资源简介

(共50张PPT)
第60讲 流程中的定量计算
2025：基于主题教学的高考化学专题复习系列讲座
2025
重温经典
模型建构
名师导学
2025
知识重构
重温经典
模型建构
名师导学
2025
知识重构
2024年——工艺流程题中的计算考向考点统计
2024全国甲卷-8题 Ksp的应用：利用溶度积常数计算离子的浓度，判断能否实现Zn2+和Co2+的完全分离
2024新课标卷-8题 Ksp应用：读表格计算出物质的Ksp，利用计算出的Ksp计算一定PH下残留离子的浓度。
2024江苏卷-16题 Ksp应用：计算混合液中沉淀后，残留的离子浓度
2024湖南卷-16题 K Ka Kb Ksp的综合应用：利用K计算离子浓度，判断离子存在的可能性；读图计算K，并利用K值进行计算。
2024江苏卷-14题 热重曲线分析：利用元素守恒进行计算产物组成
必备知识
1.流程中常见的计算：
化学工艺流程中常见的计算模型
考知识——知识体系是什么？
1.流程中常见的计算：
化学工艺流程中常见的计算模型
考知识——知识体系是什么？
1.流程中常见的计算：
化学工艺流程中常见的计算模型
关键能力
重温经典
模型建构
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2025
知识重构
思维模型建构
1.试剂作用分析：加入试剂，精准分析物质变化与试剂作用。
2.工业流程五观念：
元素守恒的观念
前后关联的观念
物质转化的观念
渣液分离的观念
循环利用的观念
从定量的视角分析问题
思路分析
1.(2024年全国甲卷26题)钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于10-5mol·L-1，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。
已知：①Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(ZnS)=2.5×10-22,Ksp(CoS)=4.0×10-21。
（3）假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2+)和c(Co2+)均为0.10mol·L-1，向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全，此时溶液中c(Co2+)= mol·L-1，据此判断能否实现Zn2+和Co2+的完全分离_____(填“能”或“不能”)。
不能
1.6×10-4
一、KSP的应用
2.(2024年新课标卷27题)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下：
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全( )时的pH：
（4）“除钴液”中主要的盐有_______
(写化学式)，残留的Co2+浓度为_______ 。
一、KSP的应用
PbSO4沉淀
Fe（OH)3
Zn2+ 、K + 、SO42-
ZnSO4 K2SO4
10-16.7 mol/L
一、KSP的应用
9 ×10-6
一、KSP的应用
11.1
（6）氢氧化镁的Ksp=10-10.8， 当镁离子完全沉淀时，c(Mg2+)=10-5mol/L，根据Ksp可计算c(OH-)=10-2.9mol/L，根据Kw=10-14，c(H+)=10-11.1mol/L，所以溶液的pH=11.1。
（2023辽宁16）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液（含 和 )。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知：
(6)“沉镁”中为使沉淀完全，需控制不低于 (精确至0.1)。
4.（2023湖北卷16题）
(4)已知 ，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中 浓度为 。
一、KSP的应用
5.（2023重庆卷15题）Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料，以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的工艺如下。
25 ℃时各物质溶度积见下表：
(4)①反应釜3中， 25 ℃时，Ca2+浓度为5.0mol/L，理论上PH不超过 。
11
①反应釜3中，时， Ca2+浓度为5.0mol/L ，反应不能使钙离子生成沉淀，防止引入杂质，故此时，
pOH=3，pH=11，故理论上不超过11。
反应不能使钙离子生成沉淀
一、KSP的应用
思路分析
6.（2023山东卷17题）盐湖卤水(主要含 、 和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备 的工艺流程如下：
已知：常温下 ，。回答下列问题：
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是 (填化学式)；精制Ⅰ后溶液中Li+的浓度为2.0mol/L ，则常温下精制Ⅱ过程中CO32-浓度应控制在 以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收外HCl，还将增加 的用量(填化学式)。
CaSO4 Mg（OH）2
5.5×10-3 mol/L
CaO Na2CO3
一、KSP的应用
PbSO4、PbO2、PbO和Pb。还有少量Ba、Fe、Al 的盐或氧化物
思路分析
一、KSP的应用
PbSO4、PbO2、PbO和Pb。还有少量Ba、Fe、Al 的盐或氧化物
一、KSP的应用
PbSO4、PbO2、PbO和Pb。还有少量Ba、Fe、Al 的盐或氧化物
一、KSP的应用
PbSO4、PbO2、PbO和Pb。还有少量Ba、Fe、Al 的盐或氧化物
思路分析
二、 KSP 、Kb 、 K 的综合应用
8.（2023广东18） 均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含 )中，利用氨浸工艺可提取 ，并获得高附加值化工产品。
已知：常温下，
(2)常温下， 的氨性溶液中， (填“>”“<”或“=”)。
＞
9.（2023福建卷10题）
(3)25℃时， ,H2S的 。反应
的平衡常数 (列出计算式即可)。经计算可判断难溶于稀硫酸。
二、 KSP 、Kb 、 K 的综合应用
计算K，综合应用Ksp Kb
二、 KSP 、Kb 、 K 的综合应用
10.（2024湖南卷16题）铜阳极泥(含有Au、Ag2Se 、Cu2Se 、PbSO4 等)是一种含贵金属的可再生资源，回收贵金属的化工流程如下：
已知：①当某离子的浓度低于 时，可忽略该离子的存在；
② ；
除金需要防止氯化银溶解
0.5
二、 KSP 、Kb 、 K 的综合应用
10.（2024湖南卷16题）铜阳极泥(含有Au、Ag2Se 、Cu2Se 、PbSO4 等)是一种含贵金属的可再生资源，回收贵金属的化工流程如下：
0.05
思路分析
11.（2023山东17）盐湖卤水(主要含 、 和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备 的工艺流程如下：
已知：常温下 ，。回答下列问题：
(1)含硼固体中的在水中存在平衡： (常温下 )； 与 溶液反应可制备硼砂 。常温下，在 硼砂溶液中，
水解生成等物质的量浓度的 和 ，该水解反应的离子方程式
为 ， 该溶液PH 。
9.24
二、 KSP 、Kb 、 K 的综合应用
二、 KSP 、Kb 、 K 的综合应用
CuIn0.5Ga0.5Se2
4.7
CuIn0.5Ga0.5Se2
思路分析
除去Cu2+ In3+
12.(2021湖北16题)废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为
二、 KSP 、Kb 、 K 的综合应用
CuIn0.5Ga0.5Se2
已知：
计算K，综合应用Ksp Kb
12.(2021湖北16题)废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为
二、 KSP 、Kb 、 K 的综合应用
2.0×10—6
已知：
解析：
整理 K=
代入数据
13.（2023重庆卷15题）Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料，以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的工艺如下。
(4) ②称取CaCl2水合物，加水溶解，加入过量 ，将所得沉淀过滤洗涤后，溶于热的稀硫酸中，用
标准溶液滴定，消耗 。滴定达到终点的现象为 ，该副产物中的质量分数为 。
最后半滴标准液加入后，溶液变为红色，且半分钟内不变色
66.6%
三、 质量分数计算
三、 质量分数计算
MnO2、KOH、
MgO和Fe2O3
K2SO4、
MgSO4和Fe2(SO4)3
MnO2
磁铁矿
Fe(OH)3
思路分析
14. （2021 辽宁选择性考试模拟演练） 高锰酸钾生产过程中产生的废锰渣(主要成分
三、 质量分数计算
MnO2、KOH、
MgO和Fe2O3
K2SO4、
MgSO4和Fe2(SO4)3
MnO2
磁铁矿
Fe(OH)3
思路分析
14. （2021 辽宁选择性考试模拟演练） 高锰酸钾生产过程中产生的废锰渣(主要成分
三、 质量分数计算
MnO2
磁铁矿
Fe(OH)3
产品纯度计算
14. （2021 辽宁选择性考试模拟演练） 高锰酸钾生产过程中产生的废锰渣(主要成分
三、 质量分数计算
计算的依据
0.0320 mol/L×20.00×10-3×2.5
15.(2024江苏卷14题)
（3）净化后的 溶液通过沉钕、焙烧得到 。
②将 (摩尔质量为 )在氮气氛围中焙烧，剩余固体质量随温度变化曲线如图所示。 时，所得固体产物可表示为 ，通过以上实验数据确定该产物中 的比值_______(写出计算过程)。
的物质的量为 ，其在氮气氛围中焙烧后，金属元素的质量和化合价均保持不变，因此 = ；
时剩余固体的质量为7.60 mg，固体减少的质量为 ，由于碱式盐在受热分解时易变为正盐，氢氧化物分解得到氧化物和 H2O，碳酸盐分解得到氧化物和 CO2，因此，可以推测固体变为 时失去的质量是生成 H2O和 CO2 的质量；根据H元素守恒可知，固体分解时生成 H2O
的质量为 ，则生成 CO2 的质量为1.24mg
- 0.36mg =0.88mg ，则生成 CO2 的物质的量为 ，由C元素守恒可知，分解后剩余的 CO32-的物质的量为4×10-5mol- 2 × 10-5= 2 × 10-5 ，因此可以确定该产物中 的比值为 。
2:1
四、 热重分析
16.（2021年唐山市模拟卷16题）废旧铅蓄电池会导致铅污染，国内外对废蓄电池的湿法处
PbSO4、PbO2
（NH4)2SO4
思路分析
四、 热重分析
四、 热重分析
350oC
四、 热重分析
350oC
热重分析的根本方法：原子守恒法
四、 热重分析
四、 热重分析
四、 热重分析
四、 热重分析
四、 热重分析
四、 热重分析
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2025
知识重构
思维模型
思维模型
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2025
知识重构
素养导向下的教学启示
题目的情境设置
生产环保情境：
自然资源的综合利用，生产条件的优化，废物回收利用和毒害物质处理。
学术探究情境：
最新的生产方法，提取技术的应用等。
应考
策略
核心的知识体系
基本思想方法
落实学科大观念
提升学科能力
学
科
核
心
素
养
（1）深入理解各常数的含义及计算模型，能进行各常数间的关联计算
（2）理解热重曲线的图像变化含义及分析方法。
（3）能用氧化还原理论分析化学反应中的得失电子情况。
（4）掌握产率、纯度等概念的含义及常见的测定方法、计算模型。
不变
命题特点
主要考向：以过渡元素为载体，Mg、Al、Fe、Cu等化合物为杂质。
高频考点：
原料预处理措施、目的；
陌生方程式书写；
生产条件的选择与优化；
物质分离、提纯方法的选择、操作；
物质成分分析；
化学反应原理分析应用及相关计算。
总结
关注新物质物
质结构知识渗透第60讲-流程中的定量计算
1、（2023全国乙卷17题）LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制备LiMn2O4的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列问题：
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为 。为提高溶矿速率，可采取的措施 (举1例)。
(2)加入少量MnO2的作用是 。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是 。
(3)溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)= mol·L-1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属离子是 。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有 。
(5)在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为 。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断 。电解废液可在反应器中循环利用。
(6)煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是 。
2.（2024安徽卷15题）. 精炼铜产生的铜阳极泥富含等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提收金和银的流程，如下图所示。
回答下列问题：
（1）位于元素周期表第_______周期第_______族。
（2）“浸出液1”中含有的金属离子主要是_______。
（3）“浸取2”步骤中，单质金转化为的化学方程式为______。
（4）“浸取3”步骤中，“浸渣2”中的_______(填化学式)转化为。
（5）“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为________________________________。“电沉积”步骤完成后，阴极区溶液中可循环利用的物质为_______(填化学式)。
（6）“还原”步骤中，被氧化的与产物的物质的量之比为_______。
（7）可被氧化为。从物质结构的角度分析的结构为(a)而不是(b)的原因：________________________________。
3.（2023海南15题）铍的氧化物广泛应用于原子能、航天、电子、陶瓷等领域，是重要的战略物资。利用绿柱石(主要化学成分为(，还含有一定量的FeO和)生产BeO的一种工艺流程如下。
回答问题：
(1)中Be的化合价为 。
(2)粉碎的目的是 ；残渣主要成分是 (填化学式)。
(3)该流程中能循环使用的物质是 (填化学式)。
(4)无水可用作聚合反应的催化剂。BeO、与足量C在600~800℃制备的化学方程式为 。
(5)沉铍时，将pH从8.0提高到8.5，则铍的损失降低至原来的 %。
4. （2024甘肃卷15题）我国科研人员以高炉渣(主要成分为，，和等)为原料，对炼钢烟气(和水蒸气)进行回收利用，有效减少了环境污染，主要流程如图所示：
已知：
（1）高炉渣与经焙烧产生的“气体”是_______。
（2）“滤渣”的主要成分是和_______。
（3）“水浸2”时主要反应的化学方程式为_______，该反应能进行的原因是_______。
（4）铝产品可用于_______。
（5）某含钙化合物的晶胞结构如图甲所示，沿x轴方向的投影为图乙，晶胞底面显示为图丙，晶胞参数。图丙中与N的距离为_______；化合物的化学式是_______，其摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值是，则晶体的密度为_______(列出计算表达式)。
5. (2020山东新高考16题)用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下：
已知：MnO2是一种两性氧化物；25℃时相关物质的Ksp见下表。
物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn(OH)2
Ksp
回答下列问题：
(1)软锰矿预先粉碎的目的是，MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为 。
(2)保持BaS投料量不变，随MnO2与BaS投料比增大，S的量达到最大值后无明显变化，而Ba(OH)2的量达到最大值后会减小，减小的原因是 。
(3)滤液I可循环使用，应当将其导入到操作中 (填操作单元的名称)。
(4)净化时需先加入的试剂X为(填化学式)。再使用氨水调溶液的pH，则pH的理论最小值为___________(当溶液中某离子浓度c=1.0×10－5 mol·L－1时，可认为该离子沉淀完全)。
(5)碳化过程中发生反应的离子方程式为 。
6．(2022辽宁新高考18题)从钒铬锰矿渣(主要成分为V2O5、Cr2O3、MnO)中提铬的一种工艺流程如下：
已知：pH较大时，二价锰[Mn(Ⅱ)]在空气中易被氧化。回答下列问题：
(1)Cr元素位于元素周期表第_______周期_______族。
(2)用FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体的化学方程式为_______________________。
(3)常温下，各种形态五价钒粒子总浓度的对数[lgc总(Ⅴ)]与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中c总(Ⅴ)＝0.01 mol/L，“沉钒”过程控制pH＝3.0，则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为_______(填化学式)。
