資源簡介

第四單元　沉淀溶解平衡
基礎(chǔ)過關(guān)練
題組一　　沉淀的生成與溶解
1.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
2.一定溫度下,在氫氧化鋇的懸濁液中,存在沉淀溶解平衡:Ba(OH)2(s) Ba2+(aq)+2OH-(aq)。向此懸濁液中加入少量的氧化鋇粉末,下列敘述正確的是(　　)
A.溶液中氫氧根離子濃度增大
B.溶液中鋇離子濃度減小
C.溶液中鋇離子數(shù)目減少
D.pH減小
3.為使Fe3+、Fe2+較完全地形成氫氧化物沉淀,溶液的pH應(yīng)分別在3.7、9.6左右。某硫酸鋅酸性溶液中含有少量Fe3+、Fe2+,為制得純凈的硫酸鋅,應(yīng)加入的試劑是(　　)
A.NaOH溶液　　　　　　 B.氨水
C.KMnO4、ZnCO3　　　　　　D.H2O2、ZnO
題組二　　沉淀的轉(zhuǎn)化
4.三種難溶金屬硫化物的溶度積常數(shù)(25 ℃):
化學(xué)式 FeS CuS MnS
溶度積 1.6×10-19 1.3×10-36 4.7×10-14
下列有關(guān)說法中正確的是(　　)
A.25 ℃時,CuS的溶解度大于MnS的溶解度
B.25 ℃時,飽和CuS溶液中,Cu2+的濃度為1.3×10-36 mol·L-1
C.因為H2SO4是強(qiáng)酸,所以反應(yīng)CuSO4+H2S CuS↓+H2SO4不能發(fā)生
D.除去某溶液中的Cu2+,可以選用FeS作為沉淀劑
5.(經(jīng)典題)為研究沉淀的生成及轉(zhuǎn)化,同學(xué)們進(jìn)行下圖所示實驗。
下列關(guān)于該實驗的分析不正確的是(　　)
A.上述實驗不能證明AgSCN向AgI沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的發(fā)生
B.①中產(chǎn)生白色沉淀的原因是c(Ag+)·c(SCN-)>Ksp(AgSCN)
C.①中存在平衡:AgSCN(s) Ag+(aq)+SCN-(aq)
D.②中無明顯變化是因為溶液中的c(SCN-)過低
6.(經(jīng)典題)已知:常溫下,Ksp(NiCO3)=1.6×10-7、Ksp(PbCO3)=1.6×10-13。向濃度均為0.1 mol/L的Ni(NO3)2和Pb(NO3)2混合溶液中逐滴加入Na2CO3溶液,下列說法不正確的是(　　)
A.常溫下PbCO3的溶解度約為1.1×10-4 g
B.逐滴加入Na2CO3溶液,先生成PbCO3沉淀,后生成NiCO3沉淀
C.常溫下NiCO3沉淀可轉(zhuǎn)化為PbCO3沉淀
D.逐滴加入Na2CO3溶液,當(dāng)兩種沉淀共存時,溶液中c(Ni2+)∶c(Pb2+)=106∶1
題組三　　溶度積常數(shù)與應(yīng)用
7.某溫度下向含AgCl固體的AgCl飽和溶液中加少量稀鹽酸,下列說法正確的是(　　)
A.AgCl的溶解量、Ksp均減小
B.AgCl的溶解量、Ksp均不變
C.AgCl的溶解量減小、Ksp不變
D.AgCl的溶解量不變、Ksp減小
8.(經(jīng)典題)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-11, Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12,某溶液中含有Cl-、Br-、Cr,濃度均為0.010 mol/L,向該溶液中逐滴加入0.010 mol/L的AgNO3溶液時,三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序為(　　)
A.Cl-、Br-、Cr　　　　　　B.Cr、Br-、Cl-
C.Br-、Cl-、Cr　　　　　　D.Br-、Cr、Cl-
9.已知常溫下Ksp(AgCl)=1.8×10-10, Ksp(AgI)=8.5×10-17,現(xiàn)有等體積的AgCl和AgI的飽和溶液的清液。下列說法錯誤的是(　　)
A.若向AgI清液中加入AgNO3固體,則溶液中c(Ag+)增大,Ksp(AgI) 不變
B.若將等體積的兩飽和清液混合,向其中加入AgNO3溶液,當(dāng)AgCl開始沉淀時,溶液中≈4.7×10-7
C.若向2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液中滴加2滴0.1 mol/L AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀;再向其中滴加4滴0.1 mol/L的KI溶液,有黃色沉淀產(chǎn)生,則可驗證Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
D.若將等體積的兩飽和清液混合,再加入足量AgNO3固體,則AgCl和AgI都可沉淀,以AgI為主
10.在Cl-和Cr濃度都是0.100 mol·L-1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液(忽略體積改變)時,AgCl和Ag2CrO4中　　　　先沉淀,當(dāng)Ag2CrO4開始沉淀時,溶液中c(Cl-)為　　　　mol·L-1。[Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12]
11.根據(jù)題目提供的溶度積數(shù)據(jù)進(jìn)行計算并回答下列問題:
(1)在Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后過濾,若測得濾液中c(C)=10-3 mol·L-1,則Ca2+是否沉淀完全 　　　　(填“是”或“否”)。[已知c(Ca2+)≤10-5 mol·L-1時可視為沉淀完全;Ksp(CaCO3)=4.96×10-9]
