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2019-2020年高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第八章 第4講 難溶電解質(zhì)的溶解平衡 新人教版
[考綱要求] 1.了解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡。2.了解難溶電解質(zhì)的沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。
考點(diǎn)一 沉淀溶解平衡及應(yīng)用
1．沉淀溶解平衡
(1)沉淀溶解平衡的概念
在一定溫度下，當(dāng)難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶于水形成飽和溶液時(shí)，溶解速率和生成沉淀速率相等的狀態(tài)。
(2)溶解平衡的建立
固體溶質(zhì)溶液中的溶質(zhì)
①v溶解>v沉淀，固體溶解
②v溶解＝v沉淀，溶解平衡
③v溶解
0為例
外界條件
移動(dòng)方向
平衡后c(Ag＋)
平衡后c(Cl－)
Ksp
升高溫度
正向
增大
增大
增大
加水稀釋
正向
減小
減小
不變
加入少量AgNO3
逆向
增大
減小
不變
通入HCl
逆向
減小
增大
不變
通入H2S
正向
減小
增大
不變
(5)電解質(zhì)在水中的溶解度
20 ℃時(shí)，電解質(zhì)在水中的溶解度與溶解性存在如下關(guān)系：
2．沉淀溶解平衡的應(yīng)用
(1)沉淀的生成
①調(diào)節(jié)pH法
如除去NH4Cl溶液中的FeCl3雜質(zhì)，可加入氨水調(diào)節(jié)pH至7～8，離子方程式為
Fe3＋＋3NH3H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。
②沉淀劑法
如用H2S沉淀Cu2＋，離子方程式為H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。
(2)沉淀的溶解
①酸溶解法
如CaCO3溶于鹽酸，離子方程式為CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。
②鹽溶液溶解法
如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，離子方程式為Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3H2O。
③氧化還原溶解法
如不溶于鹽酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。
④配位溶解法
如AgCl溶于氨水，離子方程式為AgCl＋2NH3H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。
(3)沉淀的轉(zhuǎn)化
①實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng)(沉淀的溶解度差別越大，越容易轉(zhuǎn)化)。
②應(yīng)用：鍋爐除垢、礦物轉(zhuǎn)化等。
深度思考
1．沉淀的溶解平衡是怎樣建立的？勒夏特列原理是否適用于該平衡？
答案 難溶電解質(zhì)的溶解度雖然很小，但不可能為零(完全不溶解)，溶液中的離子結(jié)合成難溶電解質(zhì)時(shí)，也不可能完全進(jìn)行到底。故難溶電解質(zhì)在水中會(huì)建立如下平衡：MmAn(s)mMn＋(aq)＋nAm－(aq)。勒夏特列原理同樣適用于沉淀溶解平衡。
2．難溶的氯化銀在水中也存在著溶解平衡AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，怎樣用實(shí)驗(yàn)證明溶液中可以同時(shí)存在著少量的Ag＋和Cl－？
答案 取適量的AgCl溶解于試管中，滴加酸化的AgNO3溶液，生成白色沉淀，證明溶液中含Cl－，另取適量AgCl溶解于試管中，滴加Na2S溶液，生成黑色沉淀，證明溶液中含Ag＋。
3．(1)0.1 molL－1的鹽酸與0.1 molL－1的AgNO3溶液等體積混合完全反應(yīng)后溶液中含有的微粒有________________________。
(2)下列方程式①AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)、
②AgCl===Ag＋＋Cl－、?、跜H3COOHCH3COO－＋H＋各表示什么意義？
答案 (1)H2O、H＋、OH－、Ag＋、Cl－、NO、AgCl
(2)①AgCl的溶解平衡；②AgCl是強(qiáng)電解質(zhì)，溶于水的AgCl完全電離；③CH3COOH的電離平衡。
4．(1)在實(shí)驗(yàn)室中怎樣除去NaCl溶液中的BaCl2?
(2)怎樣除去AgI中的AgCl?
