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&&2014届高三鲁科版化学一轮复习易错警示：第8章第4讲沉淀溶解平衡
2014届高三鲁科版化学一轮复习易错警示：第8章第4讲沉淀溶解平衡
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2014届高三鲁科版化学一轮复习易错警示：第8章第4讲沉淀溶解平衡
第4讲　沉淀溶解平衡
[考纲要求]　1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.了解难溶电解质的沉淀转化的本质。
考点一　沉淀溶解平衡及应用
1．沉淀溶解平衡
(1)沉淀溶解平衡的概念
在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。
(2)溶解平衡的建立
固体溶质溶液中的溶质
①v溶解>v沉淀，固体溶解
②v溶解＝v沉淀，溶解平衡
③v溶解0为例
外界条件 移动方向 平衡后[Ag＋] 平衡后[Cl－] Ksp
升高温度 正向 增大 增大 增大
加水稀释 正向 减小 减小 不变
加入少量AgNO3 逆向 增大 减小 不变
通入HCl 逆向 减小 增大 不变
通入H2S 正向 减小 增大 不变
(5)电解质在水中的溶解度
20 ℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：
2．沉淀溶解平衡的应用
(1)沉淀的生成
①调节pH法
如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至7～8，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2OFe(OH)3↓＋3NH。
②沉淀剂法
如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为H2S＋Cu2＋CuS↓＋2H＋。
(2)沉淀的溶解
①酸溶解法
如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋Ca2＋＋H2O＋CO2↑。
②盐溶液溶解法
如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2＋2NHMg2＋＋2NH3·H2O。
③氧化还原溶解法
如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。
④配位溶解法
如AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。
(3)沉淀的转化
①实质：沉淀溶解平衡的移动(沉淀的溶解度差别越大，越容易转化)。②应用：锅炉除垢、矿物转化等。
1．沉淀的溶解平衡是怎样建立的？勒夏特列原理是否适用于该平衡？
答案　难溶电解质的溶解度虽然很小，但不可能为零(完全不溶解)，溶液中的离子结合成难溶电解质时，也不可能完全进行到底。故难溶电解质在水中会建立如下平衡：MmAn(s) mMn＋(aq)＋nAm－(aq)。勒夏特列原理同样适用于沉淀溶解平衡。
2．难溶的氯化银在水中也存在着溶解平衡AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，怎样用实验证明溶液中可以同时存在着少量的Ag＋和Cl－？
答案　取适量的AgCl溶解于试管中，滴加酸化的AgNO3溶液，生成白色沉淀，证明溶液中含Cl－，另取适量AgCl溶解于试管中，滴加Na2S溶液，生成黑色沉淀，证明溶液中含Ag＋。
3．(1)0.1 mol·L－1的盐酸与0.1 mol·L－1的AgNO3溶液等体积混合完全反应后溶液中含有的微粒有________________________。
(2)下列方程式①AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)、
②AgClAg＋＋Cl－、　③CH3COOHCH3COO－＋H＋各表示什么意义？
答案　(1)H2O、H＋、OH－、Ag＋、Cl－、NO、AgCl
(2)①AgCl的溶解平衡；②AgCl是强电解质，溶于水的AgCl完全电离；③CH3COOH的电离平衡。
4．(1)在实验室中怎样除去NaCl溶液中的BaCl2?
(2)怎样除去AgI中的AgCl?
