資源簡介

第19講 沉淀溶解平衡
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目標(biāo)導(dǎo)航
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課程標(biāo)準(zhǔn) 課標(biāo)解讀
1．知道沉淀溶解平衡的概念及其影響因素。 2．明確溶度積和濃度商的關(guān)系，并由此學(xué)會(huì)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。 3．能用平衡移動(dòng)原理分析理解沉淀的溶解與生成、沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)。 4．學(xué)會(huì)用沉淀溶解平衡的移動(dòng)解決生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問題。 1．運(yùn)用動(dòng)態(tài)平衡觀點(diǎn)看待和分析沉淀溶解平衡；能從不同視角認(rèn)識(shí)沉淀溶解平衡，能運(yùn)用對立統(tǒng)一思想和定性定量結(jié)合的方式揭示沉淀的生成和溶解的本質(zhì)。 2．學(xué)會(huì)用沉淀溶解平衡的移動(dòng)解決生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問題，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案，進(jìn)行沉淀轉(zhuǎn)化等實(shí)驗(yàn)探究。
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知識(shí)精講
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知識(shí)點(diǎn)01 沉淀溶解平衡
1．實(shí)驗(yàn)探究
（1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：上層清液中出現(xiàn)____________。
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：原上層清液中含有______，PbI2在水中存在____________。
（3）平衡關(guān)系：______________________________
2．概念
（1）建立條件：在一定溫度下，______固體的水溶液中
（2）兩種關(guān)系
①速率關(guān)系：沉淀溶解成離子的速率______離子重新結(jié)合成沉淀的速率
②量的關(guān)系：固體的質(zhì)量和溶液中各離子的濃度____________的狀態(tài)
3．特征
【即學(xué)即練1】氯化銀在溶液中存在如下溶解平衡：AgCl（s）Ag+（aq）+Cl－（aq）。下列不能說明該過程達(dá)到平衡狀態(tài)的是（ ）。
A．Ag+的濃度不再改變
B．Ag+的生成速率和Ag+、Cl－結(jié)合生成AgCl的速率相等
C．AgCl的質(zhì)量不再減少
D．Ag+與Cl－的物質(zhì)的量比為1∶1
知識(shí)點(diǎn)02 溶度積常數(shù)（溶度積）
1．概念
（1）研究對象：在一定溫度下，沉淀達(dá)到溶解平衡后的______溶液
（2）文字?jǐn)⑹觯喝芤褐懈麟x子____________為常數(shù)
（4）表示符號(hào)：用______表示。
2．表達(dá)式
（1）AgCl（s）Ag+（aq）+Cl－（aq）Ksp＝__________________；
（2）Fe（OH）3（s）Fe3+（aq）+3OH－（aq）Ksp＝__________________；
（3）AmBn（s）mAn+（aq）+nBm－（aq）Ksp＝__________________。
3．影響因素
（1）內(nèi)因：難溶電解質(zhì)的______
（2）外因：只與______有關(guān)，與沉淀的量和溶液中離子的濃度無關(guān)。
【即學(xué)即練2】下列難溶電解質(zhì)PbCl2、AgBr、Ba3（PO4）2、Ag2S的溶解平衡表達(dá)式或溶度積表達(dá)式錯(cuò)誤的是（ ）。
A．PbCl2（s）Pb2++2Cl－；Ksp＝c（Pb2+）·c（Cl－）2
B．AgBr（s）Ag++Br－；Ksp＝c（Ag+）·c（Br－）
C．Ba3（PO4）2（s）3Ba2++2PO43－；Ksp＝c（Ba2+）3·c（PO43－）2
D．Ag2S（s）2Ag++S2－；Ksp＝c（Ag+）·c（S2－）
知識(shí)點(diǎn)03 沉淀溶解平衡的應(yīng)用
1．沉淀的溶解與生成
（1）溶度積規(guī)則（濃度商Q與Ksp的關(guān)系）
①Q(mào)______Ksp：溶液中的離子生成沉淀，直至平衡。
②Q______Ksp：沉淀溶解與離子生成沉淀處于平衡狀態(tài)。
③Q______Ksp：若體系中有足量固體，則固體溶解，直至平衡。
（2）應(yīng)用
①作“鋇餐”用______而不用BaCO3。
②誤服可溶性鋇鹽可用5%的______溶液洗胃
③石筍、鐘乳石和石柱的形成：__________________，________________________
④珊瑚的形成：______________________________
2．沉淀的轉(zhuǎn)化
（1）ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為CuS沉淀
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 __________________ ______
離子方程式 ______________________________ ______________________________
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ____________的沉淀可以轉(zhuǎn)化成____________的沉淀
（2）工業(yè)廢水處理
①范圍：重金屬離子
②方法：利用沉淀轉(zhuǎn)化原理用FeS等難溶物轉(zhuǎn)化為HgS、Ag2S、PbS等沉淀。
③實(shí)例：用FeS除去Hg2+：____________________________________。
（3）水垢的形成：主要成分是CaCO3和Mg（OH）2
①CaCO3的形成：____________________________________
②MgCO3的形成：____________________________________
③Mg（OH）2的形成：____________________________________
【即學(xué)即練3】在盛有AgCl沉淀的試管中加入KI溶液，振蕩后可觀察白色沉淀逐漸變?yōu)辄S色沉淀。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以說明的是（ ）。
A．I－的還原性比Cl－的強(qiáng)
B．Cl－的半徑比I－的小
C．AgI的溶解度比AgCl的大
D．實(shí)驗(yàn)過程中，溶解平衡AgCl（s）Ag+（aq）+Cl－（aq）不斷向右移動(dòng)
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能力拓展
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考法01 沉淀溶解平衡移動(dòng)
【典例1】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的濃度
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
【知識(shí)拓展】沉淀溶解平衡的影響因素
1．反應(yīng)條件對沉淀溶解平衡的影響
（1）溫度：升高溫度，多數(shù)溶解平衡向溶解方向移動(dòng)；少數(shù)溶解平衡向生成沉淀方向移動(dòng)，如Ca（OH）2的溶解平衡。
（2）濃度：加水稀釋，溶解平衡向溶解方向移動(dòng)。
（3）同離子：加入與難溶電解質(zhì)構(gòu)成中相同的離子，平衡向生成沉淀方向移動(dòng)。
（4）反應(yīng)離子：加入可與難溶電解質(zhì)溶解所得的離子反應(yīng)的物質(zhì)，溶解平衡向溶解方向移動(dòng)。
2．實(shí)例分析：Mg（OH）2（s）Mg2+（aq）+2OH－（aq）ΔH＞0
條件改變 移動(dòng)方向 c平（Mg2+） c平（OH－）
加水 正向移動(dòng) 不變 不變
升溫 正向移動(dòng) 增大 增大
加MgCl2（s） 逆向移動(dòng) 增大 減小
加鹽酸 正向移動(dòng) 增大 減小
加NaOH（s） 逆向移動(dòng) 減小 增大
考法02 溶度積常數(shù)及其應(yīng)用
【典例2】（江蘇揚(yáng)州2021~2022學(xué)年高二上學(xué)期檢測）常溫下，Ksp（ZnS）＝l.6×10－24，Ksp（FeS）＝6.4×10－18，其中FeS為黑色晶體，ZnS是一種白色顏料的組成成分。下列說法正確的是（ ）。
A．向物質(zhì)的量濃度相等的FeSO4和ZnSO4混合液中滴加Na2S溶液，先產(chǎn)生黑色沉淀
B．常溫下，反應(yīng)FeS（s）+Zn2+（aq）ZnS（s）+Fe2+（aq）的平衡常數(shù)K＝4.0×l06
C．在ZnS的飽和溶液中，加入FeSO4溶液，一定不會(huì)產(chǎn)生FeS沉淀
D．向FeS懸濁液中通入少許HC1，c（Fe2+）與Ksp（FeS）均增大
【知識(shí)拓展】溶度積及其應(yīng)用
1．溶度積的應(yīng)用
（1）利用Ksp比較難溶電解質(zhì)的溶解度的大小：相同溫度下，同種類型的難溶電解質(zhì)，Ksp越大，溶解能力越強(qiáng)。
（2）利用Ksp判斷沉淀的溶解與生成：定義難溶電解質(zhì)溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積（濃度商）為Q。通過比較Ksp和Q的相對大小，可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下能否溶解。
Q與Ksp關(guān)系 溶液性質(zhì) 有無沉淀析出
Q＞Ksp 過飽和 有沉淀析出
Q＝Ksp 飽和 沉淀溶解平衡
Q＜Ksp 不飽和 無沉淀析出
2．由Ksp計(jì)算溶液中某離子的濃度：Ksp是難溶電解質(zhì)在水溶液中達(dá)到飽和后各離子濃度的關(guān)系，在某難溶電解質(zhì)的溶液中，若已知其中一種離子的濃度，就可以根據(jù)Ksp計(jì)算另一種離子的濃度。
3．Ksp應(yīng)用易錯(cuò)3點(diǎn)