(2)25 ℃時,Mg(OH)2飽和溶液　　　　(填“能”或“不能”)使石蕊溶液變藍(lán)色。{已知Ksp[Mg(OH)2]=4.0×10-12,lg5=0.7}
(3)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后濃縮,該濃縮液中主要含有I-、Cl-等離子。取一定量的濃縮液,向其中滴加AgNO3溶液,當(dāng)AgCl開始沉淀時,溶液中為　　　　。[已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10, Ksp(AgI)=8.5×10-17]
題組四　　沉淀溶解平衡的應(yīng)用
12.常溫下,以MnO2為原料制得的MnCl2溶液中常含有雜質(zhì)離子Cu2+、Pb2+、Cd2+,通過添加過量的難溶電解質(zhì)MnS,可使這些金屬離子形成硫化物沉淀然后過濾除去,下列說法正確的是(　　)
A.加入MnS后生成CuS的離子方程式是Cu2++S2- CuS↓
B.濾渣中含有四種難溶電解質(zhì)
C.加入過量MnS的目的是使MnS與Cu2+、Pb2+、Cd2+的反應(yīng)正向移動
D.若CuS比PbS的Ksp小,則Cu2+先于Pb2+沉淀
13.已知一些難溶物的溶度積常數(shù)如下表:
物質(zhì) FeS CuS PbS HgS
Ksp 1.6×10-19 1.3×10-36 9.0×10-29 6.4×10-53
物質(zhì) Fe(OH)2 Cu(OH)2 Pb(OH)2 Hg(OH)2
Ksp 4.9×10-17 2.2×10-20 1×10-16 3.6×10-26
某工業(yè)廢水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,要除去這些重金屬離子,最適宜向工業(yè)廢水中加入過量的(　　)
A.NaOH　　　　　　B.FeS　　　
C.Na2S　　　　　　D.KOH
14.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(dá)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(diào)溶液pH=4的依據(jù)是Cu(OH)2比Fe(OH)3更難溶
15.已知下表數(shù)據(jù):
物質(zhì) 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(zhì)的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的下列說法,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(lán)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(diào)節(jié)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(diào)節(jié)pH為9.6后過濾,將所得沉淀在空氣中灼燒,可得等物質(zhì)的量的CuO、FeO、Fe2O3三種固體的混合物
題組五　　沉淀溶解平衡圖像分析
16.AlPO4的沉淀溶解平衡曲線如圖所示(溫度:T2>T1)。下列說法錯誤的是(　　)
A.AlPO4在b點對應(yīng)的溶解度大于c點
B.AlPO4沉淀溶解是放熱的過程
C.圖中四個點的Ksp:a=c=dD.T1溫度下,在飽和溶液中加入AlCl3可使溶液由c點變到a點
17.一定溫度下,向含Cu2+、Mn2+、Fe2+、Zn2+四種金屬離子(M2+)的溶液中滴加Na2S溶液,生成硫化物沉淀所需S2-濃度的對數(shù)值lgc(S2-)與lgc(M2+)的關(guān)系如圖所示。下列判斷錯誤的是　(　　)
A.Ksp(FeS)=1.0×10-20
B.向含等物質(zhì)的量濃度的Fe2+、Cu2+稀溶液中滴加Na2S溶液,Cu2+先 沉淀
C.該溫度下,a點相對于MnS是過飽和溶液
D.該溫度下,a點相對于ZnS是過飽和溶液
能力提升練
題組一　　溶度積常數(shù)的應(yīng)用
1.室溫下,將0.1 mol·L-1 AgNO3溶液和 0.1 mol·L-1 NaCl溶液等體積混合,一段時間后過濾,得濾液a和沉淀b。取等量的濾液a于兩支試管中,分別滴加相同體積、濃度均為0.1 mol·L-1的Na2S溶液和Na2SO4溶液,前者出現(xiàn)渾濁,后者溶液仍澄清;再取少量的沉淀b,滴加幾滴氨水,沉淀逐漸溶解。下列說法正確的是(　　)
A.0.1 mol·L-1 Na2S溶液中存在:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+c(H2S)
B.過濾后所得濾液中一定存在:c(Ag+)=
C.沉淀b中滴加氨水發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:Ag++2NH3·H2O [Ag(NH3)2]++2H2O
D.從實驗現(xiàn)象可以得出該溫度下Ksp(Ag2S)>Ksp(Ag2SO4)
2.工業(yè)生產(chǎn)中利用方鉛礦(主要成分為PbS,含有FeS2等雜質(zhì))制備PbSO4晶體的工藝流程如圖:
已知:PbCl2難溶于冷水,易溶于熱水;PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbC(aq)　ΔH>0;Ksp(PbSO4)=1.0×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5。下列說法錯誤的是(　　)
