資源簡介

章末提升課　離子反應在化工流程中的應用
[核心素養發展目標]　1.了解常考中和反應的曲線形式，掌握特殊點法分析曲線的思維模式。2.能用守恒思想、平衡觀念分析酸堿的用量與溶液中微粒存在形式及濃度的關系。
一、工藝流程題的一般呈現形式
二、工藝流程題解題思路
1．審題流程
2．識圖技巧
圖1箭頭表示反應物加入同時生成物出來；
圖2箭頭表示反應物分步加入和生成物出來；
圖3箭頭表示循環反應。
三、典例剖析
例1　(2022·全國乙卷，26)廢舊鉛酸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，為了保護環境、充分利用鉛資源，通過下圖流程實現鉛的回收。
一些難溶電解質的溶度積常數如下表：
難溶電解質 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3
Ksp/(mol2·L－2) 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___________________
_______________________________________________________________________________。
(3)在“酸浸”中，除加入醋酸(HAc)，還要加入H2O2。
(ⅰ)能被H2O2氧化的離子是_______________________________________________________；
(ⅱ)H2O2促進了金屬Pb在醋酸中轉化為Pb(Ac)2，其化學方程式為_______________________
_______________________________________________________________________________；
(ⅲ)H2O2也能使PbO2轉化為Pb(Ac)2，H2O2的作用是_________________________________。
(4)“酸浸”后溶液的pH約為4.9，濾渣的主要成分是____________________。
(5)“沉鉛”的濾液中，金屬離子有_________________________________________________。
流程解讀　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。
例2　[2022·廣東，18(1)(3)(4)(5)]稀土(RE)包括鑭、釔等元素，是高科技發展的關鍵支撐。我國南方特有的稀土礦可用離子交換法處理，一種從該類礦(含鐵、鋁等元素)中提取稀土的工藝如下：
已知：月桂酸(C11H23COOH)的熔點為44 ℃；月桂酸和(C11H23COO)3RE均難溶于水。該工藝條件下，稀土離子保持＋3價不變；(C11H23COO)2Mg的Ksp＝1.8×10－8 mol3·L－3，Al(OH)3開始溶解時的pH為8.8；有關金屬離子沉淀的相關pH見下表。
離子 Mg2＋ Fe3＋ Al3＋ RE3＋
開始沉淀時的pH 8.8 1.5 3.6 6.2～7.4
沉淀完全時的pH / 3.2 4.7 /
(1)“氧化調pH”中，化合價有變化的金屬離子是__________。
(3)“過濾2”后，濾餅中檢測不到Mg元素，濾液2中Mg2＋濃度為2.7 g·L－1。為盡可能多地提取RE3＋，可提高月桂酸鈉的加入量，但應確保“過濾2”前的溶液中c(C11H23COO－)低于__________ mol·L－1(保留兩位有效數字)。
(4)①“加熱攪拌”有利于加快RE3＋溶出、提高產率，其原因是__________________________。
②“操作X”的過程為先__________，再固液分離。
(5)該工藝中，可再生循環利用的物質有__________(寫化學式)。
流程解讀　由流程可知，該類礦(含鐵、鋁等元素)加入酸化MgSO4溶液浸取，得到浸取液中含有RE3＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、SO等離子，經氧化調pH使Fe3＋、Al3＋形成沉淀，經過濾除去，濾液1中含有RE3＋、Mg2＋、SO等離子，加入月桂酸鈉，使RE3＋形成(C11H23COO)3RE沉淀，濾液2主要含有MgSO4溶液，可循環利用，濾餅加鹽酸，經加熱攪拌溶解后，再冷卻結晶，析出月桂酸，再固液分離得到RECl3溶液。
1．(2023·山西忻州高二月考)四水合磷酸鋅[Zn3(PO4)2·4H2O]難溶于水，是一種性能優良的綠色環保防銹顏料。實驗室以鋅灰(含Zn、ZnO、PbO、CuO、FeO、Fe2O3、SiO2等)為原料制備Zn3(PO4)2·4H2O的流程如下：
已知：Ksp(ZnS)＝1.6×10－24 mol2·L－2，Ksp(CuS)＝6.4×10－36 mol2·L－2。
下列說法錯誤的是(　　)
A．濾渣Ⅰ的主要成分是SiO2
B．步驟Ⅰ中，調節溶液的pH約為5后加KMnO4溶液反應的離子方程式為MnO＋3Fe2＋＋7H2O===MnO2↓＋3Fe(OH)3↓＋5H＋
C．若試劑a為ZnS，反應ZnS(s)＋Cu2＋(aq)===Zn2＋(aq)＋CuS(s)的K＝2.5×1011
D．沉鋅后的母液中可回收利用的物質有K2SO4、(NH4)2SO4
2．鈷的氧化物常用于制取催化劑和顏料等。以含鈷廢料(含Co2O3和少量Fe、Al、Mn、Ca、Mg等的氧化物及活性炭)為原料制取鈷的氧化物的流程如下。
已知：萃取時發生的反應為Co2＋＋n(HA)2CoA2·(n－1)(HA)2＋2H＋。
(1)除Fe、Al：先加入NaClO3溶液，再加入Na2CO3溶液調節pH。寫出NaClO3氧化Fe2＋的離子方程式：_____________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)除Ca、Mg：當某離子濃度c≤1×10－6 mol·L－1時，認為該離子已除盡。
①為使Ca2＋、Mg2＋除盡，必須保持溶液中c(F－)≥________mol·L－1。
②若調節溶液的pH偏低，將會導致Ca2＋、Mg2＋沉淀不完全，其原因是________________
