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2019年高三化学冲刺复习主观题一遍过专题06:Ksp(含解析)

1、专题 6 Ksp 专练1Li 4Ti5O12和 LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为 FeTiO3,还含有少量MgO、SiO 2等杂质)来制备,工艺流程如下:回答下列问题:(1)若“滤液”中 c(Mg2+)=0.02 mol/L,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加 1 倍) ,使 Fe3+恰好沉淀完全即溶液中 c(Fe3+)=1.010-5 mol/L,此时是否有 Mg3(PO4)2沉淀生成_(列式计算) 。FePO4、Mg 3(PO4)2的 Ksp 分别为 1.310-22、1.010 -24。【答案】 Fe3+恰好沉淀完全时,c(PO 43-)=251.0molL

2、1=1.31017 molL1,c 3(Mg2+)c2(PO43-)(0.01) 3(1.31017)2=1.71040K sp Mg3(PO4)2,因此不会生成 Mg3(PO4)2沉淀 【解析】(1)KspFePO 4=c(Fe3+)c(PO43-)=1.310-2,则 c(PO43-) sp3KcFe1.310 -17mol/L,QcMg 3(PO4)2c 3(Mg2+)c2(PO43-)(0.01) 3(1.310-17)2=1.6910-401.010 34,则无沉淀。2碳酸钠是一种重要的化工原料,主要采用氨碱法生产。回答下列问题:(1)向含有 BaSO4固体的溶液中滴加 Na2CO3

3、溶液,当有 BaCO3沉淀生成时溶液中234COSc( )( )=_。已知 Ksp(BaCO3)=2.6109, Ksp(BaSO4)=1.11010。【答案】 24【解析】 (1)在同一个溶液中,c(Ba 2 )相同,依据溶度积的数学表达式,则有=24。3酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是碳粉,MnO 2,ZnCl 2和 NH4Cl等组成的糊状填充物,该电池在放电过程产生 MnOOH,回收处理该废电池可得到多种化工原料,有关数据下表所示:溶解度/(g/100g 水)化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp 近似值 10-17 10-17 10-39

4、回答下列问题:(1)用废电池的锌皮制备 ZnSO47H2O 的过程中,需去除少量杂质铁,其方法是:加稀硫酸和 H2O2溶解,铁变为_,加碱调节至 pH 为 时,铁刚好完全沉淀(离子浓度小于 110-5mol/L 时,即可认为该离子沉淀完全) ;继续加碱调节至 pH 为_时,锌开始沉淀(假定 Zn2 浓度为 0.1mol/L) 。若上述过程不加 H2O2后果是 ,原因是 。【答案】 (1)Fe 3 ;2.7;6;Zn 2 和 Fe2 分离不开;Fe(OH) 2和 Zn(OH) 2的 Ksp 相近【解析】(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

5、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 105mol/L,则溶液中氢氧根的浓度 ,所以氢离子浓度是 2103mol/L,pH2.7,因此加碱调节 pH 为 2.7时铁刚好完全沉淀。Zn 2 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 106mol/L,pH6,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碘及其化合物在合成

6、杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题:(1)上述浓缩液中含有 I-、Cl -等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加 AgNO3溶液,当 AgCl 开始沉淀时,溶液中 为:_,已知 Ksp(AgCl)=1.810 -10,K sp(AgI)=8.510 -17。【答案】 (1)4.710 -7;【解析】(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)=1.810 -10,K sp(AgI)=8.510 -17代入得: 。5研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。(1)25,在 0.10m

7、olL-1H2S 溶液中,通入 HCl 气体或加入 NaOH 固体以调节溶液 pH,溶液 pH 与 c(S2-)关系如图(忽略溶液体积的变化、H 2S 的挥发) 。pH=13 时,溶液中的 c(H2S)+c(HS-)= molL-1.某溶液含 0.020 molL-1Mn2+、0.10 molL -1H2S,当溶液 pH= 时,Mn 2+开始沉淀。已知:Ksp(MnS)=2.810 -13【答案】(1)0.043;5。【解析】根据图像可知,在 pH=13 时,c(S 2-)=5.710-2mol/L,在 0.10molL-1H2S 溶液中,根据 S 元素守恒可知:c(S 2-)+ c(H2S)

