2021新高考化学鲁科版一轮复习突破精练：第8章 专项提能特训18 化工流程中的Ksp

2021新高考化学鲁科版一轮复习突破精练：第8章 专项提能特训18 化工流程中的Ksp

专项提能特训18　化工流程中的Ksp ‎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：‎ 若“滤液②”中c(Mg2＋)＝0.02 mol·L－1，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＋)＝1.0×10－5 mol·L－1，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 mol2·L－2、1.0×10－24 mol5·L－5]‎ 答案　否。Fe3＋恰好沉淀完全时， c(PO)＝ mol·L－1＝1.3×10－17mol·L－1，c3(Mg2＋)‎ ‎·c2(PO)值为0.013×(1.3×10－17)2 mol5·L－5＝1.69×10－40 mol5·L－5Ksp(PbCO3)＝1.46×10－13 mol2·L－2，所以步骤①加入碳酸钠溶液，把硫酸铅转化为碳酸铅，反应的离子方程式为PbSO4(s)＋CO(aq)‎ ‎===PbCO3(s)＋SO(aq)。‎ ‎(2)滤液1的溶质主要是Na2SO4和过量的Na2CO3，将“滤液1”升温结晶、趁热过滤、用乙醇洗涤后干燥得到Na2SO4固体。‎ ‎(4)Pb、PbO和PbCO3在硝酸的作用下转化成Pb(NO3)2，Pb(NO3)2中加硫酸转化成PbSO4和硝酸，HNO3可循环利用；根据Ksp(PbSO4)＝1.82×10－8 mol2·L－2，若滤液中[Pb2＋]＝1.82×‎ ‎10－5mol·L－1，则溶液中的[SO]＝＝ mol·L－1＝1×10－3mol·L－1。‎ ‎(6)设铅泥中铅元素的质量分数为x，根据铅元素守恒可得：‎ ＝×4，解得x＝0.552 0，‎ 所以铅泥中铅元素的质量分数为55.20%。‎