沉淀溶解平衡原理的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案

第2課時(shí)沉淀溶解平衡原理的應(yīng)用[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.能用平衡移動原理分析理解沉淀的溶解與生成、沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)。2.學(xué)會用沉淀溶解平衡的移動解決生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問題。1．現(xiàn)向含AgBr的飽和溶液中：(1)加入固體AgNO3，則c(Ag＋)________(填“變大”、“變小”或“不變”，下同)；(2)加入更多的AgBr固體，則c(Ag＋)________；(3)加入AgCl固體，則c(Br－)________，c(Ag＋)________；(4)加入Na2S固體，則c(Br－)________，c(Ag＋)________。答案(1)變大(2)不變(3)變小變大(4)變大變小解析本題考查了難溶電解質(zhì)溶解平衡的影響因素。(1)向AgBr飽和溶液中加入AgNO3固體，沉淀溶解平衡逆向移動，但c(Ag＋)增大。(2)加入AgBr固體，對沉淀溶解平衡無影響，c(Ag＋)不變。(3)因AgCl溶解度大于AgBr，加入AgCl固體時(shí)，c(Ag＋)增大，沉淀溶解平衡向左移動，c(Br－)變小。(4)因Ag2S溶解度小于AgBr，加入Na2S固體時(shí)，生成Ag2S，沉淀溶解平衡向右移動，c(Br－)增大，但c(Ag＋)減小。2．25℃時(shí)，AgCl的溶解度是0.00192g·L－1，求它的溶度積。答案Ksp＝1.80×10－10解析溶度積與溶解度都是體現(xiàn)溶質(zhì)溶解能力的物理量，二者可以相互轉(zhuǎn)化，計(jì)算過程中靈活運(yùn)用二者的概念即可。AgCl的相對分子質(zhì)量為143.5，AgCl飽和溶液物質(zhì)的量濃度為0.00192g·L－1/143.5g·mol－1≈1.34×10－5mol·L－1根據(jù)AgCl在溶液中的溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)溶液中應(yīng)有c(Ag＋)＝c(Cl－)＝1.34×10－5mol·L－1所以AgCl的Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝(1.34×10－5)2＝1.80×10－10。

探究點(diǎn)一沉淀的溶解與生成1．根據(jù)沉淀溶解平衡，分析回答下列問題：(1)BaCO3和BaSO4都難溶于水，在醫(yī)學(xué)上常用BaSO4作鋇餐透視，而不能用BaCO3的原因是什么？答案原因是BaCO3能溶于胃酸(主要成分為鹽酸)，反應(yīng)原理為BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O可見，胃酸消耗COeq\o\al(2－,3)，使溶液中c(COeq\o\al(2－,3))降低，從而使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動，c(Ba2＋)增大引起人體重金屬中毒。(2)可溶性鋇鹽(如BaCl2等)當(dāng)作食鹽食用，會造成鋇中毒。中毒患者常用5.0%的Na2SO4溶液洗胃的原因是什么？答案中毒后服用Na2SO4溶液(5.0%)洗胃，此時(shí)SOeq\o\al(2－,4)與Ba2＋結(jié)合生成BaSO4沉淀，可緩解Ba2＋對人體的毒害。2．沉淀生成的應(yīng)用主要涉及無機(jī)制備、提純工藝的生產(chǎn)、科研、廢水處理等領(lǐng)域，常利用生成沉淀達(dá)到分離或除去某些離子的目的。常用的方法有(1)調(diào)節(jié)pH法：如工業(yè)原料氯化銨中含雜質(zhì)氯化鐵，使其溶解于水，再加入氨水調(diào)節(jié)pH至7～8，可使Fe3＋轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3沉淀而除去。反應(yīng)如下：Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。(2)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CuS、HgS等沉淀，也是分離、除去雜質(zhì)常用的方法。寫出下列反應(yīng)的離子方程式：①用H2S除去Cu2＋：H2S＋Cu2＋=CuS↓＋2H＋。②用Na2S除去Hg2＋：Hg2＋＋S2－=HgS↓。[歸納總結(jié)](1)沉淀的生成和溶解這兩個(gè)方向相反的過程相互轉(zhuǎn)化的條件是離子濃度，控制離子濃度，可以使反應(yīng)向我們需要的方向轉(zhuǎn)化。