資源簡介

(共50張PPT)
第60講 流程中的定量計算
2025：基于主題教學的高考化學專題復習系列講座
2025
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2025
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2025
知識重構
2024年——工藝流程題中的計算考向考點統(tǒng)計
2024全國甲卷-8題 Ksp的應用：利用溶度積常數(shù)計算離子的濃度，判斷能否實現(xiàn)Zn2+和Co2+的完全分離
2024新課標卷-8題 Ksp應用：讀表格計算出物質的Ksp，利用計算出的Ksp計算一定PH下殘留離子的濃度。
2024江蘇卷-16題 Ksp應用：計算混合液中沉淀后，殘留的離子濃度
2024湖南卷-16題 K Ka Kb Ksp的綜合應用：利用K計算離子濃度，判斷離子存在的可能性；讀圖計算K，并利用K值進行計算。
2024江蘇卷-14題 熱重曲線分析：利用元素守恒進行計算產(chǎn)物組成
必備知識
1.流程中常見的計算：
化學工藝流程中常見的計算模型
考知識——知識體系是什么？
1.流程中常見的計算：
化學工藝流程中常見的計算模型
考知識——知識體系是什么？
1.流程中常見的計算：
化學工藝流程中常見的計算模型
關鍵能力
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2025
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思維模型建構
1.試劑作用分析：加入試劑，精準分析物質變化與試劑作用。
2.工業(yè)流程五觀念：
元素守恒的觀念
前后關聯(lián)的觀念
物質轉化的觀念
渣液分離的觀念
循環(huán)利用的觀念
從定量的視角分析問題
思路分析
1.(2024年全國甲卷26題)鈷在新能源、新材料領域具有重要用途。某煉鋅廢渣含有鋅、鉛、銅、鐵、鈷、錳的+2價氧化物及鋅和銅的單質。從該廢渣中提取鈷的一種流程如下。
注：加沉淀劑使一種金屬離子濃度小于等于10-5mol·L-1，其他金屬離子不沉淀，即認為完全分離。
已知：①Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(ZnS)=2.5×10-22,Ksp(CoS)=4.0×10-21。
（3）假設“沉銅”后得到的濾液中c(Zn2+)和c(Co2+)均為0.10mol·L-1，向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全，此時溶液中c(Co2+)= mol·L-1，據(jù)此判斷能否實現(xiàn)Zn2+和Co2+的完全分離_____(填“能”或“不能”)。
不能
1.6×10-4
一、KSP的應用
2.(2024年新課標卷27題)鈷及其化合物在制造合金、磁性材料、催化劑及陶瓷釉等方面有著廣泛應用。一種從濕法煉鋅產(chǎn)生的廢渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的單質或氧化物)中富集回收得到含錳高鈷成品的工藝如下：
已知溶液中相關離子開始沉淀和沉淀完全( )時的pH：
（4）“除鈷液”中主要的鹽有_______
(寫化學式)，殘留的Co2+濃度為_______ 。
一、KSP的應用
PbSO4沉淀
Fe（OH)3
Zn2+ 、K + 、SO42-
ZnSO4 K2SO4
10-16.7 mol/L
一、KSP的應用
9 ×10-6
一、KSP的應用
11.1
（6）氫氧化鎂的Ksp=10-10.8， 當鎂離子完全沉淀時，c(Mg2+)=10-5mol/L，根據(jù)Ksp可計算c(OH-)=10-2.9mol/L，根據(jù)Kw=10-14，c(H+)=10-11.1mol/L，所以溶液的pH=11.1。
（2023遼寧16）某工廠采用如下工藝處理鎳鈷礦硫酸浸取液（含 和 )。實現(xiàn)鎳、鈷、鎂元素的回收。
已知：
(6)“沉鎂”中為使沉淀完全，需控制不低于 (精確至0.1)。
4.（2023湖北卷16題）
(4)已知 ，若“沉鈷過濾”的pH控制為10.0，則溶液中 濃度為 。
一、KSP的應用
5.（2023重慶卷15題）Fe3O4是一種用途廣泛的磁性材料，以FeCl2為原料制備Fe3O4并獲得副產(chǎn)物CaCl2水合物的工藝如下。
25 ℃時各物質溶度積見下表：
(4)①反應釜3中， 25 ℃時，Ca2+濃度為5.0mol/L，理論上PH不超過 。
11
①反應釜3中，時， Ca2+濃度為5.0mol/L ，反應不能使鈣離子生成沉淀，防止引入雜質，故此時，
pOH=3，pH=11，故理論上不超過11。
反應不能使鈣離子生成沉淀
一、KSP的應用
思路分析
6.（2023山東卷17題）鹽湖鹵水(主要含 、 和硼酸根等)是鋰鹽的重要來源。一種以高鎂鹵水為原料經(jīng)兩段除鎂制備 的工藝流程如下：
已知：常溫下 ，。回答下列問題：
(2)濾渣Ⅰ的主要成分是 (填化學式)；精制Ⅰ后溶液中Li+的濃度為2.0mol/L ，則常溫下精制Ⅱ過程中CO32-濃度應控制在 以下。若脫硼后直接進行精制Ⅰ，除無法回收外HCl，還將增加 的用量(填化學式)。
CaSO4 Mg（OH）2
5.5×10-3 mol/L
CaO Na2CO3
一、KSP的應用
PbSO4、PbO2、PbO和Pb。還有少量Ba、Fe、Al 的鹽或氧化物
思路分析
一、KSP的應用
PbSO4、PbO2、PbO和Pb。還有少量Ba、Fe、Al 的鹽或氧化物
一、KSP的應用
PbSO4、PbO2、PbO和Pb。還有少量Ba、Fe、Al 的鹽或氧化物
一、KSP的應用
PbSO4、PbO2、PbO和Pb。還有少量Ba、Fe、Al 的鹽或氧化物
思路分析
二、 KSP 、Kb 、 K 的綜合應用
8.（2023廣東18） 均是重要的戰(zhàn)略性金屬。從處理后的礦石硝酸浸取液(含 )中，利用氨浸工藝可提取 ，并獲得高附加值化工產(chǎn)品。
已知：常溫下，
(2)常溫下， 的氨性溶液中， (填“>”“<”或“=”)。
＞
9.（2023福建卷10題）
(3)25℃時， ,H2S的 。反應
的平衡常數(shù) (列出計算式即可)。經(jīng)計算可判斷難溶于稀硫酸。
二、 KSP 、Kb 、 K 的綜合應用
計算K，綜合應用Ksp Kb
二、 KSP 、Kb 、 K 的綜合應用
10.（2024湖南卷16題）銅陽極泥(含有Au、Ag2Se 、Cu2Se 、PbSO4 等)是一種含貴金屬的可再生資源，回收貴金屬的化工流程如下：
已知：①當某離子的濃度低于 時，可忽略該離子的存在；
② ；
除金需要防止氯化銀溶解
0.5
二、 KSP 、Kb 、 K 的綜合應用
10.（2024湖南卷16題）銅陽極泥(含有Au、Ag2Se 、Cu2Se 、PbSO4 等)是一種含貴金屬的可再生資源，回收貴金屬的化工流程如下：
0.05
思路分析
11.（2023山東17）鹽湖鹵水(主要含 、 和硼酸根等)是鋰鹽的重要來源。一種以高鎂鹵水為原料經(jīng)兩段除鎂制備 的工藝流程如下：
已知：常溫下 ，。回答下列問題：
(1)含硼固體中的在水中存在平衡： (常溫下 )； 與 溶液反應可制備硼砂 。常溫下，在 硼砂溶液中，
水解生成等物質的量濃度的 和 ，該水解反應的離子方程式
為 ， 該溶液PH 。
9.24
二、 KSP 、Kb 、 K 的綜合應用
二、 KSP 、Kb 、 K 的綜合應用
CuIn0.5Ga0.5Se2
4.7
CuIn0.5Ga0.5Se2
思路分析
除去Cu2+ In3+
12.(2021湖北16題)廢舊太陽能電池CIGS具有較高的回收利用價值，其主要組成為
二、 KSP 、Kb 、 K 的綜合應用
CuIn0.5Ga0.5Se2
已知：
計算K，綜合應用Ksp Kb
12.(2021湖北16題)廢舊太陽能電池CIGS具有較高的回收利用價值，其主要組成為
二、 KSP 、Kb 、 K 的綜合應用
2.0×10—6
已知：
解析：
整理 K=
代入數(shù)據(jù)
13.（2023重慶卷15題）Fe3O4是一種用途廣泛的磁性材料，以FeCl2為原料制備Fe3O4并獲得副產(chǎn)物CaCl2水合物的工藝如下。
(4) ②稱取CaCl2水合物，加水溶解，加入過量 ，將所得沉淀過濾洗滌后，溶于熱的稀硫酸中，用
標準溶液滴定，消耗 。滴定達到終點的現(xiàn)象為 ，該副產(chǎn)物中的質量分數(shù)為 。
最后半滴標準液加入后，溶液變?yōu)榧t色，且半分鐘內不變色
66.6%
三、 質量分數(shù)計算
三、 質量分數(shù)計算
MnO2、KOH、
MgO和Fe2O3
K2SO4、
MgSO4和Fe2(SO4)3
MnO2
磁鐵礦
Fe(OH)3
思路分析
14. （2021 遼寧選擇性考試模擬演練） 高錳酸鉀生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢錳渣(主要成分
三、 質量分數(shù)計算
MnO2、KOH、
MgO和Fe2O3
K2SO4、
MgSO4和Fe2(SO4)3
MnO2
磁鐵礦
Fe(OH)3
思路分析
