高考化学总复习第八单元水溶液中的离子平衡第4讲沉淀溶解平衡教案新人教版.docx

第4讲沉淀溶解平衡见自学听讲P165一、难溶电解质的溶解平衡1.定义:在一定条件下,当的速率和的速率相等时,得到该沉淀的饱和溶液,这种动态平衡状态叫难溶电解质的溶解平衡。2.特征:难溶电解质的溶解平衡属于化学平衡的一种,因此它具有化学平衡的一切特征。“动”:动态平衡,溶解的速率与沉淀的速率不等于0。“等”:溶解的速率与沉淀的速率相等。“定”:达到平衡时,溶液中离子的浓度保持不变。“变”:当外界条件改变时,溶解平衡将发生移动,达到新的平衡。3.影响因素(1)内因:。(2)外因:外因对溶解平衡的影响温度大多数难溶电解质的溶解平衡是反应,升高温度,溶解平衡向的方向移动浓度加水稀释,溶解平衡向的方向移动同离子效应向平衡体系中加入相同离子,溶解平衡移化学反应若加入的物质使难溶电解质生成更难溶的电解质、弱电解质或气体时,溶解平衡移改变条件对平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)的影响改变条件平衡移动方向移动原因平衡时c(Ag+)平衡时c(Cl-)升温溶解过程,升温后向吸热方向移动增大加水加水后平衡向的方向移动不变加AgCl(s)已经是饱和溶液,加入后无影响不变加NaCl(s)左移增大溶液中c(Cl-)减小加AgNO3(s)左移增大溶液中c(Ag+)减小(续表)改变条件平衡移动方向移动原因平衡时c(Ag+)平衡时c(Cl-)加入NH3H2O右移与Ag+生成络合离子Ag(NH3)2+而降低溶液中c(Ag+)增大加入Na2SS2-与Ag+生成更难溶的Ag2S沉淀而降低溶液中c(Ag+)减小1.沉淀溶解平衡是化学平衡的一种,沉淀溶解平衡的移动也同样遵循勒夏特列原理。2.绝大多数固体的溶解度随温度的升高而增大,但有少数物质的溶解度随着温度的升高而减小,如Ca(OH)2。3.Ksp大的物质,溶解度不一定大,只有组成相似的物质,才能用Ksp比较其溶解度的大小。4.复分解反应总是向着某些离子浓度减小的方向进行,若生成难溶电解质,则向着生成溶度积较小的难溶电解质的方向进行。5.习惯上将溶解度小于0.01 g的电解质称为难溶电解质。对于常量的化学反应来说,化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于110-5 molL-1时,沉淀就达完全。二、难溶电解质的溶解平衡常数溶度积1.定义:难溶电解质在溶液中达到溶解平衡状态时,离子浓度保持不变(或一定),各为一个常数,这个常数称之为溶度积常数,简称为溶度积,用Ksp表示。2.表达式:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),Ksp(AmBn)=。3.注意:a.Ksp只与有关,而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。b.一般来说,对同种类型难溶电解质,Ksp越小,其溶解度越,越易转化为沉淀。不同类型难溶电解质,不能根据Ksp比较其溶解度的大小。c.可通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积离子积(Qc)的相对大小,判断难溶电解质在给定条件下的沉淀生成或溶解情况:当时,向生成沉淀的方向进行,有沉淀析出;当时,达到溶解平衡,溶液为饱和溶液;当时,向沉淀溶解的方向进行,沉淀逐渐溶解。溶度积的大小反映了难溶电解质溶解能力的大小。对于同种类型的难溶电解质,溶度积越大,溶解度也越大;对于不同类型的难溶电解质,不能简单用Ksp大小来比较溶解能力的大小,必须把溶度积换算成溶解度。三、沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的溶解与生成(1)影响沉淀溶解平衡的因素:沉淀溶解平衡为动态平衡,当外界条件改变时,平衡会发生移动。如加入与溶解产生的相同离子,平衡向沉淀方向移动,加热时,平衡一般向溶解方向移动。(2)沉淀的方法a.调节pH法:如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节pH至78,可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去,反应是Fe3+3NH3H2OFe(OH)3+3NH4+。b.加沉淀剂法:如以Na2S、H2S等作沉淀剂,使某些金属离子(如Cu2+、Hg2+等)生成极难溶的硫化物(如CuS、HgS等)沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。(3)沉淀溶解的方法 a.