(2)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、Al(OH)3、Cu(OH)2等難溶電解質(zhì)。[活學(xué)活用]1．為除去MgCl2酸性溶液中的Fe3＋，可在加熱攪拌的條件下加入的一種試劑是()A．NH3·H2OB．NaOHC．Na2CO3D．MgCO3答案D解析Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，調(diào)節(jié)pH，可使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀后除去。在①不引入新雜質(zhì)，②Mg2＋不沉淀的條件下，選用MgCO3，過量的MgCO3可一起過濾除去。也可選用MgO、Mg(OH)2等試劑。2．AgCl的Ksp＝1.80×10－10，將0.001mol·L－1NaCl和0.001mol·L－1AgNO3溶液等體積混合，是否有AgCl沉淀生成？答案有AgCl沉淀生成解析這是根據(jù)Ksp和溶液中離子的濃度冪的乘積比較大小來判斷沉淀溶解平衡進(jìn)行的方向。兩溶液等體積混合后，Ag＋和Cl－濃度都減小到原濃度的1/2。c(Ag＋)＝c(Cl－)＝1/2×0.001mol·L－1＝0.0005mol·L－1在混合溶液中，則c(Ag＋)·c(Cl－)＝(0.0005)2＝2.5×10－7因?yàn)閏(Ag＋)·c(Cl－)>Ksp，所以有AgCl沉淀生成。探究點(diǎn)二沉淀的轉(zhuǎn)化1．根據(jù)下列圖示完成實(shí)驗(yàn)，將觀察到的現(xiàn)象填在空格內(nèi)：寫出各步反應(yīng)的離子方程式：①Ag＋＋Cl－=AgCl↓，②AgCl(s)＋I(xiàn)－(aq)AgI(s)＋Cl－(aq)，③2AgI(s)＋S2－(aq)Ag2S(s)＋2I－(aq)。(2)由上述實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是Ksp較大的沉淀可轉(zhuǎn)化為Ksp更小的沉淀。2．沉淀轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)和科研中的應(yīng)用(1)工業(yè)廢水處理過程中，重金屬離子可利用沉淀轉(zhuǎn)化原理用FeS等難溶物轉(zhuǎn)化為HgS、Ag2S、PbS等沉淀。寫出用FeS除去Hg2＋的離子方程式。答案FeS(s)＋Hg2＋(aq)HgS(s)＋Fe2＋(aq)(2)在分析化學(xué)中常用飽和Na2CO3溶液，將難溶強(qiáng)酸鹽BaSO4轉(zhuǎn)化為難溶弱酸鹽BaCO3，然后用強(qiáng)酸溶解，使陽離子進(jìn)入溶液。寫出BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3反應(yīng)的離子方程式。答案BaSO4(s)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)BaCO3(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)(3)硬水煮沸形成的水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，它們是怎樣形成的？答案水垢的形成過程涉及到沉淀轉(zhuǎn)化，加熱硬水時(shí)，Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2分別分解生成CaCO3、MgCO3沉淀。但MgCO3又與COeq\o\al(2－,3)水解生成的OH－結(jié)合為更難溶的Mg(OH)2，故水垢的主要成分不是CaCO3、MgCO3，而是CaCO3、Mg(OH)2。(4)鍋爐形成的水垢中常含有CaSO4，除去方法是CaSO4(s)eq\o(→,\s\up7(Na2CO3))CaCO3(s)eq\o(→,\s\up7(鹽酸))Ca2＋(aq)，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。答案CaSO4(s)＋Na2CO3(aq)CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑[歸納總結(jié)](1)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動。(2)一般而言，Ksp較大的難溶電解質(zhì)能轉(zhuǎn)化為Ksp更小的難溶電解質(zhì)，如AgCleq\o(→,\s\up7(I－))AgIeq\o(→,\s\up7(S2－))Ag2S，CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3，ZnS轉(zhuǎn)化為CuS等。