专题06 沉淀溶解平衡在工艺流程中的应用(重难点专练)化学鲁科版选择性必修1
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内容正文:
专题06 沉淀溶解平衡在工艺流程中的应用
类型一 沉淀的生成与溶解
1.(24-25高二上·江西景德镇·期末)常温下,向、和HR的混合液中加入NaOH固体(忽略溶液体积变化),pM与pH的部分关系如图所示。已知:,c(M)代表、或,。下列叙述错误的是
A.X代表与pH的关系
B.常温下,和共存时:
C.在Y曲线的下方有沉淀产生
D.易溶于HR
2.(24-25高二上·辽宁丹东·期末)下图为室温下、和在水中达沉淀溶解平衡时的关系图。已知:;;当时可认为M离子沉淀完全。下列叙述错误的是
A.a、c两点表示的相同
B.由图可求得
C.将0.01 mol/L 溶液中完全转化为沉淀,需要将溶液pH至少调至2.8左右
D.浓度均为0.02mol/L的、溶液等体积混合,调节pH,沉淀完全时也会生成沉淀
3.(24-25高二上·安徽合肥·期末)常温下,、的沉淀溶解曲线如图所示,下列说法错误的是
已知:常温下,。
A.
B.曲线Ⅱ代表与的关系
C.常温下,反应的平衡常数为
D.d点对应的是或的溶液处于过饱和状态,有沉淀析出
类型二 沉淀的转化
4.(25-26高二下·江苏无锡·期中)室温下,根据下列实验过程及现象,能验证相应实验结论的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
向溶液中滴加酚酞试液,观察溶液颜色变化
能发生水解
B
用pH计测得溶液的pH大于溶液的pH
酸性:
C
向溶液中依次滴加5滴同浓度溶液和溶液,先产生白色沉淀,再产生黑色沉淀
D
向溶液中滴加2滴 溶液,产生白色沉淀,再滴加4滴溶液,产生黄色沉淀
5.(26-27高二上·海南海口·阶段检测)下列化学应用与沉淀溶解平衡无关的是
A.使用含氟牙膏可以有效预防龋齿
B.蒸干溶液可得到
C.用石膏降低盐碱地(含)土壤碱性
D.可用FeS除去废水中、
6.(25-26高二上·湖北省直辖县级单位·期末)下列离子方程式书写正确的是
A.向溶液中滴加少量氯水:
B.向AgCl悬浊液中滴加KI溶液,实现沉淀转化:
C.向溶液中加入,产生黑色沉淀:
D.向溶液中滴加少量NaOH溶液:
一、单选题
1.(25-26高二上·陕西榆林·期末)化学与生产、生活密切相关,生活中处处有化学。下列说法正确的是
A.合成氨工业中采用循环操作,主要是为了提高平衡混合物中氨的含量
B.利用铝热法焊接钢轨,是因为Al与反应吸收大量热
C.节日燃放的焰火与原子核外电子跃迁有关
D.用碳酸钠溶液处理锅炉水垢(),再用酸洗涤,其中不涉及沉淀的转化
2.(24-25高二上·广东梅州·期末)秦俑彩绘中的铅白和黄金雨中黄色的都是难溶的铅盐。室温下,和达到溶解平衡时,与或的关系如图。下列说法不正确的是
A.曲线代表
B.p点对应的是的不饱和溶液
C.向m点对应的溶液中加入适量的KI固体,可得到p点对应的溶液
D.反应的平衡常数
3.(24-25高二上·云南昭通·期末)室温下,通过矿物中获得的过程如图所示:
已知:,。下列说法正确的是
A.溶液中:
B.可利用蒸发皿对溶液蒸发浓缩、冷却结晶制得其晶体
C.悬浊液加入“溶解”过程中,溶液中浓度逐渐减小
D.反应正向进行,需满足
4.(24-25高二上·云南楚雄·期末)常温下,某溶液中含有、、,且浓度均为,该温度下向该溶液中逐滴加入的溶液,下列说法错误的是
已知:①忽略溶液混合前后温度和体积的变化;
②常温下,、、的沉淀溶解平衡曲线如图所示,且。
A.曲线I表示的沉淀溶解平衡
B.三种阴离子沉淀的先后顺序为、、
C.对于沉淀溶解平衡,a点时,
D.对于反应,该反应的平衡常数为
5.(24-25高二上·陕西渭南·期末)常温下,和的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是
A.曲线Ⅰ是的沉淀溶解平衡曲线
B.向X点对应溶液中加入适量的NaOH溶液,有可能得到Z点对应溶液
C.Y点对应的分散系中,v(溶解)<v(沉淀)
D.相同温度下,
6.(24-25高二上·浙江金华·期末)草酸亚铁()是生产磷酸铁锂电池的原料,实验室可通过如下反应制取:
已知室温下:、、。下列说法不正确的是
A.用硫酸酸化溶解可以抑制的水解
B.室温时,悬浊液中:
C.室温时,若沉铁所加试剂改为同浓度的或,则不能产生沉淀
D.室温时,“沉铁”后的上层清液中:
7.(25-26高二上·广西柳州·期末)25℃下,用NaOH溶液分别滴定、两种溶液,(、),pM随pH变化关系如图所示。已知比更难溶,当离子浓度时,认为该离子沉淀完全。下列说法错误的是
A.①代表滴定溶液的变化关系
B.25℃下,的的数量级为10
C.调控溶液的,可使工业废水中的完全沉淀
D.当与共沉淀时溶液中
二、解答题
8.(26-27高二上·北京西城·阶段检测)利用含锶(Sr)废渣制备晶体SrCl2·6H2O的流程如下。
已知:①含锶废渣中主要含SrCO3、SrSO4、CaCO3等难溶性物质。
②Sr位于元素周期表第五周期第ⅡA族。
(1)①为了增大转化步骤的速率可以采取的措施为________________。
②已知NH4HCO3溶液显弱碱性,则________(填“”“”或“”)。
③转化过程中,向NH4HCO3溶液中加入氨水,SrSO4转化为SrCO3,请写出转化过程的离子方程式________________。
(2)溶出液中除了含有Sr2+外,还含有Ca2+,已知和在不同温度下的溶解度:
氢氧化物
溶解度/g
20℃
40℃
60℃
80℃
90℃
1.77
3.95
8.42
20.2
44.5
0.173
0.141
0.121
0.094
0.086
①溶出液中进行下列操作后有利于除去溶液中的Ca2+的是________。
A.90℃加入过滤,滤液降温至20℃加入盐酸
B.降低温度
C.升高温度
D.加入Na2CO3溶液
②由制备无水的方法为________________。
(3)为测产品纯度,取2.00 g实验制得的产品[的相对分子质量为266.6],加蒸馏水溶解,配成100 mL溶液,用滴定管取出25 mL溶液于锥形瓶中,滴入几滴K2CrO4溶液作指示剂,用浓度为的标准溶液滴定,重复滴定三次测得标准溶液用量分别为19.98 mL、18.00 mL、20.02 mL。
(已知:Ag2CrO4为砖红色沉淀,)
①滴定终点的现象是________________。
②产品的纯度(质量分数)为________。
一、单选题
1.(2026·福建·高考真题)用合金废料(主要含铁-钴、铁-镍合金和少量)生产金属氢氧化物的工艺如下:
已知:①当离子浓度小于时,认为其完全沉淀;
②时各物质值:
下列说法错误的是
A.“高压酸浸”中高压有利于提高金属浸出率
B.“沉铁”时调至3.0可使完全沉淀
C.“沉钴”时不涉及氧化还原反应
D.“沉镍”时溶液应适当过量
2.(2026年高考福建卷化学高考真题(网络收集版))下图是一种利用废弃的合金制备的工艺流程。下列说法不正确的是
已知:①当溶液中某种离子的浓度小于时,可以认为该离子完全沉淀。
②部分沉淀的如下表所示。
沉淀
A.“高压酸浸”中加高压可提高金属的浸出率
B.由表可知,当时已完全沉淀
C.“沉钴”时未发生氧化还原反应
D.“沉镍”时NaOH应当适当过量
3.(2026·广西·高考真题)从浓缩海水中获取高纯的工艺如下。
已知:时,的,;的。
下列说法正确的是
A.常温下,“滤液1”时,
B.常温下,“滤液2”时,沉淀完全
C.煅烧“滤渣”回收:
D.路线Ⅰ的工艺优于Ⅱ
4.(2025·浙江·高考真题)已知:
下列有关说法不正确的是
A.过量在溶液中
B.过量在水中所得的饱和溶液中滴加溶液,有生成
C.过量在水中溶解的质量大于在相同体积溶液中溶解的质量
D.在的盐酸中不能完全溶解
5.(2025·北京·高考真题)下列反应中,体现还原性的是
A.加热分解有生成
B.和的混合溶液加热有生成
C.固体在溶液中溶解
D.溶液中滴加溶液出现白色沉淀
二、解答题
6.(2024·海南·高考真题)羟基磷酸钙 是骨骼石灰和牙釉质的主要成分。某课题组按照下述步骤进行其制备探索:在75℃下向由一定量粉末配制的含有分散剂的浆液中,边搅拌边滴加计算量的稀,滴加完成后继续搅拌一段时间。冷至室温固液分离,烘干固体得纳米级微粉产品。制备依据的代表反应式为:,装置如图所示(固定器具已省略)。
回答问题:
(1)装置图中,安装不当的是_______ (填仪器标号)
(2)使用冷凝管的目的是_______,冷凝水进水口为_______ (填序号),干燥管中熟石灰用于吸收_______ (填化学式)。
(3)实验中使用水浴加热,其优点为_______、_______。
(4)投料时应使用新制粉末,以降低杂质_______ (填化学式)对实验的影响。
(5)完成反应后,可以保持产品组成稳定的固液分离方式有_______、_______ (填标号)。
a.倾倒 b.常压过滤 c.减压过滤 d.离心分离
(6)实验中以题述加料方式所得产品中。某次实验将浆液滴入稀得到的产品中。造成这种结果差异的原因是_______。
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专题06 沉淀溶解平衡在工艺流程中的应用
类型一 沉淀的生成与溶解
1.(24-25高二上·江西景德镇·期末)常温下,向、和HR的混合液中加入NaOH固体(忽略溶液体积变化),pM与pH的部分关系如图所示。已知:,c(M)代表、或,。下列叙述错误的是
A.X代表与pH的关系
B.常温下,和共存时:
C.在Y曲线的下方有沉淀产生
D.易溶于HR
【答案】D
【分析】已知,对于二价金属氢氧化物的沉淀溶解平衡:,其溶度积表达式,取对数为,因此pH相同时,越小,越大,并且随着pH的增大而增大,X代表与pH的关系,Y代表与pH的关系,Z代表与pH的关系,取pH=7时,根据=6,可以求出,根据=1,可以求出,pH=5时,即,,由此解答;
【解析】A.由分析可知,X代表与pH的关系,A正确;
B.常温下,和共存时:,B正确;
C.Y曲线下方的点也处于X曲线的下方,存在,有沉淀生成,C正确;
D.溶于的反应为,该反应的平衡常数为,说明该反应进行程度很小,因此难溶于HR,D错误;
故选D。
2.(24-25高二上·辽宁丹东·期末)下图为室温下、和在水中达沉淀溶解平衡时的关系图。已知:;;当时可认为M离子沉淀完全。下列叙述错误的是
A.a、c两点表示的相同
B.由图可求得
C.将0.01 mol/L 溶液中完全转化为沉淀,需要将溶液pH至少调至2.8左右
D.浓度均为0.02mol/L的、溶液等体积混合,调节pH,沉淀完全时也会生成沉淀
【答案】D
【分析】对于,沉淀溶解平衡为,,,推导得,三价金属离子对应曲线斜率绝对值为3,二价对应曲线斜率绝对值为2,因此斜率最小的最右侧曲线为(d点所在);相同pH下,越小则金属离子浓度越小、pM越大。已知,则最左侧曲线为(a、c点所在),中间曲线为(b点所在)。
【解析】A.溶度积只与温度有关,室温下温度不变,同一物质的始终相同,a、c两点均为沉淀溶解平衡状态,温度相同,因此相同,A正确;
B.d点坐标为,,即,,代入,B正确;
C.沉淀完全时,即。从曲线可知,对应pH约为2.8,因此pH至少调至2.8左右可使完全沉淀,C正确;
D.当pH=4时,pAl=3,此时,pH=6,pCu=3.5,,完全沉淀时,,,则,此时pH为4.7,,此时离子积小于,可知不会生成沉淀,D错误;
故选D。
3.(24-25高二上·安徽合肥·期末)常温下,、的沉淀溶解曲线如图所示,下列说法错误的是
已知:常温下,。
A.
B.曲线Ⅱ代表与的关系
C.常温下,反应的平衡常数为
D.d点对应的是或的溶液处于过饱和状态,有沉淀析出
【答案】C
【分析】已知,相同时,,则,纵坐标更大的曲线I代表与的关系,曲线Ⅱ代表与的关系;
【解析】A.c点为的溶解平衡点,,则,由,得,故,,A正确;
B.由分析可知,曲线Ⅱ代表与的关系,B正确;
C.该反应的平衡常数,C错误;
D.d点对应的小于平衡线上相同时的纵坐标,即大于平衡浓度,,溶液为过饱和状态,有沉淀析出,D正确;
故选C。
类型二 沉淀的转化
4.(25-26高二下·江苏无锡·期中)室温下,根据下列实验过程及现象,能验证相应实验结论的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
向溶液中滴加酚酞试液,观察溶液颜色变化
能发生水解
B
用pH计测得溶液的pH大于溶液的pH
酸性:
C
向溶液中依次滴加5滴同浓度溶液和溶液,先产生白色沉淀,再产生黑色沉淀
D
