专题3 第4单元 第2课时 沉淀溶解平衡原理的应用-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1创新导学案全书Word（苏教版2019）

化学 选择性必修1 SJ 第2课时　沉淀溶解平衡原理的应用 1.能用平衡移动原理分析理解沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质，并能根据要求设计实验方案，实现沉淀的转化。2.能运用沉淀溶解平衡原理解释并解决生产、生活中的实际问题。 1．沉淀的转化 (1)沉淀转化实验 步骤 现象 生成白色沉淀 白色沉淀变黄 黄色沉淀变黑 化学方程式　 NaCl＋AgNO3===NaNO3＋AgCl↓ AgCl＋KIAgI＋KCl 2AgI＋Na2SAg2S＋2NaI (2)沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动。一般来说，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。 (3)沉淀转化的应用 ①在分析化学中常常先将难溶强酸盐转化为难溶弱酸盐，然后用酸溶解，使阳离子进入溶液，如将BaSO4转化为BaCO3的离子方程式为BaSO4(s)＋COBaCO3(s)＋。 ②除去锅炉水垢。水垢[含CaSO4(s)]CaCO3(s)Ca2＋(aq)。 2．沉淀的生成 在无机化合物的制备和提纯、废水处理等领域中，常利用生成沉淀的方法分离或除去某些离子。 例如：除去硫酸铜溶液中的铁离子 　判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)沉淀的转化只能由难溶的转化为更难溶的。(　　) (2)向AgCl沉淀中滴入KI溶液，沉淀颜色转变成黄色沉淀，是由于Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)。(　　) (3)可用FeS除去废水中的Hg2＋、Ag＋等，是因为HgS、Ag2S比FeS更难溶。(　　) (4)向Ag2CrO4沉淀中加入KCl溶液，振荡，沉淀变为白色，因此可推知Ksp(Ag2CrO4)＞Ksp(AgCl)。(　　) (5)为了减少BaSO4的损失，洗涤BaSO4沉淀时可用稀硫酸代替水。(　　) (6)除废水中某些重金属离子如Cu2＋、Hg2＋时，常用Na2S等，是因为生成的CuS、HgS极难溶，使废水中Cu2＋、Hg2＋浓度降得很低。(　　) (7)CaCO3溶解时常用盐酸而不用稀硫酸，是因为稀硫酸不与CaCO3反应。(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√　(7)× 知识点一　沉淀的转化 沉淀转化的一般原则 (1)溶解度较小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀。 (2)当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀。 (3)如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离离子的目的。 (4)两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。 (5)溶解度较小的沉淀在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀，如在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，也可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。 1．某同学进行如下实验：①向盛有1 mL 0.1 mol·L－1 MgCl2溶液的试管中加入1 mL 0.2 mol·L－1 NaOH溶液，得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c。②向浊液a中滴加0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，有红褐色沉淀生成。下列分析不正确的是(　　) A．滤液b中不含有Mg2＋ B．该实验可以证明Fe(OH)3比Mg(OH)2更难溶 C．②中颜色变化说明Mg(OH)2转化为Fe(OH)3 D．浊液a中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s) Mg2＋＋2OH－ 答案：A 2．已知25 ℃： 难溶电解质 CaCO3 CaSO4 MgCO3 Ksp 2.8×10－9 9.1×10－6 6.8×10－6 某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性，实验步骤如下： ①向0.1 mol·L－1的CaCl2溶液100 mL中加入0.1 mol·L－1的Na2SO4溶液100 mL，立即有白色沉淀生成。 ②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g，搅拌，静置沉淀后弃去上层清液。 ③再加入蒸馏水搅拌，静置后再弃去上层清液。 ④____________________。 (1)由题中信息知Ksp越大，表示电解质的溶解度越________(填“大”或“小”)。 (2)写出第②步发生的化学反应方程式：____________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________。 (3)设计第③步的目的是__________________________________________________________。 (4)请补充第④步操作及发生的现象：__________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________。 (5)请写出该原理在实际生活、生产中的一个应用：______________________________ __________________________________________________________________________________________________________________。 答案：(1)大　(2)Na2CO3＋CaSO4(s) CaCO3(s)＋Na2SO4 (3)洗去沉淀中附着的SO　 (4)向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解，并放出无色无味的气体　 (5)将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去 知识点二　沉淀的生成与溶解 1．沉淀的生成 (1)沉淀生成时沉淀剂的选择原则 ①使生成沉淀的反应进行得越完全越好(被沉淀离子形成沉淀的Ksp尽可能地小，即沉淀溶解度越小越好)。 如除去废水中的Cu2＋，可以使Cu2＋转化成CuCO3、Cu(OH)2或CuS，依据三者溶解度的大小可知，应选择沉淀剂使废水中的Cu2＋转化成溶解度最小的CuS。 ②不能影响其他离子的存在，由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去或不引入新的杂质离子。 (2)常用的沉淀方法 ①调节pH法 通过调节溶液的pH，使溶液中的杂质离子转化成沉淀而除去。 ②直接沉淀法 通过加入沉淀剂除去溶液中的某种指定离子以获取难溶电解质。 2．沉淀的溶解 沉淀溶解时的关键步骤是加入的试剂能与产生沉淀的离子发生反应，生成挥发性物质(气体)或弱电解质(弱酸、弱碱或水)等，使平衡向沉淀溶解的方向移动，使沉淀溶解的常用方法主要有三种： (1)加入适当试剂，使其与溶液中某种离子结合生成弱电解质。 (2)加入适当氧化剂或还原剂，与溶液中某种离子发生氧化还原反应。 (3)加入适当试剂，与溶液中某种离子络合生成配合物。 3．解沉淀溶解平衡应用类题的一般步骤 解题步骤 注意事项 第一步：看懂题意 由于与沉淀溶解平衡相关的方面较为广泛，一定要注意题中涉及的问题描述的是什么内容 第二步：寻找联系 通过题意描述，分析究竟是与沉淀溶解平衡哪方面的知识相关联，是沉淀的溶解、生成，还是沉淀的转化 第三步：正确解答 根据联系判断通过哪种理论来解决问题，并能根据具体问题作出具体回答 3．常温下，以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋杂质离子，通过添加过量的难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀然后过滤除去，下列说法正确的是(　　) A．加入MnS后生成CuS的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓ B．滤渣中含有四种难溶电解质 C．加入过量MnS是为了使MnS与Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋的反应正向移动 D．若CuS比PbS的Ksp小，则Cu2＋先于Pb2＋沉淀 答案：B 解析：加入MnS后生成CuS的离子方程式是Cu2＋＋MnS(s) CuS(s)＋Mn2＋，A错误；滤渣中含有生成的CuS、PbS、CdS及过量的MnS四种难溶电解质，B正确；通过添加过量的难溶电解质MnS，除去Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等离子，是沉淀转化的原理，利用CuS、PbS、CdS比MnS更难溶于水的原理转化，MnS为固体，不能使平衡发生移动，C错误；若CuS比PbS的Ksp小，则等浓度时Cu2＋先于Pb2＋沉淀，D错误。 4．(重庆卷)某兴趣小组探究[Cu(NH3)4](NO3)2的生成过程。若向3 mL 0.1 mol/L Cu(NO3)2溶液中逐滴加入1 mol/L氨水，则下列说法正确的是(　　) A．产生少量沉淀时(pH＝4.8)，溶液中c(NH)<c(OH－) B．产生大量沉淀时(pH＝6.0)，溶液中c(NH)>c(NO) C．沉淀部分溶解时，溶液中c(Cu2＋)<c(NH) D．沉淀完全溶解时，溶液中2c{[Cu(NH3)4]2＋}>c(NO) 答案：C 解析：向Cu(NO3)2溶液中逐滴加入氨水的反应方程式为①Cu(NO3)2＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH4NO3；②Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4](OH)2＋4H2O；③总反应Cu(NO3)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4](NO3)2＋4H2O。