锂辉石是锂的重要来源,其焙烧后的酸性浸出液中含有 F e…——2022 高考化学第 7 题答案解析

2022_省自主命题(福建)

2022 福建 第 7 题 单选题 区分题
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7. 锂辉石是锂的重要来源,其焙烧后的酸性浸出液中含有 $\mathrm { F e } ^ { 3 + }$ $\mathsf { A l } ^ { 3 + }$ $\mathrm { F e } ^ { 2 + }$ 和 $\mathrm { M g } ^ { 2 + }$ 杂质离子,可在0\~14 范围内调节pH对其净化(即相关离子浓度 $\mathbf { c } < 1 0 ^ { - 5 } \mathbf { m o l } { \cdot } \mathrm { L } ^ { - 1 } )$ )。25℃时,lgc与pH关系见下图(碱性过强时 $\mathrm { F e ( O H ) } _ { 3 }$ 和 $\mathrm { F e } ( \mathrm { O H } ) _ { 2 }$ 会部分溶解)。下列说法正确的是

A. $\mathrm { M g } ^ { 2 + }$ 可被净化的pH区间最大
B. 加入适量 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 2 }$ ,可进一步提升净化程度
C. 净化的先后顺序: $\begin{array} { r } { \mathbf { M g } ^ { 2 + } , \mathbf { F e } ^ { 2 + } , \mathbf { F e } ^ { 3 + } , \mathbf { A l } ^ { 3 + } } \end{array}$
D. $\mathrm { K _ { s p } \big [ F e ( O H ) _ { 3 } \big ] } < \mathrm { K _ { s p } \big [ F e ( O H ) _ { 2 } \big ] } < \mathrm { K _ { \ s p } \big [ A l ( O H ) _ { 3 } \big ] }$
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B

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【答案】B

【解析】

【详解】A.对离子净化时,相关离子浓度 $c { < } 1 0 ^ { - 5 } \mathrm { m o l / L }$ ,则 $1 \mathrm { g } c < - 5$ ,由图可知,可作净化的 pH 区间最大的是 $\mathrm { F e } ^ { 3 + }$ ,A 错误;B.加入适量 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 2 } ,$ ,可将 $\mathrm { F e } ^ { 2 \mathrm { + } }$ <sup>+</sup>氧化为 $\mathrm { F e } ^ { 3 + }$ ,提高净化程度,B正确;C.由图可知,净化的先后顺序为 $\mathrm { F e ^ { 3 + } , \Delta A l ^ { 3 + } , \ F e ^ { 2 + } , \Delta M g ^ { 2 + } }$ ,C 错误;

D.对离子净化时,相关离子浓度 $c { < } 1 0 ^ { - 5 } \mathrm { m o l / L }$ ,lgc<-5,,由图可知, $\mathrm { F e } ^ { 3 + }$ 完全沉淀的 pH 约为 2.5,c(H<sup>+</sup>)=10<sup>-</sup><sup>2.5</sup>mol/L,c(OH<sup>-</sup>)=10<sup>-11.5</sup>mol/L, $K _ { \mathrm { s p } } \left[ \mathrm { F e ( O H ) _ { 3 } } \right] { = } 1 0 ^ { - 5 } \mathrm { m o l / L } \times ( 1 0 ^ { - 1 1 . 5 } \mathrm { m o l / L } ) ^ { 3 } = 1 0 ^ { - 3 9 . 5 }$ ,Al<sup>3+</sup>完全沉淀的 pH约为 4.5, $c ( \mathrm { H ^ { + } } ) { = } 1 0 ^ { - 4 . 5 } \mathrm { m o l / L }$ , $c ( \mathrm { O H ^ { - } } ) { = } 1 0 ^ { - 9 . 5 } \mathrm { m o l / L }$ , $K _ { \mathrm { \scriptsize ~ s p } } \mathrm { [ A l ( O H ) _ { 3 } ] } = 1 0 ^ { - 5 } \mathrm { m o l / L } \times ( 1 0 ^ { - 9 . 5 } \mathrm { m o l / L } ) ^ { 3 } = 1 0 ^ { - 3 3 . 5 }$ 1Fe<sup>2+</sup> 完 全 沉 淀 的 pH 约 为 8.5 , $c ( \mathrm { H ^ { + } } ) { = } 1 0 ^ { - 8 . 5 } \mathrm { m o l / L }$ $c ( \mathrm { O H \mathrm { \cdot } } ) { = } 1 0 ^ { - 5 . 5 } \mathrm { m o l / L }$ $K _ { \mathrm { s p } } \left[ \mathrm { F e ( O H ) } _ { 2 } \right] { = } 1 0 ^ { - 5 } \mathrm { m o l } / \mathrm { L } \times ( 1 0 ^ { - 5 . 5 } \mathrm { m o l } / \mathrm { L } ) ^ { 2 } = 1 0 ^ { - 1 6 }$ 则 有$K _ { \mathrm { s p } } \left[ \mathrm { F e ( O H ) } _ { 3 } \right] < K _ { \mathrm { s p } } \left[ \mathrm { A l ( O H ) } _ { 3 } \right] < K _ { \mathrm { s p } } \left[ \mathrm { F e ( O H ) } _ { 2 } \right]$ ,D 错误;故选B。

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