3.4.2 沉淀溶解平衡
(沉淀溶解平衡原理的应用)
基础知识清单
一、沉淀的转化与溶解
1.沉淀的转化
实验探究 AgCl、AgI、Ag2S 的转化
实验
操作
实验
有白色沉淀析出 白色沉淀转化为黄色沉淀 黄色沉淀转化为黑色沉淀
现象
实验
①AgCl 沉淀可转化为 AgI 沉淀,②AgI 沉淀又可转化为 Ag2S 沉淀
结论
(1)根据实验现象可知三种沉淀溶解能力从大到小的顺序是 AgCl>AgI>Ag2S。
(2)向 AgCl 沉淀中滴加 KI 溶液时,溶液中的 Ag+和 I-结合生成了更难溶解的 AgI,溶液中 Ag+浓度减小,
促使 AgCl 的沉淀溶解平衡向其溶解的方向移动,最终 AgCl 完全转化为 AgI。AgI 转化为 Ag2S 的原理相
同。
(3)沉淀转化的离子方程式:AgCl(s)+I- AgI(s)+Cl-;2AgI(s)+S2- Ag S(s)+2I-2 。
转化的实质:沉淀溶解平衡的移动。
转化的条件:溶液中的离子浓度幂之积大于 Ksp。
2.沉淀的溶解
(1)原理:根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,只要不断移去溶解平衡体系中的相应离子,平
衡就向沉淀溶解的方向移动,从而使沉淀溶解。
(2)实例:①CaCO3沉淀溶于盐酸中:
CO2气体的生成和逸出,使 CaCO 2-3溶解平衡体系中的 CO 3 浓度不断减小,平衡向沉淀溶解的方向移动。
②分别写出用 HCl 溶解难溶电解质 FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2 的离子方程式:FeS+2H+===Fe2++H2S↑、
Al(OH)3+3H+===Al3++3H O、Cu(OH) +2H+2 2 ===Cu2++2H2O。
③向 Mg(OH)2 悬浊液中分别滴加蒸馏水、稀盐酸、NH4Cl 溶液,白色沉淀将不溶解、溶解、溶解(填“溶
解”或“不溶解”)。
二、沉淀的生成与转化在生产和科研中的应用
1.沉淀的生成
(1)沉淀生成的应用。
在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些
离子的目的。
(2)沉淀的方法。
①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 7~8,可使
+
Fe3+转变为 Fe(OH) 3 +3沉淀而除去。反应如下:Fe +3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH 。4
②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
CuS、HgS 等沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。
a.通入 H2S 除去 Cu2+的离子方程式:H2S+Cu2+===CuS↓+2H+。
b.加入 Na S 除去 Hg2+2 的离子方程式:Hg2++S2-===HgS↓。
c.同离子效应法:增大溶解平衡中离子浓度,使平衡向沉淀的方向移动。
2.沉淀的溶解
(1)沉淀溶解的原理。
根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子,使
平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。
(2)沉淀溶解的方法。
①酸溶解法:用强酸溶解的难溶电解质有 CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。
2-
如 CaCO 3 难溶于水,却易溶于盐酸,原因是:CaCO3 在水中存在溶解平衡为 CaCO3(s) Ca2++CO
3
,
2- 2-
CO 当加入盐酸后发生反应: +2H+ ===H2O+CO2↑,c(CO )降低,溶解平衡向溶解方向移动。3 3
②盐溶液溶解法:Mg(OH)2难溶于水,能溶于盐酸、NH4Cl 溶液中。溶于 NH4Cl 溶液反应的离子方程式
+
为 Mg(OH)2(s)+2NH ===Mg
2++2NH3·H2O。
4
3.沉淀转化
(1)锅炉除水垢。
Na2CO3 盐酸
水垢 CaSO4(s) ―― CaCO (s) Ca2+(aq) → 3 ―― →
有关化学方程式:
CaSO4(s)+Na2CO3(aq) CaCO3(s)+Na2SO4(aq)、CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
(2)自然界中矿物的转化。
氧
――
化 Zn
→CuSO ( ) ――
S
如原生铜硫化物 4 溶液 PbS→CuS(铜蓝)淋 滤
有关化学方程式:
ZnS(s)+CuSO4(aq) CuS(s)+ZnSO4(aq),
PbS(s)+CuSO4(aq) CuS(s)+PbSO4(s)。
(3)工业废水处理。
工业废水处理过程中,重金属离子可利用沉淀转化原理用 FeS 等难溶物转化为 HgS、Ag2S、PbS 等沉淀。
用 FeS 除去 Hg2+的离子方程式:
FeS(s)+Hg2+ HgS(s)+Fe2+。
课后分层练
1.已知常温下溶解度:CaSO4>CaCO 2+3>CaC2O4,欲将 NaCl 溶液中的 Ca 除去,加入最适宜的沉淀剂
是( )
A.Na2SO4 B.Na2CO3
C.NaOH D.Na2C2O4
[答案] D
[解析] 生成沉淀物的溶解度越小,离子沉淀的越完全,因 CaC2O4 的溶解度最小,故选 Na2C2O4 作沉淀
剂。
2.某小组进行如下实验证明 Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]。下列相关叙述错误的是( )
A.试管Ⅰ中出现白色沉淀,试管Ⅱ沉淀转为蓝色
B.试管Ⅱ反应:Mg(OH)2(s)+Cu2+ Cu(OH)2(s)+Mg2+
C.试管Ⅰ反应后上层清液中有 c(Mg2+) c2(OH-)=Ksp[Mg(OH)2]
D.向试管Ⅰ中滴加过量 NaOH 溶液不影响结论
[答案] D
[ 解 析 ] 试 管 Ⅰ 中 NaOH 和 MgCl2 反 应 生 成 Mg(OH)2 白 色 沉 淀 , 且 NaOH 完 全 反 应 ,
Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],二者为同种类型沉淀,则 Cu(OH)2的溶解度更小,试管Ⅱ中加入 CuCl2溶液
后,Mg(OH)2白色沉淀转化为 Cu(OH)2蓝色沉淀,A 正确;试管Ⅱ中加入 CuCl2溶液后,Mg(OH)2白色沉
淀转化为 Cu(OH)2蓝色沉淀,离子方程式为 Mg(OH)2(s)+Cu2+ Cu(OH)2(s)+Mg2+,B 正确;试管Ⅰ反
应后上层溶液中存在 Mg(OH) 的沉淀溶解平衡,则 c(Mg2+2 ) c2(OH-)=Ksp[Mg(OH)2],C 正确;若 NaOH
溶液过量,则试管Ⅱ中加入 CuCl2溶液后直接和 NaOH 反应生成蓝色沉淀,而不会发生沉淀的转化,则无
法得到正确结论,D 错误。故选 D。
4.用含铁废铜制备胆矾的流程如图所示,下列说法错误的是( )
A.“溶解”中加 H O 只是将 Fe2+氧化为 Fe3+2 2
B.流程中 Cu2(OH)2CO3可用 CuO 或 Cu(OH)2代替
C.pH=3 时,c(Cu2+) c2(OH-)<Ksp[Cu(OH)2]
D.“系列操作”前加入 H2SO4的目的是抑制 Cu2+的水解
[答案] A
[解析] “溶解”发生的反应有 Cu+H + 2+ + 2+ 2+2O2+2H ===Cu +2H2O,Fe+2H ===Fe +H2↑,2Fe +H2O2+2H
+===2Fe3++2H2O 等,故 A 错误;向Ⅰ中加入 Cu2(OH)2CO3调 pH=3 的原理是 Cu2(OH) +2CO3消耗 H 且不