答案　(1)向溶液中加入过量的Na2CO3溶液充分反应过滤，向滤液中加适量盐酸。
(2)把混合物与饱和KI溶液混合，振荡静置，溶度积大的AgCl就慢慢转化为溶度积小的AgI。
5．试用平衡移动原理解释下列事实：
(1)BaCO3不溶于水，为什么不能作钡餐？
(2)CaCO3难溶于稀H2SO4，却能溶于醋酸中；
(3)分别用等体积的蒸馏水和0.01 mol·L－1的盐酸洗涤AgCl沉淀，用水洗涤造成的AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。
答案　(1)BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO(aq)，HClH＋＋Cl－，2H＋＋COH2O＋CO2↑，盐酸电离的H＋与BaCO3产生的CO结合生成CO2和H2O，破坏了BaCO3的溶解平衡，c(Ba2＋)增大，引起人体中毒。
(2)CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，
H2SO4SO＋2H＋，
因为生成的CaSO4溶解度较小，会附在CaCO3的表面，阻止平衡的右移。而CH3COOHCH3COO－＋H＋生成的醋酸钙易溶于水；当H＋与CO结合生成CO2和H2O时，CaCO3的溶解平衡右移。
(3)用水洗涤AgCl，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)平衡右移，AgCl的质量减少，用HCl洗涤AgCl，稀释的同时HCl电离产生的Cl－会使平衡左移，AgCl减少的质量要小些。
题组一　沉淀溶解平衡及其影响因素
1．有关AgCl的沉淀溶解平衡的说法正确的是(　　)
A．AgCl沉淀生成和溶解同时在不断进行，且速率相等
B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－
C．只要向含有AgCl的饱和溶液中加入盐酸，一定会有沉淀生成
D．向含有AgCl的悬浊液中加入NaBr固体，AgCl沉淀不变化
解析　A项，沉淀溶解平衡是一个动态平衡，正确；B项，沉淀溶解平衡存在，则肯定存在Ag＋和Cl－，故不正确；C项，如果加入盐酸后溶液中Cl－的浓度小于原饱和溶液中的Cl－浓度，则不产生沉淀；D项，向含有AgCl的悬浊液中加入NaBr固体，AgCl沉淀会转变为AgBr沉淀。
2．已知溶液中存在平衡：
Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)　ΔHKsp：溶液过饱和，有沉淀析出②Q＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态③QKsp，有沉淀生成。
2．利用生成沉淀的方法能否全部除去要沉淀的离子？
答案　不可能将要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，沉淀已经完全。
3．下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是(　　)
A．常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小
B．溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp减小
C．溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp增大
D．常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变
解析　温度不变，溶度积常数不变，故A项不正确；大多数的难溶物温度升高，Ksp增大，但也有少数物质相反，故B、C均不正确。
(1)溶解平衡一般是吸热的，温度升高平衡右移，Ksp增大，但Ca(OH)2相反。
(2)对于溶解平衡：AmBn(s)??mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，Ksp＝[An＋]m·[Bm－]n，对于相同类型的物质，Ksp的大小，反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小，也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。与平衡常数一样，Ksp与温度有关。不过温度改变不大时，Ksp变化也不大，常温下的计算可不考虑温度的影响。
题组一　溶度积的有关计算及应用
1．在25 ℃时，FeS的Ksp＝6.3×10－18mol2·L－2，CuS的Ksp＝1.3×10－36mol2·L－2，ZnS的Ksp＝1.3×10－24mol2·L－2。下列有关说法中正确的是(　　)
A．25 ℃时，CuS的溶解度大于ZnS的溶解度
B．25 ℃时，饱和CuS溶液中Cu2＋的浓度为1.3×10－36 mol·L－1
C．向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S，只有FeS沉淀生成
D．除去某溶液中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂
解析　1 L溶液中溶解的CuS的质量为×10－18×96 g，同理1 L溶液中溶解的ZnS的质量为×10－12×97 g，所以CuS的溶解度小于ZnS的溶解度，A、B错误；FeS的Ksp大于ZnS，所以C选项应只有ZnS生成；D选项依据沉淀的转化，溶度积大的FeS可以转化为溶度积小的CuS。
