高考化學總復習第八單元水溶液中的離子平衡第4講沉淀溶解平衡教案新人教版.docx

第4講沉淀溶解平衡見自學聽講P165一、難溶電解質的溶解平衡1.定義:在一定條件下,當?shù)乃俾屎偷乃俾氏嗟葧r,得到該沉淀的飽和溶液,這種動態(tài)平衡狀態(tài)叫難溶電解質的溶解平衡。2.特征:難溶電解質的溶解平衡屬于化學平衡的一種,因此它具有化學平衡的一切特征?！皠印?動態(tài)平衡,溶解的速率與沉淀的速率不等于0?！暗取?溶解的速率與沉淀的速率相等?！岸ā?達到平衡時,溶液中離子的濃度保持不變。“變”:當外界條件改變時,溶解平衡將發(fā)生移動,達到新的平衡。3.影響因素(1)內因:。(2)外因:外因對溶解平衡的影響溫度大多數(shù)難溶電解質的溶解平衡是反應,升高溫度,溶解平衡向的方向移動濃度加水稀釋,溶解平衡向的方向移動同離子效應向平衡體系中加入相同離子,溶解平衡移化學反應若加入的物質使難溶電解質生成更難溶的電解質、弱電解質或氣體時,溶解平衡移改變條件對平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)的影響改變條件平衡移動方向移動原因平衡時c(Ag+)平衡時c(Cl-)升溫溶解過程,升溫后向吸熱方向移動增大加水加水后平衡向的方向移動不變加AgCl(s)已經(jīng)是飽和溶液,加入后無影響不變加NaCl(s)左移增大溶液中c(Cl-)減小加AgNO3(s)左移增大溶液中c(Ag+)減小(續(xù)表)改變條件平衡移動方向移動原因平衡時c(Ag+)平衡時c(Cl-)加入NH3H2O右移與Ag+生成絡合離子Ag(NH3)2+而降低溶液中c(Ag+)增大加入Na2SS2-與Ag+生成更難溶的Ag2S沉淀而降低溶液中c(Ag+)減小1.沉淀溶解平衡是化學平衡的一種,沉淀溶解平衡的移動也同樣遵循勒夏特列原理。2.絕大多數(shù)固體的溶解度隨溫度的升高而增大,但有少數(shù)物質的溶解度隨著溫度的升高而減小,如Ca(OH)2。3.Ksp大的物質,溶解度不一定大,只有組成相似的物質,才能用Ksp比較其溶解度的大小。4.復分解反應總是向著某些離子濃度減小的方向進行,若生成難溶電解質,則向著生成溶度積較小的難溶電解質的方向進行。5.習慣上將溶解度小于0.01 g的電解質稱為難溶電解質。對于常量的化學反應來說,化學上通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于110-5 molL-1時,沉淀就達完全。二、難溶電解質的溶解平衡常數(shù)溶度積1.定義:難溶電解質在溶液中達到溶解平衡狀態(tài)時,離子濃度保持不變(或一定),各為一個常數(shù),這個常數(shù)稱之為溶度積常數(shù),簡稱為溶度積,用Ksp表示。2.表達式:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),Ksp(AmBn)=。3.注意:a.Ksp只與有關,而與沉淀的量和溶液中離子的濃度無關。b.一般來說,對同種類型難溶電解質,Ksp越小,其溶解度越,越易轉化為沉淀。不同類型難溶電解質,不能根據(jù)Ksp比較其溶解度的大小。c.可通過比較溶度積與溶液中有關離子濃度冪的乘積離子積(Qc)的相對大小,判斷難溶電解質在給定條件下的沉淀生成或溶解情況:當時,向生成沉淀的方向進行,有沉淀析出;當時,達到溶解平衡,溶液為飽和溶液;當時,向沉淀溶解的方向進行,沉淀逐漸溶解。溶度積的大小反映了難溶電解質溶解能力的大小。對于同種類型的難溶電解質,溶度積越大,溶解度也越大;對于不同類型的難溶電解質,不能簡單用Ksp大小來比較溶解能力的大小,必須把溶度積換算成溶解度。三、沉淀溶解平衡的應用1.沉淀的溶解與生成(1)影響沉淀溶解平衡的因素:沉淀溶解平衡為動態(tài)平衡,當外界條件改變時,平衡會發(fā)生移動。如加入與溶解產生的相同離子,平衡向沉淀方向移動,加熱時,平衡一般向溶解方向移動。(2)沉淀的方法a.調節(jié)pH法:如工業(yè)原料氯化銨中含雜質氯化鐵,使其溶解于水,再加入氨水調節(jié)pH至78,可使Fe3+轉變?yōu)镕e(OH)3沉淀而除去,反應是Fe3+3NH3H2OFe(OH)3+3NH4+。b.