14. （2021 遼寧選擇性考試模擬演練） 高錳酸鉀生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢錳渣(主要成分
三、 質量分數(shù)計算
MnO2
磁鐵礦
Fe(OH)3
產(chǎn)品純度計算
14. （2021 遼寧選擇性考試模擬演練） 高錳酸鉀生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢錳渣(主要成分
三、 質量分數(shù)計算
計算的依據(jù)
0.0320 mol/L×20.00×10-3×2.5
15.(2024江蘇卷14題)
（3）凈化后的 溶液通過沉釹、焙燒得到 。
②將 (摩爾質量為 )在氮氣氛圍中焙燒，剩余固體質量隨溫度變化曲線如圖所示。 時，所得固體產(chǎn)物可表示為 ，通過以上實驗數(shù)據(jù)確定該產(chǎn)物中 的比值_______(寫出計算過程)。
的物質的量為 ，其在氮氣氛圍中焙燒后，金屬元素的質量和化合價均保持不變，因此 = ；
時剩余固體的質量為7.60 mg，固體減少的質量為 ，由于堿式鹽在受熱分解時易變?yōu)檎}，氫氧化物分解得到氧化物和 H2O，碳酸鹽分解得到氧化物和 CO2，因此，可以推測固體變?yōu)? 時失去的質量是生成 H2O和 CO2 的質量；根據(jù)H元素守恒可知，固體分解時生成 H2O
的質量為 ，則生成 CO2 的質量為1.24mg
- 0.36mg =0.88mg ，則生成 CO2 的物質的量為 ，由C元素守恒可知，分解后剩余的 CO32-的物質的量為4×10-5mol- 2 × 10-5= 2 × 10-5 ，因此可以確定該產(chǎn)物中 的比值為 。
2:1
四、 熱重分析
16.（2021年唐山市模擬卷16題）廢舊鉛蓄電池會導致鉛污染，國內外對廢蓄電池的濕法處
PbSO4、PbO2
（NH4)2SO4
思路分析
四、 熱重分析
四、 熱重分析
350oC
四、 熱重分析
350oC
熱重分析的根本方法：原子守恒法
四、 熱重分析
四、 熱重分析
四、 熱重分析
四、 熱重分析
四、 熱重分析
四、 熱重分析
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思維模型
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素養(yǎng)導向下的教學啟示
題目的情境設置
生產(chǎn)環(huán)保情境：
自然資源的綜合利用，生產(chǎn)條件的優(yōu)化，廢物回收利用和毒害物質處理。
學術探究情境：
最新的生產(chǎn)方法，提取技術的應用等。
應考
策略
核心的知識體系
基本思想方法
落實學科大觀念
提升學科能力
學
科
核
心
素
養(yǎng)
（1）深入理解各常數(shù)的含義及計算模型，能進行各常數(shù)間的關聯(lián)計算
（2）理解熱重曲線的圖像變化含義及分析方法。
（3）能用氧化還原理論分析化學反應中的得失電子情況。
（4）掌握產(chǎn)率、純度等概念的含義及常見的測定方法、計算模型。
不變
命題特點
主要考向：以過渡元素為載體，Mg、Al、Fe、Cu等化合物為雜質。
高頻考點：
原料預處理措施、目的；
陌生方程式書寫；
生產(chǎn)條件的選擇與優(yōu)化；
物質分離、提純方法的選擇、操作；
物質成分分析；
化學反應原理分析應用及相關計算。
總結
關注新物質物
質結構知識滲透第60講-流程中的定量計算
1、（2023全國乙卷17題）LiMn2O4作為一種新型鋰電池正極材料受到廣泛關注。由菱錳礦（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制備LiMn2O4的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列問題：
(1)硫酸溶礦主要反應的化學方程式為 。為提高溶礦速率，可采取的措施 (舉1例)。
(2)加入少量MnO2的作用是 。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是 。
(3)溶礦反應完成后，反應器中溶液pH=4，此時c(Fe3+)= mol·L-1；用石灰乳調節(jié)至pH≈7，除去的金屬離子是 。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有 。
(5)在電解槽中，發(fā)生電解反應的離子方程式為 。隨著電解反應進行，為保持電解液成分穩(wěn)定，應不斷 。電解廢液可在反應器中循環(huán)利用。
(6)煅燒窯中，生成LiMn2O4反應的化學方程式是 。
2.（2024安徽卷15題）. 精煉銅產(chǎn)生的銅陽極泥富含等多種元素。研究人員設計了一種從銅陽極泥中分離提收金和銀的流程，如下圖所示。
回答下列問題：
（1）位于元素周期表第_______周期第_______族。
（2）“浸出液1”中含有的金屬離子主要是_______。
（3）“浸取2”步驟中，單質金轉化為的化學方程式為______。
（4）“浸取3”步驟中，“浸渣2”中的_______(填化學式)轉化為。
（5）“電沉積”步驟中陰極的電極反應式為________________________________。“電沉積”步驟完成后，陰極區(qū)溶液中可循環(huán)利用的物質為_______(填化學式)。
（6）“還原”步驟中，被氧化的與產(chǎn)物的物質的量之比為_______。
（7）可被氧化為。從物質結構的角度分析的結構為(a)而不是(b)的原因：________________________________。
3.（2023海南15題）鈹?shù)难趸飶V泛應用于原子能、航天、電子、陶瓷等領域，是重要的戰(zhàn)略物資。利用綠柱石(主要化學成分為(，還含有一定量的FeO和)生產(chǎn)BeO的一種工藝流程如下。
回答問題：
(1)中Be的化合價為 。
(2)粉碎的目的是 ；殘渣主要成分是 (填化學式)。
(3)該流程中能循環(huán)使用的物質是 (填化學式)。
(4)無水可用作聚合反應的催化劑。BeO、與足量C在600~800℃制備的化學方程式為 。
(5)沉鈹時，將pH從8.0提高到8.5，則鈹?shù)膿p失降低至原來的 %。
4. （2024甘肅卷15題）我國科研人員以高爐渣(主要成分為，，和等)為原料，對煉鋼煙氣(和水蒸氣)進行回收利用，有效減少了環(huán)境污染，主要流程如圖所示：
已知：
（1）高爐渣與經(jīng)焙燒產(chǎn)生的“氣體”是_______。
（2）“濾渣”的主要成分是和_______。
（3）“水浸2”時主要反應的化學方程式為_______，該反應能進行的原因是_______。
（4）鋁產(chǎn)品可用于_______。
（5）某含鈣化合物的晶胞結構如圖甲所示，沿x軸方向的投影為圖乙，晶胞底面顯示為圖丙，晶胞參數(shù)。圖丙中與N的距離為_______；化合物的化學式是_______，其摩爾質量為，阿伏加德羅常數(shù)的值是，則晶體的密度為_______(列出計算表達式)。
5. (2020山東新高考16題)用軟錳礦(主要成分為MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制備高純MnCO3的工藝流程如下：
已知：MnO2是一種兩性氧化物；25℃時相關物質的Ksp見下表。
物質 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn(OH)2
Ksp
回答下列問題：
(1)軟錳礦預先粉碎的目的是，MnO2與BaS溶液反應轉化為MnO的化學方程式為 。
(2)保持BaS投料量不變，隨MnO2與BaS投料比增大，S的量達到最大值后無明顯變化，而Ba(OH)2的量達到最大值后會減小，減小的原因是 。
(3)濾液I可循環(huán)使用，應當將其導入到操作中 (填操作單元的名稱)。
(4)凈化時需先加入的試劑X為(填化學式)。再使用氨水調溶液的pH，則pH的理論最小值為___________(當溶液中某離子濃度c=1.0×10－5 mol·L－1時，可認為該離子沉淀完全)。
(5)碳化過程中發(fā)生反應的離子方程式為 。
6．(2022遼寧新高考18題)從釩鉻錳礦渣(主要成分為V2O5、Cr2O3、MnO)中提鉻的一種工藝流程如下：
已知：pH較大時，二價錳[Mn(Ⅱ)]在空氣中易被氧化。回答下列問題：
(1)Cr元素位于元素周期表第_______周期_______族。
(2)用FeCl3溶液制備Fe(OH)3膠體的化學方程式為_______________________。
(3)常溫下，各種形態(tài)五價釩粒子總濃度的對數(shù)[lgc總(Ⅴ)]與pH關系如圖1。已知釩鉻錳礦渣硫酸浸液中c總(Ⅴ)＝0.01 mol/L，“沉釩”過程控制pH＝3.0，則與膠體共沉降的五價釩粒子的存在形態(tài)為_______(填化學式)。
(4)某溫度下，Cr(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)的沉淀率與pH關系如圖2。“沉鉻”過程最佳pH為_______；在該條件下濾液B中c(Cr3＋)＝__mol/L【KW近似為1×10－14，Cr(OH)3的Ksp近似為1×10－30】。