答案 (1)向溶液中加入過量的Na2CO3溶液充分反應(yīng)過濾，向?yàn)V液中加適量鹽酸。
(2)把混合物與飽和KI溶液混合，振蕩靜置，溶度積大的AgCl就慢慢轉(zhuǎn)化為溶度積小的AgI。
5．試用平衡移動(dòng)原理解釋下列事實(shí)：
(1)BaCO3不溶于水，為什么不能作鋇餐？
(2)CaCO3難溶于稀H2SO4，卻能溶于醋酸中；
(3)分別用等體積的蒸餾水和0.01 molL－1的鹽酸洗滌AgCl沉淀，用水洗滌造成的AgCl的損失大于用稀鹽酸洗滌的損失量。
答案 (1)BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO(aq)，HCl===H＋＋Cl－，2H＋＋CO===H2O＋CO2↑，鹽酸電離的H＋與BaCO3產(chǎn)生的CO結(jié)合生成CO2和H2O，破壞了BaCO3的溶解平衡，c(Ba2＋)增大，引起人體中毒。
(2)CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，
H2SO4===SO＋2H＋，
因?yàn)樯傻腃aSO4溶解度較小，會(huì)附在CaCO3的表面，阻止平衡的右移。而CH3COOHCH3COO－＋H＋生成的醋酸鈣易溶于水；當(dāng)H＋與CO結(jié)合生成CO2和H2O時(shí)，CaCO3的溶解平衡右移。
(3)用水洗滌AgCl，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)平衡右移，AgCl的質(zhì)量減少，用HCl洗滌AgCl，稀釋的同時(shí)HCl電離產(chǎn)生的Cl－會(huì)使平衡左移，AgCl減少的質(zhì)量要小些。
題組一 沉淀溶解平衡及其影響因素
1．有關(guān)AgCl的沉淀溶解平衡的說法正確的是 ( )
A．AgCl沉淀生成和溶解同時(shí)在不斷進(jìn)行，且速率相等
B．AgCl難溶于水，溶液中沒有Ag＋和Cl－
C．只要向含有AgCl的飽和溶液中加入鹽酸，一定會(huì)有沉淀生成
D．向含有AgCl的懸濁液中加入NaBr固體，AgCl沉淀不變化
答案 A
解析 A項(xiàng)，沉淀溶解平衡是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，正確；B項(xiàng)，沉淀溶解平衡存在，則肯定存在Ag＋和Cl－，故不正確；C項(xiàng)，如果加入鹽酸后溶液中Cl－的濃度小于原飽和溶液中的Cl－濃度，則不產(chǎn)生沉淀；D項(xiàng)，向含有AgCl的懸濁液中加入NaBr固體，AgCl沉淀會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)锳gBr沉淀。
2．已知溶液中存在平衡：
Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq) ΔH<0，下列有關(guān)該平衡體系的說法正確的是
( )
①升高溫度，平衡逆向移動(dòng)
②向溶液中加入少量碳酸鈉粉末能增大鈣離子濃度
③除去氯化鈉溶液中混有的少量鈣離子，可以向溶液中加入適量的NaOH溶液
④恒溫下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高
⑤給溶液加熱，溶液的pH升高
⑥向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固體質(zhì)量增加
⑦向溶液中加入少量NaOH固體，Ca(OH)2固體質(zhì)量不變
A．①⑥ B．①⑥⑦
C．②③④⑥ D．①②⑥⑦
答案 A
解析?、跁?huì)生成CaCO3，使Ca2＋濃度減小，錯(cuò)誤；加入氫氧化鈉溶液會(huì)使平衡左移，有Ca(OH)2沉淀生成，但Ca(OH)2的溶度積較大，要除去Ca2＋，應(yīng)把Ca2＋轉(zhuǎn)化為更難溶的CaCO3，③錯(cuò)誤；恒溫下Ksp不變，加入CaO后，溶液仍為Ca(OH)2的飽和溶液，pH不變，④錯(cuò)；加熱，Ca(OH)2的溶解度減小，溶液的pH降低，⑤錯(cuò)；加入Na2CO3溶液，沉淀溶解平衡向右移動(dòng)，Ca(OH)2固體轉(zhuǎn)化為CaCO3固體，固體質(zhì)量增加，⑥正確；加入NaOH固體平衡向左移動(dòng)，Ca(OH)2固體質(zhì)量增加，⑦錯(cuò)。
3．下列敘述不正確的是 ( )
A．CaCO3能夠溶解在CO2的水溶液中
B．Mg(OH)2可溶于鹽酸，不溶于NH4Cl溶液
C．AgCl可溶于氨水
D．MgSO4溶液中滴加Ba(OH)2得到兩種沉淀
答案 B
解析 沉淀溶解平衡體系中的離子被消耗可促進(jìn)沉淀的溶解，增大某種離子濃度可以促進(jìn)沉淀生成。A項(xiàng)中CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，H2CO3H＋＋HCO，CO和H＋結(jié)合生成HCO，促使兩個(gè)平衡都向右移動(dòng)，CaCO3逐漸溶解轉(zhuǎn)化為Ca(HCO3)2；B項(xiàng)中Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入鹽酸或NH4Cl溶液，均消耗OH－，促使Mg(OH)2溶解；C項(xiàng)中AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，加入氨水后Ag＋＋2NH3H2O[Ag(NH3)2]＋＋2H2O，所以AgCl逐漸溶解；D項(xiàng)中反應(yīng)的離子方程式為Mg2＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓＋BaSO4↓，得到兩種沉淀。
題組二 沉淀溶解平衡在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
(一)廢水處理
4．水是人類生存和發(fā)展的寶貴資源，而水質(zhì)的污染問題卻越來越嚴(yán)重。目前，世界各國已高度重視這個(gè)問題，并采取積極措施進(jìn)行治理。
(1)工業(yè)廢水中常含有不同類型的污染物，可采用不同的方法處理。以下處理措施和方法都正確的是__________(填字母編號(hào)，可多選)。
選項(xiàng)
污染物
處理措施
方法類別
A
廢酸
加生石灰中和
物理法
B
Cu2＋等重金屬離子
加硫化物沉降
化學(xué)法
C
含純堿的廢水
加石灰水反應(yīng)
化學(xué)法