8、+c(HS-)=“0.1“ mol/L,而 c(S2-)=5.710-2mol/L,因此 c(H2S)+c(HS-)=“0.1“ mol/L -5.710-2 mol/L= 0.043 mol/L。由于 Ksp(MnS)=2.810-23,在某溶液 c(Mn2+)=“0.020“ molL-1,则开始形成沉淀需要的 S2-的浓度是 c(S2-)= Ksp(MnS)c(Mn2+)=2.810-130.020 mol/L=1.410-11mol/L,根据图像中 c(S2-)与溶液的 pH 关系可知,此时溶液 pH=5,Mn 2+开始形成沉淀。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

9、合金制造。80.0gCuAl 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 。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 pH3.4 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 。【答案】(1) 83.1% Al、Ni【解析】(1)白色沉淀为 Al(OH)3,可得 Cu 的质量分数为:(80.0g-27 gmol 139.0g/78 gmol1)/80.0g100%= 83.1%根据题目所给图可以看出,Al 3+在 pH=3.4 时开始转化为沉淀,说明合金中含

10、 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。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 10-10 K

11、sp(BaCO3)= 5.1 10-9)【答案】 (1)BaCl 2BaSO4和 BaCO3的 Ksp相差不大,当溶液中存在大量 CO32 时,BaSO 4(s)会部分转化为 BaCO3(s)(或其它合理答案)【解析】(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、Z

12、n 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 pH11 时 Zn(OH)2 能溶于 NaOH 溶液生成Zn(OH) 42-。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. 0 molL-1计算)。开始沉淀的 pH 沉淀完全的 pHFe3 1. 1 3. 2Fe2 5. 8 8. 8Zn2 5. 9 8. 9实验中可选用的试剂:30%H 2O2、1. 0 molL -1HNO3、1. 0 molL -1NaOH。由除去铜的滤液制备 ZnO 的实验步骤依次为:_;_;过滤;_;过滤、洗涤、干燥;900煅烧。【答案】 向滤液中

13、加入适量 30% H2O2,使其充分反应 滴加 1.0 molL-1NaOH,调节溶液 pH 约为 5(或3.2pH8 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 白 砖红 白Ksp 1.810-10 8.310-17 1.210-16 3.510-11 1.010-12滴定时可选为滴定指示剂的是_(选填编号),滴定终点现象是:_。ANaCl BK 2CrO4 CKI DNaCN【答案】 B 当滴入最后一滴标准液时,沉淀由白

14、色变为砖红色,且半分钟内沉淀颜色不再改变 【解析】 (1)指示剂选择原则颜色变化明显K sp略微大于 AgSCN,确定 K2CrO4作为指示剂,滴定终点现象是当滴入最后一滴标准液时,沉淀由白色变为砖红色,且半分钟内沉淀颜色不再改变;正确答案:B 当滴入最后一滴标准液时,沉淀由白色变为砖红色,且半分钟内沉淀颜色不再改变。18以铬铁矿(主要成分为 FeO 和 Cr2O3,含有 Al2O3、SiO 2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分 Na2Cr2O72H2O),其主要工艺流程如下:查阅资料得知: 常温下,NaBiO 3不溶于水,有强氧化性,在碱性条件下,能将 Cr3+转化为 CrO42

15、 。 金属离子 Fe3+ Al3+ Cr3+ Fe2+ Bi3+开始沉淀的 pH 2.7 3.4 5.0 7.5 0.7沉淀完全的 pH 3.7 4.9 5.9 9.7 4.5回答下列问题:(1)步骤加的试剂为_,此时溶液 pH 要调到 5 的目的_ 。【答案】 氢氧化钠溶液或 NaOH 溶液 使 Fe3+、Al 3+均完全转化为 Fe(OH)3和 Al(OH)3沉淀而除去 【解析】(1) 根据表格数据分析,步骤加的试剂为氢氧化钠溶液或 NaOH 溶液;此时溶液 pH 要调到 5 的目的使Fe3+、Al 3+均完全转化为 Fe(OH)3和 Al(OH)3沉淀而除去,而铬离子不沉淀。19硫、铁的

16、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。已知常温下,H 2S 的电离常数 K1=1.010-7,K 2=7.010-15。0.1mo1L -1NaHS 溶液的 pH_7(填“”“=”或“ K h(HS-)=1 10-7 7.0 10-15 ,水解程度大于电离程度,溶液显碱性; 2.5 【解析】(1)已知常温下,H 2S H+HS-,HS - H+S2-的二级电离常数为 K2=7.010-15,HS -+H2O H2S+OH-的水解常数 Kh=c(H2S) c(OH-)/c(HS-)=Kw/K1=1.010-7,故 HS-的电离常数小于水解常数,所以水解程度大于电离程