向溶液中滴加2滴 溶液,产生白色沉淀,再滴加4滴溶液,产生黄色沉淀
【答案】D
【解析】A.水解使溶液显酸性,酚酞的变色范围为8.2~10,酸性条件下酚酞呈无色,无法观察到明显现象,不能验证发生水解,A错误;
B.盐溶液中弱酸根离子水解程度越大,对应弱酸的酸性越弱,溶液中发生水解的是,对应的酸为,该实验只能证明酸性,无法比较和的酸性,B错误;
C.实验中溶液过量,加入时,直接与过量的反应生成黑色沉淀,不存在到的沉淀转化,无法比较二者大小,C错误;
D.实验中过量,完全反应生成白色沉淀,加入后生成黄色沉淀,说明发生了到的沉淀转化,可证明,D正确;
故选D。
5.(26-27高二上·海南海口·阶段检测)下列化学应用与沉淀溶解平衡无关的是
A.使用含氟牙膏可以有效预防龋齿
B.蒸干溶液可得到
C.用石膏降低盐碱地(含)土壤碱性
D.可用FeS除去废水中、
【答案】B
【解析】A.含氟牙膏中的与牙齿表面的羟基磷灰石反应生成更难溶的氟磷灰石,属于沉淀转化,与沉淀溶解平衡有关,A不符合题意;
B.蒸干溶液得到,是受热分解导致的,属于热分解反应,不涉及沉淀溶解平衡,B符合题意;
C.石膏的主要成分为,其沉淀溶解平衡产生的与盐碱地中的反应生成更难溶的,降低浓度从而减弱其水解带来的碱性,与沉淀溶解平衡有关,C不符合题意;
D.难溶物的沉淀溶解平衡产生的,与废水中的、反应生成溶解度更小的、,属于沉淀转化,与沉淀溶解平衡有关,D不符合题意;
故选 B。
6.(25-26高二上·湖北省直辖县级单位·期末)下列离子方程式书写正确的是
A.向溶液中滴加少量氯水:
B.向AgCl悬浊液中滴加KI溶液,实现沉淀转化:
C.向溶液中加入,产生黑色沉淀:
D.向溶液中滴加少量NaOH溶液:
【答案】B
【解析】A.还原性强于,滴加少量氯水时仅被氧化,正确离子方程式为,A错误;
B.溶解度小于,可发生沉淀转化,该离子方程式书写符合反应规律和守恒规则,B正确;
C.难溶于水,与直接发生复分解反应生成沉淀,不发生双水解,正确离子方程式为,C错误;
D.结合能力强于,滴加少量时优先反应,正确离子方程式为,D错误;
故选B。
一、单选题
1.(25-26高二上·陕西榆林·期末)化学与生产、生活密切相关,生活中处处有化学。下列说法正确的是
A.合成氨工业中采用循环操作,主要是为了提高平衡混合物中氨的含量
B.利用铝热法焊接钢轨,是因为Al与反应吸收大量热
C.节日燃放的焰火与原子核外电子跃迁有关
D.用碳酸钠溶液处理锅炉水垢(),再用酸洗涤,其中不涉及沉淀的转化
【答案】C
【解析】A.合成氨工业中采用循环操作,主要是为了提高氮气和氢气的利用率,A错误;
B.Al与反应放出大量热,B错误;
C.节日燃放的焰火是金属元素的焰色反应,其本质是金属原子的核外电子吸收能量后跃迁到高能级,当电子从高能级跃迁回低能级时,会以光的形式释放能量,因此与原子核外电子跃迁有关,C正确;
D.利用沉淀转化原理可将水垢中的转化为易溶于酸的碳酸钙,D错误;
故选C。
2.(24-25高二上·广东梅州·期末)秦俑彩绘中的铅白和黄金雨中黄色的都是难溶的铅盐。室温下,和达到溶解平衡时,与或的关系如图。下列说法不正确的是
A.曲线代表
B.p点对应的是的不饱和溶液
C.向m点对应的溶液中加入适量的KI固体,可得到p点对应的溶液
D.反应的平衡常数
【答案】C
【分析】两种难溶盐的溶度积表达式分别为和。取负对数后,结合图像可知,直线斜率为−1的对应;直线斜率为−2的对应;由纵截距可得,。
【解析】A.根据分析,曲线代表,A正确;
B.由分析可知,对应碘化铅。与L1上相同二价铅离子浓度的点比,p点的碘离子浓度更小,因此 Q<,p点对应碘化铅的不饱和溶液,B正确;
C.图中m点到p点是水平向左移动,要求铅离子浓度不变而碳酸根离子浓度增大。加入KI固体后,若未发生沉淀,则不能使碳酸根离子浓度增大;若生成沉淀,则铅离子浓度降低,纵坐标增大。因此不能由m点到达p点,C错误;
D.固体不写入平衡常数表达式,则,D正确;
故选C。
3.(24-25高二上·云南昭通·期末)室温下,通过矿物中获得的过程如图所示:
已知:,。下列说法正确的是
A.溶液中:
B.可利用蒸发皿对溶液蒸发浓缩、冷却结晶制得其晶体
C.悬浊液加入“溶解”过程中,溶液中浓度逐渐减小
D.反应正向进行,需满足
