专题过关作业(27) 热点题空专练 化工流程中涉及Ksp的有关计算（学生用书Word版）-【高考快车道】2026年高考化学大二轮专题复习与策略

专题过关作业(二十七) 1．解析：锌灰中加入稀硫酸酸浸，金属氧化物和硫酸反应而溶解转化为金属离子，其中PbSO4难溶，是浸渣的主要成分，溶液中有Zn2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+，加入高锰酸钾将Fe2+氧化为Fe3+，pH＝4时，Fe3+以Fe(OH)3沉淀析出，KMnO4的还原产物为MnO2，溶液中还有Zn2+和Cu2+，加入Zn粉置换出Cu，再使Zn2+转化为ZnS沉淀。 (3)根据醋酸的电离CH3COOH⥫⥬CH3COO-＋H+，Ka(CH3COOH)＝＝＝2.0×10-5，解得c(H+)＝1×10-5 mol·L-1，故pH＝5；由H2S的两级电离方程式可知，Ka1(H2S)·Ka2(H2S)＝＝10-21，其中c(H2S)＝0.10 mol·L-1，c(H+)＝1×10-5 mol·L-1，解得c(S2-)＝1×10-12 mol·L-1，再由Ksp(ZnS)＝c(Zn2+)c(S2-)＝2.5×10-22，故解得c(Zn2+)＝2.5×10-10 mol·L-1。 答案：(1)3Fe2+＋Mn＋4H+===3Fe3+＋MnO2↓＋2H2O　(2)取样，向其中滴入KSCN溶液无现象，再滴加H2O2溶液，若溶液变红，则溶液中含有Fe元素(或取样，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀，则溶液中含有Fe元素)　(3) 5　2.5×10-10 2．解析：氟碳铈矿(主要含CeFCO3、BaO等)在富氧空气中氧化焙烧产生二氧化碳和熔渣，熔渣主要成分为CeO2、CeF4和BaO，加入硫酸酸浸得到滤渣A为硫酸钡，滤液A主要含有CeF3+，系列操作得到的水层含有Ce3+，加入氢氧化钠调pH，得到的滤渣B为Ce(OH)3，滤液B主要含有硫酸钠等，滤渣B加入次氯酸钠氧化得到Ce(OH)4，煅烧得到二氧化铈(CeO2)。 (1)A．温度升高，HF挥发，c(H+)降低，Ce的浸出率下降，符合题意；B．生成CeF3+的反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，Ce的浸出率增大，不符合题意；C．温度升高，Ce4+水解程度增大，产生沉淀，Ce的浸出率下降，符合题意；D．稀硫酸不易分解，不符合题意。(2)若测得水层中c(Ce3+)＝0.125 mol·L-1，滤液B的pH＝8，忽略溶液体积变化，c(OH-)＝10-6 mol·L-1，c(Ce3+)＝＝ mol·L-1＝0.01 mol·L-1， “调pH”后Ce3+的沉淀百分率是×100%＝92%。 答案： (1)AC　(2)92% 3．解析：金属粉末中含金、银、锑、铅等成分，金属元素“酸溶”主要转化为[AuCl4]-、[AgCl2]-、[PbCl4]2-、Sb3+等，然后加入去离子水水解得到AgCl、SbOCl混合固体和含有[AuCl4]-和[PbCl4]2-的滤液，用氨水溶解AgCl，过滤后得到SbOCl固体和[Ag(NH3)2]+溶液，加入N2H4将[Ag(NH3)2]+还原为Ag，向含有[AuCl4]-和[PbCl4]2-的滤液中加入硫酸沉铅过滤得到PbSO4固体，滤液中的[AuCl4]-经还原后可以得到Au。 (2)已知Kb(NH3·H2O)＝1.8×10-5，常温下当溶液pH＝4时，c(OH-)＝10(4-14)mol·L-1＝10-10 mol·L-1，＝＝＝1.8×105>1，则c(NH3·H2O)<c(N)。(4)“沉铅”过程中，由题目已知信息可知，[PbCl4]2-在溶液中存在平衡：[PbCl4]2-(aq)⥫⥬Pb2+(aq)＋4Cl-(aq)，加入H2SO4后，Pb2+与S形成更难溶的PbSO4使c(Pb2+)减小，促进平衡正向移动；若“沉铅”时Pb2+完全转化为PbSO4，c(S)·c(Pb2+)≥Ksp(PbSO4)＝1.6×10-8，此时溶液中c(S)不低于 mol·L-1＝1.6×10-3 mol·L-1。 