（1）判斷溶解度大小：陰、陽離子比值相同的根據(jù)Ksp大小判斷，陰、陽離子比值不同的根據(jù)Ksp計(jì)算出離子濃度判斷。
（2）沉淀快慢：同一溶液可能產(chǎn)生多種沉淀時(shí)，不一定Ksp小的最先沉淀，如向含有Br－、I－的溶液中滴加AgNO3，不一定I－先沉淀，與Br－、I－的濃度也有關(guān)。
（3）難溶堿pH的計(jì)算：難溶堿根據(jù)Ksp計(jì)算pH時(shí)，利用Ksp先計(jì)算出OH－，再求pH。
考法03 沉淀溶解平衡圖像分析
【典例3】（2022·湖南省等級(jí)考）室溫時(shí)，用0.100mol·L－1的標(biāo)準(zhǔn)AgNO3溶液滴定15.00mL濃度相等的Cl－、Br－和I－混合溶液，通過電位滴定法獲得lgc（Ag+）與V（AgNO3）的關(guān)系曲線如圖所示（忽略沉淀對離子的吸附作用。若溶液中離子濃度小于1.0×10－5mol·L－1時(shí)，認(rèn)為該離子沉淀完全。Ksp（AgCl）＝1.8×10－10，Ksp（Ag Br）＝5.4×10－13，Ksp（AgI）＝8.5×10－17）。下列說法正確的是（ ）。
A．a(chǎn)點(diǎn)：有白色沉淀生成
B．原溶液中I－的濃度為0.100mol·L－1
C．當(dāng)Br－沉淀完全時(shí)，已經(jīng)有部分Cl－沉淀
D．b點(diǎn)：c（Cl－）＞c（Br－）＞c（I－）＞c（Ag+）
【知識(shí)拓展】溶解平衡圖像的常見類型
1．兩坐標(biāo)為離子濃度的曲線型圖像
2．坐標(biāo)為對數(shù)或負(fù)對數(shù)的直線型圖像
已知：pCu＝－lg c（Cu＋），pX＝－lg c（X－），式中X－表示鹵素陰離子。298 K時(shí)，Ksp（CuCl）≈1.0×10－7，Ksp（CuBr）≈1.0×10－9，Ksp（CuI）≈1.0×10－12。298 K時(shí)，CuCl、CuBr、CuI的飽和溶液中pCu和pX的關(guān)系如圖所示。
3．氫氧化物的溶解平衡圖像
4．圖像分析應(yīng)注意下列四點(diǎn)
（1）曲線上任一點(diǎn)均為飽和溶液，線外的點(diǎn)為非飽和溶液，可根據(jù)Qc與Ksp的大小判斷。
（2）求Ksp時(shí)可找曲線上合適的一點(diǎn)確定離子濃度進(jìn)行計(jì)算，曲線上任一點(diǎn)的Ksp相同。
（3）當(dāng)坐標(biāo)表示濃度的對數(shù)時(shí)，要注意離子濃度的換算，如lg c（X－）＝a，則c（X－）＝10a。
（4）當(dāng)坐標(biāo)表示濃度的負(fù)對數(shù)［－lg c（X－）＝pX］時(shí)，pX越大，c（X－）越小，c（X－）＝10－pX。
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分層提分
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題組A 基礎(chǔ)過關(guān)練
1．（天津市部分區(qū)2020~2021學(xué)年度第一學(xué)期高二期末）對飽和BaSO4，溶液（有BaSO4固體存在）進(jìn)行下列操作后，Ksp（BaSO4）發(fā)生變化的是（ ）。
A．加少量水稀釋 B．加熱
C．加入少量BaCl2 D．加入少量Na2SO4
2．在下列液體中，BaSO4的溶解度最大的是（ ）。
A．1mol·L－1硫酸溶液 B．2mol·L－1硫酸溶液
C．0.1mol·L－1硫酸溶液 D．純水
3．（2021·南通高二檢測）己知25℃時(shí)，Ksp（AgCl）＝1.8×10－10，Ksp（AgBr）＝5.4×10－13，Ksp（AgI）＝8.5×10－17。某溶液中含有Cl－、Br－和I－，濃度均為0.010mo1·L－1，向該溶液中逐滴加入0.010mol·L－1的AgNO3溶液時(shí)，三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序?yàn)椋? ）。
A．Cl－、Br－、I－ B．Br－、Cl－、I－
C．I－、Br－、Cl－ D．Br－、I－、Cl－
4．氫氧化鎂懸濁液存在下列平衡：Mg（OH）2（s）Mg2+（aq）+2OH－（aq），下列有關(guān)說法不正確的是（ ）。
A．加少量水，更多的氫氧化鎂溶解
B．加少量NaOH（s），氫氧化鎂的溶解量減少
C．加少量氯化氫，溶液的pH變大
D．加少量MgCl2（s），溶液的pH變小
5．（廣東省名校聯(lián)盟2020~2021學(xué)年高二上學(xué)期期末）化工生產(chǎn)中含Cu2+的廢水常用MnS（s）作沉淀劑，其反應(yīng)原理為Cu2+（aq）+MnS（s）CuS（s）+Mn2+（aq）。一定溫度下，下列有關(guān)該反應(yīng)的推理正確的是（ ）。
A．該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，c（Mn2+）＝c（Cu2+）
B．平衡體系中加入少量CuS（s）后，c（Mn2+）變小
C．平衡體系中加入少量Cu（NO3）2（s）后，c（Mn2+）變大
D．該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式：K＝
6．（2021·德陽高二檢測）牙齒表面覆蓋的牙釉質(zhì)是人體中最堅(jiān)硬的部分，起著保護(hù)牙齒的作用，其主要成分為羥基磷酸鈣［Ca5（PO4）3OH］。在牙齒表面存在著如下平衡：Ca5（PO4）3OH（s）5Ca2+（aq）+3PO43－（aq）+OH－（aq）Ksp＝6.8×10－37。下列說法錯(cuò)誤的是（ ）。
A．殘留在牙齒上的糖發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生H+，經(jīng)常吃糖易造成齲齒
B．由上述平衡可知，小孩長牙時(shí)要少吃糖多補(bǔ)鈣
C．若減小OH－的濃度，上述平衡將向右移動(dòng)，Ksp的值相應(yīng)增大
D．使用含氟牙膏能防止齲齒，是因?yàn)镃a5（PO4）3OH（s）轉(zhuǎn)化為更難溶的Ca5（PO4）3F（s）［Ca5（PO4）3F（s）的Ksp＝2.8×10－61］
7．（2021 山西太原高二檢測）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．1.00mol L－1鹽酸
C．5.00mol L－1鹽酸 D．10.00mol L－1鹽酸
8．某溫度時(shí)，Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示：
（1）a點(diǎn)表示Ag2SO4_______（填“飽和”或“不飽和”）溶液；
（2）b點(diǎn)對應(yīng)的Ksp_________d點(diǎn)對應(yīng)的Ksp（填“＜”、“＞”或“＝”）；、
（3）現(xiàn)將足量的Ag2SO4分別放入：a.40mL0.01mol L－1K2SO4溶液，b.10mL蒸餾水；c.10mL0.02mol L－1H2SO4溶液；則Ag2SO4的溶解度由大到小的排列順序?yàn)開________（填字母）。
（4）下列有關(guān)Ag2SO4說法正確的是_________；
A．含有大量SO42－的溶液中肯定不存在Ag+
B．Ag2SO4的溶度積常數(shù)（Ksp）為1.6×10－5（mol L－1）3
C．0.02mol L－1的AgNO3溶液與0.2mol L－1的Na2SO4溶液等體積混合不會(huì)生成沉淀
（5）往Ag2SO4溶液中加入足量的Na2CrO4固體，可觀察到磚紅色沉淀（Ag2CrO4），寫出沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式____________________________________。
題組B 能力提升練
1．下列化學(xué)原理的應(yīng)用，主要用沉淀溶解平衡原理來解釋的是（ ）。
①熱純堿溶液去油污能力強(qiáng)
②誤將鋇鹽［BaCl2、Ba（NO3）2］當(dāng)作食鹽混用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒
③溶洞、珊瑚的形成
④碳酸鋇不能作“鋇餐”而硫酸鋇則能
⑤泡沫滅火器滅火的原理
A．②③④ B．①②③ C．③④⑤ D．①②③④⑤
2．（2022·大連高二檢測）已知：CaSO4（s）Ca2+（aq）+SO42－（aq）ΔH＜0。對含有大量CaSO4（s）的濁液改變一個(gè)條件，下列圖像符合濁液中c（Ca2+）變化的是（ ）。
3．實(shí)驗(yàn)：①向盛有1mL0.1mol/LMgCl2溶液試管中加1mL0.2mol/LNaOH溶液，得到濁液a，過濾得到濾液b和白色沉淀c。②向沉淀c中滴加0.1mol/LFeCl3溶液，沉淀變?yōu)榧t褐色。下列分析不正確的是（ ）。
A．濁液a中存在沉淀溶解平衡：Mg（OH）2（s）Mg2+（aq）+2OH－（aq）
B．濾液b中不含有Mg2+
C．②中顏色變化說明Mg（OH）2轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3
D．實(shí)驗(yàn)可以證明Fe（OH）3比Mg（OH）2更難溶
4．（2021·河北省選擇考）BiOCl是一種具有珍珠光澤的材料，利用金屬Bi制備BiOCl的工藝流程如圖：
下列說法錯(cuò)誤的是（ ）。
A．酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反應(yīng)劇烈程度
B．轉(zhuǎn)化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3
C．水解工序中加入少量CH3COONa（s）可提高Bi3+水解程度
D．水解工序中加入少量NH4NO3（s）有利于BiOCl的生成
5．（2021·湛江高一檢測）（不定項(xiàng)）往含KI和KCl的稀溶液中滴入AgNO3溶液，沉淀的質(zhì)量與加入AgNO3溶液體積的關(guān)系如圖所示。則下列說法正確的是（ ）。
A．原溶液中＝
B．原溶液中＝
C．V2時(shí)取上層清液做焰色反應(yīng)火焰呈黃色
D．V2時(shí)生成沉淀的總物質(zhì)的量與加入AgNO3的總物質(zhì)的量相等
6．（2021·全國甲卷）已知相同溫度下，Ksp（BaSO4）＜Ksp（BaCO3）。某溫度下，飽和溶液中－lg［c（SO42－）］、－lg［c（CO32－）］與－lg［c（Ba2+）］的關(guān)系如圖所示。
下列說法正確的是（ ）。
A．曲線①表示BaCO3的沉淀溶解曲線
B．該溫度下BaSO4的Ksp（BaSO4）值為1.0×10－10
C．加適量BaCl2固體可使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn)
D．c（Ba2+）＝10－5.1時(shí)，兩溶液中＝10y2－y1
