- 沉淀反应的应用——沉淀的转化
- 共487题
锂被誉为“金属味精”，以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源．工业上常以β-锂辉矿（主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、MgO、CaO等杂质）为原料来制取金属锂．其中一种工艺流程如下：
已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：
②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表：
请回答下列问题：
（1）用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成：______．
（2）反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是______．
（3）写出反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式：______．
（4）反应Ⅳ生成Li2CO3沉淀，写出在实验室中得到Li2CO3沉淀的操作名称______，洗涤所得Li2CO3沉淀要使用______ （选填“热水”或“冷水”），你选择的理由是______．
（5）电解熔融氯化锂生产锂时，阳极产生的氯气中会混有少量氧气，原因是：______．
正确答案
解：（1）将硅酸盐改为氧化物形式的方法为：依次将各元素写成氧化物形式，中间用“•”连接，同时要注意氧化物先后顺序，为Li2O•Al2O3•4SiO2，
故答案为：Li2O•Al2O3•4SiO2；
（2）由（1）改写可知，β-锂辉矿在加入过量浓硫酸后，只有SiO2不溶，同时Fe2+被氧化为Fe3+，并生成CaSO4沉淀，所以溶液中含有Fe3+、Al3+、Mg2+、Li+等离子，依据实验目的可知必须除去杂质离子，故在反应Ⅱ中加入碳酸钙的作用为：除去反应Ⅰ中过量的H2SO4；控制pH，使Fe3+、Al3+完全沉淀，
故答案为：除去反应Ⅰ中过量的H2SO4；控制pH，使Fe3+、Al3+完全沉淀；
（3）利用题干信息知反应Ⅲ要除去Mg2+，但在加入沉淀剂Ca（OH）2时会引入大量Ca2+，故还需加入Na2CO3除去Ca2+，即沉淀A为Mg（OH）2沉淀与CaCO3沉淀的混合物，反应的离子方程式为：Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Ca2++CO32-═CaCO3↓，
故答案为：Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Ca2++CO32-═CaCO3↓；
（4）实验室里分离固液混合物的操作是过滤，由题中给出Li2CO3的溶解度与温度的关系，可知洗涤Li2CO3沉淀要使用热水，
故答案为：过滤；热水；Li2CO3在较高温度下溶解度小，用热水洗涤可减少Li2CO3的损耗；
（5）由有氧气产生可逆推知可能的原因：加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量水解生成LiOH，受热分解生成Li2O，电解时产生O2，
故答案为：加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量水解生成LiOH，受热分解生成Li2O，电解时产生O2（其他合理答案均可）．
解析
解：（1）将硅酸盐改为氧化物形式的方法为：依次将各元素写成氧化物形式，中间用“•”连接，同时要注意氧化物先后顺序，为Li2O•Al2O3•4SiO2，
故答案为：Li2O•Al2O3•4SiO2；
（2）由（1）改写可知，β-锂辉矿在加入过量浓硫酸后，只有SiO2不溶，同时Fe2+被氧化为Fe3+，并生成CaSO4沉淀，所以溶液中含有Fe3+、Al3+、Mg2+、Li+等离子，依据实验目的可知必须除去杂质离子，故在反应Ⅱ中加入碳酸钙的作用为：除去反应Ⅰ中过量的H2SO4；控制pH，使Fe3+、Al3+完全沉淀，
故答案为：除去反应Ⅰ中过量的H2SO4；控制pH，使Fe3+、Al3+完全沉淀；
（3）利用题干信息知反应Ⅲ要除去Mg2+，但在加入沉淀剂Ca（OH）2时会引入大量Ca2+，故还需加入Na2CO3除去Ca2+，即沉淀A为Mg（OH）2沉淀与CaCO3沉淀的混合物，反应的离子方程式为：Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Ca2++CO32-═CaCO3↓，
故答案为：Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Ca2++CO32-═CaCO3↓；
（4）实验室里分离固液混合物的操作是过滤，由题中给出Li2CO3的溶解度与温度的关系，可知洗涤Li2CO3沉淀要使用热水，
故答案为：过滤；热水；Li2CO3在较高温度下溶解度小，用热水洗涤可减少Li2CO3的损耗；
（5）由有氧气产生可逆推知可能的原因：加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量水解生成LiOH，受热分解生成Li2O，电解时产生O2，
故答案为：加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量水解生成LiOH，受热分解生成Li2O，电解时产生O2（其他合理答案均可）．
已知，常温下，KSP （AgCl）=1.8×10-10 mol2•L-2，KSP（AgI）=8.3×10-17 mol2•L-2，下列叙述中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．KSP只于温度有关，与溶液中离子浓度无关．故A错误；
B．KSP（AgCl）＞KSP（AgI），沉淀转化为溶解度更小的物质容易发生，向AgCl的悬浊液中加入KI溶液，沉淀由白色转化为黄色，故B正确；
