2023屆新高考新教材化學(xué)人教版一輪訓(xùn)練-專項(xiàng)提能特訓(xùn)(13)　化工流程題中ksp應(yīng)用集訓(xùn)

專項(xiàng)提能特訓(xùn)(13)化工流程題中Ksp應(yīng)用集訓(xùn)1．工業(yè)上利用鈷渣[主要成分為Co2O3、Co(OH)3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等]制備鈷氧化物的工藝流程如下：已知：25℃時(shí)Ksp(MgF2)＝7.4×10－11，Ksp(CaF2)＝1.5×10－10。除鈣、鎂工藝中加過量NaF溶液，濾液中eq\f(c（Mg2＋）,c（Ca2＋）)＝________(保留兩位有效數(shù)字)。解析：eq\f(c（Mg2＋）,c（Ca2＋）)＝eq\f(c（Mg2＋）·c2（F－）,c（Ca2＋）·c2（F－）)＝eq\f(Ksp（MgF2）,Ksp（CaF2）)＝eq\f(7.4×10－11,1.5×10－10)≈0.49。答案：0.492．工業(yè)上用釩爐渣(主要含有V2O3·FeO，還含少量SiO2、P2O5等雜質(zhì))提取V2O5的工藝流程如下：某釩爐渣制得的100L溶液，用硫酸鎂溶液除去硅、磷時(shí)，濾渣為3.68kgMgSiO3和2.62kgMg3(PO4)2，它們的溶解度隨溫度的變化忽略不計(jì)。已知：常溫下，Ksp(MgSiO3)＝2.4×10－5，Ksp[Mg3(PO4)2]＝2.7×10－24。如果10mL濾液中c(SiOeq\o\al(2－,3))＝8.0×10－3mol·L－1，則該濾液中c(POeq\o\al(3－,4))＝________mol·L－1。解析：根據(jù)Ksp(MgSiO3)＝2.4×10－5，則c(Mg2＋)＝eq\f(Ksp（MgSiO3）,c（SiOeq\o\al(2－,3)）)＝eq\f(2.4×10－5,8×10－3)mol·L－1＝3×10－3mol·L－1，把c(Mg2＋)代入Ksp[Mg3(PO4)2]＝c3(Mg2＋)·c2(POeq\o\al(3－,4))＝2.7×10－24，c(POeq\o\al(3－,4))＝eq\r(\f(Ksp[Mg3（PO4）2],c3（Mg2＋）))＝eq\r(\f(2.7×10－24,（3×10－3）3))mol·L－1＝1×10－8mol·L－1。答案：1×10－83．鎵是制作高性能半導(dǎo)體的重要原料。工業(yè)上常從鋅礦冶煉的廢渣中回收鎵。已知某鋅礦渣主要含Zn、Si、Pb、Fe、Ga的氧化物，利用該礦渣制鎵的工藝流程如下：已知：①鎵在元素周期表中位于第四周期第ⅢA族，化學(xué)性質(zhì)與鋁相似。②lg2＝0.3，lg3＝0.48。③部分物質(zhì)的Ksp如表所示：物質(zhì)Zn(OH)2Ga(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp1.6×10－172.7×10－318×10－162.8×10－39(1)加入H2O2的目的是(用離子方程式表示)________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)調(diào)pH的目的是_______________________________________；室溫條件下，若浸出液中各陽離子的濃度均為0.01mol·L－1，當(dāng)溶液中某種離子濃度小于1×10－5mol·L－1時(shí)即認(rèn)為該離子已完全除去，則pH應(yīng)調(diào)節(jié)的范圍為________。解析：(2)根據(jù)流程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知調(diào)pH的目的是將Fe3＋、Ga3＋轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，Zn2＋不能形成Zn(OH)2，從而與Zn2＋分離；Fe(OH)3和Ga(OH)3屬于同種類型，Ksp[Ga(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]，Ga3＋完全沉淀時(shí)Fe3＋已經(jīng)完全沉淀，c(OH－)＝eq\r(3,\f(Ksp[Ga（OH）3],c（Ga3＋）))＝eq\r(3,\f(2.7×10－31,1×10－5))mol·L－1＝3×10－9mol·L－1，c(H＋)＝eq\f(1,3)×10－5mol·L－1，pH＝－lgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)×10－5))＝5.48，Zn2＋開始沉淀時(shí)c(OH－)＝eq\r(\f(Ksp[Zn（OH）2],c（Zn2＋）))＝eq\r(\f(1.6×10－17,0.01))mol·L－1＝4×10－8mol·L－1，c(H＋)＝eq\f(1,4)×10－6mol·L－1，pH＝－lgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)×10－6))＝6.6，則pH應(yīng)調(diào)節(jié)的范圍為5.48≤pH<6.6。答案：(1)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O(2)使Fe3＋、Ga3＋沉淀完全而Zn2＋不沉淀5.48≤pH<6.64．工業(yè)上用重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)母液生產(chǎn)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)的工藝流程如圖所示：上述流程中K2Cr2O7發(fā)生氧化還原反應(yīng)后所得溶液中除含有Cr3＋外，還含有一定濃度的Fe3＋雜質(zhì)，可通過加堿調(diào)pH的方法使兩者轉(zhuǎn)化為沉淀。已知c(Cr3＋)＝3×10－5mol·L－1，則當(dāng)溶液中開始析出Cr(OH)3沉淀時(shí)Fe3＋是否沉淀完全？________(填“是”或“否”)。{已知：Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，Ksp[Cr(OH)3]＝6.0×10－31}解析：Cr(OH)3開始出現(xiàn)沉淀時(shí)，溶液中c3(OH－)＝eq\f(Ksp[Cr（OH）3],c（Cr3＋）)＝eq\f(6.0×10－31,3×10－5)mol3·L－3＝2×10－26mol3·L－3，若Fe3＋沉淀完全時(shí)，c(Fe3＋)應(yīng)小于10－5mol·L－1，此時(shí)溶液中c(Fe3＋)＝eq\f(Ksp[Fe（OH）3],c3（OH－）)＝eq\f(4.0×10－38,2.0×10－26)mol·L－1＝2.0×10－12mol·L－1<1.0×10－5mol·L－1，說明Fe3＋沉淀完全。答案：是5．對(duì)廢銀合金觸電材料進(jìn)行分離回收既可以節(jié)約礦物資源，又可以減少環(huán)境污染。某廢銀合金觸電材料含Ag、Cu、Sn等，現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收其中的金屬資源。常溫下，Cu2＋/Sn4＋混合液中c(Cu2＋)＝0.022mol·L－1，將混合液“加熱攪拌”后冷卻至室溫，再加“尿素”調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為__________________。(當(dāng)溶液中的離子濃度小于10－5mol·L－1時(shí)，沉淀完全。已知：Ksp[Sn(OH)4]＝1×10－55；Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20)解析：調(diào)節(jié)pH為保證Sn4＋沉淀完全(離子濃度小于10－5mol·L－1)，按c(Sn4＋)＝1×10－5mol·L－1進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)Ksp[Sn(OH)4]＝1×10－55可得，c(OH－)＝1×10－12.5mol·L－1，則c(H＋)＝1×10－1.5mol·L