(5)“轉化”過程中生成MnO2的離子方程式為_____________________________。
(6)“提純”過程中Na2S2O3的作用為_________________。
7.（遼寧省凌源市第二高級中學2022屆高三上學期化學試題）遼寧省鐵礦石基礎儲量位居全國首位，鐵礦石成分主要以赤鐵礦或磁鐵礦為主。以赤鐵礦為例，某煉鋼的原理如下：
(1)破碎操作的目的是___________。
(2)該流程中焦炭還原步驟可能包含下列哪些反應___________。
A、 B、
C、 D、
(3)蘇打灰(Na2CO3)的脫硫和脫磷效率較高，但同時部分 Na2CO3會被焦炭還原生成Na 蒸氣，對環(huán)境造成污染，寫出該反應的化學方程式：_______________________________； 脫碳劑X 是空氣的主要成分之一，則工業(yè)制備X 的主要方法是___________。
(4)鋼水產(chǎn)品中鐵元素的含量可以利用 Fe2+與 Cr2O的氧化還原滴定法進行測定。測定前需要在惰性氣氛下用足量稀 H2SO4溶液對鋼樣進行浸取，采用惰性氣氛的原因是___________。取 a g 鋼樣，在酸浸后溶液中加入 b g KNO3，充分反應后，用 c mol L-1 的 K2Cr2O7溶液滴定 Fe2+，用去 V mL。根據(jù)實驗結果計算鋼水中 Fe 元素的百分含量為____(寫出表達式)。
(5)三價鐵離子含量的測定也可以采用絡合滴定法，所形成配離子結構式如圖，此配離子內的作用力不可能含有___________(填序號)。
A．離子鍵 B．σ鍵 C．π鍵 D． 配位鍵 E.氫鍵 F.范德華力
8. （山西省運城市2022屆高三上學期期末調研測化學試題） 2020年，我國“奮斗者”號鈦合金載人艙完美扛住萬米壓力。鈦(Ti)常溫下與酸、堿均不反應，但高溫下能被空氣氧化，由鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3(鈦酸亞鐵)，還有Fe2O3、MgO、SiO2等雜質)為主要原料冶煉金屬鈦同時獲得副產(chǎn)品甲的工業(yè)生產(chǎn)流程如下：
請回答下列問題。
(1)鈦酸亞鐵和硫酸反應的產(chǎn)物之一是TiOSO4，反應中無氣體生成，該反應的化學方程式為______
(2)副產(chǎn)品甲俗稱“綠礬”其化學式是______， 上述生產(chǎn)流程中加入Fe屑的目的是______
(3)溶液I中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等陽離子。常溫下，其對應氫氧化物的K，如下表所示。
氫氧化物 Fe(OH)2 TiO(OH)2 Mg(OH)2
Ksp 8.0×10-16 1.0×10-29 1.8×10-11
①若所得溶液中Mg2+的物質的量濃度為0.0018mol/L，當溶液的pH等于______時，Mg(OH)2開始沉淀。
②溶液II加水并加熱，立即析出大量白色沉淀，該反應的離子方程式為______。
(4)TiO2與焦炭、氯氣在高溫下發(fā)生反應生成TiCl4和一種可燃性氣體的化學方程式為______
(5) Mg還原TiCl4過程中必須在稀有氣體(如氬)氛圍中進行的原因是______
9. （廣西河池市2022屆高三上學期期末化學試題）CoC2O4是制備氧化鈷和金屬鈷的原料。一種利用含鈷廢料(主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、CaO、MgO、碳及有機物等)制取CoC2O4的工藝流程如下：
(1)為了加快“堿浸”速率，可采用的方法有______(寫兩種)。反應的主要化學方程式為______。
(2)“鈷浸出”過程中加入Na2SO3的作用是______。
(3)“除雜1”過程中，在40~50℃加入H2O2，寫出加入H2O2反應主要離子方程式：______。
(4)“除雜2”可將鈣、鎂離子轉化為沉淀過濾除去，若所得濾液中c(Ca2+ )=1.0×10-5mol/L，則濾液中c(Mg2+ )為______[已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10]。
(5)萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關系如圖所示，經(jīng)過萃取可除去Mn2+，則控制溶液的pH范圍是______(填字母)。
A.1.0~2.0 B.2.0~3.0 C.3.0~3.5
10. （山東省青島市黃島區(qū)2022屆化學試題）鋰離子電池回收可變廢為寶，工業(yè)上由LiCoO2正極材料(含有LiCoO2活性物質、炭黑、鋁箔、銅及鎳的化合物和有機黏結劑等)制備CoS的工藝流程如圖：
已知：①P2O4+Cyanex272為金屬離子混合萃取劑；
②Ksp(CoS)=4.0×10﹣21；Ksp[Co(OH)2]=1.09×10﹣15。
回答下列問題：
(1)LiCoO2中Co的化合價為___________。“600℃煅燒”的主要目的為___________。
(2)“酸浸”操作時，溫度宜采取85℃的原因是___________；寫出LiCoO2在該操作中發(fā)生反應的離子方程式___________。
(3)“萃取”時，各金屬離子萃取率與溶液pH的關系如圖，則溶液最佳pH為___________。
(4)“沉鈷”步驟中應調節(jié)溶液的pH為4，pH過大或過小都會使產(chǎn)率降低，原因是___________。溶液中Co2+恰好完全沉淀(離子濃度為1×10﹣5mol·L﹣1)時，溶液中S2﹣濃度為___________。
(5)用如圖所示裝置測定制得的CoS樣品純度，D裝置的作用為___________。取w g CoS樣品于硬質玻璃管中，向裝置中鼓入空氣，點燃酒精燈，測得裝置C增重m g(以SO2計)，則CoS樣品純度為___________×100%(用含w、m的代數(shù)式表示)。
第60講-流程中的定量計算答案及解析
1【答案】(1) MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑ 粉碎菱錳礦
(2) 將Fe2+氧化為Fe3+ Fe3+可以催化H2O2分解
(3) 2.8×10-9 Al3+
(4)BaSO4、NiS
(5) Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+ 加入Mn(OH)2
(6)2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑
【詳解】（1）菱錳礦中主要含有MnCO3，加入硫酸后可以與其反應，硫酸溶礦主要反應的化學方程式為：MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑；為提高溶礦速率，可以將菱錳礦粉碎；故答案為：MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑、粉碎菱錳礦。
（2）根據(jù)分析，加入MnO2的作用是將酸溶后溶液中含有的Fe2+氧化為Fe3+，但不宜使用H2O2氧化Fe2+，因為氧化后生成的Fe3+可以催化H2O2分解，不能使溶液中的Fe2+全部氧化為Fe3+；故答案為：將Fe2+氧化為Fe3+、Fe3+可以催化H2O2分解。
（3）溶礦完成以后，反應器中溶液pH=4，此時溶液中c(OH-)=1.0×10-10mol·L-1，此時體系中含有的c(Fe3+)==2.8×10-9mol·L-1，這時，溶液中的c(Fe3+)小于1.0×10-5，認為Fe3+已經(jīng)沉淀完全；用石灰乳調節(jié)至pH≈7，這時溶液中c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1，溶液中c(Al3+)=1.3×10-12mol·L-1，c(Ni2+)=5.5×10-2mol·L-1，c(Al3+)小于1.0×10-5，Al3+沉淀完全，這一階段除去的金屬離子是Al3+；故答案為：2.8×10-9、Al3+。
（4）加入少量BaS溶液除去Ni2+，此時溶液中發(fā)生的離子方程式為Ba2++S2-+Ni2++SO=BaSO4↓+NiS↓，生成的沉淀有BaSO4、NiS。
（5）在電解槽中，Mn2+發(fā)生反應生成MnO2，反應的離子方程式為Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+；電解時電解液中Mn2+大量減少，H+大量增加，需要加入Mn(OH)2以保持電解液成分的穩(wěn)定；故答案為：Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+、加入Mn(OH)2。
（6）煅燒窯中MnO2與Li2CO3發(fā)生反應生成LiMn2O4，反應的化學方程式為2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑；故答案為：2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑。
2【答案】（1） ①. 四 ②. ⅠB
（2）Cu2+ （3）
（4）AgCl （5） ①. ②.