_______________________________________________________________________________。
[Ksp(CaF2)＝1.0×10－10 mol3·L－3，Ksp(MgF2)＝7.4×10－11 mol3·L－3，Ka(HF)＝3.5×10－4 mol·L－1]
(3)萃取、反萃取：加入某有機酸萃取劑(HA)2，實驗測得Co2＋萃取率隨pH的變化如圖所示。向萃取所得有機相中加入H2SO4，反萃取得到水相。
①該工藝中設計萃取、反萃取的目的是______________________________________________。
②Co2＋萃取率隨pH升高先增大后減小的可能原因是___________________________________
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
離子反應在化工流程中的應用
例1　(1)PbSO4(s)＋CO(aq)===PbCO3(s)＋SO(aq)　反應PbSO4(s)＋CO(aq)===PbCO3(s)＋SO(aq)的平衡常數K＝＝＝≈3.4×105>105，PbSO4可以比較徹底的轉化為PbCO3
(2)反應BaSO4(s)＋CO(aq)BaCO3(s)＋SO(aq)的平衡常數K＝＝＝≈0.04 105，反應正向進行的程度有限
(3)(ⅰ)Fe2＋　(ⅱ)Pb＋H2O2＋2HAc===Pb(Ac)2＋2H2O　(ⅲ)作還原劑
(4)Fe(OH)3、Al(OH)3　(5)Ba2＋、Na＋
例2　(1)Fe2＋　(3)4.0×10－4
(4)①加熱攪拌可加快反應速率　②冷卻結晶　(5)MgSO4
變式訓練
1．A
2．(1)6Fe2＋＋ClO＋6H＋===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O
(2)①0.01　②pH偏低，氫離子濃度過大導致氟離子和氫離子結合成HF分子
(3)①實現Co2＋的提取和富集　②隨著pH升高，氫離子濃度減小，Co2＋＋n(HA)2??CoA2·(n－1)(HA)2＋2H＋平衡正向移動，導致Co2＋萃取率升高；若pH過高，則Co2＋轉化為Co(OH)2沉淀，導致Co2＋萃取率下降
解析　(2)①Ksp(CaF2)＝1.0×10－10 mol3·L－3，Ksp(MgF2)＝7.4×10－11 mol3·L－3，則氟化鈣溶解度更大，鈣離子除盡需要保證氟離子濃度至少為＝ mol·L－1＝0.01 mol·L－1。(3)①該工藝中設計萃取、反萃取的目的是將Co2＋從濾液中提取到有機層中，然后分液后再反萃取到水層中，實現Co2＋的提取和富集。(共79張PPT)
章末提升課
離子反應在化工流程中的應用
第3章
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核心素養
發展目標
1.了解常考中和反應的曲線形式，掌握特殊點法分析曲線的思維模式。
2.能用守恒思想、平衡觀念分析酸堿的用量與溶液中微粒存在形式及濃度的關系。
一、工藝流程題的一般呈現形式
二、工藝流程題解題思路
1.審題流程
2.識圖技巧
圖1箭頭表示反應物加入同時生成物出來；
圖2箭頭表示反應物分步加入和生成物出來；
圖3箭頭表示循環反應。
三、典例剖析
例1　(2022·全國乙卷，26)廢舊鉛酸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，為了保護環境、充分利用鉛資源，通過右圖流程實現鉛
的回收。
一些難溶電解質的溶度積常數如下表：
難溶電解質 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3
Ksp/(mol2·L－2) 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：
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
______________________。
“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)＋ (aq)===
PbCO3(s)＋ (aq)，Ksp(PbCO3)＝7.4×10－14 mol2·L－2，Ksp(PbSO4)＝2.5×10－8 mol2·L－2，反應PbSO4(s)＋
說明反應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)在“脫硫”中，加入Na2CO3不能使
鉛膏中BaSO4完全轉化，原因是_____
_________________________________
_______________________________________________________________
_____________________________。
反應
≈0.04
105，反應正向進行的程度有限
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。
(3)在“酸浸”中，除加入醋酸(HAc)，
還要加入H2O2。
(ⅰ)能被H2O2氧化的離子是_____；
Fe2＋
過氧化氫有氧化性，亞鐵離子有還原性，會被過氧化氫氧化為鐵離子。
(ⅱ)H2O2促進了金屬Pb在醋酸中轉化為
Pb(Ac)2，其化學方程式為___________
______________________；
Pb＋H2O2＋
2HAc===Pb(Ac)2＋2H2O
過氧化氫促進金屬Pb在醋酸溶液中轉化為Pb(Ac)2，過氧化氫與Pb、HAc發生氧化還原反應生成Pb(Ac)2和H2O，依據得失電子守恒和原子守恒可知，反應的化學方程式為Pb＋H2O2＋2HAc===Pb(Ac)2＋2H2O。
(ⅲ)H2O2也能使PbO2轉化為Pb(Ac)2，
H2O2的作用是__________。
作還原劑
過氧化氫也能使PbO2轉化為Pb(Ac)2，鉛元素化合價由＋4價降低到＋2價，PbO2是氧化劑，則過氧化氫是還原劑。
(4)“酸浸”后溶液的pH約為4.9，濾渣
的主要成分是_________________。
Fe(OH)3、Al(OH)3
酸浸后溶液的pH約為4.9，依據金屬氫氧化物沉淀時的pH可知，濾渣的主要成分為氫氧化鋁、氫氧化鐵。
(5)“沉鉛”的濾液中，金屬離子有
