2023届高三化学二轮专题复习 工艺流程题突破5　化工流程中有关Ksp计算课件

这是一份2023届高三化学二轮专题复习 工艺流程题突破5　化工流程中有关Ksp计算课件，共26页。PPT课件主要包含了CaO，HNO3，×10－3，×10－6，Fe2＋，FeOH3，3≤pH＜72，铁氰化钾，0×10－4等内容，欢迎下载使用。

1.有关调pH范围的计算
例1　甲烷重整可选氧化物NiO-Al2O3作为催化剂。工业上常用Ni(NO3)2、Al(NO3)3混合液加入氨水调节pH＝12(常温)，然后将浊液高压恒温放置及煅烧等操作制备。加入氨水调节pH＝12时，计算c(Ni2＋)。(已知：Ksp[Ni(OH)2]＝5×10－16)______________________________________________________________________________________________。
pH＝12，c(OH－)＝0.01 ml·L－1，Ksp[Ni(OH)2]
＝5×10－16，c(Ni2＋)＝ ml·L－1＝5×10－12 ml·L－1
例2　在1.0 ml ·L－1 C2＋溶液中，含有少量Fe3＋杂质。问应如何控制pH，才能达到除去Fe3＋杂质的目的？{已知：Ksp[C(OH)2]＝1.0×10－15，Ksp[Fe(OH)3]＝8.0×10－38}__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
当Fe3＋浓度小于1.0×10－5 ml·L－1时可认为Fe3＋已除尽，Q＝
＝6.5，所以调节pH：3.3≤pH<6.5
例3　AgCl能溶于氨水，发生反应AgCl(s)＋2NH3(aq) [Ag(NH3)2]＋(aq)＋Cl－(aq)，其平衡常数K＝2.0×10－3，现用1 L某浓度氨水(溶质视为NH3)完全溶解0.1 ml AgCl，至少需氨水浓度是多少？写出计算过程。(已知 ＝2.25)___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
2.有关沉淀的转化计算
设完全溶解0.1 ml AgCl后的氨水浓度为c ml·L－1，此
时1 L溶液中c([Ag(NH3)2]＋)＝0.1 ml·L－1，反应AgCl(s)＋2NH3(aq)
[Ag(NH3)2]＋(aq)＋Cl－(aq)，化学平衡常数K＝ ＝2.0×10－3，解
得c＝2.25，根据反应得到0.1 ml·L－1的Ag＋消耗的NH3为0.2 ml·L－1，则氨水的起始浓度为2.25 ml·L－1＋0.2 ml·L－1＝2.45 ml·L－1
例4　某废水中含有Zn2＋，排放前需处理。向废水中加入CH3COOH和CH3COONa组成的缓冲溶液调节pH，通入H2S发生反应：Zn2＋＋H2S===ZnS(s)＋2H＋。处理后的废水中部分微粒浓度为：
请计算处理后废水中的pH和c(Zn2＋)，已知：Ksp(ZnS)＝1.0×10－23，Ka1(H2S)＝1.0×10－7，Ka2(H2S)＝1.0×10－14，Ka(CH3COOH)＝2.0×10－5。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
10－5 ml·L－1，c(H2S)＝0.10 ml·L－1，则c(S2－)＝1.0×10－12 ml·L－1，此时Ksp(ZnS)＝1.0×10－23＝c(Zn2＋)×c(S2－)，则c(Zn2＋)＝1×10－11 ml·L－1
1.如图是以黄铜矿(主要成分为CuFeS2)为原料制取胆矾晶体(CuSO4·5H2O)的流程：
已知：Ⅰ.高温焙烧时的主要反应有：
Ⅱ.常温下Ksp[Fe(OH)3]＝8.0×10－38，Ksp[Cu(OH)2]＝3.0×10－20。加入适量CuO粉末的作用是调节溶液的pH，促进Fe3＋水解，达到除杂的目的。写出实现该目的的总反应的离子方程式：_______________________________________，溶液B中Fe3＋恰好沉淀完全即c(Fe3＋)＝1×10－5ml·L－1时，溶液的pH为____。(已知：lg 5＝0.7)
2Fe3＋＋3CuO＋
3H2O===2Fe(OH)3＋3Cu2＋　
加入适量CuO粉末的作用是调节溶液的pH，促进Fe3＋水解生成氢氧化铁，同时氧化铜溶解生成Cu2＋，达到除杂的目的。实现该目的的总反应的离子方程式为2Fe3＋＋3CuO＋3H2O===2Fe(OH)3＋3Cu2＋；溶液B中Fe3＋恰好沉淀完全即c(Fe3＋)＝1×10－5 ml·L－1时，Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝8.0×10－38，则c(OH－)＝2×10－11 ml·L－1，c(H＋)＝5×10－4 ml·L－1，pH＝3.3。
2.七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)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流程如图：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，若滤液Ⅰ中c(Mg2＋)小于5×10－6 ml·L－1，则溶液pH大于___[Mg(OH)2的Ksp＝5×10－12]；该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3，原因是________________________________________________________。
易生成硫酸钙微溶物，在过