（6）3：4 （7）(a)結構中電子云分布較均衡，結構較為穩(wěn)定，(b)結構中正負電荷中心不重合，極性較大，較不穩(wěn)定，且存在過氧根，過氧根的氧化性大于I2，故Na2S2O3不能被I2氧化成(b)結構
【解析】
【小問1詳解】Cu的原子序數(shù)為29，位于第四周期第ⅠB族；
【小問2詳解】由分析可知，銅陽極泥加入硫酸、H2O2浸取，Cu被轉化為Cu2+進入浸取液1中，故浸取液1中含有的金屬離子主要是Cu2+；
【小問3詳解】浸取2步驟中，Au與鹽酸、H2O2反應氧化還原反應，生成HAuCl4和H2O，根據(jù)得失電子守恒及質量守恒，可得反應得化學方程式為：；
【小問4詳解】根據(jù)分析可知，浸渣2中含有AgCl，與反應轉化；
【小問5詳解】電沉積步驟中，陰極發(fā)生還原反應，得電子被還原為Ag，電極反應式為：；陰極反應生成，同時陰極區(qū)溶液中含有Na+，故電沉積步驟完成后，陰極區(qū)溶液中可循環(huán)利用得物質為；
【小問6詳解】還原步驟中， HAuCl4被還原為Au，Au化合價由+3價變?yōu)?價，一個HAuCl4轉移3個電子，N2H4被氧化為N2，N的化合價由-2價變?yōu)?價，一個N2H4轉移4個電子，根據(jù)得失電子守恒，被氧化的N2H4與產(chǎn)物Au的物質的量之比為3：4；
【小問7詳解】(a)結構中電子云分布較均衡，結構較為穩(wěn)定，(b)結構中正負電荷中心不重合，極性較大，較不穩(wěn)定，且存在過氧根，過氧根的氧化性大于I2，故Na2S2O3不能被I2氧化成(b)結構。
3【答案】(1)+2
(2) 增大反應物的接觸面積加快反應速率，提高浸取率 SiO2
(3)(NH4)2SO4
(4)BeO+Cl2+CCO+BeCl2
(5)10
【詳解】（1）按照正負化合價代數(shù)和為0，Be的化合價為+2+價；
（2）粉碎的目的是增大反應物接觸面積，加快浸取速率，提高浸取率；殘渣的成分是不溶于酸的SiO2；
（3）最后的濾液中的硫酸銨可以在除鋁步驟中循環(huán)利用；
（4）BeO、與足量C在600~800°C生成BeCl2同時生成CO，化學方程式為BeO+Cl2+CCO+BeCl2；
（5）設Be(OH)2的溶度積常數(shù)為Ksp，K=c(Be2+)×c2(OH-)，c(Be2+)=，當pH=8.0時，c(OH-)=10-6mol/L，鈹損失濃度為c(Be2+)=mol/L，當pH=8.5時，c(OH-)=10-5.5mol/L，鈹損失濃度為c(Be2+)=mol/L，損失降低至原來的10%。
4【答案】（1）NH3 （2）SiO2
（3） ①. ②. ，微溶的硫酸鈣轉化為更難溶的碳酸鈣
（4）凈水 （5） ①. ②. Ca3N3B ③.
【小問1詳解】由分析可知，高爐渣與經(jīng)焙燒產(chǎn)生的“氣體”是NH3；
【小問2詳解】由分析可知，“濾渣”的主要成分是和未反應的SiO2；
【小問3詳解】“水浸2”時主要反應為硫酸鈣與碳酸銨生成更難溶的碳酸鈣，反應方程式為，該反應之所以能發(fā)生，是由于，，，微溶的硫酸鈣轉化為更難溶的碳酸鈣；
【小問4詳解】鋁產(chǎn)品溶于水后，會產(chǎn)生，水解生成膠體，可用于凈水；
【小問5詳解】圖丙中，Ca位于正方形頂點，N位于正方形中心，故與N的距離為pm；由均攤法可知，晶胞中Ca的個數(shù)為，N的個數(shù)為，B的個數(shù)為，則化合物的化學式是Ca3N3B；其摩爾質量為，阿伏加德羅常數(shù)的值是，晶胞體積為則晶體的密度為。
5．【答案】(1)增大接觸面積，充分反應，提高反應速率；MnO2＋BaS＋H2O===Ba(OH)2＋MnO＋S
(2)過量的MnO2消耗了產(chǎn)生的Ba(OH)2
(3)蒸發(fā)
(4)H2O2；4.9
(5)Mn2＋＋HCO3－＋NH3·H2O===MnCO3↓＋NH4＋＋H2O
【解析】軟錳礦粉(主要成分為MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)加入硫化鋇溶液進行反應，主要發(fā)生MnO2＋BaS＋H2O＝Ba(OH)2＋MnO＋S，過濾得到Ba(OH)2溶液，經(jīng)蒸發(fā)結晶、過濾、干燥得到氫氧化鋇；濾渣用硫酸溶解，得到的濾液中主要金屬陽離子有Mn2＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋，得到的濾渣為不溶于稀硫酸的硫磺；之后向濾液中加入合適的氧化劑將Fe2＋轉化為Fe3＋，然后加入氨水調節(jié)pH，使Fe3＋、Al3＋轉化為沉淀除去，壓濾得到的廢渣為Fe(OH)3和Al(OH)3，此時濾液中的金屬陽離子只有Mn2＋，向濾液中加入碳酸氫銨、氨水，Mn2＋和碳酸氫根電離出的碳酸根結合生成碳酸錳沉淀，過濾、洗滌、干燥得到高純碳酸錳。
(1)軟錳礦預先粉碎可以增大反應物的接觸面積，使反應更充分，提高反應速率；MnO2與BaS反應轉化為MnO，Mn元素的化合價由＋4價降低為＋2價，根據(jù)元素價態(tài)規(guī)律可知－2價的S元素應被氧化得到S單質，則MnO2與BaS的系數(shù)比應為1：1，根據(jù)后續(xù)流程可知產(chǎn)物還有Ba(OH)2，結合元素守恒可得化學方程式為：MnO2＋BaS＋H2O＝Ba(OH)2＋MnO＋S；
(2)根據(jù)題目信息可知MnO2為兩性氧化物，所以當MnO2過量時，會消耗反應產(chǎn)生的Ba(OH)2，從而使Ba(OH)2的量達到最大值或會減小；
(3)濾液I為結晶后剩余的Ba(OH)2飽和溶液，所以可以導入到蒸發(fā)操作中循環(huán)使用；
(4)凈化時更好的除去Fe元素需要將Fe2＋氧化為Fe3＋，為了不引入新的雜質，且不將Mn元素氧化，加入的試劑X可以是H2O2；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)e(OH)3和Al(OH)3為同種沉淀，而Al(OH)3的Ksp稍大，所以當Al3＋完全沉淀時，F(xiàn)e3＋也一定完全沉淀，當c(Al3＋)＝1.0×10－5 mol·L－1時，c(OHˉ)＝＝＝10－9.1 mol·L－1，所以c(H＋)＝10－4.9 mol·L－1，pH＝4.9，即pH的理論最小值為4.9；