2．(1)已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液，溶液中的[Ag＋]是多少？
(2)已知Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11mol3·L－3，则将Mg(OH)2放入蒸馏水中形成饱和溶液，溶液的pH为多少？
(3)在0.01 mol·L－1的MgCl2溶液中，逐滴加入NaOH溶液，刚好出现沉淀时，溶液的pH是多少？当Mg2＋完全沉淀时，溶液的pH为多少？
答案　(1)由AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
知[Ag＋]＝[Cl－]
所以Ksp(AgCl)＝1.8×10－10 mol2·L－2＝[Ag＋]·[Cl－]＝[Ag＋]2
解得[Ag＋]＝1.3×10－5mol·L－1
(2)由Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)
知Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11 mol3·L－3＝[Mg2＋]·[OH－]2＝·[OH－]2
解得[OH－]＝3.3×10－4mol·L－1
所以[H＋]＝＝3.0×10－11mol·L－1
所以pH＝10.5
(3)由Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11 mol3·L－3＝[Mg2＋]·[OH－]2＝0.01·[OH－]2
[OH－]＝4.2×10－5mol·L－1
[H＋]＝＝2.4×10－10mol·L－1
所以pH＝9.6，即当pH＝9.6时，开始出现Mg(OH)2沉淀。
由于一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5mol·L－1时，沉淀已经完全。故Mg2＋完全沉淀时有：
1×10－5·[OH－]2＝1.8×10－11 mol3·L－3
所以[OH－]＝1.34×10－3mol·L－1
[H＋]＝＝7.46×10－12 mol·L－1
所以pH＝11.1
3．已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10mol2·L－2，Ksp(Ag2CrO4)＝1.9×10－12mol3·L－3，现在向0.001 m ol·L－1 K2CrO4和0.01 mol·L－1 KCl混合液中滴加0.01 mol·L－1 AgNO3溶液，通过计算回答：
(1)Cl－、CrO谁先沉淀？
(2)刚出现Ag2CrO4沉淀时，溶液中Cl－浓度是多少？(设混合溶液在反应中体积不变)
答案　(1)Cl－先沉淀　(2)4.13×10－6 mol·L－1
解析　由Ksp(AgCl)＝[Ag＋]·[Cl－]得[Ag＋]＝＝ mol·L－1＝1.8×10－8 mol·L－1。由Ksp(Ag2CrO4)＝[Ag＋]2·[CrO]，得[Ag＋]＝＝mol·L－1＝4.36×10－5mol·L－1，生成AgCl沉淀需[Ag＋]小于生成Ag2CrO4沉淀时所需[Ag＋]，故Cl－先沉淀。刚开始生成Ag2CrO4沉淀时，[Cl－]＝＝mol·L－1＝4.13×10－6 mol·L－1。
题组二　溶度积与溶解平衡曲线
4．在t ℃时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t ℃时AgCl的
Ksp＝4×10－10mol2·L－2，下列说法不正确的是(　　)
A．在t ℃时，AgBr的Ksp为4.9×10－13mol2·L－2
B．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点变到b点
C．图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D．在t ℃时，AgCl(s)＋Br－(aq)??AgBr(s)＋Cl－(aq)的平衡常数K≈816
解析　根据图中c点的[Ag＋]和[Br－]可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×10－13 mol2·L－2，A正确。在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后，[Br－]增大，溶解平衡逆向移动，[Ag＋]减小，故B错。在a点时Q＜Ksp，故为AgBr的不饱和溶液，C正确。选项D中K＝[Cl－]/[Br－]＝Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr)，代入数据得K≈816，D正确。
5． 已知25 ℃时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，向100 mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400 mL 0.01 mol·L－1 Na2SO4溶液，下列叙述正确的是(　　)
A．溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中[SO]比原来的大
B．溶液中无沉淀析出，溶液中[Ca2＋]、[SO]都变小
C．溶液中析出CaSO4固体沉淀，溶液中[Ca2＋]、[SO]都变小
D．溶液中无沉淀析出，但最终溶液中[SO]比原来的大
