資源簡介

第三章　水溶液中的離子反應與平衡
第四節　沉淀溶解平衡
第1課時　難溶電解質的沉淀溶解平衡
基礎過關練　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
題組一　　沉淀溶解平衡
1.下列有關AgCl的沉淀溶解平衡的說法正確的是 (　　)
A.AgCl的生成和溶解不斷進行,但速率相等
B.AgCl難溶于水,溶液中沒有Ag+和Cl-
C.在AgCl的澄清飽和溶液中加入NaCl溶液,一定會有沉淀生成
D.向AgCl的沉淀溶解平衡體系中加入NaCl固體,AgCl溶解的量增大
2.在一定溫度下,氯化銀在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),若把AgCl分別放入①100 mL 0.1 mol/L NaNO3溶液中;②100 mL 0.1 mol/L NaCl溶液中;③100 mL 0.1 mol/L AlCl3溶液中;④100 mL 0.1 mol/L MgCl2溶液中。攪拌后在相同的溫度下Ag+濃度由大到小的順序是 (　　)
A.①>②>④>③　　　　B.②>①>④>③
C.④>③>②>①　　　　D.①>④>③>②
題組二　　溶度積的理解及應用
3.下列有關溶度積常數Ksp的說法正確的是 (　　)
A.溶度積常數Ksp與難溶電解質的性質和溫度有關,溫度升高Ksp一定增大
B.水溶液中,易溶于水的電解質不存在沉淀溶解平衡
C.同一溫度下,兩種難溶電解質中,溶度積Ksp越小的,其溶解能力也一定越小
D.常溫下,向BaSO4飽和溶液中加入少量Na2CO3溶液,BaSO4的Ksp不變
4.25 ℃時,已知CaCO3的Ksp=3.4×10-9,現將濃度為2×10-4 mol·L-1的Na2CO3溶液與CaCl2溶液等體積混合,若要產生沉淀,則所用CaCl2溶液的濃度應大于 (　　)
A.2.8×10-2 mol·L-1　　　　B.1.4×10-5 mol·L-1
C.3.4×10-5 mol·L-1　　　　D.6.8×10-5 mol·L-1
5.(經典題)25 ℃時,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。某溶液中含有Cl-、Br-和Cr,濃度均為0.010 mol·L-1,向該溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的AgNO3溶液,三種陰離子產生沉淀的先后順序為 (　　)
A.Cl-、Br-、Cr、Br-、Cl-
C.Br-、Cl-、Cr、Cl-
6.已知某溫度時Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38,Fe3+在溶液中的濃度小于1×10-5 mol·L-1時就認為Fe3+已經沉淀完全。若此溶液中c(Fe3+)=0.01 mol·L-1,請回答下列問題{已知Ksp[Mg(OH)2]=4×10-12,lg5≈0.7}:
(1)Fe3+開始沉淀時溶液中c(OH-)約為　　　　mol·L-1。
(2)當Fe3+恰好沉淀完全時溶液中pH約為　　　(該溫度下KW≈10-14)。
(3)若溶液中還含有Mg2+,其濃度為1 mol·L-1,則Fe3+完全沉淀時Mg2+　 　(填字母)。
A.尚未開始沉淀
B.已經開始沉淀
C.已經沉淀完全
(4)在含有少量Fe3+的Mg2+溶液中　　　　(填“可以”或“不可以”)用調節pH的方法來除去Fe3+。
能力提升練
題組一　　與溶度積相關的計算
1.25 ℃時,Ksp(CaCO3)=3.4×10-9,Ksp(CaF2)=3.45×10-11。下列關于CaCO3和CaF2的兩懸濁液說法錯誤的是 (　　)
A.CaCO3和CaF2兩懸濁液中前者的c(Ca2+)較大
B.分別滴加稀硫酸(不考慮溫度變化),CaCO3與CaF2的溶度積常數不變
C.分別加入0.1 mol/L的CaCl2溶液,c(C)和c(F-)均減小
D.CaCO3和CaF2共存的飽和溶液中,的值約為98.6
2.關于沉淀溶解平衡和溶度積常數,下列說法不正確的是 (　　)
A.Ksp只與難溶電解質的性質和溫度有關,而與溶液中的離子濃度無關
B.將飽和Na2SO4溶液加入飽和石灰水中,有白色沉淀產生,說明Ksp[Ca(OH)2]>Ksp(CaSO4)
C.已知25 ℃時Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,則該溫度下反應Fe(OH)3+3H+ Fe3++3H2O的平衡常數K=2.8×103
D.已知25 ℃時,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,在MgCl2溶液中加入氨水調混合液的pH=11,產生沉淀,則此時溶液中的c(Mg2+)=5.6×10-6 mol·L-1
3.(經典題)請按要求回答下列問題:
含Na2CO3的鉬酸鈉(Na2MoO4)溶液中c(Mo
的去除率為　　　。[已知:Ksp(BaCO3)=2.6×10-9,Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8,忽略溶液的體積變化]
題組二　　沉淀溶解平衡的圖像分析
4.(經典題)T ℃時,PdI2在溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
A.T ℃時,PdI2的Ksp=7.0×10-9
B.T ℃時,a點對應的是PdI2飽和溶液,b、d兩點對應的都是PdI2不飽和溶液
C.T ℃時,向a點對應的溶液中加入少量NaI固體,溶液由a點可能變為c點
D.通過蒸發可使b點變為a點
5.常溫下,用AgNO3溶液分別滴定濃度均為0.01 mol·L-1的KCl、K2C2O4溶液,達到沉淀溶解平衡時,-lg c(Ag+)與lg c(Xn-)的關系如圖所示(不考慮C2。下列敘述正確的是 (　　)
A.Ksp(Ag2C2O4)的數量級為10-7
B.N點表示AgCl的不飽和溶液
C.向c(Cl-)=c(C2)的混合溶液中滴入AgNO3溶液時,先生成Ag2C2O4沉淀
D.常溫下,Ag2C2O4(s)+2Cl-(aq) 2AgCl(s)+C2(aq)的平衡常數為109.04
答案與分層梯度式解析
基礎過關練
1.A 2.A 3.D 4.D 5.C
1.A　當AgCl達到沉淀溶解平衡時,AgCl的生成和溶解仍在進行,且二者速率相等,A正確;AgCl固體在溶液中存在沉淀溶解平衡,所以溶液中有Ag+和Cl-,B錯誤;如果加入的NaCl溶液中的Cl-濃度與AgCl澄清飽和溶液中的Cl-濃度相等,則不會有沉淀生成,C錯誤;AgCl的沉淀溶解平衡體系中存在AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),加入NaCl固體導致溶液中c(Cl-)增大,平衡逆向移動,AgCl溶解的量減小,D錯誤。
