高中化学人教版第六讲　沉淀溶解平衡(基础课)

第六讲沉淀溶解平衡(基础课)复习目标1.能用化学用语正确表示水溶液中的难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.能通过实验证明水溶液中存在的难溶电解质沉淀溶解平衡，了解沉淀的生成、溶解与转化。3.能利用离子积与溶度积常数的关系判断溶液中难溶电解质的沉淀和溶解情况。4.能综合运用离子反应、化学平衡原理，举例说明难溶电解质沉淀溶解平衡在生产、科研和环保等领域中的应用。知识点一沉淀溶解平衡及应用1.沉淀溶解平衡(1)含义在一定温度下的水溶液中，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了沉淀溶解平衡状态。(2)形成过程(图示)(3)特征2.沉淀溶解平衡的影响因素(1)内因——难溶电解质本身的性质。(2)外因①一般结论②实例(以平衡AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)ΔH>0为例，完成下表)外界条件移动方向c(Ag＋)升高温度右移增大加水(固体有剩余)右移不变加入少量AgNO3左移增大加入Na2S右移减小通入HCl左移减小通入NH3右移减小3.沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成方法举例解释调节pH法除去CuCl2溶液中的FeCl3，可向溶液中加入CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3]CuO与H＋反应，促进Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至4左右Fe3＋与NH3·H2O反应生成Fe(OH)3沉淀沉淀剂法以Na2S等沉淀污水中的Hg2＋、Cu2＋等重金属离子Na2S与Cu2＋、Hg2＋反应生成沉淀(2)沉淀的溶解①原理：不断减少溶解平衡体系中的相应离子，使Q<Ksp，平衡向沉淀溶解的方向移动。②溶解方法a.酸溶解法，如CaCO3溶于盐酸；b.盐溶液溶解法，如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液；c.配位溶解法，如AgCl溶于氨水。(1)Mg(OH)2难溶于水，能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。写出有关反应的离子方程式：____________________________________________________________________________________________________________。(2)已知：PbSO4不溶于水，但可溶于醋酸铵溶液，反应的化学方程式：PbSO4＋2CH3COONH4=(CH3COO)2Pb＋(NH4)2SO4，试对上述PbSO4沉淀的溶解加以解释：____________________________________________________________________________________________________________。提示(1)Mg(OH)2(s)＋2H＋(aq)Mg2＋(aq)＋2H2OMg(OH)2＋2NHeq\o\al(＋,4)=Mg2＋＋2NH3·H2O(2)PbSO4(s)Pb2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)，当加入CH3COONH4溶液时，Pb2＋与CH3COO－结合生成更难电离的(CH3COO)2Pb，c(Pb2＋)减小，Q(PbSO4)<Ksp(PbSO4)，使PbSO4的沉淀溶解平衡向右移动，PbSO4溶解。4.沉淀的转化(1)原理：由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程，实质是沉淀溶解平衡的移动。(2)沉淀转化规律①一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。②一定条件下溶解能力小的沉淀也可以转化成溶解能力相对较大的沉淀。(3)应用实例①锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为CaSO4(s)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)CaCO3(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)。②矿物转化：CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS，离子方程式为ZnS(s)＋Cu2＋(aq)CuS(s)＋Zn2＋(aq)。下列化学原理的应用，主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是________。①热纯碱溶液去油污能力强②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒③溶洞、珊瑚的形成④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡则能⑤泡沫灭火器灭火的原理提示②③④(一)沉淀溶解平衡及影响因素1.