答案：(1)Sb3+＋Cl-＋H2O===SbOCl↓＋2H+　(2)<　(3)N2＋H2O⥫⥬N2＋OH-　(4)由题目已知信息可知，[PbCl4]2-在溶液中存在平衡：[PbCl4]2-(aq)⥫⥬Pb2+(aq)＋4Cl-(aq)，加入H2SO4后，Pb2+与S形成更难溶的PbSO4使c(Pb2+)减小，促进平衡正向移动　1.6×10-3 4．解析：某工业废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在，加入Na2S、FeSO4，“一级沉砷”后滤渣为As2S3和FeS，其中FeSO4可除去过量的S2-生成FeS，滤渣焙烧后产生SO2气体、Fe2O3固体、As2O3固体和少量As2S3固体，固体用NaOH溶液处理，As2O3和As2S3转化为Na3AsO3、Na3AsS3，Fe2O3不和NaOH溶液反应，过滤后存在于滤渣1中，向滤液中加入H2O2溶液将Na3AsO3、Na3AsS3氧化为Na3AsO4和S单质，滤渣2是S，滤液酸化后得到H3AsO4，H3AsO4被SO2还原生成H3AsO3，“二级沉砷”过程中石灰乳的作用是在一定温度下将砷元素转化为Ca5(AsO4)3OH沉淀。 (3)加入石灰乳调溶液中c(OH-)＝0.01 mol·L-1，由方程式a可知c(Ca2+)＝＝ mol·L-1＝10-3 mol·L-1，由方程式b可知，此时溶液中c(As)＝＝ mol·L-1＝ mol·L-1＝2.15×10-8 mol·L-1。 (5)从综合利用的角度看，焙烧时产生SO2气体，还原时消耗SO2，“一级沉砷”时消耗H2SO4，“还原”过程中生成H2SO4，则可循环利用的物质为SO2和H2SO4。 答案：(1)2H3AsO3＋3S2-＋6H+===As2S3↓＋6H2O　与过量的S2-结合生成FeS沉淀，防止As2S3与S2-结合生成As(或与过量的S2-结合生成FeS沉淀，使平衡左移，提高沉砷效果)　(2)S　(3)2.15×10-8 mol·L-1　 (4)H3AsO4＋SO2＋H2O===H3AsO3＋H2SO4　(5)SO2和H2SO4 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题过关作业(二十七) 热点题空专练化工流程中涉及Ksp的有关计算 (分值：40分) 1．(8分)(2025·萍乡一模，节选)硫化锌(ZnS)是一种重要的化工原料，难溶于水，可由炼锌的废渣锌灰(含ZnO及少量Fe、Cu、Pb等金属的氧化物)制取，某学习小组在实验室模拟制备ZnS的流程如下： 回答下列问题： (1)写出“除铁”时步骤①中发生反应的离子方程式：____________________________________________________________________。(2分) (2)“除铁”时若加入的KMnO4不足，则除铁后的溶液中会含有Fe元素。请设计实验方案加以证明：_____________________________________________ ____________________________________________________________________ _____________________________________________________________。(2分) (3)“沉锌”过程为向除铜后的滤液中加入CH3COOH和CH3COONa组成的缓冲溶液调节pH，然后通入H2S发生反应：Zn2+(aq)＋H2S(aq)⥫⥬ZnS(s)＋2H+(aq)。“沉锌”后溶液中部分微粒浓度见下表： 微粒 H2S CH3COOH CH3COO- 浓度/(mol·L-1) 0.10 0.05 0.10 “沉锌”后溶液的pH＝________，c(Zn2+)＝________mol·L-1[已知常温下：Ksp(ZnS)＝2.5×10-22，Ka1(H2S)＝1.0×10-7，Ka2(H2S)＝1.0×10-14，Ka(CH3COOH)＝2.0×10-5]。(4分) 2．(6分)(2025·龙岩一模，节选)如图是以氟碳铈矿(主要含CeFCO3、BaO等)为原料制备二氧化铈(CeO2)的一种工艺流程。 回答下列问题： (1)“酸浸”时，铈的浸出率与温度、c(H+)的关系如图所示：当温度高于75 ℃时，Ce的浸出率下降的可能原因是________(填标号)。(2分) A．温度升高，HF挥发 B．生成CeF3+的反应为吸热反应 C．