引入其他杂质离子,符合要求的物质除 Cu2(OH)2CO3 外,还有 Cu(OH)2、CuCO3、CuO 等,故 B 正确;
调节 pH=3 的目的是使 Fe3+生成 Fe(OH) 沉淀,而 Cu2+不生成沉淀,故 c(Cu2+3 ) c2(OH-)<Ksp[Cu(OH)2],
故 C 正确;溶液中 Cu2+发生水解反应 Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+,加入 H2SO4 使溶液中 H+浓度增
大,能抑制 Cu2+的水解,故 D 正确。故选 A。
5.欲除去混在 BaSO4中的少量 CaCO3杂质,下列措施正确的是( )
A.盐酸、过滤
B.稀硫酸、过滤
C.NaOH 溶液、过滤
D.四氯化碳、分液
[答案] A
[解析] CaCO3 能溶于盐酸而 BaSO4 不溶,A 正确;CaSO4 微溶于水,会阻止 CaCO3 与 H2SO4 的进一步
反应,B 错误;CaCO3与 NaOH 不反应,CaCO3不溶于 CCl4,C、D 错误。
6.自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成 CuSO4溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的 ZnS
或 PbS,慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析一定正确的是( )
A.溶解度:PbS
C.CuSO 2+ 2-4与 ZnS 反应的离子方程式是 Cu +S ===CuS↓
D.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应
[答案] D
[解析] 沉淀转化一般遵循溶解度小的物质向溶解度更小的物质转化的原则,所以 PbS 能慢慢转变为 CuS
说明 CuS 的溶解度小于 PbS 的,A 项错误;原生铜的硫化物和铜蓝中都含有-2 价的硫元素,因此二者
都具有还原性,B项错误;ZnS是难溶物,因此,CuSO4与ZnS反应的离子方程式为Cu2++ZnS(s) CuS(s)
+Zn2+,C 项错误;原生铜的硫化物转化为 CuSO4 的过程中涉及氧化还原反应,难溶的 ZnS 或 PbS 转变
为铜蓝(CuS)的过程中涉及复分解反应,D 项正确。
7.下列说法不正确的是( )
A.可用过量 FeCl3溶液除去 Fe(OH)3中少量的 Mg(OH)2杂质
B.牙齿表面覆盖的牙釉质存在如下平衡:Ca (PO ) OH(s) 5Ca2+5 4 3 +3PO3-4 +OH-,牙齿上残余的糖会
发酵产生 H+,加快牙釉质的酸蚀
C.用 100 mL 0.01 mol/L 硫酸洗涤 BaSO4沉淀,与用等体积的蒸馏水洗涤相比,BaSO4损失更多
D.医院做 X 光造影时的钡餐主要成分是 BaSO4
[答案] C
[解析] 2Fe3++3Mg(OH) (s) 2Fe(OH) (s)+3Mg2+2 3 ,加入过量 FeCl3 溶液可以促使平衡正向移动,将
氢氧化镁沉淀转化为氢氧化铁,A 正确;糖会发酵产生 H+,使 Ca5(PO 2+ 3-4)3OH(s) 5Ca +3PO4 +OH-
正向移动,加快牙釉质的酸蚀,B 正确;BaSO4 沉淀存在沉淀溶解平衡:BaSO4(s) Ba2++SO2-4 ,稀
硫酸洗涤可使沉淀溶解平衡逆向移动,减少 BaSO4 沉淀的损失,C 错误;硫酸钡不能与胃液中的盐酸反
应而且难溶,所以医院做 X 光造影时的钡餐主要成分是硫酸钡,D 正确。故选 C。
8. 根据下列实验操作和实验现象,得出的实验结论正确的是( )
选
实验操作 实验现象 实验结论
项
向 2 mL 0.1 mol/L 硝酸银溶液中加入 1 mL 0.1
先出现白色沉淀,后
A mol/L NaCl 溶液,再加入几滴 0.1 mol/L 的 Na2S Ksp(Ag2S)<Ksp(AgCl)
有黑色沉淀生成
溶液
室温下,向 10 mL 0.2 mol/L NaOH 溶液中滴入 2
B 滴 0.1 mol/L MgCl2溶液,产生白色沉淀,再滴 有红褐色沉淀生成 Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3]
加 2 滴 0.1 mol/L FeCl3溶液
不能证明
将 Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸,滴加 KSCN 溶液 溶液变红
Fe(NO3)2样品已变质
向盛有过量 AgNO3溶液的试管中滴加少量 先观察到白色沉淀, AgCl 沉淀可转化为更难溶
D
NaCl 溶液,再向其中滴加 Na2CrO4溶液 后产生砖红色沉淀 的沉淀 Ag2CrO4
[答案] C
[解析] 由题意可知,银离子是过量的,所以没有沉淀的转化,不能比较 Ksp,A 错误;室温下,向 10 mL
0.2 mol/L NaOH 溶液中滴入 2 滴 0.1 mol/L MgCl2溶液,产生白色沉淀,且氢氧化钠过量,再滴加 2 滴 0.1
mol/L FeCl3 溶液,与过量氢氧化钠生成氢氧化铁沉淀,不能说明 Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3],B 错误;
将 Fe(NO3)2 样品溶于稀硫酸,此时溶液中氢离子和硝酸根离子共存具有强氧化性,可以将亚铁离子氧化
为三价铁离子,滴加 KSCN 溶液,溶液变红,不能证明 Fe(NO3)2样品已变质,C 正确;向盛有过量 AgNO3
溶液的试管中滴加少量 NaCl 溶液,再向其中滴加 Na2CrO4 溶液,过量的银离子和铬酸根离子结合生成
Ag2CrO4,先观察到白色沉淀,后产生砖红色沉淀,但不是 AgCl 沉淀转化为 Ag2CrO4,D 错误。 故选
C。
9.下列应用或现象主要体现沉淀溶解平衡原理的是( )
①可用 FeS 除去废水中的 Cu2+
②溶洞的形成
③盐碱地(含有较多 NaCl、Na2CO3)不利于农作物生长,可以施加适量石膏降低土壤的碱性
④AgCl 悬浊液中滴加少量 KI 溶液,出现黄色沉淀
A.①④ B.②③
C.③④ D.①②③④
[答案] D
10.可溶性钡盐有毒,医院中常用硫酸钡而不是碳酸钡作为内服造影剂。常温下,Ksp(BaCO3)=8.4×10-
9;Ksp(BaSO4)=1.2×10-10。下列推断错误的是( )
A.可用 Na 2+2SO4稀溶液给 Ba 中毒患者洗胃
B.不用 BaCO3的原因是其溶度积大于 BaSO4的溶度积
C.常温下,BaSO4饱和溶液中 c(Ba2+)≈1.1×10-5 mol L-1
D.常温下,BaCO3(s)+SO2-4 BaSO4(s)+CO 2-3 的平衡常数 K=70
[答案] B
[解析] BaSO 2+4 不溶于水和酸,将 Ba 转化为 BaSO4 后可消除其毒性,A 项正确;不用 BaCO3 是因为其
可溶于胃酸,B 项错误;K (BaSO )=c(Ba2+)×c(SO2-4 )=1.2×10-10,溶液中 c(Ba2+sp 4 )=c(SO2-4 ),由此求得
c(CO\o\al(2-,3)) Ksp(BaCO3)
c(Ba2+)≈1.1×10-5 mol L-1,C 项正确;K= = =70,D 项正确。故选 B。
c(SO\o\al(2-,4)) Ksp(BaSO4)
11.为研究沉淀之间的转化,某小组设计如图实验:
下列分析正确的是( )
A.白色浊液中不存在自由移动的 Ag+
B.实验②说明 Ksp(AgCl)
D.黑色浊液中不含 AgI
[答案] C
[解析] 白色浊液中存在 AgCl 的沉淀溶解平衡,存在自由移动的 Ag+,故 A 错误;实验②沉淀发生转化,
说明 AgI 更难溶,溶度积越小的越易沉淀,则 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),故 B 错误;把实验①②交换顺序,