已知Ca(OH)2的饱和溶液中存在平衡Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)ΔH<0，下列有关该平衡体系的说法正确的是()①升高温度，平衡逆向移动②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度③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④恒温下，向溶液中加入CaO，溶液的pH升高⑤给溶液加热，溶液的pH升高⑥向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加⑦向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变A.①⑥ B.①⑥⑦C.②③④⑥ D.①②⑥⑦答案A解析向溶液中加Na2CO3，COeq\o\al(2－,3)与Ca2＋反应生成沉淀CaCO3，c(Ca2＋)减小，②错；③加入NaOH溶液会使平衡左移，有Ca(OH)2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CaCO3，③错；恒温下，Ca(OH)2饱和溶液的浓度不变，pH不变，④错；加热，平衡左移，c(OH－)减小，pH减小，⑤错；加NaOH，平衡左移，Ca(OH)2的质量增大，⑦错。2.将足量BaCO3固体分别加入：①30mL水；②10mL0.2mol·L－1Na2CO3溶液；③50mL0.01mol·L－1BaCl2溶液；④100mL0.01mol·L－1盐酸中溶解至溶液饱和。所得溶液中c(Ba2＋)由大到小的顺序为________________。答案③＞④＞①＞②(二)沉淀溶解平衡的应用3.可溶性钡盐有毒，医院中常用无毒硫酸钡作为内服“钡餐”造影剂。医院抢救钡离子中毒者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：某温度下，Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9，Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10。下列推断正确的是()A.不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为碳酸钡比硫酸钡更难溶B.可以用0.36mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃C.抢救钡离子中毒者时，若没有硫酸钠也可以用碳酸钠溶液代替D.误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5mol·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒答案B解析碳酸钡能与胃酸反应生成可溶性钡盐，钡离子有毒，所以不能用碳酸钡作为内服造影剂，A错误；用0.36mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃，反应后c(Ba2＋)＝eq\f(1.1×10－10,0.36)mol·L－1≈3.1×10－10mol·L－1<eq\r(1.1×10－10)mol·L－1，B正确；碳酸钡与胃酸反应转化为可溶性钡盐，起不到解毒的作用，C错误；饱和BaSO4溶液中c(Ba2＋)＝eq\r(Ksp（BaSO4）)＝eq\r(1.1×10－10)mol·L－1>1.0×10－5mol·L－1，所以误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5mol·L－1的溶液时，不会引起钡离子中毒，D错误。4.试用平衡移动原理解释下列事实：(1)BaCO3不溶于水，为什么不能作钡餐？______________________________________________________。(2)CaCO3难溶于稀硫酸，却能溶于醋酸中，原因是什么？______________________________________________________。(3)分别用等体积的蒸馏水和0.01mol·L－1的盐酸洗涤AgCl沉淀，用水洗涤造成AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量，原因是什么？______________________________________________________。答案(1)BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)，HCl=H＋＋Cl－，2H＋＋COeq\o\al(2－,3)=H2O＋CO2↑，盐酸电离的H＋与BaCO3产生的COeq\o\al(2－,3)结合生成CO2和H2O，破坏了BaCO3的溶解平衡，c(Ba2＋)增大，引起人体中毒(2)CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)，H2SO4=SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋，Ca2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=CaSO4↓，因为生成的CaSO4溶解度较小，会附着在CaCO3的表面，阻止平衡右移。而CH3COOHCH3COO－＋H＋，Ca2＋与CH3COO－不产生沉淀；当H＋与COeq\o\al(2－,3)结合生成CO2和H2O时，CaCO3的溶解平衡右移(3)用水洗涤AgCl，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)平衡右移，AgCl的质量减少，用盐酸洗涤AgCl，稀释的同时HCl电离产生的Cl－会使平衡左移，AgCl减少的质量要小些知识点二溶度积及其应用1.