《2019高考化學(xué) 難點剖析 專題15 化工流程中溶度積常數(shù)應(yīng)用練習(xí).doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高考化學(xué) 難點剖析 專題15 化工流程中溶度積常數(shù)應(yīng)用練習(xí).doc（33頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

專題15 化工流程中溶度積常數(shù)應(yīng)用 1．（2019屆全國大聯(lián)考高三入學(xué)調(diào)研考試卷四）氮的氧化物是大氣污染物之一，用活性炭或一氧化碳還原氮氧化物，可防止空氣污染?；卮鹣铝袉栴}： 已知：2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=- 221 kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=- 393.5 kJ/mol N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH= +181 kJ/mol （1）若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c(N2)?c2(CO2)c2(CO)?c2(NO)，請寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_______；下列措施能夠增大此反應(yīng)中NO的轉(zhuǎn)化率的是(填字母代號)_________。 a．增大容器壓強(qiáng) b．升高溫度 c．使用優(yōu)質(zhì)催化劑 d．增大CO的濃度 （2）向容積為2L的密閉容器中加入活性炭(足量)和NO，發(fā)生反應(yīng)C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)，NO和N2的物質(zhì)的量變化如下表所示。 物質(zhì)的量/mol T1/℃ T2/℃ 0 5 min 10 min 15 min 20 min 25 min 30 min NO 2.0 1.16 0.80 0.80 0.50 0.40 0.40 N2 0 0.42 0.60 0.60 0.75 0.80 0.80 ①0～5min內(nèi)，以CO2表示的該反應(yīng)速率v(CO2)=______，該條件下的平衡常數(shù)K=________。 ②第15 min后，溫度調(diào)整到T2，數(shù)據(jù)變化如上表所示，則T1_______ T2(填“>”“<”或“=”)。 ③若30min時，保持T2不變，向該容器中再加入該四種反應(yīng)混合物各2 mol，則此時反應(yīng)_______移動(填“正向”“逆向”或“不”)；最終達(dá)平衡時NO的轉(zhuǎn)化率a=______________。 （3）在25 ℃下，向濃度均0.1 molL-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_____沉淀(填化學(xué)式)，當(dāng)兩種沉淀共存時，溶液中c(Mg2+)/c(Cu2+)=__________(已知25 ℃時Ksp[Mg(OH)2]=1.810-11，Ksp[Cu(OH)2]=2.210-20)。 【答案】）2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)　△H=﹣747kJ/mol ad0.042molL-1min-1916＞正向60%Cu(OH)28.2108或911109 根據(jù)蓋斯定律：②2-①-③得：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)　△H=﹣747 kJ/mol； 由于該反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)a.增大容器壓強(qiáng)平衡正向移動，NO轉(zhuǎn)化率增大，a正確；b．升高溫度平衡逆向移動，NO轉(zhuǎn)化率減小，b錯誤；c．使用優(yōu)質(zhì)催化劑不改變平衡，c錯誤；d．增大CO的濃度，可以提高NO的轉(zhuǎn)化率，d正確；因此本題答案為：ad。（2）根據(jù)蓋斯定律：上述已知反應(yīng)②-③得：C(S)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H=﹣574.5 kJ/mol；①利用表格數(shù)據(jù)：0～5min內(nèi)，以N2表示的該反應(yīng)速v(N2)=0.42mol2L5min=0.042molL-1min-1，所以以CO2表示的該反應(yīng)速率v(CO2)= v(N2) =0.042molL-1min-1；通過分析知10min后濃度不再改變，處于平衡狀態(tài)，用三行式分析濃度改變 ②第15 min后，溫度調(diào)整到T2，從表格查得NO減少，N2增加，平衡正向移動，由于正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，改變條件為降溫，則T1 >T2。 ③若30min時，保持T2不變，向該容器中再加入該四種反應(yīng)混合物各2 mol，此時各量分析如下： T2時平衡常數(shù)K=0.40.40.22=4， 加入混合物后Qc=1.41.41.22=1.364時，Cu2＋出現(xiàn)沉淀。 (6) 已知舊鈹銅原件中含BeO25%，所以BeO的質(zhì)量為100025%=250g，理論上得到Be的物質(zhì)的量為250g/25g/mol=10mol，即90g，但實際得到Be的質(zhì)量為72g，所以Be的產(chǎn)率是72g/90g100% =80%。 11．（2018屆吉林省實驗中學(xué)高三下學(xué)期模擬考試）重金屬元素鉻的毒性較大，含鉻廢水需經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后才能排放。 Ⅰ.某工業(yè)廢水中主要含有Cr3＋，同時還含有少量的Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋等，且酸性較強(qiáng)。為回收利用，通常采用如下流程處理： 注：常溫下，部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時所需的pH，如下表： 氫氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2 Al(OH)3 Cr(OH)3 pH 3.7 9.6 11.1 8 9 （1）氧化過程中可代替H2O2加入的試劑是________(填字母，下同)。 A．Na2O2 B．HNO3 C．FeCl3 D．KMnO4 （2）加入NaOH溶液調(diào)整溶液pH＝8時，除去的離子是________； 已知鈉離子交換樹脂的原理：Mn＋＋nNaR―→MRn＋nNa＋，此步操作被交換除去的雜質(zhì)離子是____________。 A．Fe3＋ B．Al3＋ C．Ca2＋ D．Mg2＋ （3）還原過程在酸性條件下進(jìn)行，每消耗0.8 mol Cr2O轉(zhuǎn)移4.8 mol e－，該反應(yīng)離子方程式為________________________________。 Ⅱ.酸性條件下，六價鉻主要以Cr2O形式存在，工業(yè)上常用電解法處理含Cr2O的廢水，該法用Fe作電極電解含Cr2O的酸性廢水，隨著電解進(jìn)行，在陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr(OH)3溶液。 （1）電解時能否用Cu電極來代替Fe電極？________(填“能”或“不能”)，理由是_____________。 （2）常溫下，Cr(OH)3的溶度積Ksp＝110－20，假設(shè)溶液的c(Cr3＋)=0.01mol/L，當(dāng)pH應(yīng)為______時開始生成沉淀。 【答案】 A AB CD 3S2O＋4Cr2O＋26H＋===6SO＋8Cr3＋＋13H2O 不能 因陽極產(chǎn)生的Cu2＋不能使Cr2O還原到低價態(tài) 8 【解析】I.某工業(yè)廢水中主要含有Cr3+,同時還含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,加雙氧水把亞鐵離子氧化為鐵離子,同時Cr3+被氧化為Cr2O72-,加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=8,則Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀,過濾,濾液中主要含有Cr2O72-、Ca2+和Mg2+等,通過鈉離子交換樹脂,除去Ca2+和Mg2+,然后加Na2S2O3把Cr2O72-還原為Cr3+,再調(diào)節(jié)pH得到Cr(OH)(H2O)5SO4， (1)加氧化劑主要目的是把亞鐵離子氧化為鐵離子,同時不能引入新的雜質(zhì),所以可以用Na2O2代替H2O2； (2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,pH=8時,Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀,則Fe3+、Al3+被除去;通過鈉離子交換樹脂,除去Ca2+和Mg2+； (3)每消耗0.8molCr2O72-轉(zhuǎn)移4.8mole?,則1molCr2O72-轉(zhuǎn)移6mol電子,所以生成Cr3+,S2O32-被氧化為SO42-,則反應(yīng)的離子方程式為：3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O； II.(1)若用Cu電極來代替Fe電極，在陽極上銅失去電子得到的陽離子是銅離子，該離子不具有還原性，不能和重鉻酸根之間發(fā)生反應(yīng)； (2)由Cr(OH)3的溶度積Ksp＝110－20可得Ksp＝c(Cr3+)c3(OH?)=0.01c3(OH?)=110－20，c(OH?)=110－6，所以c(H+)=110－8，pH=8。 12．(2018安徽省合肥市高三第三次教學(xué)質(zhì)量檢測)H2S在重金屬離子處理、煤化工等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。