酸碱溶解法:加入酸或碱与溶解平衡体系中的相应离子反应,降低离子浓度,使平衡向溶解方向移动。如难溶于水的BaCO3可溶于酸中。b.用某些盐溶解:如Mg(OH)2 可溶于NH4Cl 溶液中,化学方程式为Mg(OH)2(s)+2NH4Cl(aq)MgCl2(aq)+2NH3H2O(aq)。2.沉淀的转化(1)实质沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动;一般来说,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现;两种沉淀的溶解度差别越大,沉淀转化越容易。(2)沉淀转化的应用在自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。例如,各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液,并向深部渗透,遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS),便慢慢地转变为铜蓝(CuS)。其反应为 Cu2+ ZnSCuS+Zn2+, Cu2+PbSCuS+Pb2+。 1.消耗沉淀溶解平衡中的离子,促进平衡右移,沉淀溶解。2.AgCl转化为AgI,不能说明Ksp(AgCl)Ksp(AgI),只能说明c(Ag+)c(I-)Ksp(AgI)。3.增大沉淀溶解平衡中离子的浓度,使QcKsp,则平衡左移,生成沉淀。难溶电解质溶解沉淀生成难溶电解质本身的性质吸热沉淀溶解沉淀溶解左右右移吸热增大右移微粒数增多不变不移动不变增大增大减小右移增大离子浓度幂的乘积cm(An+)cn(Bm-)温度小QcKspQc=KspQcKsp1.沉淀溶解平衡的两个特征:v(溶解)=v(沉淀)0;固体的质量或离子浓度保持不变。2.一个表达式:对于溶解平衡MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq),Ksp=cm(Mn+)cn(Am-)。3.影响Ksp的一个因素:温度。4.溶度积规则中的三个关系(1)QcKsp:溶液过饱和,有沉淀析出。5.沉淀反应的三个应用(1)沉淀的生成。(2)沉淀的溶解。(3)沉淀的转化。见自学听讲P167难溶电解质的沉淀溶解平衡1.正误判断(正确的打“”,错误的打“”)。(1)向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液,则SO42-沉淀完全,溶液中不含SO42-。()(2)沉淀达到溶解平衡时,溶液中溶质离子浓度一定相等,且保持不变。()(3)升高温度,沉淀溶解平衡一定正向移动。()(4)室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。()(5)BaSO4在等物质的量浓度的Na2SO4溶液和Al2(SO4)3溶液中的溶解度相同。()(6)因溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化,故向ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀。()(7)难溶电解质达到溶解平衡时,增加难溶电解质的量,平衡向溶解的方向移动。()(8)为减少洗涤过程中固体的损耗,最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀。()(9)向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液,白色沉淀变成黑色沉淀:2AgCl+S2-Ag2S+2Cl-。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)2.(1)在实验室中怎样除去NaCl溶液中的BaCl2?(2)怎样除去AgI中的AgCl?答案(1)向溶液中加入过量的Na2CO3溶液充分反应,过滤,向滤液中加适量盐酸。(2)把混合物与饱和的KI溶液混合,振荡静置,溶度积大的AgCl就会慢慢转化为溶度积小的AgI。一、沉淀生成的两大应用1.分离离子:同一类型的难溶电解质,如AgCl、AgBr、AgI,溶度积小的物质先析出,溶度积大的物质后析出。2.控制溶液的pH来分离物质,如除去CuCl2中的FeCl3,可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2等物质,将Fe3+转化为Fe(OH)3而除去。二、沉淀溶解的四种常用方法1.盐溶解法:加入盐溶液,与沉淀溶解平衡体系中某种离子反应生成弱电解质,从而减小离子浓度使沉淀溶解,如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。2.配位溶解法:加入适当的配合剂,与沉淀溶解平衡体系中的某种离子生成稳定的配合物,从而减小离子浓度使沉淀溶解,如AgCl溶于氨水。3.氧化还原法:通过发生氧化还原反应使平衡体系中的离子浓度减小,从而使沉淀溶解,如Ag2S溶于硝酸。4.沉淀转化溶解法:将难溶物转化为能用上述三种方法之一溶解的沉淀,然后再溶解。例如向BaSO4中加入饱和Na2CO3溶液使BaSO4转化为BaCO3,再将BaCO3溶于盐酸。1.下列有关AgCl沉淀的溶解平衡的说法中正确的是()。A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但速率相等B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-C.升高温度,AgCl沉淀的溶解度减小D.在有AgCl沉淀生成的溶液中加入NaCl固体,AgCl沉淀溶解的量不变解析沉淀溶解平衡是动态平衡,A项正确;AgCl在水中存在溶解平衡,溶液中有极少量的Ag+和Cl-,B项错误;通常固体的溶解度随温度的升高而增大(氢氧化钙等除外),C项错误;加入NaCl固体,增大Cl-浓度,使AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-的平衡左移,析出氯化银沉淀,因此AgCl沉淀溶解的量减少,D项错误。答案A2.已知Ca(OH)2溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)(H0),下列有关该平衡体系的说法正确的是()。升高温度,平衡逆向移动向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子,可以向溶液中加入适量的NaOH溶液恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高给溶液加热,溶液的pH升高向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变A.B.C.D.解析加入少量Na2CO3粉末会生成CaCO3,使Ca2+浓度减小,错误;加入氢氧化钠溶液,有Ca(OH)2沉淀生成,但Ca(OH)2的溶度积较大,要除去Ca2+,应把Ca2+转化为更难溶的CaCO3,错误;恒温下Ksp不变,加入CaO后,溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液,pH不变,错误;给溶液加热,Ca(OH)2的溶解度减小,溶液的pH降低,错误;加入Na2CO3溶液,沉淀溶解平衡向右移动,Ca(OH)2固体转化为CaCO3固体,固体质量增加,正确;向溶液中加入NaOH固体,平衡向左移动,Ca(OH)2固体的质量增加,错误。答案A3.下列化学原理的应用,可以用沉淀溶解平衡原理来解释的是()。热纯碱溶液洗涤油污的能力比冷纯碱溶液强误将钡盐BaCl2、Ba(NO3)2当作食盐食用时,常用0.5%的Na2SO4溶液解毒石灰岩(喀斯特地貌)溶洞的形成BaCO3不能作“钡餐”,而BaSO4可以泡沫灭火器灭火原理A.B.C.D.解析碳酸钠是强碱弱酸盐,因为水解使其溶液呈碱性,碱能促进油脂水解,加热促进水解,所以热纯碱溶液的洗涤油污能力更强,应用了盐类水解原理,故不符合;钡离子有毒,所以可溶性的钡盐有毒,钡离子和硫酸根离子反应生成不溶于酸和水的硫酸钡,即易溶性的物质能向难溶性的物质转化,所以可以用沉淀溶解平衡原理来解释;石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用转化为微溶性的碳酸氢钙,长时间反应,形成溶洞,所以可以用沉淀溶解平衡原理来解释;碳酸钡能和盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水,硫酸钡和盐酸不反应,所以碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡可以,可以用沉淀溶解平衡原理来解释;碳酸氢钠水解使其溶液呈碱性,硫酸铝水解使其溶液呈酸性,氢离子和氢氧根离子反应生成水,则碳酸氢钠和硫酸铝相互促进水解,从而迅速产生二氧化碳,所以可以用盐类水解原理来解释泡沫灭火器灭火的原理,故不符合。答案A4.已知四种盐的溶解度(S)曲线如图所示:下列说法不正确的是()。A.将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体B.将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体C.Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质,可用重结晶法提纯D.可用MgCl2和NaClO3制备Mg(ClO3)2解析因为NaCl的溶解度受温度的影响不大,所以将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体,A项正确;因为MgCl2能够水解,水解产生Mg(OH)2和HCl,加热,水解平衡正向移动,HCl易挥发,所以将MgCl2溶液蒸干可得Mg(OH)2固体,B项错误;因为Mg(ClO3)2的溶解度随温度升高而增大且受温度影响变化较大,NaCl的溶解度受温度影响较小,所以Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质,可用重结晶法提纯,C项正确;反应MgCl2+2NaClO3Mg(ClO3)2+2NaCl类似于侯氏制碱法生成NaHCO3的原理,因为NaCl溶解度小而从溶液中析出,使反应向生成Mg(ClO3)2的方向进行,D项正确。答案B溶度积常数1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)Ksp(AB2)KspMg(OH)2。()(7)AgCl(s)+I-(aq)AgI(s)+Cl-(aq)的化学平衡常数K=Ksp(AgCl)Ksp(AgI)。()(8)向AgCl悬浊液中加入NaBr溶液时,出现黄色沉淀,说明Ksp(AgCl)”“”或“=”)T2。(2)保持T1不变,怎样使A点变成B点?。(3)在B点,若温度从T1升高到T2,则B点可能变到(填“C”“D”或“E”)点。(4)若要从B点变到E点,理论上应采取的措施是。答案(1)c(Ag+),B项错误;两者共存的溶液中,存在Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=1.5610-10,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)c(CrO42-)=9.010-12,故c(Cl-)c(CrO42-)=Ksp(AgCl)c(Ag+)Ksp(Ag2CrO4)c2(Ag+)=Ksp(AgCl)c(Ag+)Ksp(Ag2CrO4),C项错误; Ag2CrO4的溶解度大于AgCl的溶解度,难溶物质有向更难溶物质转化的趋势,故Ag2CrO4能转化为AgCl,D项错误。答案A2.Ca(OH)2在温度分别为T1、T2时的沉淀溶解平衡曲线如图所示图中浓度单位为molL-1,温度为T1时Ca(OH)2的Ksp=410-6,341.6。下列说法正确的是()。A.温度: TlT2,A项错误;P点属于过饱和溶液,即悬浊液,因此分散质粒子直径大于100 nm,B项错误;Ksp=c(Ca2+)c2(OH-),410-6=4a(2a)2,解得a=6.2510-3,因此c(OH-)=26.2510-3 molL-1=0.0125 molL-1,C项正确;加水稀释,c(Ca2+)和c(OH-)都减小,D项错误。答案C3.几种金属硫化物的溶度积如图所示:已知pM=-lg c(M2+),pS=-lg c(S2-)。下列说法正确的是()。A.相同温度下,溶解度:S(HgS)S(CuS)S(FeS)B.硫化铜难溶于稀硫酸,而硫化汞易溶于稀硫酸C.a点对应的硫化铜悬浊液中溶度积常数Ksp(CuS)=110-36D.MS溶解的条件是c(M2+)c(S2-)Ksp(MS)解析审题关键:(1)从图像看,pM越大,c(M2+)越小;pS越大,c(S2-)越小。(2)HgS、CuS、FeS的沉淀类型相同,都是AB型。(3)溶度积越大,溶解度越大。(4)曲线上每一点都代表“对应物质的饱和溶液”,即达到沉淀溶解平衡状态。A项,硫化汞溶度积最小,硫化亚铁溶度积最大,它们组成类型相同,溶度积越大,溶解度越大,所以,硫化汞的溶解度最小,硫化亚铁的溶解度最大,错误;B项,根据c(M2+)c(S2-)与Ksp(MS)的关系知,如果硫化铜难溶于稀硫酸,则硫化汞更难溶于稀硫酸,错误;C项,曲线上每个点对应的金属硫化物都处在沉淀溶解平衡状态,pCu+pS=-lg c(Cu2+)+lg c(S2-),Ksp(CuS)=10-(pCu+pS)=10-16,正确;D项,硫化物溶解的条件是c(M2+)c(S2-)Ksp(MS),错误。答案C1.(2018年海南,6)某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸,下列说法正确的是()。