__________。
Ba2＋、Na＋
加入碳酸鈉不能使鉛膏中的BaSO4完全轉化，鐵離子、鋁離子分別轉化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，鉛轉化為氫氧化鉛，最終轉化為氧化鉛，因此沉鉛的濾液中，金屬離子有Ba2＋和Na＋。
流程解讀　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。
例2　[2022·廣東，18(1)(3)(4)(5)]稀土(RE)包括鑭、釔等元素，是高科技發展的關鍵支撐。我國南方特有的稀土礦可用離子交換法處理，一種從該類礦(含鐵、鋁等元素)中提取稀土的工藝如下：
已知：月桂酸(C11H23COOH)的熔點為
44 ℃；月桂酸和(C11H23COO)3RE均難
溶于水。該工藝條件下，稀土離子保持
＋3價不變；(C11H23COO)2Mg的Ksp＝
1.8×10－8 mol3·L－3，Al(OH)3開始溶解
時的pH為8.8；有關金屬離子沉淀的相關pH見下表。
離子 Mg2＋ Fe3＋ Al3＋ RE3＋
開始沉淀時的pH 8.8 1.5 3.6 6.2～7.4
沉淀完全時的pH / 3.2 4.7 /
(1)“氧化調pH”中，化合價有變化的金屬離子是______。
Fe2＋
“氧化調pH”的目的是除去含鐵、鋁等元素的離子，需要將Fe2＋氧化為Fe3＋，以便后續除雜，所以化合價有變化的金屬離子是Fe2＋。
(3)“過濾2”后，濾餅中檢測不到Mg元素，濾液2中Mg2＋濃度為2.7 g·L－1。為盡可能多地提取RE3＋，可提高月桂酸鈉的加入量，但應確保“過濾2”前的溶液中c(C11H23COO－)低于________ mol·
L－1(保留兩位有效數字)。
4.0×10－4
濾液2中Mg2＋濃度為2.7 g·L－1，即0.112 5 mol·L－1，
根據Ksp[(C11H23COO)2Mg]＝c平(Mg2＋)· (C11H23COO－)，若要加入月
桂酸鈉后只生成(C11H23COO)3RE，而不產生(C11H23COO)2Mg，
則c平(C11H23COO－)< ＝ mol·L－1
＝4.0×10－4 mol·L－1。
(4)①“加熱攪拌”有利于加快RE3＋溶出、提高產率，其原因是____________
_____________。
②“操作X”的過程為先________，再固液分離。
加熱攪拌可
加快反應速率
冷卻結晶
“操作X”的結果是分離出月桂酸，由信息可知，月桂酸(C11H23COOH)
的熔點為44 ℃，故“操作X”的過程為先冷卻結晶，再固液分離。
(5)該工藝中，可再生循環利用的物質有_______(寫化學式)。
MgSO4
流程解讀　由流程可知，該類礦(含鐵、鋁等元素)加入酸化MgSO4溶液浸取，得到浸取液中含有RE3＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、 等離子，經氧化調pH使Fe3＋、Al3＋形成沉淀，經過濾除去，濾液1中含有RE3＋、Mg2＋、 等離子，加入月桂酸鈉，使RE3＋形成(C11H23COO)3RE沉淀，濾液2主要含有MgSO4溶液，可循環利用，濾餅加鹽酸，經加熱攪拌溶解后，再冷卻結晶，析出月桂酸，再固液分離得到RECl3溶液。
1.(2023·山西忻州高二月考)四水合磷酸鋅[Zn3(PO4)2·4H2O]難溶于水，是一種性能優良的綠色環保防銹顏料。實驗室以鋅灰(含Zn、ZnO、PbO、CuO、FeO、Fe2O3、SiO2
等)為原料制備Zn3(PO4)2·4H2O的
流程如右：
已知：Ksp(ZnS)＝1.6×10－24 mol2·
L－2，Ksp(CuS)＝6.4×10－36 mol2·L－2。
下列說法錯誤的是
A.濾渣Ⅰ的主要成分是SiO2
B.步驟Ⅰ中，調節溶液的pH約為5
后加KMnO4溶液反應的離子方
程式為 ＋3Fe2＋＋7H2O===MnO2↓＋3Fe(OH)3↓＋5H＋
C.若試劑a為ZnS，反應ZnS(s)＋Cu2＋(aq)===Zn2＋(aq)＋CuS(s)的K＝
2.5×1011
D.沉鋅后的母液中可回收利用的物質有K2SO4、(NH4)2SO4
√
原料鋅灰(含Zn、ZnO、PbO、
CuO、FeO、Fe2O3、SiO2等)中，
SiO2不與酸反應，PbO與硫酸反
應轉化為難溶的PbSO4，其余完
全變成相應的硫酸鹽進入溶液，濾渣Ⅰ為硫酸鉛和SiO2。加入高錳酸鉀氧化硫酸亞鐵，其自身被還原為MnO2，硫酸亞鐵最終轉化為氫氧化鐵，濾渣Ⅱ為MnO2、Fe(OH)3，試劑a用來除掉溶液中的銅離子。
加入碳酸氫銨溶液得到ZnCO3和Zn(OH)2，加入H3PO4溶液得到Zn3(PO4)2·4H2O。反應ZnS(s)＋Cu2＋(aq)===Zn2＋(aq)＋CuS(s)的
2.鈷的氧化物常用于制取催化劑和顏料等。以含鈷廢料(含Co2O3和少量Fe、Al、Mn、Ca、Mg等的
氧化物及活性炭)為原料制取
鈷的氧化物的流程如右。
已知：萃取時發生的反應為
Co2＋＋n(HA)2 CoA2·(n
－1)(HA)2＋2H＋。
(1)除Fe、Al：先加入NaClO3溶液，再加入Na2CO3溶液調節pH。寫出NaClO3氧化Fe2＋的離子方程式：___________
_________________________。
＋6H＋===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O
(2)除Ca、Mg：當某離子濃度c≤1×10－6 mol·L－1時，認為該離子已除盡。
①為使Ca2＋、Mg2＋除盡，必須保持溶液中c(F－)≥______mol·
L－1。
0.01
Ksp(CaF2)＝1.0×10－10 mol3·L－3，Ksp(MgF2)＝7.4×10－11 mol3·L－3，則氟化鈣溶解度更大，鈣離子除盡需要保證氟離子濃度至少為
②若調節溶液的pH偏低，將會導致Ca2＋、Mg2＋沉淀不完全，其原因是_____________
_____________________________________________。
pH偏低，氫離子濃度過大導致氟離子和氫離子結合成HF分子
[Ksp(CaF2)＝1.0×10－10 mol3·L－3，Ksp(MgF2)＝7.4×10－11 mol3·L－3，Ka(HF)＝3.5×10－4 mol·L－1]
