ksp）如下表所示.氢氧化物Cu（OH）2Ksp1.310-

14、334.010-382.210-201.910-14请回答：（1）已知：滤液3中除MnSO4外,还含有少量（NH4）2SO4.（NH4）2SO4、MnSO4的溶解度曲线如下图所示.据此判断,操作“I”应为蒸发浓缩、_、洗涤、干燥.【答案】趁热过滤（1）由图可知（NH4）2SO4的溶解度随温度的升高而增大,MnSO4的溶解度随温度的升高减小,故将滤液3蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥制备MnSO4.15用海水可同时生产氯化钠和金属镁或镁的化合物,其流程如下图所示：（1）由MgCl2溶液得到MgCl26H2O也需要蒸发,根据溶解度曲线,蒸发的目的是_.a. 得到热饱和溶液 b. 析出晶体【答案】a6

15、H2O也需要蒸发,根据溶解度如图2曲线,蒸发的目的是得到热的饱和溶液,然后冷却得到MgCl26H2O,答案选a.16用混有硫酸亚铁和硫酸镁等杂质的锰矿（含MnO2、MnCO3）生产硫酸锰,实验室模拟生产过程如下:（完全沉淀离子的pH值:Fe3+为3.5,Fe2+为9.5,Mn2+为10.8,Mg2+为11.6）（1）硫酸锰和硫酸镁的溶解度曲线如图所示:操作I为:在_下蒸发结晶、趁热过滤.其趁热过滤目的是_；为了得到更纯净的一水合硫酸锰,需将晶体置于过滤器中,用_进行洗涤（本空格从以下选择）a.蒸馏水 b.稀硫酸 c.饱和硫酸锰溶液 d.氢氧化钠溶液【答案】 60 防止MgSO4结晶析出,提高M

16、nSO4的产率 c （1）由图可以知道60时,硫酸镁的溶解度最大,便于硫酸锰与硫酸镁的分离；为防止硫酸镁的结晶析出,提高硫酸锰的产率,趁热过滤；正确答案：60；防止MgSO4结晶析出,提高MnSO4的产率.蒸馏水、稀硫酸、氢氧化钠洗涤晶体,会损失一水合硫酸锰,饱和硫酸锰溶液能够减少产品一水合硫酸锰的损失,C正确；正确答案C.17K2SO4是无氯优质钾肥,Mn3O4是生产软磁铁氧体材料的主要原料.以硫酸工业的尾气联合制备K2SO4和Mn3O4的工艺流程如下：（1）几种盐的溶解度见图1.反应中,向（NH4）2SO4溶液中加入KCl溶液充分反应后,进行_、_、洗涤、干燥等操作即得K2SO4产品.（2

17、）图2是煅烧MnSO4H2O时温度与剩余固体质量变化曲线.该曲线中B段所表示物质的化学式为_.煅烧过程中固体的锰含量随温度的升高而增大,但当温度超过1000 时,再冷却后,测得产物的总锰含量反而减小.试分析产物总锰含量减小的原因：_.【答案】 蒸发结晶 趁热过滤 Mn3O4 部分Mn3O4又被氧化为Mn2O3或MnO2,造成总锰含量减小（1）四种物质中相同温度下硫酸钾溶解度最小,所以反应中蒸发浓缩后硫酸钾析出,趁热过滤减少杂质,得硫酸钾晶体,再洗涤、干燥即可,故答案为：蒸发结晶；趁热过滤； （2）热重曲线中一般先失去结晶水（可能分步）,100gMnSO4H2O中结晶水的质量为100g=10.6

18、5g,可知A为硫酸锰,升高温度盐分解得到金属氧化物,由流程图可知硫酸锰晶体锻烧得到四氧化三锰,100gMnSO4H2O分解可以得到四氧化三锰的质量为229g/mol=45.17g,故B为Mn3O4,故答案为：Mn3O4；继续加热产物中总锰含量反而减小,说明吸收了氧,进一步说明B中的锰元素存在低价,可能是部分Mn3O4又被氧化成Mn2O3或MnO2,造成总锰含量减少,故答案为：部分Mn3O4又被氧化成Mn2O3或MnO2,造成总锰含量减少.18利用锌冶炼废渣（ZnSO4、CuSO4、FeSO4、FeS2、Al2O3、SiO2）制备ZnSO4和Fe2O3的实验流程如下：“碱浸”时,NaOH溶液浓度

19、越大越粘稠,越容易生成铝硅酸钠沉淀.（1）“滤液”溶质主要是ZnSO4和CuSO4.已知硫酸锌晶体的溶解度随温度变化如右图,请设计从“滤液”中获取ZnSO4晶体的实验方案：_（实验中须使用的试剂有：Zn粉、稀H2SO4、酒精）.【答案】向滤液中加入过量的锌粉,过滤,在滤渣中加入稍过量稀硫酸,过滤,把两次过滤的滤液合并,保持60左右蒸发浓缩,冷却至室温结晶,过滤用酒精洗涤,干燥（1）向滤液中加入过量的锌粉,过滤,在滤渣中加入稍过量稀硫酸,过滤,把两次过滤的滤液合并,保持60左右蒸发浓缩,冷却至室温结晶,过滤用酒精洗涤,干燥,得到ZnSO4晶体.19某同学用软锰矿（主要含MnO2,还含有少了SiO