加沉淀劑法:如以Na2S、H2S等作沉淀劑,使某些金屬離子(如Cu2+、Hg2+等)生成極難溶的硫化物(如CuS、HgS等)沉淀,也是分離、除去雜質常用的方法。(3)沉淀溶解的方法 a.酸堿溶解法:加入酸或堿與溶解平衡體系中的相應離子反應,降低離子濃度,使平衡向溶解方向移動。如難溶于水的BaCO3可溶于酸中。b.用某些鹽溶解:如Mg(OH)2 可溶于NH4Cl 溶液中,化學方程式為Mg(OH)2(s)+2NH4Cl(aq)MgCl2(aq)+2NH3H2O(aq)。2.沉淀的轉化(1)實質沉淀轉化的實質是沉淀溶解平衡的移動;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(xiàn);兩種沉淀的溶解度差別越大,沉淀轉化越容易。(2)沉淀轉化的應用在自然界也發(fā)生著溶解度小的礦物轉化為溶解度更小的礦物的現(xiàn)象。例如,各種原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后可變成CuSO4溶液,并向深部滲透,遇到深層的閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS),便慢慢地轉變?yōu)殂~藍(CuS)。其反應為 Cu2+ ZnSCuS+Zn2+, Cu2+PbSCuS+Pb2+。 1.消耗沉淀溶解平衡中的離子,促進平衡右移,沉淀溶解。2.AgCl轉化為AgI,不能說明Ksp(AgCl)Ksp(AgI),只能說明c(Ag+)c(I-)Ksp(AgI)。3.增大沉淀溶解平衡中離子的濃度,使QcKsp,則平衡左移,生成沉淀。難溶電解質溶解沉淀生成難溶電解質本身的性質吸熱沉淀溶解沉淀溶解左右右移吸熱增大右移微粒數(shù)增多不變不移動不變增大增大減小右移增大離子濃度冪的乘積cm(An+)cn(Bm-)溫度小QcKspQc=KspQcKsp1.沉淀溶解平衡的兩個特征:v(溶解)=v(沉淀)0;固體的質量或離子濃度保持不變。2.一個表達式:對于溶解平衡MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq),Ksp=cm(Mn+)cn(Am-)。3.影響Ksp的一個因素:溫度。4.溶度積規(guī)則中的三個關系(1)QcKsp:溶液過飽和,有沉淀析出。5.沉淀反應的三個應用(1)沉淀的生成。(2)沉淀的溶解。(3)沉淀的轉化。見自學聽講P167難溶電解質的沉淀溶解平衡1.正誤判斷(正確的打“”,錯誤的打“”)。(1)向Na2SO4溶液中加入過量的BaCl2溶液,則SO42-沉淀完全,溶液中不含SO42-。()(2)沉淀達到溶解平衡時,溶液中溶質離子濃度一定相等,且保持不變。()(3)升高溫度,沉淀溶解平衡一定正向移動。()(4)室溫下,AgCl在水中的溶解度小于在食鹽水中的溶解度。()(5)BaSO4在等物質的量濃度的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轉化,故向ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀。()(7)難溶電解質達到溶解平衡時,增加難溶電解質的量,平衡向溶解的方向移動。()(8)為減少洗滌過程中固體的損耗,最好選用稀H2SO4代替H2O來洗滌BaSO4沉淀。()(9)向AgCl懸濁液中滴加Na2S溶液,白色沉淀變成黑色沉淀:2AgCl+S2-Ag2S+2Cl-。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)2.(1)在實驗室中怎樣除去NaCl溶液中的BaCl2?(2)怎樣除去AgI中的AgCl?答案(1)向溶液中加入過量的Na2CO3溶液充分反應,過濾,向濾液中加適量鹽酸。(2)把混合物與飽和的KI溶液混合,振蕩靜置,溶度積大的AgCl就會慢慢轉化為溶度積小的AgI。一、沉淀生成的兩大應用1.分離離子:同一類型的難溶電解質,如AgCl、AgBr、AgI,溶度積小的物質先析出,溶度積大的物質后析出。2.控制溶液的pH來分離物質,如除去CuCl2中的FeCl3,可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2等物質,將Fe3+轉化為Fe(OH)3而除去。二、沉淀溶解的四種常用方法1.