(3)萃取、反萃取：加入某有機酸萃取劑
(HA)2，實驗測得Co2＋萃取率隨pH的變化
如圖所示。向萃取所得有機相中加入H2SO4，
反萃取得到水相。
①該工藝中設計萃取、反萃取的目的是______________________。
實現Co2＋的提取和富集
該工藝中設計萃取、反萃取的目的是將Co2＋從濾液中提取到有機層中，然后分液后再反萃取到水層中，實現Co2＋的提取和富集。
②Co2＋萃取率隨pH升高先增大后減小的可能原因是_____________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________。
隨著pH升高，氫離子濃度減小，Co2＋＋n(HA)2 CoA2·(n－1)(HA)2＋2H＋平衡正向移動，導致Co2＋萃取率升高；若pH過高，則Co2＋轉化為Co(OH)2沉淀，導致Co2＋萃取率下降
課時對點練
1.化工行業常用硒(Se)作催化劑，該催化劑具有反應條件溫和、成本低、環境污染小、用后處理簡便等優點。以銅陽極泥(主要成分為Cu2Se、Ag2Se，還含有少量Ag、Au、Pt等)為原料制備純硒的工藝流程如圖。
已知：①“凈化除雜”時采用真空蒸餾的方法提純硒(沸點為685 ℃)；
②焙燒后，Cu、Ag均以硫酸鹽
形式存在，Ksp(Ag2SO4)＝1.4×
10－5 mol3·L－3；
③“浸出液”中溶質的飽和濃度
不小于0.01 mol·L－1；離子濃度小于1×10－5mol·L－1時，認為不含該離子。
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5
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7
下列說法錯誤的是
A.“加硫酸并焙燒”時使用的
硫酸應為濃硫酸
B.“水吸收”過程得到的溶液呈酸性
C.在實驗室蒸餾時，需要用到直形冷凝管
D.“浸出液”中的溶質成分一定不含Ag＋和
√
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7
濃硫酸具有強氧化性，可將Se2－氧
化成SeO2，稀硫酸不能將Cu2Se氧
化成CuSO4和SeO2，故“加硫酸并
焙燒”時使用的硫酸應為濃硫酸，A正確；
SeO2和SO2都是酸性氧化物，加水后溶液呈酸性，B正確；
當“浸出液”中溶質的飽和濃度等于0.01 mol·L－1時，c2(Ag＋)·c( )＝(0.022×0.01) mol3·L－3＝4×10－6 mol3·L－3<1.4×10－5 mol3·L－3，“浸出液”中的溶質含有Ag2SO4，D錯誤。
2.某含錳廢水中主要含有MnSO4，另含H＋、Fe2＋、Ca2＋、Mg2＋、Cu2＋、Al3＋等，某同學為了回收Mn單質設計如下工藝流程，下列說法不正確的是
已知25 ℃時，Ksp(CaF2)＝1.5×
10－10 mol3·L－3、Ksp(MgF2)＝7.5
×10－11 mol3·L－3。
A.濾渣1主要含Fe(OH)3和Al(OH)3
B.除鈣鎂步驟中，當Ca2＋、Mg2＋沉淀完全時，溶液中 ＝2
C.濾液4主要含(NH4)2CO3
D.反應①中Si可用鋁替代
√
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含錳廢水中加入H2O2把Fe2＋氧化為Fe3＋，加入氫氧化鈉調節pH生成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀，所以濾渣1主要含Fe(OH)3和Al(OH)3，故A正確；
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“沉錳過程”是硫酸錳與NH4HCO3反應生成MnCO3沉淀、二氧化碳氣體、水和硫酸銨，濾液4主要含硫酸銨，故C錯誤；
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MnO能和Al發生鋁熱反應生成Mn，所以反應①中Si可用鋁替代，故D正確。
3.一種吸收SO2再經氧化得到硫酸鹽的過程如圖所示。室溫下，用0.1 mol·
L－1NaOH溶液吸收SO2，若通入SO2所引起的溶液體積變化和H2O的揮發可忽略，溶液中含硫物種的濃度c總＝c(H2SO3)＋ H2SO3
的電離常數分別為Ka1＝1.29×10－2 mol·L－1、Ka2＝6.24×10－8 mol·L－1。
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下列說法正確的是
A.“吸收”應在較高的溫度下進行
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√
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溫度越高，SO2的溶解度越小，因此“吸收”不應在較高的溫度下進行，故A錯誤；
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4.(2023·湖南，9)處理某銅冶金污
水(含Cu2＋、Fe3＋、Zn2＋、Al3＋)
的部分流程如右：
已知：①溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
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3
4
5
6
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1
物質 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Al(OH)3
開始沉淀pH 1.9 4.2 6.2 3.5
完全沉淀pH 3.2 6.7 8.2 4.6
②Ksp(CuS)＝6.4×10－36 mol2·L－2，
Ksp(ZnS)＝1.6×10－24 mol2·L－2。
下列說法錯誤的是
A.“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3
B.Na2S溶液呈堿性，其主要原因是S2－＋H2O HS－＋OH－
