《2025年高考必刷题高三化学》

2. [全国乙 2022·26,14 分]废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有 PbSO₄、PbO₂、PbO 和 Pb,还有少量 Ba、Fe、Al 的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过如图流程实现铅的回收。

一些难溶电解质的溶度积常数如下表：
|难溶电解质|PbSO₄|PbCO₃|BaSO₄|BaCO₃|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
|Kₛₚ|2.5×10⁻⁸|7.4×10⁻¹⁴|1.1×10⁻¹⁰|2.6×10⁻⁹|
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的 pH 如下表：
|金属氢氧化物|Fe(OH)₃|Fe(OH)₂|Al(OH)₃|Pb(OH)₂|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
|开始沉淀的 pH|2.3|6.8|3.5|7.2|
|完全沉淀的 pH|3.2|8.3|4.6|9.1|
回答下列问题：
(1)在“脱硫”中 PbSO₄转化反应的离子方程式为____________________,用沉淀溶解平衡原理选择 Na₂CO₃的原因____________________。
(2)在“脱硫”中,加入 Na₂CO₃不能使铅膏中 BaSO₄完全转化,原因是____________________。
(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(HAc),还要加入 H₂O₂。
(ⅰ)能被 H₂O₂氧化的离子是____________________；
(ⅱ)H₂O₂促进了金属 Pb 在醋酸中转化为 Pb(Ac)₂,其化学方程式为____________________；
(ⅲ)H₂O₂也能使 PbO₂转化为 Pb(Ac)₂,H₂O₂的作用是____________________。
(4)“酸浸”后溶液的 pH 约为 4.9,滤渣的主要成分是____________________。
(5)“沉铅”的滤液中,金属离子有____________________。

答案： - **
(1)** PbSO₄(s) + CO₃²⁻(aq)⇌PbCO₃(s) + SO₄²⁻(aq)；该反应的K = c(SO₄²⁻)/c(CO₃²⁻)= Ksp(PbSO₄)/Ksp(PbCO₃)= 2.5×10⁻⁸/7.4×10⁻¹⁴≈3.4×10⁵，反应正向进行程度很大，可以进行到底。\n**
(2)** 反应BaSO₄(s) + CO₃²⁻(aq)⇌BaCO₃(s) + SO₄²⁻(aq)的K = c(SO₄²⁻)/c(CO₃²⁻)= Ksp(BaSO₄)/Ksp(BaCO₃)= 1.1×10⁻¹⁰/2.6×10⁻⁹≈0.04，反应正向进行程度很小。\n**
(3)** (ⅰ) Fe²⁺；(ⅱ) Pb + H₂O₂ + 2HAc = Pb(Ac)₂ + 2H₂O；(ⅲ) 作还原剂。\n**
(4)** Al(OH)₃、Fe(OH)₃。\n**
(5)** Ba²⁺、Na⁺。\n**命题点**：从废旧铅蓄电池的铅膏中回收铅工艺流程分析，涉及物质的分离与提纯、沉淀溶解平衡原理及应用、化学或离子方程式的书写等。\n**思路导引**：PbSO₄、PbO₂、PbO、Pb→（加入Na₂CO₃）脱硫→PbCO₃→（加入HAc、H₂O₂）酸浸→Pb(Ac)₂→（加入NaOH）沉铅→Pb(OH)₂→PbO，过程中产生Ba、Fe、Al的盐或氧化物的滤液、滤渣。\n**解析**：\n**
(1)** 由题中所给溶度积常数的数据可知PbCO₃(s)的Ksp远小于PbSO₄(s)的Ksp，则PbSO₄易发生沉淀转化生成PbCO₃，且该转化进行较为彻底。\n**
(2)** BaCO₃(s)的Ksp略大于BaSO₄(s)的Ksp，BaSO₄不易发生沉淀转化，进行程度较小，而溶液中CO₃²⁻浓度有一定限度，故不能使BaSO₄沉淀完全转化。\n**
(3)** (ⅰ) 溶液中的Fe²⁺具有还原性，能被H₂O₂氧化；(ⅱ) H₂O₂氧化Pb，使其转化成Pb²⁺，Pb²⁺再与Ac⁻结合成Pb(Ac)₂，依据氧化还原反应的规律，即可写出反应的化学方程式；(ⅲ) PbO₂通过与H₂O₂、HAc反应转化为Pb(Ac)₂，Pb的化合价降低，发生了还原反应，则H₂O₂作还原剂。\n**
(4)** 根据题目信息，当pH = 4.9时，Al³⁺、Fe³⁺已完全转化为Al(OH)₃、Fe(OH)₃，则“酸浸”后过滤得到的滤渣主要为Al(OH)₃、Fe(OH)₃。\n**
(5)** 加入NaOH，发生“沉铅”的反应为Pb(Ac)₂ + 2NaOH = Pb(OH)₂↓ + 2NaAc，且由
(2)可知，加入Na₂CO₃后BaSO₄部分转化为BaCO₃，在“酸浸”时与HAc反应，最终进入“沉铅”的滤液中，故滤液中含有Na⁺以及Ba²⁺。