溶度积(溶度积常数)和离子积以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：溶度积离子积含义沉淀溶解平衡的平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积符号KspQ表达式Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度是平衡浓度Q(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度是任意浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解①Q>Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出；②Q＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态；③Q＜Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出室温下，向2mol·L－1CuSO4溶液中加入NaOH固体调节溶液的pH至多少时开始沉淀？(Ksp[Cu(OH)2]＝2.0×10－20，写出解题步骤)提示Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝2×c2(OH－)＝2.0×10－20，c(OH－)＝eq\r(10－20)mol·L－1＝10－10mol·L－1，c(H＋)＝eq\f(Kw,c（OH－）)＝eq\f(10－14,10－10)mol·L－1＝10－4mol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝－lg10－4＝4。2.Ksp的影响因素(1)内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。(2)外因①浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。②温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。③其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。1.下列说法正确的是()A.难溶电解质的溶度积Ksp越小，则它的溶解度越小B.Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl)，则Ag2CrO4的溶解度小于AgCl的溶解度C.溶度积常数Ksp与温度有关，温度越高，溶度积越大D.升高温度，某沉淀溶解平衡逆向移动，说明它的溶解度是减小的，Ksp也变小答案D解析不同类型的电解质是无法由溶度积来比较溶解度大小的，同类型的难溶电解质Ksp越小，溶解度越小，A、B错误；溶度积常数Ksp与温度有关，温度越高，溶度积常数可能增大也可能减小，C错误；升高温度，沉淀溶解平衡逆向移动，则说明它的溶解度是减小的，所以Ksp也变小，D正确。2.25℃时，Ksp(FeS)＝6.3×10－18，Ksp(CuS)＝1.3×10－36，Ksp(ZnS)＝1.3×10－24。下列有关说法中正确的是()A.25℃时，CuS的溶解度大于ZnS的溶解度B.25℃时，饱和CuS溶液中Cu2＋的浓度为1.3×10－36mol·L－1C.向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S，只有FeS沉淀生成D.ZnS(s)＋Cu2＋(aq)CuS(s)＋Zn2＋(aq)的平衡常数为1.0×1012答案D解析A项中，三种物质均为AB型化合物，CuS的溶度积最小，因而溶解度最小；B项中，c(Cu2＋)＝eq\r(Ksp（CuS）)＝eq\r(1.3)×10－18mol·L－1；C项中，Ksp(FeS)＞Ksp(ZnS)，浓度相同时，应首先生成ZnS沉淀；D项中，K＝eq\f(c（Zn2＋）,c（Cu2＋）)＝eq\f(Ksp（ZnS）,Ksp（CuS）)＝eq\f(1.3×10－24,1.3×10－36)＝1.0×1012。1.(2023·江苏卷)室温下，用含少量Mg2＋的MnSO4溶液制备MnCO3的过程如图所示。已知Ksp(MgF2)＝5.2×10－11，Ka(HF)＝6.3×10－4。下列说法正确的是()A.0.1mol·L－1NaF溶液中：c(F－)＝c(Na＋)＋c(H＋)B.“除镁”得到的上层清液中：c(Mg2＋)＝eq\f(Ksp（MgF2）,c（F－）)C.0.1mol·L－1NaHCO3溶液中：c(COeq\o\al(2－,3))＝c(H＋)＋c(H2CO3)－c(OH－)D.“沉锰”后的滤液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(COeq\o\al(2－,3))答案C解析A.0.1mol·L－1NaF溶液中存在电荷守恒：c(OH－)＋c(F－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，A错误；B.“除镁”得到的上层清液中为MgF2的饱和溶液，有Ksp(MgF2)＝c(Mg2＋)·c2(F－)，故c(Mg2＋)＝eq\f(Ksp（MgF2）,c2（F－）)，B错误；C.0.1mol·L－1NaHCO3溶液中存在质子守恒：c(COeq\o\al(2－,3))＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(H2CO3)，故c(COeq\o\al(2－,3))＝c(H＋)＋c(H2CO3)－c(OH－)，C正确；D.