7．已知難溶電解質(zhì)在水溶液中存在溶解平衡：MmAn（s）mMn+（aq）+nAm－（aq），Ksp＝c（Mn+）m·c（Am－）n，稱為溶度積。某學(xué)習(xí)小組欲探究CaSO4沉淀轉(zhuǎn)化為CaCO3沉淀的可能性，查得如下資料：（25℃）
難溶電解質(zhì) CaCO3 CaSO4 MgCO3 Mg（OH）2
Ksp 2.8×10－9 9.1×10－6 6.8×10－6 1.8×10－11
實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①往100mL 0.1mol·L－1的CaCl2溶液中加入100mL 0.1mol·L－1的Na2SO4溶液，立即有白色沉淀生成。
②向上述懸濁液中加入3g固體Na2CO3，攪拌，靜置，沉淀后棄去上層清液。
③再加入蒸餾水?dāng)嚢瑁o置，沉淀后再棄去上層清液。
④_________________________。
試回答下列問題：
（1）由題中信息Ksp越大，表示電解質(zhì)的溶解度越______（填“大”或“小”）。
（2）寫出第②步發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________。
（3）設(shè)計(jì)第③步的目的是____________________。
（4）請補(bǔ)充第④步操作及發(fā)生的現(xiàn)象：__________________________________。
8．（2021·全國乙卷）磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。為節(jié)約和充分利用資源，通過如下工藝流程回收鈦、鋁、鎂等。
該工藝條件下，有關(guān)金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH見下表：
金屬離子 Fe3+ Al3+ Mg2+ Ca2+
開始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4
沉淀完全（c＝1×10－5mol/L）的pH 3.2 4.7 11.1 13.8
回答下列問題：
（1）“焙燒”中，TiO2、SiO2幾乎不發(fā)生反應(yīng)，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的硫酸鹽，寫出Al2O3轉(zhuǎn)化為NH4Al（SO4）2的化學(xué)方程式___________________。
（2）“水浸”后“濾液”的pH約為2.0，在“分步沉淀”時(shí)用氨水逐步調(diào)節(jié)pH至11.6，依次析出的金屬離子是_____________。
（3）“母液①”中Mg2+濃度為_______mol/L。
（4）“水浸渣”在160℃“酸溶”最適合的酸是__________。“酸溶渣”的成分是_______、_______。
（5）“酸溶”后，將溶液適當(dāng)稀釋并加熱，TiO2+水解析出TiO2·xH2O沉淀，該反應(yīng)的離子方程式是_______________________________。
（6）將“母液①”和“母液②”混合，吸收尾氣，經(jīng)處理得_______，循環(huán)利用。
題組C 培優(yōu)拔尖練
1．為研究沉淀的生成及轉(zhuǎn)化，某小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的分析不正確的是（ ）。
A．①濁液中存在平衡：AgSCN（s）Ag+（aq）+SCN－（aq）
B．②中顏色變化說明上層清液中含有SCN－
C．③中顏色變化說明有AgI生成
D．該實(shí)驗(yàn)可以證明AgI比AgSCN更難溶
2．（2021·蘇州高二檢測）已知298 K時(shí)，Mg（OH）2的溶度積常數(shù)Ksp＝5.6×10－12，取適量的MgCl2溶液，加入一定量的燒堿溶液達(dá)到沉淀溶解平衡，測得pH＝13.0，則下列說法不正確的是（ ）。
A．所得溶液中的c（H+）＝10－13mol·L－1
B．所得溶液中由水電離產(chǎn)生的c（OH－）水＝10－13mol·L－1
C．所加燒堿溶液的pH＝13.0
D．所得溶液中的c（Mg2+）＝5.6×10－10mol·L－1
3．（2021·江蘇選擇考）室溫下，用0.5mol·L－1Na2CO3溶液浸泡CaSO4粉末，一段時(shí)間后過濾，向?yàn)V渣中加稀醋酸，產(chǎn)生氣泡。已知Ksp（CaSO4）＝5×10－5，Ksp（CaCO3）＝3×10－9。下列說法正確的是（ ）。
A．0.5mol·L－1Na2CO3溶液中存在：c（OH－）＝c（H+）+c（HCO3－）+c（H2CO3）
B．反應(yīng)CaSO4+CO32－CaCO3+SO42－正向進(jìn)行，需滿足＞×104
C．過濾后所得清液中一定存在：c（Ca2+）＝且c（Ca2+）≤
D．濾渣中加入醋酸發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O
4．（2022·海南省選擇考）某元素M的氫氧化物M（OH）2（s）在水中的溶解反應(yīng)為：M（OH）2（s）M2+（aq）+2OH－（aq），M（OH）2（s）+2OH－（aq）M（OH）42－（aq），25℃，－lgc與pH的關(guān)系如圖所示，c為M2+或M（OH）42－濃度的值，下列說法錯(cuò)誤的是（ ）。
A．曲線①代表－lgc（M2+）與pH的關(guān)系
B．M（OH）2的Ksp約為1×10－10
C．向c（M2+）＝0.1mol·L－1的溶液中加入NaOH溶液至pH＝9.0，體系中元素M主要以M（OH）2（s）存在pH＝9.0，體系中元素M主要以M（OH）2（s）存在
D．向c［M（OH）42－］＝0.1mol·L－1的溶液中加入等體積0.4mol/L的HCl后，體系中元素M主要以M2+存在
5．（2021·浙江臺(tái)州高二檢測）痛風(fēng)是關(guān)節(jié)炎反復(fù)發(fā)作及產(chǎn)生腎結(jié)石為特征的一類疾病，關(guān)節(jié)炎的原因歸結(jié)于在關(guān)節(jié)滑液中形成了尿酸鈉（NaUr）晶體，有關(guān)平衡如下：
①HUr（尿酸，aq）Ur－（尿酸根，aq）+H+（aq）（37℃時(shí)，Ka＝4.0×10－6）
②NaUr（s）Ur－（aq）+Na+（aq）
（1）37℃時(shí)，0.5L水中最多可溶解4.0×10－3mol尿酸鈉，此溫度下尿酸鈉的Ksp為_______。
（2）第一次關(guān)節(jié)炎發(fā)作的時(shí)間大都在寒冷季節(jié)，發(fā)病部位大都在腳趾和手指的關(guān)節(jié)處，這說明溫度降低時(shí)，反應(yīng)②的Ksp_______（填“增大”、“減小”或“不變”），生成尿酸鈉晶體的反應(yīng)是_______（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)。
（3）37℃時(shí)，某病人尿液中尿酸分子和尿酸根離子的總濃度為2.0×10－3mol·L－1，其中尿酸分子的濃度為4.0×10－4mol·L－1，該病人尿液的pH為________。
（4）25℃時(shí)，Ur－的水解平衡常數(shù)Kh為：_____________。
（5）常溫下，將0.2mol·L－1的HUr溶液和0.1mol·L－1 NaOH溶液等體積混合，若混合液體積等于兩溶液體積之和，則混合液中下列關(guān)系正確的是_______。
A．c（HUr）＞c（Ur－）
B．pH＞7
C．c（Na+）＝c（HUr）+c（Ur－）
D．2 c（H+）＝2c（OH－）+［c（Ur－）－c（HUr）］
（6）試根據(jù)所學(xué)平衡知識(shí)說出一種防治關(guān)節(jié)炎的措施__________________。
（7）已知如圖所示t1時(shí)刻在尿酸鈉的飽和溶液（晶體充足）中加適量水，試作出V溶解、V沉淀與時(shí)間關(guān)系的示意圖
6．（2022·全國甲卷）硫酸鋅（ZnSO4）是制備各種含鋅材料的原料，在防腐、電鍍、醫(yī)學(xué)上有諸多應(yīng)用。硫酸鋅可由菱鋅礦制備。菱鋅礦的主要成分為ZnCO3，雜質(zhì)為SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制備流程如下：
本題中所涉及離子的氯氧化物溶度積常數(shù)如下表：
離子 Fe3+ Zn2+ Cu2+ Fe2+ Mg2+
Ksp 4.0×10－38 6.7×10－17 2.2×10－20 8.0×10－16 1.8×10－11
回答下列問題：
（1）菱鋅礦焙燒生成氧化鋅的化學(xué)方程式為____________________________。
（2）為了提高鋅的浸取效果，可采取的措施有_______、_______。
（3）加入物質(zhì)X調(diào)溶液pH＝5，最適宜使用的X是_______（填標(biāo)號(hào)）。
A．NH3·H2O B．Ca（OH）2 C．NaOH
濾渣①的主要成分是_______、_______、_______。
（4）向80~90℃的濾液①中分批加入適量KMnO4溶液充分反應(yīng)后過濾，濾渣②中有MnO2，該步反應(yīng)的離子方程式為___________________________________。
（5）濾液②中加入鋅粉的目的是____________________________。
（6）濾渣④與濃H2SO4反應(yīng)可以釋放HF并循環(huán)利用，同時(shí)得到的副產(chǎn)物是_______、_______。第19講 沉淀溶解平衡
(
目標(biāo)導(dǎo)航
)
課程標(biāo)準(zhǔn) 課標(biāo)解讀
1．知道沉淀溶解平衡的概念及其影響因素。 2．明確溶度積和濃度商的關(guān)系，并由此學(xué)會(huì)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。 3．能用平衡移動(dòng)原理分析理解沉淀的溶解與生成、沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)。 4．學(xué)會(huì)用沉淀溶解平衡的移動(dòng)解決生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問題。 1．運(yùn)用動(dòng)態(tài)平衡觀點(diǎn)看待和分析沉淀溶解平衡；能從不同視角認(rèn)識(shí)沉淀溶解平衡，能運(yùn)用對立統(tǒng)一思想和定性定量結(jié)合的方式揭示沉淀的生成和溶解的本質(zhì)。 2．學(xué)會(huì)用沉淀溶解平衡的移動(dòng)解決生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問題，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案，進(jìn)行沉淀轉(zhuǎn)化等實(shí)驗(yàn)探究。
(
知識(shí)精講
)
知識(shí)點(diǎn)01 沉淀溶解平衡
1．實(shí)驗(yàn)探究
（1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：上層清液中出現(xiàn)黃色沉淀。
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：原上層清液中含有Pb2+，PbI2在水中存在溶解平衡。
（3）平衡關(guān)系：PbI2（s）Pb2+（aq）+2I－（aq）
2．概念
（1）建立條件：在一定溫度下，難溶性固體的水溶液中
（2）兩種關(guān)系
①速率關(guān)系：沉淀溶解成離子的速率等于離子重新結(jié)合成沉淀的速率
②量的關(guān)系：固體的質(zhì)量和溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)
3．特征
【即學(xué)即練1】氯化銀在溶液中存在如下溶解平衡：AgCl（s）Ag+（aq）+Cl－（aq）。下列不能說明該過程達(dá)到平衡狀態(tài)的是（ ）。
A．Ag+的濃度不再改變
B．Ag+的生成速率和Ag+、Cl－結(jié)合生成AgCl的速率相等
C．AgCl的質(zhì)量不再減少
D．Ag+與Cl－的物質(zhì)的量比為1∶1
【解析】選D。當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行到正向反應(yīng)速率和逆向反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度不再改變，就達(dá)到了“平衡狀態(tài)”，故A、B、C項(xiàng)可說明該過程達(dá)到平衡狀態(tài)。整個(gè)過程中，v（Ag+）＝v（Cl－），生成的Ag+和Cl－物質(zhì)的量始終相等，不能說明該過程達(dá)到平衡狀態(tài)。
知識(shí)點(diǎn)02 溶度積常數(shù)（溶度積）
1．概念
（1）研究對象：在一定溫度下，沉淀達(dá)到溶解平衡后的飽和溶液
（2）文字?jǐn)⑹觯喝芤褐懈麟x子濃度冪之積為常數(shù)
（4）表示符號(hào)：用Ksp表示。
2．表達(dá)式
（1）AgCl（s）Ag+（aq）+Cl－（aq）Ksp＝c平（Ag+）c平（Cl－）；
（2）Fe（OH）3（s）Fe3+（aq）+3OH－（aq）Ksp＝c平（Fe3+）c3平（OH－）；
（3）AmBn（s）mAn+（aq）+nBm－（aq）Ksp＝cm平（An+）cn平（Bm－）。
3．影響因素
（1）內(nèi)因：難溶電解質(zhì)的性質(zhì)
（2）外因：只與溫度有關(guān)，與沉淀的量和溶液中離子的濃度無關(guān)。
【即學(xué)即練2】下列難溶電解質(zhì)PbCl2、AgBr、Ba3（PO4）2、Ag2S的溶解平衡表達(dá)式或溶度積表達(dá)式錯(cuò)誤的是（ ）。
A．PbCl2（s）Pb2++2Cl－；Ksp＝c（Pb2+）·c（Cl－）2
B．AgBr（s）Ag++Br－；Ksp＝c（Ag+）·c（Br－）
C．Ba3（PO4）2（s）3Ba2++2PO43－；Ksp＝c（Ba2+）3·c（PO43－）2
D．Ag2S（s）2Ag++S2－；Ksp＝c（Ag+）·c（S2－）
【解析】選D。難溶電解質(zhì)的溶度積表達(dá)式等于各離子平衡濃度計(jì)量數(shù)次方的乘積，所以Ksp（Ag2S）＝c（Ag+）2·c（S2－）。
知識(shí)點(diǎn)03 沉淀溶解平衡的應(yīng)用
1．沉淀的溶解與生成
（1）溶度積規(guī)則（濃度商Q與Ksp的關(guān)系）
①Q(mào)＞Ksp：溶液中的離子生成沉淀，直至平衡。
②Q＝Ksp：沉淀溶解與離子生成沉淀處于平衡狀態(tài)。
③Q＜Ksp：若體系中有足量固體，則固體溶解，直至平衡。
（2）應(yīng)用
①作“鋇餐”用BaSO4而不用BaCO3。
②誤服可溶性鋇鹽可用5%的Na2SO4溶液洗胃
③石筍、鐘乳石和石柱的形成：CaCO3+H2O+CO2Ca（HCO3）2，Ca（HCO3）2CaCO3↓+H2O+CO2↑
④珊瑚的形成：Ca2++2HCO3－CaCO3↓+CO2↑+H2O
2．沉淀的轉(zhuǎn)化
（1）ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為CuS沉淀
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 有白色沉淀 有黑色沉淀
離子方程式 S2－+Zn2+ZnS↓ ZnS（s）+Cu2+（aq）CuS（s）+Zn2+（aq）
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 溶解能力小的沉淀可以轉(zhuǎn)化成溶解能力更小的沉淀
（2）工業(yè)廢水處理
①范圍：重金屬離子
②方法：利用沉淀轉(zhuǎn)化原理用FeS等難溶物轉(zhuǎn)化為HgS、Ag2S、PbS等沉淀。
③實(shí)例：用FeS除去Hg2+：FeS（s）+Hg2+（aq）HgS（s）+Fe2+（aq）。
（3）水垢的形成：主要成分是CaCO3和Mg（OH）2
①CaCO3的形成：Ca（HCO3）2CaCO3↓+H2O+CO2↑
②MgCO3的形成：Mg（HCO3）2MgCO3↓+H2O+CO2↑
③Mg（OH）2的形成：MgCO3+H2OMg（OH）2↓+CO2↑
【即學(xué)即練3】在盛有AgCl沉淀的試管中加入KI溶液，振蕩后可觀察白色沉淀逐漸變?yōu)辄S色沉淀。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以說明的是（ ）。
A．I－的還原性比Cl－的強(qiáng)
B．Cl－的半徑比I－的小
C．AgI的溶解度比AgCl的大
D．實(shí)驗(yàn)過程中，溶解平衡AgCl（s）Ag+（aq）+Cl－（aq）不斷向右移動(dòng)
【解析】選D。白色沉淀轉(zhuǎn)化成黃色沉淀，說明在振蕩過程中氯化銀轉(zhuǎn)化成碘化銀，所以氯化銀的溶解平衡AgCl（s）Ag+（aq）+Cl－（aq）不斷向溶解方向移動(dòng)。
(
能力拓展
)
考法01 沉淀溶解平衡移動(dòng)
【典例1】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的濃度
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
【解析】選A。升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，①對；加入碳酸鈉粉末會(huì)生成CaCO3，使Ca2+濃度減小，②錯(cuò)；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)；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)。
【知識(shí)拓展】沉淀溶解平衡的影響因素
1．反應(yīng)條件對沉淀溶解平衡的影響
（1）溫度：升高溫度，多數(shù)溶解平衡向溶解方向移動(dòng)；少數(shù)溶解平衡向生成沉淀方向移動(dòng)，如Ca（OH）2的溶解平衡。
（2）濃度：加水稀釋，溶解平衡向溶解方向移動(dòng)。
（3）同離子：加入與難溶電解質(zhì)構(gòu)成中相同的離子，平衡向生成沉淀方向移動(dòng)。
（4）反應(yīng)離子：加入可與難溶電解質(zhì)溶解所得的離子反應(yīng)的物質(zhì)，溶解平衡向溶解方向移動(dòng)。
2．實(shí)例分析：Mg（OH）2（s）Mg2+（aq）+2OH－（aq）ΔH＞0
條件改變 移動(dòng)方向 c平（Mg2+） c平（OH－）
加水 正向移動(dòng) 不變 不變
升溫 正向移動(dòng) 增大 增大
加MgCl2（s） 逆向移動(dòng) 增大 減小
加鹽酸 正向移動(dòng) 增大 減小
加NaOH（s） 逆向移動(dòng) 減小 增大
考法02 溶度積常數(shù)及其應(yīng)用
【典例2】（江蘇揚(yáng)州2021~2022學(xué)年高二上學(xué)期檢測）常溫下，Ksp（ZnS）＝l.6×10－24，Ksp（FeS）＝6.4×10－18，其中FeS為黑色晶體，ZnS是一種白色顏料的組成成分。下列說法正確的是（ ）。
A．向物質(zhì)的量濃度相等的FeSO4和ZnSO4混合液中滴加Na2S溶液，先產(chǎn)生黑色沉淀
B．常溫下，反應(yīng)FeS（s）+Zn2+（aq）ZnS（s）+Fe2+（aq）的平衡常數(shù)K＝4.0×l06
C．在ZnS的飽和溶液中，加入FeSO4溶液，一定不會(huì)產(chǎn)生FeS沉淀
D．向FeS懸濁液中通入少許HC1，c（Fe2+）與Ksp（FeS）均增大
【解析】選B。Ksp（ZnS）＜Ksp（FeS），根據(jù)Ksp小的先沉淀可知，先產(chǎn)生ZnS白色沉淀，故A錯(cuò)誤；反應(yīng)FeS（s）+Zn2+（aq）ZnS（s）+Fe2+（aq）的平衡常數(shù)K＝＝＝＝＝4.0×l06，故B正確；在ZnS的飽和溶液中，加入FeSO4溶液，由于FeSO4濃度未知，則Qc（FeS）可能大于Ksp（FeS），故可能產(chǎn)生FeS沉淀，故C錯(cuò)誤；Ksp（FeS）只與溫度有關(guān)，通入少許HCl，Ksp（FeS）不變，故D錯(cuò)誤。
【知識(shí)拓展】溶度積及其應(yīng)用
1．溶度積的應(yīng)用
（1）利用Ksp比較難溶電解質(zhì)的溶解度的大小：相同溫度下，同種類型的難溶電解質(zhì)，Ksp越大，溶解能力越強(qiáng)。
（2）利用Ksp判斷沉淀的溶解與生成：定義難溶電解質(zhì)溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積（濃度商）為Q。通過比較Ksp和Q的相對大小，可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下能否溶解。
Q與Ksp關(guān)系 溶液性質(zhì) 有無沉淀析出
Q＞Ksp 過飽和 有沉淀析出
Q＝Ksp 飽和 沉淀溶解平衡
Q＜Ksp 不飽和 無沉淀析出
2．由Ksp計(jì)算溶液中某離子的濃度：Ksp是難溶電解質(zhì)在水溶液中達(dá)到飽和后各離子濃度的關(guān)系，在某難溶電解質(zhì)的溶液中，若已知其中一種離子的濃度，就可以根據(jù)Ksp計(jì)算另一種離子的濃度。
3．Ksp應(yīng)用易錯(cuò)3點(diǎn)
（1）判斷溶解度大小：陰、陽離子比值相同的根據(jù)Ksp大小判斷，陰、陽離子比值不同的根據(jù)Ksp計(jì)算出離子濃度判斷。
（2）沉淀快慢：同一溶液可能產(chǎn)生多種沉淀時(shí)，不一定Ksp小的最先沉淀，如向含有Br－、I－的溶液中滴加AgNO3，不一定I－先沉淀，與Br－、I－的濃度也有關(guān)。
（3）難溶堿pH的計(jì)算：難溶堿根據(jù)Ksp計(jì)算pH時(shí)，利用Ksp先計(jì)算出OH－，再求pH。
考法03 沉淀溶解平衡圖像分析
【典例3】（2022·湖南省等級(jí)考）室溫時(shí)，用0.100mol·L－1的標(biāo)準(zhǔn)AgNO3溶液滴定15.00mL濃度相等的Cl－、Br－和I－混合溶液，通過電位滴定法獲得lgc（Ag+）與V（AgNO3）的關(guān)系曲線如圖所示（忽略沉淀對離子的吸附作用。若溶液中離子濃度小于1.0×10－5mol·L－1時(shí)，認(rèn)為該離子沉淀完全。Ksp（AgCl）＝1.8×10－10，Ksp（Ag Br）＝5.4×10－13，Ksp（AgI）＝8.5×10－17）。下列說法正確的是（ ）。
A．a(chǎn)點(diǎn)：有白色沉淀生成
B．原溶液中I－的濃度為0.100mol·L－1
C．當(dāng)Br－沉淀完全時(shí)，已經(jīng)有部分Cl－沉淀
D．b點(diǎn)：c（Cl－）＞c（Br－）＞c（I－）＞c（Ag+）
【解析】選C。向含濃度相等的Cl－、Br－和I－混合溶液中滴加硝酸銀溶液，根據(jù)三種沉淀的溶度積常數(shù)，三種離子沉淀的先后順序?yàn)镮－、Br－、Cl－，根據(jù)滴定圖示，當(dāng)?shù)稳?.50mL硝酸銀溶液時(shí)，Cl－恰好沉淀完全，此時(shí)共消耗硝酸銀的物質(zhì)的量為4.50mL×10－3L/mL×0.1000mol/L＝4.5×10－4mol，所以Cl－、Br－和I－均為1.5×10－4mol。I－先沉淀，AgI是黃色的，所以a點(diǎn)有黃色沉淀AgI生成，故A錯(cuò)誤；原溶液中I－的物質(zhì)的量為1.5×10－4mol，則I－的濃度為c（I－）＝＝0.0100mol·L－1，故B錯(cuò)誤；當(dāng)Br－沉淀完全時(shí)（Br－濃度為1.0×10－5mol·L－1），溶液中的c（Ag+）＝＝＝5.4×10－8mol·L－1，若Cl－已經(jīng)開始沉淀，則此時(shí)溶液中的c（Cl－）＝＝＝3.3×10－3mol·L－1，原溶液中的c（Cl－）＝c（I－）＝0.0100mol·L－1，則已經(jīng)有部分Cl－沉淀，故C正確；b點(diǎn)加入了過量的硝酸銀溶液，Ag+濃度最大，則b點(diǎn)各離子濃度為：c（Ag+）＞c（Cl－）＞c（Br－）＞c（I－），故D錯(cuò)誤。
【知識(shí)拓展】溶解平衡圖像的常見類型
1．兩坐標(biāo)為離子濃度的曲線型圖像
2．坐標(biāo)為對數(shù)或負(fù)對數(shù)的直線型圖像
已知：pCu＝－lg c（Cu＋），pX＝－lg c（X－），式中X－表示鹵素陰離子。298 K時(shí)，Ksp（CuCl）≈1.0×10－7，Ksp（CuBr）≈1.0×10－9，Ksp（CuI）≈1.0×10－12。298 K時(shí)，CuCl、CuBr、CuI的飽和溶液中pCu和pX的關(guān)系如圖所示。
3．氫氧化物的溶解平衡圖像
4．圖像分析應(yīng)注意下列四點(diǎn)
（1）曲線上任一點(diǎn)均為飽和溶液，線外的點(diǎn)為非飽和溶液，可根據(jù)Qc與Ksp的大小判斷。
（2）求Ksp時(shí)可找曲線上合適的一點(diǎn)確定離子濃度進(jìn)行計(jì)算，曲線上任一點(diǎn)的Ksp相同。
（3）當(dāng)坐標(biāo)表示濃度的對數(shù)時(shí)，要注意離子濃度的換算，如lg c（X－）＝a，則c（X－）＝10a。
（4）當(dāng)坐標(biāo)表示濃度的負(fù)對數(shù)［－lg c（X－）＝pX］時(shí)，pX越大，c（X－）越小，c（X－）＝10－pX。
(
分層提分
)
題組A 基礎(chǔ)過關(guān)練
1．（天津市部分區(qū)2020~2021學(xué)年度第一學(xué)期高二期末）對飽和BaSO4，溶液（有BaSO4固體存在）進(jìn)行下列操作后，Ksp（BaSO4）發(fā)生變化的是（ ）。
A．加少量水稀釋 B．加熱
C．加入少量BaCl2 D．加入少量Na2SO4
【解析】選B。Ksp只與溫度有關(guān)，溫度不變，Ksp不變，只有B選項(xiàng)符合題意。
2．在下列液體中，BaSO4的溶解度最大的是（ ）。
A．1mol·L－1硫酸溶液 B．2mol·L－1硫酸溶液
C．0.1mol·L－1硫酸溶液 D．純水
【解析】選D。能使BaSO4（s）Ba2+（aq）+SO42－（aq）平衡發(fā)生右移的因素，都能使BaSO4的溶解度增大。加入H2SO4溶液，由于SO42－濃度增大，使得平衡左移。
3．（2021·南通高二檢測）己知25℃時(shí)，Ksp（AgCl）＝1.8×10－10，Ksp（AgBr）＝5.4×10－13，Ksp（AgI）＝8.5×10－17。某溶液中含有Cl－、Br－和I－，濃度均為0.010mo1·L－1，向該溶液中逐滴加入0.010mol·L－1的AgNO3溶液時(shí)，三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序?yàn)椋? ）。
A．Cl－、Br－、I－ B．Br－、Cl－、I－
C．I－、Br－、Cl－ D．Br－、I－、Cl－
【解析】選C。由于這三種難溶物的組成相似，根據(jù)Ksp越小，其溶解度越小，就越先沉淀，故這三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序?yàn)镮－、Br－、Cl－。
4．氫氧化鎂懸濁液存在下列平衡：Mg（OH）2（s）Mg2+（aq）+2OH－（aq），下列有關(guān)說法不正確的是（ ）。
A．加少量水，更多的氫氧化鎂溶解
B．加少量NaOH（s），氫氧化鎂的溶解量減少
C．加少量氯化氫，溶液的pH變大
D．加少量MgCl2（s），溶液的pH變小
【解析】選C。加入少量水，c（Mg2+）、c（OH－）減小，平衡正向移動(dòng)，促進(jìn)氫氧化鎂的溶解，故A正確；加少量NaOH（s），c（OH－）增大，平衡逆向移動(dòng)，氫氧化鎂的溶解量減少，故B正確；加少量氯化氫，發(fā)生中和反應(yīng)，c（OH－）減小，則pH減小，故C錯(cuò)誤；加少量MgCl2（s），c（Mg2+）增大，平衡逆向移動(dòng)，c（OH－）減小，則pH減小，故D正確。
5．（廣東省名校聯(lián)盟2020~2021學(xué)年高二上學(xué)期期末）化工生產(chǎn)中含Cu2+的廢水常用MnS（s）作沉淀劑，其反應(yīng)原理為Cu2+（aq）+MnS（s）CuS（s）+Mn2+（aq）。一定溫度下，下列有關(guān)該反應(yīng)的推理正確的是（ ）。
A．該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，c（Mn2+）＝c（Cu2+）
B．平衡體系中加入少量CuS（s）后，c（Mn2+）變小
C．平衡體系中加入少量Cu（NO3）2（s）后，c（Mn2+）變大
D．該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式：K＝
【解析】選C。該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)離子的濃度保持不變，但c（Mn2+）與c（Cu2+）不一定相等，故A錯(cuò)誤；因?yàn)镃uS為固體，加入后不改變平衡，故錳離子的濃度不變，故B錯(cuò)誤；根據(jù)反應(yīng)物的濃度增大，平衡正向移動(dòng)，所以c（Mn2+）變大，故C正確；已知Cu2+（aq）+MnS（s）CuS（s）+Mn2+（aq），由反應(yīng)可知，反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝＝，故D錯(cuò)誤。
6．（2021·德陽高二檢測）牙齒表面覆蓋的牙釉質(zhì)是人體中最堅(jiān)硬的部分，起著保護(hù)牙齒的作用，其主要成分為羥基磷酸鈣［Ca5（PO4）3OH］。在牙齒表面存在著如下平衡：Ca5（PO4）3OH（s）5Ca2+（aq）+3PO43－（aq）+OH－（aq）Ksp＝6.8×10－37。下列說法錯(cuò)誤的是（ ）。
A．殘留在牙齒上的糖發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生H+，經(jīng)常吃糖易造成齲齒
B．由上述平衡可知，小孩長牙時(shí)要少吃糖多補(bǔ)鈣
C．若減小OH－的濃度，上述平衡將向右移動(dòng)，Ksp的值相應(yīng)增大
D．使用含氟牙膏能防止齲齒，是因?yàn)镃a5（PO4）3OH（s）轉(zhuǎn)化為更難溶的Ca5（PO4）3F（s）［Ca5（PO4）3F（s）的Ksp＝2.8×10－61］
【解析】選C。殘留在牙齒上的糖發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生H+，H+與牙釉質(zhì)溶解產(chǎn)生的OH－發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，促使牙釉質(zhì)溶解，堅(jiān)硬的部分消耗，細(xì)菌容易侵蝕。所以經(jīng)常吃糖易造成齲齒，A正確。由上述平衡可知，小孩長牙時(shí)要少吃糖可以減少牙釉質(zhì)的溶解，多補(bǔ)鈣可以促使牙釉質(zhì)的形成，而且特可以增加體內(nèi)骨骼的Ca的補(bǔ)充，B正確。若減小OH－的濃度，上述平衡將向右移動(dòng)，但是Ksp的值只與溫度有關(guān)，而與離子的濃度無關(guān)。溫度不變。Ksp也不變，C錯(cuò)誤。若使用含氟牙膏，則牙膏中的F－會(huì)與牙釉質(zhì)溶解產(chǎn)生的離子結(jié)合形成結(jié)構(gòu)相似但是溶解度比牙釉質(zhì)更小的Ca5（PO4）3F，因此牙齒會(huì)更堅(jiān)硬。可以保護(hù)牙齒，D正確。
7．（2021 山西太原高二檢測）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．1.00mol L－1鹽酸
C．5.00mol L－1鹽酸 D．10.00mol L－1鹽酸
【解析】選B。由圖象可知，當(dāng)鹽酸濃度為1mol/L時(shí)，PbCl2的溶解度最小，所以為了減少PbCl2固體的溶解，應(yīng)選擇1mol/L鹽酸來洗滌PbCl2固體。
8．某溫度時(shí)，Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示：
（1）a點(diǎn)表示Ag2SO4_______（填“飽和”或“不飽和”）溶液；
（2）b點(diǎn)對應(yīng)的Ksp_________d點(diǎn)對應(yīng)的Ksp（填“＜”、“＞”或“＝”）；、
（3）現(xiàn)將足量的Ag2SO4分別放入：a.40mL0.01mol L－1K2SO4溶液，b.10mL蒸餾水；c.10mL0.02mol L－1H2SO4溶液；則Ag2SO4的溶解度由大到小的排列順序?yàn)開________（填字母）。