(3)兩種沉淀的溶解度差別越大，沉淀轉(zhuǎn)化越容易。[活學(xué)活用]3．常溫下相關(guān)物質(zhì)的溶度積常數(shù)見下表：物質(zhì)Cu(OH)2Fe(OH)3CuClCuIKsp2.2×10－202.6×10－391.7×10－71.3×10－12某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，為得到純凈的CuCl2·2H2O晶體，加入__________，調(diào)至pH＝4，使溶液中的Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，此時(shí)溶液中的c(Fe3＋)＝______________。過濾后，將所得濾液低溫蒸發(fā)、濃縮結(jié)晶，可得到CuCl2·2H2O晶體。答案Cu(OH)2[或Cu2(OH)2CO3或CuO或CuCO3]2．6×10－9mol·L－1解析Fe(OH)3、Cu(OH)2的Ksp分別為2.6×10－39、2.2×10－20，則Fe3＋、Cu2＋開始產(chǎn)生沉淀時(shí)c(OH－)分別為2.97×10－10mol·L－1、3.53×10－7mol·L－1。除去酸性CuCl2溶液中的少量FeCl3，可加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3或CuO或CuCO3調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3＋先轉(zhuǎn)化為沉淀析出。pH＝4時(shí)，c(H＋)＝10－4mol·L－1，則c(OH－)＝eq\f(1×10－14,10－4)mol·L－1＝1×10－10mol·L－1，此時(shí)c(Fe3＋)＝eq\f(Ksp[FeOH3],c3OH－)＝eq\f(2.6×10－39,1×10－103)mol·L－1＝2.6×10－9mol·L－1。4．牙齒表面由一層硬的組成成分為Ca5(PO4)3OH的物質(zhì)保護(hù)著，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH(s)eq\o(,\s\up7(脫礦),\s\do5(礦化))5Ca2＋＋3POeq\o\al(3－,)4＋OH－進(jìn)食后，細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機(jī)酸，這時(shí)牙齒就會受到腐蝕，其原因是________________________________________________________________________。已知Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比上面的礦化產(chǎn)物更小，質(zhì)地更堅(jiān)硬。請用離子方程式表示，當(dāng)牙膏中配有氟化物添加劑后能防止齲齒的原因：________________________________________________________________________。根據(jù)以上原理，請你提出一種其他促進(jìn)礦化的方法：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案H＋＋OH－=H2O，使平衡向右移動，破壞釉質(zhì)5Ca2＋＋3POeq\o\al(3－,4)＋F－=Ca5(PO4)3F↓加Ca2＋(或加POeq\o\al(3－,4)等)解析人體牙齒表面主要的無機(jī)成分是羥基磷灰石[Ca5(PO4)3(OH)]，是一種難溶的磷酸鈣類沉積物。在口腔中，牙齒表面的羥基磷灰石存在著這樣的沉淀溶解平衡：Ca5(PO4)3OH(s)eq\o(,\s\up7(溶解),\s\do5(沉淀))5Ca2＋＋3POeq\o\al(3－,4)＋OH－口腔中殘留的食物在酶的作用下，會分解產(chǎn)生有機(jī)酸——乳酸。乳酸是酸性物質(zhì)，能與OH－反應(yīng)，使羥基磷灰石的沉淀溶解平衡向溶解的方向移動，從而導(dǎo)致齲齒的發(fā)生。但如果飲用水或者牙膏中含有F－，F(xiàn)－能與牙齒表面的Ca2＋和POeq\o\al(3－,4)反應(yīng)生成更難溶的氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]，沉積在牙齒表面。氟磷灰石比羥基磷灰石更能抵抗酸的侵蝕，并能抑制口腔細(xì)菌產(chǎn)生酸。因而能有效保護(hù)我們的牙齒，降低齲齒的發(fā)生率。這是通過添加F－使難溶的羥基磷灰石轉(zhuǎn)化為更難溶的氟磷灰石，實(shí)質(zhì)就是發(fā)生了沉淀的轉(zhuǎn)化。1．除去NaCl中的FeCl3需加入的試劑是()A．NaOH B．石灰水C．銅片 D．氨水答案A解析在除去FeCl3時(shí)，不能引入新的雜質(zhì)離子。