17、度,溶液显碱性,故 0.1mo1L-1NaHS 溶液的 pH7。答案:; K h=10-7 7.0 10-15 ,水解程度大于电离程度,溶液显碱性。配制 5mo1L-1100mL FeCl3溶液时,若不出现浑浊现象,则 c(Fe3+)c3(OH)KspFe(OH)3, 因 25时 KSPFe(OH)3=4.010-38,则 c(OH)210-13mol/L,故 c(H+)0.05mol/L,则加入盐酸的体积至少为(0.1L0.05mol/L)/(2mol/L)=0.0025L=2.5mL,故答案为:2.5。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

18、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:请回答下列问题:(1)调节溶液 pH 时,是将溶液的 pH 调_(填“大”或“小”)到 23。(2)已知:pH11 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 0.01molL1 计算):上表中 Fe3+沉淀完全的 pH 为_。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%H 2O2、稀硝

19、酸、1.0molL 1 NaOH 溶液):a._;b. _;c.过滤;d. _;e.过滤、洗涤、干燥;f.900煅烧。【答案】 小 3 加足量 30%H2O2溶液充分应 滴加 1.0molL-1Na0H 溶液,调节溶液 pH 约为 7(或 5.2 pH 7.2) 向滤液中加 1.0molL-1NaOH 溶液,调节溶液 pH 约为 10(或 8.2 pH 11) 【解析】(1) Cu2+和 Zn2+在溶液中易发生水解,故需将溶液的 PH 值调小;故答案为:小;(2) 溶液中 c(Fe3+)=0.01mol/L,pH=2 时铁离子开始沉淀,即 c(OH-)=110-12mol/L,所以 Ksp=c

20、(Fe3+)c3 (OH-)=110-38。当 c(Fe3+)=110-5mol/L 时,铁离子沉淀完全,代入上述公式可以求得此时溶液中c(OH-)=110-11mol/L,即 pH 为 3 时,Fe 3+完全沉淀;故答案为:3;由过滤粗铜的滤液制备 ZnO 的实验步骤依次为:a.加足量 30%H2O2溶液充分应,将亚铁离子充分氧化;b.滴加 1.0molL-1Na0H 溶液,调节溶液 pH 约为 7(或 5.2 pH 7.2),将溶液中的铁离子和铝离子完全转化为氢氧化物沉淀,且保证锌离子不沉淀;c.过滤,除去铁和铝的氢氧化物沉淀;d.向滤液中加 1.0molL-1NaOH 溶液,调节溶液 p

21、H 约为 10(或 8.2 pH 11),使锌离子完全沉淀为氢氧化锌;e.过滤、洗涤、干燥;f.900煅烧。故答案为:a.加足量 30%H2O2溶液充分应,b.滴加 1.0molL-1Na0H 溶液,调节溶液 pH 约为 7(或 5.2 pH7.2), d.向滤液中加 1.0molL-1NaOH 溶液,调节溶液 pH 约为 10(或 8.2 pH 11)。21元素铬(Cr)在溶液中主要以 Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH) 4(绿色)、Cr 2O72(橙红色)、CrO 42(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

22、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 1.0105 molL1)时,溶液中 c(Ag+)为_ molAL1,此时溶液中 c(CrO42)等于_ molAL1。(已知 Ag2CrO4、AgCl 的 Ksp分别为2.01012和 2.01010)。【答案】 (1)蓝紫色溶液变浅,同时有灰蓝色沉淀生成,然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液;(3)2.010 -5 ;510 -3【解析】试题分析:(1)当溶液中 Cl完全沉淀时,即 c(Cl-)=1.0105 molL1,根据溶度积常数 Ksp(AgCl)=2.01

23、010,可得溶液中 c(Ag+)=Ksp(AgCl)c(Cl-)=2.01010(1.0105 molL1)=2.010-5 molL1;则此时溶液中 c(CrO42)=Ksp(Ag2CrO4)/c2(Ag+)=2.01012(2.010-5 molL1)=510-3molL1。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)=1810 -10,若向 50mL0018molL -1的 AgNO3溶液中加入 50mL0020molL -1的盐酸,混合后溶液中的 Ag+的浓度为 molL -1,pH