鹽溶解法:加入鹽溶液,與沉淀溶解平衡體系中某種離子反應生成弱電解質,從而減小離子濃度使沉淀溶解,如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。2.配位溶解法:加入適當?shù)呐浜蟿?與沉淀溶解平衡體系中的某種離子生成穩(wěn)定的配合物,從而減小離子濃度使沉淀溶解,如AgCl溶于氨水。3.氧化還原法:通過發(fā)生氧化還原反應使平衡體系中的離子濃度減小,從而使沉淀溶解,如Ag2S溶于硝酸。4.沉淀轉化溶解法:將難溶物轉化為能用上述三種方法之一溶解的沉淀,然后再溶解。例如向BaSO4中加入飽和Na2CO3溶液使BaSO4轉化為BaCO3,再將BaCO3溶于鹽酸。1.下列有關AgCl沉淀的溶解平衡的說法中正確的是()。A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不斷進行,但速率相等B.AgCl難溶于水,溶液中沒有Ag+和Cl-C.升高溫度,AgCl沉淀的溶解度減小D.在有AgCl沉淀生成的溶液中加入NaCl固體,AgCl沉淀溶解的量不變解析沉淀溶解平衡是動態(tài)平衡,A項正確;AgCl在水中存在溶解平衡,溶液中有極少量的Ag+和Cl-,B項錯誤;通常固體的溶解度隨溫度的升高而增大(氫氧化鈣等除外),C項錯誤;加入NaCl固體,增大Cl-濃度,使AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-的平衡左移,析出氯化銀沉淀,因此AgCl沉淀溶解的量減少,D項錯誤。答案A2.已知Ca(OH)2溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)(H0),下列有關該平衡體系的說法正確的是()。升高溫度,平衡逆向移動向溶液中加入少量碳酸鈉粉末能增大鈣離子濃度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溶液恒溫下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高給溶液加熱,溶液的pH升高向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固體質量增加向溶液中加入少量NaOH固體,Ca(OH)2固體質量不變A.B.C.D.解析加入少量Na2CO3粉末會生成CaCO3,使Ca2+濃度減小,錯誤;加入氫氧化鈉溶液,有Ca(OH)2沉淀生成,但Ca(OH)2的溶度積較大,要除去Ca2+,應把Ca2+轉化為更難溶的CaCO3,錯誤;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,錯誤;給溶液加熱,Ca(OH)2的溶解度減小,溶液的pH降低,錯誤;加入Na2CO3溶液,沉淀溶解平衡向右移動,Ca(OH)2固體轉化為CaCO3固體,固體質量增加,正確;向溶液中加入NaOH固體,平衡向左移動,Ca(OH)2固體的質量增加,錯誤。答案A3.下列化學原理的應用,可以用沉淀溶解平衡原理來解釋的是()。熱純堿溶液洗滌油污的能力比冷純堿溶液強誤將鋇鹽BaCl2、Ba(NO3)2當作食鹽食用時,常用0.5%的Na2SO4溶液解毒石灰?guī)r(喀斯特地貌)溶洞的形成BaCO3不能作“鋇餐”,而BaSO4可以泡沫滅火器滅火原理A.B.C.D.解析碳酸鈉是強堿弱酸鹽,因為水解使其溶液呈堿性,堿能促進油脂水解,加熱促進水解,所以熱純堿溶液的洗滌油污能力更強,應用了鹽類水解原理,故不符合;鋇離子有毒,所以可溶性的鋇鹽有毒,鋇離子和硫酸根離子反應生成不溶于酸和水的硫酸鋇,即易溶性的物質能向難溶性的物質轉化,所以可以用沉淀溶解平衡原理來解釋;石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣受水和二氧化碳的作用轉化為微溶性的碳酸氫鈣,長時間反應,形成溶洞,所以可以用沉淀溶解平衡原理來解釋;碳酸鋇能和鹽酸反應生成氯化鋇、二氧化碳和水,硫酸鋇和鹽酸不反應,所以碳酸鋇不能作“鋇餐”而硫酸鋇可以,可以用沉淀溶解平衡原理來解釋;碳酸氫鈉水解使其溶液呈堿性,硫酸鋁水解使其溶液呈酸性,氫離子和氫氧根離子反應生成水,則碳酸氫鈉和硫酸鋁相互促進水解,從而迅速產生二氧化碳,所以可以用鹽類水解原理來解釋泡沫滅火器滅火的原理,故不符合。