(5)碳化過程Mn2＋和碳酸氫根電離出的碳酸根結合生成碳酸錳沉淀，促進碳酸氫根的電離，產(chǎn)生的氫離子和一水合氨反應生成銨根和水，所以離子方程式為Mn2＋＋HCO＋NH3·H2O＝MnCO3↓＋NH＋H2O。
6．【答案】(1)4；VIB (2)FeCl3＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3HCl (3)H3V2O7－ (4)6.0；1×10－6 (5)Mn2＋＋H2O2＋2OH－＝MnO2＋2H2O (6)防止pH較大時，二價錳[Mn(Ⅱ)]被空氣中氧氣氧化，轉化為MnO2附在Cr(OH)3的表面，使產(chǎn)物不純
【解析】分析本工藝流程圖可知，“沉釩”步驟中使用氫氧化鐵膠體吸附含有釩的雜質，濾液中主要含有Mn2＋和Cr3＋，加入NaOH“沉鉻”后，Cr3＋轉化為固體A為Cr(OH)3沉淀，濾液B中主要含有MnSO4，加入Na2S2O3主要時防止pH較大時，二價錳[Mn(Ⅱ)]被空氣中氧氣氧化，Cr(OH)3煅燒后生成Cr2O3，“轉化”步驟中的反應離子方程式為：Mn2＋＋H2O2＋2OH－=MnO2＋2H2O，據(jù)此分析解題。
(1)Cr時24號元素，價層電子對排布式為：3d54s1，根據(jù)最高能層數(shù)等于周期序數(shù)，價電子數(shù)等于族序數(shù)，故Cr元素位于元素周期表第4周期VIB族，故答案為：4；VIB；
(2)用FeCl3溶液制備Fe(OH)3膠體的化學方程式為FeCl3＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3HCl，故答案為：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3HCl；
(3)常溫下，各種形態(tài)五價釩粒子總濃度的對數(shù)[lgc總(Ⅴ)]與pH關系如圖1。已知釩鉻錳礦渣硫酸浸液中c總(Ⅴ)= 0.01 mol/L，lgc總(Ⅴ)=－2，從圖中可知， “沉釩”過程控制pH=3.0，lgc總(Ⅴ)=－2時，與膠體共沉降的五價釩粒子的存在形態(tài)為H3V2O7－，故答案為：H3V2O7－；
(4)某溫度下，Cr(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)的沉淀率與pH關系如圖2，由圖中信息可知“沉鉻”過程最佳pH為6.0；則此時溶液中OH－的濃度為：c(OH－)=10－8mol/L，在該條件下濾液B中c(Cr3＋)＝＝＝1×10－6 mol/L，故答案為：6.0；1×10－6；
(5)由分析可知，“轉化”過程中生成MnO2的離子方程式為Mn2＋＋H2O2＋2OH－=MnO2＋2H2O，故答案為：Mn2＋＋H2O2＋2OH－=MnO2＋2H2O；
(6)由分析可知，“提純”過程中Na2S2O3的作用為防止pH較大時，二價錳[Mn(Ⅱ)]被空氣中氧氣氧化，轉化為MnO2附在Cr(OH)3的表面，使產(chǎn)物不純，故答案為：防止pH較大時，二價錳[Mn(Ⅱ)]被空氣中氧氣氧化，轉化為MnO2附在Cr(OH)3的表面，使產(chǎn)物不純。
7. 【答案】（1）增大接觸面積，加快化學反應速率
（2）ABD
（3） Na2CO3+2C2Na↑+3CO↑ ； 分離液態(tài)空氣制備氧氣
（4） 防止Fe2+氧化 ；
（5）A、E、F
【解析】(1)把赤鐵礦破碎的目的是增大接觸面積，加快化學反應速率；
(2)焦炭還原氧化鐵，大致有三個階段，分別是、、；
(3)脫硫和脫磷時加入碳酸鈉，部分碳酸鈉會和焦炭反應生成鈉單質和一氧化碳，反應的化學方程式是Na2CO3+2C2Na↑+3CO↑；脫碳時需要通入氧氣，工業(yè)制備氧氣的方法是分離液態(tài)空氣制備氧氣；
(4)亞鐵離子具有還原性，在空氣中容易被氧化，采用惰性氣氛的原因是防止Fe2+氧化，在酸浸后溶液中加入 b g KNO3，發(fā)生反應 ，消耗亞鐵離子的物質的量是 = mol，剩余的亞鐵離子用重鉻酸鉀溶液滴定，反應的離子方程式是 ，則亞鐵離子的物質的量是 mol，亞鐵離子的物質的量是（+）mol，則鋼水中 Fe 元素的百分含量為
(5) 配離子內有非金屬元素之間形成的共價鍵，有單鍵即σ鍵，有碳氧雙鍵即π鍵，有鐵離子和氮原子之間形成的配位鍵，電負性較大的氮元素、氧元素沒有形成氮氫鍵和氧氫鍵，所以沒有氫鍵，離子內不能形成范德華力。
8. 【答案】（1）
（2） ；將溶液中的Fe3+還原成Fe2+，同時防止Fe2+氧化
（3）①10 ②
（4）
（5）高溫下Mg及產(chǎn)生的Ti容易被氧化變質，甚至不能產(chǎn)生Ti
【解析】 (1)鈦酸亞鐵和硫酸反應的產(chǎn)物之一是TiOSO4，反應中無氣體生成，則反應的方程式為：；
(2)副產(chǎn)品甲俗稱“綠礬”為，流程中加入Fe屑一是可以將溶液中的Fe3+完全還原成Fe2+，二是防止溶液中的Fe2+被氧氣氧化，故答案為：；將溶液中的Fe3+還原成Fe2+，同時防止Fe2+氧化；
(3)①若所得溶液中Mg2+的物質的量濃度為0.0018mol/L，若形成Mg(OH)2開始沉淀，則溶液中：，，，pH=10 ；
②溶液II加水并加熱，立即析出大量白色沉淀，是TiOSO4水解產(chǎn)生TiO(OH)2沉淀和硫酸，反應的離子方程式為： ；
(4)TiO2與焦炭、氯氣在高溫下發(fā)生反應生成TiCl4和一種可燃性氣體，結合元素組成可知可燃性氣體為CO，則反應為：；
(5) Mg是活潑金屬能與空氣中的氧氣、氮氣、二氧化碳氣體發(fā)生反應，影響鎂置換鈦，同時高溫下產(chǎn)生的鈦單質也容易被氧氣氧化變質，因此Mg還原TiCl4過程中必須在稀有氣體(如氬)氛圍中，故答案為：高溫下Mg及產(chǎn)生的Ti容易被氧化變質，甚至不能產(chǎn)生Ti；
9. 【答案】（1） 升高溫度、粉碎廢料，增大溶液與固體的接觸面積等(其它正確答案均可) ；2NaOH＋Al2O3＝NaAlO2＋H2O
（2） 還原Co3+
（3） 2Fe2+＋H2O2＋2H＋＝2Fe3+＋2H2O
（4）
（5） C
【解析】 (1)為了加快“堿浸”速率，可采用的方法有升高溫度、粉碎廢料，增大溶液與固體的接觸面積等。主要化學反應是氧化鋁和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水，其反應的方程式為2NaOH＋Al2O3＝NaAlO2＋H2O；