解析　本题是一道考查沉淀溶解平衡的图像题。由题意知，Ksp(CaSO4)＝[Ca2＋]·[SO]＝3.0×10－3 mol·L－1×3.0×10－3 mol·L－1＝9×10－6 mol2·L－2，CaSO4饱和溶液中[Ca2＋]＝[SO]＝3.0×10－3 mol·L－1。加入400 mL 0.01 mol·L－1 Na2SO4溶液后，[Ca2＋]＝ mol·L－1＝6×10－4 (mol·L－1)，[SO]＝ mol·L－1＝8.6×10－3(mol·L－1)，Q＝c(Ca2＋)·c(SO)＝6×10－4 mol·L－1×8.6×10－3 mol·L－1＝5.16×10－6 mol2·L－2Ksp(CaCO3)，因此X为CaCO3，A正确；Ca2＋反应完后剩余浓度大于1.0×10－5 mol·L－1，则滤液M中存在Mg2＋、Ca2＋，B不正确；pH＝11.0时可求得[OH－]＝10－3 mol·L－1，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12 mol3·L－3，[Mg2＋]＝ mol·L－1<1.0×10－5 mol·L－1，因此N中只存在Ca2＋不存在Mg2＋，C不正确；加入4.2 g NaOH固体时沉淀物应是Mg(OH)2，D错误。
3．(2010·山东理综，15)某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离
子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是(　　)
A．Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Cu(OH)2]
B．加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
C．c、d两点代表的溶液中[H＋]与[OH－]乘积相等
D．Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和
解析　根据题意，图中曲线为沉淀溶解平衡曲线，曲线上的所有点对应的溶液都是达到沉淀溶解平衡的溶液，D正确；选取曲线上的b、c两点，当溶液中两种阳离子浓度相同时，Fe(OH)3饱和溶液中的OH－浓度小于Cu(OH)2饱和溶液中的OH－浓度，所以Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Cu(OH)2]，A正确；向Fe(OH)3饱和溶液中加入NH4Cl固体，促进了氢氧化铁的溶解，溶液中铁离子浓度增大，B错误；由于一定温度下的水溶液中，水的离子积是一个常数，所以c、d两点代表的溶液中[H＋]与[OH－]乘积相等，C正确。
4．[2009·山东理综，28(3)]在25 ℃下，向浓度均为0.1 mol·L－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成__________沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离子方程式为
________________________________________________________________________。
已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11mol3·L－3，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20mol3·L－3。
答案　Cu(OH)2　Cu2＋＋2NH3·H2OCu(OH)2 ↓＋2NH
解析　因为Ksp[Cu(OH)2]①>②>③
(2)[2012·浙江理综，26(1)]已知：I2＋2S2OS4O＋2I－
相关物质的溶度积常数见下表：
物质 Cu(OH)2 Fe(OH)3 CuCl CuI
Ksp 2.2×10－20 mol3·L－3 2.6×10－39 mol4·L－4 1.7×10－7 mol2·L－2 1.3×10－12mol2·L－2 某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体，加入__________，调至pH＝4，使溶液中的Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，此时溶液中的[Fe3＋]＝_____________。过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl2·2H2O晶体。
答案　Cu (OH)2[或Cu2(OH)2CO3或CuO或CuCO3]
26×10－9 mol·L－1
解析　Fe(OH)3、Cu(OH)2的Ksp分别为2.6×10－39 mol4·L－4、2.2×10－20 mol3·L－3，则Fe3＋、Cu2＋开始产生沉淀时[OH－]分别为2.97×10－10 mol·L－1、3.53×10－7 mol·L－1。除去酸性CuCl2溶液中的少量FeCl3，可加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3或CuO或CuCO3调节溶液的pH，使Fe3＋先转化为沉淀析出。pH＝4时，[H＋]＝10－4 mol·L－1，则[OH－]＝ mol·L－1＝1×10－10 mol·L－1，此时[Fe3＋]＝＝ mol·L－1＝2.6×10－9 mol·L－1。