2.A　因為氯化銀在水中存在沉淀溶解平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),相同的溫度下,題給溶液中的氯離子濃度越大,AgCl的沉淀溶解平衡逆向移動程度越大,銀離子濃度越小;①中無Cl-,②、③、④溶液中c(Cl-)分別為0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L,因此Ag+濃度由大到小的順序是①>②>④>③。
3.D　溶度積常數Ksp與難溶電解質的性質和溫度有關,大多數難溶物隨溫度升高Ksp增大,但也有少數物質隨溫度升高Ksp減小,A錯誤;易溶于水的電解質的飽和溶液存在晶體時,晶體的析出和溶解也存在平衡,B錯誤;相同溫度下,一般對于同類型的物質(易錯點),Ksp越小,其溶解能力越小,C錯誤;溫度不變,Ksp不變,D正確。
易錯分析　相同溫度下,同種類型的難溶電解質(如AgCl、AgBr、AgI),一般可利用Ksp直接比較其溶解能力,不同類型的難溶電解質(如AgCl和Ag2CrO4),不可利用Ksp直接比較其溶解能力。
4.D　若要產生沉淀,Q應大于Ksp,等體積混合,體積加倍,濃度減半,則混合后c(C)= mol·L-1=1×10-4 mol·L-1,則有:> mol·L-1,解得c(CaCl2)>6.8×10-5 mol·L-1。
5.C　溶液中Cl-、Br-、Cr的濃度均為0.010 mol·L-1,Cl-沉淀時c(Ag+)= mol·L-1=1.8×10-8 mol·L-1,Br-沉淀時c(Ag+)= mol·L-1=5.4×10-11 mol·L-1,Cr沉淀時c(Ag+)= mol·L-1=3.0×10-5 mol·L-1,所需Ag+濃度越小越先沉淀,故離子沉淀的先后順序是Br-、Cl-、Cr,故C正確。
6.答案　(1)2.0×10-12　(2)3.3　(3)A　(4)可以
解析　(1)Fe3+開始沉淀時,Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-),c(OH-)= mol·L-1=2.0×10-12 mol·L-1。
(2)當Fe3+恰好沉淀完全時,濃度小于1×10-5 mol·L-1,Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-),c(OH-)= mol·L-1=2.0×10-11 mol·L-1,此時溶液中c(H+)=5×10-4 mol·L-1,溶液的pH=-lg(5×10-4)=3.3。
(3)由(2)分析知,當Fe3+沉淀完全時c(OH-)=2.0×10-11 mol·L-1,Q=c(Mg2+)·c2(OH-)=1×(2.0×10-11)2=4×10-22,Q(4)根據(3)可知題述條件下Fe3+沉淀完全時,Mg2+尚未開始沉淀,因此在含有少量Fe3+的Mg2+溶液中,可以用調節pH的方法來除去Fe3+。
能力提升練
1.A 2.B 4.C 5.D
1.A　CaCO3飽和溶液中c(Ca2+)== mol/L≈5.8×10-5 mol/L,CaF2飽和溶液中c(Ca2+)== mol/L≈2.05×10-4 mol/L,所以CaCO3和CaF2的兩懸濁液中前者的c(Ca2+)較小,A錯誤;溶度積常數隨溫度改變而改變,分別滴加稀硫酸,溫度不變,則溶度積常數不變,B正確;分別加入CaCl2溶液,溶液中c(Ca2+)增大,兩懸濁液中存在的沉淀溶解平衡逆向移動,c(C)、c(F-)均減小,C正確;===≈98.6,D正確。
2.B　Ksp只與難溶電解質的性質和溫度有關,而與溶液中的離子濃度無關,A正確;將飽和Na2SO4溶液加入飽和石灰水中,有白色沉淀產生,說明CaSO4溶解度更小,但兩種沉淀類型不同,c(OH-)、c(S)濃度未知,無法比較兩者Ksp大小,B錯誤;Fe(OH)3+3H+ Fe3++3H2O的平衡常數K=====2.8×103,C正確;由Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×c2(OH-)=5.6×10-12可知c(Mg2+)=== mol·L-1=5.6×10-6 mol·L-1,D正確。
3.答案　95%
解析　當BaMoO4開始沉淀時,溶液中c(Ba2+)== mol·L-1=1×10-7 mol·L-1,此時溶液中c(C)== mol·L-1=0.026 mol·L-1,則C的去除率為×100%=95%。
4.C　根據圖中a點對應的數據可知,PdI2的Ksp=7×10-5×(1×10-4)2=7×10-13,A錯誤;a點在曲線上,為飽和溶液,b點在a點正下方,為不飽和溶液,d點在曲線上方,為過飽和溶液,B錯誤;a點為PdI2的飽和溶液,加入少量NaI固體,c(I-)增大,Ksp不變的情況下,c(Pd2+)減小,但是仍在曲線上,溶液由a點可能變為c點,C正確;蒸發使c(I-)增大,a點、b點溶液中c(I-)相同,D錯誤。
5.D　結合圖像可知,Ksp(Ag2C2O4)=c(C2)·c2(Ag+)=10-2.46×(10-4)2=10-10.46,其數量級不為10-7,A錯誤;由圖可知,N點溶液中濃度商Q>Ksp(AgCl),是AgCl的過飽和溶液,B錯誤;結合圖像可知,Ksp(AgCl)=c(Cl-)·c(Ag+)=10-5.75×10-4=10-9.75,向c(Cl-)=c(C2)的混合溶液中滴入AgNO3溶液時,Cl-開始沉淀時所需c(Ag+)小于C2開始沉淀時所需c(Ag+),即先生成AgCl沉淀,C錯誤;該反應的平衡常數K=====109.04,D正確。
思維升華　解答本題的關鍵是抓住圖像中特殊點,求出AgCl和Ag2C2O4的Ksp。如根據點(-5.75,4)可確定Ksp(AgCl),同理根據點(-2.46,4)可求出Ksp(Ag2C2O4)。計算D項反應的平衡常數時,分子與分母同時乘c2(Ag),可轉化為Ksp間的計算。
9(共31張PPT)
第四節 沉淀溶解平衡
知識點 1 沉淀溶解平衡
必備知識 清單破
1.物質溶解性與溶解度的關系(20 ℃)

2.沉淀溶解平衡
(1)概念:在一定溫度下,當某種物質沉淀和溶解速率相等時,形成該物質的飽和溶液,達到平衡
狀態,人們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡。
(2)沉淀溶解平衡的建立(以AgCl溶液為例)
　　AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq):
①v溶解>v沉淀,固體溶解;
②v溶解=v沉淀,沉淀溶解平衡;
③v溶解(3)表示:難溶電解質AmBn的沉淀溶解平衡一般表達式為AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)。難溶
電解質用“s”標明狀態,溶液中離子用“aq”標明狀態,用“ ”連接。如Fe(OH)3(s)
Fe3+(aq)+3OH-(aq)。
(4)特征

3.影響沉淀溶解平衡的因素
(1)內因
難溶電解質本身的性質,這是決定因素。
(2)外因
①濃度:加水稀釋,平衡向沉淀溶解的方向移動。
②溫度:升高溫度,多數平衡向沉淀溶解的方向移動;少數平衡向生成沉淀的方向移動,如Ca(OH)2的溶解平衡。