C.“沉淀池Ⅱ”中，當Cu2＋和Zn2＋完全沉淀時，溶液中 ＝4.0×
10－12
D.“出水”經陰離子交換樹脂軟化處理后，可用作工業冷卻循環用水
√
2
3
4
5
6
7
1
1
2
3
4
5
6
7
當pH＝1.9時氫氧化鐵開始沉淀，
當pH＝3.5時氫氧化鋁開始沉淀，
當pH＝4時，則會生成氫氧化
鋁和氫氧化鐵，即“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3，A正確；
硫化鈉溶液中的硫離子可以水解，產生氫氧根離子，使溶液顯堿性，其第一步水解的方程式為S2－＋H2O HS－＋OH－，B正確；
1
2
3
4
5
6
7
當銅離子和鋅離子完全沉淀時，則硫化銅和硫化鋅都達到了沉淀溶解平衡，
“出水”中除含有陰離子外，還含有大量的Na＋、Ca2＋等，故只經陰離子交換樹脂軟化處理后，不可用作工業冷卻循環用水，D錯誤。
5.以鐵鎳合金(含少量銅)為原料，生產電極材料LiNiO2的部分工藝流程如圖所示：
已知：①表中列出了幾種金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L－1計算)：
1
2
3
4
5
6
7
金屬離子 Fe3＋ Fe2＋ Cu2＋ Ni2＋
開始沉淀的pH 1.1 5.8 4.6 6.7
完全沉淀的pH 3.2 8.8 7.4 9.5
②Ksp[Fe(OH)3]＝5×10－38 mol4·L－4；
③本工藝環境下KMnO4溶液不與Ni2＋
發生反應。
回答下列問題：
(1)LiNiO2中Ni的化合價為____。
(2)“酸溶”時Ni轉化為NiSO4，該過程中溫度控制在70～80 ℃的原因是____________________________________________________________。
1
2
3
4
5
6
7
＋3
溫度太低，反應(浸出)速率太慢；溫度過高，硝酸容易揮發(或分解)
(3)“除鐵”時加入適量KMnO4溶液并
調節溶液pH的目的是除去鐵元素，同
時溶液中不會有明顯的錳元素殘留，
寫出“除鐵”步驟的離子方程式：
________________________________
________________，常溫下此體系中Fe3＋殘留最大濃度為________ mol·
L－1。
1
2
3
4
5
6
7
3Fe(OH)3↓＋5H＋
5.0×10－8
1
2
3
4
5
6
7
工業上以鐵鎳合金(含少量銅)為原料，加
入H2SO4、HNO3溶液酸溶后，溶液中含
有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋、Ni2＋等；加入高
錳酸鉀溶液，Fe2＋被氧化為Fe3＋，調pH
的目的是除去Fe3＋而不除去Ni2＋、Cu2＋，
pH的調控范圍是4～4.5，濾渣1為氫氧化鐵；然后加入H2S，使銅離子轉化為CuS沉淀，則濾渣2為CuS；沉鎳時加入Na2CO3溶液得到碳酸鎳(NiCO3)沉淀，在空氣中碳酸鎳與碳酸鋰共同“煅燒”可制得LiNiO2。
1
2
3
4
5
6
7
溶液中不會有明顯的錳元素殘留，說
明此時錳元素以MnO2的形式存在，亞
鐵離子被氧化成鐵離子，調節溶液pH
為4～4.5，結合題表數據，可知生成
的是Fe(OH)3，離子方程式為 ＋
3Fe2＋＋7H2O===MnO2↓＋3Fe(OH)3↓＋5H＋。常溫下此體系中Fe3＋殘留濃度最大時溶液pH＝4，c(OH－)＝10－10 mol·L－1，
1
2
3
4
5
6
7
所以c平(Fe3＋)＝
mol·L－1＝5.0×10－8 mol·
L－1。
(4)“除銅”時不能通過調節溶液的pH來
除去溶液中的Cu2＋，理由是_________
__________________________________
______________________。
(5)“沉鎳”時得到碳酸鎳(NiCO3)沉淀。
在空氣中碳酸鎳與碳酸鋰共同“煅燒”可制得LiNiO2，該反應過程中氧化劑與還原劑的物質的量之比為______。
1
2
3
4
5
6
7
當Cu(OH)2沉淀完全時，也有部分Ni2＋生成了Ni(OH)2沉淀，Ni2＋損失
1∶4
1
2
3
4
5
6
7
煅燒過程中O2是氧化劑，反應中1 mol O2可得到4 mol電子，還原劑NiCO3被氧化為LiNiO2，1 mol NiCO3失去1 mol電子，則此過程中氧化劑與還原劑物質的量之比為1∶4。
6.磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有
TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及
少量的Fe2O3。為節約和充分利用資源，
通過如右工藝流程回收鈦、鋁、鎂等。
常溫下，有關金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH見下表：
1
2
3
4
5
6
7
金屬離子 Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ Ca2＋
開始沉淀(c＝0.1 mol·L－1)的pH 1.5 3.4 8.9 12.0
沉淀完全(c＝1.0×10－5 mol·L－1)的pH 2.8 4.7 10.9 13.8
已知：①“焙燒”中，TiO2、SiO2幾乎不
發生反應，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3轉
化為相應的硫酸鹽；
②Kb(NH3·H2O)≈2×10－5 mol·L－1。
回答下列問題：
(1)為了加快“焙燒”速率，可采用的物理方法為_____________(填一種即可)。
1
2
3
4
5
6
7
粉碎(或攪拌)
(2)Al2O3“焙燒”時，轉化為NH4Al(SO4)2；
①NH4Al(SO4)2在水中的電離方程式為
_______________________________。
②在0.1 mol·L－1的NH4Al(SO4)2溶液中，
各離子濃度由大到小的順序為__________________________________。
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