产生少量沉淀时(pH＝4.8)，按照反应①处理，溶液中的溶质为Cu(NO3)2、NH4NO3，NH4NO3在水溶液中完全电离，溶液呈酸性，溶液中c(OH－)很小，则溶液中c(NH)>c(OH－)，A错误；产生大量沉淀时(pH＝6.0)，按照反应①处理，溶液中的溶质为Cu(NO3)2、NH4NO3，Cu(NO3)2、NH4NO3都电离出c(NO)，只有NH4NO3电离出c(NH)，且NH会水解，所以c(NH)<c(NO)，B错误；沉淀完全溶解时，按照反应③处理，溶液中的溶质为[Cu(NH3)4](NO3)2，[Cu(NH3)4]2＋部分水解，NO不水解，所以溶液中2c{[Cu(NH3)4]2＋}<c(NO)，D错误。 本课总结 自我反思：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 随堂提升 1．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 2．实验室测定水溶液中氯离子的含量时常使用AgNO3溶液进行滴定，已知在25 ℃时几种银盐的Ksp如表所示： 难溶盐 AgCl AgBr AgI Ag2CrO4 Ag2CO3 Ksp 1.8×10－10 5.4×10－13 8.5×10－17 1.12×10－12 8.1×10－12 颜色 白色 淡黄色 黄色 砖红色 白色 下列可用作滴定Cl－的指示剂的是(　　) A．K2CrO4 B．Na2CO3 C．NaBr D．NaI 答案：A 3．实验：①0.1 mol·L－1 AgNO3溶液和0.1 mol·L－1 NaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c； ②向滤液b中滴加0.1 mol·L－1 KI溶液，出现浑浊； ③向沉淀c中滴加0.1 mol·L－1 KI溶液，沉淀变为黄色。 下列分析不正确的是(　　) A．浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s) Ag＋＋Cl－ B．滤液b中不含有Ag＋ C．③中颜色变化说明AgCl转化为AgI D．实验可以证明AgI比AgCl更难溶 答案：B 解析：在浊液a中，存在AgCl的沉淀溶解平衡，A正确；在滤液b中，仍含有少量Ag＋，故在b中加入KI溶液生成了AgI沉淀，B错误；由于AgI比AgCl更难溶解，向c中加入0.1 mol·L－1KI溶液，能发生沉淀的转化，生成黄色的AgI，C、D正确。 4．下列说法不正确的是(　　) A．Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡：Mg(OH)2(s) Mg2＋＋2OH－，该固体可溶于NH4Cl溶液 B．向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液沉淀变为黑色，可推知同温下Ksp(ZnS)＜Ksp(CuS) C．向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色，反应方程式为2AgCl(s)＋S2－Ag2S(s)＋2Cl－ D．向2 mL浓度均为1.2 mol·L－1的KCl、KI混合溶液中滴加1～2滴0.01 mol·L－1的AgNO3溶液，振荡沉淀呈黄色，说明Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI) 答案：B 5．为研究沉淀的生成及其转化，某小组进行如图所示的实验。下列关于该实验的分析不正确的是(　　) A．①浊液中存在平衡：AgSCN(s) Ag＋＋SCN－ B．②中颜色变化说明上层清液中含有SCN－ C．该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶 D．③中颜色变化说明有AgI生成 答案：C 解析：因在①中硝酸银过量，余下的浊液中含有过量的银离子，与KI反应生成AgI黄色沉淀，故黄色沉淀AgI不一定是由AgSCN转化而生成的，因此不能证明AgI比AgSCN更难溶，故C错误。 课时作业 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．已知如下物质的溶度积常数：Ksp(FeS)＝6.3×10－18，Ksp(CuS)＝6.3×10－36。下列说法正确的是(　　) A．同温度下CuS的溶解度大于FeS的溶解度 B．同温度下，向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后，Ksp(FeS)变小 C．向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出现的沉淀是FeS D．除去工业废水中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂 答案：D 2．某酸性化工废水中含有Ag＋、Pb2＋等重金属离子。