答案A4.已知四種鹽的溶解度(S)曲線如圖所示:下列說法不正確的是()。A.將NaCl溶液蒸干可得NaCl固體B.將MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固體C.Mg(ClO3)2中混有少量NaCl雜質,可用重結晶法提純D.可用MgCl2和NaClO3制備Mg(ClO3)2解析因為NaCl的溶解度受溫度的影響不大,所以將NaCl溶液蒸干可得NaCl固體,A項正確;因為MgCl2能夠水解,水解產生Mg(OH)2和HCl,加熱,水解平衡正向移動,HCl易揮發(fā),所以將MgCl2溶液蒸干可得Mg(OH)2固體,B項錯誤;因為Mg(ClO3)2的溶解度隨溫度升高而增大且受溫度影響變化較大,NaCl的溶解度受溫度影響較小,所以Mg(ClO3)2中混有少量NaCl雜質,可用重結晶法提純,C項正確;反應MgCl2+2NaClO3Mg(ClO3)2+2NaCl類似于侯氏制堿法生成NaHCO3的原理,因為NaCl溶解度小而從溶液中析出,使反應向生成Mg(ClO3)2的方向進行,D項正確。答案B溶度積常數(shù)1.判斷正誤(正確的打“”,錯誤的打“”)。(1)Ksp(AB2)KspMg(OH)2。()(7)AgCl(s)+I-(aq)AgI(s)+Cl-(aq)的化學平衡常數(shù)K=Ksp(AgCl)Ksp(AgI)。()(8)向AgCl懸濁液中加入NaBr溶液時,出現(xiàn)黃色沉淀,說明Ksp(AgCl)”“”或“=”)T2。(2)保持T1不變,怎樣使A點變成B點?。(3)在B點,若溫度從T1升高到T2,則B點可能變到(填“C”“D”或“E”)點。(4)若要從B點變到E點,理論上應采取的措施是。答案(1)c(Ag+),B項錯誤;兩者共存的溶液中,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項錯誤; Ag2CrO4的溶解度大于AgCl的溶解度,難溶物質有向更難溶物質轉化的趨勢,故Ag2CrO4能轉化為AgCl,D項錯誤。答案A2.Ca(OH)2在溫度分別為T1、T2時的沉淀溶解平衡曲線如圖所示圖中濃度單位為molL-1,溫度為T1時Ca(OH)2的Ksp=410-6,341.6。下列說法正確的是()。A.溫度: TlT2,A項錯誤;P點屬于過飽和溶液,即懸濁液,因此分散質粒子直徑大于100 nm,B項錯誤;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項正確;加水稀釋,c(Ca2+)和c(OH-)都減小,D項錯誤。答案C3.幾種金屬硫化物的溶度積如圖所示:已知pM=-lg c(M2+),pS=-lg c(S2-)。下列說法正確的是()。A.相同溫度下,溶解度:S(HgS)S(CuS)S(FeS)B.硫化銅難溶于稀硫酸,而硫化汞易溶于稀硫酸C.a點對應的硫化銅懸濁液中溶度積常數(shù)Ksp(CuS)=110-36D.MS溶解的條件是c(M2+)c(S2-)Ksp(MS)解析審題關鍵:(1)從圖像看,pM越大,c(M2+)越小;pS越大,c(S2-)越小。(2)HgS、CuS、FeS的沉淀類型相同,都是AB型。(3)溶度積越大,溶解度越大。(4)曲線上每一點都代表“對應物質的飽和溶液”,即達到沉淀溶解平衡狀態(tài)。A項,硫化汞溶度積最小,硫化亞鐵溶度積最大,它們組成類型相同,溶度積越大,溶解度越大,所以,硫化汞的溶解度最小,硫化亞鐵的溶解度最大,錯誤;B項,根據(jù)c(M2+)c(S2-)與Ksp(MS)的關系知,如果硫化銅難溶于稀硫酸,則硫化汞更難溶于稀硫酸,錯誤;C項,曲線上每個點對應的金屬硫化物都處在沉淀溶解平衡狀態(tài),pCu+pS=-lg c(Cu2+)+lg c(S2-),Ksp(CuS)=10-(pCu+pS)=10-16,正確;D項,硫化物溶解的條件是c(M2+)c(S2-)Ksp(MS),錯誤。答案C1.(2018年海南,6)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的溶解度、Ksp均減小B.AgCl的溶解度、Ksp均不變C.AgCl的溶解度減小、Ksp不變D.AgCl的溶解度不變、Ksp減小解析向AgCl飽和溶液中加少量稀鹽酸,c(Cl-)增大,導致溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)逆向移動,則AgCl的溶解度減小,但溫度不變,Ksp不變。答案C2.(2017年全國卷,13)在濕法煉鋅的電解循環(huán)溶液中,較高濃度的Cl-會腐蝕陽極板而增大電解能耗?？上蛉芤褐型瑫r加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀從而除去Cl-。根據(jù)溶液中平衡時相關離子濃度的關系圖,下列說法錯誤的是()。A.Ksp(CuCl)的數(shù)量級為10-7B.除Cl-反應為Cu+Cu2+2Cl-2CuClC.加入Cu越多,Cu+濃度越高,除Cl-效果越好D.2Cu+Cu2+Cu平衡常數(shù)很大,反應趨于完全解析當-lgc(Cl-)molL-1=0時,lgc(Cu+)molL-1約為-7,即c(Cl-)=1 molL-1,c(Cu+)=10-7 molL-1,因此Ksp(CuCl)的數(shù)量級為10-7,A項正確;分析生成物CuCl的化合價可知,Cl元素的化合價沒有發(fā)生變化,Cu元素由0價和+2價均變?yōu)?1價,因此參加該反應的微粒為Cu、Cu2+和Cl-,生成物為CuCl,則該反應的離子方程式為Cu+Cu2+2Cl-2CuCl,B項正確;銅為固體,只要滿足反應用量,Cu的量對除Cl-效果無影響,C項錯誤;反應2Cu+Cu2+Cu的平衡常數(shù)K= c(Cu2+)c2(Cu+),可取圖像中的c(Cu+)=c(Cu2+)=110-6 molL-1代入平衡常數(shù)的表達式中計算,即K=110-6(110-6)2=1106,因此平衡常數(shù)很大,反應趨于完全,D項正確。答案C3.(2016年海南,5)向含有MgCO3固體的溶液中滴加少許濃鹽酸(忽略體積變化),下列數(shù)值變小的是()。A.c(CO32-)B.c(Mg2+)C.c(H+)D.Ksp(MgCO3)解析MgCO3固體的溶液中存在溶解平衡:MgCO3(s)Mg2+(aq)+CO32-(aq),加入少量稀鹽酸與CO32-反應促使溶解平衡正向移動,故溶液中c(CO32-)減小,c(Mg2+)增大,A項正確,B項錯誤;從極端值的角度分析,該過程c(H+)為增大趨勢,Ksp(MgCO3)只與溫度有關,故Ksp(MgCO3)不變,D項錯誤。答案A4.(2017年全國卷,27節(jié)選) 若“濾液”中c(Mg2+)=0.02 molL-1,加入雙氧水和磷酸(設溶液體積增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.010-5 molL-1,此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?(列式計算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.310-22、1.010-24。答案加入磷酸后,因溶液體積增加1倍,此時溶液中c(Mg2+)=0.01 molL-1。當Fe3+恰好沉淀完全時,c(PO43-)=1.310-221.010-5 molL-1=1.310-17 molL-1,此時溶液中c3(Mg2+)c2(PO43-)=(0.01)3(1.310-17)2=1.710-40KspMg3(PO4)2,因此不會生成Mg3(PO4)2沉淀。5.(1)(2016年全國卷,27節(jié)選)在化學分析中采用K2CrO4為指示劑,以AgNO3標準溶液滴定溶液中的Cl-,利用Ag+與CrO42-生成磚紅色沉淀,指示到達滴定終點。當溶液中Cl-恰好完全沉淀(濃度等于1.010-5 molL-1)時,溶液中c(Ag+)為molL-1,此時溶液中c(CrO42-)等于molL-1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.010-12和2.010-10)(2)(2015年全國卷,28節(jié)選)碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途?