2．已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝1.0×10－16。下列說法錯(cuò)誤的是()A．AgCl不溶于水，不能轉(zhuǎn)化為AgIB．在含有濃度均為0.001mol·L－1的Cl－、I－的溶液中緩慢加入AgNO3稀溶液，首先析出AgI沉淀C．AgI比AgCl更難溶于水，所以，AgCl可以轉(zhuǎn)化為AgID．常溫下，AgCl若要在NaI溶液中開始轉(zhuǎn)化為AgI，則NaI的濃度必須不低于eq\f(1,\r(1.8))×10－11mol·L－1答案A解析組成結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，溶度積越小，其溶解度越小，越易先形成沉淀，B項(xiàng)正確；溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)，所以A錯(cuò)、C對；AgCl溶液中c(Ag＋)＝eq\r(1.8)×10－5mol·L－1。要使AgI形成沉淀，則c(Ag＋)·c(I－)≥1.0×10－16。則c(I－)≥eq\f(1.0×10－16,\r(1.8)×10－5)mol·L－1＝eq\f(1,\r(1.8))×10－11mol·L－1，D正確。3．自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后變成CuSO4溶液，向地下深層滲透，遇到難溶的ZnS或PbS，慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)(CuS)。下列分析正確的是()A．CuS的溶解度大于PbS的溶解度B．原生銅的硫化物具有還原性，而銅藍(lán)沒有還原性C．CuSO4與ZnS反應(yīng)的離子方程式是Cu2＋＋S2－=CuS↓D．整個(gè)過程涉及的反應(yīng)類型有氧化還原反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)答案D解析CuSO4與PbS反應(yīng)可以生成CuS，所以CuS的溶解度小于PbS的，A錯(cuò)誤；硫化物中硫的化合價(jià)為－2，均具有還原性，B錯(cuò)誤；ZnS難溶于水，不能寫成離子形式，C錯(cuò)誤；銅的硫化物首先被氧化成CuSO4，然后硫酸銅與ZnS、PbS發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成更難溶的CuS，D正確。4．要使工業(yè)廢水中的重金屬Pb2＋沉淀，可用硫酸鹽、碳酸鹽、硫化物等作沉淀劑，已知Pb2＋與這些離子形成的化合物的溶解度如下：化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.03×10－41.81×10－71.84×10－14由上述數(shù)據(jù)可知，選用的沉淀劑最好為()A．硫化物B．硫酸鹽C．碳酸鹽D．以上沉淀劑均可答案A解析要將Pb2＋沉淀，就要形成溶解度更小的物質(zhì)，由表中數(shù)據(jù)可知，PbS的溶解度最小，故沉淀劑最好為硫化物。5．工業(yè)廢水中常含有一定量的CrOeq\o\al(2－,4)，它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大危害，必須進(jìn)行處理。還原沉淀法是常用的一種方法，其過程如下：CrOeq\o\al(2－,4)eq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5(轉(zhuǎn)化))Cr2Oeq\o\al(2－,7)eq\o(→,\s\up7(Fe2＋),\s\do5(還原))Cr3＋eq\o(→,\s\up7(OH－),\s\do5(沉淀))Cr(OH)3↓(1)轉(zhuǎn)化過程中存在平衡：2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O。能說明該反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是________(填字母)。a．Cr2Oeq\o\al(2－,7)和CrOeq\o\al(2－,4)的濃度相同b．2v(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝v(CrOeq\o\al(2－,4))c．溶液的pH保持不變(2)若1L廢水轉(zhuǎn)化后所得溶液中含鉻元素的質(zhì)量為28.6g，CrOeq\o\al(2－,4)有eq\f(10,11)轉(zhuǎn)化為Cr2Oeq\o\al(2－,7)(已知鉻的相對原子質(zhì)量為52)。①轉(zhuǎn)化后所得溶液中c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝__________。