A.“浸取”時的主要離子反應(yīng)為MnO2+PbS+4H++2Cl- PbCl2+S+Mn2++2H2O
B.“濾渣2”的主要成分是Fe(OH)3
C.“沉降”時加入冰水,PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbC(aq)平衡左移,有利于PbCl2沉淀更完全
D.“沉淀轉(zhuǎn)化”過程達(dá)平衡時,溶液中=1.6×103
3.鍍鎳廢水中的Ni2+可用還原鐵粉除去。25 ℃時,部分氫氧化物在廢水中開始沉淀和沉淀完全的pH如表所示。
氫氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Ni(OH)2
開始沉淀的pH 1.5 6.6 7.7
沉淀完全的pH 3.3 9.9 9.2
(1)還原鐵粉的制備:向FeSO4溶液中加入NaBH4(其中H為-1價)可得還原鐵粉,同時生成H3BO3和H2。理論上制備1 mol Fe,需NaBH4的物質(zhì)的量為　　　　mol。
(2)還原鐵粉除鎳:向廢水中加入還原鐵粉,可置換出鎳。某小組通過實驗研究廢水中鎳的去除效果。
①取五份廢水樣品各100 mL,加酸或堿調(diào)節(jié)其初始pH不等,再加入等量且過量的鐵粉,充分反應(yīng)后測得廢水中鎳含量隨溶液初始pH(本題中均在常溫下測得)的變化如圖1所示。pH較小時,殘留的鎳含量較高,原因是　　　　　　　　;pH>6.6時,殘留的鎳含量隨溶液初始pH增大而增多的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。
②取100 mL廢水樣品,向其中加入適量鐵粉,測得Fe(Ⅱ)含量和總鐵含量變化如圖2所示,Fe(Ⅱ)表示溶液及沉淀中+2價的鐵元素,總鐵表示溶液及沉淀中化合態(tài)的鐵元素。40~60 min內(nèi),溶液pH約為 6.4,該時間段內(nèi)引起Fe(Ⅱ)含量降低的反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
圖1
圖2
③另取100 mL pH約為5.8的廢水樣品,加入FeCl3溶液,廢水中鎳含量也有明顯降低,原因是　　　　　　　　　　　　　　　。
題組二　　沉淀溶解平衡圖像分析
4.在T ℃時,難溶物Ag2CrO4在水溶液中的溶解平衡曲線如下圖所示,又知T ℃時AgCl的Ksp=1.8×10-10。下列說法錯誤的是(　　)
A.T ℃時,Ag2CrO4的Ksp為1×10-11
B.T ℃時,Y點和Z點的Ag2CrO4的Ksp相等
C.T ℃時,X點的溶液不穩(wěn)定,會自發(fā)轉(zhuǎn)變到Z點
D.T ℃時,將0.01 mol·L-1的AgNO3溶液逐滴滴入20 mL 0.01 mol·L-1的KCl和0.01 mol·L-1的K2CrO4混合溶液中,Cl-先沉淀
5.(經(jīng)典題)某溫度下,向10 mL 0.1 mol/L CuCl2溶液中滴加0.1 mol/L的Na2S溶液,滴加過程中 -lgc(Cu2+)與Na2S溶液體積的關(guān)系如圖所示。[已知:Ksp(ZnS)=3× 10-25,溶液混合后體積的變化忽略不計]
下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A.Na2S溶液中:c(H+)+c(HS-)+c(H2S)=c(OH-)
B.a、b、c三點對應(yīng)的溶液中,水的電離程度最大的為b點
C.向100 mL Zn2+、Cu2+物質(zhì)的量濃度均為0.1 mol/L的混合溶液中逐滴加入10-3 mol/L的Na2S溶液,Cu2+先沉淀
D.c點溶液中c(Cu2+)=10-34.4 mol/L
6.常溫下,用AgNO3溶液分別滴定濃度均為0.01 mol/L的KCl、K2C2O4溶液,所得的沉淀溶解平衡圖像如圖所示(Xa-表示Cl-或C2,不考慮C2的水解)。下列說法正確的是(　　)
A.Ksp(Ag2C2O4)的數(shù)量級為10-7
B.n點表示AgCl的不飽和溶液
C.向c(Cl-)=c(C2)的混合液中滴入AgNO3溶液時,先生成Ag2C2O4 沉淀
D.Ag2C2O4(s)+2Cl-(aq) 2AgCl(s)+C2(aq)的平衡常數(shù)為109.04
答案與分層梯度式解析
第四單元　沉淀溶解平衡
基礎(chǔ)過關(guān)練
1.A　AgCl在水中存在沉淀溶解平衡,相同的溫度下,溶液中的c(Cl-)越大,c(Ag+)越小,由題意可知,溶液中c(Cl-)由大到小順序為③>④>②>①,則溶液中c(Ag+)由大到小順序為①>②>④>③,故選A。
2.C　反應(yīng)后仍為Ba(OH)2飽和溶液,溶液中c(OH-)、c(Ba2+)不變,A、B項錯誤;加入氧化鋇粉末,消耗水,溶液中Ba2+數(shù)目減少,C項正確;反應(yīng)后仍為飽和溶液,溶液中c(OH-)不變,則c(H+)也不變,pH不變,D項錯誤。
3.D　為使Fe3+、Fe2+較完全地形成氫氧化物沉淀,溶液的pH應(yīng)分別在3.7、9.6左右,所以要除去硫酸鋅酸性溶液中含有的少量Fe3+、 Fe2+,應(yīng)該把Fe2+氧化為Fe3+,H2O2是綠色氧化劑不會引入新的雜質(zhì),所以用H2O2把Fe2+氧化為Fe3+,再加入氧化鋅調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀除去。
4.D　CuS的Ksp遠(yuǎn)小于MnS的Ksp,CuS的溶解度小于MnS的溶解度,A錯誤;CuS的Ksp=c(Cu2+)×c(S2-),則c(Cu2+)=×10-18 mol·L-1,B錯誤;CuS是難溶于水又難溶于強(qiáng)酸的固體,所以題述反應(yīng)可以發(fā)生,C錯誤;CuS的Ksp較FeS更小,所以FeS可以轉(zhuǎn)化為更難溶的CuS沉淀,D正確。