(2)Co2O3和稀硫酸反應生成Co2(SO4)3和水，Co2(SO4)3與Na2SO3反應生成CoSO4，Na2SO3具有強還原性，因此“鈷浸出”過程中加入Na2SO3的作用是還原Co3+；故答案為：還原Co3+。
(3)“除雜1”過程中，在40~50℃加入H2O2，主要將亞鐵離子氧化為鐵離子，其離子方程式：2Fe2+＋H2O2＋2H＋＝2Fe3+＋2H2O；
(4)根據(jù)題意濾液中c(Ca2+ )=1.0×10-5mol/L，則，，再根據(jù)，得到；
(5)根據(jù)題意，萃取時盡量的將Mn2+萃取出，而減少Co3+萃取，根據(jù)題中信息控制溶液的pH范圍是3.0~3.5。
10. 【答案】（1）+3 ； 除去炭及有機黏合劑
（2） 溫度太低，酸浸速度慢；溫度太高，雙氧水易分解，不利于酸浸 ；2LiCoO2+H2O2+6H+=2Li++2Co2++O2↑+4H2O
（3） 3.5
（4） pH過大，會生成Co(OH)2沉淀；pH過小，S2﹣會與H+反應生成H2S逸出，導致產(chǎn)率降低 ；4.0×10﹣16mol·L﹣1
（5）防止空氣中的CO2、水蒸氣進入C中產(chǎn)生誤差 ；
【解析】(1)LiCoO2中各元素化合價的代數(shù)和為零，則Co的化合價為+3價；正極材料中含有炭黑及有機黏合劑，煅燒時產(chǎn)生二氧化碳而除去，則“600℃煅燒”的主要目的為除去炭及有機黏合劑；
(2)“酸浸”操作時，加入的物質有過氧化氫，溫度過高易分解，而溫度過低反應速率慢，則溫度宜采取85℃；LiCoO2與硫酸、過氧化氫反應生成硫酸鈷、硫酸鋰、氧氣和水，離子方程式為2LiCoO2+H2O2+6H+=2Li++2Co2++O2↑+4H2O；
(3)根據(jù)圖像，溶液的pH=3.5時，銅、鎳萃取率較低，而鈷的萃取率達到90%左右，則溶液最佳pH為3.5；
(4)“沉鈷”步驟中應調節(jié)溶液的pH為4，pH過大，導致鈷離子生成Co(OH)2沉淀；pH過小，S2﹣與H+反應生成H2S逸出，導致產(chǎn)率降低；Co2+恰好完全沉淀(離子濃度為1×10﹣5mol·L﹣1)時，Ksp(CoS)=c(Co2+)×c(S2-)=4.0×10﹣21，c(S2-)=4.0×10﹣21÷(1×10﹣5)= 4.0×10-16 mol·L﹣1；
(5)裝置C吸收樣品燃燒產(chǎn)生的二氧化硫，而裝置D可防止空氣中的水蒸氣、二氧化碳等酸性氣體進入裝置C，引起誤差；C增重m g(以SO2計)，即SO2的質量為m g，物質的量為mol，根據(jù)硫原子守恒，CoS的物質的量為mol，則CoS樣品純度=mol(59+32)g/mol÷w g×100%=×100%。
(
9
)第60講-流程中的定量計算
知識重構
化學工藝流程中常見的計算模型
(一)常數(shù)相關計算
1．溶度積常數(shù)計算
①Qc＞Ksp：溶液過飽和，有沉淀析出
②Qc＝Ksp：溶液飽和，處于平衡狀態(tài)
③Qc＜Ksp：溶液未飽和，無沉淀析出
2．電離平衡常數(shù)與溶度積常數(shù)的關聯(lián)
M(OH)n(s)Mn＋(aq)＋nOH－(aq)Ksp＝c(Mn＋)·cn(OH－)＝cn(OH－)＝＝()n＋1
3．水解平衡常數(shù)與溶度積常數(shù)的關聯(lián)
Fe3+(aq)+3H2O(aq)Fe(OH)3(s)+3H+(aq)Kh＝＝＝
4．化學平衡常數(shù)與溶度積常數(shù)的關聯(lián)
2Fe3+(aq)+2Mg(OH)2(s)2Fe(OH)3(s)+3Mg2+(aq)K＝
CdS(s)＋2H＋(aq)Cd2＋(ad)＋H2S(aq)K＝Ksp/(Ka1·Ka2)
(二)熱重曲線計算模型
1．一般設晶體為1 mol。
2．失重一般規(guī)律是先失水，然后再失非金屬氧化物。
3．計算每步的m余，×100%＝固體殘留率。
4．晶體中金屬質量不減少，仍在m余中。
5．失重最后一般為金屬氧化物，由質量守恒得m(O)，由n(金屬)∶n(O)，即可求出失重后物質的化學式。
(三)氧化還原(電化學)計算：利用得失電子守恒判斷電子轉移、物質間計量關系。
(四)產(chǎn)率、純度、含量計算：利用化學反應判斷物質間的計量關系，常見：氣體法、沉淀法、滴定法等。
二、重溫經(jīng)典
1. （2024全國甲卷26題）鈷在新能源、新材料領域具有重要用途。某煉鋅廢渣含有鋅、鉛、銅、鐵、鈷、錳的+2價氧化物及鋅和銅的單質。從該廢渣中提取鈷的一種流程如下。
注：加沉淀劑使一種金屬離子濃度小于等于10-5mol·L-1，其他金屬離子不沉淀，即認為完全分離。
已知：①Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(ZnS)=2.5×10-22,Ksp(CoS)=4.0×10-21。
（3）假設“沉銅”后得到的濾液中c(Zn2+)和c(Co2+)均為0.10mol·L-1，向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全，此時溶液中c(Co2+)=_____mol·L-1，據(jù)此判斷能否實現(xiàn)Zn2+和Co2+的完全分離_____(填“能”或“不能”)。
【答案】(3) 不能
【解析】（3）假設“沉銅”后得到的濾液中和均為，向其中加入至沉淀完全，此時溶液中，則，小于，說明大部分也轉化為硫化物沉淀，據(jù)此判斷不能實現(xiàn)Zn2+和Co2+的完全分離。
2. (2024新課標卷27題)鈷及其化合物在制造合金、磁性材料、催化劑及陶瓷釉等方面有著廣泛應用。一種從濕法煉鋅產(chǎn)生的廢渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的單質或氧化物)中富集回收得到含錳高鈷成品的工藝如下：
已知溶液中相關離子開始沉淀和沉淀完全()時的pH：
開始沉淀的pH 15 6.9 — 7.4 6.2
沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2
回答下列問題：
（4）“除鈷液”中主要的鹽有_______(寫化學式)，殘留的濃度為_______。
【答案】（4） ①. 、 ②.