24、为 。【答案】 (1)1.810 -7mol/L;2【解析】 (1)根据反应中 HCl 和硝酸银的物质的量可知 HCl 过量,则计算剩余的氯离子的物质的量浓度为(0.02-0.018)mol/L/2=0.001mol/L,根据 AgCl 的溶度积的表达式计算即可;因为该反应中氢离子未参加反应,所以溶液的体积变为 100mL 时,氢离子的浓度为 0.01mol/L,则 pH=2。23毒重石的主要成分 BaCO3(含 Ca2 、Mg 2 、Fe 3 等杂质),实验室利用毒重石制备 BaCl22H2O 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 Mg2

25、Fe3开始沉淀时的 pH 11.9 9.1 1.9完全沉淀时的 pH 13.9 11.1 3.2加入 NH3H2O 调节 pH8 可除去_(填离子符号);滤渣中含_(填化学式)。加入 H2C2O4时应避免过量,原因是_(已知:K sp(BaC2O4)1.610 7 ,K sp(CaC2O4)2.310 9 ) 。【答案】 Fe 3 Mg(OH)2、Ca(OH) 2 H2C2O4过量会导致生成 BaC2O4沉淀,致产品的产量减少 【解析】 (1)根据流程图和表中数据,加入 NH3H2O 调 pH 为 8,只有 Fe3+完全沉淀,故可除去 Fe3+;加入NaOH 调 pH=12.5,Mg 2+也完

26、全沉淀,Ca 2+部分沉淀,所以滤渣中含 Mg(OH)2、Ca(OH) 2;根据Ksp(BaC 2O4)=1.610 -7,H 2C2O4过量时 Ba2+转化为 BaC2O4沉淀,BaCl 22H2O 产品的产量减少。24七铝十二钙(12CaO7Al 2O3)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,若溶液中c(Mg2 )小于 5106 molL1 ,则滤液 pH 大于_Mg(OH) 2的 Ksp510 12 ;该工艺中不能用(NH4)2SO

27、4代替 NH4NO3,原因是_。【答案】CaO 11 加入(NH 4)2SO4会生成 CaSO4微溶物,在过滤时会被除去,造成生成的 CaCO3减少 【解析】(1) 白云石高温煅烧,CaCO 3和 MgCO3受热分解生成 CaO 和 MgO,煅粉主要含有 CaO 和 MgO。若溶液中 c(Mg2 )小于 5106 molL1 ,根据 Ksp c(Mg2 )c2(OH )得: c(OH ) molL1 110 3 molL1 , c(H ) 110 11 molL1 ,即 pH11。若用(NH4)2SO4代替 NH4NO3,则(NH 4)2SO4会与 CaO 反应生成 CaSO4微溶物,在过滤时

28、会被除去,造成生成的CaCO3减少。25难溶性杂卤石(K 2SO4MgSO42CaSO42H2O)属于“呆矿” ,在水中存在如下平衡K2SO4MgSO42CaSO42H2O(s)2Ca 2+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:CaSO 4(s)+ CaCO3(s)+已知 298K 时,Ksp(CaCO 3)=2.8010 9 ,Ksp(CaSO 4)=4.9010 5 ,求此温度下

29、该反应的平衡常数 K (计算结果保留三位有效数字) 【答案】 (1)氢氧根与镁离子结合使平衡向右移动,钾离子变多(2)1.7510 4【解析】 (1)Ca(OH) 2溶液能溶解杂卤石浸出 K+的原因是氢氧化钙是饱和溶液,加入后氢氧根离子和镁离子结合生成氢氧化镁沉淀,促进平衡右移钙离子增多,饱和溶液中析出氢氧化钙,增多 K+,故答案为:氢氧根与镁离子结合使平衡向右移动,钾离子变多;(2)溶浸过程中会发生:CaSO 4(s)+CO 32 (aq)CaCO 3(s)+SO 42 (aq) ,CaCO3(s)=Ca2+CO32 ;CaSO 4(s)=Ca 2+SO42 ;依据硫酸钙、碳酸钙溶度积常数的计算表达式,转化关系中钙离子相同计算,反应的平衡常数 K= = = =1.75104,故答案为:1.75104