A.AgCl的溶解度、Ksp均减小B.AgCl的溶解度、Ksp均不变C.AgCl的溶解度减小、Ksp不变D.AgCl的溶解度不变、Ksp减小解析向AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸,c(Cl-)增大,导致溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)逆向移动,则AgCl的溶解度减小,但温度不变,Ksp不变。答案C2.(2017年全国卷,13)在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的Cl-会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去Cl-。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图,下列说法错误的是()。A.Ksp(CuCl)的数量级为10-7B.除Cl-反应为Cu+Cu2+2Cl-2CuClC.加入Cu越多,Cu+浓度越高,除Cl-效果越好D.2Cu+Cu2+Cu平衡常数很大,反应趋于完全解析当-lgc(Cl-)molL-1=0时,lgc(Cu+)molL-1约为-7,即c(Cl-)=1 molL-1,c(Cu+)=10-7 molL-1,因此Ksp(CuCl)的数量级为10-7,A项正确;分析生成物CuCl的化合价可知,Cl元素的化合价没有发生变化,Cu元素由0价和+2价均变为+1价,因此参加该反应的微粒为Cu、Cu2+和Cl-,生成物为CuCl,则该反应的离子方程式为Cu+Cu2+2Cl-2CuCl,B项正确;铜为固体,只要满足反应用量,Cu的量对除Cl-效果无影响,C项错误;反应2Cu+Cu2+Cu的平衡常数K= c(Cu2+)c2(Cu+),可取图像中的c(Cu+)=c(Cu2+)=110-6 molL-1代入平衡常数的表达式中计算,即K=110-6(110-6)2=1106,因此平衡常数很大,反应趋于完全,D项正确。答案C3.(2016年海南,5)向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化),下列数值变小的是()。A.c(CO32-)B.c(Mg2+)C.c(H+)D.Ksp(MgCO3)解析MgCO3固体的溶液中存在溶解平衡:MgCO3(s)Mg2+(aq)+CO32-(aq),加入少量稀盐酸与CO32-反应促使溶解平衡正向移动,故溶液中c(CO32-)减小,c(Mg2+)增大,A项正确,B项错误;从极端值的角度分析,该过程c(H+)为增大趋势,Ksp(MgCO3)只与温度有关,故Ksp(MgCO3)不变,D项错误。答案A4.(2017年全国卷,27节选) 若“滤液”中c(Mg2+)=0.02 molL-1,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.010-5 molL-1,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.310-22、1.010-24。答案加入磷酸后,因溶液体积增加1倍,此时溶液中c(Mg2+)=0.01 molL-1。当Fe3+恰好沉淀完全时,c(PO43-)=1.310-221.010-5 molL-1=1.310-17 molL-1,此时溶液中c3(Mg2+)c2(PO43-)=(0.01)3(1.310-17)2=1.710-40KspMg3(PO4)2,因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀。5.(1)(2016年全国卷,27节选)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,利用Ag+与CrO42-生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl-恰好完全沉淀(浓度等于1.010-5 molL-1)时,溶液中c(Ag+)为molL-1,此时溶液中c(CrO42-)等于molL-1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.010-12和2.010-10)(2)(2015年全国卷,28节选)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题:上述浓缩液中主要含有I-、Cl-等离子。取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中c(I-)c(Cl-)为。