專題六　主觀題突破4　化工流程中的有關(guān)計算【閑魚：金考教育教輔】

化工流程中的有關(guān)計算專題六主觀題突破4匯報人：盤點核心知識PARTONE1.Ksp計算(1)判斷能否沉淀。(2)判斷能否沉淀完全。(3)計算某一離子的濃度。(4)沉淀生成和沉淀完全時pH的計算。(5)用化學(xué)平衡常數(shù)與溶度積計算沉淀轉(zhuǎn)化。

精練高考真題PARTTWO1231.[2024·全國甲卷，26(3)]鈷在新能源、新材料領(lǐng)域具有重要用途。某煉鋅廢渣含有鋅、鉛、銅、鐵、鈷、錳的+2價氧化物及鋅和銅的單質(zhì)。從該廢渣中提取鈷的一種流程如下。注：加沉淀劑使一種金屬離子濃度小于等于10-5mol·L-1，其他金屬離子不沉淀，即認為完全分離。123已知：①Ksp(CuS)=6.3×10-36，Ksp(ZnS)=2.5×10-22，Ksp(CoS)=4.0×10-21。②以氫氧化物形式沉淀時，lg[c(M)/(mol·L-1)]和溶液pH的關(guān)系如圖所示。假設(shè)“沉銅”后得到的濾液中c(Zn2+)和c(Co2+)均為0.10mol·L-1，向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全，此時溶液中c(Co2+)=

mol·L-1，據(jù)此判斷能否實現(xiàn)Zn2+和Co2+的完全分離？

(填“能”或“不能”)。

1.6×10-4不能123

1232.[2024·湖南，16(3)(4)]銅陽極泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)是一種含貴金屬的可再生資源，回收貴金屬的化工流程如右：已知：①當(dāng)某離子的濃度低于1.0×10-5mol·L-1時，可忽略該離子的存在；②AgCl(s)+Cl-(aq)[AgCl2]-(aq)

K=2.0×10-5；③Na2SO3易從溶液中結(jié)晶析出；④不同溫度下Na2SO3的溶解度如下：溫度/℃020406080溶解度/g14.426.137.433.229.0回答下列問題：(3)“氧化酸浸”和“除金”工序均需加入一定量的NaCl：①在“氧化酸浸”工序中，加入適量NaCl的原因是____________

。123使銀元素轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀在“氧化酸浸”工序中，加入適量NaCl的原因是使銀元素轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀。②在“除金”工序溶液中，Cl-濃度不能超過

mol·L-1。1230.5

123

0.05123

1233.[2021·河北，15(1)(2)(3)(6)(7)]綠色化學(xué)在推動社會可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。某科研團隊設(shè)計了一種熔鹽液相氧化法制備高價鉻鹽的新工藝，該工藝不消耗除鉻鐵礦、氫氧化鈉和空氣以外的其他原料，不產(chǎn)生廢棄物，實現(xiàn)了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na+內(nèi)循環(huán)。工藝流程如圖：123回答下列問題：(1)高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是

(填元素符號)。(2)工序①的名稱為

。Fe、Cr溶解浸出工序①為將氧化后的固體加水溶解浸出可溶性物質(zhì)。123(3)濾渣Ⅰ的主要成分是___________

(填化學(xué)式)。(6)熱解工序產(chǎn)生的混合氣體最適宜返回工序

(填“①”“②”“③”或“④”)參與內(nèi)循環(huán)。

Fe2O3②熱解工序產(chǎn)生的混合氣體為二氧化碳和水蒸氣，將混合氣體通入濾渣Ⅰ中可以將氧化鎂轉(zhuǎn)化為碳酸氫鎂溶液，則混合氣體最適宜返回的工序為工序②。MgO、123

8.37123

題型突破練PARTTHREE答案12345671.

2.10-2答案12345673.

4.1.75×10-4答案1234565.

7答案1234566.

7答案1234567.

71234567答案1.(2023·湖南校聯(lián)考模擬)釩的用途十分廣泛，有金屬“維生素”之稱。以含釩石煤(主要成分是V2O3、V2O4，含有SiO2、FeS2及Mg、Al、Mn等化合物雜質(zhì))制備單質(zhì)釩的工藝流程如圖所示：已知：①該工藝條件下，溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：金屬離子Fe3+Mg2+Al3+Mn2+開始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.11234567答案

Fe3+、Al3+Mg2+、Mn2+

2.鎢是熔點最高的金屬，是重要的戰(zhàn)略物資。自然界中黑鎢礦的主要成分是FeWO4、MnWO4，還含有少量Si、P、As的化合物。由黑鎢礦制備WO3的工藝流程如右：1234567答案

10-21234567答案

1234567答案3.鈹作為一種稀有元素，在航空航天、電子加工等領(lǐng)域具有重要意義。用鈹?shù)V石(含BeO及少量Ca、Mg、Mn元素)與配料生產(chǎn)工業(yè)氧化鈹?shù)墓に嚵鞒倘缬遥?/p>