(2)下圖是某市污水處理的工藝流程示意圖：
①下列物質(zhì)中不可以作為混凝劑(沉降劑)使用的是______(填字母編號(hào)，可多選)。
A．偏鋁酸鈉 B．氧化鋁
C．堿式氯化鋁 D．氯化鐵
②混凝劑除去懸浮物質(zhì)的過程是________(填字母編號(hào))。
A．物理變化 B．化學(xué)變化
C既有物理變化又有化學(xué)變化
(3)在氯氧化法處理含CN－的廢水過程中，液氯在堿性條件下可以將氰化物氧化成氰酸鹽(其毒性僅為氰化物的千分之一)，氰酸鹽進(jìn)一步被氧化為無毒物質(zhì)。
某廠廢水中含KCN，其濃度為650 mgL－1?，F(xiàn)用氯氧化法處理，發(fā)生如下反應(yīng)：KCN＋2KOH＋Cl2===KOCN＋2KCl＋H2O再投入過量液氯，可將氰酸鹽進(jìn)一步氧化為氮?dú)狻Ｕ?qǐng)配平下列化學(xué)方程式：
KOCN＋KOH＋Cl2―→CO2＋N2＋KCl＋H2O。若處理上述廢水20 L，使KCN完全轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，至少需液氯__________g。
答案 (1)BC (2)①B?、贑
(3)2 4 3 2 1 6 2 35.5
解析 (1)工業(yè)廢水中的廢酸可加生石灰中和，屬于化學(xué)變化。CuS、HgS、Ag2S均難溶，所以加硫化物如Na2S可沉淀Cu2＋等重金屬離子，消除污染；純堿可加入石灰水生成CaCO3沉淀而除去。
(2)偏鋁酸鈉、堿式氯化鋁、氯化鐵水解生成膠體，除去懸浮物，而Al2O3難溶于水，不能產(chǎn)生膠體，不能作混凝劑。在除去懸浮物的過程中既有物理變化又有化學(xué)變化。
(3)根據(jù)KCN＋2KOH＋Cl2===KOCN＋2KCl＋H2O、2KOCN＋4KOH＋3Cl2===2CO2＋N2＋6KCl＋2H2O，n(KCN)＝＝0.2 mol，
n(Cl2)＝0.2 mol＋3＝0.5 mol，
所以m(Cl2)＝0.5 mol71 gmol－1＝35.5 g。
(二)廢物利用
5．硫酸工業(yè)中廢渣稱為硫酸渣，其成分為SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)以下方案，進(jìn)行硫酸渣中金屬元素的提取實(shí)驗(yàn)。
已知溶液pH＝3.7時(shí)，F(xiàn)e3＋已經(jīng)沉淀完全；一水合氨電離常數(shù)Kb＝1.810－5，其飽和溶液中c(OH－)約為110－3 molL－1。請(qǐng)回答：
(1)寫出A與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________。
(2)上述流程中兩次使用試劑①，推測(cè)試劑①應(yīng)該是________(填以下字母編號(hào))。
A．氫氧化鈉 B．氧化鋁
C．氨水 D．水
(3)溶液D到固體E過程中需要控制溶液pH＝13，如果pH過小，可能導(dǎo)致的后果是________________(任寫一點(diǎn))。
(4)H中溶質(zhì)的化學(xué)式：______________。
(5)計(jì)算溶液F中c(Mg2＋)＝________(25 ℃時(shí)，氫氧化鎂的Ksp＝5.610－12)。
答案 (1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
(2)A
(3)鎂離子沉淀不完全或氫氧化鋁溶解不完全等
(4)NaHCO3
(5)5.610－10 molL－1
解析 固體A為SiO2，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，一水合氨飽和溶液中
c(OH－)＝110－3 molL－1，達(dá)不到0.1 molL－1，所以應(yīng)加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值。
在溶液中含有Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Cl－，通過加入NaOH，調(diào)節(jié)pH值，分別使
Fe3＋、Mg2＋沉淀，使Al(OH)3溶解。根據(jù)信息，調(diào)節(jié)pH＝3.7時(shí)，使Fe3＋完全沉淀，調(diào)節(jié)pH＝13時(shí)，使Mg2＋沉淀，使Al(OH)3溶解。若pH過小，會(huì)造成鎂離子沉淀不完全或Al(OH)3溶解不徹底。溶液F為NaAlO2溶液，通入足量CO2后，生成Al(OH)3
沉淀和NaHCO3溶液。(5)c(Mg2＋)＝＝＝5.610－10 molL－1。
考點(diǎn)二 溶度積常數(shù)及應(yīng)用
1．溶度積和離子積
以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)為例：
溶度積
離子積
概念
沉淀溶解的平衡常數(shù)
溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積
符號(hào)
Ksp
Qc
表達(dá)式
Ksp(AmBn)＝cm(An＋)cn(Bm－)，式中的濃度都是平衡濃度
Qc(AmBn)＝cm(An＋)cn(Bm－)，式中的濃度是任意濃度
應(yīng)用
判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解
①Q(mào)c>Ksp：溶液過飽和，有沉淀析出
②Qc＝Ksp：溶液飽和，處于平衡狀態(tài)
③QcKsp，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離子？
答案 不可能將要除去的離子全部通過沉淀除去。一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于110－5 molL－1時(shí)，沉淀已經(jīng)完全。
3．下列有關(guān)溶度積常數(shù)Ksp的說法正確的是 ( )
A．常溫下，向BaCO3飽和溶液中加入Na2CO3固體，BaCO3的Ksp減小
B．溶度積常數(shù)Ksp只受溫度影響，溫度升高Ksp減小
C．溶度積常數(shù)Ksp只受溫度影響，溫度升高Ksp增大
D．常溫下，向Mg(OH)2飽和溶液中加入NaOH固體，Mg(OH)2的Ksp不變
答案 D
解析 溫度不變，溶度積常數(shù)不變，故A項(xiàng)不正確；大多數(shù)的難溶物溫度升高，Ksp增大，但也有少數(shù)物質(zhì)相反，故B、C均不正確。