已知Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgI)=8.510-17(3)(2015年福建理综,23节选)25 ,在0.10 molL-1 H2S溶液中,通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-)关系如图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)= molL-1。某溶液含0.020 molL-1 Mn2+、0.10 molL-1 H2S,当溶液pH=时,Mn2+开始沉淀。已知:Ksp(MnS)=2.810-13(4)(2015年江苏,18节选)已知:KspAl(OH)3=110-33,KspFe(OH)3=310-39,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度均小于110-6 molL-1),需调节溶液pH范围为。(5)(2015年全国卷,26节选)酸性锌锰干电池是一种一次性电池,回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示:化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10-1710-1710-39 用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解,铁变为,加碱调节至pH为时,铁刚好沉淀完全(离子浓度小于110-5 molL-1时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱至pH为时,锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1 molL-1)。若上述过程不加H2O2后果是,原因是。解析(1)结合Ksp(AgCl)和溶液中c(Cl-)=1.010-5 molL-1,可求出溶液中c(Ag+)=Ksp(AgCl)c(Cl-)=2.010-5 molL-1。结合溶液中c(Ag+)=2.010-5 molL-1和Ksp(Ag2CrO4)可求出溶液中c(CrO42-)=Ksp(Ag2CrO4)c2(Ag+)=5.010-3 molL-1。(2)当AgCl开始沉淀时,溶液中c(I-)c(Cl-)=c(I-)c(Ag+)c(Cl-)c(Ag+)=Ksp(AgI)Ksp(AgCl)=8.510-171.810-104.710-7。(3)根据物料守恒:c(S2-)+c(H2S)+c(HS-)=0.10 molL-1,故c(H2S)+c(HS-)=0.10 molL-1-c(S2-)=0.10 molL-1-5.710-2 molL-1=0.043 molL-1。要使Mn2+沉淀,需要的c(S2-)最小值=Ksp(MnS)c(Mn2+)=2.810-130.020=1.410-11,再对照图像找出pH=5。(4)使Al3+完全除去时c(OH-)=3KspAl(OH)3c(Al3+)=3110-33110-6 molL-1=110-9 molL-1,此时溶液pH=5,使Fe3+完全除去时c(OH-)=3KspFe(OH)3c(Fe3+)=3310-39110-6 molL-11.410-11 molL-1,此时溶液pH3.1;而pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀,所以调节溶液的pH范围为5.0pH7.1。(5)Fe与稀H2SO4反应生成FeSO4,再被H2O2氧化转化为Fe2(SO4)3。Fe(OH)3的Ksp=c(Fe3+)c3(OH-),则Fe3+恰好沉淀完全时,c(OH-)=3KspFe(OH)3c(Fe3+)10-11.3 molL-1,则溶液的pH=2.7。Zn(OH)2的Ksp=c(Zn2+)c2(OH-),则Zn2+开始沉淀时,c(OH-)=KspZn(OH)2c(Zn2+)=10-8 molL-1,溶液的pH=6。Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近,不加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,很难将Zn2+和Fe2+分开。答案(1)2.010-5;5.010-3(2)4.710-7(3)0.0435(4)5.0pHKsp(ZnS),所以C项应只有ZnS生成;依据沉淀转化原理,溶度积大的FeS可以转化为溶度积小的CuS,D项正确。