2023届高考化学二轮复习微主题热练16沉淀计算及综合应用作业含答案

这是一份2023届高考化学二轮复习微主题热练16沉淀计算及综合应用作业含答案，共6页。试卷主要包含了 “除杂”，53×10－4]，2×10－14；， 已知， 沉淀除杂等内容，欢迎下载使用。

1. (2022·常州前黄中学)室温下，“除杂”时调节pH＝5，则此时溶液中c(Fe3＋)＝________ml/L。已知：室温下，Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39。
2. (2022·苏州高三期初)“除杂”：若使还原后的滤液中Ca2＋完全沉淀(离子浓度小于10－6 ml/L)，则滤液中c(F－)需大于__________________________；若溶液的pH偏低，将会导致CaF2沉淀不完全，其原因是________________________________________________[Ksp(CaF2)＝1.44×10－10，
Ka(HF)＝3.53×10－4]。
3. (2022·扬州二模)以废锰渣(含MnO2及少量KOH、MgO、Fe2O3)为原料制备MnSO4晶体，其工艺流程如下。
该工艺条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
“调pH”步骤中，应调节溶液pH的范围是______。
4. (2022·无锡期中)合理利用废旧铅蓄电池中的铅膏可缓解铅资源短缺，同时减少污染。一种从废旧电池的铅膏中回收铅的生产流程如下图(部分产物已略去)。
已知：25 ℃，Ksp(PbSO4)＝2.5×10－8，
Ksp(PbCO3)＝7.2×10－14；
过程②中PbSO4转化为PbCO3的平衡常数K的值为____________。
5. (2022·镇江期中)常温下Ksp[Mn(OH)2]＝2×10－13、Ksp[Fe(OH)3]＝1×10－39。工业上，当某离子浓度小于1×10－6 ml/L 时，认为该离子已除净。氧化后所得溶液中c(Mn2＋)＝0.2 ml/L，为使溶液中Fe3＋除净，调节pH的范围应为_________________________________。
6. (2022·海安期中)(1)常温下，经测定“碱浸”后溶液的pH＝12，要使“沉淀Ⅰ”中不含有Ca(OH)2，则溶液中的c(COeq \\al(2－,3))≥________ ml/L{25 ℃时，Ksp[Ca(OH)2]＝6×10－6，Ksp(CaCO3)＝3×10－9}。
(2)上述“碱浸”过程中，在相同条件下，使用相同浓度的Na2CO3溶液比NaOH溶液浸出率高的原因是_________________________________。
7. 25℃时，几种离子开始沉淀时的pH如表所示：
当向含相同浓度Cu2＋、Mg2＋、Fe2＋的溶液中滴加NaOH溶液时，________先沉淀(填离子符号)，要使0.3 ml/L硫酸铜溶液中Cu2＋沉淀较为完全(当Cu2＋浓度降至10－5ml/L时)，则应向溶液里加入氢氧化钠溶液使溶液pH为____________________________
(已知：Ksp[Cu(OH)2]＝1×10－21)。
8. 已知：a.Ksp[Zn(OH)2]＝10－17，Ksp[Cu(OH)2]＝10－20，Ksp(ZnS)＝10－25，Ksp(CuS)＝10－30
b．pH＞11时，Zn2＋会转化为[Zn(OH)4]2－
c．离子浓度≤10－5ml/L，即认为其完全沉淀
①若加入Na2S来沉淀Zn2＋和Cu2＋，当溶液中ZnS和CuS共存时，eq \f(cZn2＋,cCu2＋)＝______。
②若加入NaOH溶液来调节pH，使Zn2＋和Cu2＋完全沉淀，pH应满足的条件为________。
9. (1)(2021·苏州期初调研)沉淀除杂。向上述酸浸液中加入pH调节剂，再通入CO2得到MnCO3。酸浸液中Mn2＋、Ca2＋、Mg2＋的浓度分别为0.9 ml/L、2×10－5 ml/L、3×10－2 ml/L，若使酸浸液中Mn2＋完全沉淀(离子浓度小于10－5 ml/L)与Ca2＋、Mg2＋分离，需控制溶液中c(COeq \\al(2－,3))的范围为________________________[Ksp(MnCO3)＝2×10－11，Ksp(CaCO3)＝3×10－9，Ksp(MgCO3)＝6×10－6]。
(2)(2021·无锡高三质量检测)废水经沉降处理后过滤，测得滤液中c(Fe2＋)为0.03 ml/L，则该滤液中 c(S2－) 为______________[已知：Ksp(FeS) ＝ 6.3×10－18]。