(1)溶解平衡一般是吸熱的，溫度升高平衡右移，Ksp增大，但Ca(OH)2相反。
(2)對(duì)于溶解平衡：AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，Ksp＝cm(An＋)cn(Bm－)，對(duì)于相同類型的物質(zhì)，Ksp的大小，反映了難溶電解質(zhì)在溶液中溶解能力的大小，也反映了該物質(zhì)在溶液中沉淀的難易。與平衡常數(shù)一樣，Ksp與溫度有關(guān)。不過溫度改變不大時(shí)，Ksp變化也不大，常溫下的計(jì)算可不考慮溫度的影響。
題組一 溶度積的有關(guān)計(jì)算及應(yīng)用
1．在25 ℃時(shí)，F(xiàn)eS的Ksp＝6.310－18，CuS的Ksp＝1.310－36，ZnS的Ksp＝1.3
10－24。下列有關(guān)說法中正確的是 ( )
A．25 ℃時(shí)，CuS的溶解度大于ZnS的溶解度
B．25 ℃時(shí)，飽和CuS溶液中Cu2＋的濃度為1.310－36 molL－1
C．向物質(zhì)的量濃度相同的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＋，可以選用FeS作沉淀劑
答案 D
解析 1 L溶液中溶解的CuS的質(zhì)量為10－1896 g，同理1 L溶液中溶解的ZnS的質(zhì)量為10－1297 g，所以CuS的溶解度小于ZnS的溶解度，A、B錯(cuò)誤；FeS的Ksp大于ZnS，所以C選項(xiàng)應(yīng)只有ZnS生成；D選項(xiàng)依據(jù)沉淀的轉(zhuǎn)化，溶度積大的FeS可以轉(zhuǎn)化為溶度積小的CuS。
2．(1)已知Ksp(AgCl)＝1.810－10，則將AgCl放在蒸餾水中形成飽和溶液，溶液中的c(Ag＋)是多少？
(2)已知Ksp[Mg(OH)2]＝1.810－11，則將Mg(OH)2放入蒸餾水中形成飽和溶液，溶液的pH為多少？
(3)在0.01 molL－1的MgCl2溶液中，逐滴加入NaOH溶液，剛好出現(xiàn)沉淀時(shí)，溶液的pH是多少？當(dāng)Mg2＋完全沉淀時(shí)，溶液的pH為多少？
答案 (1)由AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
知c(Ag＋)＝c(Cl－)
所以Ksp(AgCl)＝1.810－10＝c(Ag＋)c(Cl－)＝c2(Ag＋)
解得c(Ag＋)＝1.310－5molL－1
(2)由Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)
知Ksp[Mg(OH)2]＝1.810－11＝c(Mg2＋)c2(OH－)＝c2(OH－)
解得c(OH－)＝3.310－4molL－1
所以c(H＋)＝＝3.010－11molL－1
所以pH＝10.5
(3)由Ksp[Mg(OH)2]＝1.810－11＝c(Mg2＋)c2(OH－)＝0.01c2(OH－)
c(OH－)＝4.210－5molL－1
c(H＋)＝＝2.410－10molL－1
所以pH＝9.6，即當(dāng)pH＝9.6時(shí)，開始出現(xiàn)Mg(OH)2沉淀。
由于一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于110－5molL－1時(shí)，沉淀已經(jīng)完全。故Mg2＋完全沉淀時(shí)有：
110－5c2(OH－)＝1.810－11
所以c(OH－)＝1.3410－3molL－1
c(H＋)＝＝7.4610－12 molL－1
所以pH＝11.1
3．已知Ksp(AgCl)＝1.810－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.910－12，現(xiàn)在向0.001 molL－1 K2CrO4和0.01 molL－1 KCl混合液中滴加0.01 molL－1 AgNO3溶液，通過計(jì)算回答：
(1)Cl－、CrO誰先沉淀？
(2)剛出現(xiàn)Ag2CrO4沉淀時(shí)，溶液中Cl－濃度是多少？(設(shè)混合溶液在反應(yīng)中體積不變)
答案 (1)Cl－先沉淀 (2)4.1310－6 molL－1
解析 由Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)c(Cl－)得c(Ag＋)＝＝ molL－1＝1.810－8 molL－1。
由Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)c(CrO)，得c(Ag＋)＝＝molL－1＝4.3610－5molL－1，生成AgCl沉淀需c(Ag＋)小于生成Ag2CrO4沉淀時(shí)所需c(Ag＋)，故Cl－先沉淀。剛開始生成Ag2CrO4沉淀時(shí)，c(Cl－)＝＝molL－1＝4.1310－6 molL－1。
題組二 溶度積與溶解平衡曲線
4．在t ℃時(shí)，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖
所示。又知t ℃時(shí)AgCl的Ksp＝410－10，下列說
法不正確的是 ( )
A．在t ℃時(shí)，AgBr的Ksp為4.910－13
B．在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體，可使溶液由c點(diǎn)變到b點(diǎn)
C．圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是AgBr的不飽和溶液
D．在t ℃時(shí)，AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)的平衡常數(shù)K≈816
答案 B
解析 根據(jù)圖中c點(diǎn)的c(Ag＋)和c(Br－)可得該溫度下AgBr的Ksp為4.910－13，A正確。在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體后，c(Br－)增大，溶解平衡逆向移動(dòng)，
c(Ag＋)減小，故B錯(cuò)。在a點(diǎn)時(shí)Qc＜Ksp，故為AgBr的不飽和溶液，C正確。選項(xiàng)D中K＝c(Cl－)/c(Br－)＝Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr)，代入數(shù)據(jù)得K≈816，D正確。