答案D4.AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),平衡时,Ksp=c(Ag+)c(Cl-),将过量氯化银分别投入下列溶液中,各溶液中c(Ag+)由大到小的顺序为()。100 mL水24 mL 0.1 molL-1 NaCl溶液10 mL 0.1 molL-1 MgCl2溶液30 mL 0.1 molL-1 AgNO3溶液A.B.C.D.解析中c(Ag+)=0.1 molL-1,加入过量AgCl,c(Ag+)最大;中c(Cl-)=0.1 molL-1,中c(Cl-)=0.2 molL-1,加入过量AgCl,根据c(Ag+)=Kspc(Cl-)可判断出c(Ag+):;中为纯水,加入过量AgCl,AgCl的溶解平衡达到平衡状态,c(Ag+):。故c(Ag+)大小顺序为,B项正确。答案B5.工业上向锅炉里注入Na2CO3溶液浸泡,将水垢中的CaSO4转化为CaCO3,而后用盐酸去除。下列叙述不正确的是()。A.温度升高,Na2CO3溶液的Kw和c(OH-)均会增大B.沉淀转化的离子方程式为CO32-(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO42- (aq)C.盐酸中,CaCO3的溶解性大于CaSO4D.向Na2CO3溶液中通入CO2后,溶液中阴离子浓度均减小解析温度升高,Kw增大,同时促进CO32-水解,c(OH-)增大,A项正确;加入碳酸钠溶液,把硫酸钙转化为碳酸钙,CO32-(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO42-(aq),B项正确;因为碳酸钙与盐酸反应,而硫酸钙不与盐酸反应,所以在盐酸中碳酸钙的溶解性大于硫酸钙,C项正确;根据CO32-+CO2+H2O2HCO3-知,HCO3-浓度增大,D项错误。答案D6.室温时,CaCO3在水中的溶解平衡曲线如图所示,已知:25 时其溶度积为2.810-9,下列说法不正确的是()。A.x=210-5B.c点时有CaCO3沉淀生成C.加入蒸馏水可使溶液由d点变到a点D.b、d两点对应的溶度积相等解析d点,根据溶度积数据和c(CO32-)=1.410-4 molL-1可以计算出x的值为210-5;c点:QcKsp,故有沉淀生成;d点,加入蒸馏水后,各离子浓度均减小,不可能变到a点;溶度积只与温度有关,故b点与d点对应的溶度积相等。答案C7.工业上从废铅酸电池的铅膏回收铅的过程中,可用碳酸盐溶液与铅膏(主要成分为PbSO4)发生反应:PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)。(1)上述反应的平衡常数表达式:K=。(2)室温时,向两份相同的样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化,在溶液中PbSO4的转化率较大,理由是。解析(2)在溶液中Na2CO3能完全电离出CO32-,而NaHCO3只能电离出微量的CO32-,故相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,Na2CO3溶液中CO32-浓度更大,PbSO4的转化率更大。答案(1)c(SO42-)c(CO32-)(2)Na2CO3;相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,前者c(CO33-)更大8.(1)在粗制CuSO45H2O晶体中常含有杂质Fe2+。在提纯时为了除去Fe2+,常加入合适的氧化剂使Fe2+转化为Fe3+,下列物质可采用的是(填字母,下同)。A.KMnO4B.H2O2C.氯水D.HNO3然后再加入适当物质将溶液pH调至4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,为达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的,调整溶液pH可选用下列中的。A.NaOHB.NH3H2OC.CuOD.Cu(OH)2(2)甲同学怀疑调整溶液pH=4不一定能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,乙同学认为可以通过计算确定,他查阅有关资料得到如下数据:常温下,KspFe(OH)3=8.010-38,KspCu(OH)2=3.010-20,通常残留在溶液中的离子浓度小于110-5 molL-1时就认为沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为3.0 molL-1,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为,Fe3+完全沉淀时溶液的pH为,通过计算确定上述方案(填“可行”或“不可行”)。