②已知：常溫時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝1014。上述轉(zhuǎn)化后所得溶液的pH＝________。(3)若在還原過程中還原1molCr2Oeq\o\al(2－,7)，需要________mol的FeSO4·7H2O。(4)沉淀過程中生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)Cr3＋(aq)＋3OH－(aq)，常溫下，Cr(OH)3的溶度積Ksp＝10－32，要使c(Cr3＋)降至10－5mol·L－1，溶液的pH應(yīng)調(diào)至________。答案(1)c(2)①0.25mol·L－1②6(3)6(4)5解析(1)溶液的pH不變，說明c(H＋)不變，表明反應(yīng)已達(dá)平衡，c正確。(2)由題意得c(CrOeq\o\al(2－,4))＋2c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝0.55mol·L－1，eq\f(2cCr2O\o\al(2－,7),cCrO\o\al(2－,4)＋2cCr2O\o\al(2－,7))＝eq\f(10,11)，解得：c(CrOeq\o\al(2－,4))＝0.05mol·L－1，c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝0.25mol·L－1，K＝eq\f(cCr2O\o\al(2－,7),c2CrO\o\al(2－,4)·c2H＋)＝1014，解得：c(H＋)＝10－6mol·L－1，pH＝6。(3)Cr2Oeq\o\al(2－,7)中Cr的化合價(jià)是＋6，所以1molCr2Oeq\o\al(2－,7)被還原轉(zhuǎn)移6mol電子；1molFe2＋被氧化生成Fe3＋，轉(zhuǎn)移1mol電子，因此根據(jù)得失電子守恒可知需要FeSO4·7H2O的物質(zhì)的量為6mol。(4)由溶度積常數(shù)的表達(dá)式Ksp＝c(Cr3＋)·c3(OH－)＝10－32可知，當(dāng)c(Cr3＋)＝10－5mol·L－1時(shí)，c(OH－)＝10－9mol·L－1，所以pH＝5。6．某溶液中含0.10mol·L－1Cd2＋和0.10mol·L－1Zn2＋。為使Cd2＋形成CdS沉淀而與Zn2＋分離，S2－離子的濃度應(yīng)控制在什么范圍？[已知：Ksp(CdS)＝3.6×10－29，Ksp(ZnS)＝1.2×10－23]答案c(S2－)在3.6×10－28～1.2×10－22mol·L－1之間可以使CdS沉淀而Zn2＋留在溶液中。解析沉淀Cd2＋時(shí)所需S2－的最低濃度：c(S2－)＝eq\f(KspCdS,cCd2＋)＝eq\f(3.6×10－29,0.10)mol·L－1＝3.6×10－28mol·L－1不使ZnS沉淀，S2－的最高濃度：c(S2－)＝eq\f(KspZnS,cZn2＋)＝eq\f(1.2×10－23,0.10)mol·L－1＝1.2×10－22mol·L－1。

[基礎(chǔ)過關(guān)]一、沉淀溶解平衡的應(yīng)用1．工業(yè)廢水中常含有不同類型的污染物，可采用不同的方法處理。以下處理措施和方法都正確的是()選項(xiàng)污染物處理措施方法類別A廢酸加生石灰中和物理法BCu2＋等重金屬離子加硫酸鹽沉降化學(xué)法C含苯廢水用活性炭吸附物理法D含純堿的廢水加石灰水反應(yīng)化學(xué)法答案D解析廢酸與堿中和屬于化學(xué)法，A項(xiàng)錯(cuò)；Cu2＋不能用SOeq\o\al(2－,4)沉降，B項(xiàng)錯(cuò)；活性炭無法吸附苯，C項(xiàng)錯(cuò)；Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH，是復(fù)分解法，屬于化學(xué)法，D項(xiàng)正確。2．25℃時(shí)，已知下列三種金屬硫化物的溶度積常數(shù)(Ksp)分別為Ksp(FeS)＝6.3×10－18；Ksp(CuS)＝1.3×10－36；Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。下列關(guān)于室溫時(shí)的有關(guān)敘述正確的是()A．硫化鋅、硫化銅、硫化亞鐵的溶解度依次增大B．將足量的ZnSO4晶體加入到0.1mol·L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的濃度最大只能達(dá)到1.6×10－23mol·L－1C．除去工業(yè)廢水中含有的Cu2＋，可采用FeS固體作為沉淀劑D．