“沉锰”后的滤液中还存在F－、SOeq\o\al(2－,4)等离子，故电荷守恒中应增加其他离子使等式成立，D错误。2.(2023·全国乙卷)一定温度下，AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是()A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀，也能生成AgCl沉淀B.b点时，c(Cl－)＝c(CrOeq\o\al(2－,4))，Ksp(AgCl)＝Ksp(Ag2CrO4)C.Ag2CrO4＋2Cl－2AgCl＋CrOeq\o\al(2－,4)的平衡常数K＝107.9D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L－1的混合溶液中滴加AgNO3溶液，先产生Ag2CrO4沉淀答案C解析根据图像，由(1.7，5)可得到Ag2CrO4的溶度积Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrOeq\o\al(2－,4))＝(1×10－5)2×1×10－1.7＝10－11.7，由(4.8，5)可得到AgCl的溶度积Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝1×10－5×1×10－4.8＝10－9.8，据此数据计算各选项结果。A.假设a点坐标为(4，6.5)，此时分别计算反应的浓度商Q得，Q(AgCl)＝10－10.5，Q(Ag2CrO4)＝10－17，二者的浓度商均小于其对应的溶度积Ksp，二者均不会生成沉淀，A错误；B.b点时，c(Cl－)＝c(CrOeq\o\al(2－,4))，但是Ksp(AgCl)与Ksp(Ag2CrO4)表达式不同，计算出的Ksp不同，B错误；C.该反应的平衡常数表达式为K＝eq\f(c（CrOeq\o\al(2－,4)）,c2（Cl－）)，将表达式转化为与两种难溶物的溶度积有关的式子得K＝eq\f(c（CrOeq\o\al(2－,4)）,c2（Cl－）)＝eq\f(c（CrOeq\o\al(2－,4)）·c2（Ag＋）,c2（Cl－）·c2（Ag＋）)＝eq\f(Ksp（Ag2CrO4）,Keq\o\al(2,sp)（AgCl）)＝eq\f(1×10－11.7,（1×10－9.8）2)＝1×107.9，C正确；D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L－1的混合溶液中滴加AgNO3，开始沉淀时所需要的c(Ag＋)分别为10－8.8和10－5.35，说明此时沉淀Cl－需要的银离子浓度更低，在这种情况下，先沉淀的是AgCl，D错误。3.(2023·辽宁卷)某废水处理过程中始终保持H2S饱和，即c(H2S)＝0.1mol·L－1，通过调节pH使Ni2＋和Cd2＋形成硫化物而分离，体系中pH与－lgc关系如下图所示，c为HS－、S2－、Ni2＋和Cd2＋的浓度，单位为mol·L－1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS)，下列说法正确的是()A.Ksp(CdS)＝10－18.4B.③为pH与－lgc(HS－)的关系曲线C.Ka1(H2S)＝10－8.1D.Ka2(H2S)＝10－14.7答案D解析已知H2S饱和溶液中随着pH的增大，H2S的浓度逐渐减小，HS－的浓度增大，S2－浓度逐渐增大，则有－lgc(HS－)和－lg(S2－)随着pH增大而减小，且相同pH时，HS－浓度大于S2－，即－lgc(HS－)小于－lg(S2－)，则Ni2＋和Cd2＋浓度逐渐减小，且Ksp(NiS)>Ksp(CdS)，即当c(S2－)相同时，c(Ni2＋)＞c(Cd2＋)，则－lgc(Ni2＋)和－lg(Cd2＋)随着pH增大而增大，且有－lgc(Ni2＋)小于－lg(Cd2＋)，由此可知曲线①代表Cd2＋、②代表Ni2＋、③代表S2－，④代表HS－，据此分析结合图像各点数据进行解题。A.由分析可知，曲线①代表Cd2＋、③代表S2－，由图示曲线①③交点可知，此时c(Cd2＋)＝c(S2－)＝10－13mol/L，则有Ksp(CdS)＝c(Cd2＋)·c(S2－)＝10－13×10－13＝10－26，A错误；B.由分析可知，③为pH与－lgc(S2－)的关系曲线，B错误；C.由分析可知，曲线④代表HS－，由图示曲线④两点坐标可知，此时c(H＋)＝10－1.6mol/L时，c(HS－)＝10－6.5mol/L，Ka1(H2S)＝eq\f(c（H＋）·c（HS－）,c（H2S）)＝eq\f(10－1.6×10－6.5,0.1)＝10－7.1或者当c(H＋)＝10－4.2mol/L时，c(HS－)＝10－3.9mol/L，Ka1(H2S)＝eq\f(c（H＋）·c（HS－）,c（H2S）)＝eq\f(10－4.2×10－3.9,0.1)＝10－7.1，C错误；D.已知Ka1·Ka2＝eq\f(c（H＋）·c（HS－）,c（H2S）)×eq\f(c（H＋）·c（S2－）,c（HS－）)＝eq\f(c2（H＋）·c（S2－）,c（H2S）)，由曲线③两点坐标可知，当c(H＋)＝10－4.9mol/L时，c(S2－)＝10－13mol/L，或者当c(H＋)＝10－6.8mol/L时，c(S2－)＝10－9.2mol/L，故有Ka1·Ka2＝eq\f(c2（H＋）·c（S2－）,c（H2S）)＝eq\f(（10－4.9）2×10－13,0.1)＝eq\f(（10－6.8）2×10－9.2,0.1)＝10－21.8，结合C项分析可知，Ka1＝10－7.1可知Ka2(H2S)＝10－14.7，D正确。