十年（2013-2022）高考化學(xué)真題分項(xiàng)匯編（全國(guó)通用）：工藝流程-溶度積計(jì)算（學(xué)生版）

專題7專題79工藝流程——溶度積計(jì)算1．【2022年山東卷】工業(yè)上以氟磷灰石[，含等雜質(zhì)]為原料生產(chǎn)磷酸和石膏，工藝流程如下：回答下列問(wèn)題：（1）酸解時(shí)有產(chǎn)生。氫氟酸與反應(yīng)生成二元強(qiáng)酸，離子方程式為_(kāi)______。（2）部分鹽的溶度積常數(shù)見(jiàn)下表。精制Ⅰ中，按物質(zhì)的量之比加入脫氟，充分反應(yīng)后，_______；再分批加入一定量的，首先轉(zhuǎn)化為沉淀的離子是_______。（3）濃度(以計(jì))在一定范圍時(shí)，石膏存在形式與溫度、濃度(以計(jì))的關(guān)系如圖甲所示。酸解后，在所得、為45的混合體系中，石膏存在形式為_(kāi)______(填化學(xué)式)；洗滌時(shí)使用一定濃度的硫酸溶液而不使用水，原因是_______，回收利用洗滌液X的操作單元是_______；一定溫度下，石膏存在形式與溶液中和的關(guān)系如圖乙所示，下列條件能實(shí)現(xiàn)酸解所得石膏結(jié)晶轉(zhuǎn)化的是_______(填標(biāo)號(hào))。A．、、

B．、、C．、、

D．、、2．【2022年全國(guó)乙卷】廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有、、和Pb。還有少量BA．Fe、Al的鹽或氧化物等。為了保護(hù)環(huán)境、充分利用鉛資源，通過(guò)下圖流程實(shí)現(xiàn)鉛的回收。一些難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)如下表：難溶電解質(zhì)一定條件下，一些金屬氫氧化物沉淀時(shí)的如下表：金屬氫氧化物開(kāi)始沉淀的pH2.36.83.57.2完全沉淀的pH3.28.34.69.1回答下列問(wèn)題：（1）在“脫硫”中轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______，用沉淀溶解平衡原理解釋選擇的原因________。（2）在“脫硫”中，加入不能使鉛膏中完全轉(zhuǎn)化，原因是________。（3）在“酸浸”中，除加入醋酸()，還要加入。(ⅰ)能被氧化的離子是________；(ⅱ)促進(jìn)了金屬Pb在醋酸中轉(zhuǎn)化為，其化學(xué)方程式為_(kāi)_______；(ⅲ)也能使轉(zhuǎn)化為，的作用是________。（4）“酸浸”后溶液的pH約為4.9，濾渣的主要成分是________。（5）“沉鉛”的濾液中，金屬離子有________。3．【2022年廣東卷】稀土()包括鑭、釔等元素，是高科技發(fā)展的關(guān)鍵支撐。我國(guó)南方特有的稀土礦可用離子交換法處理，一種從該類礦(含鐵、鋁等元素)中提取稀土的工藝如下：已知：月桂酸熔點(diǎn)為；月桂酸和均難溶于水。該工藝條件下，稀土離子保持價(jià)不變；的，開(kāi)始溶解時(shí)的pH為8.8；有關(guān)金屬離子沉淀的相關(guān)pH見(jiàn)下表。離子開(kāi)始沉淀時(shí)的pH8.81.53.66.2~7.4沉淀完全時(shí)的pH/3.24.7/（1）“氧化調(diào)pH”中，化合價(jià)有變化的金屬離子是_______。（2）“過(guò)濾1”前，用溶液調(diào)pH至_______的范圍內(nèi)，該過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______。（3）“過(guò)濾2”后，濾餅中檢測(cè)不到元素，濾液2中濃度為。為盡可能多地提取，可提高月桂酸鈉的加入量，但應(yīng)確保“過(guò)濾2”前的溶液中低于_______(保留兩位有效數(shù)字)。（4）①“加熱攪拌”有利于加快溶出、提高產(chǎn)率，其原因是_______。②“操作X”的過(guò)程為：先_______，再固液分離。（5）該工藝中，可再生循環(huán)利用的物質(zhì)有_______(寫化學(xué)式)。（6）稀土元素釔(Y)可用于制備高活性的合金類催化劑。①還原和熔融鹽制備時(shí)，生成1mol轉(zhuǎn)移_______電子。②用作氫氧燃料電池電極材料時(shí)，能在堿性溶液中高效催化的還原，發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)______。4．（2021·山東真題）工業(yè)上以鉻鐵礦(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等雜質(zhì))為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7?2H2O)的工藝流程如圖?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）焙燒的目的是將FeCr2O4轉(zhuǎn)化為Na2CrO4并將Al、Si氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性鈉鹽，焙燒時(shí)氣體與礦料逆流而行，目的是___。（2）礦物中相關(guān)元素可溶性組分物質(zhì)的量濃度c與pH的關(guān)系如圖所示。當(dāng)溶液中可溶組分濃度c≤1.0×10-5mol?L-1時(shí)，可認(rèn)為已除盡。