向飽和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后，混合液中c(Fe2＋)變大、c(S2－)變小，但Ksp(FeS)變大答案C解析化學(xué)式所表示的組成中陰、陽離子個(gè)數(shù)比相同時(shí)，Ksp數(shù)值越大的難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng)，由Ksp可知，室溫下，CuS的溶解度最小，故A錯(cuò)；將足量的ZnSO4晶體加入到0.1mol·L－1的Na2S溶液中，c(S2－)將減至非常小，而Zn2＋的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1.6×10－23mol·L－1；因CuS比FeS更難溶，F(xiàn)eS沉淀可轉(zhuǎn)化為CuS沉淀；溫度不變，Ksp(FeS)不變。3．已知：25℃時(shí)，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11。下列說法正確的是()A．25℃時(shí)，飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大B．25℃時(shí)，Mg(OH)2的懸濁液加入少量的NH4Cl固體，c(Mg2＋)增大C．25℃時(shí)，Mg(OH)2固體在20mL0.01mol·L－1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·L－1NH4Cl溶液中的Ksp小D．25℃時(shí)，在Mg(OH)2的懸濁液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能轉(zhuǎn)化成為MgF2答案B解析A項(xiàng)，Mg(OH)2的溶度積小，故其電離的Mg2＋濃度要小一些，錯(cuò)；B項(xiàng)，NHeq\o\al(＋,4)可以結(jié)合Mg(OH)2電離出的OH－，從而促使Mg(OH)2的溶解平衡正向移動，c(Mg2＋)增大，正確；C項(xiàng)，Ksp僅與溫度有關(guān)，故錯(cuò)；D項(xiàng)，二者Ksp接近，使用濃NaF溶液可以使Mg(OH)2轉(zhuǎn)化成為MgF2，故D錯(cuò)。4．已知幾種難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)Ksp(25℃)見下表：難溶電解質(zhì)AgClAgBrAgIAg2SO4Ag2CrO4Ksp1.8×10－105.4×10－138.5×10－171.4×10－51.12×10－12下列敘述不正確的是()A．由溶度積常數(shù)可判斷在相同條件下一些物質(zhì)的溶解性大小B．將等體積的4×10－3mol·L－1的AgNO3溶液和4×10－3mol·L－1的K2CrO4溶液混合，有Ag2CrO4沉淀產(chǎn)生C．向AgCl的懸濁液中滴加飽和NaBr溶液可以得到黃色AgBr懸濁液D．向100mL0.1mol·L－1的Na2SO4溶液中加入1mL0.1mol·L－1的AgNO3溶液，有白色沉淀生成答案D解析D項(xiàng)，混合溶液中c(Ag＋)＝0.1mol·L－1×eq\f(1mL,101mL)≈0.001mol·L－1，c2(Ag＋)·c(SOeq\o\al(2－,4))＝0.0012×0.1＝1×10－7<1.4×10－5，故不會產(chǎn)生沉淀。5．已知Ksp(ZnS)＝1.6×10－24，Ksp(CuS)＝1.3×10－36，根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答問題：(1)在一支試管中加入2mL0.1mol·L－1的ZnSO4溶液，再滴加1mol·L－1的Na2S溶液可觀察到的現(xiàn)象是________________。(2)靜置后傾去上層清液，并用蒸餾水洗滌沉淀2～3次，然后向白色沉淀中滴加適量的0.1mol·L－1的CuSO4溶液，振蕩試管。觀察到的現(xiàn)象是________________________。(3)上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是①________________________________________________________________________。②________________________________________________________________________。(4)試用沉淀溶解平衡的原理分析解釋(2)中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化。答案(1)有白色沉淀生成(2)白色沉淀變?yōu)楹谏恋?3)①Zn2＋＋S2－=ZnS↓②ZnS(s)＋Cu2＋CuS(s)＋Zn2＋(4)第一次生成的白色沉淀為ZnS，在水中建立了沉淀溶解平衡：ZnS(s)Zn2＋(aq)＋S2－(aq)，Ksp＝1.6×10－24。