請回答： Ⅰ．H2S是煤化工原料氣脫硫過程的重要中間體，反應(yīng)原理為 ⅰ．COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)△H=+7kJmol?1 ⅱ．CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=?42kJmol?1 已知斷裂1mol氣態(tài)分子中的化學(xué)鍵所需能量如下表所示。 分子 COS(g) H2(g) CO(g) H2S(g) 能量(kJmol?1) 1310 442 x 669 （1）計算表中x=_______。 （2）T℃時，向VL容積不變的密閉容器中充入1mol COS(g)、1mol H2(g)和1mol H2O(g)，發(fā)生上述兩個反應(yīng)。 ①在T℃時測得平衡體系中COS為0.80 mol，H2為0.85 mol，則T℃時反應(yīng)ⅰ的平衡常數(shù)K=_______(保留2位有效數(shù)字)。 ②上述反應(yīng)達(dá)平衡后，若向其中再充入1mol COS(g)、1molH2(g)和1mol H2O(g)，則再次達(dá)平衡后H2的體積分?jǐn)?shù)_______(填“增大”、“減小”或“不變”);若升高溫度，則CO的平衡體積分?jǐn)?shù)_______(填“增大”、“減小”或“不變”)，其理由是_______。 Ⅱ．H2S在高溫下分解制取H2，同時生成硫蒸氣。 （3）向2L密閉容器中加入0.2molH2S，反應(yīng)在不同溫度(900~1500℃)下達(dá)到平衡時，混合氣體中各組分的體積分?jǐn)?shù)如下圖所示，則在此溫度區(qū)間內(nèi)，H2S分解反應(yīng)的主要化學(xué)方程式為_______；在1300℃時，反應(yīng)經(jīng)2min達(dá)到平衡，則0～2min的反應(yīng)速率v(H2S)=_______。 Ⅲ．H2S用作重金屬離子的沉淀劑。 （4）25℃時，向濃度均為0.001molL?1Sn2+和Ag+的混合溶液中通入H2S，當(dāng)Sn2+開始沉淀時，溶液中c(Ag+)=_______。(已知：25℃時，Ksp(SnS)=1.010?25，Ksp(Ag2S)=1.610?49)。 【答案】 1076 0.044 不變 增大 反應(yīng)ⅰ為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，CO的平衡體積分?jǐn)?shù)增大;反應(yīng)ⅱ為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，CO的平衡體積分?jǐn)?shù)也增大 2H2S2H2+S2 0.02molL?1min?1 4.010?14molL?1 【解析】Ⅰ．試題分析：H2S是煤化工原料氣脫硫過程的重要中間體，反應(yīng)原理為?。瓹OS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)△H=+7kJmol-1，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) ；ⅱ．CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=-42kJmol-1，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 (1)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和。由COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H=+7kJmol-1可知，1310+442-x-669=7，所以x=1076。 (2)T℃時,向VL容積不變的密閉容器中充入1molCOS(g)、1molH2(g)和1molH2O(g)，發(fā)生上述兩個反應(yīng)。 ①在T℃時測得平衡體系中COS為0.80mol，H2為0.85mol，由物料守恒可以求出H2S和CO 的平衡量分別為0.20mol和0.15mol，由于反應(yīng)ⅰ中各組分的化學(xué)計量數(shù)均為1，所以，T℃時反應(yīng)ⅰ的平衡常數(shù)K=。 ②上述反應(yīng)達(dá)平衡后,若向其中再充入1molCOS(g)、1molH2(g)和1molH2O(g)，則與原平衡體系的起始投料的配比相同，由于兩個反應(yīng)均分氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，所以再次達(dá)平衡后H2的體積分?jǐn)?shù)不變；若升高溫度，則CO的平衡體積分?jǐn)?shù)增大，因為反應(yīng)ⅰ為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，CO的平衡體積分?jǐn)?shù)增大；而反應(yīng)ⅱ為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動也使CO的平衡體積分?jǐn)?shù)也增大。 