；卮鹣铝袉栴}:上述濃縮液中主要含有I-、Cl-等離子。取一定量的濃縮液,向其中滴加AgNO3溶液,當AgCl開始沉淀時,溶液中c(I-)c(Cl-)為。已知Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgI)=8.510-17(3)(2015年福建理綜,23節(jié)選)25 ,在0.10 molL-1 H2S溶液中,通入HCl氣體或加入NaOH固體以調節(jié)溶液pH,溶液pH與c(S2-)關系如圖(忽略溶液體積的變化、H2S的揮發(fā))。pH=13時,溶液中的c(H2S)+c(HS-)= molL-1。某溶液含0.020 molL-1 Mn2+、0.10 molL-1 H2S,當溶液pH=時,Mn2+開始沉淀。已知:Ksp(MnS)=2.810-13(4)(2015年江蘇,18節(jié)選)已知:KspAl(OH)3=110-33,KspFe(OH)3=310-39,pH=7.1時Mn(OH)2開始沉淀。室溫下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其濃度均小于110-6 molL-1),需調節(jié)溶液pH范圍為。(5)(2015年全國卷,26節(jié)選)酸性鋅錳干電池是一種一次性電池,回收處理該廢電池可得到多種化工原料。有關數(shù)據(jù)如下表所示:化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10-1710-1710-39 用廢電池的鋅皮制備ZnSO47H2O的過程中,需除去鋅皮中的少量雜質鐵,其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解,鐵變?yōu)?加堿調節(jié)至pH為時,鐵剛好沉淀完全(離子濃度小于110-5 molL-1時,即可認為該離子沉淀完全);繼續(xù)加堿至pH為時,鋅開始沉淀(假定Zn2+濃度為0.1 molL-1)。若上述過程不加H2O2后果是,原因是。解析(1)結合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。結合溶液中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)當AgCl開始沉淀時,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)根據(jù)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,再對照圖像找出pH=5。(4)使Al3+完全除去時c(OH-)=3KspAl(OH)3c(Al3+)=3110-33110-6 molL-1=110-9 molL-1,此時溶液pH=5,使Fe3+完全除去時c(OH-)=3KspFe(OH)3c(Fe3+)=3310-39110-6 molL-11.410-11 molL-1,此時溶液pH3.1;而pH=7.1時Mn(OH)2開始沉淀,所以調節(jié)溶液的pH范圍為5.0pH7.1。(5)Fe與稀H2SO4反應生成FeSO4,再被H2O2氧化轉化為Fe2(SO4)3。Fe(OH)3的Ksp=c(Fe3+)c3(OH-),則Fe3+恰好沉淀完全時,c(OH-)=3KspFe(OH)3c(Fe3+)10-11.3 molL-1,則溶液的pH=2.7。Zn(OH)2的Ksp=c(Zn2+)c2(OH-),則Zn2+開始沉淀時,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將Fe2+氧化為Fe3+,很難將Zn2+和Fe2+分開。答案(1)2.010-5;5.010-3(2)4.710-7(3)0.0435(4)5.0pHKsp(ZnS),所以C項應只有ZnS生成;依據(jù)沉淀轉化原理,溶度積大的FeS可以轉化為溶度積小的CuS,D項正確。答案D4.AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),平衡時,Ksp=c(Ag+)c(Cl-),將過量氯化銀分別投入下列溶液中,各溶液中c(Ag+)由大到小的順序為()。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,加入過量AgCl,c(Ag+)最大;中c(Cl-)=0.1 molL-1,中c(Cl-)=0.2 molL-1,加入過量AgCl,根據(jù)c(Ag+)=Kspc(Cl-)可判斷出c(Ag+):;中為純水,加入過量AgCl,AgCl的溶解平衡達到平衡狀態(tài),c(Ag+):。故c(Ag+)大小順序為,B項正確。答案B5.工業(yè)上向鍋爐里注入Na2CO3溶液浸泡,將水垢中的CaSO4轉化為CaCO3,而后用鹽酸去除。下列敘述不正確的是()。A.溫度升高,Na2CO3溶液的Kw和c(OH-)均會增大B.沉淀轉化的離子方程式為CO32-(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO42- (aq)C.鹽酸中,CaCO3的溶解性大于CaSO4D.向Na2CO3溶液中通入CO2后,溶液中陰離子濃度均減小解析溫度升高,Kw增大,同時促進CO32-水解,c(OH-)增大,A項正確;加入碳酸鈉溶液,把硫酸鈣轉化為碳酸鈣,CO32-(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO42-(aq),B項正確;因為碳酸鈣與鹽酸反應,而硫酸鈣不與鹽酸反應,所以在鹽酸中碳酸鈣的溶解性大于硫酸鈣,C項正確;根據(jù)CO32-+CO2+H2O2HCO3-知,HCO3-濃度增大,D項錯誤。答案D6.室溫時,CaCO3在水中的溶解平衡曲線如圖所示,已知:25 時其溶度積為2.810-9,下列說法不正確的是()。A.x=210-5B.c點時有CaCO3沉淀生成C.加入蒸餾水可使溶液由d點變到a點D.b、d兩點對應的溶度積相等解析d點,根據(jù)溶度積數(shù)據(jù)和c(CO32-)=1.410-4 molL-1可以計算出x的值為210-5;c點:QcKsp,故有沉淀生成;d點,加入蒸餾水后,各離子濃度均減小,不可能變到a點;溶度積只與溫度有關,故b點與d點對應的溶度積相等。答案C7.工業(yè)上從廢鉛酸電池的鉛膏回收鉛的過程中,可用碳酸鹽溶液與鉛膏(主要成分為PbSO4)發(fā)生反應:PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)。(1)上述反應的平衡常數(shù)表達式:K=。(2)室溫時,向兩份相同的樣品中分別加入同體積、同濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可實現(xiàn)上述轉化,在溶液中PbSO4的轉化率較大,理由是。解析(2)在溶液中Na2CO3能完全電離出CO32-,而NaHCO3只能電離出微量的CO32-,故相同濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,Na2CO3溶液中CO32-濃度更大,PbSO4的轉化率更大。答案(1)c(SO42-)c(CO32-)(2)Na2CO3;相同濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,前者c(CO33-)更大8.(1)在粗制CuSO45H2O晶體中常含有雜質Fe2+。在提純時為了除去Fe2+,常加入合適的氧化劑使Fe2+轉化為Fe3+,下列物質可采用的是(填字母,下同)。A.KMnO4B.H2O2C.氯水D.HNO3然后再加入適當物質將溶液pH調至4,使Fe3+轉化為Fe(OH)3,為達到除去Fe3+而不損失CuSO4的目的,調整溶液pH可選用下列中的。A.NaOHB.NH3H2OC.CuOD.Cu(OH)2(2)甲同學懷疑調整溶液pH=4不一定能達到除去Fe3+而不損失Cu2+的目的,乙同學認為可以通過計算確定,他查閱有關資料得到如下數(shù)據(jù):常溫下,KspFe(OH)3=8.010-38,KspCu(OH)2=3.010-20,通常殘留在溶液中的離子濃度小于110-5 molL-1時就認為沉淀完全,設溶液中CuSO4的濃度為3.0 molL-1,則Cu(OH)2開始沉淀時溶液的pH為,Fe3+完全沉淀時溶液的pH為,通過計算確定上述方案(填“可行”或“不可行”)。