③同離子效應:向平衡體系中加入含原體系中某離子的物質,平衡向生成沉淀的方向移動。
④其他:向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應生成更難溶的物質或氣體的離子時,平
衡向沉淀溶解的方向移動。
知識點 2 溶度積常數
1.概念:難溶電解質在水溶液中達到沉淀溶解平衡時的平衡常數,稱為溶度積常數,簡稱溶度
積,符號為Ksp。
2.表達式:AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)的Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)。
3.影響因素:Ksp只與難溶電解質的性質和溫度有關,與沉淀的量和溶液中離子的濃度無關。
特別提醒 一般溫度升高,Ksp增大,但Ca(OH)2的Ksp減小。
4.Ksp的意義:反映了難溶電解質在水中的溶解能力。相同溫度下,對于同類型物質(如AgCl、
AgBr、AgI等),Ksp數值越大,難溶電解質在水中的溶解能力越強。
特別提醒 相同溫度下,對于不同類型的物質,Ksp差距不大時不能直接作為溶解能力大小的
比較依據。
5.應用:利用溶度積規則可判斷給定條件下有無沉淀生成。
　　離子積(Q):對于AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq),任意時刻Q=cm(An+)·cn(Bm-)。
(1)Q>Ksp,溶液過飽和,有沉淀析出;
(2)Q=Ksp,溶液飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態;
(3)Q6.溶度積常數的有關計算【詳見定點1】
知識點 3 沉淀溶解平衡的應用
1.沉淀的生成
(1)原理:當Q>Ksp時,難溶電解質的沉淀溶解平衡向左移動,生成沉淀。
(2)應用:可利用生成沉淀分離或除去溶液中的雜質離子。
(3)方法
①調節pH法:如除去NH4Cl溶液中的FeCl3雜質,可加入氨水調節pH,反應的離子方程式為Fe3++
3NH3·H2O Fe(OH)3↓+3N 。
②加沉淀劑法:如用H2S沉淀Cu2+,反應的離子方程式為Cu2++H2S CuS↓+2H+。
特別提醒　沉淀劑的選擇
(1)既要除去溶液中的指定離子,又不影響其他離子的存在,引入溶液中的雜質離子要便于除去。
(2)形成的沉淀物的溶解度越小,離子沉淀越完全(通常,溶液中離子濃度小于1×10-5 mol/L時,
認為沉淀完全)。
2.沉淀的溶解
(1)原理:當Q(2)方法
①酸溶解法:如用鹽酸溶解CaCO3,是鹽酸中的H+與C 反應,使平衡CaCO3(s) Ca2+(aq)+
C (aq)正向移動。
②鹽溶液溶解法:如Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液,是由于N 水解要消耗OH-,使平衡
Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)正向移動,總反應的離子方程式為Mg(OH)2+2N Mg2++
2NH3·H2O。
③氧化還原溶解法:如不溶于鹽酸的Ag2S可溶于稀HNO3,是由于稀HNO3將S2-氧化,使平衡
Ag2S(s) 2Ag+(aq)+S2-(aq)正向移動。
④生成配合物法:如AgCl可溶于濃氨水,是由于Ag+與NH3·H2O作用生成可溶的[Ag(NH3)2]+,使
平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)正向移動。
3.沉淀的轉化
(1)實質:沉淀溶解平衡的移動。
(2)舉例:①AgNO3溶液 AgCl(白色沉淀) AgBr(淡黃色沉淀) AgI
(黃色沉淀) Ag2S(黑色沉淀)。
②MgCl2溶液 Mg(OH)2(白色沉淀) Fe(OH)3(紅褐色沉淀)。
(3)規律:一般來說,溶解度小的沉淀轉化成溶解度更小的沉淀容易實現。
(4)應用
①鍋爐除水垢:將CaSO4轉化為CaCO3,然后用鹽酸清洗,轉化反應的離子方程式為CaSO4+
C CaCO3+S 。
②礦物轉化:ZnS遇CuSO4溶液轉化為CuS,反應的離子方程式為ZnS+Cu2+ CuS+Zn2+。
4.沉淀溶解平衡圖像分析【詳見定點2】
知識辨析
1.向稀AgNO3溶液中加入過量的NaCl溶液,溶液中Ag+完全沉淀,溶液中不存在Ag+,這種說法
對嗎
2.只有AgCl等難溶電解質才存在沉淀溶解平衡,且AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)和AgCl
Ag++Cl-所表示的含義相同。這種說法對嗎
3.Ca(OH)2溶解放熱,升溫,Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)平衡逆向移動,這種說法對嗎
4.相同溫度下,Ksp數值越大,難溶電解質在水中的溶解能力越強,這種說法對嗎
5.一般來說,溶解能力相對較強的物質易轉化為溶解能力相對較弱的物質,這種說法對嗎
一語破的
1.不對。難溶電解質在水中存在沉淀溶解平衡,即使NaCl溶液過量,溶液中也存在Ag+。
2.不對。并不是只有難溶電解質才存在沉淀溶解平衡,易溶電解質的飽和溶液中也存在沉淀
溶解平衡,如飽和食鹽水中存在的沉淀溶解平衡為NaCl(s) Na+(aq)+Cl-(aq);AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)是AgCl的沉淀溶解平衡,AgCl Ag++Cl-表示溶于水的AgCl完全電離。
3.對。外界因素對沉淀溶解平衡的影響符合勒夏特列原理。
4.不對。相同溫度下,對于同類型物質而言,Ksp數值越大,難溶電解質在水中的溶解能力越強,
如由Ksp數值可知,溶解能力AgCl>AgBr>AgI;而對于不同類型的物質,Ksp差距不大時不能直接
比較,如25 ℃時Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,不能認為Mg(OH)2比AgCl更難溶。
5.對。沉淀轉化的實質就是沉淀溶解平衡的移動,溶解能力較強的物質容易轉化為溶解能力
相對較弱的物質。
關鍵能力 定點破
定點 1 溶度積常數的有關計算
1.已知溶度積,求溶液中的某種離子的濃度
①某溫度下,Ksp(AgCl)=a,在該溫度下的飽和AgCl溶液中,c(Ag+)= mol·L-1。②某溫度下,
Ksp(AgCl)=a,在該溫度下向0.1 mol·L-1的NaCl溶液中加入過量的AgCl固體,達到平衡后c(Ag+)=
10a mol·L-1。
2.沉淀完全的條件計算與判斷
通常認為溶液中離子濃度小于1×10-5 mol/L時,該離子沉淀完全。如25 ℃時,Ksp[Fe(OH)3]=4×
10-38,當c(Fe3+)=1×10-5 mol/L時,溶液中c(OH-)= ×10-11mol/L≈1.59×10-11 mol/L,此時c(H+)≈6.29
×10-4 mol/L,即pH≈3.2,當pH>3.2時Fe3+沉淀完全。
3.計算沉淀轉化反應的平衡常數