5.A　AgNO3溶液中加入KSCN溶液,硝酸銀過量,生成白色AgSCN沉淀,滴加硝酸鐵溶液,試管②不變紅,說明溶液中SCN-的濃度很小,加入 KI溶液,由于AgNO3過量,會產(chǎn)生黃色沉淀AgI,但試管③中溶液變紅,說明發(fā)生反應(yīng):AgSCN+I- SCN-+AgI,試管②不變紅,試管③變紅,說明溶液中SCN-濃度增大,則AgSCN轉(zhuǎn)化成了AgI,A項錯誤;Qc(濃度商)>Ksp時有沉淀生成,所以①中產(chǎn)生白色沉淀的原因是c(Ag+)· c(SCN-)>Ksp(AgSCN),B項正確;難溶固體存在沉淀溶解平衡,①中有 AgSCN固體,存在平衡:AgSCN(s) Ag+(aq)+SCN-(aq),C項正確; Fe3+可與SCN-反應(yīng)使溶液變紅,②中無明顯變化是因為溶液中SCN-的濃度過低,D項正確。
6.A　常溫下,Ksp(PbCO3)=1.6×10-13,故c(Pb2+)=c(C)== 4.0×10-7 mol/L,PbCO3的溶解度約為≈ 1.1×10-5 g,A項錯誤;逐滴加入Na2CO3溶液時,Ksp(PbCO3)較小,故先生成PbCO3沉淀,后生成NiCO3沉淀,B項正確;Ksp(PbCO3)7.C　在含AgCl固體的AgCl飽和溶液中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),當(dāng)加入少量稀鹽酸時,c(Cl-)增大,平衡逆向移動,c(Ag+)減小,氯化銀的溶解量減小;AgCl的Ksp只受溫度影響,溫度不變,AgCl的Ksp不變,C項正確。
8.C　濃度均為0.010 mol/L的Cl-、Br-、Cr,產(chǎn)生沉淀時,所需 c(Ag+)分別為 mol/L=1.8×10-8 mol/L、 mol/L=7.7× 10-9 mol/L, mol/L=3.0×10-5 mol/L;陰離子產(chǎn)生沉淀時,所需c(Ag+)越小,越先生成沉淀,所以三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序為Br-、Cl-、Cr,C項正確。
9.D　AgI的Ksp只與溫度有關(guān),溫度不變,Ksp不變,因而向AgI的飽和溶液中加AgNO3,c(Ag+)增大,Ksp(AgI)不變,A項正確;AgI的溶度積小于AgCl,加入AgNO3溶液,AgI優(yōu)先沉淀,當(dāng)AgCl開始沉淀時,溶液中
===≈4.7×10-7解題技法,B項正確;Ag+少量、Cl-過量,先生成白色沉淀AgCl,然后白色的AgCl沉淀轉(zhuǎn)化為黃色的AgI沉淀,說明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),C項正確;飽和的AgCl溶液中: c(Ag+)=c(Cl-)= mol/L,飽和的AgI溶液中:c(Ag+)=c(I-)= mol/L,由于c(Cl-)遠(yuǎn)大于c(I-),若AgNO3固體足量,沉淀以AgCl為主,D項錯誤。
10.答案　AgCl　1.9×10-5
解析　AgCl開始沉淀所需c(Ag+)== mol·L-1=1.8× 10-9 mol·L-1,Ag2CrO4開始沉淀所需c(Ag+)== mol·L-1≈9.5×10-6 mol·L-1,因此AgCl先沉淀。當(dāng)Ag2CrO4開始沉淀時:c(Ag+)≈9.5×10-6 mol·L-1,此時,c(Cl-)== mol·L-1≈1.9×10-5 mol·L-1。
11.答案　(1)是　(2)能　(3)4.7×10-7
解析　(1)根據(jù)Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)·c(C)=4.96×10-9,得c(Ca2+)= mol·L-1=4.96×10-6 mol·L-1<10-5 mol·L-1,可視為沉淀完全。
(2)設(shè)Mg(OH)2飽和溶液中Mg2+的物質(zhì)的量濃度為x mol·L-1,則4x3= 4.0×10-12,x=1.0×10-4,c(OH-)=2.0×10-4 mol·L-1,c(H+)= mol·L-1=5×10-11 mol·L-1,pH=-lg(5×10-11)=11-lg5=10.3,所以Mg(OH)2飽和溶液能使石蕊溶液變藍(lán)色。
(3)當(dāng)AgCl開始沉淀時,溶液中===≈4.7×10-7高頻考點。
12.B　加入MnS后生成CuS的離子方程式是Cu2+(aq)+MnS(s) CuS(s)+Mn2+(aq),A項錯誤;濾渣中含有生成的CuS、PbS、CdS及過量的MnS四種難溶電解質(zhì),B項正確;通過添加過量的難溶電解質(zhì)MnS,除去Cu2+、Pb2+、Cd2+,是利用CuS、PbS、CdS比MnS更難溶于水的原理進(jìn)行沉淀的轉(zhuǎn)化,C項錯誤;若CuS比PbS的Ksp小,則等濃度時Cu2+先于Pb2+沉淀,D項錯誤。
13.B　由Ksp數(shù)據(jù)可以看出,同一金屬元素的硫化物比其氫氧化物更難溶,FeS本身難溶于水,Na2S可溶于水,若選用Na2S會引入雜質(zhì)Na+,故選用FeS作為沉淀劑,B項正確。
14.D　為防止Cu2+水解,溶解CuSO4·5H2O晶體時要加入少量稀H2SO4,A項正確;H2O2具有強(qiáng)氧化性,能與Fe2+發(fā)生氧化還原反應(yīng),即2Fe2++ H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O,B項正確;H2O2在CuSO4催化下可發(fā)生分解反應(yīng),C項正確;溶液pH=4時,Fe3+可水解生成Fe(OH)3而除去,即Fe(OH)3比Cu(OH)2更難溶,D項錯誤。