(3)“水浸”后的pH約為2.0，在“分步沉淀”時用氨水逐步調節pH至11.6，最先析出的離子為____(填離子符號)。
1
2
3
4
5
6
7
Fe3＋
Fe3＋完全沉淀的pH為2.8，故最先析出的離子是Fe3＋。
(4)水浸渣在160 ℃“酸溶”，最適合的加熱方式為____(填“水浴”或“油浴”)加熱。
1
2
3
4
5
6
7
油浴
水浴加熱溫度不會高于100 ℃，而水浸渣在160 ℃“酸溶”，最適合的加熱方式為油浴。
(5)“酸溶”后，將溶液適當稀釋并加熱，
TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，該反應
的離子方程式為___________________
_______________________。
1
2
3
4
5
6
7
TiO2＋＋(x＋1)H2O
(6)利用表中數據，可計算出Ksp[Mg(OH)2]
＝___________________。
1
2
3
4
5
6
7
1.0×10－11.2 mol3·L－3
根據Mg2＋完全沉淀的pH為10.9，完全沉淀時Mg2＋濃度為1.0×10－5 mol·
L－1，故Ksp[Mg(OH)2]＝c平(Mg2＋)· (OH－)＝1×10－5×(10－3.1)2＝1.0×10－11.2 mol3·L－3。
7.(2023·廣東梅縣東山中學高二期末)
二草酸合銅酸鉀是一種重要的化工原
料，微溶于冷水、酒精，可溶于熱水。
已知CuO＋2KHC2O4===K2[Cu(C2O4)2]
＋H2O，實驗室制備二草酸合銅酸鉀晶體{K2[Cu(C2O4)2]·2H2O}可采用如圖步驟：
回答下列問題：
(1)CuSO4溶液顯酸性的原因是_____________________________(用離子方程式表示)。
1
2
3
4
5
6
7
Cu2＋＋2H2O Cu(OH)2＋2H＋
1
2
3
4
5
6
7
CuSO4溶液顯酸性的原因是銅離子水解生成氫氧化銅和氫離子。
(2)在常溫下，膽礬溶液與氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化銅，當所得溶液的pH＝7時，則溶液中c(Cu2＋)＝__________________{已知該溫度下Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20 mol3·L－3}。
1
2
3
4
5
6
7
2.2×10－6 mol·L－1
1
2
3
4
5
6
7
在常溫下，膽礬溶液與氫氧化鈉
溶液反應生成氫氧化銅，當所得
溶液的pH＝7時，
根據Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20 mol3·
L－3＝c平(Cu2＋)· (OH－)＝c平(Cu2＋)×(1×10－7)2 mol3·L－3，解得
c平(Cu2＋)＝2.2×10－6 mol·L－1。
(3)已知H2C2O4的電離平衡常數：Ka1＝5.6×10－2 mol·L－1、Ka2＝1.5×
10－4 mol·L－1，則KHC2O4溶液顯_____(填“酸性”或“堿性”)。
酸性
1
2
3
4
5
6
7
(4)操作④后得到的晶體需用少量酒
精洗滌，其目的是_______________
_______________________________
___________。
(5)過濾時用到的玻璃儀器有漏斗、______________。
1
2
3
4
5
6
7
除去表面的可溶性雜質和水分，同時酒精易揮發，晶體易干燥
燒杯、玻璃棒
(6)原料H2C2O4純度的測定
已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O。稱取一定量的H2C2O4試樣，配制成250 mL溶液，取試樣溶液25.00 mL，用a mol·L－1的酸性KMnO4標準溶液滴定，消耗酸性KMnO4標準溶液b mL(假設雜質不與酸性KMnO4溶液
反應)。
①滴定前，盛裝酸性KMnO4標準溶液的儀器在
排氣泡時，應選擇圖中的__(填字母)。
1
2
3
4
5
6
7
b
1
2
3
4
5
6
7
酸性KMnO4標準溶液裝在酸式滴定管里，c為堿式滴定管，滴定前，盛裝酸性KMnO4標準溶液的儀器在排氣泡時，應選擇圖中的b。
②滴定終點的現象為_____________
____________________________________________________________________。
1
2
3
4
5
6
7
當滴入最后半滴酸性KMnO4溶液時，溶液恰好由無色變成淺紫色，且半分鐘內不褪色作業43　離子反應在化工流程中的應用
(分值：100分)
(選擇題1～4題，每小題10分，共40分)
1．化工行業常用硒(Se)作催化劑，該催化劑具有反應條件溫和、成本低、環境污染小、用后處理簡便等優點。以銅陽極泥(主要成分為Cu2Se、Ag2Se，還含有少量Ag、Au、Pt等)為原料制備純硒的工藝流程如圖。
已知：①“凈化除雜”時采用真空蒸餾的方法提純硒(沸點為685 ℃)；
②焙燒后，Cu、Ag均以硫酸鹽形式存在，Ksp(Ag2SO4)＝1.4×10－5 mol3·L－3；
③“浸出液”中溶質的飽和濃度不小于0.01 mol·L－1；離子濃度小于1×10－5mol·L－1時，認為不含該離子。
下列說法錯誤的是(　　)
A．“加硫酸并焙燒”時使用的硫酸應為濃硫酸
B．“水吸收”過程得到的溶液呈酸性
C．在實驗室蒸餾時，需要用到直形冷凝管
D．“浸出液”中的溶質成分一定不含Ag＋和SO
2．某含錳廢水中主要含有MnSO4，另含H＋、Fe2＋、Ca2＋、Mg2＋、Cu2＋、Al3＋等，某同學為了回收Mn單質設計如下工藝流程，下列說法不正確的是(　　)
已知25 ℃時，Ksp(CaF2)＝1.5×10－10 mol3·L－3、Ksp(MgF2)＝7.5×10－11 mol3·L－3。
A．濾渣1主要含Fe(OH)3和Al(OH)3
B．除鈣鎂步驟中，當Ca2＋、Mg2＋沉淀完全時，溶液中＝2
C．濾液4主要含(NH4)2CO3
D．反應①中Si可用鋁替代
3.一種吸收SO2再經氧化得到硫酸鹽的過程如圖所示。室溫下，用0.1 mol·L－1NaOH溶液吸收SO2，若通入SO2所引起的溶液體積變化和H2O的揮發可忽略，溶液中含硫物種的濃度c總＝c(H2SO3)＋c(HSO)＋c(SO)。H2SO3的電離常數分別為Ka1＝1.29×10－2 mol·L－1、Ka2＝6.24×10－8 mol·L－1。下列說法正確的是(　　)