5.已知25 ℃時(shí)，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖
所示，向100 mL該條件下的CaSO4飽和溶液中加
入400 mL 0.01 molL－1 Na2SO4溶液，下列敘述正確
的是 ( )
A．溶液中析出CaSO4固體沉淀，最終溶液中c(SO)比原來的大
B．溶液中無沉淀析出，溶液中c(Ca2＋)、c(SO)都變小
C．溶液中析出CaSO4固體沉淀，溶液中c(Ca2＋)、c(SO)都變小
D．溶液中無沉淀析出，但最終溶液中c(SO)比原來的大
答案 D
解析 本題是一道考查沉淀溶解平衡的圖像題。由題意知，Ksp(CaSO4)＝
c(Ca2＋)c(SO)＝3.010－33.010－3＝910－6，CaSO4飽和溶液中c(Ca2＋)＝c(SO)＝3.010－3 molL－1。加入400 mL 0.01 molL－1 Na2SO4溶液后，c(Ca2＋)＝＝610－4 (molL－1)，c(SO)＝＝8.6
10－3(molL－1)，Qc＝c(Ca2＋)c(SO)＝610－48.610－3＝5.1610－6Ksp(CaCO3)，因此X為CaCO3，A正確；Ca2＋反應(yīng)完后剩余濃度大于1.0
10－5 molL－1，則濾液M中存在Mg2＋、Ca2＋，B不正確；pH＝11.0時(shí)可求得c(OH－)＝10－3 molL－1，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6110－12，c(Mg2＋)＝<1.010－5，因此N中只存在Ca2＋不存在Mg2＋，C不正確；加入4.2 g NaOH固體時(shí)沉淀物應(yīng)是Mg(OH)2，D錯(cuò)誤。
3．(xx山東理綜，15)某溫度下，F(xiàn)e(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤簆H，金屬陽離子濃度的變化如圖所示。據(jù)圖分析，下列判斷錯(cuò)誤的是 ( )
A．Ksp[Fe(OH)3]②>③
(2)[xx浙江理綜，26(1)]已知：I2＋2S2O===S4O＋2I－
相關(guān)物質(zhì)的溶度積常數(shù)見下表：
物質(zhì)
Cu(OH)2
Fe(OH)3
CuCl
CuI
Ksp
2.210－20
2.610－39
1.710－7
1.310－12
某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，為得到純凈的CuCl22H2O晶體，加入__________，調(diào)至pH＝4，使溶液中的Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，此時(shí)溶液中的
c(Fe3＋)＝______________。過濾后，將所得濾液低溫蒸發(fā)、濃縮結(jié)晶，可得到CuCl22H2O晶體。
答案 Cu(OH)2[或Cu2(OH)2CO3或CuO或CuCO3]
2．610－9 molL－1
解析 Fe(OH)3、Cu(OH)2的Ksp分別為2.610－39、2.210－20，則Fe3＋、Cu2＋開始產(chǎn)生沉淀時(shí)c(OH－)分別為2.9710－10 molL－1、3.5310－7 molL－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調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3＋先轉(zhuǎn)化為沉淀析出。pH＝4時(shí)，c(H＋)＝10－4 molL－1，則c(OH－)＝ molL－1＝110－10 molL－1，此時(shí)c(Fe3＋)＝＝ molL－1＝2.610－9 molL－1。
6．[xx福建理綜，24(3)]已知25 ℃時(shí)，Ksp[Fe(OH)3]＝2.7910－39，該溫度下反應(yīng)Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常數(shù)K＝________。
答案 2.79103
解析 根據(jù)氫氧化鐵的平衡常數(shù)表達(dá)式：Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)c3(OH－)，而該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式為K＝c(Fe3＋)/c3(H＋)，又由于25 ℃時(shí)水的離子積為Kw＝110－14，從而推得K＝Ksp[Fe(OH)3]/(Kw)3，即K＝2.7910－39/(110－14)3＝2.79103。
1．下列對(duì)沉淀溶解平衡的描述正確的是 ( )
A．反應(yīng)開始時(shí)，溶液中各離子濃度相等
B．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，沉淀的速率和溶解的速率相等
C．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等，且保持不變
D．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進(jìn)溶解
答案 B
解析 A項(xiàng)反應(yīng)開始時(shí)，各離子的濃度沒有必然的關(guān)系；C項(xiàng)沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)溶液中溶質(zhì)的離子濃度保持不變，但不一定相等；D項(xiàng)沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，如果再加入難溶性的該沉淀物，由于固體的濃度為常數(shù)，故平衡不發(fā)生移動(dòng)。
2．對(duì)飽和AgCl溶液(有AgCl固體存在)進(jìn)行下列操作后，c(Ag＋)和Ksp(AgCl)均保持不變的是 ( )
A．加熱 B．加少量水稀釋
C．加入少量鹽酸 D．加入少量AgNO3
答案 B
解析 加熱促進(jìn)AgCl固體溶解，c(Ag＋)和Ksp(AgCl)都增大，A項(xiàng)錯(cuò)；加少量水稀釋，由于溶液中存在未溶解的AgCl固體，所以溶液仍飽和，故c(Ag＋)和Ksp(AgCl)保持不變，B項(xiàng)正確；加入鹽酸，Cl－會(huì)與Ag＋反應(yīng)，c(Ag＋)減小，Ksp不變，C項(xiàng)錯(cuò)；加入AgNO3，c(Ag＋)增大，Ksp不變，D項(xiàng)錯(cuò)。