有关数据如下： 难溶电解质 AgI Ag2S PbI2 Pb(OH)2 PbS Ksp(25 ℃) 8.3×10－12 6.3×10－50 7.1×10－9 1.2×10－15 3.4×10－26 在废水排放之前，用沉淀法除去Ag＋和Pb2＋，应该加入的试剂是(　　) A．氢氧化钠 B．硫化钠 C．碘化钾 D．氢氧化钙 答案：B 3．下列说法正确的是(　　) A．自然界地表层原生铜的硫化物经一系列转化变成CuSO4溶液，向地下层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)，整个过程只涉及复分解反应 B．用饱和Na2CO3溶液处理锅炉水垢中的CaSO4的离子方程式：Ca2＋＋CO===CaCO3↓ C．向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgI) D．分别用等体积的蒸馏水和0.001 mol·L－1的稀硫酸洗涤硫酸钡沉淀，用蒸馏水洗涤造成硫酸钡的损失相对较大 答案：D 解析：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，向地下层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)，在整个过程中既有氧化还原反应，也有沉淀转化的复分解反应，A错误；CaSO4为微溶物，此时达到饱和，CaSO4为沉淀，故反应的离子方程式为CaSO4(s)＋COCaCO3(s)＋SO，B错误；AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀，为沉淀转化，溶度积越小越易形成沉淀，则Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，C错误；分别用等体积的蒸馏水和0.001 mol·L－1的稀硫酸洗涤硫酸钡沉淀，SO＋Ba2＋BaSO4(s)，加入稀硫酸可以抑制溶解，用蒸馏水洗涤造成硫酸钡的损失相对较大，D正确。 4．20 ℃时某些物质的溶解度(g)数据如表所示： 物质 CaCO3 CaSO4 Mg(OH)2 MgCO3 溶解度/g 1.4×10－3 0.21 9×10－4 1.1×10－2 下列说法不正确的是(　　) A．硫酸钙悬浊液中存在沉淀溶解平衡： CaSO4(s) Ca2＋＋SO B．用Na2CO3溶液浸泡锅炉中的水垢，可将水垢中的CaSO4转化为CaCO3 C．向Mg(OH)2悬浊液中滴加FeCl3溶液，沉淀变为红褐色，说明溶解度：Fe(OH)3＜Mg(OH)2 D．向2 mL 饱和MgCl2溶液中先后滴加0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液、NaOH溶液各2滴，产生的白色沉淀为Mg(OH)2 答案：D 5．已知25 ℃时，Mg(OH)2的Ksp＝1.8×10－11，MgF2的Ksp＝7.4×10－11。下列说法正确的是(　　) A．25 ℃时，Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大 B．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者c(Mg2＋)大 C．25 ℃时，Mg(OH)2固体在同体积同浓度的氨水和NH4Cl溶液中的Ksp比较，前者小 D．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入饱和NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成MgF2 答案：A 解析：Mg(OH)2悬浊液中存在平衡：Mg(OH)2(s) Mg2＋＋2OH－。加入NH4Cl后，NH与OH－结合生成弱电解质NH3·H2O，c(OH－)减小，平衡右移，c(Mg2＋)增大，A正确；因Mg(OH)2与MgF2组成形式相同，根据两者Ksp大小关系可知：后者c(Mg2＋)大，B错误；Ksp只与难溶物性质和温度有关，所以25 ℃时Mg(OH)2固体在氨水和NH4Cl溶液中Ksp相同，C错误；只要加入NaF溶液后，使c2(F－)·c(Mg2＋)>Ksp(MgF2)就会发生Mg(OH)2转化为MgF2，D错误。 6．工业上用化学法除锅炉的水垢时，先向锅炉中注入饱和Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去[已知：Ksp(CaCO3)＝1×10－10，Ksp(CaSO4)＝9×10－6]，下列说法错误的是(　　) A．升高温度，Na2CO3溶液的Kw和c(OH－)均会增大 B．沉淀转化的离子方程式为CO＋CaSO4(s) CaCO3(s)＋SO C．该条件下，CaCO3溶解度约为1×10－3 g D．CaSO4和CaCO3共存的悬浊液中，＝9×104 答案：C 解析：由Ksp(CaCO3)可知饱和CaCO3溶液的浓度为1×10－5 mol·L－1，100 mL饱和CaCO3溶液中含有CaCO3 1×10－4 g，溶解度约为1×10－4 g，故C错误。 7．25 ℃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 7.7×10－13 1.5×10－16 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－1KI溶液，有黄色沉淀产生 B．