4.(2023·海南卷)铍的氧化物广泛应用于原子能、航天、电子、陶瓷等领域，是重要的战略物资。利用绿柱石(主要化学成分为Be3Al2Si6O18，还含有一定量的FeO和Fe2O3)生产BeO的一种工艺流程如下。回答问题：(1)Be3Al2Si6O18中Be的化合价为________。(2)粉碎的目的是______________________________________________________；残渣主要成分是________(填化学式)。(3)该流程中能循环使用的物质是________(填化学式)。(4)无水BeCl2可用作聚合反应的催化剂。BeO、Cl2与足量C在600～800℃制备BeCl2的化学方程式为__________________________________。(5)沉铍时，将pH从8.0提高到8.5，则铍的损失降低至原来的________%。答案(1)＋2(2)增大反应物的接触面积加快反应速率，提高浸取率SiO2(3)(NH4)2SO4(4)BeO＋Cl2＋Ceq\o(=,\s\up7(600～800℃))CO＋BeCl2(5)10解析(1)按照正负化合价代数和为0，Be的化合价为＋2价；(2)粉碎的目的是增大反应物接触面积，加快浸取速率，提高浸取率；残渣的成分是不溶于酸的SiO2；(3)最后的滤液中的硫酸铵可以在除铝步骤中循环利用；(4)BeO、Cl2与足量C在600～800℃生成BeCl2同时生成CO，化学方程式为BeO＋Cl2＋Ceq\o(=,\s\up7(600～800℃))CO＋BeCl2；(5)设Be(OH)2的溶度积常数为Ksp，Ksp＝c(Be2＋)×c2(OH－)，c(Be2＋)＝eq\f(Ksp,c2（OH－）)，当pH＝8.0时，c(OH－)＝10－6mol/L，铍损失浓度为c(Be2＋)＝eq\f(Ksp,10－12)mol/L，当pH＝8.5时，c(OH－)＝10－5.5mol/L，铍损失浓度为c(Be2＋)＝eq\f(Ksp,10－11)mol/L，损失降低至原来的10%。基础落实选择题只有1个选项符合题意1.在一定温度下，当过量的Mg(OH)2固体在水溶液中达到平衡时：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，要使Mg(OH)2固体增加，c(OH－)增加，可采取的措施是()A.加适量的水B.通入少量HCl气体C.加少量NaOH固体D.加少量MgSO4固体答案C解析加入适量水，使沉淀溶解平衡正向移动，悬浊液中Mg(OH)2固体的质量减少，故A不选；通入少量HCl，平衡正向移动，氢氧化镁固体减少，故B不选；加少量NaOH固体，平衡逆向移动，则Mg(OH)2固体增加，且c(OH－)增加，故C选；加少量MgSO4固体，平衡逆向移动，c(OH－)减小，故D不选。2.向AgCl浊液中滴加氨水后可得到澄清溶液，继续滴加浓硝酸后又有沉淀生成。经查资料得知：Ag＋＋2NH3·H2O[Ag(NH3)2]＋＋2H2O，平衡常数记为K{[Ag(NH3)2]＋}，下列分析不正确的是()A.浊液中存在溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)B.实验表明实验室可用氨水洗涤附着有银的试管C.由实验可以判断：NH3结合Ag＋的能力比Cl－强D.由资料信息可推知：加浓硝酸后生成的沉淀为AgCl答案B解析AgCl是难溶电解质，在浊液中存在溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，A正确；Ag＋与NH3·H2O反应生成[Ag(NH3)2]＋，但单质银与NH3·H2O不能反应，可用稀硝酸洗涤附着有银的试管，B错误；AgCl浊液中滴加氨水后可得到澄清溶液，生成[Ag(NH3)2]＋，说明NH3结合Ag＋的能力比Cl－强，C正确；加浓硝酸后，NH3·H2O与H＋反应生成NHeq\o\al(＋,4)，使平衡Ag＋＋2NH3·H2O[Ag(NH3)2]＋＋2H2O逆向移动，c(Ag＋)增大，Ag＋再与Cl－结合生成AgCl沉淀，D正确。3.化工生产中常用FeS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋＋FeS(s)CuS(s)＋Fe2＋(aq)。下列说法错误的是()A.FeS的Ksp比CuS的Ksp大B.该反应达到平衡时c(Fe2＋)＝c(Cu2＋)C.向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Fe2＋)变大D.该反应的平衡常数K＝eq\f(Ksp（FeS）,Ksp（CuS）)答案B解析组成相似的难溶性盐，溶度积大的沉淀可以转化为溶度积小的沉淀，所以FeS的Ksp比CuS的Ksp大，A正确；该反应达到平衡时离子的浓度保持不变，但不一定相等，B错误；反应物的浓度增大，平衡正向移动，所以c(Fe2＋)变大，C正确；该反应的平衡常数K＝eq\f(c（Fe2＋）,c（Cu2＋）)＝eq\f(c（Fe2＋）·c（S2－）,c（Cu2＋）·c（S2－）)＝eq\f(Ksp（FeS）,Ksp（CuS）)，D正确。4.往锅炉注入Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸去除，下列叙述中正确的是()A.温度升高，Na2CO3溶液的Kw增大，c(OH－)减小B.CaSO4能转化为CaCO3，说明Ksp(CaCO3)＞Ksp(CaSO4)C.CaCO3溶解于盐酸而CaSO4不溶，是因为硫酸酸性强于盐酸D.