15.B　根據(jù)題表中Ksp及三種物質(zhì)完全沉淀時的pH范圍可知,向混合液中逐滴加入氫氧化鈉溶液,鐵離子優(yōu)先反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀,所以應(yīng)該最先看到紅褐色沉淀,A錯誤;Cu2+、Fe2+、Fe3+在溶液中都會發(fā)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(zhì),C錯誤;由題表中數(shù)據(jù)可知,調(diào)節(jié) 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。
16.B　由題圖知,b點Ksp大于c點Ksp,則AlPO4在b點對應(yīng)的溶解度大于c點,A項正確;升高溫度,Ksp增大,則該沉淀溶解為吸熱的過程,B項錯誤;由題圖可知,四個點的Ksp:a=c=d17.C　a點:c(Fe2+)=1.0×10-10 mol·L-1,c(S2-)=1.0×10-10 mol·L-1,則Ksp(FeS)=1.0×10-20,A正確;由題圖知Ksp(CuS)=1.0×10-35, Ksp(CuS)能力提升練
1.B　Na2S溶液中存在電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-),由物料守恒得:c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S),兩式聯(lián)立,可得: c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),A錯誤;過濾后所得濾液中一定存在: c(Ag+)=,B正確;沉淀b為氯化銀,氯化銀中滴加氨水會生成二氨合銀離子,其離子方程式為:AgCl+2NH3·H2O [Ag(NH3)2]++ Cl-+2H2O,C錯誤;從實驗現(xiàn)象可以得出Ksp(Ag2SO4)>Ksp(Ag2S),D錯誤。
2.A
“浸取”時鹽酸、MnO2與PbS發(fā)生反應(yīng)生成PbCl2和S、Mn2+和H2O,加入的NaCl可促進(jìn)平衡PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbC(aq)正向移動,使更多的Pb元素存在于溶液中,離子方程式為:MnO2+PbS+4H++4Cl- PbC+S+Mn2++2H2O,A項錯誤;加入MnO調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀,“濾渣2”的主要成分是Fe(OH)3,B項正確;加入冰水使溫度降低,PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbC(aq)平衡逆向移動,即向著生成PbCl2沉淀的方向移動,C項正確;“沉淀轉(zhuǎn)化”發(fā)生反應(yīng)為:PbCl2(s)+S(aq) PbSO4(s)+2Cl-(aq),達(dá)平衡時,平衡常數(shù)K=====1.6×103,D項正確。
3.答案　(1)0.5　(2)①鐵粉與H+反應(yīng)　生成的Fe(OH)2覆蓋在鐵粉表面不利于Fe置換出Ni
②4Fe2++O2+10H2O 4Fe(OH)3↓+8H+
③生成的Fe(OH)3有吸附性
解析　(1)由題意知Fe元素的化合價降低2價,H元素的化合價升高1價,1 mol NaBH4失去4 mol電子,而生成1 mol Fe需得到2 mol電子,由得失電子守恒可知,制備1 mol Fe,需NaBH4的物質(zhì)的量為 0.5 mol。(2)①pH較小時,溶液中氫離子與Fe反應(yīng)生成氫氣和亞鐵離子,難發(fā)生Fe與Ni2+的置換反應(yīng),所以溶液中殘留的鎳含量較高; pH>6.6時,亞鐵離子轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2,Fe(OH)2會覆蓋在鐵粉表面,阻礙鐵粉與Ni2+的置換反應(yīng),所以溶液中殘留的鎳含量會增多。②40~ 60 min內(nèi),溶液pH約為6.4,Fe2+被空氣中氧氣氧化生成Fe(OH)3,反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+10H2O4Fe(OH)3↓+8H+。③pH約為5.8的廢水樣品,加入FeCl3溶液,Fe3+會水解生成Fe(OH)3膠體,Fe(OH)3有吸附性,能吸附Ni2+,所以廢水中鎳含量也有明顯降低。
4.C　曲線上的點均處于沉淀溶解平衡狀態(tài),Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+Cr(aq),Ksp=c2(Ag+)·c(Cr)=(10-3)2×10-5=10-11,A項正確;溫度一定,Ksp(Ag2CrO4)一定,B項正確;T ℃時,X點是過飽和溶液,變?yōu)轱柡腿芤旱倪^程中,銀離子與鉻酸根離子濃度均減小,不會自發(fā)轉(zhuǎn)變到Z點,C項錯誤;將AgNO3溶液逐滴滴入20 mL 0.01 mol·L-1 KCl和 0.01 mol·L-1 K2CrO4的混合溶液中,Ag2CrO4開始沉淀所需c(Ag+)= mol·L-1=10-4.5 mol·L-1,AgCl開始沉淀所需c(Ag+)= mol·L-1=1.8×10-8 mol·L-1,所以先析出AgCl,D項正確。