【解析】最終得到的“除鈷液”中含有的金屬離子主要是最初“酸浸”時與加入ZnO調pH時引入的、加入“氧化沉鈷”時引入的，而陰離子是在酸浸時引入的，因此其中主要的鹽有和。當溶液時，恰好完全沉淀，此時溶液中，則，則。“除鈷液”的，即，則，此時溶液中。
3.（2024江蘇卷16題）. 貴金屬銀應用廣泛。Ag與稀制得，常用于循環(huán)處理高氯廢水。
（1）沉淀。在高氯水樣中加入使?jié)舛燃s為，當?shù)渭尤芤褐灵_始產(chǎn)生沉淀(忽略滴加過程的體積增加)，此時溶液中濃度約為_______。[已知：，]
【答案】（1）
【解析】濃度約為，當?shù)渭尤芤褐灵_始產(chǎn)生沉淀，此時，；
4.（2023湖北16題）(4)已知，若“沉鈷過濾”的pH控制為10.0，則溶液中濃度為 。
【答案】(4)
【解析】（4）已知，若“沉鈷過濾”的pH控制為10.0，則溶液中 ，濃度為 。
（2023遼寧16）某工廠采用如下工藝處理鎳鈷礦硫酸浸取液（含和)。實現(xiàn)鎳、鈷、鎂元素的回收。已知：
物質
(6)“沉鎂”中為使沉淀完全，需控制不低于 (精確至0.1)。
【答案】(6)11.1
【詳解】（6）氫氧化鎂的Ksp=10-10.8， 當鎂離子完全沉淀時，c(Mg2+)=10-5mol/L，根據(jù)Ksp可計算c(OH-)=10-2.9mol/L，根據(jù)Kw=10-14，c(H+)=10-11.1mol/L，所以溶液的pH=11.1。
5.（2023重慶15題）是一種用途廣泛的磁性材料，以為原料制備并獲得副產(chǎn)物水合物的工藝如下。
時各物質溶度積見下表：
物質
溶度積
回答下列問題：
(4)①反應釜3中，時，濃度為，理論上不超過 。
【答案】 (4) 11
【解析】（4）①反應釜3中，時，濃度為，反應不能使鈣離子生成沉淀，防止引入雜質，故此時，pOH=3，pH=11，故理論上不超過11。
6.（2023山東卷17題）.鹽湖鹵水(主要含、和硼酸根等)是鋰鹽的重要來源。一種以高鎂鹵水為原料經(jīng)兩段除鎂制備的工藝流程如下：
已知：常溫下，。相關化合物的溶解度與溫度的關系如圖所示。
(2)濾渣Ⅰ的主要成分是 (填化學式)；精制Ⅰ后溶液中的濃度為，則常溫下精制Ⅱ過程中濃度應控制在 以下。若脫硼后直接進行精制Ⅰ，除無法回收外，還將增加 的用量(填化學式)。
【答案】 (2) 、Mg(OH)2 CaO
【詳解】（2）由分析可知，濾渣I的主要成分是、Mg(OH)2；精制I后溶液中的濃度為2.0，由可知，則常溫下精制Ⅱ過程中濃度應控制在 以下。若脫硼后直接進行精制Ⅰ，若不回收HCl，整個溶液將呈強酸性，因此為達到除Mg2+離子所需的堿性pH首先需要額外多消耗CaO，同時多引入的Ca2+離子需要更多的純堿除去，因此，還將增加生石灰（CaO）和純堿（）的用量。
7.(2022全國乙卷26題)廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb。還有少量Ba、Fe、Al的鹽或氧化物等。為了保護環(huán)境、充分利用鉛資源，通過下圖流程實現(xiàn)鉛的回收。
一些難溶電解質的溶度積常數(shù)如下表：
難溶電解質 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 2.5×10-8 7.4×10-14 1.1×10-10 2.6×10-9
一定條件下，一些金屬氫氧化物沉淀時的pH如下表：
金屬氫氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2
開始沉淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1
回答下列問題：
(1)在“脫硫”中PbSO4轉化反應的離子方程式為________，用沉淀溶解平衡原理解釋選擇Na2CO3的原因________。
(2)在“脫硫”中，加入Na2CO3不能使鉛膏中BaSO4完全轉化，原因是________。
【答案】(1) PbSO4(s)+CO32-(aq)= PbCO3(s)+SO42-(aq)
反應PbSO4(s)+CO32- (aq)= PbCO3(s)+SO42- (aq)的平衡常數(shù)
K= = = = = 3.4×105 > 105，
PbSO4可以比較徹底的轉化為PbCO3。
(2)反應BaSO4(s)+CO32- (aq)= BaCO3(s)+SO42- (aq)的平衡常數(shù)
K= = = = = 0.04 << 105，反應正向進行的程度有限。
【解析】鉛膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，還有少量Ba、Fe、Al的鹽或氧化物等，向鉛膏中加入碳酸鈉溶液進行脫硫，硫酸鉛轉化為碳酸鉛，過濾，向所得固體中加入醋酸、過氧化氫進行酸浸，過氧化氫可將溶液中的亞鐵離子氧化為鐵離子，酸浸后溶液的pH約為4.9，依據(jù)金屬氫氧化物沉淀時的pH可知，濾渣主要成分為氫氧化鋁、氫氧化鐵，過濾后，向濾液中加入氫氧化鈉溶液進行沉鉛，得到氫氧化鉛沉淀，濾液中的金屬陽離子主要為鈉離子和鋇離子，氫氧化鉛再進行處理得到PbO。
(1)“脫硫”中，碳酸鈉溶液與硫酸鉛反應生成碳酸鉛和硫酸鈉，反應的離子方程式為：PbSO4(s)+CO32- (aq)= PbCO3(s)+SO42- (aq)，由一些難溶電解質的溶度積常數(shù)的數(shù)據(jù)可知，Ksp(PbCO3)=7.4×10-14，Ksp(PbSO4)=2.5×10-8，反應PbSO4(s)+CO32- (aq)= PbCO3(s)+SO42- (aq)的平衡常數(shù)K= = = = = 3.4×105 > 105，說明可以轉化的比較徹底，且轉化后生成的碳酸鉛可由酸浸進入溶液中，減少鉛的損失。
(2)反應BaSO4(s)+CO32- (aq)= BaCO3(s)+SO42- (aq)的平衡常數(shù)K= = = = = 0.04 << 105，說明該反應正向進行的程度有限，因此加入碳酸鈉不能使鉛膏中的BaSO4完全轉化。
8.（2023廣東卷18題） 已知(2)常溫下，的氨性溶液中，
(填“>”“<”或“=”)
【答案】(2)＞
【詳解】（2）常溫下，的氨性溶液中，，，，則＞；故答案為：＞。
9．（2023福建卷10題）(3)時，的
。反應的平衡常數(shù) (列出計算式即可)。經(jīng)計算可判斷難溶于稀硫酸。
【答案】(3)或或之間任一數(shù)字
【詳解】（3）的平衡常數(shù)=；
10.(2024湖南卷16題）銅陽極泥(含有Au、、、等)是一種含貴金屬的可再生資源，回收貴金屬的化工流程如下：
已知：①當某離子的濃度低于時，可忽略該離子的存在；
② ；
（3）“氧化酸浸”和“除金”工序抣需加入一定量的：
②在“除金”工序溶液中，濃度不能超過_______。
（4）在“銀轉化”體系中，和濃度之和為，兩種離子分布分數(shù)隨濃度的變化關系如圖所示，若濃度為，則的濃度為_______。
【答案】（3） ②. 0.5 （4）0.05
【詳解】②由題目可知，在“除金”工序溶液中，若加入過多，AgCl則會轉化為，當某離子的濃度低于1.0×10 5mol L 1時，可忽略該離子的存在，為了不讓AgCl發(fā)生轉化，則另，由，可得，即濃度不能超過；
在“銀轉化”體系中，和濃度之和為，溶液中存在平衡關系：，當時，此時，則該平衡關系的平衡常數(shù)，當時，，解得此時；
11.（2023山東卷17題）.鹽湖鹵水(主要含、和硼酸根等)是鋰鹽的重要來源。一種以高鎂鹵水為原料經(jīng)兩段除鎂制備的工藝流程如下：
(1)含硼固體中的在水中存在平衡：(常溫下，)；與溶液反應可制備硼砂。常溫下，在硼砂溶液中，水解生成等物質的量濃度的和，該水解反應的離子方程式為 ，該溶液 。
【答案】(1)
【詳解】（1）含硼固體中的在水中存在平衡：(常溫下，)；與溶液反應可制備硼砂。常溫下.在硼砂溶液中，水解生成等物質的量濃度的和，該水解反應的離子方程式為，由B元素守恒可知，和的濃度均為，，則該溶液。
12.(2021湖北16題)廢舊太陽能電池CIGS具有較高的回收利用價值，其主要組成為CuIn0.5Ga0.5Se2。某探究小組回收處理流程如圖：