6．[2011·福建理综，24(3)]已知25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39 mol4·L－4，该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常数K＝________。
答案　2.79×103 mol－2·L2
解析　根据氢氧化铁的平衡常数表达式：Ksp[Fe(OH)3]＝[Fe3＋]·[OH－]3，而该反应的平衡常数K的表达式为K＝[Fe3＋]/[H＋]3，又由于25 ℃时水的离子积为Kw＝1×10－14 mol2·L－2，从而推得K＝Ksp[Fe(OH)3]/(Kw)3，即K＝2.79×10－39/(1×10－14)3 (mol－2·L2)＝2.79×103 mol－2·L2。
1．下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是(　　)
A．反应开始时，溶液中各离子浓度相等
B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等
C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变
D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解
解析　A项反应开始时，各离子的浓度没有必然的关系；C项沉淀溶解达到平衡时溶液中溶质的离子浓度保持不变，但不一定相等；D项沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，由于固体的浓度为常数，故平衡不发生移动。
2．对饱和AgCl溶液(有AgCl固体存在)进行下列操作后，[Ag＋]和Ksp(AgCl)均保持不变的是(　　)
B．加少量水稀释
C．加入少量盐酸
D．加入少量AgNO3
解析　加热促进AgCl固体溶解，c(Ag＋)和Ksp(AgCl)都增大，A项错；加少量水稀释，由于溶液中存在未溶解的AgCl固体，所以溶液仍饱和，故c(Ag＋)和Ksp(AgCl)保持不变，B项正确；加入盐酸，Cl－会与Ag＋反应，c(Ag＋)减小，Ksp不变，C项错；加入AgNO3，c(Ag＋)增大，Ksp不变，D项错。
3．已知25 ℃时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12mol3·L－3，MgF2的溶度积常数Ksp＝7.4×10－11mol3·L－3。下列说法正确的是(　　)
A．25 ℃时，向饱和MgF2溶液中加入饱和NaOH溶液后，不可能有Mg(OH)2生成
B．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者c(Mg2＋)大
C．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大
D．25 ℃时，Mg(OH)2固体在同体积同浓度的氨水和NH4Cl溶液中的Ksp相比较，前者小
解析　在Mg(OH)2的悬浊液中存在平衡：Mg(OH)2(s)??Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入少量NH4Cl固体，其电离出的NH与OH－结合为NH3·H2O，使沉淀溶解平衡正向移动，故c(Mg2＋)增大，C正确。
4．某酸性化工废水中含有Ag＋、Pb2＋等重金属离子。有关数据如下：难溶电解质 AgI Ag2S PbI2 Pb(OH)2 PbS
Ksp(25 ℃) 8.3×
10－12 mol2·L－2 6.3×10－50 mol3·L－3 7.1×10－9 mol3·L－3 1.2×10－15 mol3·L－3 3.4×10－26 mol2·L－2
在废水排放之前，用沉淀法除去这两种离子，应该加入的试剂是(　　)
A．氢氧化钠
D．氢氧化钙
解析　根据表格中的数据知，硫化银和硫化铅的溶度积很小，故应加入硫化钠除去这两种金属离子。
5. 25 ℃时，PbCl2固体在不同浓度盐酸中的溶解度如图。在制备PbCl2的实验中，洗涤PbCl2固体最好选用(　　)
B．1.00 mol·L－1盐酸
C．5.00 mol·L－1盐酸
D．10.00 mol·L－1盐酸
解析　观察题图知，PbCl2固体在浓度为1.00 mol·L－1的盐酸中，溶解度最小。
6．已知AgCl的溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，下列说法不正确的是(　　)
A．除去溶液中Ag＋加盐酸盐比硫酸盐好
B．加入H2O，溶解平衡不移动
C．用NaCl溶液代替蒸馏水洗涤AgCl，可以减少沉淀损失
D．反应2AgCl(s)＋Na2SAg2S(s)＋2NaCl说明溶解度：AgCl>Ag2S
解析　加水能促进AgCl的溶解，平衡向溶解的方向移动，B错误；A项，AgCl难溶，Ag2SO4微溶，正确；C项，NaCl溶液洗涤AgCl沉淀，可抑制AgCl的溶解，正确。溶解度越小，沉淀越易转化，D正确。
7．常温时，Ksp[Mg(OH)2]＝1.1×10－11 mol3·L－3，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10 mol2·L－2，Ksp(Ag2CrO4)＝1.9×10－12 mol3·L－3，Ksp(CH3COOAg)＝2.3×10－3 mol2·L－2，下列叙述不正确的是(　　)
A．浓度均为0.2 mol·L－1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等体积混合一定产生CH3COOAg沉淀