(3)(2021·如皋期末)调pH：向酸浸、还原所得滤液中加入MnCO3固体，调节溶液的pH，过滤。若要使Fe3＋和Al3＋沉淀完全，则需调节溶液的pH最小值为__________________(已知溶液中金属离子的物质的量浓度≤10－5 ml/L时可以看成沉淀完全，Ksp[Fe(OH)3]＝1×10－37.4，Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33)。
(4)(2021·苏北七市二模)充分沉淀后测得废水中F－的含量为9.5 mg/L，此时SOeq \\al(2－,4)的浓度为 __________ml/L[已知：Ksp(CaSO4)＝5.0×10－5、Ksp(CaF2)＝5.0×10－9]。
(5)(2021·如皋三模)除镁、钙时，通常向溶液中加入一定量NaF溶液，充分反应后过滤。
①已知常温下：Ksp(CaF2)＝2.7×10－11，
Ksp(MgF2)＝6.4×10－9。则反应CaF2(s)＋Mg2＋(aq)MgF2(s)＋Ca2＋(aq)的平衡常数为K＝________。
②除镁、钙时，溶液的pH过低会导致Ca2＋、Mg2＋沉淀不完全，原因是____________________________________________。
10. (2022·海门期末)氧族元素及其化合物在生产、生活中发挥着重要作用。回答下列问题：
常用硫化物作沉淀剂除去废水中的重金属离子。用FeS作沉淀剂除去Cu2＋时，反应的离子方程式为___________________________________；
当Cu2＋沉淀完全时，溶液中eq \f(cFe2＋,cCu2＋)＝________。
已知①常温下FeS、CuS的沉淀溶解平衡曲线如图所示；②当溶液中离子浓度小于1×l0－6 ml/L时，该离子沉淀完全。
微主题热练16 沉淀计算及综合应用
1. 2.8×10－12
【解析】 “除杂”时Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，pH＝5时c(OH－)为1×10－9ml/L，Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39，c(Fe3＋)＝eq \f(Ksp[FeOH3],c3OH－)＝eq \f(2.8×10－39,1×10－93) ml/L＝2.8×10－12 ml/L。
2. 1.2×10－2ml/L pH偏低形成HF，导致溶液中F－浓度减小，CaF2沉淀不完全。
【解析】 由于CaF2的溶度积常数Ksp(CaF2)＝1.44×10－10，c(Ca2＋)＝1.0×10－6 ml/L，则c(F－)＝eq \r(\f(1.44×10－10,1.0×10－6))ml/L＝1.2×10－2 ml/L，若溶液的pH偏低，溶液中的H＋与F－会形成弱酸HF，导致溶液中F－浓度减小，CaF2沉淀就不完全。
3. 3.20～9.27
【解析】 “调pH”步骤中，应将Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀除去，而Mn2＋不损失，应调节溶液pH的范围是3.20～9.27。
4. 3.47×105
【解析】 硫酸铅转化为碳酸铅，Ksp(PbCO3)＝7.2×10－14，Ksp(PbSO4)＝2.8×10－8，在水溶液中进行PbSO4(s)＋COeq \\al(2－,3)(aq)PbCO3(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)，该反应的平衡常数K＝eq \f(cSO\\al(2－,4),cCO\\al(2－,3))＝eq \f(cSO\\al(2－,4)·cPb2＋,cCO\\al(2－,3)·cPb2＋)＝eq \f(KspPbSO4,KspPbCO3)≈3.47×105。
5. 3～8
【解析】 当Fe3＋除净，c(OH－)＝eq \r(3,\f(Ksp[FeOH3],cFe3＋))＝eq \r(3,\f(1×10－39,1×10－6))ml/L＝1×10－11ml/L，对应pH＝3，当锰离子开始沉淀，c(OH－)＝eq \r(\f(Ksp[MnOH2],cMn2＋))＝eq \r(\f(2×10－13,0.2))＝10－6ml/L，对应pH＝8，故应调节pH为3～8。
6. (1)5×10－8 (2)Ksp[Ca(OH)2]＝6×10－6，
Ksp(CaCO3)＝3×10－9，氢氧化钙微溶，碳酸钙难溶，故使用相同浓度的Na2CO3溶液比NaOH溶液浸出率高
【解析】 (1)“沉淀Ⅰ”中不含有Ca(OH)2，溶液中c(Ca2＋)≤eq \f(Ksp[CaOH2],c2OH－)＝eq \f(6×10－6,10－22)ml/L＝0.06 ml/L，则溶液中的c(COeq \\al(2－,3))≥eq \f(KspCaCO3,cCa2＋)＝eq \f(3×10－9,0.06) ml/L＝5×10－8ml/L。(2)氢氧化钙微溶，碳酸钙难溶，故使用相同浓度的Na2CO3溶液比NaOH溶液浸出率高。