中和時(shí)pH的理論范圍為_(kāi)__；酸化的目的是___；Fe元素在___(填操作單元的名稱)過(guò)程中除去。（3）蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，過(guò)度蒸發(fā)將導(dǎo)致___；冷卻結(jié)晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循環(huán)利用的物質(zhì)還有____。（4）利用膜電解技術(shù)(裝置如圖所示)，以Na2CrO4為主要原料制備Na2Cr2O7的總反應(yīng)方程式為：4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。則Na2Cr2O7在___(填“陰”或“陽(yáng)”)極室制得，電解時(shí)通過(guò)膜的離子主要為_(kāi)__。5．（2021·湖南真題）可用于催化劑載體及功能材料的制備。天然獨(dú)居石中，鈰(Ce)主要以形式存在，還含有、、、等物質(zhì)。以獨(dú)居石為原料制備的工藝流程如下：回答下列問(wèn)題：（1）鈰的某種核素含有58個(gè)質(zhì)子和80個(gè)中子，該核素的符號(hào)為_(kāi)______；（2）為提高“水浸”效率，可采取的措施有_______(至少寫兩條)；（3）濾渣Ⅲ的主要成分是_______(填化學(xué)式)；（4）加入絮凝劑的目的是_______；（5）“沉鈰”過(guò)程中，生成的離子方程式為_(kāi)______，常溫下加入的溶液呈_______(填“酸性”“堿性”或“中性”)(已知：的，的，)；（6）濾渣Ⅱ的主要成分為，在高溫條件下，、葡萄糖()和可制備電極材料，同時(shí)生成和，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______6．（2021·河北真題）綠色化學(xué)在推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種熔鹽液相氧化法制備高價(jià)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(shí)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：回答下列問(wèn)題：（1）高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是_______(填元素符號(hào))。（2）工序①的名稱為_(kāi)_。（3）濾渣的主要成分是__(填化學(xué)式)。（4）工序③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______。（5）物質(zhì)V可代替高溫連續(xù)氧化工序中的NaOH，此時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_，可代替NaOH的化學(xué)試劑還有_______(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”或“②”或“③”或“④”)參與內(nèi)循環(huán)。（7）工序④溶液中的鋁元素恰好完全轉(zhuǎn)化為沉淀的pH為_(kāi)_。(通常認(rèn)為溶液中離子濃度小于10-5mol?L-1為沉淀完全；A1(OH)3+OH-?Al(OH)：K=100.63，Kw=10-14，Ksp[A1(OH)3]=10-33)7．（2020年新課標(biāo)Ⅲ）某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物，還有少量其他不溶性物質(zhì)。采用如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體(NiSO4·7H2O)：溶液中金屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金屬離子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+開(kāi)始沉淀時(shí)(c=0.01mol·L?1)的pH沉淀完全時(shí)(c=1.0×10?5mol·L?1)的pH7.28.73.74.72.23.27.59.0回答下列問(wèn)題：（1）“堿浸”中NaOH的兩個(gè)作用分別是______________。為回收金屬，用稀硫酸將“濾液①”調(diào)為中性，生成沉淀。寫出該反應(yīng)的離子方程式______________。（2）“濾液②”中含有的金屬離子是______________。（3）“轉(zhuǎn)化”中可替代H2O2的物質(zhì)是______________。若工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化”，即“濾液③”中可能含有的雜質(zhì)離子為_(kāi)_____________。（4）利用上述表格數(shù)據(jù)，計(jì)算Ni(OH)2的Ksp=______________(列出計(jì)算式)。如果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2+濃度為1.0mol·L?1，則“調(diào)pH”應(yīng)控制的pH范圍是______________。（5）硫酸鎳在強(qiáng)堿溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作鎳鎘電池正極材料的NiOOH。寫出該反應(yīng)的離子方程式______________。（6）將分離出硫酸鎳晶體后的母液收集、循環(huán)使用，其意義是______________。8．（2020年山東新高考）用軟錳礦(主要成分為MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制備高純MnCO3的工藝流程如下：已知：MnO2是一種兩性氧化物；25℃時(shí)相關(guān)物質(zhì)的Ksp見(jiàn)下表。物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2Ksp回答下列問(wèn)題（1）軟錳礦預(yù)先粉碎的目的是____________，MnO2與BaS溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為MnO的化學(xué)方程式為_(kāi)_______。（2）保持BaS投料量不變，隨MnO2與BaS投料比增大，S的量達(dá)到最大值后無(wú)明顯變化，而Ba(OH)2的量達(dá)到最大值后會(huì)減小，減小的原因是________。（3）濾液I可循環(huán)使用，應(yīng)當(dāng)將其導(dǎo)入到________操作中(填操作單元的名稱)。（4）凈化時(shí)需先加入的試劑X為_(kāi)_______(填化學(xué)式)。再使用氨水調(diào)溶液的pH，則pH的理論最小值為_(kāi)______(當(dāng)溶液中某離子濃度時(shí)，可認(rèn)為該離子沉淀完全)。（5）碳化過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________。9．[2019江蘇]（1）室溫下，反應(yīng)CaSO4(s)+(aq)CaCO3(s)+(aq)達(dá)到平衡，則溶液中=▲[Ksp(CaSO4)=4.8×10?5，Ksp(CaCO3)=3×10?9]。（2）將氨水和NH4HCO3溶液混合，可制得(NH4)2CO3溶液，其離子方程式為▲；浸取廢渣時(shí)，向(NH4)2CO3溶液中加入適量濃氨水的目的是▲。（3）廢渣浸取在如圖所示的裝置中進(jìn)行?？刂品磻?yīng)溫度在60~70℃，攪拌，反應(yīng)3小時(shí)。溫度過(guò)高將會(huì)導(dǎo)致CaSO4的轉(zhuǎn)化率下降，其原因是▲；保持溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物和溶劑的量不變，實(shí)驗(yàn)中提高CaSO4轉(zhuǎn)化率的操作有▲。（4）濾渣水洗后，經(jīng)多步處理得到制備輕質(zhì)CaCO3所需的CaCl2溶液。設(shè)計(jì)以水洗后的濾渣為原料，制取CaCl2溶液的實(shí)驗(yàn)方案：▲[已知pH=5時(shí)Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全；pH=8.5時(shí)Al(OH)3開(kāi)始溶解。實(shí)驗(yàn)中必須使用的試劑：鹽酸和Ca(OH)2]。10．【2017新課標(biāo)1卷】Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì)）來(lái)制備，工藝流程如下：回答下列問(wèn)題：（1）“酸浸”實(shí)驗(yàn)中，鐵的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知，當(dāng)鐵的浸出率為70%時(shí)，所采用的實(shí)驗(yàn)條件為_(kāi)__________________。（2）“酸浸”后，鈦主要以形式存在，寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式__________________。（3）TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40min所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示：溫度/℃3035404550TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率%9295979388分析40℃時(shí)TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因__________________。（4）Li2Ti5O15中Ti的化合價(jià)為+4，其中過(guò)氧鍵的數(shù)目為_(kāi)_________________。（5）若“濾液②”中，加入雙氧水和磷酸（設(shè)溶液體積增加1倍），使恰好沉淀完全即溶液中，此時(shí)是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？（列式計(jì)算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為。（6）寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式。11．【2016海南卷】KAl(SO4)2·12H2O（明礬）是一種復(fù)鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實(shí)驗(yàn)室中，采用廢易拉罐（主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì)）制備明礬的過(guò)程如下圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）為盡量少引入雜質(zhì)，試劑①應(yīng)選用___（填標(biāo)號(hào)）。a．HCl溶液b．H2SO4溶液c．氨水d．NaOH溶液（2）易拉罐溶解過(guò)程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______。（3）沉淀B的化學(xué)式為_(kāi)__；將少量明礬溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_____。（4）已知：Kw=1.0×10-14，Al(OH)3AlO2-+H++H2OK=2.0×10-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反應(yīng)的平衡常數(shù)等于_________。12．【2016江蘇卷】以電石渣[主要成分為Ca(OH)2和CaCO3]為原料制備KClO3的流程如下：（1）氯化過(guò)程控制電石渣過(guò)量，在75℃左右進(jìn)行。氯化時(shí)存在Cl2與Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反應(yīng)，Ca(ClO)2進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2，少量Ca(ClO)2分解為CaCl2和O2。①生成Ca(ClO)2的化學(xué)方程式為。②提高Cl2轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2的轉(zhuǎn)化率的可行措施有（填序號(hào)）。A．適當(dāng)減緩?fù)ㄈ隒l2速率B．充分