此時(shí)c(Zn2＋)·c(S2－)＝Ksp。加入CuSO4溶液后，c(Cu2＋)·c(S2－)＞Ksp(CuS)，Ksp(CuS)＝1.3×10－36。故Cu2＋、S2－結(jié)合生成CuS沉淀，即ZnS白色沉淀轉(zhuǎn)化為溶度積更小的CuS黑色沉淀。二、分步沉淀6．在Cl－和CrOeq\o\al(2－,4)離子濃度都是0.100mol·L－1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液(忽略體積改變)時(shí)，問AgCl和Ag2CrO4哪一種先沉淀？當(dāng)Ag2CrO4開始沉淀時(shí)，溶液中Cl－離子濃度是多少？已知：Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。答案AgCl先沉淀；當(dāng)Ag2CrO4開始沉淀時(shí)，溶液中Cl－離子濃度是1.64×10－5mol·L－1解析已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。AgCl開始沉淀所需c(Ag＋)為c(Ag＋)＝eq\f(KspAgCl,cCl－)＝eq\f(1.56×10－10,0.100)mol·L－1＝1.56×10－9mol·L－1Ag2CrO4開始沉淀所需c(Ag＋)為c(Ag＋)＝eq\r(\f(KspAg2CrO4,cCrO\o\al(2－,4)))＝eq\r(\f(9.0×10－12,0.1))mol·L－1＝9.5×10－6mol·L－1因此，AgCl先沉淀。當(dāng)Ag2CrO4開始沉淀時(shí)：c(Ag＋)＝9.5×10－6mol·L－1此時(shí)，c(Cl－)＝eq\f(KspAgCl,cAg＋)＝eq\f(1.56×10－10,9.5×10－6)mol·L－1＝1.64×10－5mol·L－1。7．一溶液中含有Fe3＋和Fe2＋，它們的濃度都是0.050mol·L－1。如果要求Fe3＋沉淀完全而Fe2＋不生成沉淀，需控制pH在何范圍？已知：Ksp[Fe(OH)3]＝1.1×10－36Ksp[Fe(OH)2]＝1.64×10－14(提示：當(dāng)某離子濃度小于10－5mol·L－1時(shí)可以認(rèn)為該離子沉淀完全了)答案溶液的pH控制在3.7～7.8之間。解析Fe3＋沉淀完全時(shí)，c(Fe3＋)為1×10－5mol·L－1，則Fe3＋沉淀完全時(shí)所需的c(OH－)為c(OH－)＝{Ksp[Fe(OH)3]/c(Fe3＋)}1/3＝{1.1×10－36/1×10－5}1/3mol·L－1＝4.8×10－11mol·L－1pH＝－lgc(H＋)＝－lgeq\f(1.0×10－14,4.8×10－11)≈3.7Fe2＋開始沉淀時(shí)所需c(OH－)為c(OH－)＝{Ksp[Fe(OH)2]/c(Fe2＋)}1/2＝(1.64×10－14/0.050)1/2mol·L－1＝5.7×10－7mol·L－1pH＝－lgc(H＋)＝－lgeq\f(1.0×10－14,5.7×10－7)≈7.8因此，溶液的pH控制在3.7～7.8之間，可使Fe3＋沉淀完全而Fe2＋不沉淀。[能力提升]8．試?yán)闷胶庖苿釉斫忉屜铝惺聦?shí)：(1)FeS不溶于水，但能溶于稀鹽酸中________________。(2)分別用等體積的蒸餾水和0.010mol·L－1硫酸洗滌BaSO4沉淀，用水洗滌造成BaSO4的損失量大于用稀硫酸洗滌造成的損失量____________________________。答案(1)FeS(s)Fe2＋(aq)＋S2－(aq)，加入稀鹽酸后，S2－＋2H＋=H2S↑，破壞了FeS的溶解平衡，使上述平衡向正反應(yīng)方向移動，故FeS溶解(2)BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)，用水洗滌使BaSO4的溶解平衡向正反應(yīng)方向移動，造成BaSO4的損失；而用H2SO4洗滌，H2SO4=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)，SOeq\o\al(2－,4)的存在抑制了BaSO4的溶解，故BaSO4的損失量少解析根據(jù)勒夏特列原理，如使平衡向溶解的方向移動，則促進(jìn)溶解，反之固體量增加。9．某小型化工廠生產(chǎn)皓礬(ZnSO4·7H2O)的工藝流程如下圖所示：已知：開始生成氫氧化物沉淀到沉淀完全的pH范圍分別為Fe(OH)3：2.7～3.7；Fe(OH)2：7.6～9.6；Zn(OH)2：5.7～8.0。試回答下列問題：(1)加入的試劑①應(yīng)是________，其目的是_________________________________。(2)加入的試劑②，供選擇使用的有：氨水、NaClO溶液、20%H2O2溶液、濃硫酸、濃硝酸等，應(yīng)選用__________，其理由是________________________________________________。