A．“吸收”應在較高的溫度下進行
B．“吸收”所得溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HSO)＋c(SO)＋c(OH－)
C．若“吸收”所得c總＝0.1 mol·L－1溶液中：c(SO)D．“氧化”調節溶液pH約為5，主要發生反應：2HSO＋O2===2SO＋2H＋
4．(2023·湖南，9)處理某銅冶金污水(含Cu2＋、Fe3＋、Zn2＋、Al3＋)的部分流程如下：
已知：①溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
物質 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Al(OH)3
開始沉淀pH 1.9 4.2 6.2 3.5
完全沉淀pH 3.2 6.7 8.2 4.6
②Ksp(CuS)＝6.4×10－36 mol2·L－2，Ksp(ZnS)＝1.6×10－24 mol2·L－2。
下列說法錯誤的是(　　)
A．“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3
B．Na2S溶液呈堿性，其主要原因是S2－＋H2OHS－＋OH－
C．“沉淀池Ⅱ”中，當Cu2＋和Zn2＋完全沉淀時，溶液中＝4.0×10－12
D．“出水”經陰離子交換樹脂軟化處理后，可用作工業冷卻循環用水
5．(18分，每空3分)以鐵鎳合金(含少量銅)為原料，生產電極材料LiNiO2的部分工藝流程如圖所示：
已知：①表中列出了幾種金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L－1計算)：
金屬離子 Fe3＋ Fe2＋ Cu2＋ Ni2＋
開始沉淀的pH 1.1 5.8 4.6 6.7
完全沉淀的pH 3.2 8.8 7.4 9.5
②Ksp[Fe(OH)3]＝5×10－38 mol4·L－4；
③本工藝環境下KMnO4溶液不與Ni2＋發生反應。
回答下列問題：
(1)LiNiO2中Ni的化合價為________。
(2)“酸溶”時Ni轉化為NiSO4，該過程中溫度控制在70～80 ℃的原因是_________________
_______________________________________________________________________________。
(3)“除鐵”時加入適量KMnO4溶液并調節溶液pH的目的是除去鐵元素，同時溶液中不會有明顯的錳元素殘留，寫出“除鐵”步驟的離子方程式：_________________________________
________________________________________________________________________，
常溫下此體系中Fe3＋殘留最大濃度為________ mol·L－1。
(4)“除銅”時不能通過調節溶液的pH來除去溶液中的Cu2＋，理由是__________________。
(5)“沉鎳”時得到碳酸鎳(NiCO3)沉淀。在空氣中碳酸鎳與碳酸鋰共同“煅燒”可制得LiNiO2，該反應過程中氧化劑與還原劑的物質的量之比為_____________________________。
6．(21分，每空3分)磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。為節約和充分利用資源，通過如下工藝流程回收鈦、鋁、鎂等。
常溫下，有關金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH見下表：
金屬離子 Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ Ca2＋
開始沉淀(c＝0.1 mol· L－1)的pH 1.5 3.4 8.9 12.0
沉淀完全(c＝1.0× 10－5 mol·L－1)的pH 2.8 4.7 10.9 13.8
已知：①“焙燒”中，TiO2、SiO2幾乎不發生反應，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3轉化為相應的硫酸鹽；
②Kb(NH3·H2O)≈2×10－5 mol·L－1。
回答下列問題：
(1)為了加快“焙燒”速率，可采用的物理方法為______________(填一種即可)。
(2)Al2O3“焙燒”時，轉化為NH4Al(SO4)2；
①NH4Al(SO4)2在水中的電離方程式為_______________________________________________
_______________________________________________________________________________。
②在0.1 mol·L－1的NH4Al(SO4)2溶液中，各離子濃度由大到小的順序為_________________。
(3)“水浸”后的pH約為2.0，在“分步沉淀”時用氨水逐步調節pH至11.6，最先析出的離子為______________(填離子符號)。
(4)水浸渣在160 ℃“酸溶”，最適合的加熱方式為______________(填“水浴”或“油浴”)加熱。
(5)“酸溶”后，將溶液適當稀釋并加熱，TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，該反應的離子方程式為________________________________________________________________________。
(6)利用表中數據，可計算出Ksp[Mg(OH)2]＝__________。
7．(21分，每空3分)(2023·廣東梅縣東山中學高二期末)二草酸合銅酸鉀是一種重要的化工原料，微溶于冷水、酒精，可溶于熱水。已知CuO＋2KHC2O4===K2[Cu(C2O4)2]＋H2O，實驗室制備二草酸合銅酸鉀晶體{K2[Cu(C2O4)2]·2H2O}可采用下列步驟：
回答下列問題：