【答案】C
【分析】和碳酸钠溶液反应脱硫后,过滤得,中加入“溶解”得溶液,据此解答。
【解析】A.根据物料守恒,溶液中:,A错误;
B.属于强酸弱碱盐,存在水解平衡:。若直接在蒸发皿中蒸发浓缩溶液,加热时易挥发,会促使的水解平衡正向移动,最终无法得到纯净的晶体,因此不能采用蒸发皿蒸发浓缩、冷却结晶的方式制备晶体,B错误;
C.悬浊液存在溶解平衡:,加入“溶解”时,会和反应生成和,则溶液中浓度逐渐减小,C正确;
D.反应正向进行,则需满足,即,D错误;
故选C。
4.(24-25高二上·云南楚雄·期末)常温下,某溶液中含有、、,且浓度均为,该温度下向该溶液中逐滴加入的溶液,下列说法错误的是
已知:①忽略溶液混合前后温度和体积的变化;
②常温下,、、的沉淀溶解平衡曲线如图所示,且。
A.曲线I表示的沉淀溶解平衡
B.三种阴离子沉淀的先后顺序为、、
C.对于沉淀溶解平衡,a点时,
D.对于反应,该反应的平衡常数为
【答案】C
【分析】对于AB型沉淀(、),满足,两边取负对数得:,曲线斜率为-1;对于(型),满足,取负对数得:,曲线斜率为-2。 结合已知,可得三条曲线对应关系:曲线I:斜率为-2,对应,使横坐标为零,取纵坐标上的点代入得,,即;曲线II:对应,同理可得,,即;曲线III:对应,同理可得,,即。
【解析】A.曲线I斜率为-2,符合的沉淀溶解平衡特征,A正确;
B.初始阴离子浓度均为,即,计算开始沉淀所需,:;:;:,所需浓度越小越先沉淀,沉淀顺序为、、,B正确;
C.a点在的沉淀溶解平衡曲线(曲线II)的下方:此时和更小,说明实际离子浓度商,平衡向生成沉淀的方向移动,因此逆反应速率(沉淀生成速率)>正反应速率(溶解速率),即,C错误;
D.反应的平衡常数: ,由图得,即;,即,代入得,D正确;
故选C。
5.(24-25高二上·陕西渭南·期末)常温下,和的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是
A.曲线Ⅰ是的沉淀溶解平衡曲线
B.向X点对应溶液中加入适量的NaOH溶液,有可能得到Z点对应溶液
C.Y点对应的分散系中,v(溶解)<v(沉淀)
D.相同温度下,
【答案】B
【解析】A.曲线Ⅰ斜率绝对值为2,符合的的关系,是的沉淀溶解平衡曲线,A正确;
B.X点是的平衡溶液,加入溶液,增大,对应减小(横坐标左移),平衡逆向移动,减小,对应增大(纵坐标上移),溶液组成应向左上方移动,不可能得到右下方的Z点,B错误;
C.Y点在平衡曲线Ⅱ的下方,离子积,为过饱和体系,沉淀速率大于溶解速率,即,C正确;
D.曲线Ⅱ上选择点(6,6)进行计算,,曲线Ⅰ上选择点(4,6)进行计算,,故,D正确;
故选B。
6.(24-25高二上·浙江金华·期末)草酸亚铁()是生产磷酸铁锂电池的原料,实验室可通过如下反应制取:
已知室温下:、、。下列说法不正确的是
A.用硫酸酸化溶解可以抑制的水解
B.室温时,悬浊液中:
C.室温时,若沉铁所加试剂改为同浓度的或,则不能产生沉淀
D.室温时,“沉铁”后的上层清液中:
【答案】C
【解析】A.水解使溶液显酸性,加入硫酸酸化后浓度增大,水解平衡逆向移动,可抑制的水解,A正确;
B.悬浊液中,的水解常数,水解程度极小,因此,B正确;
C.中电离程度大于水解程度,可电离出,也可分步电离出,只要满足即可产生沉淀,并非不能产生,C错误;
D.沉铁后的上层清液为的饱和溶液,离子积等于溶度积,因此,D正确;
故选C。
7.(25-26高二上·广西柳州·期末)25℃下,用NaOH溶液分别滴定、两种溶液,(、),pM随pH变化关系如图所示。已知比更难溶,当离子浓度时,认为该离子沉淀完全。下列说法错误的是
A.①代表滴定溶液的变化关系
B.25℃下,的的数量级为10
C.调控溶液的,可使工业废水中的完全沉淀
D.当与共沉淀时溶液中
【答案】C
【解析】A.比更难溶,相同pH条件下更小,对应更大,因此①代表滴定溶液的变化关系,A正确;
B.当曲线①时,,此时,,,25℃下,的的数量级为,B正确;
C.当曲线②时,,此时,,;时,此时,未完全沉淀,C错误;
D.两者共沉淀时,溶液中,即,D正确;
故选C。
二、解答题
8.(26-27高二上·北京西城·阶段检测)利用含锶(Sr)废渣制备晶体SrCl2·6H2O的流程如下。