3．已知25 ℃時(shí)，Mg(OH)2的溶度積常數(shù)Ksp＝5.610－12，MgF2的溶度積常數(shù)Ksp＝7.410－11。下列說法正確的是 ( )
A．25 ℃時(shí)，向飽和MgF2溶液中加入飽和NaOH溶液后，不可能有Mg(OH)2生成
B．25 ℃時(shí)，飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比，前者c(Mg2＋)大
C．25 ℃時(shí)，在Mg(OH)2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體，c(Mg2＋)增大
D．25 ℃時(shí)，Mg(OH)2固體在同體積同濃度的氨水和NH4Cl溶液中的Ksp相比較，前者小
答案 C
解析 在Mg(OH)2的懸濁液中存在平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入少量NH4Cl固體，其電離出的NH與OH－結(jié)合為NH3H2O，使沉淀溶解平衡正向移動(dòng)，故c(Mg2＋)增大，C正確。
4．某酸性化工廢水中含有Ag＋、Pb2＋等重金屬離子。有關(guān)數(shù)據(jù)如下：
難溶電解質(zhì)
AgI
Ag2S
PbI2
Pb(OH)2
PbS
Ksp(25 ℃)
8.310－12
6.310－50
7.110－9
1.210－15
3.410－26
在廢水排放之前，用沉淀法除去這兩種離子，應(yīng)該加入的試劑是 ( )
A．氫氧化鈉 B．硫化鈉
C．碘化鉀 D．氫氧化鈣
答案 B
解析 根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)知，硫化銀和硫化鉛的溶度積很小，故應(yīng)加入硫化鈉除去這兩種金屬離子。
5．25 ℃時(shí)，PbCl2固體在不同濃度鹽酸中的溶解度如圖。
在制備PbCl2的實(shí)驗(yàn)中，洗滌PbCl2固體最好選用
( )
A．蒸餾水
B．1.00 molL－1鹽酸
C．5.00 molL－1鹽酸
D．10.00 molL－1鹽酸
答案 B
解析 觀察題圖知，PbCl2固體在濃度為1.00 molL－1的鹽酸中，溶解度最小。
6．已知AgCl的溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，下列說法不正確的是( )
A．除去溶液中Ag＋加鹽酸鹽比硫酸鹽好
B．加入H2O，溶解平衡不移動(dòng)
C．用NaCl溶液代替蒸餾水洗滌AgCl，可以減少沉淀損失
D．反應(yīng)2AgCl(s)＋Na2SAg2S(s)＋2NaCl說明溶解度：AgCl>Ag2S
答案 B
解析 加水能促進(jìn)AgCl的溶解，平衡向溶解的方向移動(dòng)，B錯(cuò)誤；A項(xiàng)，AgCl難溶，Ag2SO4微溶，正確；C項(xiàng)，NaCl溶液洗滌AgCl沉淀，可抑制AgCl的溶解，正確。溶解度越小，沉淀越易轉(zhuǎn)化，D正確。
7．常溫時(shí)，Ksp[Mg(OH)2]＝1.110－11，Ksp(AgCl)＝1.810－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.9
10－12，Ksp(CH3COOAg)＝2.310－3，下列敘述不正確的是 ( )
A．濃度均為0.2 molL－1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等體積混合一定產(chǎn)生CH3COOAg沉淀
B．將0.001 molL－1的AgNO3溶液滴入0.001 molL－1的KCl和0.001 molL－1的K2CrO4溶液中，先產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀
C．c(Mg2＋)為0.11 molL－1的溶液中要產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀，溶液的pH要控制在9以上
D．在其他條件不變的情況下，向飽和AgCl水溶液中加入NaCl溶液，Ksp(AgCl)不變
答案 B
解析 A項(xiàng)，c(Ag＋)c(CH3COO－)＝0.10.1＝110－2>2.310－3，所以有CH3COOAg沉淀生成，正確；B項(xiàng)，使Cl－沉淀，所需Ag＋濃度的最小值為c(Ag＋)＝＝1.810－7 molL－1，使CrO沉淀所需Ag＋濃度的最小值為c(Ag＋)＝＝4.3610－5 molL－1，所以先產(chǎn)生AgCl沉淀，不正確；C項(xiàng)，c(OH－)＝＝10－5 molL－1，所以pH＝5，所以要產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀，pH應(yīng)控制在9以上；D項(xiàng)，Ksp只受溫度影響。
8．一定溫度下，在氫氧化鋇的懸濁液中，存在氫氧化鋇固體與其電離的離子間的溶解平衡關(guān)系：Ba(OH)2(s)Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)。向此種懸濁液中加入少量的氧化鋇粉末，下列敘述正確的是 ( )
A．溶液中鋇離子數(shù)目減小
B．溶液中鋇離子濃度減小
C．溶液中氫氧根離子濃度增大
D．pH減小
答案 A
解析 由于溫度不變，c(Ba2＋)、c(OH－)不變，但其數(shù)目減小。
9．已知：pAg＝－lg{c(Ag＋)}，Ksp(AgCl)＝110－12。如圖是向
10 mL AgNO3溶液中逐漸加入0.1 molL－1的NaCl溶液時(shí)，
溶液的pAg隨著加入NaCl溶液的體積(單位mL)變化的圖像
(實(shí)線)。根據(jù)圖像所得下列結(jié)論正確的是[提示：Ksp(AgCl)
>Ksp(AgI)] ( )
A．原AgNO3溶液的物質(zhì)的量濃度為0.1 molL－1
B．圖中x點(diǎn)的坐標(biāo)為(100,6)
C．圖中x點(diǎn)表示溶液中Ag＋被恰好完全沉淀
D．把0.1 molL－1的NaCl換成0.1 molL－1 NaI則圖像在終點(diǎn)后變?yōu)樘摼€部分
答案 B