(1)CuSO4溶液顯酸性的原因是____________________________________________________
_____________________________________________________________________(用離子方程式表示)。
(2)在常溫下，膽礬溶液與氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化銅，當所得溶液的pH＝7時，則溶液中c(Cu2＋)＝______________{已知該溫度下Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20 mol3·L－3}。
(3)已知H2C2O4的電離平衡常數：Ka1＝5.6×10－2 mol·L－1、Ka2＝1.5×10－4 mol·L－1，則KHC2O4溶液顯______(填“酸性”或“堿性”)。
(4)操作④后得到的晶體需用少量酒精洗滌，其目的是________________________________。
(5)過濾時用到的玻璃儀器有漏斗、__________。
(6)原料H2C2O4純度的測定
已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O。稱取一定量的H2C2O4試樣，配制成250 mL溶液，取試樣溶液25.00 mL，用a mol·L－1的酸性KMnO4標準溶液滴定，消耗酸性KMnO4標準溶液b mL(假設雜質不與酸性KMnO4溶液反應)。
①滴定前，盛裝酸性KMnO4標準溶液的儀器在排氣泡時，應選擇圖中的__________(填字母)。
②滴定終點的現象為_____________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
作業43　離子反應在化工流程中的應用
1．D　2.C　3.D　4.D
5．(1)＋3
(2)溫度太低，反應(浸出)速率太慢；溫度過高，硝酸容易揮發(或分解)
(3)MnO＋3Fe2＋＋7H2O===MnO2↓＋3Fe(OH)3↓＋5H＋　5.0×10－8
(4)當Cu(OH)2沉淀完全時，也有部分Ni2＋生成了Ni(OH)2沉淀，Ni2＋損失
(5)1∶4
解析　工業上以鐵鎳合金(含少量銅)為原料，加入H2SO4、HNO3溶液酸溶后，溶液中含有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋、Ni2＋等；加入高錳酸鉀溶液，Fe2＋被氧化為Fe3＋，調pH的目的是除去Fe3＋而不除去Ni2＋、Cu2＋，pH的調控范圍是4～4.5，濾渣1為氫氧化鐵；然后加入H2S，使銅離子轉化為CuS沉淀，則濾渣2為CuS；沉鎳時加入Na2CO3溶液得到碳酸鎳(NiCO3)沉淀，在空氣中碳酸鎳與碳酸鋰共同“煅燒”可制得LiNiO2。
(3)溶液中不會有明顯的錳元素殘留，說明此時錳元素以MnO2的形式存在，亞鐵離子被氧化成鐵離子，調節溶液pH為4～4.5，結合題表數據，可知生成的是Fe(OH)3，離子方程式為MnO＋3Fe2＋＋7H2O===MnO2↓＋3Fe(OH)3↓＋5H＋。常溫下此體系中Fe3＋殘留濃度最大時溶液pH＝4，c(OH－)＝10－10 mol·L－1，所以c平(Fe3＋)＝＝ mol·L－1＝5.0×10－8 mol·L－1。
(5)煅燒過程中O2是氧化劑，反應中1 mol O2可得到4 mol電子，還原劑NiCO3被氧化為LiNiO2,1 mol NiCO3失去1 mol電子，則此過程中氧化劑與還原劑物質的量之比為1∶4。
6．(1)粉碎(或攪拌)
(2)①NH4Al(SO4)2===NH＋Al3＋＋2SO
②c(SO)>c(NH)>c(Al3＋)>c(H＋)>c(OH－)
(3)Fe3＋　(4)油浴
(5)TiO2＋＋(x＋1)H2OTiO2·xH2O↓＋2H＋
(6)1.0×10－11.2 mol3·L－3
解析　(2)②在0.1 mol·L－1的NH4Al(SO4)2溶液中，硫酸鋁銨完全電離：NH4Al(SO4)2===NH＋Al3＋＋2SO，硫酸根離子不水解，Kh(NH)＝＝5×10－10 mol·L－1，Kh(Al3＋)＝＝＝1×10－9.2 mol2·L－2，Al3＋的水解程度大于NH的水解程度，故各離子濃度由大到小的順序為c(SO)>c(NH)>c(Al3＋)>c(H＋)>c(OH－)。
(3)Fe3＋完全沉淀的pH為2.8，故最先析出的離子是Fe3＋。
(4)水浴加熱溫度不會高于100 ℃，而水浸渣在160 ℃“酸溶”，最適合的加熱方式為油浴。
(6)根據Mg2＋完全沉淀的pH為10.9，完全沉淀時Mg2＋濃度為1.0×10－5 mol·L－1，故Ksp[Mg(OH)2]＝c平(Mg2＋)·c(OH－)＝1×10－5×(10－3.1)2＝1.0×10－11.2 mol3·L－3。
7．(1)Cu2＋＋2H2O??Cu(OH)2＋2H＋
(2)2.2×10－6 mol·L－1　(3)酸性　(4)除去表面的可溶性雜質和水分，同時酒精易揮發，晶體易干燥　(5)燒杯、玻璃棒
(6)①b　②當滴入最后半滴酸性KMnO4溶液時，溶液恰好由無色變成淺紫色，且半分鐘內不褪色
解析　(1)CuSO4溶液顯酸性的原因是銅離子水解生成氫氧化銅和氫離子。
(2)在常溫下，膽礬溶液與氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化銅，當所得溶液的pH＝7時，根據Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20 mol3·L－3＝c平(Cu2＋)·c(OH－)＝c平(Cu2＋)×(1×10－7)2 mol3·L－3，解得c平(Cu2＋)＝2.2×10－6 mol·L－1。
(3)已知H2C2O4的電離平衡常數：Ka1＝5.6×10－2 mol·L－1、Ka2＝1.5×10－4 mol·L－1，HC2O的水解常數Kh2＝＝ mol·L－1＝×10－12 mol·L－1(6)①酸性KMnO4標準溶液裝在酸式滴定管里，c為堿式滴定管，滴定前，盛裝酸性KMnO4標準溶液的儀器在排氣泡時，應選擇圖中的b。

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