(新高考)高考化学一轮复习讲义第8章专项特训7化工流程中的Ksp计算(含解析)

(新高考)高考化学一轮复习讲义第8章专项特训7化工流程中的Ksp计算(含解析)

专题培训 7 化工过程中的Ksp计算 1. [2021·广东, 18(1)(2)(3)] 回收废催化剂可以有效利用金属资源。 废催化剂主要含有铝(Al)、钼(Mo)、镍(Ni)等元素的氧化物。 回收过程的部分流程如下：已知25℃时，H2CO3的Kal为4.5×10-7，Ka2为4.7×10-11； Ksp()为3.5×10-8； Ksp(BaCO3)为2.6×10-9； 在此过程中，当pH>6.0时，溶液中Mo元素以MoOeq\o\al(2-,4)的形式存在。 (1)“焙烧”中，有一种产物，其中Mo元素的化合价为 。 (2)“铝的析出”中，生成的析出物X为。 (3)“钼的沉淀”中，pH为7.0。 ① 生成的离子方程为。 ②如果条件控制不当，BaCO3也会沉淀。 为避免混入BaCO3沉淀，当c(HCOeq\o\al(-,3))∶c(MoOeq\o\al(2-,4))＝(列出式)时应停止添加BaCl2溶液在解决方案中。

答案 (1) +6 (2) Al(OH)3 (3) ①MoOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋=↓②eq\f(1×10－7×2.6×10－9,4.7×10 －11×3.5×10－8）分析 （1）“煅烧”过程中，有产物Na和O的价态分别为+1和-2。 根据化合物中各元素价态的代数和为0，可知Mo元素的价态为+6。 (2)“铝沉淀”过程中，铝酸钠转化为氢氧化铝，因此生成的沉淀X为Al(OH)3。 (3)①滤液II含有钼酸钠，加入氯化钡溶液后沉淀。 反应离子方程式为MoOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋=↓。 ②若BaCO3沉淀开始形成，则体系内建立如下平衡：HCOeq\o\al(－,3)＋＋MoOeq\o\al(2－,4)＋H＋。 该反应的化学平衡常数为K＝eq\f(cH＋·cMoO\o\al(2－,4),cHCO\o\al(－,3))＝eq\f(cH＋·cCO\o\ al(2－,3)·cMoO\o\al(2－,4)·cBa2＋,cHCO\o\al(－,3)·cCO\o\al(2－,3)·cBa2＋)＝eq\ f(Ka2·,)。

为了避免BaCO3沉淀混入，需满足eq\f(cH＋·cMoO\o\al(2－,4),cHCO\o\al(－,3))≤eq\f(Ka2· ,)。 由于“沉淀钼”的pH为7.0，c(H＋)＝1×10－7mol·L－1，当eq\f(cMoO\o\al(2－,4),cHCO\o\al(－ ,3))＝eq\f(Ka2·,1×10－7×)溶液中开始形成BaCO3沉淀。 因此，当c(HCOeq\o\al(－,3))∶c(MoOeq\o\al(2－,4))＝eq\f(1×10－7×,Ka2·)＝eq\f （1×10－7×2.6×10－9，4.7×10－11×3.5×10－8），应停止添加BaCl2溶液。 2. 和 都是锂离子电池的电极材料。 它们可用钛铁矿（主要成分为，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备。 工艺流程如下：回答下列问题：若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02mol·L-1，则加入过氧化氢和磷酸（假设溶液体积增加1倍） ，使Fe3+刚刚完全沉淀出来，即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5mol·L-1，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀？ ____（列计算）。 【已知：FePO4和Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22和1.0×10-24】c2(POeq\o\al(3-,4))=0.013×(1.3×10-17 )2=1.69×10-40