由于 KI 过量且 Ksp(AgI)
C。
12.定量分析中可用 AgNO3 溶液滴定 Cl-溶液,加入 K2CrO4 为指示剂,达到滴定终点时溶液体积为 50
mL,c(Cl-)=10-5 mol L-1,AgNO3 与 CrO 2-4 生成砖红色的 Ag2CrO4 沉淀。已知 Ksp(AgCl)=1.77×10-10,
Ksp(AgI)=8.51×10-17,Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12,根据以上实验操作和有关数据,下列说法正确的是( )
A.常温下,向含 AgCl 固体的 AgCl 溶液中加入 NaCl 固体,AgCl 沉淀的量不变
B.滴定终点时,溶液中 CrO 2-4 的浓度约为 3.6×10-3 mol L-1
C.向 10 mL 0.1 mol L-1 AgNO3溶液中滴加 3~5 滴 0.1 mol L-1 NaCl 溶液生成 AgCl 沉淀,再滴加 KI 溶
液,生成 AgI 沉淀,能够说明 Ksp(AgI)
[答案] B
[解析] 含 AgCl 固体的 AgCl 溶液中存在 AgCl(s) Ag++Cl-,常温下,向含 AgCl 固体的 AgCl 溶液
中加入 NaCl 固体,平衡逆向移动,AgCl 沉淀的量改变,A 错误;滴定终点时,溶液中 c(Cl-)=10-5 mol L
Ksp(AgCl) 1.77 × 10-10 Ksp(Ag2CrO4)
-1,则 c(Ag+)= = mol L-1=1.77×10-5 mol L-1,则 CrO 42-的浓度约为 =
c(Cl-) 10-5 c2(Ag+)
1.12 × 10-12
mol L-1≈3.6×10-3 mol L-1,B 正确;向 10 mL 0.1 mol L-1 AgNO3 溶液中滴加 3~5 滴 0.1 (1.77 × 10-5)2
mol L-1 NaCl 溶液生成 AgCl 沉淀,反应后银离子过量,再滴加 KI 溶液,生成 AgI 沉淀,不能够说明
Ksp(AgI)
13.下表是五种银盐的溶度积常数(25 ℃),下列有关说法错误的是( )
化学式 Ag2S Ag2SO4 AgCl AgBr AgI
溶度积 6.3×10-50 1.2×10-5 1.8×10-10 5.4×10-13 8.5×10-17
A.五种物质在常温下的饱和溶液中 c(Ag+)最大的是 Ag2SO4
B.将 AgCl 固体加入水中形成悬浊液,再向其中加入几滴 Na2S 溶液,白色沉淀变为黑色的 Ag2S 沉淀
C.沉淀溶解平衡的建立是有条件的,外界条件改变时,平衡也会发生移动
D.常温下,AgCl、AgBr 和 AgI 三种物质的溶解度逐渐增大
[答案] D
[解析] 由表中数据可知在常温下 Ag2SO4 溶解度最大,故在常温下的饱和溶液中 c(Ag+)最大的是
Ag2SO4,A 正确;Ag2S 溶度积远小于 AgCl,Ag2S 难溶于水,在 AgCl 的饱和溶液中加入 Na2S,由于 c2(Ag
+) c(S2-)>Ksp(Ag2S),则可以生成黑色的 Ag2S 沉淀,使沉淀由白色 AgCl 沉淀变为黑色的 Ag2S 沉淀,B
正确;沉淀溶解平衡为动态平衡,当外界条件发生改变时,沉淀溶解平衡被破坏而发生移动,直至建立
新的平衡状态,C 正确;AgCl、AgBr、AgI 的构型相同,由于 Ksp:AgCl>AgBr>AgI,则 AgCl、AgBr、
AgI 的溶解度依次减小,D 错误。故选 D。
14.工业制胆矾时,将粗制 CuO 粉末(含杂质 FeO、Fe2O3)慢慢加入适量的稀 H2SO4溶液中完全溶解,除
去杂质离子后,再蒸发结晶可得纯净的胆矾晶体。已知:pH≥9.6 时,Fe2+以 Fe(OH)2 的形式完全沉淀;
pH≥6.4 时,Cu2+以 Cu(OH)2 的形式完全沉淀;pH 在 3~4 时,Fe3+以 Fe(OH)3 的形式完全沉淀。回答下
列问题:
(1)为除去溶液中的 Fe2+,可先加入 ,将 Fe2+氧化为 Fe3+,然后加入适量的 ,调
节溶液的 pH 为 ,使 Fe3+转化为 Fe(OH)3沉淀。
(2)甲同学怀疑调节至溶液 pH=4 是否能达到除去 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 Fe(OH)3的溶度积 K -38sp =1×10 ,Cu(OH)2的溶度积 Ksp=3×10
-20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于或等于 1×10-5 mol L-1 时就认为沉淀完全,若溶液中 CuSO4
的浓度为 3 mol L-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”)。
[答案] (1) H2O2 CuO[或 Cu(OH)2或 CuCO3或 Cu2(OH)2CO3等合理答案均可] 3~4
(2) 4 3 可行
[解析] (1)加入氧化剂将 Fe2+氧化,为了不引入杂质,加入的氧化剂应选 H2O2。pH 在 3~4 时,Fe3+以
Fe(OH)3 的形式完全沉淀,为了不引入杂质,可加入适量的 CuO[或 Cu(OH)2 或 CuCO3 或 Cu2(OH)2CO3
等],调节溶液的 pH 至 3~4,使 Fe3+完全转化为 Fe(OH)3沉淀。
3 × 10-20
(2)Cu(OH)2开始沉淀时 c(Cu2+) c2(OH-)=Ksp[Cu(OH)2]=3×10-20,c(OH-)= mol L-1=1×10-10 3
mol L-1,c(H+)=1×10-4 mol L-1,则 pH=4。Fe3+完全沉淀时 c(Fe3+)≤1×10-5 mol L-1,c(Fe3+) c3(OH-)=
1 × 10-38
K [Fe(OH) ]=1×10-38sp 3 ,c(OH-)=3 mol L-1=1×10-11 mol L-1,c(H+)=1×10-3 mol L-1,Fe3+恰1 × 10-5
好完全沉淀时溶液的 pH=3。根据计算结果知上述方案可行。
1.下列说法正确的是( )
A.向 AgI 沉淀中加入饱和 KCl 溶液,有白色沉淀生成,说明 AgCl 比 AgI 更难溶
B.向浓度均为 0.1 mol L-1 的 MgCl2 和 CuCl2 混合溶液中逐滴加入氨水,若先生成蓝色 Cu(OH)2 沉淀,
则 Ksp[Mg(OH)2]
D.向 1 mL 0.2 mol L-1 NaOH 溶液中滴入 1 mL 0.1 mol L-1 MgCl2 溶液,产生白色沉淀后,再滴加 2 滴
0.1 mol L-1 FeCl3溶液,又生成红褐色沉淀,说明在相同温度下的溶解度:Mg(OH)2>Fe(OH)3
[答案] D
[解析] A 项,加入饱和 KCl 溶液,c(Cl-)比较大,会导致 c(Cl-) c(Ag+)>Ksp(AgCl),不能说明 AgCl 比
AgI 更难溶,错误;B 项,能说明 Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],错误;C 项,加入饱和 Na2CO3溶液,c(CO
2-3 )可能比较大,会导致 c(CO2-3 ) c(Ba2+)>Ksp(BaCO3),不能说明 Ksp(BaSO4)>Ksp(BaCO3),错误;D 项,加
入 FeCl3溶液后,白色沉淀转化为红褐色沉淀,说明在相同温度下的溶解度:Mg(OH)2>Fe(OH)3,正确。
2.锅炉除垢的方法是往锅炉注入 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.CaSO4能转化为 CaCO3,说明 Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)
B.CaCO3溶解于盐酸而 CaSO4不溶,是因为硫酸酸性强于盐酸
C.在锅炉中加入足量的 Na2CO3溶液,可使 CaSO4全部转化为 CaCO3