20、2、Al2O3 、Fe2O3等杂质）模拟工业制高锰酸钾流程如下.试回答下列问题.（1）将滤液进行一系列操作可得到KMnO4晶体.由下图可知,从滤液得到KMnO4需经过_、_洗涤等操作.【答案】 蒸发结晶 趁热过滤 （1）由下图可知碳酸氢钾的溶解度受温度影响大于高锰酸钾,所以从滤液得到KMnO4需经过蒸发结晶、趁热过滤、洗涤等操作.20FePO4是一种难溶于水、易溶于硫酸的固体,可用作金属防腐剂.实验室利用FeSO4.7H2O和H3PO4.（第一级电离常数Ka1=7.5l0-3）制备FePO4流程如下： （1）FeSO4与（NH4）2SO4反应可制得摩尔盐（NH4）2Fe （SO4）26H2O.

21、摩尔盐易溶于水不溶于乙醇,性质比一般亚铁盐稳定,接近l00时易失去结晶水.相关物质的溶解度曲线如图所示.请补充完整由久置于空气中的FeSO4.7H2O样品合成摩尔盐的.实验步骤：将样品溶于适量的硫酸溶液中,加热使其溶解,然后向其中加入_.可选试剂：蒸馏水、饱和硫酸铵溶液、 3% H2O2、铜粉、铁粉、无水乙醇.【答案】足量铁粉,趁热过滤,向滤液中加入计算量的饱和硫酸铵溶液,燕发浓缩,冷却结晶,过滤,用无水乙醇洗涤、低于100烘干【解析】 （1）实验步骤：将样品溶于适量的硫酸溶液中,加热使其溶解,然后向其中加入足量铁粉,趁热过滤,向滤液中加入计算量的饱和硫酸铵溶液,燕发浓缩,冷却结晶,过滤,用无

22、水乙醇洗涤、低于100烘干.可选试剂：21低浓度SO2废气的处理是工业难题,工业上常利用废碱渣（主要成分Na2CO3）吸收硫酸厂尾气中的SO2制备无水Na2SO3的成本低,优势明显,其流程如下.（1）下图是亚硫酸钠的溶解度曲线（温度在33前后对应不同物质）,下列说法正确的是_Aa点时溶液为不饱和溶液Bb点时Na2SO37H2O和无水Na2SO3共存C制备无水Na2SO3,应该在95100加热浓缩,冷却至室温结晶【答案】B（1）Aa点在溶解度曲线上方,此时溶液为过饱和溶液,在对应温度下会有晶体析出,故A错误；B在b点析出的晶体可能是Na2SO37H2O和无水Na2SO3的混合物,二者共存,故B正

23、确； C欲制备无水Na2SO3,应该在95100加热浓缩、结晶、并趁热过滤,不能冷却结晶,故C错误；答案为B.22工业上用含锰废料（主要成分MnO2,含有少量Fe2O3、Al2O3、CuO、CaO等）与烟气脱硫进行联合处理并制备MnSO4的流程如下：1.02.0 （1）已知：滤液3中除MnSO4外,还含有少量（NH4）2SO4.（NH4）2SO4、MnSO4的溶解度曲线如下图所示.据此判断,操作“I”应为蒸发浓缩、_、洗涤、干燥.【答案】 趁热过滤【解析】 （1）硫酸锰的溶解度随温度升高达到最大值后继续升高温度溶解度降低,而硫酸铵的溶解度一直随温度升高而增大,所以操作“I”应为蒸发浓缩、趁热过

24、滤、洗涤、干燥.23软锰矿的主要成分是MnO2,其悬浊液可吸收烟气中SO2,所得酸性浸出液又可用于制备高纯硫酸锰,其一种工艺流程如图所示.回答下列问题： （1）“结品分离”中的部分物质的溶解度曲线如图.加入稀硫酸的作用是（结合平衡移动原理解释）_.结晶与过滤过程中,体系温度均应维持在_（填“27”、“60”或“70”）.【答案】 增大SO42-的浓度,使MnSO4和MgSO4的溶解度下降,便于结晶析出 70 （1）利用同离子效应,增大SO42-的浓度,使MnSO4和MgSO4的溶解度下降,例题结晶析出；70时MgSO4的溶解度较大,但MnSO4的溶解度比较小,所以选择该温度时,可使MnSO4更多的析出,MgSO4在滤液中被除掉,母液中还剩余MnSO4,循环结晶.24实验室中利用含银废料（主要含有AgNO3和AgCl）制取硝酸银的实验步骤如下：向废液中加入足量NaCl溶液,将所得沉淀过滤,并洗涤干净.将沉淀放入烧杯,并放入铝片,再加入20%的Na2CO3溶液至浸没固体,加热搅拌,至沉淀变为灰白色含有Ag、Al（OH）3和少量仍未反应的AgCl.取出铝