B．将0.001 mol·L－1的AgNO3溶液滴入0.001 mol·L－1的KCl和0.001 mol·L－1的K2CrO4溶液中，先产生Ag2CrO4沉淀
C．c(Mg2＋)为0.11 mol·L－1的溶液中要产生Mg(OH)2沉淀，溶液的pH要控制在9以上
D．在其他条件不变的情况下，向饱和AgCl水溶液中加入NaCl溶液，Ksp(AgCl)不变
解析　A项，c(Ag＋)·c(CH3COO－)＝0.1×0.1＝1×10－2>2.3×10－3，所以有CH3COOAg沉淀生成，正确；B项，使Cl－沉淀，所需Ag＋浓度的最小值为c(Ag＋)＝＝1.8×10－7 mol·L－1，使CrO沉淀所需Ag＋浓度的最小值为c(Ag＋)＝＝4.36×10－5 mol·L－1，所以先产生AgCl沉淀，不正确；C项，c(OH－)＝＝10－5 mol·L－1，所以pH＝5，所以要产生Mg(OH)2沉淀，pH应控制在9以上；D项，Ksp只受温度影响。
8．一定温度下，在氢氧化钡的悬浊液中，存在氢氧化钡固体与其电离的离子间的溶解平衡关系：Ba(OH)2(s)Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)。向此种悬浊液中加入少量的氧化钡粉末，下列叙述正确的是(　　)
A．溶液中钡离子数目减小
B．溶液中钡离子浓度减小
C．溶液中氢氧根离子浓度增大
解析　由于温度不变，c(Ba2＋)、c(OH－)不变，但其数目减小。
9. 已知：pAg＝－lg{c(Ag＋)}，Ksp(AgCl)＝1×10－12mol2·L－2。如图是向10 mL AgNO3溶液中逐渐加入0.1 mol·L－1的NaCl溶液时，溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积(单位mL)变化的图像(实线)。根据图像所得下列结论正确的是[提示：Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)](　　)
A．原AgNO3溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L－1
B．图中x点的坐标为(100,6)
C．图中x点表示溶液中Ag＋被恰好完全沉淀
D．把0.1 mol·L－1的NaCl换成0.1 mol·L－1 NaI则图像在终点后变为虚线部分
解析　A项，加入NaCl之前，pAg＝0，所以c(AgNO3)＝1 mol·L－1，错误；B项，由于c(Ag＋)＝10－6 mol·L－1，所以Ag＋沉淀完全，n(NaCl)＝n(AgNO3)＝0.01 L×1 mol·L－1＝0.01 mol，所以V(NaCl)＝100 mL，B正确，C错误；若把NaCl换成NaI，由于Ksp(AgI)更小，所以c(Ag＋)更小，D错误。
10．已知常温下反应，①NH3＋H＋NH(平衡常数为K1)，②Ag＋＋Cl－AgCl(平衡常数为K2)，③Ag＋＋2NH3Ag(NH3)(平衡常数为K3)。①、②、③的平衡常数关系为K1>K3>K2，据此所做的以下推测合理的是(　　)
A．氯化银不溶于氨水
B．银氨溶液中加入少量氯化钠有白色沉淀
C．银氨溶液中加入盐酸有白色沉淀
D．银氨溶液可在酸性条件下稳定存在
解析　因为K3>K2，所以Ag＋与NH3的络合能力大于Ag＋与Cl－之间沉淀能力，AgCl溶于氨水，A、B错误；由于K1>K3，所以在Ag(NH3)Ag＋＋2NH3中加入HCl，H＋＋NH3NH，致使平衡右移，c(Ag＋)增大，Ag＋＋Cl－AgCl↓，D错误，C正确。
11．某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。请回答下列问题：
(1)下列说法正确的是________(填序号)。
A．向BaSO4饱和溶液中加入固体Na2SO4可以由a点变到b点
B．通过蒸发可以由d点变到c点
C．d点无BaSO4沉淀生成
D．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
(2)将100 mL 1 mol·L－1 H2SO4溶液加入100 mL含Ba2＋ 0.137 g的溶液中充分反应后，过滤，滤液中残留的Ba2＋的物质的量浓度约为__________。
(3)若沉淀分别用100 mL纯水和100 mL 0.01 mol·L－1的H2SO4溶液洗涤，两种情况下损失的BaSO4的质量之比为__________。
答案　(1)C　(2)2.02×10－10 mol·L－1　(3)103∶1
解析　(1)沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上的任一点如a点和c点均表示BaSO4饱和溶液；曲线上方的任一点均表示过饱和溶液，如b点说明溶液中有BaSO4沉淀析出，此时Q>Ksp；曲线下方的任一点均表示不饱和溶液，如d点，此时Q<Ksp，故C正确，D错误；A项，向BaSO4饱和溶液中加入固体Na2SO4，增大了c(SO)，使平衡向生成BaSO4的方向移动，c(Ba2＋)减小，A错误；B项，蒸发使得溶液体积减小，c(Ba2＋)和c(SO)均增大，B错误。
(2)由图像知BaSO4的Ksp＝1×10－10 mol2·L－2。根据离子方程式SO＋Ba2＋BaSO4↓可知SO过量，滤液中[SO]＝0.495 mol·L－1，则[Ba2＋]＝＝≈2.02×10－10(mol·L－1)。