已知:①含锶废渣中主要含SrCO3、SrSO4、CaCO3等难溶性物质。
②Sr位于元素周期表第五周期第ⅡA族。
(1)①为了增大转化步骤的速率可以采取的措施为________________。
②已知NH4HCO3溶液显弱碱性,则________(填“”“”或“”)。
③转化过程中,向NH4HCO3溶液中加入氨水,SrSO4转化为SrCO3,请写出转化过程的离子方程式________________。
(2)溶出液中除了含有Sr2+外,还含有Ca2+,已知和在不同温度下的溶解度:
氢氧化物
溶解度/g
20℃
40℃
60℃
80℃
90℃
1.77
3.95
8.42
20.2
44.5
0.173
0.141
0.121
0.094
0.086
①溶出液中进行下列操作后有利于除去溶液中的Ca2+的是________。
A.90℃加入过滤,滤液降温至20℃加入盐酸
B.降低温度
C.升高温度
D.加入Na2CO3溶液
②由制备无水的方法为________________。
(3)为测产品纯度,取2.00 g实验制得的产品[的相对分子质量为266.6],加蒸馏水溶解,配成100 mL溶液,用滴定管取出25 mL溶液于锥形瓶中,滴入几滴K2CrO4溶液作指示剂,用浓度为的标准溶液滴定,重复滴定三次测得标准溶液用量分别为19.98 mL、18.00 mL、20.02 mL。
(已知:Ag2CrO4为砖红色沉淀,)
①滴定终点的现象是________________。
②产品的纯度(质量分数)为________。
【答案】(1)将废渣粉碎(或适当升高温度、搅拌等) >
(2)A 在氯化氢气流中加热脱水
(3)滴入最后一滴AgNO3标准溶液时,生成砖红色沉淀,且半分钟内沉淀不消失 53.3%
【分析】含锶废渣中的SrCO3、SrSO4、CaCO3经NH4HCO3与氨水转化后,锶和钙都以离子形式进入溶出液;由表中数据,Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小、Sr(OH)2的溶解度随温度升高而迅速增大,在90℃加入Sr(OH)2可使Ca2+以Ca(OH)2沉淀除去而锶留在溶液中;产品纯度用AgNO3沉淀滴定法测定,以K2CrO4为指示剂,先舍去异常数据再取平均值计算。
【解析】(1)①将废渣粉碎,可增大废渣与NH4HCO3溶液的接触面积,使转化反应速率加快(适当升高温度、搅拌也可达到同样目的)。
②由电荷守恒得;NH4HCO3溶液显弱碱性,说明c(OH−)>c(H+),故,即应填“>”。
③加入氨水后转化为碳酸根离子,碳酸根离子与SrSO4结合生成更难溶的SrCO3,使沉淀转化得以进行,离子方程式为。
(2)①由表中数据可知,Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小,Sr(OH)2的溶解度随温度升高而迅速增大。
A.在90℃加入Sr(OH)2,溶液中OH−浓度增大,Ca2+生成Ca(OH)2沉淀而除去,锶留在溶液中,滤液降温至20℃析出Sr(OH)2,再加盐酸又转化为SrCl2,A正确;
B.降低温度使Ca(OH)2的溶解度增大,Ca2+更难沉淀完全,B错误;
C.单纯升高温度不能增大溶液中OH−的浓度,Ca2+无法沉淀完全,C错误;
D.加入Na2CO3溶液会使Sr2+也生成SrCO3沉淀而损失,D错误;
故答案为A。
②SrCl2在加热脱水时Sr2+易发生水解,需在干燥的氯化氢气流中加热,既抑制水解又能带走水蒸气,故方法为在氯化氢气流中加热脱水。
(3)①当滴入最后一滴AgNO3标准溶液时,Cl−恰好沉淀完全,稍过量的Ag+与铬酸根离子生成砖红色沉淀且半分钟内不消失,即为滴定终点。
②三次滴定中18.00 mL与另外两次相差超过0.2 mL,属异常数据应舍去,取19.98 mL和20.02 mL的平均值20.00 mL。n(AgNO3)=0.100 mol/L×20.00 mL=2.00 mmol,由Ag++Cl−=AgCl↓可知25mL溶液中n(Cl−)=2.00 mmol,则100 mL溶液中n(Cl−)=8.00 mmol,n(SrCl2⋅6H2O)=4.00 mmol,m(SrCl2⋅6H2O)=4.00 mmol×266.6 g/mol=1.0664 g,产品的纯度=1.0664 g÷2.00 g×100%=53.3%。