滤时被除去，导致碳酸钙产率降低
白云石高温煅烧，CaCO3和MgCO3受热分解生成CaO和MgO，煅粉主要含有CaO和MgO。若滤液Ⅰ中c(Mg2＋)小于5×10－6 ml·L－1，根据Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)·c2(OH－)
3.三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O，其相对分子质量为990)简称“三盐”，不溶于水及有机溶剂。主要适用于不透明的聚氯乙烯硬质管、注射成型制品，也可用于人造革等软质制品。以铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSO4等)为原料制备三盐的工艺流程如图所示。已知：Ksp(PbSO4)＝1.82×10－8，Ksp(PbCO3)＝1.46×10－13
请回答下列问题：(1)写出步骤①“转化”的离子方程式：_______________________________________。
由于Ksp(PbSO4)＝1.82×10－8>Ksp(PbCO3)＝1.46×10－13，所以步骤①加入碳酸钠溶液，把硫酸铅转化为碳酸铅。
(2)“滤液2”中可循环利用的溶质为________(填化学式)。若步骤④“沉铅”后的滤液中c(Pb2＋)＝1.82×10－5 ml·L－1，则此时 ＝________ml·L－1。
4.(1)常温下，各种形态五价钒粒子总浓度的对数[lg c总(V)]与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中c总(V)＝0.01 ml·L－1，“沉钒”过程控制pH＝3.0，则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为________(填化学式)。
已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中c总(V)＝0.01 ml·L－1，lg c总(V)＝－2，从图中可知，“沉钒”过程控制pH＝3.0，lg c总(V)＝－2时，与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为 。
(2)某温度下，Cr(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)的沉淀率与pH关系如图2。“沉铬”过程最佳pH为_____；在该条件下滤液中c(Cr3＋)＝_________ml·L－1[Kw近似为1×10－14，Cr(OH)3的Ksp近似为1×10－30]。
5.铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(C)等单质。湿法炼锌产生的铜镉渣用于生产金属镉的工艺流程如下：
表中列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1 ml·L－1)。
(1)酸浸铜镉渣时，加快反应速率的措施有_________________________________________________(写一条)。(2)完成操作Ⅰ所得溶液中阳离子有C2＋、Cd2＋、H＋及____________，滤渣Ⅱ成分为________(填化学式)。
适当增大H2SO4浓度、适当
升高温度、粉碎、搅拌等
(3)操作Ⅲ中先加入适量H2O2，发生反应的离子方程式为___________________________________；再加入ZnO控制反应液的pH，pH范围为____________；选择_________(填“铁氰化钾”或“硫氰化钾”)试剂，能证明添加的H2O2已过量。
2Fe2＋＋H2O2＋
2H＋===2Fe3＋＋2H2O
用湿法炼锌产生的铜镉渣生产金属镉的流程：铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(C)等单质，加入稀硫酸，铜不溶，操作Ⅰ为过滤，滤渣Ⅰ主要成分为Cu，滤液含有Zn2＋、Fe2＋、Cd2＋、H＋、C2＋，向滤液加入锌、活化剂Sb2O3，锌会与Sb2O3等形成微电池产生合金CSb除去钴，操作Ⅱ为过滤，向除钴后的溶液中加入H2O2氧化Fe2＋为Fe3＋，加入氧化锌调节pH使Fe3＋沉淀后经操作Ⅲ过滤除去，即滤渣Ⅱ主要为Fe(OH)3，电解含有Zn2＋、Cd2＋的溶液，可得镉单质。
操作Ⅲ中先加入适量H2O2，双氧水具有氧化性，能把亚铁离子氧化为铁离子，发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，根据表格中的信息可知再加入ZnO控制反应液的pH范围为3.3≤pH＜7.2时，能确保Fe3＋沉淀完全，而Cd2＋不会沉淀，若加入的双氧水过量，则待电解溶液中没有亚铁离子残余，检验亚铁离子即可证明添加的H2O2已过量，方法为：取电解液少量于试管中，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若没有产生蓝色沉淀，则证明添加的H2O2已过量。
(4)常用沉淀转化法处理含Cd2＋废水，写出碳酸钙处理Cd2＋的离子方程式为______________________________________；若反应达到平衡后溶液中c(Ca2＋)＝0.1 ml·L－1，溶液中c(Cd2＋)＝__________ml·L－1。[已知25 ℃，Ksp(CdCO3)＝5.6×10－12，Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9]