沉淀转化的离子方程式为COeq\o\al(2－,3)(aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)答案D解析温度升高，水的电离平衡正向移动，Kw增大，温度升高，Na2CO3的水解平衡正向移动，c(OH－)增大，A项错误；Ksp(CaCO3)＜Ksp(CaSO4)，B项错误；CaCO3与盐酸反应生成可溶性的氯化钙、水和二氧化碳，CaSO4与盐酸不满足复分解反应发生的条件，与酸性强、弱无关，C项错误；反应的离子方程式为CaSO4(s)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)CaCO3(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)，D项正确。5.工业上可通过如图所示流程回收铅酸蓄电池中的铅，下列有关说法不正确的是()A.PbSO4在水中存在沉淀溶解平衡：PbSO4(s)Pb2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)B.生成PbCO3的离子方程式为PbSO4(s)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)PbCO3(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)C.滤液中不存在Pb2＋D.pH：滤液<饱和Na2CO3溶液答案C解析PbSO4难溶于水，在水中存在沉淀溶解平衡：PbSO4(s)Pb2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)，A正确；铅膏(主要成分为PbSO4)中加入饱和Na2CO3溶液，过滤得到PbCO3的离子方程式为PbSO4(s)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)PbCO3(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)，B正确；PbSO4、PbCO3都难溶于水，在水中都存在沉淀溶解平衡，故滤液中仍存在Pb2＋，C错误；滤液中溶质主要为Na2SO4，含有少量COeq\o\al(2－,3)，其中c(COeq\o\al(2－,3))小于饱和Na2CO3溶液中的c(COeq\o\al(2－,3))，则滤液中COeq\o\al(2－,3)水解产生的c(OH－)小于饱和Na2CO3溶液中COeq\o\al(2－,3)水解产生的c(OH－)，Na2CO3溶液的碱性强，故pH：滤液<饱和Na2CO3溶液，D正确。6.室温下两种金属硫化物MS、QS的沉淀溶解平衡曲线分别为图中的Ⅰ、Ⅱ(X2＋代表M2＋或Q2＋)，下列有关说法正确的是()A.MS易与可溶性Q(NO3)2的溶液作用转化为QSB.与a点对应的由MS形成的分散系很稳定C.向c(M2＋)>c(Q2＋)的混合溶液中滴加Na2S溶液，首先析出MS沉淀D.蒸发a点的QS溶液可得到b点状态的QS溶液答案C解析A项，由图知，当－lgc(S2－)＝0即c(S2－)＝1mol·L－1时，c(M2＋)＝1×10－30mol·L－1、c(Q2＋)＝1×10－20mol·L－1，故Ksp(MS)＝1×10－30，Ksp(QS)＝1×10－20，MS(s)＋Q2＋(aq)QS(s)＋M2＋(aq)，K＝eq\f(c（M2＋）,c（Q2＋）)＝1×10－10，K值很小，故该转化很难进行，错误；B项，a点对应的分散系相对于MS而言属于过饱和溶液，不稳定，错误；C项，由于MS、QS组成形式相同且Ksp(QS)>Ksp(MS)，故相同条件下MS先形成沉淀，正确；D项，蒸发QS的不饱和溶液时，c(Q2＋)、c(S2－)均增大，错误。7.(2023·长春八中期中)我国《生活饮用水卫生标准》中规定生活用水中镉的排放量不超过0.005mg·L－1。处理含镉废水可采用化学沉淀法。(1)写出磷酸镉[Cd3(PO4)2]沉淀溶解平衡常数的表达式：Ksp[Cd3(PO4)2]＝________。(2)一定温度下，CdCO3的Ksp＝4.0×10－12，Cd(OH)2的Ksp＝3.2×10－14，该温度下__________[填“CdCO3”或“Cd(OH)2”]的饱和溶液中Cd2＋浓度较大。(3)向某含镉废水中加入Na2S，当S2－浓度达到7.9×10－8mol·L－1时，废水中Cd2＋的浓度为________mol·L－1[已知Ksp(CdS)＝7.9×10－27]，此时________(填“符合”或“不符合”)《生活饮用水卫生标准》。答案(1)c3(Cd2＋)·c2(POeq\o\al(3－,4))(2)Cd(OH)2(3)1.0×10－19符合解析(1)难溶固体在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时，各离子浓度幂的乘积是一个常数，这个常数称之为沉淀溶解平衡常数，Cd3(PO4)2沉淀溶解平衡常数表达式为Ksp[Cd3(PO4)2]＝c3(Cd2＋)·c2(POeq\o\al(3－,4))；(2)CdCO3饱和溶液中c(Cd2＋)＝eq\r(Ksp（CdCO3）)＝eq\r(4.0×10－12)mol·L－1＝2.0×10－6mol/L，Cd(OH)2饱和溶液中c(Cd2＋)＝eq\r(3,\f(Ksp[Cd（OH）2],4))＝eq\r(3,\f(3.2×10－14,4))mol/L＝2.0×10－5mol/L，则Cd(OH)2的饱和溶液中Cd2＋浓度较大；(3)当S2－浓度达到7.9×10－8mol·L－1时，废水中Cd2＋的浓度c(Cd2＋)＝eq\f(Ksp（CdS）,c（S2－）)＝eq\f(7.9×10－27,7.9×10－8)mol/L＝1.0×10－19mol/L，即为1.0×10－19×112×103mg·L－1＜0.005mg·L－1，符合《生活饮用水卫生标准》。