5.C　Na2S溶液中質(zhì)子守恒關(guān)系應(yīng)為c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),A錯誤;a、c兩點Cu2+、S2-的水解促進(jìn)水的電離,b點可認(rèn)為是NaCl溶液,水的電離沒有被促進(jìn),水的電離程度最小,B錯誤;b點CuCl2和 Na2S恰好反應(yīng)生成CuS沉淀,溶液中c(S2-)=c(Cu2+)=10-17.7 mol/L, Ksp(CuS)=c(S2-)×c(Cu2+)=10-17.7×10-17.7=10-35.4>Ksp(ZnS),所以等濃度時,Cu2+先沉淀,C正確;c點時溶質(zhì)為NaCl和Na2S,其中c(S2-)= mol/L= mol/L,則此時c(Cu2+)=3×10-34.4 mol/L,D錯誤。
6.D　當(dāng)lgc(C2)=-2.46時,c(C2)=10-2.46 mol/L,-lgc(Ag+)=4, c(Ag+)=10-4 mol/L,Ksp(Ag2C2O4)=c2(Ag+)·c(C2)=(10-4)2×10-2.46= 10-10.46,Ksp(Ag2C2O4)的數(shù)量級為10-11,A錯誤;AgCl曲線上各點表示飽和溶液,曲線下方各點表示過飽和溶液,曲線上方各點表示不飽和溶液,n點在AgCl曲線下方,表示過飽和溶液,B錯誤;根據(jù)題圖知,當(dāng) c(Cl-)=c(C2),AgCl的縱坐標(biāo)數(shù)值較大,則生成AgCl所需c(Ag+)較小,所以先生成AgCl沉淀,C錯誤;當(dāng)lgc(Cl-)=-5.75時,c(Cl-)= 10-5.75 mol/L,-lgc(Ag+)=4,c(Ag+)=10-4 mol/L,Ksp(AgCl)=c(Ag+)· c(Cl-)=10-4×10-5.75=10-9.75,Ag2C2O4(s)+2Cl-(aq) 2AgCl(s)+ C2(aq)的平衡常數(shù)為===109.04,D正確。
2(共22張PPT)
　
1.驗證難溶電解質(zhì)的溶解性實驗:將少量碘化鉛(難溶于水)固體加入盛有水的燒杯中,從燒杯
中取2 mL上層清液于試管中,逐滴加入AgNO3溶液,產(chǎn)生黃色的AgI沉淀,說明PbI2在水中有極
少量的溶解。
2.在生成沉淀的溶液中存在沉淀溶解平衡,當(dāng)溶解速率和沉淀速率相等時,體系中形成沉淀物
質(zhì)的飽和溶液。
第四單元 沉淀溶解平衡
必備知識 清單破
知識點 1 難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡與影響因素
3.影響沉淀溶解平衡的因素
(1)內(nèi)因:溶質(zhì)本身的性質(zhì)。
(2)外界條件改變對沉淀溶解平衡的影響
①溫度:絕大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過程,升高溫度,沉淀溶解平衡向溶解的方向移動(加熱
促進(jìn)溶解)。
②濃度:加水稀釋,沉淀溶解平衡向溶解的方向移動(溶解的電解質(zhì)增多)。
③同離子:加入與難溶電解質(zhì)構(gòu)成中相同的離子,平衡向生成沉淀的方向移動。
④其他離子:加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶或氣體的離子,平衡向溶解的方向移
動。
1.沉淀的生成
(1)調(diào)節(jié)pH法:如除去CuSO4溶液中混有的少量Fe3+,可向溶液中加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3
等,調(diào)節(jié)溶液的pH至3~4,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去。
(2)加沉淀劑法:除去污水中的Cu2+、Hg2+可用Na2S等作沉淀劑,這是分離、除去雜質(zhì)常用的方
法;誤食可溶性鋇鹽可用5.0% Na2SO4溶液解毒。
知識點 2 沉淀的生成與轉(zhuǎn)化
2.沉淀的轉(zhuǎn)化
(1)一般來說,溶解能力相對較強(qiáng)的物質(zhì)容易轉(zhuǎn)化為溶解能力相對較弱的物質(zhì)。
①實驗步驟:向2 mL氯化鈉溶液中逐滴加入硝酸銀溶液至Cl-沉淀完全,倒出試管中的上層清
液,再向試管中滴加碘化鉀溶液,再傾倒出試管中的上層清液,向試管中滴加硫化鈉溶液
②現(xiàn)象:先生成白色沉淀,然后白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色沉淀,最后轉(zhuǎn)化為黑色沉淀。發(fā)生反應(yīng)的
化學(xué)方程式依次為NaCl+AgNO3 AgCl↓+NaNO3,AgCl+KI AgI+KCl,2AgI+Na2S
Ag2S+2NaI。
③結(jié)論:相同溫度下,溶解能力的大小順序為Ag2S④應(yīng)用:鍋爐水垢中含有CaSO4,可先用碳酸鈉溶液處理轉(zhuǎn)化為CaCO3,再用鹽酸除去,反應(yīng)的
化學(xué)方程式:CaSO4+Na2CO3 CaCO3+Na2SO4,CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑;在銅藍(lán)
礦的形成過程中,CuSO4與ZnS、PbS反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CuS。
(2)特殊情況下,溶解能力相對較弱的物質(zhì)也能轉(zhuǎn)化為溶解能力相對較強(qiáng)的物質(zhì)。如在碘化
銀沉淀中加入飽和的溴化鉀溶液,會生成溴化銀沉淀。在分析化學(xué)中常常先將難溶強(qiáng)酸鹽轉(zhuǎn)
化為難溶弱酸鹽,然后用酸溶解,使陽離子進(jìn)入溶液。重晶石(主要成分是BaSO4)是制備鋇化
合物的重要原料,用飽和Na2CO3溶液處理,可將其轉(zhuǎn)化為易溶于酸的BaCO3,離子方程式為
BaSO4(s)+C (aq) BaCO3(s)+S (aq)。
1.難溶電解質(zhì)在水中的沉淀溶解平衡常數(shù)稱為溶度積常數(shù)(簡稱溶度積),用Ksp表示。