(4)某温度下，Cr(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)的沉淀率与pH关系如图2。“沉铬”过程最佳pH为_______；在该条件下滤液B中c(Cr3＋)＝__mol/L【KW近似为1×10－14，Cr(OH)3的Ksp近似为1×10－30】。
(5)“转化”过程中生成MnO2的离子方程式为_____________________________。
(6)“提纯”过程中Na2S2O3的作用为_________________。
7.（辽宁省凌源市第二高级中学2022届高三上学期化学试题）辽宁省铁矿石基础储量位居全国首位，铁矿石成分主要以赤铁矿或磁铁矿为主。以赤铁矿为例，某炼钢的原理如下：
(1)破碎操作的目的是___________。
(2)该流程中焦炭还原步骤可能包含下列哪些反应___________。
A、 B、
C、 D、
(3)苏打灰(Na2CO3)的脱硫和脱磷效率较高，但同时部分 Na2CO3会被焦炭还原生成Na 蒸气，对环境造成污染，写出该反应的化学方程式：_______________________________； 脱碳剂X 是空气的主要成分之一，则工业制备X 的主要方法是___________。
(4)钢水产品中铁元素的含量可以利用 Fe2+与 Cr2O的氧化还原滴定法进行测定。测定前需要在惰性气氛下用足量稀 H2SO4溶液对钢样进行浸取，采用惰性气氛的原因是___________。取 a g 钢样，在酸浸后溶液中加入 b g KNO3，充分反应后，用 c mol L-1 的 K2Cr2O7溶液滴定 Fe2+，用去 V mL。根据实验结果计算钢水中 Fe 元素的百分含量为____(写出表达式)。
(5)三价铁离子含量的测定也可以采用络合滴定法，所形成配离子结构式如图，此配离子内的作用力不可能含有___________(填序号)。
A．离子键 B．σ键 C．π键 D． 配位键 E.氢键 F.范德华力
8. （山西省运城市2022届高三上学期期末调研测化学试题） 2020年，我国“奋斗者”号钛合金载人舱完美扛住万米压力。钛(Ti)常温下与酸、碱均不反应，但高温下能被空气氧化，由钛铁矿(主要成分为FeTiO3(钛酸亚铁)，还有Fe2O3、MgO、SiO2等杂质)为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下：
请回答下列问题。
(1)钛酸亚铁和硫酸反应的产物之一是TiOSO4，反应中无气体生成，该反应的化学方程式为______
(2)副产品甲俗称“绿矾”其化学式是______， 上述生产流程中加入Fe屑的目的是______
(3)溶液I中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等阳离子。常温下，其对应氢氧化物的K，如下表所示。
氢氧化物 Fe(OH)2 TiO(OH)2 Mg(OH)2
Ksp 8.0×10-16 1.0×10-29 1.8×10-11
①若所得溶液中Mg2+的物质的量浓度为0.0018mol/L，当溶液的pH等于______时，Mg(OH)2开始沉淀。
②溶液II加水并加热，立即析出大量白色沉淀，该反应的离子方程式为______。
(4)TiO2与焦炭、氯气在高温下发生反应生成TiCl4和一种可燃性气体的化学方程式为______
(5) Mg还原TiCl4过程中必须在稀有气体(如氩)氛围中进行的原因是______
9. （广西河池市2022届高三上学期期末化学试题）CoC2O4是制备氧化钴和金属钴的原料。一种利用含钴废料(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、CaO、MgO、碳及有机物等)制取CoC2O4的工艺流程如下：
(1)为了加快“碱浸”速率，可采用的方法有______(写两种)。反应的主要化学方程式为______。
(2)“钴浸出”过程中加入Na2SO3的作用是______。
(3)“除杂1”过程中，在40~50℃加入H2O2，写出加入H2O2反应主要离子方程式：______。
(4)“除杂2”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去，若所得滤液中c(Ca2+ )=1.0×10-5mol/L，则滤液中c(Mg2+ )为______[已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10]。
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示，经过萃取可除去Mn2+，则控制溶液的pH范围是______(填字母)。
A.1.0~2.0 B.2.0~3.0 C.3.0~3.5
10. （山东省青岛市黄岛区2022届化学试题）锂离子电池回收可变废为宝，工业上由LiCoO2正极材料(含有LiCoO2活性物质、炭黑、铝箔、铜及镍的化合物和有机黏结剂等)制备CoS的工艺流程如图：
已知：①P2O4+Cyanex272为金属离子混合萃取剂；
②Ksp(CoS)=4.0×10﹣21；Ksp[Co(OH)2]=1.09×10﹣15。
回答下列问题：
(1)LiCoO2中Co的化合价为___________。“600℃煅烧”的主要目的为___________。
(2)“酸浸”操作时，温度宜采取85℃的原因是___________；写出LiCoO2在该操作中发生反应的离子方程式___________。
(3)“萃取”时，各金属离子萃取率与溶液pH的关系如图，则溶液最佳pH为___________。
(4)“沉钴”步骤中应调节溶液的pH为4，pH过大或过小都会使产率降低，原因是___________。溶液中Co2+恰好完全沉淀(离子浓度为1×10﹣5mol·L﹣1)时，溶液中S2﹣浓度为___________。
(5)用如图所示装置测定制得的CoS样品纯度，D装置的作用为___________。取w g CoS样品于硬质玻璃管中，向装置中鼓入空气，点燃酒精灯，测得装置C增重m g(以SO2计)，则CoS样品纯度为___________×100%(用含w、m的代数式表示)。
第60讲-流程中的定量计算答案及解析
1【答案】(1) MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑ 粉碎菱锰矿
(2) 将Fe2+氧化为Fe3+ Fe3+可以催化H2O2分解
(3) 2.8×10-9 Al3+
(4)BaSO4、NiS
(5) Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+ 加入Mn(OH)2
(6)2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑
【详解】（1）菱锰矿中主要含有MnCO3，加入硫酸后可以与其反应，硫酸溶矿主要反应的化学方程式为：MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑；为提高溶矿速率，可以将菱锰矿粉碎；故答案为：MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑、粉碎菱锰矿。
（2）根据分析，加入MnO2的作用是将酸溶后溶液中含有的Fe2+氧化为Fe3+，但不宜使用H2O2氧化Fe2+，因为氧化后生成的Fe3+可以催化H2O2分解，不能使溶液中的Fe2+全部氧化为Fe3+；故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+、Fe3+可以催化H2O2分解。
（3）溶矿完成以后，反应器中溶液pH=4，此时溶液中c(OH-)=1.0×10-10mol·L-1，此时体系中含有的c(Fe3+)==2.8×10-9mol·L-1，这时，溶液中的c(Fe3+)小于1.0×10-5，认为Fe3+已经沉淀完全；用石灰乳调节至pH≈7，这时溶液中c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1，溶液中c(Al3+)=1.3×10-12mol·L-1，c(Ni2+)=5.5×10-2mol·L-1，c(Al3+)小于1.0×10-5，Al3+沉淀完全，这一阶段除去的金属离子是Al3+；故答案为：2.8×10-9、Al3+。
（4）加入少量BaS溶液除去Ni2+，此时溶液中发生的离子方程式为Ba2++S2-+Ni2++SO=BaSO4↓+NiS↓，生成的沉淀有BaSO4、NiS。
（5）在电解槽中，Mn2+发生反应生成MnO2，反应的离子方程式为Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+；电解时电解液中Mn2+大量减少，H+大量增加，需要加入Mn(OH)2以保持电解液成分的稳定；故答案为：Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+、加入Mn(OH)2。
（6）煅烧窑中MnO2与Li2CO3发生反应生成LiMn2O4，反应的化学方程式为2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑；故答案为：2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑。
2【答案】（1） ①. 四 ②. ⅠB
（2）Cu2+ （3）
（4）AgCl （5） ①. ②.
（6）3：4 （7）(a)结构中电子云分布较均衡，结构较为稳定，(b)结构中正负电荷中心不重合，极性较大，较不稳定，且存在过氧根，过氧根的氧化性大于I2，故Na2S2O3不能被I2氧化成(b)结构
【解析】
【小问1详解】Cu的原子序数为29，位于第四周期第ⅠB族；
【小问2详解】由分析可知，铜阳极泥加入硫酸、H2O2浸取，Cu被转化为Cu2+进入浸取液1中，故浸取液1中含有的金属离子主要是Cu2+；
【小问3详解】浸取2步骤中，Au与盐酸、H2O2反应氧化还原反应，生成HAuCl4和H2O，根据得失电子守恒及质量守恒，可得反应得化学方程式为：；
【小问4详解】根据分析可知，浸渣2中含有AgCl，与反应转化；
【小问5详解】电沉积步骤中，阴极发生还原反应，得电子被还原为Ag，电极反应式为：；阴极反应生成，同时阴极区溶液中含有Na+，故电沉积步骤完成后，阴极区溶液中可循环利用得物质为；
【小问6详解】还原步骤中， HAuCl4被还原为Au，Au化合价由+3价变为0价，一个HAuCl4转移3个电子，N2H4被氧化为N2，N的化合价由-2价变为0价，一个N2H4转移4个电子，根据得失电子守恒，被氧化的N2H4与产物Au的物质的量之比为3：4；
【小问7详解】(a)结构中电子云分布较均衡，结构较为稳定，(b)结构中正负电荷中心不重合，极性较大，较不稳定，且存在过氧根，过氧根的氧化性大于I2，故Na2S2O3不能被I2氧化成(b)结构。
3【答案】(1)+2
(2) 增大反应物的接触面积加快反应速率，提高浸取率 SiO2
(3)(NH4)2SO4
(4)BeO+Cl2+CCO+BeCl2
(5)10
【详解】（1）按照正负化合价代数和为0，Be的化合价为+2+价；
（2）粉碎的目的是增大反应物接触面积，加快浸取速率，提高浸取率；残渣的成分是不溶于酸的SiO2；
（3）最后的滤液中的硫酸铵可以在除铝步骤中循环利用；
（4）BeO、与足量C在600~800°C生成BeCl2同时生成CO，化学方程式为BeO+Cl2+CCO+BeCl2；
（5）设Be(OH)2的溶度积常数为Ksp，K=c(Be2+)×c2(OH-)，c(Be2+)=，当pH=8.0时，c(OH-)=10-6mol/L，铍损失浓度为c(Be2+)=mol/L，当pH=8.5时，c(OH-)=10-5.5mol/L，铍损失浓度为c(Be2+)=mol/L，损失降低至原来的10%。
4【答案】（1）NH3 （2）SiO2
（3） ①. ②. ，微溶的硫酸钙转化为更难溶的碳酸钙
（4）净水 （5） ①. ②. Ca3N3B ③.
【小问1详解】由分析可知，高炉渣与经焙烧产生的“气体”是NH3；
【小问2详解】由分析可知，“滤渣”的主要成分是和未反应的SiO2；
【小问3详解】“水浸2”时主要反应为硫酸钙与碳酸铵生成更难溶的碳酸钙，反应方程式为，该反应之所以能发生，是由于，，，微溶的硫酸钙转化为更难溶的碳酸钙；
【小问4详解】铝产品溶于水后，会产生，水解生成胶体，可用于净水；
【小问5详解】图丙中，Ca位于正方形顶点，N位于正方形中心，故与N的距离为pm；由均摊法可知，晶胞中Ca的个数为，N的个数为，B的个数为，则化合物的化学式是Ca3N3B；其摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值是，晶胞体积为则晶体的密度为。
5．【答案】(1)增大接触面积，充分反应，提高反应速率；MnO2＋BaS＋H2O===Ba(OH)2＋MnO＋S
(2)过量的MnO2消耗了产生的Ba(OH)2
(3)蒸发
(4)H2O2；4.9
(5)Mn2＋＋HCO3－＋NH3·H2O===MnCO3↓＋NH4＋＋H2O
【解析】软锰矿粉(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)加入硫化钡溶液进行反应，主要发生MnO2＋BaS＋H2O＝Ba(OH)2＋MnO＋S，过滤得到Ba(OH)2溶液，经蒸发结晶、过滤、干燥得到氢氧化钡；滤渣用硫酸溶解，得到的滤液中主要金属阳离子有Mn2＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋，得到的滤渣为不溶于稀硫酸的硫磺；之后向滤液中加入合适的氧化剂将Fe2＋转化为Fe3＋，然后加入氨水调节pH，使Fe3＋、Al3＋转化为沉淀除去，压滤得到的废渣为Fe(OH)3和Al(OH)3，此时滤液中的金属阳离子只有Mn2＋，向滤液中加入碳酸氢铵、氨水，Mn2＋和碳酸氢根电离出的碳酸根结合生成碳酸锰沉淀，过滤、洗涤、干燥得到高纯碳酸锰。
(1)软锰矿预先粉碎可以增大反应物的接触面积，使反应更充分，提高反应速率；MnO2与BaS反应转化为MnO，Mn元素的化合价由＋4价降低为＋2价，根据元素价态规律可知－2价的S元素应被氧化得到S单质，则MnO2与BaS的系数比应为1：1，根据后续流程可知产物还有Ba(OH)2，结合元素守恒可得化学方程式为：MnO2＋BaS＋H2O＝Ba(OH)2＋MnO＋S；
(2)根据题目信息可知MnO2为两性氧化物，所以当MnO2过量时，会消耗反应产生的Ba(OH)2，从而使Ba(OH)2的量达到最大值或会减小；
(3)滤液I为结晶后剩余的Ba(OH)2饱和溶液，所以可以导入到蒸发操作中循环使用；
(4)净化时更好的除去Fe元素需要将Fe2＋氧化为Fe3＋，为了不引入新的杂质，且不将Mn元素氧化，加入的试剂X可以是H2O2；根据表格数据可知，Fe(OH)3和Al(OH)3为同种沉淀，而Al(OH)3的Ksp稍大，所以当Al3＋完全沉淀时，Fe3＋也一定完全沉淀，当c(Al3＋)＝1.0×10－5 mol·L－1时，c(OHˉ)＝＝＝10－9.1 mol·L－1，所以c(H＋)＝10－4.9 mol·L－1，pH＝4.9，即pH的理论最小值为4.9；
(5)碳化过程Mn2＋和碳酸氢根电离出的碳酸根结合生成碳酸锰沉淀，促进碳酸氢根的电离，产生的氢离子和一水合氨反应生成铵根和水，所以离子方程式为Mn2＋＋HCO＋NH3·H2O＝MnCO3↓＋NH＋H2O。
6．【答案】(1)4；VIB (2)FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl (3)H3V2O7－ (4)6.0；1×10－6 (5)Mn2＋＋H2O2＋2OH－＝MnO2＋2H2O (6)防止pH较大时，二价锰[Mn(Ⅱ)]被空气中氧气氧化，转化为MnO2附在Cr(OH)3的表面，使产物不纯
【解析】分析本工艺流程图可知，“沉钒”步骤中使用氢氧化铁胶体吸附含有钒的杂质，滤液中主要含有Mn2＋和Cr3＋，加入NaOH“沉铬”后，Cr3＋转化为固体A为Cr(OH)3沉淀，滤液B中主要含有MnSO4，加入Na2S2O3主要时防止pH较大时，二价锰[Mn(Ⅱ)]被空气中氧气氧化，Cr(OH)3煅烧后生成Cr2O3，“转化”步骤中的反应离子方程式为：Mn2＋＋H2O2＋2OH－=MnO2＋2H2O，据此分析解题。
(1)Cr时24号元素，价层电子对排布式为：3d54s1，根据最高能层数等于周期序数，价电子数等于族序数，故Cr元素位于元素周期表第4周期VIB族，故答案为：4；VIB；
(2)用FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl，故答案为：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl；
(3)常温下，各种形态五价钒粒子总浓度的对数[lgc总(Ⅴ)]与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中c总(Ⅴ)= 0.01 mol/L，lgc总(Ⅴ)=－2，从图中可知， “沉钒”过程控制pH=3.0，lgc总(Ⅴ)=－2时，与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为H3V2O7－，故答案为：H3V2O7－；
(4)某温度下，Cr(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)的沉淀率与pH关系如图2，由图中信息可知“沉铬”过程最佳pH为6.0；则此时溶液中OH－的浓度为：c(OH－)=10－8mol/L，在该条件下滤液B中c(Cr3＋)＝＝＝1×10－6 mol/L，故答案为：6.0；1×10－6；
(5)由分析可知，“转化”过程中生成MnO2的离子方程式为Mn2＋＋H2O2＋2OH－=MnO2＋2H2O，故答案为：Mn2＋＋H2O2＋2OH－=MnO2＋2H2O；
(6)由分析可知，“提纯”过程中Na2S2O3的作用为防止pH较大时，二价锰[Mn(Ⅱ)]被空气中氧气氧化，转化为MnO2附在Cr(OH)3的表面，使产物不纯，故答案为：防止pH较大时，二价锰[Mn(Ⅱ)]被空气中氧气氧化，转化为MnO2附在Cr(OH)3的表面，使产物不纯。
7. 【答案】（1）增大接触面积，加快化学反应速率
（2）ABD
（3） Na2CO3+2C2Na↑+3CO↑ ； 分离液态空气制备氧气
（4） 防止Fe2+氧化 ；
（5）A、E、F
【解析】(1)把赤铁矿破碎的目的是增大接触面积，加快化学反应速率；
(2)焦炭还原氧化铁，大致有三个阶段，分别是、、；
(3)脱硫和脱磷时加入碳酸钠，部分碳酸钠会和焦炭反应生成钠单质和一氧化碳，反应的化学方程式是Na2CO3+2C2Na↑+3CO↑；脱碳时需要通入氧气，工业制备氧气的方法是分离液态空气制备氧气；
(4)亚铁离子具有还原性，在空气中容易被氧化，采用惰性气氛的原因是防止Fe2+氧化，在酸浸后溶液中加入 b g KNO3，发生反应 ，消耗亚铁离子的物质的量是 = mol，剩余的亚铁离子用重铬酸钾溶液滴定，反应的离子方程式是 ，则亚铁离子的物质的量是 mol，亚铁离子的物质的量是（+）mol，则钢水中 Fe 元素的百分含量为
(5) 配离子内有非金属元素之间形成的共价键，有单键即σ键，有碳氧双键即π键，有铁离子和氮原子之间形成的配位键，电负性较大的氮元素、氧元素没有形成氮氢键和氧氢键，所以没有氢键，离子内不能形成范德华力。
8. 【答案】（1）
（2） ；将溶液中的Fe3+还原成Fe2+，同时防止Fe2+氧化
（3）①10 ②
（4）
（5）高温下Mg及产生的Ti容易被氧化变质，甚至不能产生Ti
【解析】 (1)钛酸亚铁和硫酸反应的产物之一是TiOSO4，反应中无气体生成，则反应的方程式为：；
(2)副产品甲俗称“绿矾”为，流程中加入Fe屑一是可以将溶液中的Fe3+完全还原成Fe2+，二是防止溶液中的Fe2+被氧气氧化，故答案为：；将溶液中的Fe3+还原成Fe2+，同时防止Fe2+氧化；
(3)①若所得溶液中Mg2+的物质的量浓度为0.0018mol/L，若形成Mg(OH)2开始沉淀，则溶液中：，，，pH=10 ；
②溶液II加水并加热，立即析出大量白色沉淀，是TiOSO4水解产生TiO(OH)2沉淀和硫酸，反应的离子方程式为： ；
(4)TiO2与焦炭、氯气在高温下发生反应生成TiCl4和一种可燃性气体，结合元素组成可知可燃性气体为CO，则反应为：；
(5) Mg是活泼金属能与空气中的氧气、氮气、二氧化碳气体发生反应，影响镁置换钛，同时高温下产生的钛单质也容易被氧气氧化变质，因此Mg还原TiCl4过程中必须在稀有气体(如氩)氛围中，故答案为：高温下Mg及产生的Ti容易被氧化变质，甚至不能产生Ti；
9. 【答案】（1） 升高温度、粉碎废料，增大溶液与固体的接触面积等(其它正确答案均可) ；2NaOH＋Al2O3＝NaAlO2＋H2O
（2） 还原Co3+
（3） 2Fe2+＋H2O2＋2H＋＝2Fe3+＋2H2O
（4）
（5） C
【解析】 (1)为了加快“碱浸”速率，可采用的方法有升高温度、粉碎废料，增大溶液与固体的接触面积等。主要化学反应是氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，其反应的方程式为2NaOH＋Al2O3＝NaAlO2＋H2O；
(2)Co2O3和稀硫酸反应生成Co2(SO4)3和水，Co2(SO4)3与Na2SO3反应生成CoSO4，Na2SO3具有强还原性，因此“钴浸出”过程中加入Na2SO3的作用是还原Co3+；故答案为：还原Co3+。
(3)“除杂1”过程中，在40~50℃加入H2O2，主要将亚铁离子氧化为铁离子，其离子方程式：2Fe2+＋H2O2＋2H＋＝2Fe3+＋2H2O；
(4)根据题意滤液中c(Ca2+ )=1.0×10-5mol/L，则，，再根据，得到；
(5)根据题意，萃取时尽量的将Mn2+萃取出，而减少Co3+萃取，根据题中信息控制溶液的pH范围是3.0~3.5。
10. 【答案】（1）+3 ； 除去炭及有机黏合剂
（2） 温度太低，酸浸速度慢；温度太高，双氧水易分解，不利于酸浸 ；2LiCoO2+H2O2+6H+=2Li++2Co2++O2↑+4H2O
（3） 3.5
（4） pH过大，会生成Co(OH)2沉淀；pH过小，S2﹣会与H+反应生成H2S逸出，导致产率降低 ；4.0×10﹣16mol·L﹣1
（5）防止空气中的CO2、水蒸气进入C中产生误差 ；
【解析】(1)LiCoO2中各元素化合价的代数和为零，则Co的化合价为+3价；正极材料中含有炭黑及有机黏合剂，煅烧时产生二氧化碳而除去，则“600℃煅烧”的主要目的为除去炭及有机黏合剂；
(2)“酸浸”操作时，加入的物质有过氧化氢，温度过高易分解，而温度过低反应速率慢，则温度宜采取85℃；LiCoO2与硫酸、过氧化氢反应生成硫酸钴、硫酸锂、氧气和水，离子方程式为2LiCoO2+H2O2+6H+=2Li++2Co2++O2↑+4H2O；
(3)根据图像，溶液的pH=3.5时，铜、镍萃取率较低，而钴的萃取率达到90%左右，则溶液最佳pH为3.5；
(4)“沉钴”步骤中应调节溶液的pH为4，pH过大，导致钴离子生成Co(OH)2沉淀；pH过小，S2﹣与H+反应生成H2S逸出，导致产率降低；Co2+恰好完全沉淀(离子浓度为1×10﹣5mol·L﹣1)时，Ksp(CoS)=c(Co2+)×c(S2-)=4.0×10﹣21，c(S2-)=4.0×10﹣21÷(1×10﹣5)= 4.0×10-16 mol·L﹣1；
(5)装置C吸收样品燃烧产生的二氧化硫，而装置D可防止空气中的水蒸气、二氧化碳等酸性气体进入装置C，引起误差；C增重m g(以SO2计)，即SO2的质量为m g，物质的量为mol，根据硫原子守恒，CoS的物质的量为mol，则CoS样品纯度=mol(59+32)g/mol÷w g×100%=×100%。
(
9
)第60讲-流程中的定量计算
知识重构
化学工艺流程中常见的计算模型
(一)常数相关计算
1．溶度积常数计算
①Qc＞Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出
②Qc＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态
③Qc＜Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出
2．电离平衡常数与溶度积常数的关联
M(OH)n(s)Mn＋(aq)＋nOH－(aq)Ksp＝c(Mn＋)·cn(OH－)＝cn(OH－)＝＝()n＋1
3．水解平衡常数与溶度积常数的关联
Fe3+(aq)+3H2O(aq)Fe(OH)3(s)+3H+(aq)Kh＝＝＝
4．化学平衡常数与溶度积常数的关联
2Fe3+(aq)+2Mg(OH)2(s)2Fe(OH)3(s)+3Mg2+(aq)K＝
CdS(s)＋2H＋(aq)Cd2＋(ad)＋H2S(aq)K＝Ksp/(Ka1·Ka2)
(二)热重曲线计算模型
1．一般设晶体为1 mol。
2．失重一般规律是先失水，然后再失非金属氧化物。
3．计算每步的m余，×100%＝固体残留率。
4．晶体中金属质量不减少，仍在m余中。
5．失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m(O)，由n(金属)∶n(O)，即可求出失重后物质的化学式。
(三)氧化还原(电化学)计算：利用得失电子守恒判断电子转移、物质间计量关系。
(四)产率、纯度、含量计算：利用化学反应判断物质间的计量关系，常见：气体法、沉淀法、滴定法等。
二、重温经典
1. （2024全国甲卷26题）钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于10-5mol·L-1，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。
已知：①Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(ZnS)=2.5×10-22,Ksp(CoS)=4.0×10-21。
（3）假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2+)和c(Co2+)均为0.10mol·L-1，向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全，此时溶液中c(Co2+)=_____mol·L-1，据此判断能否实现Zn2+和Co2+的完全分离_____(填“能”或“不能”)。
【答案】(3) 不能
【解析】（3）假设“沉铜”后得到的滤液中和均为，向其中加入至沉淀完全，此时溶液中，则，小于，说明大部分也转化为硫化物沉淀，据此判断不能实现Zn2+和Co2+的完全分离。
2. (2024新课标卷27题)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下：
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH：
开始沉淀的pH 15 6.9 — 7.4 6.2
沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2
回答下列问题：
（4）“除钴液”中主要的盐有_______(写化学式)，残留的浓度为_______。
【答案】（4） ①. 、 ②.
【解析】最终得到的“除钴液”中含有的金属离子主要是最初“酸浸”时与加入ZnO调pH时引入的、加入“氧化沉钴”时引入的，而阴离子是在酸浸时引入的，因此其中主要的盐有和。当溶液时，恰好完全沉淀，此时溶液中，则，则。“除钴液”的，即，则，此时溶液中。
3.（2024江苏卷16题）. 贵金属银应用广泛。Ag与稀制得，常用于循环处理高氯废水。
（1）沉淀。在高氯水样中加入使浓度约为，当滴加溶液至开始产生沉淀(忽略滴加过程的体积增加)，此时溶液中浓度约为_______。[已知：，]
【答案】（1）
【解析】浓度约为，当滴加溶液至开始产生沉淀，此时，；
4.（2023湖北16题）(4)已知，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中浓度为 。
【答案】(4)
【解析】（4）已知，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中 ，浓度为 。
（2023辽宁16）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液（含和)。实现镍、钴、镁元素的回收。已知：
物质
(6)“沉镁”中为使沉淀完全，需控制不低于 (精确至0.1)。
【答案】(6)11.1
【详解】（6）氢氧化镁的Ksp=10-10.8， 当镁离子完全沉淀时，c(Mg2+)=10-5mol/L，根据Ksp可计算c(OH-)=10-2.9mol/L，根据Kw=10-14，c(H+)=10-11.1mol/L，所以溶液的pH=11.1。
5.（2023重庆15题）是一种用途广泛的磁性材料，以为原料制备并获得副产物水合物的工艺如下。
时各物质溶度积见下表：
物质
溶度积
回答下列问题：
(4)①反应釜3中，时，浓度为，理论上不超过 。
【答案】 (4) 11
【解析】（4）①反应釜3中，时，浓度为，反应不能使钙离子生成沉淀，防止引入杂质，故此时，pOH=3，pH=11，故理论上不超过11。
6.（2023山东卷17题）.盐湖卤水(主要含、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备的工艺流程如下：
已知：常温下，。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是 (填化学式)；精制Ⅰ后溶液中的浓度为，则常温下精制Ⅱ过程中浓度应控制在 以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收外，还将增加 的用量(填化学式)。
【答案】 (2) 、Mg(OH)2 CaO
【详解】（2）由分析可知，滤渣I的主要成分是、Mg(OH)2；精制I后溶液中的浓度为2.0，由可知，则常温下精制Ⅱ过程中浓度应控制在 以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，若不回收HCl，整个溶液将呈强酸性，因此为达到除Mg2+离子所需的碱性pH首先需要额外多消耗CaO，同时多引入的Ca2+离子需要更多的纯碱除去，因此，还将增加生石灰（CaO）和纯碱（）的用量。
7.(2022全国乙卷26题)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb。还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表：
难溶电解质 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 2.5×10-8 7.4×10-14 1.1×10-10 2.6×10-9
一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表：
金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2
开始沉淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1
回答下列问题：
(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为________，用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因________。
(2)在“脱硫”中，加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化，原因是________。
【答案】(1) PbSO4(s)+CO32-(aq)= PbCO3(s)+SO42-(aq)
反应PbSO4(s)+CO32- (aq)= PbCO3(s)+SO42- (aq)的平衡常数
K= = = = = 3.4×105 > 105，
PbSO4可以比较彻底的转化为PbCO3。
(2)反应BaSO4(s)+CO32- (aq)= BaCO3(s)+SO42- (aq)的平衡常数
K= = = = = 0.04 << 105，反应正向进行的程度有限。
【解析】铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等，向铅膏中加入碳酸钠溶液进行脱硫，硫酸铅转化为碳酸铅，过滤，向所得固体中加入醋酸、过氧化氢进行酸浸，过氧化氢可将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，酸浸后溶液的pH约为4.9，依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知，滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁，过滤后，向滤液中加入氢氧化钠溶液进行沉铅，得到氢氧化铅沉淀，滤液中的金属阳离子主要为钠离子和钡离子，氢氧化铅再进行处理得到PbO。
(1)“脱硫”中，碳酸钠溶液与硫酸铅反应生成碳酸铅和硫酸钠，反应的离子方程式为：PbSO4(s)+CO32- (aq)= PbCO3(s)+SO42- (aq)，由一些难溶电解质的溶度积常数的数据可知，Ksp(PbCO3)=7.4×10-14，Ksp(PbSO4)=2.5×10-8，反应PbSO4(s)+CO32- (aq)= PbCO3(s)+SO42- (aq)的平衡常数K= = = = = 3.4×105 > 105，说明可以转化的比较彻底，且转化后生成的碳酸铅可由酸浸进入溶液中，减少铅的损失。
(2)反应BaSO4(s)+CO32- (aq)= BaCO3(s)+SO42- (aq)的平衡常数K= = = = = 0.04 << 105，说明该反应正向进行的程度有限，因此加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化。
8.（2023广东卷18题） 已知(2)常温下，的氨性溶液中，
(填“>”“<”或“=”)
【答案】(2)＞
【详解】（2）常温下，的氨性溶液中，，，，则＞；故答案为：＞。
9．（2023福建卷10题）(3)时，的
。反应的平衡常数 (列出计算式即可)。经计算可判断难溶于稀硫酸。
【答案】(3)或或之间任一数字
【详解】（3）的平衡常数=；
10.(2024湖南卷16题）铜阳极泥(含有Au、、、等)是一种含贵金属的可再生资源，回收贵金属的化工流程如下：
已知：①当某离子的浓度低于时，可忽略该离子的存在；
② ；
（3）“氧化酸浸”和“除金”工序抣需加入一定量的：
②在“除金”工序溶液中，浓度不能超过_______。
（4）在“银转化”体系中，和浓度之和为，两种离子分布分数随浓度的变化关系如图所示，若浓度为，则的浓度为_______。
【答案】（3） ②. 0.5 （4）0.05
【详解】②由题目可知，在“除金”工序溶液中，若加入过多，AgCl则会转化为，当某离子的浓度低于1.0×10 5mol L 1时，可忽略该离子的存在，为了不让AgCl发生转化，则另，由，可得，即浓度不能超过；
在“银转化”体系中，和浓度之和为，溶液中存在平衡关系：，当时，此时，则该平衡关系的平衡常数，当时，，解得此时；
11.（2023山东卷17题）.盐湖卤水(主要含、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备的工艺流程如下：