(3)根据BaSO4的Ksp＝1×10－10可知若用100 mL纯水洗涤，损失的BaSO4的物质的量n(BaSO4)＝n(Ba2＋)＝n(SO)＝1×10－5 mol·L－1×0.1 L＝1×10－6 mol。若用100 mL 0.01 mol·L－1的H2SO4溶液洗涤，损失的BaSO4的物质的量n(BaSO4)＝n(Ba2＋)＝×0.1＝×0.1＝1×10－9(mol)，由此可得两者的质量之比为103∶1。
12．金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol·L－1)如下图所示。
(1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是________(写化学式)。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH为______。
(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2＋杂质，________(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是____________________________________________。
(4)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：
物质 FeS MnS CuS PbS HgS ZnS
Ksp/mol2·L－2 6.3×10－18 2.5×10－13 1.3×10－36 3.4×10－28 6.4×10－53 1.6×10－24
某工业废水中含有Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋，最适宜向此工业废水中加入过量的________除去它们(选填序号)。
答案　(1)Cu2＋　(2)B　(3)不能　Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小　(4)B
解析　(1)由图可知，在pH＝3时，溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀。
(2)要除去Fe3＋的同时必须保证Cu2＋不能沉淀，因此pH应保持在4左右。
(3)从图示关系可看出，Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小，操作时无法控制溶液的pH。
(4)要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使它们转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时又不会引入其他离子。
13．25 ℃时几种难溶电解质的溶解度如表所示：
难溶电解质 Mg(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3
溶解度/g 9×10－4 1.7×10－6 1.5×10－4 3.0×10－9
沉淀完全时的pH 11.1 6.7 9.6 3.7
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，再加入一定量的试剂反应，过滤结晶即可；
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3＋，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶即可；
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，过滤结晶即可。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__________(填化学式)而除去。
(2)①中加入的试剂应该选择__________，其原因是___________________________。
(3)②中除去Fe3＋所发生的离子方程式为___________________________________。
(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
答案　(1)Fe(OH)3　(2)氨水　不会引入新的杂质
(3)2Fe3＋(aq)＋3Mg(OH)2(s)3Mg2＋(aq)＋2Fe(OH)3(s)
解析　实验①中为了不引入杂质离子，应加入氨水使Fe3＋沉淀，而不能用NaOH溶液。实验②中根据溶解度数据可知Mg(OH)2能转化为Fe(OH)3，因此在MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2除去Fe3＋，然后将沉淀一并过滤。实验③中利用Fe3＋极易水解的特点，根据题意可知调节溶液的pH＝4可使Fe3＋沉淀完全，为了不引入杂质离子，因此可使用CuO、Cu(OH)2等调节溶液的pH。(4)选项B显然是错误的，原因是若不把Fe2＋氧化为Fe3＋，当Fe2＋沉淀完全时，Cu2＋也沉淀完全。
14．减少SO2的排放、回收利用SO2已成为世界性的研究课题。我国研究人员设计的利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)吸收高温焙烧废渣产生的SO2来制备硫酸锰的生产流程如下：