Ⅱ．H2S在高溫下分解制取H2，同時生成硫蒸氣。 Ⅲ．H2S用作重金屬離子的沉淀劑。 (4)25℃時,向濃度均為0.001molL-1Sn2+和Ag+的混合溶液中通入H2S，當(dāng)Sn2+開始沉淀時，c(S2-)mol/L，所以，溶液中c(Ag+)=4.010-14molL-1。 13．（2018屆重慶市巴蜀中學(xué)高三適應(yīng)性月考）石英砂巖，是硅石中的一種，其主要化學(xué)成分可簡單表示為MgAl4Si10O26(OH)2(假設(shè)雜質(zhì)均能溶于硫酸)，工業(yè)上擬用該物質(zhì)為原料制備高純度硅，其藝流程如圖所示： （1）請將石英砂巖的組成用氧化物的形式表示：________________,酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施有______________________________________。(答出兩點) （2）實驗室用18.4molL-1的濃硫酸配制250mL4.8molL-1的硫酸，需量取濃硫酸_______mL(結(jié)果保留一位小數(shù))；配制時所用玻璃儀器除量筒、燒杯和玻璃棒外，還需__________________________。 （3）制備高純硅的過程中需要用到Cl2，請寫出實驗室制備Cl2的離子反應(yīng)方程式：______________。 （4）請寫出b和H2反應(yīng)的化學(xué)方程式，并用單線橋法表示該反應(yīng)過程中電子的轉(zhuǎn)移：_______________。 （5）通過實驗測得濾液a中c(Al3+)=1.0molL-1，c(Mg2+)=0.28molL-1，某同學(xué)打算通過調(diào)節(jié)溶液的pH值使Al3+和Mg2+完全分離(當(dāng)離子濃度降到1.010-6molL-1時即視為完全分離)，則試劑X用_______(填“0.1molL-1NaOH或“0.1molL-1氨水”)較好；沉淀時應(yīng)控制溶液的pH值的取值范圍為_______(已知：KspAl(OH)3=8.010-33，Ksp[Mg(OH)2]=2.810-11，lg2=0.3，lg5=0.7)。 【答案】 .MgO2Al2O310SiO2H2O 加熱或適當(dāng)增大H+的濃度或?qū)⒌V石粉碎 65.2 250mL容量瓶、膠頭滴管 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O Si+4HCl 0.1molL-1氨水 [5.3，9.0) 【解析】(1)MgAl4Si10O26(OH)2用氧化物的形式表示為MgO2Al2O310SiO2H2O，酸浸時，為了提高浸取率，可以改變適當(dāng)?shù)臈l件，采取的措施通常有加熱或適當(dāng)增大H+的濃度或?qū)⒌V石粉碎，故答案為：MgO2Al2O310SiO2H2O；加熱或適當(dāng)增大H+的濃度或?qū)⒌V石粉碎； (2)根據(jù)稀釋后硫酸的物質(zhì)的量不變，需量取濃硫酸的體積==0.0652L=65.2 mL，配制時所用玻璃儀器除量筒、燒杯和玻璃棒外，還需250mL容量瓶、膠頭滴管，故答案為：65.2；250mL容量瓶、膠頭滴管； (3)實驗室通常用濃鹽酸與二氧化錳加熱制備Cl2，反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O，故答案為：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O； (4)根據(jù)流程圖，粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅，四氯化硅和H2反應(yīng)生成硅和氯化氫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiCl4 + 2H24HCl + Si，反應(yīng)過程中電子的轉(zhuǎn)移用單線橋法表示為Si+4HCl，故答案為：Si+4HCl； (5)由于氫氧化鋁是兩性氫氧化物，能夠溶于過量的氫氧化鈉溶液，因此選用0.1molL-1氨水較為合理；當(dāng)開始沉淀Mg2+時，c(OH-)====1.010-5molL-1，pH=9.0，當(dāng)完全沉淀Mg2+時，c(OH-)====10-3molL-1，pH在11~12之間，當(dāng)開始沉淀Al3+時，c(OH-)===2.010-11molL-1，pH=3.3，當(dāng)完全沉淀Al3+時，c(OH-)===2.010-9molL-1，pH=5.3，因此調(diào)節(jié)溶液的pH值使Al3+和Mg2+完全分離，需要控制溶液的pH值在[5.3，9.0) ，故答案為：0.1molL-1氨水；[5.3，9.0)。 14．（2018屆河北省衡水市衡水中學(xué)高三第十六次模擬考試）Ⅰ．“一酸兩浸，兩堿聯(lián)合”法是實現(xiàn)粉煤灰（含SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等）綜合利用的新工藝。聚合氯化鋁鐵（PAFC）化學(xué)式為：[Al2(OH)nCl6－n]m[Fe2(OH)xCl6－x]y，是一