（4）下列有關(guān)Ag2SO4說法正確的是_________；
A．含有大量SO42－的溶液中肯定不存在Ag+
B．Ag2SO4的溶度積常數(shù)（Ksp）為1.6×10－5（mol L－1）3
C．0.02mol L－1的AgNO3溶液與0.2mol L－1的Na2SO4溶液等體積混合不會(huì)生成沉淀
（5）往Ag2SO4溶液中加入足量的Na2CrO4固體，可觀察到磚紅色沉淀（Ag2CrO4），寫出沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式____________________________________。
【解析】（1）依據(jù)圖象分析一定溫度下的溶度積Ksp＝c2（Ag+）×c（SO42－）＝（2×10－2）2×4×10－2＝1.6×10－5（mol L－1）3；圖象中a點(diǎn)處的離子濃度為：c（SO42－）＝1×10－2mol/L，c（Ag+）＝2×10－2mol/L，c2（Ag+）×c（SO42－）＝4×10－6＜Ksp，不是飽和溶液；（2）b、d兩點(diǎn)處于曲線上的點(diǎn)為飽和狀態(tài)，溶液中存在溶解沉淀平衡，溶度積常數(shù)隨溫度變化，不隨濃度變化；Ksp不變；（3）一定溫度下的溶度積Ksp＝c2（Ag+）×c（SO42－）＝（2×10－2）2×4×10－2＝1.6×10－5（mol L－1）3；將足量的Ag2SO4分別放入：a.40mL0.01mol L－1 K2SO4溶液，0.01mol/L的硫酸根抑制硫酸銀的溶解沉淀平衡；b.10mL蒸餾水中形成飽和溶液；c.10mL0.02mol L－1H2SO4溶液中，0.02mol/L的硫酸根離子抑制沉淀溶解平衡；則Ag2SO4的溶解度由大到小的排列順序?yàn)椋篵＞a＞c；（4）硫酸銀溶液中存在沉淀溶解平衡，銀離子存在，故A錯(cuò)誤；依據(jù)圖象分析一定溫度下的溶度積Ksp＝c2（Ag+）×c（SO42－）＝（2×10－2）2×4×10－2＝1.6×10－5（mol L－1）3；故B正確；0.02mol L－1的AgNO3溶液與0.2mol L－1的Na2SO4溶液等體積混合，溶液中c（Ag+）＝0.01mol/L；c（SO42－）＝0.1mol/L；c2（Ag+）×c（SO42－）＝10－5＜Ksp，不是飽和溶液，無沉淀生成，故C正確；（5）往Ag2SO4溶液中加入足量的Na2CrO4固體，可觀察到磚紅色沉淀（Ag2CrO4為磚紅色），說明Ag2CrO4溶解性小于Ag2SO4發(fā)生了沉淀轉(zhuǎn)化，反應(yīng)的離子方程式為：Ag2SO4+CrO42－Ag2CrO4+SO42－。
【答案】（1）不飽和（2）b＞a＞c（3）＝（4）BC
（5）Ag2SO4+CrO42－Ag2CrO4+SO42－
題組B 能力提升練
1．下列化學(xué)原理的應(yīng)用，主要用沉淀溶解平衡原理來解釋的是（ ）。
①熱純堿溶液去油污能力強(qiáng)
②誤將鋇鹽［BaCl2、Ba（NO3）2］當(dāng)作食鹽混用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒
③溶洞、珊瑚的形成
④碳酸鋇不能作“鋇餐”而硫酸鋇則能
⑤泡沫滅火器滅火的原理
A．②③④ B．①②③ C．③④⑤ D．①②③④⑤
【解析】選A。Na2CO3溶液中存在水解平衡：CO32－+H2OHCO3－+OH－加熱平衡正移。c（OH－）增大，去油污能力增強(qiáng)，①錯(cuò)誤；泡沫滅火器的滅火原理是利用Al3+與HCO3－相互促進(jìn)的水解反應(yīng)，與沉淀溶解平衡原理無關(guān)，⑤錯(cuò)誤；②、③、④均與沉淀溶解平衡有關(guān)。
2．（2022·大連高二檢測）已知：CaSO4（s）Ca2+（aq）+SO42－（aq）ΔH＜0。對含有大量CaSO4（s）的濁液改變一個(gè)條件，下列圖像符合濁液中c（Ca2+）變化的是（ ）。
【解析】選D。加入少量BaCl2固體，Ba2+與SO42－結(jié)合成BaSO4（s），使平衡CaSO4（s）Ca2+（aq）+SO42－（aq）正向移動(dòng)，c（Ca2+）增大，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；加入少量蒸餾水，平衡正向移動(dòng)，但是溶液中含有大量CaSO4（s），得到的溶液仍為CaSO4飽和溶液，則c（Ca2+）不變，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；加入少量硫酸，增大了c（SO42－），平衡逆向移動(dòng)，c（Ca2+）減小，但是變化為線性關(guān)系，不出現(xiàn)折點(diǎn)，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；適當(dāng)升高溫度，平衡正向移動(dòng)，c（Ca2+）增大，D選項(xiàng)正確。
3．實(shí)驗(yàn)：①向盛有1mL0.1mol/LMgCl2溶液試管中加1mL0.2mol/LNaOH溶液，得到濁液a，過濾得到濾液b和白色沉淀c。②向沉淀c中滴加0.1mol/LFeCl3溶液，沉淀變?yōu)榧t褐色。下列分析不正確的是（ ）。
A．濁液a中存在沉淀溶解平衡：Mg（OH）2（s）Mg2+（aq）+2OH－（aq）
B．濾液b中不含有Mg2+
C．②中顏色變化說明Mg（OH）2轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3
D．實(shí)驗(yàn)可以證明Fe（OH）3比Mg（OH）2更難溶
【解析】選B。①向盛有1mL0.1mol/LMgCl2溶液試管中加1mL0.2mol/LNaOH溶液，恰好發(fā)生反應(yīng)：MgCl2+2NaOH＝Mg（OH）2↓+2NaCl。Mg（OH）2在溶液中存在沉淀溶解平衡Mg（OH）2（s）Mg2+（aq）+2OH－（aq）。所以得到濁液a中含有Mg（OH）2、NaCl、、及Mg（OH）2溶液，過濾得到濾液b中含有Mg2+、OH－、Na+、Cl－和白色沉淀Mg（OH）2。②向沉淀c中滴加0.1mol/LFeCl3溶液，由于在溶液中存在沉淀溶解平衡Mg（OH）2（s）Mg2+（aq）+2OH－（aq），F(xiàn)e3++3OH－＝Fe（OH）3↓。破壞了Mg（OH）2的沉淀溶解平衡，使沉淀溶解平衡正向移動(dòng)，結(jié)果白色沉淀逐漸溶解變?yōu)榧t褐色沉淀，發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化。因此錯(cuò)誤的說法是B。
4．（2021·河北省選擇考）BiOCl是一種具有珍珠光澤的材料，利用金屬Bi制備BiOCl的工藝流程如圖：
下列說法錯(cuò)誤的是（ ）。
A．酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反應(yīng)劇烈程度
B．轉(zhuǎn)化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3
C．水解工序中加入少量CH3COONa（s）可提高Bi3+水解程度
D．水解工序中加入少量NH4NO3（s）有利于BiOCl的生成
【解析】選D。氯化鉍水解生成BiOCl的離子方程式為Bi3++Cl－+H2OBiOCl+2H+，水解工序中加入少量NH4NO3（s），銨根離子水解生成氫離子，使氫離子濃度增大，根據(jù)勒夏特列原理分析，氯化鉍水解平衡左移，不利于生成BiOCl，且部分鉍離子與硝酸根、水也會(huì)發(fā)生反應(yīng)Bi3++NO+H2OBiONO3+2H+，也不利于生成BiOCl，綜上所述，D錯(cuò)誤。
5．（2021·湛江高一檢測）（不定項(xiàng)）往含KI和KCl的稀溶液中滴入AgNO3溶液，沉淀的質(zhì)量與加入AgNO3溶液體積的關(guān)系如圖所示。則下列說法正確的是（ ）。
A．原溶液中＝
B．原溶液中＝
C．V2時(shí)取上層清液做焰色反應(yīng)火焰呈黃色
D．V2時(shí)生成沉淀的總物質(zhì)的量與加入AgNO3的總物質(zhì)的量相等
【解析】選BD。由圖象可知，先生成碘化銀沉淀后生成氯化銀沉淀，加入V1體積硝酸銀，碘離子沉淀完全，則n（I－）＝c（AgNO3）×V1，加入V2體積的硝酸銀，氯離子沉淀完全，則n（Cl－）＝c（AgNO3）×（V2－V1），體積相同，濃度之比等于物質(zhì)的量之比，所以原溶液中原溶液中＝，故A錯(cuò)誤，故B正確；V2時(shí)上層清液溶質(zhì)為KNO3，焰色反應(yīng)火焰呈紫色，故C錯(cuò)誤；V2時(shí)生成沉淀的總物質(zhì)的量為n（AgI）+n（AgCl）＝c（AgNO3）×V1+c（AgNO3）×（V2－V1）＝c（AgNO3）×V2，故D正確。
6．（2021·全國甲卷）已知相同溫度下，Ksp（BaSO4）＜Ksp（BaCO3）。某溫度下，飽和溶液中－lg［c（SO42－）］、－lg［c（CO32－）］與－lg［c（Ba2+）］的關(guān)系如圖所示。
下列說法正確的是（ ）。
A．曲線①表示BaCO3的沉淀溶解曲線
B．該溫度下BaSO4的Ksp（BaSO4）值為1.0×10－10
C．加適量BaCl2固體可使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn)
D．c（Ba2+）＝10－5.1時(shí)，兩溶液中＝10y2－y1
【解析】選B。根據(jù)BaCO3、BaSO4的Ksp及橫縱坐標(biāo)，可知－lg Ksp＝x+y。相同溫度下，Ksp（BaSO4）＜Ksp（BaCO3），通過計(jì)算得Ksp：曲線①＜曲線②，則曲線①表示BaSO4的沉淀溶解曲線，故A錯(cuò)誤；曲線①為BaSO4溶液中－lgc（Ba2+）與－lgc（SO42－）的關(guān)系，由圖可知，當(dāng)溶液中－lgc（Ba2+）＝3時(shí)，－lgc（SO42－）＝7，則－lgKsp（BaSO4）＝7+3＝10，因此Ksp（BaSO4）＝1.0×10－10，故B正確；向飽和BaSO4溶液中加入適量BaCl2固體后，溶液中c（Ba2+）增大，根據(jù)溫度不變則Ksp（BaSO4）不變可知，溶液中c（SO42－）將減小，因此a點(diǎn)將沿曲線①向左上方移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；由圖可知，當(dāng)溶液中c（Ba2+）＝10－5.1時(shí)，兩溶液中＝＝＝＝10y1－y2，故D錯(cuò)誤。
7．已知難溶電解質(zhì)在水溶液中存在溶解平衡：MmAn（s）mMn+（aq）+nAm－（aq），Ksp＝c（Mn+）m·c（Am－）n，稱為溶度積。某學(xué)習(xí)小組欲探究CaSO4沉淀轉(zhuǎn)化為CaCO3沉淀的可能性，查得如下資料：（25℃）
難溶電解質(zhì) CaCO3 CaSO4 MgCO3 Mg（OH）2
Ksp 2.8×10－9 9.1×10－6 6.8×10－6 1.8×10－11