如:對于反應Cu2+(aq)+ZnS(s) CuS(s)+Zn2+(aq),Ksp(ZnS)=c(Zn2+)·c(S2-),Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-),
該反應的平衡常數K= = 。
4.溶度積、溶解度和溶質的物質的量濃度互相換算
以某溫度下CaCO3的沉淀溶解平衡為例:CaCO3(s) Ca2+(aq)+C (aq),Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)·
c(C ),該溫度下100 g水中所溶解的CaCO3的質量為S g。由于濃度很小,溶液的密度近似為
1 g·cm-3。
(1)已知Ksp(CaCO3),則c(Ca2+)=c(C )= mol·L-1,S= ×100=
×100≈10 (可認為100 g溶液中水的質量近似為100 g)。
(2)已知S,即已知某溫度下100 g水中溶解S g CaCO3(可認為溶液體積為0.1 L),則c(Ca2+)=
= mol·L-1,Ksp(CaCO3)= 。
(3)已知c(Ca2+)=a mol·L-1,則Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)·c(C )=a2,0.1 L溶液中含有0.1a mol Ca2+、
0.1a mol C ,S= ×100=10a。
定點 2 沉淀溶解平衡圖像分析
1.分析方法
　　第一步:明確圖像中縱、橫坐標的含義。縱、橫坐標通常是難溶物溶解后電離出的離子
濃度。
　　第二步:理解圖像中線上的點、線外點的含義。
(1)以氯化銀為例,在其沉淀溶解平衡圖像中,曲線上任意一點都達到了沉淀溶解平衡狀態,此
時Q=Ksp。在溫度不變時,無論改變哪種離子的濃度,另一種離子的濃度都只能在曲線上變化,
不會出現在曲線以外。
(2)曲線上方區域的點均為過飽和溶液,此時Q>Ksp。
(3)曲線下方區域的點均為不飽和溶液,此時Q
　　第三步:抓住Ksp的特點,結合選項分析判斷。
(1)溶液在蒸發時,溶質離子濃度的變化有兩種情況:①原溶液不飽和時,離子濃度都增大;②原
溶液飽和時,離子濃度都不變。
(2)對于同一難溶電解質來說,溶度積常數只與溫度有關,與溶液中溶質的離子濃度無關。
(3)實現曲線上的點之間的轉化需保持溫度不變,改變相關微粒的濃度。
2.典型圖像
(1)沉淀溶解平衡曲線分析[以BaSO4(s) Ba2+(aq)+S (aq)為例]

　　分析圖像可知:
①a→c:增大c(S );
②b→c:加入1×10-5 mol·L-1Na2SO4溶液(加水不可以);
③d→c:加入BaCl2固體(忽略溶液的體積變化);
④c→a:增大c(Ba2+);
⑤曲線上方的點表示過飽和溶液;曲線下方的點表示不飽和溶液。
(2)沉淀溶解平衡的對數圖像(以MnCO3、CaCO3、MgCO3為例)

已知:pM=-lg c(M)(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+),p(C )=-lg c(C )。
　　由對數圖像分析,可得以下信息:
①橫坐標數值越大,c(C )越小;
②縱坐標數值越大,c(M)越小;
③線上方的點為不飽和溶液;
④線上的點為飽和溶液;
⑤線下方的點表示過飽和溶液(有沉淀生成)。
典例 25 ℃時,CuS和ZnS懸濁液中對應離子濃度的對數值lg c(S2-)與lg c(M2+)(M為Cu或Zn)的
關系如圖所示。下列說法不正確的是 (　 )

A.25 ℃時,ZnS的溶解度更大
B.25 ℃時,Ksp(CuS)為1×10-35
C.在ZnS懸濁液中加入Cu2+,可以發生反應ZnS(s)+Cu2+(aq) CuS(s)+Zn2+(aq)
D.已知溫度升高,CuS的溶解度增大,則圖中對應線段上的點向下平移
D
思路點撥 首先根據圖像中信息計算CuS和ZnS的溶度積常數Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=10-10×
10-25=10-35,Ksp(ZnS)=c(Zn2+)·c(S2-)=10-7×10-20=10-27,然后結合選項分析判斷。
解析 CuS和ZnS類型相同,相同條件下Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),則ZnS的溶解度更大,A正確;
Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=10-10×10-25=10-35,B正確;Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),CuS更難溶,ZnS(s)+Cu2+(aq)
CuS(s)+Zn2+(aq)能發生,C正確;溫度升高,CuS的溶解度增大,Ksp(CuS)增大,則圖中對應線段上
的點向上平移,D錯誤。
學科素養 情境破
情境探究
素養 變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知——突破水溶液中的離子反應與平衡
　　工業上以SrSO4(s)為原料生產SrCO3(s),對其工藝條件進行研究。該工藝中涉及的反應
為SrSO4(s)+C (aq) SrCO3(s)+S (aq)。現有含SrCO3(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1 Na2
CO3溶液,含SrSO4(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1 Na2SO4溶液。結合具體問題研究水溶液中的離
子反應與平衡。(情境選自2022年山東卷14題)
問題1 Na2CO3對水的電離有什么影響 對水的KW是否產生影響 能否設計實驗證明Na2CO3溶
液中存在水解平衡。
提示 C 水解促進水的電離。鹽類水解雖然是吸熱反應,但水解程度很弱,可忽略溶液的
溫度變化,由于KW只受溫度影響,故Na2CO3對水的KW沒有影響。Na2CO3溶液中存在C +H2O
HC +OH-,滴入酚酞溶液變成紅色,而再加入少量BaCl2固體后,溶液紅色變淺,可證明溶
液中存在水解平衡。
問題2 已知25 ℃時,Ksp(SrSO4)=1.0×10-7,Ksp(SrCO3)=9.0×10-12,請計算SrSO4(s)+C (aq)
SrCO3(s)+S (aq)的平衡常數。若將0.01 mol·L-1的SrCl2溶液滴入Na2CO3和Na2SO4均為0.01
mol·L-1的溶液中,當剛出現SrSO4沉淀時,請計算溶液中c(C )。
提示 SrSO4(s)+C (aq) SrCO3(s)+S (aq)的平衡常數K= = ≈1.1×
104。當剛出現SrSO4沉淀時,溶液中c(Sr2+)= mol·L-1=1.0×10-5 mol·L-1,此時溶液中c(C )
= mol·L-1=9.0×10-7 mol·L-1。
問題3 在一定pH范圍內,四種溶液中lg c(Sr2+)隨pH的變化關系如圖所示。