25 ℃时，AgCl、AgBr、AgI、Ag2S饱和水溶液中Ag＋的浓度相同 C．25 ℃时，AgCl固体在等物质的量浓度NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同 D．在5 mL 1.8×10－6 mol·L－1NaCl溶液中，加入1滴(20滴约为1 mL)1×10－3 mol·L－1AgNO3溶液，不能产生白色沉淀 答案：B 解析：由Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)可知，A正确；由四种物质的溶度积常数计算可知，其饱和水溶液中c(Ag＋)的大小关系为AgCl＞AgBr＞AgI＞Ag2S，B错误；温度不变，溶度积常数不变，C正确；加入一滴硝酸银溶液后c(Cl－)可认为保持不变，即c(Cl－)＝1.8×10－6 mol·L－1，而AgNO3溶液相当于稀释100倍，故c(Ag＋)＝1×10－5 mol·L－1，c(Cl－)·c(Ag＋)＝1.8×10－11＜Ksp(AgCl)，故没有沉淀生成，D正确。 8．可溶性钡盐有毒，医院中常用硫酸钡作为内服造影剂。医院抢救钡离子中毒患者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：25 ℃时，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Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4) B．抢救钡离子中毒患者时，若没有硫酸钠，可以用碳酸钠溶液代替 C．若误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒 D．可以用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃 答案：D 解析：胃液中存在盐酸，碳酸钡在胃液中能溶解，A、B错误；硫酸钡能作为内服造影剂，说明硫酸钡溶解产生的c(Ba2＋)是安全的，此时c(Ba2＋)＝＝ mol·L－1>1.0×10－5 mol·L－1，故误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1的溶液时，不会中毒，C错误；用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液洗胃时，胃液中c(Ba2＋)＝＝ mol·L－1≈3.1×10－10 mol·L－1< mol·L－1，故D正确。 9．常温下，Ag2S与CuS在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，下列说法正确的是(　　) A．Ksp(Ag2S)＝10－29.2 B．向含CuS沉淀的悬浊液中加入Na2S饱和溶液，Ksp(CuS)减小 C．若Z点为Ag2S的分散系，v(沉淀)>v(溶解) D．CuS(s)＋2Ag＋Ag2S(s)＋Cu2＋平衡常数很大，反应趋于完全 答案：D 解析：A项，图像中点X(20，9.2)，即c(Ag＋)＝10－20 mol·L－1时，c(S2－)＝10－9.2 mol·L－1，Ksp(Ag2S)＝c2(Ag＋)·c(S2－)＝10－49.2，错误；B项，Ksp(CuS)的大小只与温度有关，错误；C项，若Z点为Ag2S的分散系，是不饱和溶液，v(沉淀)<v(溶解)，错误；D项，Ksp(CuS)＝10－5×10－30.2＝10－35.2，CuS(s)＋2Ag＋Ag2S(s)＋Cu2＋的平衡常数K＝＝＝＝1014，反应趋于完全，正确。 10．已知：常温下，Ksp(ZnS)＝1.6×10－24，Ksp(HgS)＝1.6×10－52；lg 2≈0.3，pR＝－lg c(Zn2＋)或－lg c(Hg2＋)，pS＝－lg c(S2－)，pS与pR的关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A．曲线①表示ZnS的沉淀溶解平衡曲线，且a≈11.9 B．可用ZnS去除工业废水中的Hg2＋ C．M点对于ZnS是过饱和溶液，对于HgS是不饱和溶液 D．对于曲线②，向A点对应的悬浊液中加水，A点向C点移动 答案：C 解析：常温下，Ksp(ZnS)＝1.6×10－24>Ksp(HgS)＝1.6×10－52，当金属离子浓度相同时，溶度积常数大的物质的pS就越小，所以曲线①、曲线②分别表示ZnS、HgS的沉淀溶解平衡曲线。由题图知B点c(Zn2＋)＝c(S2－)＝10－a mol·L－1，10－a×10－a＝1.6×10－24，a≈11.9，A正确。向含有Hg2＋的废水中加入ZnS，若发生反应Hg2＋＋ZnS(s) HgS(s)＋Zn2＋，则K＝＝＝＝＝1.0×1028>1.0×105，说明反应进行完全，ZnS可以转化为HgS，故可用ZnS去除工业废水中的Hg2＋，B正确。M点位于曲线①上方，其离子积常数Qc<Ksp(ZnS)，是不饱和点，表示ZnS的不饱和溶液；M点位于曲线②的下方，其离子积常数Qc>Ksp(HgS)，是过饱和点，表示HgS的过饱和溶液，C错误。