一、单选题
1.(2026·福建·高考真题)用合金废料(主要含铁-钴、铁-镍合金和少量)生产金属氢氧化物的工艺如下:
已知:①当离子浓度小于时,认为其完全沉淀;
②时各物质值:
下列说法错误的是
A.“高压酸浸”中高压有利于提高金属浸出率
B.“沉铁”时调至3.0可使完全沉淀
C.“沉钴”时不涉及氧化还原反应
D.“沉镍”时溶液应适当过量
【答案】C
【分析】合金废料含有铁钴、铁镍合金与少量,加入硫酸、双氧水在高压酸浸,金属元素溶解进入溶液,不反应成为滤渣除去;向浸出液加入调节沉铁,析出固体,分离后滤液中含、;向滤液加入试剂沉钴,得到沉淀;剩余滤液再加沉镍,生成。
【解析】A.高压酸浸在下进行,加压可以提高溶液沸点,增大体系中活性氧的溶解度,提升反应物浓度与反应温度,加快金属的溶解,有利于提高金属浸出率,A正确;
B.的,时,,,该浓度小于,满足完全沉淀标准,可完全沉淀,B正确;
C.对比溶度积,远小于,如果酸浸后钴是,调沉铁时会和一同沉淀,无法分开,所以沉铁阶段钴以存在;沉钴产物是,需要把氧化为,因此沉钴步骤存在化合价变化,属于氧化还原反应,C错误;
D.沉镍反应生成,为保证尽可能沉淀完全,沉淀剂溶液需要适当过量,利用同离子效应降低溶解度,D正确;
故选C。
2.(2026年高考福建卷化学高考真题(网络收集版))下图是一种利用废弃的合金制备的工艺流程。下列说法不正确的是
已知:①当溶液中某种离子的浓度小于时,可以认为该离子完全沉淀。
②部分沉淀的如下表所示。
沉淀
A.“高压酸浸”中加高压可提高金属的浸出率
B.由表可知,当时已完全沉淀
C.“沉钴”时未发生氧化还原反应
D.“沉镍”时NaOH应当适当过量
【答案】C
【分析】废弃的合金在高压下加入和进行酸浸。具有强氧化性,在酸性条件下可将合金中的金属单质氧化溶解,同时自身被还原。其中合金中的被氧化为。此步骤产生气体,可能是分解产生的或金属与酸反应产生的。向浸出液中加入某种试剂调节溶液pH沉铁。结合表格中数据,的极小,容易在较低pH下沉淀。向除铁后的溶液中加入“物质 X”进行沉钴,生成沉淀。此前溶液中的钴主要以形式存在,要生成,钴元素的化合价必须从价升高到价,因此“物质 X”必然具有氧化性,能将氧化为并沉淀下来。最后向除钴后的溶液中加入沉镍,使转化为沉淀,据此解答;
【解析】A.高压可加快酸浸反应速率,使金属更充分溶解,提高浸出率,A正确;
B.时,,已完全沉淀,B正确;
C.沉钴产物为,元素从酸浸后溶液中的+2价升高为+3价,存在化合价变化,发生了氧化还原反应,C错误;
D.适当过量可促进完全沉淀,提高产率,D正确;
故选C。
3.(2026·广西·高考真题)从浓缩海水中获取高纯的工艺如下。
已知:时,的,;的。
下列说法正确的是
A.常温下,“滤液1”时,
B.常温下,“滤液2”时,沉淀完全
C.煅烧“滤渣”回收:
D.路线Ⅰ的工艺优于Ⅱ
【答案】A
【分析】简要分析合成路线:浓缩海水(主要含、、、等离子)。加入和。利用草酸钙极难溶于水的性质,将海水中的沉淀出来,实现钙镁分离。滤渣为,滤液1中主要含有、、以及少量的草酸根、草酸氢根离子。向滤液1中加入溶液沉镁。将转化为沉淀。滤液2主要含有、草酸钠及过量的,沉淀为。从出发,工艺给出了两条转化为可电解物质的路径:路径I为受热分解生成。电解氧化镁制取镁。路径II为与盐酸反应生成溶液,经蒸发结晶得到无水。电解熔融制取高纯和。这是工业制镁的主流方法,能耗相对较低,据此解答;
【解析】A.常温下时,,故,A正确;
B.时,,未完全沉淀,B错误;
C.给出的反应O原子不守恒,得失电子也不守恒,煅烧的正确反应为,C错误;
D.熔点远高于,电解能耗远大于电解,路线Ⅱ更优,D错误;
故选A。
4.(2025·浙江·高考真题)已知:
下列有关说法不正确的是
A.过量在溶液中
B.过量在水中所得的饱和溶液中滴加溶液,有生成
C.过量在水中溶解的质量大于在相同体积溶液中溶解的质量
D.在的盐酸中不能完全溶解
【答案】C
【解析】A.在 溶液中,(近似,忽略溶解 AgCl 的影响)。根据AgCl的溶度积规则,当固体AgCl存在时,,因此:,尽管存在络合反应,但自由浓度仍由溶度积常数决定,A正确;