C．KCl和KI的混合溶液中，c（Cl-）和c（I-）的大小无法比较，所以Qc也无法知道，无法判断Qc与KSP差别大小，也就无法确定沉淀的先后顺序，故C错误；
D．向AgCl的饱和溶液中加入NaCl晶体，溶解平衡逆向移动，生成沉淀，c（Ag+）减小，c（Cl-）增大，c（Ag+）＜c（Cl-），故D错误；
故选B．
下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．溶度积常数与温度有关系，与溶液类型以及浓度无关，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp不变，故A错误；
B．溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp可能增大，故B错误；
C．溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp可能减小，故C错误；
D．Mg（OH）2的Ksp只与温度有关，常温下，向Mg（OH）2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg（OH）2的Ksp不变，故D正确，
故选D．
下列有关说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、向两支盛有KI3的溶液的试管中，分别滴加淀粉溶液和AgNO3溶液，前者溶液变蓝，后者有黄色沉淀，则KI3的溶液中含I2、I-，即KI3溶液中存在平衡为I3-⇌I2+I-，故A正确；
B、物质的量浓度相等的H2CO3和Na2CO3溶液等体积混合后的溶液是NaHCO3溶液，碳酸氢根离子的水解程度大于其电离程度，c（OH-）＞c（CO32-），故B错误；
C、Qc（Ag2CrO4）=（5×10-5mol/L）2×5.0×10-5mol/L＜Ksp（Ag2CrO4）=2.0×10-12，无Ag2CrO4沉淀产生，故C错误；
D、在酸碱溶液中水的电离受到抑制，所以在酸碱溶液中25℃时，溶液中水电离出的c（H+）和水电离出的c（OH-）的乘积一定小于10-14，故D错误；
故选A．
以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度：
在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子．例如：
①为了除去氯化铵中的杂质Fe3+，先将混合物溶于水，加入一定量的试剂反应，过滤结晶．
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+，先将混合物溶于水，加入足量的Mg（OH）2，充分反应，过滤结晶．
③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2+，先将混合物溶于水，加入一定量的H2O2，将Fe2+氧化成Fe3+，调节溶液的pH=4，过滤结晶．请回答下列问题：
（1）上述三个除杂方案都能够达到很好效果，Fe2+、Fe3+都被转化为______而除去．
（2）①中加入的试剂应该选择______为宜．其原因是______．
（3）②中除去Fe3+所发生的总反应的离子方程式为______．
（4）下列与方案③相关的叙述中，正确的是______（填字母）．
A．H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B．将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe（OH）2沉淀比Fe（OH）3沉淀较难过滤
C．调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D．Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中
E．在pH＞4的溶液中Fe3+一定不能大量存在．
正确答案
Fe（OH）3
氨水
不会引入新的杂质
2Fe3++3Mg（OH）2=3Mg2++2Fe（OH）3；
ACDE
解析
解：（1）①中为了不引入其他杂质离子，应加氨水使Fe3+沉淀，而不能用氢氧化钠溶液；②中根据溶解度表可知Mg（OH）2易转化为Fe（OH）3，因此在氯化镁溶液中加入足量的Mg（OH）2可除去Fe3+，③由于Fe（OH）2的溶解度大于Fe（OH）3，所以一般将Fe2+先氧化成Fe3+，再调节溶液的pH=4，形成Fe（OH）3沉淀．故答案为：Fe（OH）3；
（2）①中为了不引入其他杂质离子，应加氨水使Fe3+沉淀，而不能用氢氧化钠溶液；
故答案为：氨水；不会引入新的杂质；
（3）②中根据溶解度表可知Mg（OH）2易转化为Fe（OH）3，因此在氯化镁溶液中加入足量的Mg（OH）2可除去Fe3+：2Fe3++3Mg（OH）2=3Mg2++2Fe（OH）3；
故答案为：2Fe3++3Mg（OH）2=3Mg2++2Fe（OH）3；
（4）A．根据H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染，故A正确；
B．根据将Fe（OH）2的溶解度大于Fe（OH）3，沉淀不完全，故B错误；
C．原来溶液是酸性较强，加入氢氧化铜或碱式碳酸铜可以与H+反应．H+反应后，PH增大，当PH=4的时候，Fe（OH）3完全沉淀，而Cu2+还没沉淀．而氢氧化铜或碱式碳酸铜是固体，不会引入新的杂质，故C正确；
D．加入氢氧化铜或碱式碳酸铜可以与H+反应．H+反应后，PH增大，当PH=4的时候，Fe（OH）3完全沉淀，而Cu2+还没沉淀，以Cu2+形式存在，而氢氧化铜或碱式碳酸铜是固体，不会引入新的杂质，故D正确；
E．在pH＞4的溶液中Fe3+全部以Fe（OH）3完全沉淀，Fe3+一定不能大量存在，故E正确；
故选：ACDE．
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