8.钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用，它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在，BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。已知：SrSO4(s)Sr2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)Ksp＝2.5×10－7SrCO3(s)Sr2＋(aq)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)Ksp＝2.5×10－9(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为___________________________________________________________________________，该反应的平衡常数K的表达式为________；该反应能发生的原因是____________________________________________________________________________________________________________(用沉淀溶解平衡的有关理论解释)。(2)对于上述反应，实验证明增大COeq\o\al(2－,3)的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。判断在下列两种情况下，平衡常数K的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”)：①升高温度，平衡常数K将________；②增大COeq\o\al(2－,3)的浓度，平衡常数K将________。(3)已知，SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似，设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。实验所用的试剂为________；实验现象及其相应结论为__________________________________________________________________________________________________。答案(1)SrSO4(s)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)SrCO3(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)K＝eq\f(c（SOeq\o\al(2－,4)）,c（COeq\o\al(2－,3)）)Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4)，加入COeq\o\al(2－,3)后，平衡SrSO4(s)Sr2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)正向移动，生成SrCO3(2)①减小②不变(3)盐酸若沉淀完全溶解，则证明SrSO4完全转化成SrCO3，否则，未完全转化解析(1)SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为SrSO4(s)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)SrCO3(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)，平衡常数表达式为K＝eq\f(c（SOeq\o\al(2－,4)）,c（COeq\o\al(2－,3)）)，根据沉淀转化的原理，该反应能够发生，是因为Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4)。(2)①降低温度有利于提高SrSO4的转化率，说明降温平衡向正反应方向移动，因此升高温度，平衡向逆反应方向移动，故平衡常数K减小。②平衡常数只与温度有关，增大COeq\o\al(2－,3)的浓度，平衡常数不变。(3)根据提供的信息，可以推断SrSO4难溶于盐酸，而SrCO3可溶于盐酸，因此向溶液中加入盐酸，若沉淀全部溶解，则SrSO4完全转化成SrCO3，若沉淀没有全部溶解，则SrSO4没有完全转化成SrCO3，需要注意的是，不能选择稀硫酸，因为SrCO3与稀硫酸反应生成SrSO4。能力提升9.取1mL0.1mol·L－1AgNO3溶液进行如下实验(实验中所用试剂浓度均为0.1mol·L－1)，下列说法不正确的是()A.实验①白色沉淀是难溶的AgClB.若按②①顺序实验，能看到白色沉淀C.若按①③顺序实验，能看到黑色沉淀D.