1.75×10-41234567答案

1234567答案4.粗Co(OH)3是以銅鈷礦為原料濕法提取而得到的粗制鈷鹽中間品，含有MnOOH以及Al2O3、Fe3O4、Mg等雜質(zhì)，粗氫氧化鈷濕法制取精制硫酸鈷流程如下：1234567答案(1)浸出時添加還原劑SO2對原料中的錳和

(填元素名稱)進行有效浸出。保持溫度、SO2流速等條件不變，鈷浸出率與時間關(guān)系如圖所示，則H2SO4濃度最適宜為

mol·L-1。

鈷、鐵3.01234567答案(2)“除雜”時混合氣在金屬離子的催化作用下產(chǎn)生具有強氧化性的過一硫酸(H2SO5)。Mn2+被H2SO5氧化為MnO2，該反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________(已知：H2SO5的電離第一步完全，第二步微弱)。生石灰調(diào)節(jié)pH=

(保留一位小數(shù))時，檢驗反應(yīng)后的濾液中恰好不存在Fe3+[已知：Fe(OH)3的Ksp=10-37.4，離子濃度≤10-5mol·L-1時沉淀完全]。

3.21234567答案由題干工藝流程圖可知，將粗Co(OH)3加水打磨成漿后加入H2SO4和SO2進行浸出，得到含Co2+、Fe2+、Al3+、Mg2+、Mn2+的浸出液，過濾除去其他不溶性雜質(zhì)，向濾液中加入生石灰、熱空氣和SO2，過濾出Fe(OH)3和MnO2，向濾液中加入萃取劑P204以萃取Co2+，分液后水相含有Al3+、Ca2+和Mg2+，有機相含有Co2+，對有機相進行反萃取得到水相中含有CoSO4，據(jù)此分析解題。1234567答案“除雜”時混合氣在金屬離子的催化作用下產(chǎn)生具有強氧化性的過一硫酸(H2SO5)，H2SO5中含有一個過氧鍵，故Mn2+被H2SO5氧化為MnO2，H2SO5轉(zhuǎn)化為H2SO4，該反應(yīng)的離

1234567答案5.Zn、Fe及其化合物在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用比較廣泛。工業(yè)上利用鋅焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量FeO和CuO等雜質(zhì))制取金屬鋅的工藝流程如下：(1)若凈化后的溶液中Cu2+濃度為1×10-12mol·L-1，則凈化后溶液中Zn2+濃度為

[已知：室溫下Ksp(ZnS)=1.6×10-24，Ksp(CuS)=6.4×10-36]。0.25mol·L-1123456答案

71234567答案

ZnFe2(C2O4)3·6H2OZnFe2O4+4CO↑+2CO2↑+6H2O

123456答案

71234567答案6.釹鐵硼因其超強的磁性被譽為“永磁之王”，廣泛應(yīng)用于新能源汽車、信息存儲等方面。從釹鐵硼廢料(主要成分為Nd、鐵、硼、鋁，少量的硅酸鹽)中回收釹元素的工藝流程如圖所示：1234567答案

金屬離子Fe2+Fe3+

Al3+開始沉淀6.31.53.4完全沉淀(離子濃度：10-5mol·L-1)8.32.84.71234567答案回答下列問題：(1)若“酸溶”后溶液中Fe2+的濃度為1.0mol·L-1，則“沉釹”時調(diào)節(jié)pH范圍為

，“堿轉(zhuǎn)化”過程Nd元素發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。4.7≤pH<5.8

1234567

答案1234567

答案1234567答案

Nd2C2O7)

Nd2O3+3CO↑+3CO2↑+10H2O1234567

設(shè)Nd2(C2O4)3·10H2O物質(zhì)的量為1mol，即732g。750K時質(zhì)量減少(24.6%+17.5%)×732g≈308g，此時減少的除10個結(jié)晶水外，還減少C和O元素的質(zhì)量，12x+16y+180=308，解得x=4，y=5，即一個Nd2(C2O4)3·10H2O減少了10個結(jié)晶水、4個C答案1234567答案7.蛇紋石礦(主要成分為MgO、SiO2和少量鐵、鋁、鎳等元素)與綠礬耦合焙燒提取富鎂溶液礦化CO2并回收鎳。工藝流程如圖：

1234567答案回答下列問題：(1)25℃時，pH對“浸出液”中金屬沉淀率的影響如圖，加入氨水調(diào)節(jié)的適宜pH≈

。當(dāng)鋁離子恰好完全沉淀時，c(Fe3+)=

mol·L-1(保留兩位有效數(shù)字)。(已知當(dāng)離子濃度c≤10-5mol·L-1時認為已完全沉淀)

4.53.1×10-10123456答案

71234567答案(2)“礦化”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__