A点对应的溶液表示HgS饱和溶液，向A点对应的悬浊液中加水，溶液中c(S2－)、c(Hg2＋)都减小，且减小的倍数相同，因此应该是A点向C点移动，D正确。 11．已知298 K时，Ksp(NiS)＝1.0×10－21，Ksp(FeS)＝6.0×10－18，其沉淀溶解平衡曲线如图所示(图中R表示Ni或Fe)，下列说法正确的是(已知：≈2.4，≈3.2)(　　) A．M点对应的溶液中，c(S2－)≈3.2×10－11 mol·L－1 B．与P点相对应的NiS的分散系是均一稳定的 C．FeS(s)＋Ni2＋NiS(s)＋Fe2＋的平衡常数K＝6000 D．向N点对应的溶液中加水，可转化成Q点对应的溶液 答案：C 解析： FeS(s)＋Ni2＋NiS(s)＋Fe2＋的平衡常数K＝＝6000，C正确。 二、非选择题 12．碳酸锶(SrCO3)难溶于水，主要用于电磁材料和金属冶炼。一种由工业碳酸锶(含少量Ba2＋、Ca2＋、Mg2＋、Pb2＋等)制备高纯碳酸锶的工艺流程如下： 已知：①Sr(OH)2为强碱，Cr(OH)3为两性氢氧化物； ②常温下，各物质的溶度积常数如表所示。 化合物 Cr(OH)3 Ca(OH)2 Mg(OH)2 SrCO3 Ksp近似值 1×10－31 5.5×10－6 1.8×10－11 5.6×10－10 回答下列问题： (1)滤渣1的主要成分为________，滤渣2的主要成分为__________________(填化学式)。 (2)用氨水和NaOH分步调节pH，而不直接用NaOH调节溶液的pH≈13的原因是________________________________。 (3)“碳化”时，反应Sr2＋＋2HCOSrCO3(s)＋H2CO3的化学平衡常数K的计算关系式为____________________。(用相关平衡常数表达，已知碳酸的电离常数为Ka1、Ka2) 答案：(1)Cr(OH)3　Ca(OH)2、Mg(OH)2 (2)防止pH过高使Cr(OH)3溶解，导致铬的去除率降低 (3) 解析：工业碳酸锶(含少量Ba2＋、Ca2＋、Mg2＋、Pb2＋等)加硝酸进行“酸溶”，碳酸锶和硝酸反应生成硝酸锶、水和二氧化碳，气体A为CO2，得到含Sr2＋、Ba2＋、Ca2＋、Mg2＋、Pb2＋的溶液，向溶液中加入过量的(NH4)2CrO4进行“沉钡、铅”，过滤得到含Sr2＋、Ca2＋、Mg2＋、NH、CrO的溶液，对溶液进行酸化、加草酸进行还原，CrO被还原为Cr3＋，得到含Sr2＋、Ca2＋、Mg2＋、NH、Cr3＋的溶液，向溶液中加氨水调pH到7～8，将Cr3＋转化为沉淀除去，滤渣1为Cr(OH)3，再加NaOH调pH≈13使Ca2＋、Mg2＋沉淀，过滤后碳化，Sr2＋转化为SrCO3，再经过“系列操作”得到高纯SrCO3。 (3)反应Sr2＋＋2HCOSrCO3(s)＋H2CO3的化学平衡常数K＝＝×＝。 13．某同学探究物质的溶解度大小与沉淀转化方向之间的关系。已知室温时： 化学式 BaCO3 BaSO4 AgCl AgI 溶解度/g 1.4×10－3 3.1×10－4 1.5×10－4 3.0×10－7 (1)探究BaCO3和BaSO4之间的转化 实验操作： 试剂A 试剂B 试剂C 加入盐酸后的现象 实验ⅰ Na2CO3 Na2SO4 …… 实验ⅱ BaCl2 Na2SO4 Na2CO3 有少量气泡产生，沉淀部分溶解 实验ⅱ说明BaSO4沉淀部分转化为BaCO3，结合平衡移动原理，解释BaCO3生成的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)探究AgCl和AgI之间的转化 实验ⅲ： ①实验ⅲ为了探究AgCl转化为AgI，甲溶液可以是________(填序号)。 A．AgNO3溶液 B．NaCl溶液 C．KI溶液 ②请计算AgCl转化成AgI的平衡常数K≈____________[Ksp(AgCl)＝1.8×10－10， Ksp(AgI)＝8.5×10－17]。 答案：(1)BaSO4在溶液中存在平衡：BaSO4(s) Ba2＋＋SO，当加入浓度较高的Na2CO3溶液，CO与Ba2＋结合生成BaCO3沉淀，使上述平衡正向移动 (2)①B　②2.1×106 解析：(2)①实验ⅲ中最后加入的是0.1 mol·L－1 KI溶液，应该是探究AgCl转化成AgI，且KI能与AgNO3溶液直接反应生成AgI沉淀，则NaCl溶液应该过量，即图中甲溶液过量、乙溶液不足，所以甲溶液是NaCl溶液；②AgCl转化成AgI的方程式为AgCl(s)＋I－AgI(s)＋Cl－，K＝＝＝＝≈2.1×106。 第四单元　单元提升练 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．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 2．锅炉水垢是一种安全隐患，除去水垢中的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去。下列说法不正确的是(　　) A．CaCO3的溶解度小于CaSO4 B．沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动 C．沉淀转化的难易与溶解度差别的大小无关 D．CaSO4到CaCO3的沉淀转化中并存着两个沉淀溶解平衡 答案：C 3．溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示，下列说法错误的是(　　) A．溴酸银的溶解是放热过程 B．温度升高时溴酸银溶解速度加快 C．60 ℃时溴酸银的Ksp约等于6×10－4 D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯 答案：A 解析：由图像可知，随着温度的升高，AgBrO3的溶解度逐渐增大，即AgBrO3的溶解是吸热过程，A错误；温度升高，其溶解速度加快，B正确；60 ℃时c(AgBrO3)≈≈2.5×10－2 mol/L，其Ksp＝c(Ag＋)·c(BrO)≈6×10－4，C正确；AgBrO3的溶解度较小，若KNO3中含有少量AgBrO3，可采用重结晶的方法提纯，D正确。 4．25 ℃时，Fe(OH)2和Cu(OH)2的饱和溶液中，金属阳离子的物质的量浓度的负对数[－lg c(M2＋)]与溶液pH的变化关系如图所示，已知该温度下Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]。下列说法正确的是(　　) A．曲线a表示Fe(OH)2饱和溶液中的变化关系 B．除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2＋，可加入适量CuO C．当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时，溶液中c(Fe2＋)∶c(Cu2＋)＝104.6∶1 D．向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH固体，可转化为Y点对应的溶液 答案：C 解析：25 ℃时，Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]，则其饱和溶液中c(Fe2＋)>c(Cu2＋)；c(M2＋)越大，则－lg c(M2＋)的值越小，则相同条件下，Fe(OH)2饱和溶液中c(Fe2＋)较大，－lg c(Fe2＋)的值较小，故曲线a表示Cu(OH)2饱和溶液中的变化关系，曲线b表示Fe(OH)2饱和溶液中的变化关系，A错误；由于Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]，则Cu(OH)2比Fe(OH)2的溶解度小，更易生成沉淀，在含Fe2＋的CuSO4溶液中加入适量CuO，不能生成Fe(OH)2沉淀，故不能除去Fe2＋，B错误；由图可知，当pH＝10时，c(Cu2＋)＝10－11.7 mol·L－1，c(Fe2＋)＝10－7.1 mol·L－1，故当二者共存时，溶液中c(Fe2＋)∶c(Cu2＋)＝104.6∶1，C正确；向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH固体，溶液中会生成Cu(OH)2沉淀，c(Cu2＋)减小，则－lg c(Cu2＋)增大，而从X点到Y点－lg c(Cu2＋)不变，不符合转化关系，D错误。 5．下列说法错误的是(　　) A．向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中不变 B．在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小 C．室温下，向浓度均为0.1 mol·L－1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液，出现白色沉淀，说明Ksp(BaSO4)<Ksp(CaSO4) D．向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化)，c(CO)变小 答案：C 解析：BaSO4和CaSO4均为白色沉淀，根据该实验现象不能判断出二者的Ksp大小关系，C错误。 6．工业上湿法炼锌的过程中，以ZnSO4为主要成分的浸出液中，含有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋、Cl－等杂质，这些杂质对锌的电解工序有妨碍，必须先除去。 现有下列试剂可供选择：①酸性KMnO4溶液 ②NaOH溶液　③ZnO　④H2O2溶液　⑤Zn ⑥Fe　⑦AgNO3　⑧Ag2SO4 下列说法不正确的是(　　) A．用酸性KMnO4溶液将Fe2＋氧化成Fe3＋，再转化为Fe(OH)3沉淀除去 B．用ZnO调节浸出液的酸碱性，可使某些离子形成氢氧化物沉淀 C．在实际生产过程中，加入Ag2SO4可除去Cl－，是利用了沉淀转化的原理 D．可以用ZnCO3代替ZnO调节溶液的酸碱性 答案：A 解析：用酸性KMnO4溶液氧化Fe2＋时，会引入K＋、Mn2＋等新的杂质，这些离子在后续反应中难以除去。工业上应该使用H2O2溶液氧化Fe2＋，然后加入ZnO或ZnCO3调节溶液的pH，使Fe3＋等形成沉淀除去。 7．硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，下列说法错误的是(　　) A．温度一定时，Ksp(SrSO4)随c(SO)的增大而减小 B．三个不同温度中，313 K时Ksp(SrSO4)最大 C．283 K时，图中a点对应的溶液是不饱和溶液 D．