由实验②说明AgI比AgCl更难溶答案B解析AgNO3溶液中的Ag＋和过量的NaCl溶液中的Cl－生成AgCl白色沉淀，离子方程式为Ag＋＋Cl－=AgCl↓，所以沉淀为难溶的AgCl，故A项正确；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，AgI的溶解度比AgCl小，所以AgI不易转化为AgCl，所以若按②①顺序实验，看不到白色沉淀，故B项错误；2AgCl(s)＋S2－(aq)Ag2S(s)＋2Cl－(aq)，Ag2S比AgCl更难溶，溶解度更小，所以若按①③顺序实验，能看到黑色沉淀，故C项正确；实验②白色沉淀AgCl转化为黄色沉淀AgI，说明AgI比AgCl更难溶，故D项错误。10.室温下，用0.5mol·L－1Na2CO3溶液浸泡CaSO4粉末，一段时间后过滤，向滤渣中加稀醋酸，产生气泡。已知Ksp(CaSO4)＝5×10－5，Ksp(CaCO3)＝3×10－9。下列说法错误的是()A.0.5mol·L－1Na2CO3溶液中存在：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(H2CO3)B.反应CaSO4＋COeq\o\al(2－,3)CaCO3＋SOeq\o\al(2－,4)正向进行，需满足eq\f(c（SOeq\o\al(2－,4)）,c（COeq\o\al(2－,3)）)＜eq\f(5,3)×104C.过滤后所得清液中一定存在：c(Ca2＋)＝eq\f(Ksp（CaCO3）,c（COeq\o\al(2－,3)）)且c(Ca2＋)≤eq\f(Ksp（CaSO4）,c（SOeq\o\al(2－,4)）)D.滤渣中加入醋酸发生反应的离子方程式：CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋CO2↑＋H2O答案D解析A.0.5mol·L－1Na2CO3溶液中存在质子守恒：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋2c(H2CO3)，A正确；B.该反应的平衡常数K＝eq\f(c（SOeq\o\al(2－,4)）,c（COeq\o\al(2－,3)）)＝eq\f(c（SOeq\o\al(2－,4)）·c（Ca2＋）,c（COeq\o\al(2－,3)）·c（Ca2＋）)＝eq\f(Ksp（CaSO4）,Ksp（CaCO3）)＝eq\f(5×10－5,3×10－9)＝eq\f(5,3)×104，当浓度商eq\f(c（SOeq\o\al(2－,4)）,c（COeq\o\al(2－,3)）)＜K时，反应正向进行，B正确；C.上层清液为碳酸钙的饱和溶液，所以清液中满足c(Ca2＋)＝eq\f(Ksp（CaCO3）,c（COeq\o\al(2－,3)）)，由于硫酸钙沉淀转化为碳酸钙沉淀，所以清液为硫酸钙的不饱和溶液，则c(Ca2＋)≤eq\f(Ksp（CaSO4）,c（SOeq\o\al(2－,4)）)，C正确；D.醋酸为弱酸，不能拆成离子形式，D错误。11.(2023·全国新课标卷)向AgCl饱和溶液(有足量AgCl固体)中滴加氨水，发生反应Ag＋＋NH3[Ag(NH3)]＋和[Ag(NH3)]＋＋NH3[Ag(NH3)2]＋，lg[c(M)/(mol·L－1)]与lg[c(NH3)/(mol·L－1)]的关系如下图所示{其中M代表Ag＋、Cl－、[Ag(NH3)]＋或[Ag(NH3)2]＋}。下列说法错误的是()A.曲线Ⅰ可视为AgCl溶解度随NH3浓度变化曲线B.AgCl的溶度积常数Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝10－9.75C.反应[Ag(NH3)]＋＋NH3[Ag(NH3)2]＋的平衡常数K的值为103.81D.c(NH3)＝0.01mol·L－1时，溶液中c([Ag(NH3)2]＋)>c([Ag(NH3)]＋)>c(Ag＋)答案A解析氯化银饱和溶液中银离子和氯离子的浓度相等，向饱和溶液中滴加氨水，溶液中银离子浓度减小，氯离子浓度增大、一氨合银离子增大，继续滴加氨水，一氨合银离子增大的幅度小于二氨合银离子，则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示二氨合银离子、一氨合银离子、银离子、氯离子与氨气浓度对数变化的曲线。A.氨的浓度较小时AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，浓度较大时AgCl(s)＋2NH3[Ag(NH3)2]＋(aq)＋Cl－(aq)，氯化银的溶解度曲线应与氯离子的曲线吻合，应该为曲线Ⅳ，故A错误；B.由图可知，c(NH3)＝10－1mol/L时，c(Cl－)＝10－2.35mol/L，c(Ag＋)＝10－7.40mol/L，则氯化银的溶度积为10－2.35×10－7.40＝10－9.75，故B正确；C.由图可知，氨分子浓度对数为－1时，溶液中二氨合银离子和一氨合银离子的浓度分别为10－2.35mol/L和10－5.16mol/L，则[Ag(NH3)]＋＋NH3[Ag(NH3)2]＋的平衡常数K＝eq\f(c[Ag（NH3）2]＋,c[Ag（NH3）]＋·c（NH3）)＝eq\f(10－2.35,10－5.16×10－1)＝103.81，故C正确；D.由分析可知，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示二氨合银离子、一氨合银离子、银离子、氯离子与氨气浓度对数变化的曲线，则c(NH3)＝0.01mol·L－1时，溶液中c([Ag(NH3)2]＋)>c([Ag(NH3)]＋)>c(Ag＋)，故D正确。12.(2023·丹东期末)铈(Ce)是一种典型的稀土元素，属于国家战略资源。以某废料(主要含CeO2，还含少量SiO2、Fe2O3、Al2O3及微量MnO)为原料可制备无水氯化铈(CeCl3)，主要步骤如下：(1)酸浸：用稀硫酸和双氧水的混合溶液