D.沉淀转化的离子方程式为 CO2-3 +CaSO (s) CaCO (s)+SO2-4 3 4
[答案] D
[解析] CaSO4能转化为 CaCO3,不能说明二者溶度积的大小,A 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,B 错误;沉淀转
化存在反应平衡,在锅炉中加入足量的 Na2CO3溶液,不能使 CaSO4全部转化为 CaCO3,C 错误;该反应
的离子方程式为 CO2-3 +CaSO4(s) CaCO3(s)+SO2-4 ,D 正确。故选 D。
3.化工生产中含 Cu2+的废水常用 MnS(s)作沉淀剂,其反应原理为 Cu2++MnS(s) CuS(s)+Mn2+。一
定温度下,下列有关该反应的推理正确的是( )
A.该反应达到平衡时:c(Cu2+)=c(Mn2+)
B.平衡体系中加入少量 CuS(s)后,c(Mn2+)变小
C.平衡体系中加入少量 Cu(NO3)2(s)后,c(Mn2+)变大
Ksp(CuS)
D.该反应平衡常数表达式:K=
Ksp(MnS)
[答案] C
c(Mn2+) c(Mn2+) c(S2-)
[解析] 根据 Cu2++MnS(s) CuS(s)+Mn2+,得 Ksp(CuS)<Ksp(MnS),K= = =c(Cu2+) c(Cu2+) c(S2-)
Ksp(MnS)
>1,即 c(Cu2+)<c(Mn2+),故 A、D 错误;CuS 为固体,对转化平衡没有影响,故 B 错误;加
Ksp(CuS)
入少量 Cu(NO3)2(s),c(Cu2+)增大,转化平衡向右移动,c(Mn2+)增大,故 C 正确。
4.实验:①将 0.1 mol L-1 MgCl2溶液和 0.5 mol L-1 NaOH 溶液等体积混合得到浊液;②取少量①中浊
液,滴加 0.1 mol L-1 FeCl3溶液,出现红褐色沉淀;③将①中浊液过滤,取少量白色沉淀,滴加 0.1 mol L
-1 FeCl3溶液,沉淀变为红褐色。下列说法错误的是( )
A.将①中浊液过滤,所得滤液中含少量 Mg2+
B.①中浊液存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s) Mg2++2OH-
C.②中沉淀颜色变化说明 Mg(OH)2转化为 Fe(OH)3
D.③可以证明 Fe(OH)3比 Mg(OH)2更难溶
[答案] C
[解析] ①中反应生成 Mg(OH)2沉淀,存在 Mg(OH)2沉淀溶解平衡:Mg(OH) (s) Mg2+2 +2OH-,故过
滤后所得滤液中仍含少量 Mg2+,A、B 项正确;①中反应后有剩余的 NaOH,NaOH 与 FeCl3反应可生成
Fe(OH)3,②中沉淀颜色变化不能说明 Mg(OH)2转化为 Fe(OH)3,C 项错误;③中只有 Mg(OH)2与 FeCl3
反应,故可证明 Fe(OH)3比 Mg(OH)2更难溶,D 项正确。
5.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,下列分析不正确的是( )
A.浊液中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s) Ag++Cl-
B.实验表明实验室可用氨水洗涤附着有银的试管
C.由实验可以判断澄清溶液中 c(Ag+)小于浊液中 c(Ag+)
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 浊液中存在溶解平衡,故 A 正确;银镜反应后的试管壁上是银单质,银离子能够与氨水反应,
银单质不能,故 B 错误;向 AgCl 浊液中滴加氨水后可得到澄清溶液,说明 AgCl 可以转化为 Ag(NH3)+2 ,
生成的配合物中 c(Ag+)比 AgCl 浊液中 c(Ag+)小,故 C 正确;浓硝酸能够中和一水合氨,使反应 Ag++
2NH3 H2O Ag(NH +3)2 +2H2O 逆向移动,二氨合银离子生成银离子,与溶液中的氯离子结合生成沉淀,
所以加浓硝酸后生成的沉淀为 AgCl,故 D 正确。
6.某 pH=1 的 ZnCl2 和 HCl 的混合溶液中含有 FeCl3 杂质,为了除去 FeCl3 杂质,需将溶液调至 pH=4。
在调节溶液 pH 时,应选用的试剂是( )
A.NaOH B.ZnO
C.ZnSO4 D.Fe2O3
[答案] B
7.要使工业废水中的重金属 Pb2+沉淀,可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂,已知某温度下 Pb2+与
这些离子形成的化合物的溶解度如下:
化合物 PbSO4 PbCO3 PbS
溶解度/g 1.03×10-4 1.81×10-7 1.84×10-14
由上述数据可知,选用的沉淀剂最好为( )
A.硫化物 B.硫酸盐
C.碳酸盐 D.以上沉淀剂均可
[答案] A
8.已知在 pH 为 4~5 的环境中,Cu2+、Fe2+几乎不水解,而 Fe3+几乎完全水解。工业上制 CuCl2溶液是
将浓盐酸加热到 80 ℃左右,再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质 FeO),充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中
的杂质离子,下述方法中可行的是( )
A.向溶液中通入 Cl2,再加入纯净的 CuO 粉末调节 pH 为 4~5
B.向溶液中通入 H2S 使 Fe2+沉淀
C.向溶液中通入 Cl2,再通入 NH3,调节 pH 为 4~5
D.加入纯 Cu 将 Fe2+还原为 Fe
[答案] A
[解析] 向溶液中通入 Cl2,可将 Fe2+氧化为 Fe3+;再加入纯净的 CuO 粉末调节 pH 为 4~5,Fe3+可转化
为 Fe(OH)3而除去,A 正确。在酸性溶液中 H S 与 Fe2+2 不反应,而 H2S 与 Cu2+反应生成 CuS 沉淀,B 错
误。C 项中的操作会引入新的杂质离子 NH+4 ,C 错误。由金属的活动性 Fe>Cu 知,D 错误。
9.25 ℃时有关物质的颜色和溶度积(Ksp)如下表:
物质 AgCl AgBr AgI Ag2S
颜色 白 淡黄 黄 黑
Ksp 1.8×10-10 5.35×10-13 8.51×10-17 1.8×10-50
下列叙述中不正确的是( )
A.向 AgCl 的白色悬浊液中加入 0.1 mol L-1 KI 溶液,有黄色沉淀产生
B.25 ℃时,利用表中的溶度积(Ksp),可以计算 AgCl、AgBr、AgI、Ag2S 饱和水溶液中 Ag+的浓度
C.25 ℃,AgCl 固体分别在等物质的量浓度 NaCl、CaCl2 溶液中溶解达到平衡,两溶液中,c(Ag+)和溶
度积均相同
D.在 5 mL 1.8×10-6 mol L-1 NaCl 溶液中,加入 1 滴(20 滴约为 1 mL)1×10-3 mol L-1 AgNO3溶液,不能
产生白色沉淀
[答案] C
[解析]对于相同类型的难溶性盐,一般情况下溶度积大的沉淀较易转化成溶度积小的沉淀,如向 AgCl 的
白色悬浊液中加入 KI 溶液,可生成 AgI 沉淀,A 项正确;AgCl、AgBr、AgI、Ag2S 饱和水溶液中 Ag+的
浓度分别为 1.8 × 10-10 mol L- 1、 5.35 × 10-13 mol L- 1、 8.51 × 10-17 mol L 1 3- 、 2 × 1.8 × 10-50
mol L-1,B 项正确;等物质的量浓度 NaCl、CaCl2溶液中 c(Cl-)不同,根据平衡移动可知,AgCl 在这两
溶液中溶解度不同,因温度不变,因此溶度积不变,但 c(Ag+)不同,C 项错误;1 滴溶液体积为 0.05
mL ,加入 5 mL 溶液中,混合溶液体积几乎不变,当硝酸银加入后,溶液中 c(Ag + ) =
1
20× 10