請分析該圖像,①、②、③、④各代表哪種溶液 a為多少
表含SrSO4(s)的1 mol·L-1 Na2SO4溶液中lg c(Sr2+)隨pH的變化曲線。碳酸是弱酸,隨溶液pH減
小,溶液中c(C )減小,c(Sr2+)增大;pH相同時,1 mol·L-1 Na2CO3溶液中c(C )大于0.1 mol·L-1
Na2CO3溶液,則③表示含SrCO3(s)的0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中lg c(Sr2+)隨pH的變化曲線,④表
示含SrCO3(s)的1 mol·L-1 Na2CO3溶液中lg c(Sr2+)隨pH的變化曲線。由①可知Ksp(SrSO4)=10-5.5
×0.1=10-6.5,溫度不變,Ksp(SrSO4)不變,則溶液pH為7.7時,c(Sr2+)= mol·L-1=10-6.5 mol·L-1,則a
為-6.5。
提示 含SrSO4(s)的Na2SO4溶液中c(Sr2+)隨pH變化幾乎不變,pH相同時,溶液中c(S )越大,
c(Sr2+)越小,所以①代表含SrSO4(s)的0.1 mol·L-1 Na2SO4溶液中lg c(Sr2+)隨pH的變化曲線,②代
特別提醒 水溶液中的離子反應與平衡圖像題,要從圖中提取有用信息,將提取的有用信息
與所學理論知識相結合來解決有關問題。突破此類試題的整體思路是運用微粒觀、變化
觀、守恒觀等思維方法,重視模型的遷移應用。巧妙解讀圖像的關鍵是明確圖像縱、橫坐標
的含義,從圖像中找出特殊點,并對特殊點所蘊含的信息從定性與定量兩個維度進行解讀。
結合習題情境多關注pH-T、pM[-lg c(M)]-pH、lg c(M)-V(M為某粒子)等表征形式的圖像考
查,在實際做題中注意歸納總結。
例題 高鐵酸鹽是一種綠色凈水劑,溶于水后,Fe 與水分子結合發生質子化,并存在平衡H3
Fe H2FeO4 HFe Fe 。常溫下,0.1 mol/L高鐵酸鹽溶液中,含鐵粒子的分
布分數δ(X)隨pOH的變化如圖所示[δ(X)= ]。下列說法錯誤的是 (　 )
A.pH=4時,c(HFe )>4c(H2FeO4)
B.B點pH=-
C.HFe Fe +H+的平衡常數為10-6.5
D.溶液中水的電離程度:E點>A點
典例呈現
C
素養解讀 本題以Fe 與水分子結合發生質子化(H3Fe H2FeO4 HFe
Fe )和δ(X)-pOH圖像為載體綜合考查水溶液中的平衡,體現了變化觀念與平衡思想、證據推
理與模型認知的化學學科核心素養。
信息提取 解答本題的關鍵是結合圖像能正確分析不同pOH時對應的平衡,并能抓住特殊
點。結合圖像中各含鐵粒子的分布分數δ(X)能判斷溶液的組成和粒子的電離、水解程度等。
解題思路 pH=4即pOH=10時,溶液中存在H2FeO4、HFe 和微量的H3Fe 、Fe ,由C點δ
(HFe )=0.8,即c(HFe )=4[c(H2FeO4)+c(H3Fe )+c(Fe )],則c(HFe )>4c(H2FeO4),A項正
確;溶液中存在H3Fe H2FeO4+H+,即K1= ,同理,由H2FeO4 H++HFe
得K2= ,B點時c(H3Fe )=c(HFe ),即K1×K2=c2(H+),則pH=- ,B項正
確;HFe Fe +H+的平衡常數K3= ,E點c(Fe )=c(HFe )且pOH=6.5,即
pH=7.5,則K3=c(H+)=10-7.5,C項錯誤;A點溶液pOH>12,即pH<2,抑制水的電離,E點pOH=6.5,即
pH=7.5,溶液呈弱堿性,溶液中水的電離程度:E點>A點,D項正確。
　　水溶液中的離子反應與平衡在高考中占有重要地位,主要考查內容:弱電解質的電離平
衡,水的電離與溶液的pH計算,鹽類的水解與溶液中粒子濃度大小的比較,難溶電解質的沉淀
溶解平衡及相關計算。題目綜合性強,要求學生能夠抓住問題本質,應用變化觀念與平衡思
想從不同視角對復雜的水溶液體系進行分析研究;要綜合運用電離平衡、水解平衡、沉淀溶
解平衡等知識分析所涉及的平衡體系,培養變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知的化
學學科核心素養。
思維升華第三章　水溶液中的離子反應與平衡
第四節　沉淀溶解平衡
第2課時　沉淀溶解平衡的應用
基礎過關練
題組一　　沉淀的生成與溶解
1.(教材習題改編)現進行下列實驗。
(1)將2滴0.1 mol/L AgNO3溶液滴入盛有2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液的試管中,觀察到生成白色沉淀。
(2)振蕩試管,然后向其中滴加4滴0.1 mol/L KI溶液,靜置,觀察到沉淀變為黃色。
下列關于上述實驗的分析錯誤的是 (　　)
A.步驟(1)中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
B.步驟(2)表明AgCl轉化為AgI
C.步驟(2)所得上層清液中不含Ag+
D.該實驗可以證明AgI的Ksp比AgCl的Ksp小
2.牙齒表面覆蓋的牙釉質主要成分為羥基磷灰石[Ca5(PO4)3OH],起著保護牙齒的作用。在牙齒表面存在著如下平衡:Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2+(aq)+3P(aq)+OH-(aq)　Ksp=6.8×10-37。已知:Ca5(PO4)3F(s)的Ksp=2.8×10-61。下列說法錯誤的是 (　　)
A.殘留在牙齒上的糖經轉化會產生H+,經常吃糖易造成齲齒
B.小孩長牙時要少吃糖多補鈣
C.若減小OH-的濃度,平衡將向右移動,Ksp增大
D.使用含氟牙膏能預防齲齒,是因為Ca5(PO4)3OH(s)轉化為更難溶的Ca5(PO4)3F(s)
3.(易錯題)如表是五種銀鹽的溶度積常數(常溫下):
化學式 AgCl Ag2SO4 Ag2S AgBr AgI
溶度積 1.8× 10-10 1.2× 10-5 6.3× 10-50 5.4× 10-13 8.5× 10-17
下列說法錯誤的是 (　　)
A.AgCl(s)+I-(aq) AgI(s)+Cl-(aq)的化學平衡常數K=
B.將AgCl與AgBr的飽和溶液等體積混合,再加入足量的AgNO3溶液,反應完全后,生成的AgBr沉淀比AgCl沉淀的物質的量多
C.在c(Cl-)=c(Br-)=c(I-)=0.01 mol·L-1的混合溶液中,逐滴滴加AgNO3溶液,依次產生AgI、AgBr、AgCl沉淀
D.五種物質在常溫下溶解能力最大的是Ag2SO4
題組二　　沉淀的轉化
4.為研究沉淀的生成及轉化,同學們進行如圖所示實驗。
下列關于該實驗的分析不正確的是 (　　)
A.①中產生白色沉淀的原因是c(Ag+)·c(SCN-)>Ksp(AgSCN)
B.①中存在平衡:AgSCN(s) Ag+(aq)+SCN-(aq)
C.上述實驗不能證明AgSCN向AgI沉淀轉化反應的發生
D.②中無明顯變化是因為SCN-濃度過低
5.某自來水中含有Ca2+、Mg2+、Na+、K+、HC、S、Cl-,長期燒煮上述自來水會在鍋爐內形成水垢。鍋爐中有水垢不僅耗費燃料,而且有燒壞鍋爐的危險,因此要定期清除鍋爐水垢。已知部分物質20 ℃時的溶解度數據如表:
物質 溶解度/g
Mg(OH)2 6.9×10-4
CaCO3 1.5×10-3
MgCO3 1.0×10-2
Ca(OH)2 1.6×10-1
CaSO4 2.02×10-1
MgSO4 26.7
(1)請用化學方程式表示鍋爐中的水垢含有Mg(OH)2的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)鍋爐中的水垢中的CaSO4不能直接用酸除去,需要加入試劑X,使其轉化為易溶于鹽酸的物質Y而除去,試劑X是　　　　(填字母)。
A.食醋　 B.氯化鋇　 C.碳酸鈉　 D.碳酸氫鈉
CaSO4能轉化為物質Y的原因是(用文字敘述):　　　　　　　。
(3)除含CaSO4、Mg(OH)2外,鍋爐水垢中還可能含有的物質是
　　　　　(寫化學式)。
題組三　　沉淀溶解平衡的應用
6.粗制的CuSO4·5H2O晶體中含有Fe2+。提純時,為了除去Fe2+,常加入少量H2O2,然后加入少量堿至溶液pH=4,可以達到除去鐵離子而不損失硫酸銅的目的。下列說法不正確的是　 (　　)
A.溶解CuSO4·5H2O晶體時要加入少量稀H2SO4
B.加入H2O2,將Fe2+氧化:2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O
C.由于CuSO4的催化作用,會使部分H2O2分解而損失
D.調溶液pH=4的依據是Cu(OH)2比Fe(OH)3更難溶
7.已知25 ℃時,物質的溶度積常數為FeS:Ksp=6.3×10-18、CuS:Ksp=6.3×10-36、ZnS:Ksp=1.6×10-24。下列說法錯誤的是 (　　)
A.相同溫度下,CuS的溶解度小于ZnS的溶解度
B.除去工業廢水中的Cu2+,可以選用FeS做沉淀劑
C.0.01 mol CuSO4完全溶解在1 L 0.073 mol/L的Na2S溶液中,Cu2+濃度為1.0×10-34 mol/L
D.在ZnS的飽和溶液中,加入FeCl2溶液(不考慮溶液體積變化),一定不產生FeS沉淀
8.(經典題)已知下表數據:
物質 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3
Ksp(25℃) 4.9×10-17 2.2×10-20 2.8×10-39
沉淀完全時的pH范圍 ≥9.6 ≥6.4 ≥3
對含等物質的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的下列說法中,正確的是 (　　)
A.向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到的是藍色沉淀
B.該溶液中c(S)∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]>5∶4
C.向該溶液中加入適量氯水,調節pH為4~5后過濾,可獲得純凈的CuSO4溶液
D.向該溶液中加入適量氨水,調節pH為9.6后過濾,將所得沉淀在空氣中灼燒,可得等物質的量的CuO、FeO、Fe2O3三種固體的混合物
能力提升練
題組一　　與沉淀溶解平衡相關的實驗探究
1.某興趣小組進行下列實驗:
①將0.1 mol·L-1 MgCl2溶液和0.5 mol·L-1 NaOH溶液等體積混合得到濁液;
②取少量①中濁液,滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,出現紅褐色沉淀;
③將①中濁液過濾得白色沉淀,取少量白色沉淀,滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,白色沉淀變為紅褐色沉淀;
④另取少量①中濁液過濾所得白色沉淀,滴加飽和NH4Cl溶液,沉淀溶解。
下列說法中不正確的是 (　　)
A.將①中濁液過濾,所得濾液中含少量Mg2+
B.①中濁液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)
C.實驗②和③均能說明Fe(OH)3比Mg(OH)2難溶
D.NH4Cl溶液中的N可能是④中沉淀溶解的原因
2.25 ℃時,某實驗小組研究溶液中AgNO3和Na2S的反應。
實驗 試劑 現象
試管中 膠頭滴管中
2 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液(pH=4) 0.1 mol·L-1 Na2S溶液(pH=9) 出現黑 色沉淀
(1)用離子方程式解釋Na2S溶液pH>7的原因:　　　　　　　。
(2)實驗小組同學認為黑色沉淀中可能含有Ag2O、Ag2S、Ag,設計實驗驗證。
已知:ⅰ.濃硝酸能將Ag2S轉化為Ag+和S;
ⅱ.Ag2O能溶解在濃氨水中生成[Ag(NH3)2]OH,而Ag2S和Ag均不能。
①設計并實施如下實驗,證實沉淀中含有Ag2S。
試劑1和試劑2分別是　　　　,　　　　。
現象1和現象2分別是　　　　　,　　　　　　　　　　　　。
②設計并實施如下實驗,證實沉淀中不含Ag2O,將實驗操作和現象補充完整。
實驗操作 實驗現象
步驟ⅰ 取少量銀氨溶液,向其中滴加鹽酸 出現白色沉淀
步驟ⅱ 取少量洗滌后的黑色沉淀,　　　　　　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
③經檢驗,沉淀不含有Ag。
題組二　　沉淀溶解平衡在生產、生活中的應用
3.醫療上常用BaSO4作X射線透視腸胃的內服藥劑。已知:常溫下,Ksp(BaCO3)=5×10-9,Ksp(BaSO4)=1×10-10;H2CO3的電離平衡常數Ka1=4.5×10-7,Ka2=5.6×10-11;飽和BaCO3溶液pH約為9.6,人體胃液pH約為2;H2SO4的一級電離是完全電離,二級電離常數Ka2=1×10-2。結合信息,下列推斷不正確的是 (　　)
A.BaSO4在胃液中的溶解度大于1.0×10-5 mol/L
B.若每次加入1 L 1 mol/L的Na2CO3溶液,至少需要4次加入才能將0.1 mol BaSO4全部轉化為BaCO3
C.飽和BaCO3溶液中通入少量CO2后:c(C)
D.若誤服BaCO3,醫學上可采用適當濃度的Na2SO4溶液洗胃或靜脈緩注Na2SO4溶液實現解毒
4.室溫下,用0.5 mol·L-1(NH4)2CO3溶液浸取工業廢渣粉末(主要含CaSO4·H2O,還含少量SiO2、Fe2O3)制取CaCO3。已知Ksp(CaSO4)=5×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9。
下列說法正確的是 (　　)
A.0.5 mol·L-1(NH4)2CO3溶液中存在:c(H+)+c(N)
B.“浸取”時,向(NH4)2CO3溶液中加入適量濃氨水的主要目的是提高溶液的堿性
C.“浸取”靜置后的上層清液中有c(Ca2+)·c(C)D.室溫下,反應CaSO4(s)+C×104
5.利用某礦渣(含FeO、Cr2O3)制備Cr(OH)3的工藝流程如下:
已知:①常溫下,Ksp[Cr(OH)3]=1×10-32。
②2Cr+H2O　K=4.0×1014。
③淀粉水解液中含有還原性糖,可將Cr(Ⅵ)還原為Cr(Ⅲ)。
回答下列問題:
(1)為提高焙燒效率可采取的操作有　　　　　　　　　(至少寫兩條,溫度改變除外)。
(2)“濾液”中Cr元素的主要存在形式為Cr,“焙燒”時Cr2O3發生反應的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　;“濾渣”的主要成分為　　　　。
(3)常溫下,“調pH=6”后溶液中Cr2的濃度是　　　mol·L-1。
(4)常溫下,加入石灰乳調節pH,當c(Cr3+)<1×10-5 mol·L-1時,pH>　　　　。
6.以硫鐵礦為原料生產硫酸所得的酸性廢水中砷元素含量極高,為控制砷的排放,采用化學沉降法處理含砷廢水,相關數據如表。
表1　幾種砷酸鹽的Ksp
難溶物 Ksp
Ca3(AsO4)2 6.8×10-19
AlAsO4 1.6×10-16
FeAsO4 5.7×10-21
表2　工廠污染物排放濃度及排放標準
污染物 H2SO4 As
濃度 28.42 g·L-1 1.6 g·L-1
排放標準 pH 6~9 ≤0.5 mg·L-1
回答以下問題:
(1)該工廠排放的廢水中H2SO4的物質的量濃度為　　　　mol·L-1。
(2)若處理后的工廠廢水中Al3+、Fe3+的濃度均為1.0×10-4 mol·L-1,則此時廢水中c(As)最大是　　　　mol·L-1。
(3)工廠排放出的酸性廢水中的三價砷(H3AsO3,弱酸)不易沉降,可投入MnO2先將其氧化成五價砷(H3AsO4,弱酸),寫出該反應的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)在處理含砷廢水時采用分段式,先向廢水中投入適量生石灰調節pH為2,再投入適量生石灰將pH調節為8左右,使五價砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。
①將pH調節為2時廢水中有大量沉淀產生,沉淀主要成分的化學式為　　　　。
②在pH調節為8左右才出現大量Ca3(AsO4)2沉淀的原因為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案與分層梯度式解析
基礎過關練
1.C 2.C 3.B 4.C 6.D 7.D 8.B
1.C　步驟(1)中生成AgCl沉淀,溶液中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),A正確;由于步驟(1)中AgNO3量少,步驟(2)中沉淀由白色變為黃色,表明AgCl轉化為AgI,B正確;步驟(2)中存在AgI的沉淀溶解平衡,上層清液中含Ag+,C錯誤;相同條件下,同類型的物質溶度積越小越難溶,由步驟(2)可知,AgCl白色沉淀轉化為AgI黃色沉淀,說明該條件下AgI比AgCl更難溶,則Ksp(AgI)2.C　糖經轉化會產生有機酸,有機酸和OH-反應,促使平衡右移,羥基磷灰石[Ca5(PO4)3OH]溶解,易造成齲齒,A正確;小孩長牙時要少吃糖多補鈣,少吃糖能減少有機酸的生成,補鈣能使c(Ca2+)增大,平衡左移,抑制Ca5(PO4)3OH溶解,起到保護牙齒的作用,B正確;溫度不變,Ksp不變,C錯誤;Ca5(PO4)3OH、Ca5(PO4)3F屬于相同類型的電解質,Ca5(PO4)3OH的Ksp大于Ca5(PO4)3F的Ksp,說明氟磷灰石更難溶解,使用含氟牙膏能預防齲齒,D正確。
3.B　AgCl(s)+I-(aq) AgI(s)+Cl-(aq)的化學平衡常數K===,A正確;AgCl的Ksp大于AgBr的Ksp,將AgCl與AgBr的飽和溶液等體積混合后,c(Cl-)>c(Br-),加入足量的AgNO3溶液,反應完全后,生成的AgCl沉淀比AgBr沉淀物質的量多,B錯誤;AgI、AgBr、AgCl為同類型電解質,在c(Cl-)=c(Br-)=c(I-)=0.01 mol·L-1的混合溶液中,逐滴滴加AgNO3溶液,溶度積小的先生成沉淀,C正確;Ksp(Ag2SO4)>Ksp(Ag2S),所以Ag2SO4的溶解能力大于Ag2S,Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI),所以AgCl的溶解能力大于AgBr和AgI,Ag2SO4達到沉淀溶解平衡時,c(S)=≈0.014 mol·L-1,AgCl達到沉淀溶解平衡時,c(Cl-)=≈1.34×10-5 mol·L-1,所以五種物質在常溫下溶解能力最大的是Ag2SO4,D正確。
易錯分析　本題的易錯之處:一是B項比較的是生成沉淀的物質的量多少而不是沉淀的先后順序,在AgCl、AgBr的飽和溶液中,c(Cl-)>c(Br-),加入足量的AgNO3溶液,生成的AgCl沉淀比AgBr沉淀物質的量多;二是D項對于Ksp相差不大的不同類型電解質比較溶解能力大小時,要通過飽和溶液中溶質的物質的量濃度來確定。
4.C　Q>Ksp時有沉淀生成,所以①中產生白色沉淀的原因是c(Ag+)·c(SCN-)>Ksp(AgSCN),A正確;生成白色沉淀AgSCN,溶液中存在沉淀溶解平衡:AgSCN(s) Ag+(aq)+SCN-(aq),B正確;實驗②中溶液不變紅,③中溶液變紅,說明③中發生反應AgSCN(s)+I-(aq) AgI(s)+SCN-(aq),能證明AgSCN向AgI轉化,C錯誤;Fe3+遇SCN-溶液變紅,②中無明顯變化是因為溶液中的SCN-濃度過低,D正確。
5.答案　(1)Mg(HCO3)2 MgCO3↓+H2O+CO2↑,MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑
(2)C　一般來說,溶解度小的沉淀轉化為溶解度更小的沉淀容易實現,碳酸鈣的溶解度小于硫酸鈣的溶解度,所以可由CaSO4轉化為CaCO3
(3)CaCO3、MgCO3
解析　(1)Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3,在加熱時MgCO3易轉化生成Mg(OH)2,則相關化學方程式為Mg(HCO3)2 MgCO3↓+H2O+CO2↑,MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑。
(2)因CaCO3的溶解度小于CaSO4,可先將其轉化為易溶于鹽酸的CaCO3而除去,所用試劑為碳酸鈉。
(3)由于自來水中含有Ca2+、Mg2+、Na+、K+、HC、S、Cl-,燒煮過程中會生成CaSO4、Mg(OH)2、MgCO3和CaCO3。
6.D　為防止Cu2+水解生成Cu(OH)2,溶解CuSO4·5H2O晶體時要加入少量稀H2SO4,A項正確;H2O2具有強氧化性,能與Fe2+發生氧化還原反應,即2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O,B項正確;H2O2在CuSO4催化下可發生分解反應,C項正確;調節溶液pH=4時,可將Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀而除去,Cu2+不損失,即Fe(OH)3比Cu(OH)2更難溶,D項錯誤。