3. [浙江 2023 年 6 月·20,10 分]某研究小组用铝土矿为原料制备絮凝剂聚合氯化铝([Al₂(OH)ₐClᵦ]ₘ,a = 1~5),按如下流程开展实验：

已知：①铝土矿主要成分为 Al₂O₃,含少量 Fe₂O₃和 SiO₂,用 NaOH 溶液溶解铝土矿过程中 SiO₂转变为难溶性的铝硅酸盐。
②[Al₂(OH)ₐClᵦ]ₘ的絮凝效果可用盐基度衡量，盐基度 = $\frac{a}{a + b}$。当盐基度为 0.60~0.85 时,絮凝效果较好。
请回答：
(1)步骤Ⅰ所得滤液中主要溶质的化学式是__________。
(2)下列说法不正确的是__________(填序号)。
A. 步骤Ⅰ,反应须在密闭耐高压容器中进行,以实现所需反应温度
B. 步骤Ⅱ,滤液浓度较大时通入过量 CO₂有利于减少 Al(OH)₃沉淀中的杂质
C. 步骤Ⅲ,为减少 Al(OH)₃吸附的杂质,洗涤时需对漏斗中的沉淀充分搅拌
D. 步骤Ⅳ,控制 Al(OH)₃和 AlCl₃的投料比可控制产品的盐基度
(3)步骤Ⅴ采用如图所示的蒸气浴加热,仪器 A 的名称是__________；步骤Ⅴ不宜用酒精灯直接加热的原因是____________________。

(4)测定产品的盐基度。
Cl⁻的定量测定：称取一定量样品,配成溶液。称取 25.00 mL 溶液于锥形瓶中,调 pH = 6.5~10.5,滴加指示剂 K₂CrO₄溶液,在不断摇动下,用 0.100 0 mol·L⁻¹ AgNO₃标准溶液滴定至浅红色(有 Ag₂CrO₄沉淀),30 秒内不褪色,平行测试 3 次,平均消耗 AgNO₃标准溶液 22.50 mL。
另测得上述样品溶液中 c(Al³⁺) = 0.100 0 mol·L⁻¹。
①产品的盐基度为__________。
②测定 Cl⁻过程中溶液 pH 过低或过高均会影响测定结果,原因是____________________。

答案： - **
(1)** Na[Al(OH)₄]、NaOH。\n**
(2)** BC。\n**
(3)** 蒸发皿；酒精灯直接加热，温度较高，易造成[Al₂(OH)ₐClb]ₘ分解。\n**
(4)** ①0.70；②溶液pH过低时，使得CrO₄²⁻浓度减小，达到滴定终点时，需要消耗更多的AgNO₃溶液；pH过高时，Ag⁺会与OH⁻反应生成AgOH，AgOH进一步转化为Ag₂O，会消耗更多的AgNO₃溶液。\n**命题点**：以铝土矿为原料制备絮凝剂聚合氯化铝[Al₂(OH)ₐClb]ₘ的工艺流程分析。\n**解析**：\n**
(1)** 铝土矿中Al₂O₃会与NaOH反应，反应方程式为Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O = 2Na[Al(OH)₄]，Fe₂O₃不与NaOH反应，转化为滤渣，SiO₂转变为难溶性的铝硅酸盐进入滤渣中，故步骤Ⅰ所得滤液中主要溶质是Na[Al(OH)₄]和过量的NaOH。\n**
(2)** 步骤Ⅰ需要将溶液温度升至140 - 230℃，在密闭耐高压容器中可实现，A正确；步骤Ⅱ滤液中通入过量CO₂，发生反应Na[Al(OH)₄] + CO₂ = Al(OH)₃↓ + NaHCO₃，若Na[Al(OH)₄]浓度较大，生成的NaHCO₃（常温下溶解度较小）可能会析出，使得Al(OH)₃沉淀中的杂质较多，B错误；洗涤沉淀时，不能对漏斗中的沉淀搅拌，以防把滤纸搅破，C错误；聚合氯化铝由Al(OH)₃和AlCl₃按一定比例聚合而成，控制Al(OH)₃和AlCl₃的投料比可控制产品的盐基度，D正确。\n**
(4)** ①由关系式：Ag⁺ ~ Cl⁻，可得c(Cl⁻) = 22.50×10⁻³ L×0.100 0 mol·L⁻¹/25.00×10⁻³ L = 0.090 0 mol·L⁻¹，根据电荷守恒3c(Al³⁺) = c(Cl⁻) + c(OH⁻)（不考虑水的电离），得c(OH⁻) = 0.210 0 mol·L⁻¹，故产品的盐基度为a/(a + b)= 0.210 0/(0.210 0 + 0.090 0)= 0.70。②溶液pH过低时，2CrO₄²⁻ + 2H⁺⇌Cr₂O₇²⁻ + H₂O平衡正向移动，使得CrO₄²⁻浓度减小，达到滴定终点时，需要消耗更多的AgNO₃溶液；pH过高时，Ag⁺会与OH⁻反应生成AgOH，AgOH进一步转化为Ag₂O，会消耗更多的AgNO₃溶液。