-3 L × 1 × 10-3 mol L-1
=1×10-5 mol L-1,Qc(AgCl)=c(Ag+) c(Cl-)=1.8×10-6 mol L-1×1×10-5
5 × 10-3 L
mol L-1=1.8×10-11<1.8×10-10,所以不能产生白色沉淀,D 项正确。
10.某温度下,分别向体积均为 100 mL,浓度均为 0.1 mol L-1的NaCl溶液和Na2CrO4溶液中滴加 0.1 mol L
-1的 AgNO3溶液,滴加过程中-lg c(Cl-)和-lg c(CrO2-4 )随加入 AgNO3溶液体积(V)的变化关系如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.该温度下,Ksp(Ag2CrO -124)=4×10
B.C 点溶液中,3c(Na+)=2c(NO-3 )
C.A、B、C 三点溶液中 c(Ag+)大小关系为 B>C>A
D.相同实验条件下,若把 NaCl 溶液改为等浓度的 NaBr 溶液,反应终点由 A 点向 D 点方向移动
[答案] C
[解析]由曲线Ⅱ中 B 点数据可得,该温度下,Ksp(Ag2CrO4)=c(CrO2-4 )×c2(Ag+)=1×10-4×(2×10-4)2=4×10-
0.1 mol L-1 × 0.1 L 0.1 mol L-1 × 0.15 L
12,故 A 正确;C 点溶液中,c(Na+)= ,c(NO-3 )= ,所以 3c(Na+)=
VC VC
2c(NO-3 ),故 B 正确;由曲线数据可知 A、B 点溶液中 c(Ag+)分别为 1×10-4.9 mol L-1、2×10-4 mol L-1,
A、C 点均在曲线Ⅰ上,所以 Ksp(AgCl)相同,C 点溶液中 c(Cl-)更小,则 c(Ag+)更大,C 点为向体积为 100
mL,浓度为 0.1 mol L-1 的 NaCl 溶液中加入 150 mL 相同浓度的 AgNO3 溶液,此时溶液中 c(Ag+)远大
于 2×10-4 mol L-1,所以 A、B、C 三点溶液中 c(Ag+)大小关系为 C>B>A,故 C 错误;AgBr 比 AgCl 更
难溶,达到沉淀溶解平衡时 Br-的浓度更低,则-lg c(Br-)值更大,消耗 AgNO3溶液的体积不变,反应终
点由 A 向 D 移动,故 D 正确。故选 C。
11.已知:T ℃时,Ksp(CaSO4)=4.90×10-5、Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp(PbCO3)=8.4×10-14,三种盐的沉
淀溶解平衡曲线如图所示,pM=-lg c(阴离子)、pN=-lg c(阳离子)。下列说法错误的是( )
A.a 线是 CaSO4沉淀溶解平衡曲线
c(Ca2+) Ksp(CaCO3)
B.T ℃时,向 10 mL 水中依次加入 CaCO3和 PbCO3至二者均饱和,溶液中 =c(Pb2+) Ksp(PbCO3)
C.d 点表示 CaCO3的饱和溶液,且 c(Ca2+)
[答案] C
[解析]由于 CaSO4 的 Ksp 最大,则其阴阳离子浓度的负对数值最小,即 CaSO4 的曲线为 a,A 项正确;饱
c(Ca2+) c(Ca2+)c(CO\o\al(2-,3)) Ksp(CaCO3)
和溶液中, = = ,B 项正确;d 点所示溶液,c(Ca2+)>c(CO2-3 ),C
c(Pb2+) c(Pb2+)c(CO\o\al(2-,3)) Ksp(PbCO3)
项错误;向 CaSO4沉淀中加 Na2CO3溶液可得到溶解度更小的 CaCO3沉淀,D 项正确。故选 C。
12.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 0.005 mg/L。处理含镉废水可采
用化学沉淀法。试回答下列问题:
(1)磷酸镉[Cd3(PO4)2]沉淀溶解平衡常数的表达式为 Ksp= 。
(2)向某含镉废水中加入 Na2S,当浓度达到 7.9×10-8 mol L-1时,废水中 Cd2+的浓度为 mol L
-1[已知:Ksp(CdS)=7.9×10-27,Cd 的相对原子质量为 112],此时是否符合生活饮用水卫生标准?
(填“是”或“否”)。
[答案] (1)c3(Cd2+) c2(PO3-4 )
(2)1.0×10-19 是
[解析]解析:(1)Cd3(PO4)2沉淀溶解平衡常数表达式为Ksp=c3(Cd2+) c2(PO43-)。(2)向某含镉废水中加入Na2S,
7.9 × 10-27
c(Cd2+) c(S2-)=7.9×10-27,当 S2-浓度达到 7.9×10-8 mol L-1时,废水中 Cd2+的浓度为 mol L-
7.9 × 10-8
1=1×10-19 mol L-1,Cd2+的含量为 1×10-19×112×103 mg/L=1.12×10-14 mg/L<0.005 mg/L,此时符合生活
饮用水卫生标准。
13.随着电子工业的发展,锰作为电子工业重要材料被大量应用。现用菱锰矿(主要成分 MnCO3,含有
Fe、Co、Ni 等元素的碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下:
2 滤渣 1
已知 25 ℃时,部分物质的溶度积常数如下:
物质 Mn(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 Fe(OH)3
K 2.0×10-13 3.0×10-16 1.0×10-16sp 2.6×10-39
物质 Fe(OH)2 CoS NiS MnS
Ksp 4.9×10-17 5.0×10-22 1.0×10-22 4.7×10-14
(1)提高矿粉溶浸率的措施有 (任写两条)。
(2)生产中除杂 1 过程加入 CaO 调节 pH,滤渣 1 的主要成分有 ,滤液 1 的酸性太强,不利于
除杂 2 的除杂效率,原因为 (结合离子方程式解释)。
(3)除杂 2 加入(NH4)2S 除去杂质的同时滤液中含有(NH4)2SO4,则等浓度的(NH4)2S 和(NH4)2SO4 溶液中,
c(NH+4 )较大的为 溶液。若离子浓度≤10-5 mol L-1时为沉淀完全,加入(NH4)2S 后测得溶液中 c(S
-)=10-3 mol L-1, (填“能”或“不能”)达到除杂要求,原因是 。
[答案] (1) 搅拌、适当升高温度、适当提高稀硫酸的浓度等(任答两条)
(3) Fe(OH) 、CaSO , 溶液酸性强发生反应 2H++S2-3 4 ===H2S↑,消耗 S2-不利于杂质离子生成沉淀被除去
(4) (NH4)2SO4 ,不能 除去 Co2+、Ni2+同时,Mn2+也会沉淀完全,不能达到除杂要求。
[解析] (2)根据 Ksp 数据,通过控制溶液 pH 除去杂质,不影响 Mn2+的溶解,应是用二氧化锰将 Fe2+氧化
为 Fe3+并除去,在调整 pH 的时候,加入氧化钙,且溶液中有硫酸根离子,所以滤渣 1 的成分为
Fe(OH) 、CaSO ;溶液中的氢离子和硫离子发生反应 2H++S2-===H S↑,消耗 S2-3 4 2 降低了硫离子的浓度,
不利于杂质离子生成沉淀被除去。
(3)等浓度的(NH4)2S 和(NH4)2SO4溶液中,若不考虑 S2-的水解,其浓度相等,但由于 S2-也水解,对 NH +4
的水解起到促进作用,则 NH +4 的水解程度变大,浓度减小,故 c(NH+4 )较大的为(NH4)2SO4;除杂 2 加入
(NH ) S 目的是使 Co2+、Ni2+生成沉淀 CoS、NiS 而除去,溶液中 c(S2-)=10-3 mol L-14 2 时,根据题中 Ksp
信息,Mn2+也会生成 MnS 沉淀完全,所以不能达到除杂要求。
14.一定温度下,三种碳酸盐 MCO (M:Mg2+3 、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。[已知:pM