實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①往100mL 0.1mol·L－1的CaCl2溶液中加入100mL 0.1mol·L－1的Na2SO4溶液，立即有白色沉淀生成。
②向上述懸濁液中加入3g固體Na2CO3，攪拌，靜置，沉淀后棄去上層清液。
③再加入蒸餾水?dāng)嚢瑁o置，沉淀后再棄去上層清液。
④_________________________。
試回答下列問題：
（1）由題中信息Ksp越大，表示電解質(zhì)的溶解度越______（填“大”或“小”）。
（2）寫出第②步發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________。
（3）設(shè)計(jì)第③步的目的是____________________。
（4）請補(bǔ)充第④步操作及發(fā)生的現(xiàn)象：__________________________________。
【解析】本題考查的題目在設(shè)計(jì)方式上為探究性實(shí)驗(yàn)，既注重基礎(chǔ)知識(shí)，基本技能的考查，又注重了探究能力的考查。在硫酸鈣的懸濁液中存在著：CaSO4（s）SO42－（aq）+Ca2+（aq），由Ksp表達(dá)式為：Ksp（CaSO4）＝c（SO42－）·c（Ca2+），不難看出其與溶解度的關(guān)系：Ksp越大，表示電解質(zhì)的溶解度越大。溶解度大的沉淀會(huì)向溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化，加入Na2CO3后，溶液中CO32－濃度較大，而CaCO3的Ksp較小，故CO32－與Ca2+結(jié)合生成沉淀，即CO32－+Ca2+CaCO3↓。要證明CaSO4完全轉(zhuǎn)化為CaCO3，可以加入鹽酸，因?yàn)镃aSO4不和鹽酸反應(yīng)，而CaCO3可完全溶于鹽酸。既然是探究性實(shí)驗(yàn)，必須驗(yàn)證所推測結(jié)果的正確性，故設(shè)計(jì)了③、④步操作，即驗(yàn)證所得固體是否為碳酸鈣。
【答案】（1）大（2）Na2CO3（aq）+CaSO4（s）Na2SO4（s）+CaCO3（aq）
（3）洗去沉淀中附著的SO42－
（4）向沉淀中加入足量的鹽酸，沉淀完全溶解，并放出無色無味的氣體
8．（2021·全國乙卷）磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。為節(jié)約和充分利用資源，通過如下工藝流程回收鈦、鋁、鎂等。
該工藝條件下，有關(guān)金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH見下表：
金屬離子 Fe3+ Al3+ Mg2+ Ca2+
開始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4
沉淀完全（c＝1×10－5mol/L）的pH 3.2 4.7 11.1 13.8
回答下列問題：
（1）“焙燒”中，TiO2、SiO2幾乎不發(fā)生反應(yīng)，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的硫酸鹽，寫出Al2O3轉(zhuǎn)化為NH4Al（SO4）2的化學(xué)方程式___________________。
（2）“水浸”后“濾液”的pH約為2.0，在“分步沉淀”時(shí)用氨水逐步調(diào)節(jié)pH至11.6，依次析出的金屬離子是_____________。
（3）“母液①”中Mg2+濃度為_______mol/L。
（4）“水浸渣”在160℃“酸溶”最適合的酸是__________。“酸溶渣”的成分是_______、_______。
（5）“酸溶”后，將溶液適當(dāng)稀釋并加熱，TiO2+水解析出TiO2·xH2O沉淀，該反應(yīng)的離子方程式是_______________________________。
（6）將“母液①”和“母液②”混合，吸收尾氣，經(jīng)處理得_______，循環(huán)利用。
【解析】由題給流程可知，高鈦爐渣與硫酸銨混合后焙燒時(shí)，二氧化鈦和二氧化硅不反應(yīng)，氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣、氧化鐵轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的硫酸鹽，尾氣為氨氣；將焙燒后物質(zhì)加入熱水水浸，二氧化鈦、二氧化硅不溶于水，微溶的硫酸鈣部分溶于水，硫酸鐵、硫酸鎂和硫酸鋁銨溶于水，過濾得到含有二氧化鈦、二氧化硅、硫酸鈣的水浸渣和含有硫酸鐵、硫酸鎂、硫酸鋁銨和硫酸鈣的濾液；向pH約為2.0的濾液中加入氨水至11.6，溶液中鐵離子、鋁離子和鎂離子依次沉淀，過濾得到含有硫酸銨、硫酸鈣的母液①和氫氧化物沉淀；向水浸渣中加入濃硫酸加熱到160℃酸溶，二氧化硅和硫酸鈣與濃硫酸不反應(yīng)，二氧化鈦與稀硫酸反應(yīng)得到TiOSO4，過濾得到含有二氧化硅、硫酸鈣的酸溶渣和TiOSO4溶液；將TiOSO4溶液加入熱水稀釋并適當(dāng)加熱，使TiOSO4完全水解生成TiO2·xH2O沉淀和硫酸，過濾得到含有硫酸的母液②和TiO2·xH2O。（1）氧化鋁轉(zhuǎn)化為硫酸鋁銨發(fā)生的反應(yīng)為氧化鋁、硫酸銨在高溫條件下反應(yīng)生成硫酸鋁銨、氨氣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3+4（NH4）2SO4NH4Al（SO4）2+4NH3↑+3H2O；（2）由題給開始沉淀和完全沉淀的pH可知，將pH約為2.0的濾液加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH為11.6時(shí)，鐵離子首先沉淀、然后是鋁離子、鎂離子，鈣離子沒有沉淀，故答案為：；（3）由鎂離子完全沉淀時(shí)，溶液pH為11.1可知，氫氧化鎂的溶度積為1×10－5×（1×10－2.9）2＝1×10－10.8，當(dāng)溶液pH為11.6時(shí)，溶液中鎂離子的濃度為c（Mg2+）＝＝mol/L＝1×10－6mol/L；（4）增大溶液中硫酸根離子濃度，有利于使微溶的硫酸鈣轉(zhuǎn)化為沉淀，為了使微溶的硫酸鈣完全沉淀，減少TiOSO4溶液中含有硫酸鈣的量，應(yīng)加入濃硫酸加熱到160℃酸溶；由分析可知，二氧化硅和硫酸鈣與濃硫酸不反應(yīng)，則酸溶渣的主要成分為二氧化硅和硫酸鈣；（5）酸溶后將TiOSO4溶液加入熱水稀釋并適當(dāng)加熱，能使TiOSO4完全水解生成TiO2·xH2O沉淀和硫酸，反應(yīng)的離子方程式為TiO2++（x+1）H2OTiO2·xH2O+2H+；（6）由分析可知，尾氣為氨氣，母液①為硫酸銨、母液②為硫酸，將母液①和母液②混合后吸收氨氣得到硫酸銨溶液，可以循環(huán)使用。
【答案】（1）Al2O3+4（NH4）2SO4NH4Al（SO4）2+4NH3↑+3H2O
（2）Fe3+、Al3+、Mg2+ （3）1×10－6 （4）硫酸；SiO2、CaSO4
（5）TiO2++（x+1）H2OTiO2·xH2O+2H+ （6）（NH4）2SO4
題組C 培優(yōu)拔尖練
1．為研究沉淀的生成及轉(zhuǎn)化，某小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的分析不正確的是（ ）。
A．①濁液中存在平衡：AgSCN（s）Ag+（aq）+SCN－（aq）
B．②中顏色變化說明上層清液中含有SCN－
C．③中顏色變化說明有AgI生成
D．該實(shí)驗(yàn)可以證明AgI比AgSCN更難溶
【解析】選D。根據(jù)信息，白色沉淀是AgSCN，存在溶解平衡；AgSCN（s）Ag+（aq）+SCN－（aq），故A正確；取上層清液，加入Fe3+出現(xiàn)紅色溶液，說明生成Fe（SCN）3，說明溶液中含有SCN－，故B正確；AgI是黃色沉淀，現(xiàn)象是黃色沉淀說明有AgI產(chǎn)生，故C正確；①中反應(yīng)Ag+有剩余，加入KI溶液，使c（I－）·c（Ag+）＞Ksp（AgI）而有黃色沉淀，并不是沉淀AgSCN，轉(zhuǎn)化為AgI，因此不能說明AgI比AgSCN更難溶，故D錯(cuò)誤。
2．（2021·蘇州高二檢測）已知298 K時(shí)，Mg（OH）2的溶度積常數(shù)Ksp＝5.6×10－12，取適量的MgCl2溶液，加入一定量的燒堿溶液達(dá)到沉淀溶解平衡，測得pH＝13.0，則下列說法不正確的是（ ）。
A．所得溶液中的c（H+）＝10－13mol·L－1
B．所得溶液中由水電離產(chǎn)生的c（OH－）水＝10－13mol·L－1
C．所加燒堿溶液的pH＝13.0
D．所得溶液中的c（Mg2+）＝5.6×10－10mol·L－1
【解析】選C。pH＝13的溶液中，c（H+）＝10－13mol·L－1，c（OH－）＝＝mol/L＝1.0×10－1mol·L－1，A項(xiàng)正確；溶液中由水電離產(chǎn)生的c（OH－）水c（H+）水＝溶液中的c（H+）＝10－13mol·L－1，B項(xiàng)正確；因?yàn)橄騇gCl2溶液中加NaOH溶液后混合溶液的pH＝13，所以所加NaOH溶液的pH＞13，C項(xiàng)錯(cuò)誤；溶液中的c（Mg2+）＝＝mol·L－1＝5.6×10－10mol·L－1，D項(xiàng)正確。
3．（2021·江蘇選擇考）室溫下，用0.5mol·L－1Na2CO3溶液浸泡CaSO4粉末，一段時(shí)間后過濾，向?yàn)V渣中加稀醋酸，產(chǎn)生氣泡。已知Ksp（CaSO4）＝5×10－5，Ksp（CaCO3）＝3×10－9。下列說法正確的是（ ）。
A．0.5mol·L－1Na2CO3溶液中存在：c（OH－）＝c（H+）+c（HCO3－）+c（H2CO3）
B．反應(yīng)CaSO4+CO32－CaCO3+SO42－正向進(jìn)行，需滿足＞×104
C．過濾后所得清液中一定存在：c（Ca2+）＝且c（Ca2+）≤
D．濾渣中加入醋酸發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O
【解析】選C。0.5mol·L－1Na2CO3溶液中存在質(zhì)子守恒：c（OH－）＝c（H+）+c（HCO3－）+2c（H2CO3），A錯(cuò)誤；該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝＝＝＝×104，當(dāng)濃度商＜K時(shí)，反應(yīng)正向進(jìn)行，B錯(cuò)誤；上層清液為碳酸鈣的保護(hù)溶液，所以清液中滿足c（Ca2+）＝，由于硫酸鈣沉淀轉(zhuǎn)化為碳酸鈣沉淀，所以清液為硫酸鈣的不飽和溶液，則c（Ca2+）≤，C正確；醋酸為弱酸，不能拆成離子形式，D錯(cuò)誤。
