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专题6Ksp专练1．Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，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：（1）若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02mol/L，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5mol/L，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成______________（列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24。2．碳酸钠是一种重要的化工原料，主要采用氨碱法生产。回答下列问题：（1）向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液，当有BaCO3沉淀生成时溶液中2324COSOcc（）（）=_____________。已知Ksp(BaCO3)=2.6×10−9，Ksp(BaSO4)=1.1×10−10。3．酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉，MnO2，ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据下表所示：溶解度/（g/100g水）化合物Zn（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3Ksp近似值10-1710-1710-39回答下列问题：（1）用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需去除少量杂质铁，其方法是：加稀硫酸和H2O2溶解，铁变为_____，加碱调节至pH为时，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于1×10-5mol/L时，即可认为该离子沉淀完全）；继续加碱调节至pH为_____时，锌开始沉淀（假定Zn2＋浓度为0.1mol/L）。若上述过程不加H2O2后果是，原因是。4．碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：（1）上述浓缩液中含有I-、Cl-等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中为：_____________，已知Ksp（AgCl）=1.8×10-10，Ksp（AgI）=8.5×10-17。5．（15分）研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。（1）25℃，在0.10mol·L-1H2S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S2-)关系如图（忽略溶液体积的变化、H2S的挥发）。①pH=13时，溶液中的c(H2S)+c(HS-)=mol·L-1.②某溶液含0.020mol·L-1Mn2+、0.10mol·L-1H2S，当溶液pH=时，Mn2+开始沉淀。[已知：Ksp(MnS)=2.8×10-13]6．合金是建筑航空母舰的主体材料。（1）航母螺旋浆主要用铜合金制造。①80.0gCu－Al合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得到白色沉淀39.0，则合金中Cu的质量分数为。②为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调节pH，当pH＝3.4时开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合如图信息推断该合金中除铜外一定含有。7．二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。其次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的________（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42-，其原因是___________（已知：Ksp(BaSO4)=1.1×10-10Ksp(BaCO3)=5.1×10-9）8．废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下：（1）已知pH11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe3＋1.13.2Fe2＋5.88.8Zn2＋5.98.9实验中可选用的试剂：30%H2O2、1.0mol·L-1HNO3、1.0mol·L-1NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为：①_______；②________；③过滤；④___________；⑤过滤、洗涤、干燥；⑥900℃煅烧。9．锰酸锂离子蓄电池是第二代锂离子动力电池。一种以软锰矿浆(主要成分为MnO2，含少量Fe2O3、FeO、A12O3、SiO2等杂质)为原料制备锰酸锂的流程如下图所示。(1)已知：室温下，Ksp[A1(OH)3]=1×10-33，Ksp[Fe(OH)3]=l×10-39，pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。氧化除杂时(室温)除去MnSO4液中的Fe3+、Al3+(使其浓度小于1×l0-6mol/L)，需调节溶液pH范围为_______。10．为回收利用废镍催化剂（主要成分为NiO，另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等），科研人员研制了一种回收镍的新工艺。工艺流程如图所示：已知：①常温下，有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示：氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2开始沉淀的pH1.56.57.7沉淀完全的pH3.79.79.2②常温下，Ksp(CaF2)=2.7×10-11。请回答下列问题：（1）“操作B”的过程是，先在40~50℃加入H2O2，其作用是_______________（用离子方程式表示）；再调pH至3.7~7.7，操作B可除去溶液中的____（填元素名称）元素。