2- 2-
=-lg c(M),p(CO )=-lg c(CO
)]3 3
(1)MgCO3、CaCO3、MnCO3的 Ksp 依次________(选填“增大”或“减小”)。
2-
(2)a 点可表示 MnCO3 的________溶液(选填“饱和”或“不饱和”)
,c(Mn2+)________c(CO
3
)(选填“大于”“等
于”或“小于”)。
2-
(3)b 点可表示 CaCO3的________溶液(选填“饱和”或“不饱和”),且 c(Ca2+)________c(CO )(选填“大于”“等3
于”或“小于”)。
2-
(4)c 点可表示 MgCO 3的________溶液(选填“饱和”或“不饱和”),且 c(Mg2+)________c(CO )(选填“大于”“等3
于”或“小于”)。
[答案] (1)减小 (2)饱和 等于 (3)饱和 大于(4)不饱和 小于
2- 2-
[解析] (1)碳酸盐 MCO3的溶度积表达式为 Ksp(MCO )=c(M2+3 )·c(CO
),pM
相等时,曲线上 p(CO )数3 3
2-
值越大 CO 浓度越小,因此 MgCO3、CaCO3、MnCO3的 Ksp 依次减小。3
2- 2-
(2)直线上任意一点均表示该温度下的饱和溶液,a 点 p(Mn2+) =p(CO ),所以 c(Mn2 +
3
)=c(CO
3
)。
2- 2-
(3)b 点为饱和溶液,p(Ca2+)
2- 2-
(4) 该温度下,直线下方任意一点有 p(CO )+p(M2+ )<-lg Ksp(MCO3),即-lg c(M
2+)-lg c(CO )<-lg 3 3
2- 2-
Ksp(MCO3) , 得 lg c(M2
+ ) + lg c(CO 2 +
3
)>lg Ksp(MCO3) , 则 c(M )·c(CO )>Ksp(MCO3) , 也 就 是3
Qc>Ksp(MCO3),所以在该温度下,直线下方的任意一点所表示的溶液均为过饱和溶液且有溶质析出;而
直线上方任意一点均为该温度下的不饱和溶液,所以 c 点表示 MgCO3 的不饱和溶液,且 c(Mg2
2-
+)
(沉淀溶解平衡原理的应用)
基础知识清单
一、沉淀的转化与溶解
1.沉淀的转化
实验探究 AgCl、AgI、Ag2S 的转化
实验
操作
实验 有 沉淀
沉淀转化为 沉淀 沉淀转化为 沉淀
现象 析出
实验
①AgCl 沉淀可转化为 AgI 沉淀,②AgI 沉淀又可转化为 Ag2S 沉淀
结论
(1)根据实验现象可知三种沉淀溶解能力从大到小的顺序是 。
(2)向 AgCl 沉淀中滴加 KI 溶液时,溶液中的 Ag+和 I-结合生成了更难溶解的 AgI,溶液中 Ag+浓
度 ,促使 AgCl 的沉淀溶解平衡向 ,最终 AgCl 完全转化为 AgI。AgI 转
化为 Ag2S 的原理相同。
(3)沉淀转化的离子方程式:AgCl(s)+I- AgI(s)+Cl-;2AgI(s)+S2- Ag2S(s)+2I-。
转化的实质: 。
转化的条件:溶液中的离子浓度幂之积 Ksp。
2.沉淀的溶解
(1)原理:根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,只要不断移去溶解平衡体系中的相应离子,平
衡就向 的方向移动,从而使沉淀溶解。
(2)实例:①CaCO3沉淀溶于盐酸中:
CO2 气体的生成和逸出,使 CaCO3 溶解平衡体系中的 CO 2-3 浓度不断减小,平衡向 的方
向移动。
② 分 别 写 出 用 HCl 溶 解 难 溶 电 解 质 FeS 、 Al(OH)3 、 Cu(OH)2 的 离 子 方 程
式: 、 、 。
③向 Mg(OH)2悬浊液中分别滴加蒸馏水、稀盐酸、NH4Cl 溶液,白色沉淀将 、 、
(填“溶解”或“不溶解”)。
二、沉淀的生成与转化在生产和科研中的应用
1.沉淀的生成
(1)沉淀生成的应用。
在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些
离子的目的。
(2)沉淀的方法。
①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 7~8,可使
Fe3+转变为 沉淀而除去。反应如下:
②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
CuS、HgS 等沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。
a.通入 H2S 除去 Cu2+的离子方程式: 。
b.加入 Na2S 除去 Hg2+的离子方程式: 。
c.同离子效应法:增大溶解平衡中离子浓度,使平衡向 的方向移动。
2.沉淀的溶解
(1)沉淀溶解的原理。
根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的 ,
使平衡向 的方向移动,就可以使沉淀溶解。
(2)沉淀溶解的方法。
①酸溶解法:用强酸溶解的难溶电解质有 CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。
如 CaCO3 难溶于水,却易溶于盐酸,原因是:CaCO3 在水中存在溶解平衡为 ,当加
2-
入盐酸后发生反应: ,c(CO
3
) ,溶解平衡向 方向移动。
②盐溶液溶解法:Mg(OH)2难溶于水,能溶于盐酸、NH4Cl 溶液中。溶于 NH4Cl 溶液反应的离子方程式
为 。
3.沉淀转化
(1)锅炉除水垢。
Na2CO3 盐酸
水垢 CaSO4(s) ――→CaCO3(s) ――→Ca2+(aq)
有关化学方程式:
、CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
(2)自然界中矿物的转化。
氧 化 Zn――→CuSO ( ) ――
S
如原生铜硫化物 4 溶液 PbS→CuS(铜蓝)淋 滤
有关化学方程式:
,
。
(3)工业废水处理。
工业废水处理过程中,重金属离子可利用沉淀转化原理用 FeS 等难溶物转化为 HgS、Ag2S、PbS 等沉淀。
用 FeS 除去 Hg2+的离子方程式:
。
课后分层练
1.已知常温下溶解度:CaSO4>CaCO3>CaC2O4,欲将 NaCl 溶液中的 Ca2+除去,加入最适宜的沉淀剂
是( )
A.Na2SO4 B.Na2CO3
C.NaOH D.Na2C2O4
2.某小组进行如下实验证明 Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]。下列相关叙述错误的是( )
A.试管Ⅰ中出现白色沉淀,试管Ⅱ沉淀转为蓝色
B.试管Ⅱ反应:Mg(OH) 2+2(s)+Cu Cu(OH)2(s)+Mg2+
C.试管Ⅰ反应后上层清液中有 c(Mg2+) c2(OH-)=Ksp[Mg(OH)2]
D.向试管Ⅰ中滴加过量 NaOH 溶液不影响结论
4.用含铁废铜制备胆矾的流程如图所示,下列说法错误的是( )
A.“溶解”中加 H2O2只是将 Fe2+氧化为 Fe3+
B.流程中 Cu2(OH)2CO3可用 CuO 或 Cu(OH)2代替
C.pH=3 时,c(Cu2+) c2(OH-)<Ksp[Cu(OH)2]
D.“系列操作”前加入 H2SO4的目的是抑制 Cu2+的水解
5.欲除去混在 BaSO4中的少量 CaCO3杂质,下列措施正确的是( )
A.盐酸、过滤
B.稀硫酸、过滤
C.NaOH 溶液、过滤
D.四氯化碳、分液
6.自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成 CuSO4溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的 ZnS
或 PbS,慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析一定正确的是( )
A.溶解度:PbS
C.CuSO4与 ZnS 反应的离子方程式是 Cu2++S2-===CuS↓
D.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应
7.下列说法不正确的是( )
A.可用过量 FeCl3溶液除去 Fe(OH)3中少量的 Mg(OH)2杂质
B.牙齿表面覆盖的牙釉质存在如下平衡:Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2++3PO3-4 +OH-,牙齿上残余的糖会
发酵产生 H+,加快牙釉质的酸蚀
C.用 100 mL 0.01 mol/L 硫酸洗涤 BaSO4沉淀,与用等体积的蒸馏水洗涤相比,BaSO4损失更多
D.医院做 X 光造影时的钡餐主要成分是 BaSO4
8. 根据下列实验操作和实验现象,得出的实验结论正确的是( )
选
实验操作 实验现象 实验结论
项
向 2 mL 0.1 mol/L 硝酸银溶液中加入 1 mL 0.1
先出现白色沉淀,后
A mol/L NaCl 溶液,再加入几滴 0.1 mol/L 的 Na2S Ksp(Ag2S)<Ksp(AgCl)
有黑色沉淀生成
溶液
室温下,向 10 mL 0.2 mol/L NaOH 溶液中滴入 2
B 滴 0.1 mol/L MgCl2溶液,产生白色沉淀,再滴 有红褐色沉淀生成 Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3]
加 2 滴 0.1 mol/L FeCl3溶液
不能证明
将 Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸,滴加 KSCN 溶液 溶液变红
Fe(NO3)2样品已变质
向盛有过量 AgNO3溶液的试管中滴加少量 先观察到白色沉淀, AgCl 沉淀可转化为更难溶
D
NaCl 溶液,再向其中滴加 Na2CrO4溶液 后产生砖红色沉淀 的沉淀 Ag2CrO4
9.下列应用或现象主要体现沉淀溶解平衡原理的是( )
①可用 FeS 除去废水中的 Cu2+
②溶洞的形成
③盐碱地(含有较多 NaCl、Na2CO3)不利于农作物生长,可以施加适量石膏降低土壤的碱性
④AgCl 悬浊液中滴加少量 KI 溶液,出现黄色沉淀
A.①④ B.②③
C.③④ D.①②③④
10.可溶性钡盐有毒,医院中常用硫酸钡而不是碳酸钡作为内服造影剂。常温下,Ksp(BaCO3)=8.4×10-
9;Ksp(BaSO4)=1.2×10-10。下列推断错误的是( )
A.可用 Na2SO4稀溶液给 Ba2+中毒患者洗胃
B.不用 BaCO3的原因是其溶度积大于 BaSO4的溶度积
C.常温下,BaSO 饱和溶液中 c(Ba2+)≈1.1×10-5 mol L-14
D.常温下,BaCO3(s)+SO2-4 BaSO4(s)+CO 2-3 的平衡常数 K=70
11.为研究沉淀之间的转化,某小组设计如图实验:
下列分析正确的是( )
A.白色浊液中不存在自由移动的 Ag+
B.实验②说明 Ksp(AgCl)
D.黑色浊液中不含 AgI
12.定量分析中可用 AgNO3 溶液滴定 Cl-溶液,加入 K2CrO4 为指示剂,达到滴定终点时溶液体积为 50
mL,c(Cl-)=10-5 mol L-1,AgNO3 与 CrO 2-4 生成砖红色的 Ag2CrO4 沉淀。已知 Ksp(AgCl)=1.77×10-10,
Ksp(AgI)=8.51×10-17,Ksp(Ag CrO )=1.12×10-122 4 ,根据以上实验操作和有关数据,下列说法正确的是( )
A.常温下,向含 AgCl 固体的 AgCl 溶液中加入 NaCl 固体,AgCl 沉淀的量不变
B.滴定终点时,溶液中 CrO 2-4 的浓度约为 3.6×10-3 mol L-1
C.向 10 mL 0.1 mol L-1 AgNO 溶液中滴加 3~5 滴 0.1 mol L-13 NaCl 溶液生成 AgCl 沉淀,再滴加 KI 溶
液,生成 AgI 沉淀,能够说明 Ksp(AgI)
13.下表是五种银盐的溶度积常数(25 ℃),下列有关说法错误的是( )
化学式 Ag2S Ag2SO4 AgCl AgBr AgI
溶度积 6.3×10-50 1.2×10-5 1.8×10-10 5.4×10-13 8.5×10-17
A.五种物质在常温下的饱和溶液中 c(Ag+)最大的是 Ag2SO4
B.将 AgCl 固体加入水中形成悬浊液,再向其中加入几滴 Na2S 溶液,白色沉淀变为黑色的 Ag2S 沉淀
C.沉淀溶解平衡的建立是有条件的,外界条件改变时,平衡也会发生移动
D.常温下,AgCl、AgBr 和 AgI 三种物质的溶解度逐渐增大
14.工业制胆矾时,将粗制 CuO 粉末(含杂质 FeO、Fe2O3)慢慢加入适量的稀 H2SO4溶液中完全溶解,除
去杂质离子后,再蒸发结晶可得纯净的胆矾晶体。已知:pH≥9.6 时,Fe2+以 Fe(OH)2 的形式完全沉淀;
pH≥6.4 时,Cu2+以 Cu(OH)2 的形式完全沉淀;pH 在 3~4 时,Fe3+以 Fe(OH)3 的形式完全沉淀。回答下
列问题:
(1)为除去溶液中的 Fe2+,可先加入 ,将 Fe2+氧化为 Fe3+,然后加入适量的 ,调
节溶液的 pH 为 ,使 Fe3+转化为 Fe(OH)3沉淀。
(2)甲同学怀疑调节至溶液 pH=4 是否能达到除去 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 Fe(OH)3的溶度积 Ksp =1×10-38,Cu(OH)2的溶度积 Ksp=3×10
-20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于或等于 1×10-5 mol L-1 时就认为沉淀完全,若溶液中 CuSO4
的浓度为 3 mol L-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”)。
1.下列说法正确的是( )
A.向 AgI 沉淀中加入饱和 KCl 溶液,有白色沉淀生成,说明 AgCl 比 AgI 更难溶
B.向浓度均为 0.1 mol L-1 的 MgCl2 和 CuCl2 混合溶液中逐滴加入氨水,若先生成蓝色 Cu(OH)2 沉淀,
则 Ksp[Mg(OH)2]
D.向 1 mL 0.2 mol L-1 NaOH 溶液中滴入 1 mL 0.1 mol L-1 MgCl2 溶液,产生白色沉淀后,再滴加 2 滴
0.1 mol L-1 FeCl3溶液,又生成红褐色沉淀,说明在相同温度下的溶解度:Mg(OH)2>Fe(OH)3
2.锅炉除垢的方法是往锅炉注入 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.CaSO4能转化为 CaCO3,说明 Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)
B.CaCO3溶解于盐酸而 CaSO4不溶,是因为硫酸酸性强于盐酸
C.在锅炉中加入足量的 Na2CO3溶液,可使 CaSO4全部转化为 CaCO3
D.沉淀转化的离子方程式为 CO2-3 +CaSO 2-4(s) CaCO3(s)+SO4
3.化工生产中含 Cu2+的废水常用 MnS(s)作沉淀剂,其反应原理为 Cu2++MnS(s) CuS(s)+Mn2+。一
定温度下,下列有关该反应的推理正确的是( )
A.该反应达到平衡时:c(Cu2+)=c(Mn2+)
B.平衡体系中加入少量 CuS(s)后,c(Mn2+)变小
C.平衡体系中加入少量 Cu(NO3)2(s)后,c(Mn2+)变大
Ksp(CuS)
D.该反应平衡常数表达式:K=
Ksp(MnS)
4.实验:①将 0.1 mol L-1 MgCl2溶液和 0.5 mol L-1 NaOH 溶液等体积混合得到浊液;②取少量①中浊
液,滴加 0.1 mol L-1 FeCl3溶液,出现红褐色沉淀;③将①中浊液过滤,取少量白色沉淀,滴加 0.1 mol L
-1 FeCl3溶液,沉淀变为红褐色。下列说法错误的是( )
A.将①中浊液过滤,所得滤液中含少量 Mg2+
B.①中浊液存在沉淀溶解平衡:Mg(OH) (s) Mg2+2 +2OH-
C.②中沉淀颜色变化说明 Mg(OH)2转化为 Fe(OH)3
D.③可以证明 Fe(OH)3比 Mg(OH)2更难溶
5.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,下列分析不正确的是( )
A.浊液中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s) Ag++Cl-
B.实验表明实验室可用氨水洗涤附着有银的试管
C.由实验可以判断澄清溶液中 c(Ag+)小于浊液中 c(Ag+)
D.由资料信息可推知:加浓硝酸后生成的沉淀为 AgCl
6.某 pH=1 的 ZnCl2 和 HCl 的混合溶液中含有 FeCl3 杂质,为了除去 FeCl3 杂质,需将溶液调至 pH=4。
在调节溶液 pH 时,应选用的试剂是( )
A.NaOH B.ZnO
C.ZnSO4 D.Fe2O3
7.要使工业废水中的重金属 Pb2+沉淀,可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂,已知某温度下 Pb2+与
这些离子形成的化合物的溶解度如下:
化合物 PbSO4 PbCO3 PbS
溶解度/g 1.03×10-4 1.81×10-7 1.84×10-14
由上述数据可知,选用的沉淀剂最好为( )
A.硫化物 B.硫酸盐
C.碳酸盐 D.以上沉淀剂均可
8.已知在 pH 为 4~5 的环境中,Cu2+、Fe2+几乎不水解,而 Fe3+几乎完全水解。工业上制 CuCl2溶液是
将浓盐酸加热到 80 ℃左右,再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质 FeO),充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中
的杂质离子,下述方法中可行的是( )
A.向溶液中通入 Cl2,再加入纯净的 CuO 粉末调节 pH 为 4~5
B.向溶液中通入 H2S 使 Fe2+沉淀
C.向溶液中通入 Cl2,再通入 NH3,调节 pH 为 4~5
D.加入纯 Cu 将 Fe2+还原为 Fe
9.25 ℃时有关物质的颜色和溶度积(Ksp)如下表:
物质 AgCl AgBr AgI Ag2S
颜色 白 淡黄 黄 黑
K 1.8×10-10 5.35×10-13 8.51×10-17sp 1.8×10-50
下列叙述中不正确的是( )
A.向 AgCl 的白色悬浊液中加入 0.1 mol L-1 KI 溶液,有黄色沉淀产生
B.25 ℃时,利用表中的溶度积(Ksp),可以计算 AgCl、AgBr、AgI、Ag S 饱和水溶液中 Ag+2 的浓度
C.25 ℃,AgCl 固体分别在等物质的量浓度 NaCl、CaCl2 溶液中溶解达到平衡,两溶液中,c(Ag+)和溶
度积均相同
D.在 5 mL 1.8×10-6 mol L-1 NaCl 溶液中,加入 1 滴(20 滴约为 1 mL)1×10-3 mol L-1 AgNO3溶液,不能
产生白色沉淀
10.某温度下,分别向体积均为 100 mL,浓度均为 0.1 mol L-1的NaCl溶液和Na2CrO4溶液中滴加 0.1 mol L
-1的 AgNO 溶液,滴加过程中-lg c(Cl-3 )和-lg c(CrO2-4 )随加入 AgNO3溶液体积(V)的变化关系如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.该温度下,Ksp(Ag2CrO4)=4×10-12
B.C 点溶液中,3c(Na+)=2c(NO-3 )
C.A、B、C 三点溶液中 c(Ag+)大小关系为 B>C>A
D.相同实验条件下,若把 NaCl 溶液改为等浓度的 NaBr 溶液,反应终点由 A 点向 D 点方向移动
11.已知:T ℃时,Ksp(CaSO4)=4.90×10-5、Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp(PbCO3)=8.4×10-14,三种盐的沉
淀溶解平衡曲线如图所示,pM=-lg c(阴离子)、pN=-lg c(阳离子)。下列说法错误的是( )
A.a 线是 CaSO4沉淀溶解平衡曲线
c(Ca2+) Ksp(CaCO3)
B.T ℃时,向 10 mL 水中依次加入 CaCO3和 PbCO3至二者均饱和,溶液中 =c(Pb2+) Ksp(PbCO3)
C.d 点表示 CaCO3的饱和溶液,且 c(Ca2+)
12.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 0.005 mg/L。处理含镉废水可采
用化学沉淀法。试回答下列问题:
(1)磷酸镉[Cd3(PO4)2]沉淀溶解平衡常数的表达式为 Ksp= 。
(2)向某含镉废水中加入 Na S,当浓度达到 7.9×10-8 mol L-1时,废水中 Cd2+2 的浓度为 mol L
-1[已知:K -27sp(CdS)=7.9×10 ,Cd 的相对原子质量为 112],此时是否符合生活饮用水卫生标准?
(填“是”或“否”)。
13.随着电子工业的发展,锰作为电子工业重要材料被大量应用。现用菱锰矿(主要成分 MnCO3,含有
Fe、Co、Ni 等元素的碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下:
2 滤渣 1
已知 25 ℃时,部分物质的溶度积常数如下:
物质 Mn(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 Fe(OH)3
K 2.0×10-13 3.0×10-16sp 1.0×10-16 2.6×10-39
物质 Fe(OH)2 CoS NiS MnS
Ksp 4.9×10-17 5.0×10-22 1.0×10-22 4.7×10-14
(1)提高矿粉溶浸率的措施有 (任写两条)。
(2)生产中除杂 1 过程加入 CaO 调节 pH,滤渣 1 的主要成分有 ,滤液 1 的酸性太强,不利于
除杂 2 的除杂效率,原因为 (结合离子方程式解释)。
(3)除杂 2 加入(NH4)2S 除去杂质的同时滤液中含有(NH4)2SO4,则等浓度的(NH4)2S 和(NH4)2SO4 溶液中,
c(NH+4 )较大的为 溶液。若离子浓度≤10-5 mol L-1时为沉淀完全,加入(NH4)2S 后测得溶液中 c(S
-)=10-3 mol L-1, (填“能”或“不能”)达到除杂要求,原因是 。
14.一定温度下,三种碳酸盐 MCO (M:Mg2+、Ca2+、Mn2+3 )的沉淀溶解平衡曲线如图所示。[已知:pM
2- 2-
=-lg c(M) p(CO , )=-lg c(CO
)]3 3
(1)MgCO3、CaCO3、MnCO3的 Ksp 依次________(选填“增大”或“减小”)。
2-
(2)a 点可表示 MnCO3 的________溶液(选填“饱和”或“不饱和”),c(Mn2+)________c(CO
)(选填“大于”“等3
于”或“小于”)。
2-
(3)b 点可表示 CaCO3的________溶液(选填“饱和”或“不饱和”),且 c(Ca2+)________c(CO
)(选填“大于”“等3
于”或“小于”)。
2-
(4)c 点可表示 MgCO3的________溶液(选填“饱和”或“不饱和”),且 c(Mg2+)________c(CO
)(选填“大于”“等3
于”或“小于”)。