4．（2022·海南省選擇考）某元素M的氫氧化物M（OH）2（s）在水中的溶解反應(yīng)為：M（OH）2（s）M2+（aq）+2OH－（aq），M（OH）2（s）+2OH－（aq）M（OH）42－（aq），25℃，－lgc與pH的關(guān)系如圖所示，c為M2+或M（OH）42－濃度的值，下列說法錯(cuò)誤的是（ ）。
A．曲線①代表－lgc（M2+）與pH的關(guān)系
B．M（OH）2的Ksp約為1×10－10
C．向c（M2+）＝0.1mol·L－1的溶液中加入NaOH溶液至pH＝9.0，體系中元素M主要以M（OH）2（s）存在pH＝9.0，體系中元素M主要以M（OH）2（s）存在
D．向c［M（OH）42－］＝0.1mol·L－1的溶液中加入等體積0.4mol/L的HCl后，體系中元素M主要以M2+存在
【解析】選BD。由題干信息，M（OH）2（s）M2+（aq）+2OH－（aq），M（OH）2（s）+2OH－（aq）M（OH）42－（aq），隨著pH增大，c（OH－）增大，則c（M2+）減小，c［M（OH）42－］增大，即－lgc（M2+）增大，－lgc［M（OH）42－］減小，因此曲線①代表－lgc（M2+）與pH的關(guān)系，曲線②代表－lgc［M（OH）42－］與pH的關(guān)系。由分析可知，曲線①代表－lgc（M2+）與pH的關(guān)系，A正確；由圖象，pH＝7.0時(shí)，－lgc（M2+）＝3.0，則M（OH）2的Ksp＝c（M2+）·c2（OH－）＝1×10－17，B錯(cuò)誤；向c（M2+）＝0.1mol·L－1的溶液中加入NaOH溶液至pH＝9.0，根據(jù)圖像，pH＝9.0時(shí)，c（M2+）、c［M（OH）42－］均極小，則體系中元素M主要以M（OH）2（s）存在，C正確；c［M（OH）42－］＝0.1mol·L－1的溶液中，由于溶解平衡是少量的，因此加入等體積的0.4mol·L－1的HCl后，體系中元素M仍主要以M（OH）42－存在，D錯(cuò)誤。
5．（2021·浙江臺(tái)州高二檢測）痛風(fēng)是關(guān)節(jié)炎反復(fù)發(fā)作及產(chǎn)生腎結(jié)石為特征的一類疾病，關(guān)節(jié)炎的原因歸結(jié)于在關(guān)節(jié)滑液中形成了尿酸鈉（NaUr）晶體，有關(guān)平衡如下：
①HUr（尿酸，aq）Ur－（尿酸根，aq）+H+（aq）（37℃時(shí)，Ka＝4.0×10－6）
②NaUr（s）Ur－（aq）+Na+（aq）
（1）37℃時(shí)，0.5L水中最多可溶解4.0×10－3mol尿酸鈉，此溫度下尿酸鈉的Ksp為_______。
（2）第一次關(guān)節(jié)炎發(fā)作的時(shí)間大都在寒冷季節(jié)，發(fā)病部位大都在腳趾和手指的關(guān)節(jié)處，這說明溫度降低時(shí)，反應(yīng)②的Ksp_______（填“增大”、“減小”或“不變”），生成尿酸鈉晶體的反應(yīng)是_______（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)。
（3）37℃時(shí)，某病人尿液中尿酸分子和尿酸根離子的總濃度為2.0×10－3mol·L－1，其中尿酸分子的濃度為4.0×10－4mol·L－1，該病人尿液的pH為________。
（4）25℃時(shí)，Ur－的水解平衡常數(shù)Kh為：_____________。
（5）常溫下，將0.2mol·L－1的HUr溶液和0.1mol·L－1 NaOH溶液等體積混合，若混合液體積等于兩溶液體積之和，則混合液中下列關(guān)系正確的是_______。
A．c（HUr）＞c（Ur－）
B．pH＞7
C．c（Na+）＝c（HUr）+c（Ur－）
D．2 c（H+）＝2c（OH－）+［c（Ur－）－c（HUr）］
（6）試根據(jù)所學(xué)平衡知識(shí)說出一種防治關(guān)節(jié)炎的措施__________________。
（7）已知如圖所示t1時(shí)刻在尿酸鈉的飽和溶液（晶體充足）中加適量水，試作出V溶解、V沉淀與時(shí)間關(guān)系的示意圖
【解析】（1）c（Na+）＝c（Ur－）＝＝8.0×10－3mol·L－1，Ksp（NaUr）＝c（Na+）·c（Ur－）＝8.0×10－3mol·L－1×8.0×10－3mol·L－1＝6.4×10－5mol2·L－2。（2）關(guān)節(jié)炎的成因是形成了NaUr晶體，第一次發(fā)作時(shí)間大都在寒冷季節(jié)，說明降低溫度，平衡向生成NaUr晶體的方向移動(dòng)，而降溫平衡向吸熱反應(yīng)反應(yīng)移動(dòng)，則平衡②為放熱反應(yīng)。因?yàn)榇藭r(shí)，c（Na+）和c（Ur－）減小，所以反應(yīng)②的Ksp減小。（3）c（Ur－）＝2.0×10－3mol·L－1－4.0×10－4mol·L－1＝1.6×10－3mol·L－1，根據(jù)Ka＝＝4.0×10－6，可以求出c（H+）＝1.0×10－6mol·L－1，所以pH＝6。（4）Ur－+H2OHUr+OH－，Kh＝＝＝＝＝2.5×10－9。（5）混合后得到等物質(zhì)的量濃度的HUr和NaUr的混合物，因?yàn)镵a＞Kh，說明的HUr的電離程度大于NaUr的水解程度，所以混合液呈酸性，而且c（HUr）＜c（Ur－），A和B選項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)電荷守恒得：c（H+）+c（Na+）＝c（OH－）+c（Ur－），根據(jù)物料守恒得；2c（Na+）＝c（HUr）+c（Ur－），C選項(xiàng)錯(cuò)誤。二者消去c（Na+），可得質(zhì)子守恒：2c（H+）+c（HUr）＝2c（OH－）+c（Ur－），D選項(xiàng)正確。（6）要防治關(guān)節(jié)炎，必須減少尿酸鈉晶體的生成，即使平衡NaUr（s）Ur－（aq）+Na+（aq）正向移動(dòng)，可以減少c（Na+），即減少食鹽的攝入量。（7）加適量水稀釋，平衡NaUr（s）Ur－（aq）+Na+（aq）正向移動(dòng)，V溶解＞V沉淀，又因?yàn)榫w充足，所以整個(gè)過程始終處于溶解平衡狀態(tài)。
【答案】（1）6.4×10－5 （2）減小；放熱
（3）6 （4）2.5×10－9 （5）D
（6）減少尿酸的產(chǎn)生或減少Na+的攝入
（7）
6．（2022·全國甲卷）硫酸鋅（ZnSO4）是制備各種含鋅材料的原料，在防腐、電鍍、醫(yī)學(xué)上有諸多應(yīng)用。硫酸鋅可由菱鋅礦制備。菱鋅礦的主要成分為ZnCO3，雜質(zhì)為SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制備流程如下：
本題中所涉及離子的氯氧化物溶度積常數(shù)如下表：
離子 Fe3+ Zn2+ Cu2+ Fe2+ Mg2+
Ksp 4.0×10－38 6.7×10－17 2.2×10－20 8.0×10－16 1.8×10－11
回答下列問題：
（1）菱鋅礦焙燒生成氧化鋅的化學(xué)方程式為____________________________。
（2）為了提高鋅的浸取效果，可采取的措施有_______、_______。
（3）加入物質(zhì)X調(diào)溶液pH＝5，最適宜使用的X是_______（填標(biāo)號(hào)）。
A．NH3·H2O B．Ca（OH）2 C．NaOH
濾渣①的主要成分是_______、_______、_______。
（4）向80~90℃的濾液①中分批加入適量KMnO4溶液充分反應(yīng)后過濾，濾渣②中有MnO2，該步反應(yīng)的離子方程式為___________________________________。
（5）濾液②中加入鋅粉的目的是____________________________。
（6）濾渣④與濃H2SO4反應(yīng)可以釋放HF并循環(huán)利用，同時(shí)得到的副產(chǎn)物是_______、_______。
【解析】由題干信息，菱鋅礦的主要成分為ZnCO3，雜質(zhì)為SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物，結(jié)合流程圖分析，菱鋅礦焙燒，主要發(fā)生反應(yīng)ZnCO3ZnO+CO2↑，再加入H2SO4酸浸，得到含Zn2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+的溶液，加入物質(zhì)X調(diào)節(jié)pH＝5，結(jié)合表格數(shù)據(jù)，過濾得到Fe（OH）3、CaSO4、SiO2的濾渣①，濾液①中主要含有Zn2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Fe2+，再向?yàn)V液①中加入KMnO4溶液氧化Fe2+，過濾得到Fe（OH）3和MnO2的濾渣②，濾液②中加入鋅粉，發(fā)生反應(yīng)Zn+Cu2+＝Zn2+＝Cu，過濾后得到濾渣③為Cu，再向?yàn)V液③中加入HF脫鈣鎂，過濾得到濾渣④為CaF2、MgF2，濾液④為ZnSO4溶液，經(jīng)一系列處理得到ZnSO4·7H2O，據(jù)此分析解答。（1）由分析，焙燒時(shí)，生成ZnO的反應(yīng)為：ZnCO3ZnO+CO2↑；（2）可采用增大壓強(qiáng)、將焙燒后的產(chǎn)物碾碎，增大接觸面積、增大硫酸的濃度等方式提高鋅的浸取率；（3）NH3·H2O易分解產(chǎn)生NH3污染空氣，且經(jīng)濟(jì)成本較高，故A不適宜；Ca（OH）2不會(huì)引入新的雜質(zhì)，且成本較低，故B適宜；NaOH會(huì)引入雜質(zhì)Na+，且成本較高，C不適宜。選B；當(dāng)沉淀完全時(shí)（離子濃度小于10－5mol/L），結(jié)合表格Ksp計(jì)算各離子完全沉淀時(shí)pH＜5的只有Fe3+，故濾渣①中有Fe（OH）3，又CaSO4是微溶物，SiO2不溶于酸，故濾渣①的主要成分是Fe（OH）3、CaSO4、SiO2；（4）向80~90℃濾液①中加入KMnO4溶液，可氧化Fe2+，得到Fe（OH）3和MnO2的濾渣②，反應(yīng)的離子方程式為3Fe2++MnO4－+7H2O3Fe（OH）3↓+MnO2↓+5H+；（5）濾液②中加入鋅粉，發(fā)生反應(yīng)Zn+Cu2+Zn2+＝Cu，故加入鋅粉的目的為置換Cu2+為Cu從而除去；（6）由分析，濾渣④為CaF2、MgF2，與濃硫酸反應(yīng)可得到HF，同時(shí)得到的副產(chǎn)物為CaSO4、MgSO4。
【答案】（1）ZnCO3ZnO+CO2↑
（2）增大壓強(qiáng)；將焙燒后的產(chǎn)物碾碎，增大接觸面積、增大硫酸的濃度等
（3）B；Fe（OH）3、CaSO4、SiO2
（4）3Fe2++MnO4－+7H2O3Fe（OH）3↓+MnO2↓+5H+
（5）置換Cu2+為Cu從而除去（6）CaSO4；MgSO4

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