温度升高，Ce4+水解程度增大 D．温度升高，稀硫酸分解 (2)若测得水层中c(Ce3+)＝0.125 mol·L-1，滤液B的pH＝8，忽略溶液体积变化，“调pH”后Ce3+的沉淀百分率是________{已知25 ℃时Ksp[Ce(OH)3]＝1.0×10-20}。(4分) 3．(13分)(2025·肇庆二模，节选)贵金属在电子工业领域有着重要应用。一种从废旧电路板富集回收的金属粉末(含金、银、锑、铅等)中回收金、银及制备锑钾合金的工艺流程如图所示。 已知：①金属元素“酸溶”主要转化为[AuCl4]-、[AgCl2]-、[PbCl4]2-、Sb3+等； ②PbCl2(s)＋2Cl-(aq)⥫⥬[PbCl4]2-(aq)，PbCl2(s)⥫⥬Pb2+(aq)＋2Cl-(aq)； ③常温下，Ksp(PbCl2)＝1.6×10-5，Ksp(PbSO4)＝1.6×10-8，Kb(NH3·H2O)＝1.8×10-5； ④金属离子完全沉淀时，其离子浓度为1.0×10-5 mol·L-1。 (1)“水解”过程中，Sb3+水解生成SbOCl的离子方程式为____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。(2分) (2)“溶银”过程中，常温下当溶液pH＝4时，溶液中c(NH3·H2O)________(填“>”“<”或“＝”)c(N)。(2分) (3)“还原”过程中，加入的绿色还原剂N2H4是二元弱碱，其在水中第一步电离的电离方程式为N2H4＋H2O⥫⥬N2＋OH-，则第二步电离的电离方程式为____________________________________________________________________ ______________________________________________________________。(2分) (4)“沉铅”过程中，从平衡移动的角度分析加入硫酸的作用：____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________； 若“沉铅”时Pb2+完全转化为PbSO4，则此时溶液中c(S)不低于________mol·L-1。(7分) 4．(13分)(2025·济宁一模)某工业废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在，用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水，并提取粗As2O3的工艺流程如图所示。 已知：Ⅰ．“一级沉砷”后滤渣为As2S3和FeS，“焙烧”过程中残留少量As2S3。 Ⅱ．As2S3与过量的S2-存在反应：As2S3＋3S2-===2As，As2S3＋6NaOH===Na3AsO3＋Na3AsS3＋3H2O。 回答下列问题： (1)写出亚砷酸转化为As2S3的离子方程式： ____________________________________________________________________， FeSO4的作用为____________。(3分) (2)滤渣2的成分为________。(2分) (3)“二级沉砷”过程中石灰乳的作用是在一定温度下将砷元素转化为Ca5(AsO4)3OH沉淀，主要反应有： a．Ca(OH)2(s)⥫⥬Ca2+(aq)＋2OH-(aq)　Ksp＝10-7 b．Ca5(AsO4)3OH(s)⥫⥬5Ca2+(aq)＋OH-(aq)＋3As(aq)　Ksp＝10-40 加入石灰乳调溶液中c(OH-)＝0.01 mol·L-1，此时溶液中c(As)＝________(已知：101/3＝2.15)。(4分) (4)“还原”过程发生反应的化学方程式为____________________________________________________________________ ________________________________________________________________。(2分) (5)从综合利用的角度看，可循环利用的物质为________。(2分) 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $