2025版高三化學(xué)二輪專項復(fù)習(xí) 專題六 主觀題突破　2

1．一種用方鉛礦(PbS，含少量FeS)和軟錳礦(MnO2，含少量鐵、鋅的氧化物)聯(lián)合制備PbSO4和Mn3O4的工藝流程如下：已知：(1)PbCl2難溶于冷水，易溶于熱水；PbCl2(s)＋2Cl－(aq)?PbCleq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)ΔH>0(2)25℃時，部分難溶物的Ksp物質(zhì)FeSZnSMnSPbSPbCl2PbSO4Ksp6.0×10－181.2×10－232×10－138×10－281.6×10－51.6×10－8回答下列問題：(1)“浸取”中，加入飽和NaCl溶液的作用是_____________。(2)濾液X中的金屬陽離子主要有Mn2＋、Zn2＋、Pb2＋、Fe2＋。加入Na2S調(diào)pH時，雜質(zhì)離子的沉淀順序是________。(3)pH＝8.5時，反應(yīng)溫度對Mn3O4的純度和產(chǎn)率影響如圖所示：①寫出生成Mn3O4的離子方程式___________________________________。②溫度高于50℃，Mn3O4產(chǎn)率下降的主要原因是________________________________________________________________________。答案(1)增大Cl－濃度，促進PbCl2(s)＋2Cl－(aq)?PbCleq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)正向移動，生成PbCleq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，減少礦物表面PbCl2的堆積，提高浸出率(2)Pb2＋、Zn2＋、Fe2＋(3)①6Mn2＋＋O2＋12NH3·H2O=2Mn3O4↓＋12NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋6H2O②升高溫度，氨水揮發(fā)、分解，導(dǎo)致Mn(OH)2的產(chǎn)量減少解析(1)根據(jù)分析及題目信息，PbCl2難溶于冷水，易溶于熱水，且存在平衡PbCl2(s)＋2Cl－(aq)?PbCleq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)ΔH>0，則“浸取”中，加入飽和NaCl溶液的作用是：增大Cl－濃度，促進PbCl2(s)＋2Cl－(aq)?PbCleq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)正向移動，生成PbCleq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，減少礦物表面PbCl2的堆積，提高浸出率。(2)根據(jù)分析及題目中25℃時，部分難溶物的Ksp，加入硫化鈉溶液調(diào)pH時，Pb2＋、Zn2＋、Fe2＋依次沉淀，生成對應(yīng)硫化物。(3)①氯化錳、氨水、氧氣反應(yīng)生成Mn3O4、氯化銨、水，反應(yīng)方程式為6MnCl2＋O2＋12NH3·H2O=2Mn3O4↓＋12NH4Cl＋6H2O，離子方程式為6Mn2＋＋O2＋12NH3·H2O=2Mn3O4↓＋12NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋6H2O。②根據(jù)pH＝8.5時，反應(yīng)溫度對Mn3O4的純度和產(chǎn)率影響圖像可得，溫度高于50℃，Mn3O4產(chǎn)率下降，其主要原因是升高溫度，氨水揮發(fā)、分解，導(dǎo)致Mn(OH)2的產(chǎn)量減少。2．(2023·福建莆田高中畢業(yè)班第二次教學(xué)質(zhì)量檢測)鍺是現(xiàn)代高科技產(chǎn)業(yè)重要的基礎(chǔ)材料。用含氧化鋅煙塵(雜質(zhì)主要有PbO、GeO2、SiO2、FeO、Ag2O等)為主要原料制備氧化鋅和高純度單質(zhì)鍺的一種工藝流程如圖所示。已知：①單寧酸是一種只含C、H、O元素的有機化合物；②pKsp＝－lgKsp，常溫下pKsp[Pb(OH)2]＝19.8，pKsp[Zn(OH)2]＝16.2，pKsp[Fe(OH)2]＝16.4，pKsp[Fe(OH)3]＝38.6；③當(dāng)溶液中某離子的物質(zhì)的量濃度不大于1.0×10－5mol·L－1時，該離子沉淀完全。(1)“酸浸”后所得的濾渣主要成分除SiO2外，還含有__________________(填化學(xué)式)。(2)如圖所示，“酸浸”過程中濃硫酸用量超過理論量會導(dǎo)致鍺的浸出率降低，其可能的原因為________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)“調(diào)pH”所用試劑X為______________________(填化學(xué)式)，若“酸浸”后溶液中c(Zn2＋)＝0.1mol·L－1，則應(yīng)調(diào)控pH的范圍為______________。(4)若“沉鋅”的產(chǎn)物為Zn2(OH)2CO3，則反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)Ag2SO4、PbSO4(2)生成的Ag2SO4、PbSO4沉淀附著在反應(yīng)物表面，阻礙了反應(yīng)的進一步進行(3)ZnO2.8～6.4(4)2Zn2＋＋4HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=Zn2(OH)2CO3↓＋3CO2↑＋H2O解析含氧化鋅煙塵加入濃硫酸，生成硫酸鉛、硫酸銀沉淀，二氧化硅不與濃H2SO4反應(yīng)，三者成為濾渣；過濾所得濾液中加入氧化鋅消耗溶液中氫離子，調(diào)節(jié)溶液的pH將鐵轉(zhuǎn)化為沉淀，過濾所得濾液加入單寧酸沉鍺，濾渣灼燒后加入濃鹽酸氯化蒸餾，水解、電解得到單質(zhì)鍺；沉鍺后所得濾液加入碳酸氫銨沉鋅，灼燒得到氧化鋅。(3)由分析可知，“調(diào)pH”所用試劑X為ZnO；若“酸浸”后溶液中c(Zn2＋)＝0.1mol·L－1，則氫氧根離子濃度不大于eq\r(\f(Ksp[Zn（OH）2],c（Zn2＋）))＝eq\r(\f(10－16.2,0.1))mol·L－1＝10－7.6mol·L－1，此時pOH＝7.6，pH＝6.4；要求此時鐵離子完全沉淀，則氫氧根離子濃度至少為eq\r(3,\f(Ksp[Fe（OH）3],c（Fe3＋）))＝eq\r(3,\f(10－38.6,10－5))mol·L－1＝10－11.2mol·L－1，此時pOH＝11.2，pH＝2.8；故