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高效作业29 沉淀溶解平衡
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A 新教材 夯基固本
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2.[2023·平湖中学月考]实验室以含镍废料(主要成分为NiO,含少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)为原料,制备NixOy和CoCO3的工艺流程如图所示。
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已知:25 ℃时,Ksp[Co(OH)2]=2.0×10-15。
下列说法正确的是
A.滤渣Ⅰ中只含有BaSO4
B.“氧化”“调pH”时均需加过量的试剂
C.“萃取”时,待下层液体从分液漏斗下口流出后,上层液体再从下口放出
D.“沉钴”开始时,若溶液中的c(Co2+ )=0.02 mol/L,为防止生成Co(OH)2,应控制溶液pH<7.5
√
【解析】由流程可知,含镍废料(主要成分为NiO,含少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)中加入稀硫酸酸浸,过滤分离出滤渣Ⅰ为SiO2、BaSO4,滤液中含有NiSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、CoSO4,加入氧化剂H2O2氧化FeSO4,加入Na2CO3调节pH使Fe2(SO4)3转化为含铁元素沉淀过滤除去,再加入有机萃取剂,振荡、静置、分液得到含NiSO4的有机层和含有CoSO4的水层溶液,向含有CoSO4的溶液中加入碳酸氢钠,使Co2+转化为CoCO3沉淀,离子方程式为
NixOy,以此来解答。二氧化硅不溶于稀硫酸,结合分析可知,“滤渣1”的主要成分是SiO2、BaSO4,A错误;“调pH”过程中,Na2CO3不能过量,否则Co2+和Ni2+能与碳酸根离子反应生成沉淀而损失,B错误;萃取时,待下层液体从分液漏斗下口流出后,上层液体再从上口倒出,C错误;当恰好生成Co(OH)2时,c(OH-)=
3.硫酸钙是烧水的锅炉垢的主要成分,由于导热性能差,锅炉垢极易引起锅炉爆炸事故,所以需要定期进行处理,通常处理方法为先用碳酸钠溶液浸泡,再用稀盐酸或醋酸处理。已知:T ℃时,CaSO4的Ksp=9.2×10-6,CaCO3的Ksp=2.8×10-9,CaCO3和CaSO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法中错误的是
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A.水垢处理过程中,加入稀盐酸时主要离子反应为CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑
B.M和N分别代表CaCO3和CaSO4的沉淀溶解平衡曲线
C.图中x=7×10-6
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉垢,可实现图中a点到b点的转化
√
【解析】水垢处理过程中,先通过碳酸钠溶液浸泡将CaSO4转化为CaCO3,再用稀盐酸处理,盐酸主要与CaCO3反应,A选项正确;由Ksp(CaCO3)<Ksp(CaSO4)可知,M和N分别代表CaCO3和CaSO4的沉淀溶解平衡曲线,B选项正确;a点Ksp(CaCO3)=4×10-4·x,解得x=7×10-6,C选项正确;用碳酸钠溶液浸泡锅炉垢,溶液中的c(Ca2+)将减小,不可能实现图中a点到b点的转化,D选项错误。
4.t ℃时,已知PdI2 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是
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A.t ℃时,PdI2 的Ksp=5×10-9
B.图中a、c两点对应的溶液都是饱和溶液,b、d两点对应的溶液都是不饱和溶液
C.向c点的溶液中加入少量NaI固体,有PdI2 固体析出
D.c点的溶液恒温蒸发部分水,可变到a点
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【解析】曲线上的点均处于沉淀溶解平衡状态,则PdI2的Ksp=c(Pd2+)×c2(I-)=(5×10-5)×(1×10-4)2=5.0×10-13,故A错误;t ℃时,a、c两点在曲线上,为饱和溶液,b点在曲线下方,为不饱和溶液,d点在曲线上方,为过饱和溶液,故B错误;c点溶液是饱和溶液,Ksp=c(Pd2+)×c2(I-),加入少量NaI固体,溶液中c(I-)增大,此时浓度积Q>Ksp,则有PdI2固体析出,故C正确;c点的溶液为饱和溶液,恒温蒸发部分水,有晶体析出,溶液中c(Pd2+)、c(I-)不变,则不能变到a点,故D错误。
5.[2023·浙大附中月考]下列实验方案设计中,能达到实验目的的是
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【解析】FeCl2溶液中的Fe2+和Cl-均能使酸性KMnO4溶液紫红色褪去,不能证明Fe2+具有还原性,A不符合题意;NaOH溶液与乙酸乙酯发生反应,不能收集到乙酸乙酯,B不符合题意;取少量CH3CH2Br与NaOH水溶液共热后,溶液中仍有较大量的NaOH,能与AgNO3反应生成沉淀,需先加入HNO3中和NaOH,再加AgNO3溶液,观察产生沉淀的颜色,才能检验CH3CH2Br中的溴原子,C不符合题意;通过将Z