（2）操作C可除去溶液中的Ca2+，若控制溶液中F-，浓度为3.0×10-3mol·L-1，则溶液中____。11．镍钴锰酸锂电池是一种高功率动力电池。下列流程采用废旧锂离子电池正极材料（正极一般以铝箔作为基底，两侧均匀涂覆正极材料，正极材料包括一定配比的正极活性物质，如钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂和三元材料等）制备镍钴锰酸锂三元正极材料（））回答下列问题：（1）已知溶液中的浓度为，缓慢通入氨气，使其产生沉淀，列式计算沉淀完全时溶液的______________________（已知离子沉淀完全时，溶液体积变化忽略不计）12．锑(Sb)及其化合物在工业上有许多用途。以辉锑矿（主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等）为原料制备金属锑的工艺流程如图所示：已知：①浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外，还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等；②常温下：Ksp(CuS)=1.27×10-36，Ksp(PbS)=9.04×10-29；③溶液中离子浓度小于或等于1.0×10-5mol/L时，认为该离子沉淀完全。(1)常温下，“除铜、铅”时，Cu2+和Pb2+均沉淀完全，此时溶液中的c(S2-)不低于______。所加Na2S也不宜过多，其原因为______________。13．某工业废催化剂含有SiO2、ZnO、CuS、ZnS、Fe3O4等物质，为落实“节约资源，变废为宝”的环保理念，某课外兴趣小组的同学取20g该物质进行实验，回收其中的Cu和Zn，实验方案如下：已知：ZnS可与稀硫酸反应；CuS不溶于稀硫酸，也不与其发生反应。请回答下列问题：(1)加A调节溶液的pH约为______时，可以完全除去其中的杂质离子。(当溶液中离子浓度小于等于10-5mol/L时视为沉淀完全；实验条件下部分物质的溶度积常数为：Ksp[Fe(OH)3]=10-38，Ksp[Fe(OH)2]=10-17，Ksp[Zn(OH)2]=10-17，Ksp[Cu(OH)2]=10-20)14．钠及其化合物具有广泛的用途。(1)已知几种离子开始沉淀时溶液的pH如下表所示：离子Fe2＋Cu2＋Mg2＋pH7.65.210.4当向含有相同浓度的Cu2＋、Mg2＋、Fe2＋的溶液中滴加氢氧化钠溶液时，________(填离子符号)先沉淀；Ksp[Fe(OH)2]______(填“＞”“＝”或“＜”)Ksp[Mg(OH)2]；要使0.2mol/L的硫酸铜溶液中铜离子沉淀较为完全(使铜离子的浓度降至原来的千分之一)，则应向溶液中加入氢氧化钠溶液使溶液pH=_______。{Cu(OH)2的Ksp=2×10-20。}15．钛矿工业中的硫酸酸性废水富含Ti、Fe等元素，其综合利用如下：已知：TiO2+易水解，只能存在于强酸性溶液中。（1）已知Ksp=[Fe（OH）2]=8×10-16。步骤Ⅲ中，FeCO3达到溶解平衡时，若室温下测得溶液的pH为8.5，所得的FeCO3中没有Fe（OH）2。则溶液中c（Fe2+）小于________mol/L。步骤Ⅳ中，为了得到较为纯净的Fe2O3，除了适当的温度外，还需要采取的措施是___________。16．金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。一些难溶的金属氢氧化物在不同pH下的溶解度曲线(S，mol·L−1)如图所示:(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是___(填化学式)。(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+，应该控制溶液的pH为___(填字母)。A．小于1B．4左右C．大于6(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+杂质，___(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法除去，理由是______________。(4)已知一些难溶物的溶度积常数如表所示:物质FeSMnSCuSPbSHgSZnSKsp6.3×10−182.5×10−131.3×10−363.4×10−286.4×10−531.6×10−24某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+，可以向此工业废水中加入过量的___以除去这些离子。A．NaOHB．FeSC．Na2S17．利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下：已知：①硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。②常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：阳离子Fe3+Mg2+Al3+Cr3+沉淀完全时的pH3.711.15.4(8溶解)9(9溶解)（1）沉淀滴定法是测定粒子浓度的方法之一，为了测定某废水中SCN－浓度，可用标准AgNO3溶液滴定待测液，已知：银盐性质AgClAgIAgCNAg2CrO4AgSCN颜色白黄白砖红白Ksp1.8×10-108.3×10-171.2×10-163.5×10-111.0×10-12滴定时可选为滴定指示剂的是_________(选填编号)，滴定终点现象是：________。A．NaClB．K2CrO4C．KID．NaCN18．以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分Na2Cr2O7·2H2O)，其主要工艺流程如下：查阅资料得知:ⅰ．常温下，NaBiO3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr3+转化为CrO42－。ⅱ．金属离子Fe3+Al3+Cr3+Fe2+Bi3+开始沉淀的pH2.73.45.07.50.7沉淀完全的pH3.74.95.99.74.5回答下列问题：（1）步骤③加的试剂为_____________，此时溶液pH要调到5的目的________________。19．硫、铁的化合物有广泛的应用。(3)化学反应原理中也涉及到许多硫、铁的化合物。①已知常温下，H2S的电离常数K1=1.0×10-7，K2=7.0×10-15。0.1mo1·L-1NaHS溶液的pH______7(填“”“=”或“”)，理由是_________________。②已知25℃时KSP[Fe(OH)3]=4.0×10-38，此温度下若在实验室中配制5mo1·L-1100mLFeCl3溶