7.D　相同溫度下,對于相同類型的電解質,Ksp越小越難溶,25 ℃時,Ksp(CuS)=6.3×10-36Ksp(FeS)時,即c(Fe2+)>= mol/L≈4.8×10-6 mol/L,可以有FeS沉淀生成,D錯誤。
8.B　根據題表數據及混合液中CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3物質的量相等可知,向混合液中逐滴加入氫氧化鈉溶液,鐵離子優先反應生成氫氧化鐵沉淀,所以應該最先看到紅褐色沉淀,A錯誤;Cu2+、Fe2+、Fe3+在溶液中都會發生水解,則溶液中c(S)∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]>5∶4,B正確;加入適量氯水,Fe2+被氧化成Fe3+,Cl2被還原成Cl-,所以過濾后得到的溶液中不可能只含CuSO4一種溶質,C錯誤;由題表中數據可知,調節pH為9.6后過濾,沉淀中含有Cu(OH)2、Fe(OH)2和Fe(OH)3,將沉淀在空氣中灼燒,最終得到的是CuO和Fe2O3兩種固體混合物,D錯誤。
能力提升練
1.C 3.B 4.D
1.C　將①中濁液過濾,所得濾液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),即濾液中含少量Mg2+,A、B正確。實驗②,①中濁液中過量的NaOH和FeCl3反應會生成Fe(OH)3沉淀,不能說明Fe(OH)3比Mg(OH)2難溶;實驗③中Mg(OH)2沉淀轉化為Fe(OH)3沉淀,可說明Fe(OH)3比Mg(OH)2難溶,C錯誤。Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),加入NH4Cl溶液,N會和OH-反應,平衡正向移動,沉淀溶解,D正確。
2.答案　(1)S2-+H2O HS-+OH-
(2)①濃硝酸　Ba(NO3)2溶液　黑色沉淀溶解并有紅棕色氣體生成　生成白色沉淀
②加入濃氨水,過濾,向濾液中滴加鹽酸　滴加鹽酸后,無明顯現象
解析　(1)Na2S溶液中S2-水解:S2-+H2O HS-+OH-,故溶液pH>7。(2)①由信息ⅰ可知,向黑色沉淀中加入足量濃硝酸(試劑1),黑色沉淀溶解后,再加入Ba(NO3)2溶液(試劑2),生成白色沉淀(BaSO4),證明黑色沉淀中含有Ag2S。現象1是黑色沉淀溶解并產生紅棕色氣體;現象2是溶液中產生白色沉淀。②步驟ⅰ:取少量銀氨溶液,向其中滴加鹽酸,出現白色沉淀。若黑色沉淀中有Ag2O,Ag2O能溶解在濃氨水中生成[Ag(NH3)2]OH,再加鹽酸就可觀察到白色沉淀。步驟ⅱ:取少量洗滌后的黑色沉淀,加入濃氨水,過濾,向濾液中滴加鹽酸,因黑色沉淀中沒有Ag2O,故滴加鹽酸后,無明顯現象。
3.B　根據沉淀溶解平衡BaSO4(s) Ba2+(aq)+S(aq)知,BaSO4飽和溶液中Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c(S)=1×10-10,c(Ba2+)=c(S)==1×10-5 mol/L,在胃液中因H+和S結合,使平衡正向移動,溶解度增大,A正確;向BaSO4中加入Na2CO3溶液,發生反應:BaSO4(s)+C(aq) BaCO3(s)+S(aq),K====,若每次加入1 L 1 mol/L的Na2CO3溶液能使BaSO4轉化的物質的量為x mol,溶液體積為V L,K===得出x=,將0.1 mol BaSO4完全轉化為BaCO3需要加入的次數為=5.1,至少需要加入6次,B錯誤;飽和BaCO3溶液pH約為9.6,飽和BaCO3溶液中存在BaCO3(s) Ba2+(aq)+C(aq),Ksp(BaCO3)=5×10-9,C水解生成HC,Ka2==5.6×10-11,得出===5.6×10-1.4<1,此時c(C)4.D　(NH4)2CO3溶液中存在電荷守恒:c(H+)+c(N)=c(OH-)+c(HC)+2c(C),A錯誤;“浸取”時,向(NH4)2CO3溶液中加入適量濃氨水,是為了抑制C水解為HC,從而增大溶液中C濃度,使CaSO4(s)+C(aq) CaCO3(s)+S(aq)平衡正向移動生成更多的碳酸鈣,B錯誤;“浸取”靜置后的上層清液中,有c(Ca2+)·c(C)=Ksp(CaCO3),C錯誤;室溫下,反應CaSO4(s)+C(aq) CaCO3(s)+S(aq)達到平衡,溶液中===×104,D正確。
5.答案　(1)將礦渣粉碎、O2逆流焙燒(合理即可)　(2)2Cr2O3+4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4+4CO2↑　Fe2O3　(3)0.01　(4)5
解析　(1)為提高焙燒效率,除溫度外可采取的操作有將礦渣粉碎、O2逆流焙燒等。(2)“濾液”中Cr元素的主要存在形式為Cr,則“焙燒”時Cr2O3主要轉化為Na2CrO4,同時有CO2產生,發生反應的化學方程式為2Cr2O3+4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4+4CO2↑,FeO煅燒后生成Fe2O3,濾渣為Fe2O3。
(3)根據離子方程式2Cr+2H+ Cr2+H2O,K==4.0×1014,調pH=6,則c(H+)=1×10-6 mol·L-1,溶液中Cr2的濃度是0.04 mol·L-1,可得c(Cr)為0.01 mol·L-1。(4)根據Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)·c3(OH-)=1×10-32,當c(Cr3+)=1×10-5 mol·L-1時,c(OH-)=1×10-9 mol·L-1,則c(H+)=1×10-5 mol·L-1,即pH=5,因此當c(Cr3+)<1×10-5 mol·L-1時,pH>5。
6.答案　(1)0.29　(2)5.7×10-17　(3)2H++MnO2+H3AsO3 H3AsO4+Mn2++H2O　(4)①CaSO4　
②H3AsO4是弱酸,當溶液pH調節為8左右時As濃度增大,Ca3(AsO4)2大量沉淀
解析　(1)由題表2可知,該工廠排放的廢水中c(H2SO4)= mol·L-1=0.29 mol·L-1。
(2)若處理后的工廠廢水中Al3+、Fe3+的濃度均為1.0×10-4 mol·L-1,Ksp(FeAsO4)(3)MnO2將三價砷(H3AsO3,弱酸)氧化成五價砷(H3AsO4,弱酸),同時生成Mn2+和H2O,由此可寫出該反應的離子方程式。
(4)①硫酸鈣難溶于硫酸,所以pH調節為2時廢水中有大量沉淀產生,沉淀主要成分為CaSO4。②H3AsO4是弱酸,電離出來的As較少,所以酸性條件下不易形成Ca3(AsO4)2沉淀,當溶液pH調節為8左右時As濃度增大,Ca3(AsO4)2大量沉淀。
17

展開更多......

收起↑