(3)加入的試劑③是________，目的是________________________________________。答案(1)Zn將Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋等雜質(zhì)離子除去(2)20%H2O2溶液H2O2作氧化劑，可將Fe2＋氧化為Fe3＋，且不引入其他雜質(zhì)(3)ZnO或Zn(OH)2(答案合理即可)調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀解析向溶液中加入Zn，發(fā)生反應(yīng)：Cu2＋＋Zn=Zn2＋＋Cu、2Fe3＋＋Zn=2Fe2＋＋Zn2＋，然后把Fe2＋氧化成Fe3＋，在選擇氧化劑時(shí)，應(yīng)使用H2O2，因?yàn)镠2O2的還原產(chǎn)物為H2O，不引入雜質(zhì)，然后通過調(diào)節(jié)溶液的pH值，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀而除去。10．已知在25℃的水溶液中，AgX、AgY、AgZ均難溶于水，但存在溶解平衡。當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，溶液中離子濃度的乘積是一個(gè)常數(shù)(此常數(shù)用Ksp表示，Ksp和水的Kw相似)。如：AgX(s)Ag＋(aq)＋X－(aq)Ksp(AgX)＝c(Ag＋)·c(X－)＝1.8×10－10AgY(s)Ag＋(aq)＋Y－(aq)Ksp(AgY)＝c(Ag＋)·c(Y－)＝1.0×10－12AgZ(s)Ag＋(aq)＋Z－(aq)Ksp(AgZ)＝c(Ag＋)·c(Z－)＝8.7×10－17(1)根據(jù)以上信息，判斷AgX、AgY、AgZ三者的溶解度(用已被溶解的溶質(zhì)的物質(zhì)的量/1L溶液表示)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小順序?yàn)開______________________________________________________________________________________________________。(2)若向AgY的飽和溶液中加入少量的AgX固體，則c(Y－)__________________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)在25℃時(shí)，若取0.188g的AgY(相對分子質(zhì)量188)固體放入100mL水中(忽略溶液體積的變化)，則溶液中Y－的物質(zhì)的量濃度為__________。(4)由上述Ksp判斷，在上述(3)的體系中，能否實(shí)現(xiàn)AgY向AgZ的轉(zhuǎn)化，并簡述理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)(2)減小(3)1.0×10－6mol·L－1(4)能，因?yàn)镵sp(AgY)＝1.0×10－12>Ksp(AgZ)＝8.7×10－17解析(2)由于AgY比AgX更難溶，則向AgY的飽和溶液中加入AgX固體，發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化，AgX(s)＋Y－(aq)AgY(s)＋X－(aq)，則c(Y－)減小。(3)25℃時(shí)，AgY的Ksp＝1.0×10－12，即溶液達(dá)到飽和時(shí)，c(Ag＋)＝c(Y－)＝1.0×10－6mol·L－1，而將0.188gAgY溶于100mL水中，形成的為飽和溶液(溶質(zhì)還有未溶解的)，則c(Y－)＝1.0×10－6mol·L－1。(4)由于Ksp(AgZ)<Ksp(AgY)，所以可以實(shí)現(xiàn)AgY向AgZ的轉(zhuǎn)化。[拓展探究]11．難溶性雜鹵石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)屬于“呆礦”，在水中存在如下平衡：K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SOeq\o\al(2－,4)＋2H2O為能充分利用鉀資源，用飽和Ca(OH)2溶液溶浸雜鹵石制備硫酸鉀，工藝流程如下：(1)濾渣主要成分有________和________以及未溶雜鹵石。(2)用化學(xué)平衡移動原理解釋Ca(OH)2溶液能溶解雜鹵石浸出K＋的原因：________________________________________________________________________。(3)“除雜”環(huán)節(jié)中，先加入___