(已知:lg5=0.7)解析(1)将Fe2+氧化为Fe3+可加入H2O2,然后再加入CuO或Cu(OH)2调整至溶液pH=4,若使用其他试剂,会引入杂质离子。(2)Cu(OH)2开始沉淀时,溶液中c2(OH-)3.0=3.010-20,解得c(OH-)=1.010-10 molL-1,溶液的pH为4;Fe3+完全沉淀时:c3(OH-)110-5=8.010-38,c(OH-)=2.010-11 molL-1,溶液的pH为3.3;即当Fe3+完全沉淀时,Cu(OH)2还未开始沉淀,调整溶液pH=4的方案可行。答案(1)B;CD(2)4;3.3;可行9.(2018年湖南益阳箴言中学月考)已知,同温度下的溶解度:Zn(OH)2ZnS,MgCO3Mg(OH)2;溶解或电离出S2-的能力:FeSH2SCuS。则下列离子方程式错误的是()。A.Mg2+2HCO3-+2Ca2+4OH-Mg(OH)2+2CaCO3+2H2OB.FeS+2H+Fe2+H2SC.Cu2+H2SCuS+2H+D.Zn2+S2-+2H2OZn(OH)2+H2S解析MgCO3的溶解度大于Mg(OH)2,因此有Mg2+2HCO3-+2Ca2+4OH-Mg(OH)2+2CaCO3+2H2O,A项正确;由于电离出S2-的能力FeSH2SCuS,故有FeS+2H+Fe2+H2S,Cu2+H2SCuS+2H+,B、C两项正确;因ZnS比Zn(OH)2更难溶,故发生反应Zn2+S2-ZnS,D项错误。答案D10.一定温度时,Cu2+、Mn2+、Fe2+、Zn2+等四种金属离子(M2+)形成硫化物沉淀所需S2-最低浓度的对数值lgc(S2-)与lgc(M2+)的关系如图所示。下列有关判断不正确的是()。A.该温度下,Ksp(MnS)大于1.010-35B.向含Mn2+、Zn2+的稀溶液中滴加Na2S溶液,Mn2+最有可能先沉淀C.向c(Fe2+)=0.1 molL-1的溶液中加入CuS粉末,有FeS沉淀析出D.该温度下,溶解度:CuSMnSFeSZnS解析由图可知CuS和FeS的Ksp分别为10-35、10-20,故MnS的Ksp介于二者之间,A项正确,D项错误;向含Mn2+、Zn2+的稀溶液中滴加Na2S溶液,MnS更难溶,Mn2+最有可能先沉淀,B项正确;向c(Fe2+)=0.1 molL-1的溶液中加入CuS粉末,c(Fe2+)c(S2-)=10-18.510-20,会有FeS沉淀析出,C项正确。答案D11.为研究沉淀的生成及其转化,某小组进行如下实验。下列关于该实验的分析不正确的是()。A.中浊液存在平衡Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)B.中溶液变澄清的原因是AgOH+2NH3H2OAg(NH3)2OH+2H2OC.中颜色变化说明有AgCl生成D.该实验可以证明AgCl比Ag2CrO4更难溶解析络合反应为可逆反应,则中浊液存在平衡Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq),A项正确;银离子与NH3H2O结合生成络合离子,则中溶液变澄清是因为AgOH+2NH3H2OAg(NH3)2OH+2H2O,B项正确;银离子与氯离子结合生成AgCl白色沉淀,则中颜色变化说明有AgCl生成,C项正确;硝酸银过量,不发生沉淀的转化,余下的浊液中含银离子,与KCl反应生成白色沉淀,不能证明AgCl比Ag2CrO4更难溶,D项错误。答案D12.(2018年临沂一中质检)t 时,卤化银(AgX,X=Cl、Br)的2条溶解平衡曲线如图所示,已知Ksp(AgCl)Ksp(AgBr),且p(Ag+)=-lgc(Ag+),p(X-)=-lgc(X-),利用p(X-)-p(Ag+)的坐标系可表示出AgX的溶度积与溶液中c(Ag+)和c(X-)的相互关系。下列说法错误的是()。A.t 时,c点可表示AgCl的不饱和溶液B.B曲线表示的是AgBrC.取a、b两点处溶液等体积混合,维持t 不变,混合溶液中一定无白色沉淀生成D.在t 时,反应AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K104解析t 时,c点在A曲线下方,离子的浓度较大,是AgCl的过饱和溶液,A项错误;AgCl的溶度积大于AgBr的,饱和AgCl溶液中的离子浓度大于AgBr中的,而Ag+、X-浓度越大,p(Ag+)、p(X-)数值越小,故A曲线表示的是AgCl,B曲线表示的是AgBr,B项正确;取a、b两点处溶液等体积混合,溶液体积增加,Ag+、Cl-浓度减小,因此维持t 不变,混合溶液中一定无白色沉