(1)含硼固体中的在水中存在平衡：(常温下，)；与溶液反应可制备硼砂。常温下，在硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的和，该水解反应的离子方程式为 ，该溶液 。
【答案】(1)
【详解】（1）含硼固体中的在水中存在平衡：(常温下，)；与溶液反应可制备硼砂。常温下.在硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的和，该水解反应的离子方程式为，由B元素守恒可知，和的浓度均为，，则该溶液。
12.(2021湖北16题)废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为CuIn0.5Ga0.5Se2。某探究小组回收处理流程如图：
回答下列问题：
(3)25℃时，已知：Kb(NH3·H2O)≈2.0×10-5，Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10-35，Ksp[In(OH)3]≈1.0×10-33，Ksp[Cu(OH)2]≈1.0×10-20，“浸出液”中c(Cu2+)=0.01mol·L-1。当金属阳离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时沉淀完全，In3+恰好完全沉淀时溶液的pH约为_________(保留一位小数)；若继续加入6.0mol·L-1氨水至过量，为探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解，计算反应Ga(OH)3+NH3·H2O[Ga(OH)4]- + NH的平衡常数K=___________________。(已知：Ga3++4OH-[Ga(OH)4]- K′=≈1.0×1034)
【答案】4.7 2.0×10—6
【解析】当金属阳离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时沉淀完全，代入Ksp[In(OH)3]≈1.0×10-33，计算pH约为4.7；Ga(OH)3+NH3·H2O[Ga(OH)4]- + NH的平衡常数K，要进行变式，利用Kb(NH3·H2O)≈2.0×10-5，Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10-35，K′=≈1.0×1034进行计算。
即In3+恰好完全沉淀时c(OH―)=≈1.0×10-9.3，c(H+)=1.0×10-4.7，故答案是PH=4.7；蓝色沉淀是氢氧化铜，继续滴加氨水会生成四氨合铜离子，这时氢氧化铜会溶解，故答案是蓝色沉淀溶解，溶液变成深蓝色；由反应方程式可知
K＝，由K′=≈1.0×1034，
得K＝＝
＝1.0×1034 × Ksp[Ga(OH)3] × Kb(NH3 H2O)，代入数据可知K=2.0×10-6。
或Ga(OH)3(s) Ga3+(aq)+3OH—(aq)、
Ga3++3OH— [Ga(OH)4]—、
NH3·H2ONH4++OH—
三个反应叠加可以得到Ga(OH)3(s)+NH3·H2O[Ga(OH)4]—+NH4+，
则该平衡常数K=Ksp[Ga(OH)3]·K′·Kb=1.0×10—35×1.0×1034×2.0×10—5=2.0×10—6
13.（2023重庆卷15题）是一种用途广泛的磁性材料，以为原料制备并获得副产物水合物的工艺如下。
(4)②称取水合物，加水溶解，加入过量，将所得沉淀过滤洗涤后，溶于热的稀硫酸中，用标准溶液滴定，消耗。滴定达到终点的现象为 ，该副产物中的质量分数为 。
【答案】 (4) 最后半滴标准液加入后，溶液变为红色，且半分钟内不变色 66.6%
【解析】（4）②高锰酸钾溶液紫红色，故滴定达到终点的现象为：最后半滴标准液加入后，溶液变为红色，且半分钟内不变色；氯化钙和草酸钠转化为草酸钙沉淀，草酸钙沉淀加入硫酸转化为草酸，草酸和高锰酸钾发生氧化还原反应：，结合质量守恒可知，，则该副产物中的质量分数为。
14. （2021 辽宁选择性考试模拟演练） 高锰酸钾生产过程中产生的废锰渣(主要成分
为MnO2、KOH、MgO和Fe2O3)可用于制备MnSO4晶体，工艺流程如下：
该工艺条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子 Fe3+ Fe2+ Mn2+ Mg2+
开始沉淀pH 2.10 7.45 9.27 9.60
完全沉淀pH 3.20 8.95 10.87 11.13
回答以下问题：（6）取0.1510 g MnSO4固体，溶于适量水中，加硫酸酸化，用过量NaBiO3(难溶于水)将其完全氧化为，过滤，洗涤，洗涤液并入滤液后，加入0.5360 g Na2C2O4固体，充分反应后，用0.0320 mol/L KMnO4溶液滴定，用去20.00 mL，计算样品中MnSO4的质量分数_______(保留三位有效数字)。
【答案】98.0%。
【解析】此题是采用间接测定法测MnSO4的含量，根据题意，与由样品产生的反应的物质的量=总的的物质的量-滴定消耗的物质的量，由此计算。加入的Na2C2O4的物质的量为=0.004mol，由方程式可知，剩余的的物质的量为0.0016mol，由此得与由样品产生的反应的物质的量为0.004-0.0016=0.0024mol，即样品中MnSO4的物质的量为0.0098mol，其质量分数为=98.0%，故填98.0%。
15.（2024江苏14题）回收磁性合金钕铁硼()可制备半导体材料铁酸铋和光学材料氧化钕。
（3）净化后的溶液通过沉钕、焙烧得到。
②将(摩尔质量为)在氮气氛围中焙烧，剩余固体质量随温度变化曲线如图所示。时，所得固体产物可表示为，通过以上实验数据确定该产物中的比值_______(写出计算过程)。
【答案】 2:1
【解析】的物质的量为，其在氮气氛围中焙烧后，金属元素的质量和化合价均保持不变，因此，=；时剩余固体的质量为7.60，固体减少的质量为，由于碱式盐在受热分解时易变为正盐，氢氧化物分解得到氧化物和，碳酸盐分解得到氧化物和，因此，可以推测固体变为时失去的质量是生成和的质量；根据H元素守恒可知，固体分解时生成的质量为，则生成的质量为-=，则生成的物质的量为，由C元素守恒可知，分解后剩余的的物质的量为4×10-5mol-=，因此可以确定该产物中的比值为。
16.（2021年唐山市模拟卷16题）废旧铅蓄电池会导致铅污染，国内外对废蓄电池的湿法处理进行了广泛研究，RSR工艺回收铅是其成果之一，具体化工流程如下：
已知：I．铅膏主要成分是PbO2、PbSO4；
II．HBF4是强酸；
III．KSP(PbSO4)＝1.6×10—8、KSP(PbCO3)＝7.4×10—14。
回答下列问题：
（6）已知焙烧PbCO3可制得铅的氧化物，为了研究其产物成分取5.34g PbCO3进行焙烧，其热重曲线如下图所示，请写出350oC时所得铅的氧化物的化学式_____。
【答案】铅的氧化物Pb2O3。
【解析】由于焙烧PbCO3可制得铅的氧化物，根据原子守恒和质量守恒可知5.34g PbCO3中Pb为0.02mol，所以350oC时所得铅的氧化物中含Pb为0.02mol，m(O)＝4.62－0.02×207＝0.48g，n(O)＝0.03mol，所以此时铅的氧化物Pb2O3。
三、模型建构
1.流程中速率、产率和转化率的设问点
2.理清概念
概念名称 定义式 考向 措施
速率 速率（v）=转化量/时间 考查提高速率的措施 在原料的预处理阶段和反应条件控制阶段进行考查，考查加快反应速率常采取的措施：粉碎、研磨、搅拌、适当升高温度、适当增大浓度、加入催化剂等。
产率 产率＝m(实际)/m(理论) 考查计算和提高产率的措施 反应条件控制阶段通过控制温度来减少副反应的发生、通过调节pH来控制反应向着生成目标产物的方向进行等。
转化率 转化率(α)＝n(转化)/n(总) 考查提高转化率的措施 通过改变浓度、压强、温度等使反应朝着有利于提高某物质转化率的方向移动、通过增加廉价物质的投入量来提高另一种反应物的转化率等。
四、名师导学
深入理解各常数的含义及计算模型，能进行各常数间的关联计算；理解热重曲线的图像变化含义及分析方法。能用氧化还原理论分析化学反应中的得失电子情况。掌握产率、纯度等概念的含义及常见的测定方法、计算模型。
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