(已知:lg5=0.7)解析(1)將Fe2+氧化為Fe3+可加入H2O2,然后再加入CuO或Cu(OH)2調整至溶液pH=4,若使用其他試劑,會引入雜質離子。(2)Cu(OH)2開始沉淀時,溶液中c2(OH-)3.0=3.010-20,解得c(OH-)=1.010-10 molL-1,溶液的pH為4;Fe3+完全沉淀時:c3(OH-)110-5=8.010-38,c(OH-)=2.010-11 molL-1,溶液的pH為3.3;即當Fe3+完全沉淀時,Cu(OH)2還未開始沉淀,調整溶液pH=4的方案可行。答案(1)B;CD(2)4;3.3;可行9.(2018年湖南益陽箴言中學月考)已知,同溫度下的溶解度:Zn(OH)2ZnS,MgCO3Mg(OH)2;溶解或電離出S2-的能力:FeSH2SCuS。則下列離子方程式錯誤的是()。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項正確;由于電離出S2-的能力FeSH2SCuS,故有FeS+2H+Fe2+H2S,Cu2+H2SCuS+2H+,B、C兩項正確;因ZnS比Zn(OH)2更難溶,故發(fā)生反應Zn2+S2-ZnS,D項錯誤。答案D10.一定溫度時,Cu2+、Mn2+、Fe2+、Zn2+等四種金屬離子(M2+)形成硫化物沉淀所需S2-最低濃度的對數(shù)值lgc(S2-)與lgc(M2+)的關系如圖所示。下列有關判斷不正確的是()。A.該溫度下,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.該溫度下,溶解度:CuSMnSFeSZnS解析由圖可知CuS和FeS的Ksp分別為10-35、10-20,故MnS的Ksp介于二者之間,A項正確,D項錯誤;向含Mn2+、Zn2+的稀溶液中滴加Na2S溶液,MnS更難溶,Mn2+最有可能先沉淀,B項正確;向c(Fe2+)=0.1 molL-1的溶液中加入CuS粉末,c(Fe2+)c(S2-)=10-18.510-20,會有FeS沉淀析出,C項正確。答案D11.為研究沉淀的生成及其轉化,某小組進行如下實驗。下列關于該實驗的分析不正確的是()。A.中濁液存在平衡Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)B.中溶液變澄清的原因是AgOH+2NH3H2OAg(NH3)2OH+2H2OC.中顏色變化說明有AgCl生成D.該實驗可以證明AgCl比Ag2CrO4更難溶解析絡合反應為可逆反應,則中濁液存在平衡Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq),A項正確;銀離子與NH3H2O結合生成絡合離子,則中溶液變澄清是因為AgOH+2NH3H2OAg(NH3)2OH+2H2O,B項正確;銀離子與氯離子結合生成AgCl白色沉淀,則中顏色變化說明有AgCl生成,C項正確;硝酸銀過量,不發(fā)生沉淀的轉化,余下的濁液中含銀離子,與KCl反應生成白色沉淀,不能證明AgCl比Ag2CrO4更難溶,D項錯誤。答案D12.(2018年臨沂一中質檢)t 時,鹵化銀(AgX,X=Cl、Br)的2條溶解平衡曲線如圖所示,已知Ksp(AgCl)Ksp(AgBr),且p(Ag+)=-lgc(Ag+),p(X-)=-lgc(X-),利用p(X-)-p(Ag+)的坐標系可表示出AgX的溶度積與溶液中c(Ag+)和c(X-)的相互關系。下列說法錯誤的是()。A.t 時,c點可表示AgCl的不飽和溶液B.B曲線表示的是AgBrC.取a、b兩點處溶液等體積混合,維持t 不變,混合溶液中一定無白色沉淀生成D.在t 時,反應AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常數(shù)K104解析t 時,c點在A曲線下方,離子的濃度較大,是AgCl的過飽和溶液,A項錯誤;AgCl的溶度積大于AgBr的,飽和AgCl溶液中的離子濃度大于AgBr中的,而Ag+、X-濃度越大,p(Ag+)、p(X-)數(shù)值越小,故A曲線表示的是AgCl,B曲線表示的是AgBr,B項正確;取a、b兩點處溶液等體積混合,溶液體積增加,Ag+、Cl-濃度減小,因此維持t 不變,混合溶液中一定無白色沉