解析 A項(xiàng)，加入NaCl之前，pAg＝0，所以c(AgNO3)＝1 molL－1，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由于c(Ag＋)＝10－6 molL－1，所以Ag＋沉淀完全，n(NaCl)＝n(AgNO3)＝0.01 L1 molL－1＝0.01 mol，所以V(NaCl)＝100 mL，B正確，C錯(cuò)誤；若把NaCl換成NaI，由于Ksp(AgI)更小，所以c(Ag＋)更小，D錯(cuò)誤。
10．已知常溫下反應(yīng)，①NH3＋H＋NH(平衡常數(shù)為K1)，②Ag＋＋Cl－AgCl(平衡常數(shù)為K2)，③Ag＋＋2NH3Ag(NH3)(平衡常數(shù)為K3)。①、②、③的平衡常數(shù)關(guān)系為K1>K3>K2，據(jù)此所做的以下推測(cè)合理的是 ( )
A．氯化銀不溶于氨水
B．銀氨溶液中加入少量氯化鈉有白色沉淀
C．銀氨溶液中加入鹽酸有白色沉淀
D．銀氨溶液可在酸性條件下穩(wěn)定存在
答案 C
解析 因?yàn)镵3>K2，所以Ag＋與NH3的絡(luò)合能力大于Ag＋與Cl－之間沉淀能力，AgCl溶于氨水，A、B錯(cuò)誤；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錯(cuò)誤，C正確。
11．某溫度時(shí)，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。請(qǐng)回答下列問題：
(1)下列說法正確的是________(填序號(hào))。
A．向BaSO4飽和溶液中加入固體Na2SO4可以由a點(diǎn)變到b點(diǎn)
B．通過蒸發(fā)可以由d點(diǎn)變到c點(diǎn)
C．d點(diǎn)無BaSO4沉淀生成
D．a(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp大于c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp
(2)將100 mL 1 molL－1 H2SO4溶液加入100 mL含Ba2＋ 0.137 g的溶液中充分反應(yīng)后，過濾，濾液中殘留的Ba2＋的物質(zhì)的量濃度約為__________。
(3)若沉淀分別用100 mL純水和100 mL 0.01 molL－1的H2SO4溶液洗滌，兩種情況下?lián)p失的BaSO4的質(zhì)量之比為__________。
答案 (1)C (2)2.0210－10 molL－1 (3)103∶1
解析 (1)沉淀溶解平衡曲線類似于溶解度曲線，曲線上的任一點(diǎn)如a點(diǎn)和c點(diǎn)均表示BaSO4飽和溶液；曲線上方的任一點(diǎn)均表示過飽和溶液，如b點(diǎn)說明溶液中有BaSO4沉淀析出，此時(shí)Qc>Ksp；曲線下方的任一點(diǎn)均表示不飽和溶液，如d點(diǎn)，此時(shí)Qc6
(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2＋雜質(zhì)，________(填“能”或“不能”)通過調(diào)節(jié)溶液pH的方法來除去，理由是_____________________________________。
(4)已知一些難溶物的溶度積常數(shù)如下表：
物質(zhì)
FeS
MnS
CuS
PbS
HgS
ZnS
Ksp
6.310－18
2.510－13
1.310－36
3.410－28
6.410－53
1.610－24
某工業(yè)廢水中含有Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋，最適宜向此工業(yè)廢水中加入過量的________除去它們(選填序號(hào))。
A．NaOH B．FeS C．Na2S
答案 (1)Cu2＋ (2)B (3)不能 Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范圍相差太小 (4)B
解析 (1)由圖可知，在pH＝3時(shí)，溶液中不會(huì)出現(xiàn)Cu(OH)2沉淀。
(2)要除去Fe3＋的同時(shí)必須保證Cu2＋不能沉淀，因此pH應(yīng)保持在4左右。
(3)從圖示關(guān)系可看出，Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范圍相差太小，操作時(shí)無法控制溶液的pH。
(4)要使三種離子生成沉淀，最好選擇難溶于水的FeS，使它們轉(zhuǎn)化為更難溶解的金屬硫化物沉淀，同時(shí)又不會(huì)引入其他離子。
13．25 ℃時(shí)幾種難溶電解質(zhì)的溶解度如表所示：
難溶電解質(zhì)
Mg(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
溶解度/g
910－4
1.710－6
1.510－4
3.010－9
沉淀完全時(shí)的pH
11.1
6.7
9.6
3.7
在無機(jī)化合物的提純中，常利用難溶電解質(zhì)的溶解平衡原理除去某些離子。例如：
①為了除去氯化銨中的雜質(zhì)Fe3＋，先將混合物溶于水，再加入一定量的試劑反應(yīng)，過濾結(jié)晶即可；
②為了除去氯化鎂晶體中的雜質(zhì)Fe3＋，先將混合物溶于水，加入足量的氫氧化鎂，
充分反應(yīng)，過濾結(jié)晶即可；
③為了除去硫酸銅晶體中的雜質(zhì)Fe2＋，先將混合物溶于水，加入一定量的H2O2，將Fe2＋氧化成Fe3＋，調(diào)節(jié)溶液的pH＝4，過濾結(jié)晶即可。請(qǐng)回答下列問題：
(1)上述三個(gè)除雜方案都能夠達(dá)到很好效果，F(xiàn)e2＋、Fe3＋都被轉(zhuǎn)化為__________(填化學(xué)式)而除去。
(2)①中加入的試劑應(yīng)該選擇__________，其原因是_______________________。
(3)②中除去Fe3＋所發(fā)生的離子方程式為________________________________。
(4)下列與方案③相關(guān)的敘述中，正確的是________(填字母)。
A．H2O2是綠色氧化劑，在氧化過程中不引進(jìn)雜質(zhì)，不產(chǎn)生污染
B．將Fe2＋氧化為Fe3＋的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀難過濾
C．調(diào)節(jié)溶液pH＝4可選擇的試劑是氫氧化銅或堿式碳酸銅