B.AgCl 在纯水中的饱和溶液中,。滴加 溶液会引入 ,使局部 增大,导致离子积 ,从而生成 AgCl 沉淀,络合反应在低 下影响很小,可忽略,B正确;
C.在纯水中:溶解度 。溶解质量正比于溶解度(相同体积)。在 溶液中:高促进络合反应。设总溶解银浓度为,近似,则:,,总溶解度。比较可知:,,故在 中溶解的质量更大,C错误;
D.盐酸中 。若假设完全溶解,则总银浓度。由C选项分析可知,,合并得到,近似,则:,Q=,故会沉淀,不能完全溶解,D正确;
故选C。
5.(2025·北京·高考真题)下列反应中,体现还原性的是
A.加热分解有生成
B.和的混合溶液加热有生成
C.固体在溶液中溶解
D.溶液中滴加溶液出现白色沉淀
【答案】B
【解析】A.NH4HCO3分解生成NH3,氮元素的化合价保持-3,未发生氧化还原反应,A不符合题意;
B.中的N(-3价)与中的N(+3价)反应生成N2(0价),被氧化,体现还原性,B符合题意;
C.水溶液中,铵根离子可以直接结合氢氧化镁弱电离的氢氧根离子,使沉淀溶解平衡向正向移动,则该氢氧化镁溶解过程,无化合价变化,没有体现其还原性,C不符合题意;
D.(NH4)2SO4与BaCl2的沉淀反应属于复分解反应,未参与氧化还原,D不符合题意;
故选B。
二、解答题
6.(2024·海南·高考真题)羟基磷酸钙 是骨骼石灰和牙釉质的主要成分。某课题组按照下述步骤进行其制备探索:在75℃下向由一定量粉末配制的含有分散剂的浆液中,边搅拌边滴加计算量的稀,滴加完成后继续搅拌一段时间。冷至室温固液分离,烘干固体得纳米级微粉产品。制备依据的代表反应式为:,装置如图所示(固定器具已省略)。
回答问题:
(1)装置图中,安装不当的是_______ (填仪器标号)
(2)使用冷凝管的目的是_______,冷凝水进水口为_______ (填序号),干燥管中熟石灰用于吸收_______ (填化学式)。
(3)实验中使用水浴加热,其优点为_______、_______。
(4)投料时应使用新制粉末,以降低杂质_______ (填化学式)对实验的影响。
(5)完成反应后,可以保持产品组成稳定的固液分离方式有_______、_______ (填标号)。
a.倾倒 b.常压过滤 c.减压过滤 d.离心分离
(6)实验中以题述加料方式所得产品中。某次实验将浆液滴入稀得到的产品中。造成这种结果差异的原因是_______。
【答案】(1)a
(2)使水冷凝回流 ②
(3)控温容易 受热均匀;无明火,更安全;烧瓶使用后更易清洁(答出任意两点)
(4)(5)b d
(6)在将浆液滴入稀的整个加料过程中,局部和本体的和都相对过量,限制了向含有更多组成的物质的沉淀转化
【分析】向三颈烧瓶中加入含有一定量的浆液中,水浴加热控制温度为75℃左右,边搅拌边滴加计算量的稀,滴加完成后继续搅拌一段时间,发生反应,冷至室温固液分离,烘干固体得纳米级微粉产品。
【解析】(1)装置图中,温度计应插入液面以下,故安装不当的是a;
(2)该反应产物为羟基磷酸钙和水,羟基磷酸钙骨骼石灰和牙釉质的主要成分,其熔沸点高,故冷凝管的作用是使水冷凝回流;冷凝管的水流方式为下进上出,则进水口为2;干燥管中熟石灰用于吸收空气中的二氧化碳,防止与浆液反应生成,影响产品纯度;
(3)水浴加热的优点为控温容易、受热均匀、无明火、更安全、烧瓶使用后更易清洁等;
(4)投料时应使用新制粉末,易与空气中二氧化碳反应生成碳酸钙固体,故应为降低杂质对实验的影响;
(5)a.倾倒法无法有效实现固液分离,故a错误;
b.常压过滤,即为普通过滤操作,可以保持产品组成稳定,故b正确;
c.减压过滤,俗称抽滤,其过滤速度较快,不利于提高纳米级微粉产品的产率,也不利于实现稳定的固液分离,故c错误;
d.离心分离法是利用离心力使重量不同的物质分隔开,可以实现稳定的固液分离,故d正确;
故选bd;
(6)题述加料方式所得产品中,某次实验将浆液滴入稀得到的产品中,相当于含量变大,则造成这种结果差异的原因是在将浆液滴入稀的整个加料过程中,局部和本体的和都相对过量,限制了向含有更多组成的物质的沉淀转化。
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