浸出液的pH<2，其中的金属离子主要是Mn2＋，还含有少量的Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Pb2＋等其他金属离子。有关金属离子的半径以及形成氢氧化物沉淀时的pH如表所示，阳离子吸附剂吸附金属离子的效果如图所示。
离子 离子半径(pm) 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH
Fe2＋ 74 7.6 9.7
Fe3＋ 64 2.7 3.7
Al3＋ 50 3.8 4.7
Mn2＋ 80 8.3 9.8
Pb2＋ 121 8.0 8.8
已知PbO2的氧化性大于MnO2的氧化性。请回答下列问题：
(1)废渣的主要成分是硫铁矿，1 mol FeS2高温焙烧转移________mol电子。
(2)在氧化后的浸出液中加入石灰浆，用于调节浸出液的pH，pH应调节至________。
(3)阳离子吸附剂用于除去杂质金属离子。决定阳离子吸附剂吸附效果的因素是________(填写序号)。
A．溶液的pH
B．金属离子的电荷
C．金属离子的半径
D．吸附时间
(4)操作a包括__________等过程。
答案　(1)11　(2)4.7～8.0　(3)BCD　(4)蒸发、浓缩、结晶
解析　(1)根据反应：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，可知1 mol FeS2与O2反应，转移11 mol电子。
(2)浸出液中含有的Fe2＋对Mn2＋的分离具有严重的干扰作用，加入MnO2氧化剂，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，2Fe2＋＋MnO2＋4H＋2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O，便于调节溶液的pH，使Fe3＋等与Mn2＋分离，观察表中给出的各种离子沉淀时的pH，当pH＝4.7时，Fe3＋、Al3＋完全生成沉淀，而Mn2＋、Pb2＋、Ca2＋没有产生沉淀，当pH＝8.0时，Pb2＋开始生成沉淀，而Mn2＋未沉淀，所以溶液的pH应调节至4.7～8.0，使Fe3＋、Al3＋与Mn2＋分离，浸出液中剩余的Pb2＋、Ca2＋可通过吸附方法除去。
(3)对比吸附效果图和离子半径可知，离子半径越大，离子被吸附的吸附率越高。离子所带电荷越少，被吸附的吸附率越高。吸附时间越长，被吸附的吸附率越高。吸附率与溶液的pH没有直接关系。
(4)过滤后的滤液为MnSO4溶液，该溶液经蒸发、浓缩、结晶，可得到MnSO4·H2O晶体。
15．欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将Cr2O转化为Cr(OH)3沉淀除去。已知该条件下：
离子 氢氧化物开始沉淀时的pH 氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe2＋ 7.0 9.0
Fe3＋ 1.9 3.2
Cr3＋ 6.0 8.0
(1)某含铬废水处理的主要流程如图所示：
①初沉池中加入的混凝剂是K2SO4·Al2(SO4)3·2H2O，其作用为(用离子方程式表示)________________________________________________________________________。
②反应池中发生主要反应的离子方程式是Cr2O＋3HSO＋5H＋2Cr3＋＋3SO＋4H2O。根据“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，此过程中发生主要反应的离子方程式是_________________________________________________。
证明Cr3＋沉淀完全的方法是______________。
(2)工业可用电解法来处理含Cr2O废水。实验室利用如图装置模拟处理含Cr2O的废水，阳极反应式是Fe－2e－Fe2＋，阴极反应式是2H＋＋2e－H2↑。Fe2＋
与酸性溶液中的Cr2O反应的离子方程式是_______________________________，
得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全。用电解法处理该溶液中0.01 mol Cr2O时，至少得到沉淀的质量是________g。
答案　(1)①Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋[或Al3＋＋3H2O??Al(OH)3(胶体)＋3H＋]
②Cr3＋＋3OH－Cr(OH)3↓　H＋＋OH－H2O　测定溶液的pH，若pH≥8，则证明Cr3＋沉淀完全(其他合理答案也可)
(2)Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O　8.48
解析　(1)Al3＋水解生成Al(OH)3胶体，吸附悬浮物。因为Cr2O被HSO还原成Cr3＋，所以加入NaOH后，发生主要反应的离子方程式为H＋＋OH－H2O，Cr3＋＋3OH－Cr(OH)3↓。根据表中提供数据，可用测定pH的方法，若pH≥8，则证明Cr3＋完全沉淀。
(2)Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋2Cr3＋　＋ 6Fe3＋＋7H2O
所以m(沉淀)＝m[Cr(OH)3]＋m[Fe(OH)3]＝0.02 mol×103 g·mol－1＋0.06 mol×107 g·mol－1＝8.48 g。
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