2.對沉淀溶解平衡:AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq),Ksp=cm(An+)·cn(Bm-),如Fe(OH)3的Ksp=c(Fe3+)·
c3(OH-)。
3.在一定溫度下,Ksp為一常數(shù),難溶電解質(zhì)的Ksp的大小反映了其在水中的溶解能力。
4.Ksp大小與難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)和溫度有關(guān),與濃度無關(guān)。
5.溶度積規(guī)則
(1)Qc>Ksp,溶液過飽和,有沉淀析出,直至溶液飽和,達(dá)到新的平衡。
(2)Qc=Ksp,溶液飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)。
(3)Qc和。
知識點 3 溶度積常數(shù)
知識辨析
1.其他條件相同時,升高溫度,沉淀溶解平衡會正向移動,難溶電解質(zhì)的溶度積會增大。這種
說法對嗎
2.向AgNO3溶液中滴加少量KBr溶液,生成淺黃色沉淀,再滴加NaCl溶液,出現(xiàn)白色沉淀,可證
明AgCl的溶度積小于AgBr。這種說法對嗎
3.一個給定的沉淀溶解平衡,改變條件若平衡正向移動,則其溶度積一定增大。這種說法對
嗎
4.通過煮沸、過濾的方法可除去NaCl溶液中的FeCl3雜質(zhì)。這種說法對嗎
一語破的
1.不對。大多數(shù)難溶電解質(zhì),升高溫度,溶度積增大,但少數(shù)電解質(zhì)升高溫度,溶度積減小,即沉
淀溶解平衡會逆向移動,如氫氧化鈣。
2.不對。由于生成AgBr實驗中AgNO3過量,再加入NaCl溶液會生成AgCl沉淀,不能得出AgCl
的溶度積小于AgBr的溶度積的結(jié)論。
3.不對。溶度積大小只與溫度有關(guān),若改變的條件是溫度,則溶度積會發(fā)生變化,若改變的是
其他條件,則溶度積不發(fā)生變化。
4.對。氯化鐵在溶液中可水解,加熱可促進(jìn)水解,氯化氫揮發(fā)使其水解趨于完全,全部轉(zhuǎn)化為
Fe(OH)3沉淀,過濾即可除去。
1.沉淀反應(yīng)的應(yīng)用
(1)沉淀的生成和溶解是兩個方向相反的過程,控制離子濃度,可以使其向我們需要的方向轉(zhuǎn)
化。
(2)利用生成沉淀的方法除去某種離子,首先要使生成沉淀的反應(yīng)能夠發(fā)生,其次沉淀生成的
反應(yīng)進(jìn)行得越完全越好。
(3)根據(jù)平衡移動原理,對于在水中難溶的電解質(zhì),如果能設(shè)法不斷地移去沉淀溶解平衡體系
中的相應(yīng)離子,使平衡向沉淀溶解的方向移動,就可以使沉淀溶解。如常用強(qiáng)酸溶解CaCO3、
FeS等難溶電解質(zhì)。
關(guān)鍵能力 定點破
定點 1 沉淀溶解平衡在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用
(1)要能除去溶液中指定的離子,又不能影響其他離子的存在,并且由沉淀劑引入溶液的雜質(zhì)
離子還要便于除去。
(2)溶液中沉淀物的溶解度越小,離子沉淀得越完全。如沉淀Cu2+時,可將其轉(zhuǎn)化成CuS或
Cu(OH)2等沉淀,但CuS的溶解度更小,因此,轉(zhuǎn)化成CuS時Cu2+除去得更完全。
(3)提純多種弱堿陽離子的混合溶液中的某種離子,常通過控制溶液的pH使溶解度最小的物
質(zhì)最先沉淀除去,而被提純的離子不能生成沉淀,還要注意除雜時不能引入新的雜質(zhì)。
2.沉淀劑選擇的原則
典例 向鍋爐中注入Na2CO3溶液,將水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3,再用鹽酸除去。下列敘述正
確的是 (　 )
A.溫度升高,Na2CO3溶液中KW和c(H+)均會增大
B.CaSO4能轉(zhuǎn)化為CaCO3,說明Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)
C.CaCO3溶于鹽酸而CaSO4不溶,是因為硫酸酸性強(qiáng)于鹽酸
D.沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式為C (aq)+CaSO4(s) CaCO3(s)+S (aq)
D
思路點撥：增大c(C ),當(dāng)溶液中c(C )與c(Ca2+)的乘積大于Ksp(CaCO3)時,即生成CaCO3沉
淀,則CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3。
解析：溫度升高,水的電離平衡正向移動,KW增大;溫度升高,促進(jìn)Na2CO3的水解,使溶液中
c(OH-)增大,c(OH-)增大程度大于KW,c(H+)減小,A項錯誤。Ksp(CaCO3)CaCO3與鹽酸反應(yīng)生成可溶性的氯化鈣、水和二氧化碳,CaSO4與鹽酸不滿足復(fù)分解反應(yīng)發(fā)
生的條件,與酸性強(qiáng)弱無關(guān),C項錯誤。硫酸鈣轉(zhuǎn)化為溶解度更小的碳酸鈣的離子方程式為
CaSO4(s)+C (aq) CaCO3(s)+S (aq),D項正確。
1.溶度積計算的三種常見設(shè)問方式
(1)已知溶度積,求溶液中的某種離子的濃度。
如Ksp=a的飽和AgCl溶液中,c(Ag+)= mol·L-1。
(2)已知溶度積、溶液中某離子的濃度,求溶液中的另一種離子的濃度。
如某溫度下AgCl的Ksp=a,在0.1 mol·L-1的NaCl溶液中加入過量的AgCl固體,達(dá)到平衡后
c(Ag+)=10a mol·L-1。
(3)計算反應(yīng)的平衡常數(shù)。