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 不會(huì)引入新的雜質(zhì)
(3)2Fe3＋(aq)＋3Mg(OH)2(s)3Mg2＋(aq)＋2Fe(OH)3(s)
(4)ACDE
解析 實(shí)驗(yàn)①中為了不引入雜質(zhì)離子，應(yīng)加入氨水使Fe3＋沉淀，而不能用NaOH溶液。實(shí)驗(yàn)②中根據(jù)溶解度數(shù)據(jù)可知Mg(OH)2能轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，因此在MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2除去Fe3＋，然后將沉淀一并過濾。實(shí)驗(yàn)③中利用Fe3＋極易水解的特點(diǎn)，根據(jù)題意可知調(diào)節(jié)溶液的pH＝4可使Fe3＋沉淀完全，為了不引入雜質(zhì)離子，因此可使用CuO、Cu(OH)2等調(diào)節(jié)溶液的pH。(4)選項(xiàng)B顯然是錯(cuò)誤的，原因是若不把Fe2＋氧化為Fe3＋，當(dāng)Fe2＋沉淀完全時(shí)，Cu2＋也沉淀完全。
14．減少SO2的排放、回收利用SO2已成為世界性的研究課題。我國研究人員設(shè)計(jì)的利用低品位軟錳礦漿(主要成分是MnO2)吸收高溫焙燒廢渣產(chǎn)生的SO2來制備硫酸錳的生產(chǎn)流程如下：
浸出液的pH<2，其中的金屬離子主要是Mn2＋，還含有少量的Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Pb2＋等其他金屬離子。有關(guān)金屬離子的半徑以及形成氫氧化物沉淀時(shí)的pH如表所示，陽離子吸附劑吸附金屬離子的效果如圖所示。
離子
離子半徑(pm)
開始沉淀時(shí)的pH
完全沉淀時(shí)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
Ca2＋
99
已知PbO2的氧化性大于MnO2的氧化性。請(qǐng)回答下列問題：
(1)廢渣的主要成分是硫鐵礦，1 mol FeS2高溫焙燒轉(zhuǎn)移________mol電子。
(2)在氧化后的浸出液中加入石灰漿，用于調(diào)節(jié)浸出液的pH，pH應(yīng)調(diào)節(jié)至________。
(3)陽離子吸附劑用于除去雜質(zhì)金屬離子。決定陽離子吸附劑吸附效果的因素是________(填寫序號(hào))。
A．溶液的pH
B．金屬離子的電荷
C．金屬離子的半徑
D．吸附時(shí)間
(4)操作a包括__________等過程。
答案 (1)11 (2)4.7～8.0 (3)BCD (4)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶
解析 (1)根據(jù)反應(yīng)：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，可知1 mol FeS2與O2反應(yīng)，轉(zhuǎn)移11 mol電子。
(2)浸出液中含有的Fe2＋對(duì)Mn2＋的分離具有嚴(yán)重的干擾作用，加入MnO2氧化劑，可將Fe2＋氧化為Fe3＋，2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O，便于調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3＋等與Mn2＋分離，觀察表中給出的各種離子沉淀時(shí)的pH，當(dāng)pH＝4.7時(shí)，F(xiàn)e3＋、Al3＋完全生成沉淀，而Mn2＋、Pb2＋、Ca2＋沒有產(chǎn)生沉淀，當(dāng)pH＝8.0時(shí)，Pb2＋開始生成沉淀，而Mn2＋未沉淀，所以溶液的pH應(yīng)調(diào)節(jié)至4.7～8.0，使Fe3＋、Al3＋與Mn2＋分離，浸出液中剩余的Pb2＋、Ca2＋可通過吸附方法除去。
(3)對(duì)比吸附效果圖和離子半徑可知，離子半徑越大，離子被吸附的吸附率越高。離子所帶電荷越少，被吸附的吸附率越高。吸附時(shí)間越長(zhǎng)，被吸附的吸附率越高。吸附率與溶液的pH沒有直接關(guān)系。
(4)過濾后的濾液為MnSO4溶液，該溶液經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶，可得到MnSO4H2O晶體。
15．欲降低廢水中重金屬元素鉻的毒性，可將Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3沉淀除去。已知該條件下：
離子
氫氧化物開始沉淀時(shí)的pH
氫氧化物沉淀完全時(shí)的pH
Fe2＋
7.0
9.0
Fe3＋
1.9
3.2
Cr3＋
6.0
8.0
(1)某含鉻廢水處理的主要流程如圖所示：
①初沉池中加入的混凝劑是K2SO4Al2(SO4)32H2O，其作用為(用離子方程式表示)_______________________________________________________________。
②反應(yīng)池中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式是Cr2O＋3HSO＋5H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O。根據(jù)“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，此過程中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式是____________________________________、
_____________________________________________________________________。
證明Cr3＋沉淀完全的方法是______________。
(2
2019-2020年高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第八章 第4講 難溶電解質(zhì)的溶解平衡 新人教版.doc
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