回答下列問題：
(3)25℃時，已知：Kb(NH3·H2O)≈2.0×10-5，Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10-35，Ksp[In(OH)3]≈1.0×10-33，Ksp[Cu(OH)2]≈1.0×10-20，“浸出液”中c(Cu2+)=0.01mol·L-1。當金屬陽離子濃度小于1.0×10-5mol·L-1時沉淀完全，In3+恰好完全沉淀時溶液的pH約為_________(保留一位小數(shù))；若繼續(xù)加入6.0mol·L-1氨水至過量，為探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解，計算反應Ga(OH)3+NH3·H2O[Ga(OH)4]- + NH的平衡常數(shù)K=___________________。(已知：Ga3++4OH-[Ga(OH)4]- K′=≈1.0×1034)
【答案】4.7 2.0×10—6
【解析】當金屬陽離子濃度小于1.0×10-5mol·L-1時沉淀完全，代入Ksp[In(OH)3]≈1.0×10-33，計算pH約為4.7；Ga(OH)3+NH3·H2O[Ga(OH)4]- + NH的平衡常數(shù)K，要進行變式，利用Kb(NH3·H2O)≈2.0×10-5，Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10-35，K′=≈1.0×1034進行計算。
即In3+恰好完全沉淀時c(OH―)=≈1.0×10-9.3，c(H+)=1.0×10-4.7，故答案是PH=4.7；藍色沉淀是氫氧化銅，繼續(xù)滴加氨水會生成四氨合銅離子，這時氫氧化銅會溶解，故答案是藍色沉淀溶解，溶液變成深藍色；由反應方程式可知
K＝，由K′=≈1.0×1034，
得K＝＝
＝1.0×1034 × Ksp[Ga(OH)3] × Kb(NH3 H2O)，代入數(shù)據(jù)可知K=2.0×10-6。
或Ga(OH)3(s) Ga3+(aq)+3OH—(aq)、
Ga3++3OH— [Ga(OH)4]—、
NH3·H2ONH4++OH—
三個反應疊加可以得到Ga(OH)3(s)+NH3·H2O[Ga(OH)4]—+NH4+，
則該平衡常數(shù)K=Ksp[Ga(OH)3]·K′·Kb=1.0×10—35×1.0×1034×2.0×10—5=2.0×10—6
13.（2023重慶卷15題）是一種用途廣泛的磁性材料，以為原料制備并獲得副產(chǎn)物水合物的工藝如下。
(4)②稱取水合物，加水溶解，加入過量，將所得沉淀過濾洗滌后，溶于熱的稀硫酸中，用標準溶液滴定，消耗。滴定達到終點的現(xiàn)象為 ，該副產(chǎn)物中的質量分數(shù)為 。
【答案】 (4) 最后半滴標準液加入后，溶液變?yōu)榧t色，且半分鐘內不變色 66.6%
【解析】（4）②高錳酸鉀溶液紫紅色，故滴定達到終點的現(xiàn)象為：最后半滴標準液加入后，溶液變?yōu)榧t色，且半分鐘內不變色；氯化鈣和草酸鈉轉化為草酸鈣沉淀，草酸鈣沉淀加入硫酸轉化為草酸，草酸和高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應：，結合質量守恒可知，，則該副產(chǎn)物中的質量分數(shù)為。
14. （2021 遼寧選擇性考試模擬演練） 高錳酸鉀生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢錳渣(主要成分
為MnO2、KOH、MgO和Fe2O3)可用于制備MnSO4晶體，工藝流程如下：
該工藝條件下金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金屬離子 Fe3+ Fe2+ Mn2+ Mg2+
開始沉淀pH 2.10 7.45 9.27 9.60
完全沉淀pH 3.20 8.95 10.87 11.13
回答以下問題：（6）取0.1510 g MnSO4固體，溶于適量水中，加硫酸酸化，用過量NaBiO3(難溶于水)將其完全氧化為，過濾，洗滌，洗滌液并入濾液后，加入0.5360 g Na2C2O4固體，充分反應后，用0.0320 mol/L KMnO4溶液滴定，用去20.00 mL，計算樣品中MnSO4的質量分數(shù)_______(保留三位有效數(shù)字)。
【答案】98.0%。
【解析】此題是采用間接測定法測MnSO4的含量，根據(jù)題意，與由樣品產(chǎn)生的反應的物質的量=總的的物質的量-滴定消耗的物質的量，由此計算。加入的Na2C2O4的物質的量為=0.004mol，由方程式可知，剩余的的物質的量為0.0016mol，由此得與由樣品產(chǎn)生的反應的物質的量為0.004-0.0016=0.0024mol，即樣品中MnSO4的物質的量為0.0098mol，其質量分數(shù)為=98.0%，故填98.0%。
15.（2024江蘇14題）回收磁性合金釹鐵硼()可制備半導體材料鐵酸鉍和光學材料氧化釹。
（3）凈化后的溶液通過沉釹、焙燒得到。
②將(摩爾質量為)在氮氣氛圍中焙燒，剩余固體質量隨溫度變化曲線如圖所示。時，所得固體產(chǎn)物可表示為，通過以上實驗數(shù)據(jù)確定該產(chǎn)物中的比值_______(寫出計算過程)。
【答案】 2:1
【解析】的物質的量為，其在氮氣氛圍中焙燒后，金屬元素的質量和化合價均保持不變，因此，=；時剩余固體的質量為7.60，固體減少的質量為，由于堿式鹽在受熱分解時易變?yōu)檎}，氫氧化物分解得到氧化物和，碳酸鹽分解得到氧化物和，因此，可以推測固體變?yōu)闀r失去的質量是生成和的質量；根據(jù)H元素守恒可知，固體分解時生成的質量為，則生成的質量為-=，則生成的物質的量為，由C元素守恒可知，分解后剩余的的物質的量為4×10-5mol-=，因此可以確定該產(chǎn)物中的比值為。
16.（2021年唐山市模擬卷16題）廢舊鉛蓄電池會導致鉛污染，國內外對廢蓄電池的濕法處理進行了廣泛研究，RSR工藝回收鉛是其成果之一，具體化工流程如下：
已知：I．鉛膏主要成分是PbO2、PbSO4；
II．HBF4是強酸；
III．KSP(PbSO4)＝1.6×10—8、KSP(PbCO3)＝7.4×10—14。
回答下列問題：
（6）已知焙燒PbCO3可制得鉛的氧化物，為了研究其產(chǎn)物成分取5.34g PbCO3進行焙燒，其熱重曲線如下圖所示，請寫出350oC時所得鉛的氧化物的化學式_____。
【答案】鉛的氧化物Pb2O3。
【解析】由于焙燒PbCO3可制得鉛的氧化物，根據(jù)原子守恒和質量守恒可知5.34g PbCO3中Pb為0.02mol，所以350oC時所得鉛的氧化物中含Pb為0.02mol，m(O)＝4.62－0.02×207＝0.48g，n(O)＝0.03mol，所以此時鉛的氧化物Pb2O3。
三、模型建構
1.流程中速率、產(chǎn)率和轉化率的設問點
2.理清概念
概念名稱 定義式 考向 措施
速率 速率（v）=轉化量/時間 考查提高速率的措施 在原料的預處理階段和反應條件控制階段進行考查，考查加快反應速率常采取的措施：粉碎、研磨、攪拌、適當升高溫度、適當增大濃度、加入催化劑等。
產(chǎn)率 產(chǎn)率＝m(實際)/m(理論) 考查計算和提高產(chǎn)率的措施 反應條件控制階段通過控制溫度來減少副反應的發(fā)生、通過調節(jié)pH來控制反應向著生成目標產(chǎn)物的方向進行等。
轉化率 轉化率(α)＝n(轉化)/n(總) 考查提高轉化率的措施 通過改變濃度、壓強、溫度等使反應朝著有利于提高某物質轉化率的方向移動、通過增加廉價物質的投入量來提高另一種反應物的轉化率等。
四、名師導學
深入理解各常數(shù)的含義及計算模型，能進行各常數(shù)間的關聯(lián)計算；理解熱重曲線的圖像變化含義及分析方法。能用氧化還原理論分析化學反應中的得失電子情況。掌握產(chǎn)率、純度等概念的含義及常見的測定方法、計算模型。
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