如對于反應(yīng)Cu2+(aq)+ZnS(s) CuS(s)+Zn2+(aq) K,Ksp(ZnS)=c(Zn2+)·c(S2-),Ksp(CuS)=c(Cu2+)·
c(S2-),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= = 。
定點 2 溶度積常數(shù)的計算及其應(yīng)用
2.沉淀溶解平衡圖像的分析
(1)明確圖像中縱、橫坐標(biāo)的含義
縱、橫坐標(biāo)通常是難溶物溶解后電離出的離子濃度,有時候是離子濃度的負(fù)對數(shù)。
(2)理解圖像中線上點、線外點的含義
①以氯化銀為例,在如圖所示的沉淀溶解平衡圖像中,曲線上任意一點都達(dá)到了沉淀溶解平
衡狀態(tài),此時Qc=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(xiàn)在曲線以外。
②曲線上方區(qū)域的點均為過飽和溶液,此時Qc>Ksp。
③曲線下方區(qū)域的點均為不飽和溶液,此時Qc
(3)抓住Ksp的特點,結(jié)合所給信息分析判斷
①溶液在蒸發(fā)時,溶質(zhì)離子濃度的變化有兩種情況:原溶液不飽和時,溶質(zhì)離子濃度都增大;原溶液飽和時,溶質(zhì)離子濃度都不變(恒溫)。
②對于同一難溶電解質(zhì)來說,溶度積常數(shù)只與溫度有關(guān),與溶液中溶質(zhì)的離子濃度無關(guān)。
(4)比較溫度T1和T2大小:由硫酸鋇沉淀溶解吸熱,可知T1
3.沉淀溶解平衡中離子濃度的對數(shù)曲線
(1)正對數(shù)曲線
橫、縱坐標(biāo)分別為陰離子或陽離子濃度的正對數(shù)。每條曲線上任一點都表示飽和溶液,曲線
上方的任一點均表示過飽和溶液,曲線下方的任一點均表示不飽和溶液。如ZnS曲線:a點表
示飽和溶液,c點表示不飽和溶液;CuS曲線:b點表示飽和溶液,c點表示過飽和溶液(M2+表示Cu2+
或Zn2+)。

(2)負(fù)對數(shù)曲線
橫、縱坐標(biāo)分別為陰離子或陽離子濃度的負(fù)對數(shù)。每條曲線上任一點都表示飽和溶液,曲線
上方的任一點均表示不飽和溶液,曲線下方的任一點均表示過飽和溶液,此時有沉淀析出。
如Ⅰ曲線:M點表示飽和溶液,P點表示不飽和溶液;Ⅱ曲線:Q點表示飽和溶液,P點表示過飽和
溶液。(R2+表示Cu2+或Zn2+)

典例1 絢麗多彩的無機(jī)顏料的應(yīng)用曾創(chuàng)造了古代繪畫和彩陶的輝煌。硫化鎘(CdS)是一種難
溶于水的黃色顏料,其在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法錯誤的是 (　 )

A.T1溫度下,CdS的溶度積常數(shù)Ksp(CdS)=a2;T2溫度下,CdS的溶度積常數(shù)Ksp(CdS)=b2
B.圖中各點對應(yīng)的Ksp的關(guān)系為Ksp(m)=Ksp(n)C.向m點的溶液中加入少量Na2S固體,溶液組成由m沿mpn
線向p方向移動
D.溫度降低時,q點的飽和溶液的組成由q沿qp線向p方向
移動
B
思路點撥：根據(jù)圖像,兩條線上的點都達(dá)到了對應(yīng)溫度下的沉淀溶解平衡狀態(tài),T2溫度下的
溶度積大,說明T2溫度高。
解析：p、q兩點都是溶液中陰、陽離子濃度相等的點,且此時溶液處于飽和狀態(tài),T1溫度下,
Ksp(CdS)=a2,T2溫度下,Ksp(CdS)=b2,A正確;圖中各點對應(yīng)的Ksp的關(guān)系為Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p)<
Ksp(q),B錯誤;Ksp(CdS)=c(Cd2+)·c(S2-),向m點的溶液中加入少量Na2S固體,溫度不變Ksp(CdS)不變,硫離子濃度增大,鎘離子濃度減小,溶液組成由m沿mpn線向p方向移動,C正確;CdS(s)
Cd2+(aq)+S2-(aq)是吸熱過程,降低溫度平衡逆向移動,飽和溶液中離子濃度減小,Ksp減小,溫度降低時,q點的飽和溶液的組成由q沿qp線向p方向移動,D正確。
典例2 已知常溫下Ksp(NiS)=1.0×10-21,Ksp(NiCO3)=1.0×10-7;pNi=-lgc(Ni2+),pB=-lgc(S2-)或
-lgc(C )。在物質(zhì)的量濃度相同的Na2S和Na2CO3的混合溶液中滴加Ni(NO3)2溶液產(chǎn)生
兩種沉淀,溶液中pNi與pB之間的關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是 (　 )

A.曲線Ⅰ代表NiS
B.向d點對應(yīng)的溶液中加入對應(yīng)陰離子的鈉鹽,d點向b點移動
C.對于曲線Ⅰ,對b點溶液進(jìn)行加熱,b點向c點移動
D.m為3.5,且對應(yīng)的陰離子是C
C
思路點撥： pNi即-lgc(Ni2+),c(Ni2+)=10-pNi mol·L-1,pNi越大,c(Ni2+)越小,可與pH進(jìn)行類比分析。
解析：Ksp(NiS)正確;在d點溶液中存在沉淀溶解平衡NiS(s) Ni2+(aq)+S2-(aq),加入Na2S,S2-濃度增大,平衡
逆向移動,Ni2+濃度減小,d點向b點移動,B項正確;對于曲線Ⅰ,對b點溶液進(jìn)行加熱,NiS的溶解
度增大,Ni2+、S2-濃度增大,b點向a點方向移動,C項錯誤;a點c(Ni2+)=c(C ),Ksp(NiCO3)=c(Ni2+)·
c(C )=1.0×10-7,c(Ni2+)=c(C )=1×10-3.5 mol·L-1,pNi=pB=3.5,且對應(yīng)的陰離子為C ,D項
正確。

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