7. Cu2＋ 6
【解析】 由表中数据可知，滴加NaOH溶液时，所需溶液pH小的离子先沉淀，所以3种离子中Cu2＋先开始沉淀；0.3 ml/L的CuSO4溶液中Cu2＋沉淀较为完全时，溶液中c(Cu2＋)＝10－5ml/L，c(OH－)＝eq \r(\f(Ksp[CuOH2],cCu2＋))＝eq \r(\f(1×10－21,10－5))ml/L＝10－8ml/L，则溶液中c(H＋)＝eq \f(Kw,cOH－)＝eq \f(10－14,10－8) ml/L＝10－6ml/L，溶液的pH＝6。
8. ①105 ②8～11
【解析】 ①若加入Na2S来沉淀Zn2＋和Cu2＋，溶液中ZnS和CuS共存时，eq \f(cZn2＋,cCu2＋)＝eq \f(KspZnS,KspCuS)＝eq \f(10－25,10－30)＝105；②若加入NaOH溶液来调节pH，使Zn2＋和Cu2＋完全沉淀，依题意有Zn2＋的浓度≤10－5 ml/L，则相应的c(OH－)＞eq \r(\f(Ksp[ZnOH2],10－5))＝10－6，pH＞8；Cu2＋的浓度≤10－5 ml/L，则相应的c(OH－)＞eq \r(\f(Ksp[CuOH2],10－5))＝10－7.5，pH＞6.5；又pH＞11时，Zn2＋会转化为[Zn(OH)4]2－，故pH应满足的条件为8～11。
9. (1)2×10－6～1.5×10－4 ml/L
(2)2.1×10－16 ml/L (3)4.7 (4)0.002 5 (5)①4.2×10－3 ②pH过低时，H＋浓度较大，会与F－反应生成HF，导致Ca2＋、Mg2＋沉淀不完全
【解析】 (1)Mn2＋完全沉淀需要c(COeq \\al(2－,3))＝eq \f(KspMnCO3,cMn2＋)＝eq \f(2×10－11,10－5)＝2×10－6 ml/L，Ca2＋恰好沉淀需要的c(COeq \\al(2－,3))＝eq \f(KspCaCO3,cCa2＋)＝eq \f(3×10－9,2×10－5)＝1.5×10－4 ml/L，Mg2＋的恰好沉淀时，c(COeq \\al(2－,3))＝eq \f(KspMgCO3,cMg2＋)＝eq \f(6×10－6,3×10－2)＝2×10－4 ml/L，则需控制溶液中c(COeq \\al(2－,3))的范围为2×10－6～1.5×10－4 ml/L。(2)c(S2－)＝eq \f(KspFeS,cFe2＋)＝eq \f(6.3×10－18,0.03)＝2.1×10－16 ml/L。(3)Ksp[Fe(OH)3]＝1×10－37.4，当Fe3＋沉淀完全时，c(OH－)＝eq \r(3,\f(Ksp[FeOH3],cFe3＋))＝eq \r(3,\f(1×10－37.4,10－5))＝10－10.8 ml/L，此时溶液的pH＝3.2，使Al3＋沉淀完全时，c(OH－)＝eq \r(3,\f(Ksp[AlOH3],cAl3＋))＝eq \r(3,\f(1×10－33,10－5))＝10－9.3 ml/L，此时溶液的pH＝4.7，所以需调节溶液的pH最小值为4.7。(4)由F－的含量为9.5 mg/L可知c(F－)＝5.0×10－4 ml/L，c(Ca2＋)＝eq \f(KspCaF2,c2F－)＝eq \f(5.0×10－9,5.0×10－42)＝2×10－2 ml/L，c(SOeq \\al(2－,4))＝eq \f(KspCaSO4,cCa2＋)＝eq \f(5.0×10－5,2.0×10－2)＝2.5×10－3 ml/L。(5)①该反应平衡常数K＝eq \f(cCa2＋,cMg2＋)＝eq \f(cCa2＋·c2F－,cMg2＋·c2F－)＝eq \f(KspCaF2,KspMgF2)＝eq \f(2.7×10－11,6.4×10－9)＝4.2×10－3；②pH过低时，c(H＋)浓度较大，会与F－反应生成HF而导致溶液中c(F－)太低，从而使得Ca2＋、Mg2＋沉淀不完全。
10. FeS(s)＋Cu2＋===CuS(s)＋Fe2＋ 1018.8
【解析】 用FeS作沉淀剂除去Cu2＋时，发生了沉淀的转化，反应的离子方程式为FeS＋Cu2＋===CuS＋Fe2＋，由图可知，FeS、CuS的沉淀溶解平衡常数分别为Ksp(FeS)＝10－8.6×10－8.6＝10－17.2，Ksp(CuS)＝10－18×10－18＝10－36，所以eq \f(cFe2＋,cCu2＋)＝eq \f(cFe2＋·cS2－,cCu2＋·cS2－)＝eq \f(KspFeS,KspCuS)＝eq \f(10－17.2,10－36)＝1018.8。
金属离子
Fe3＋
Fe2＋
Mn2＋
Mg2＋
开始沉淀pH
2.10
7.45
9.27
9.60
完全沉淀pH
3.20
8.95
10.87
11.13
离子
Fe2＋
Cu2＋
Mg2＋
pH
7.6
5.2
10.4