283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后还是饱和溶液 答案：A 解析：Ksp只与温度有关，故A错误；由图像可知313 K时离子浓度最大，则313 K时Ksp(SrSO4)最大，故B正确；a点在283 K时平衡曲线的下方，属于不饱和溶液，故C正确；283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后会有晶体析出，还是属于饱和溶液，故D正确。 8．已知：Ksp(ZnS)＝2.0×10－22，Ksp(CuS)＝1.3×10－36，向等物质的量浓度的ZnSO4和CuSO4的混合溶液中，逐滴加入1.5 mol·L－1的Na2S溶液直至溶液中无沉淀产生，然后过滤。下列说法不正确的是(　　) A．先生成CuS后生成ZnS沉淀，属于沉淀的转化 B．当ZnS沉淀完全时，溶液中＝6.5×10－15 C．过滤得到的沉淀是CuS和ZnS的混合物 D．过滤后得到的溶液中仍有极少量的Cu2＋和Zn2＋ 答案：A 解析：根据Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)，则加入Na2S溶液后，先产生CuS沉淀，沉淀完全后，再产生ZnS沉淀，不属于沉淀的转化，A错误。 9．绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料，其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是(　　) A．图中a和b可以分别表示T1、T2温度下CdS在水中的溶解度 B．图中各点对应的Ksp的关系为Ksp(m)＝Ksp(n)＜Ksp(p)＜Ksp(q) C．向m点的溶液中加入少量Na2S固体，溶液组成由m沿mpn线向p方向移动 D．温度降低时，q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动 答案：B 解析：图中a、b分别表示T1、T2温度下，1 L CdS饱和溶液里含a mol、b mol CdS，可间接表示对应温度下CdS在水中的溶解度，A正确；Ksp在一定温度下是一个常数，所以Ksp(m)＝Ksp(n)＝Ksp(p)<Ksp(q)，B错误；向m点的溶液中加入Na2S固体，Ksp保持不变，S2－浓度增大，则Cd2＋浓度减小，溶液组成由m沿mpn线向p方向移动，C正确；温度降低时，溶解度减小，q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动，D正确。 10.室温下，一些金属离子(用Mn＋表示)形成M(OH)n沉淀的pM与溶液pH的关系曲线如图所示。已知：c(Mn＋)≤1×10－5 mol·L－1时可认为金属离子沉淀完全，pM＝－lg c(Mn＋)，pKsp＝－lg Ksp。下列叙述不正确的是(　　) A．Mn＋开始沉淀的pH与起始溶液中c(Mn＋)无关 B．不同的金属离子刚好沉淀完全时的pH不同 C．图中Y点与X点pKsp相同 D．Y点：pM＝pKsp＋npH－14n 答案：A 解析：A项，溶液中离子积Qc＝c(Mn＋)·cn(OH－)大于溶度积Ksp时析出沉淀，故开始沉淀时的pH与起始溶液中c(Mn＋)和M(OH)n的Ksp均有关，不正确；B项，尽管刚好沉淀完全时金属离子的浓度相同，但不同物质的Ksp不同，故沉淀完全时的pH不同，正确；C项，温度相同，Ksp相同，正确；D项，线上的点均表示达到沉淀溶解平衡，Ksp＝c(Mn＋)·cn(OH－)，两边取负对数得pKsp＝－lg c(Mn＋) －nlg c(OH－)＝pM＋npOH＝pM＋n(14－pH)，所以pM＝pKsp＋npH－14n，正确。 11．常温下，AgIO3和Pb(IO3)2的沉淀溶解平衡曲线如图所示。纵坐标中M代表Ag＋或Pb2＋，物质的溶解度以物质的量浓度表示。下列说法正确的是(　　) A．a点有AgIO3沉淀生成，无Pb(IO3)2沉淀生成 B．表示Pb(IO3)2在纯水中溶解度的点在线段bc之间 C．向AgIO3悬浊液中滴加AgNO3溶液、向Pb(IO3)2悬浊液中滴加Pb(NO3)2溶液，分别至c点时，AgIO3和Pb(IO3)2的溶解度均为10－5.09 mol·L－1 D．c(IO)＝0.1 mol·L－1时，AgIO3、Pb(IO3)2饱和溶液中＝10－4.09 答案：D 解析：由Ksp(AgIO3)＝c(Ag＋)·c(IO)和Ksp[Pb(IO3)2]＝c(Pb2＋)·c2(IO)可知，题图中斜率绝对值大的曲线为Pb(IO3)2的沉淀溶解平衡曲线，即Pb(IO3)2的饱和溶液，而另外一条曲线代表的是AgIO3的沉淀溶解平衡曲线，即AgIO3的饱和溶液，且由c点坐标值可知，Ksp(AgIO3)＝10－5.09×10－2.21＝10－7.30，Ksp[Pb(IO3)2]＝10－5.09×10－5.09×10－2.21＝10－12.39。结合图像和分析，过a点作x轴垂线，a点的Qc大于Ksp[Pb(IO3)2]，a点是Pb(IO3)2的过饱和溶液，有沉淀析出，a点的Qc小于Ksp(AgIO3)，a点是AgIO3的不饱和溶液，没有沉淀析出，A错误；Pb(IO3)2在纯水中溶解度的点为2c(Pb2＋)≈c(IO)，即－lg c(Pb2＋)>－lg c(IO)，在b点左上部，B错误；向AgIO3悬浊液中滴加AgNO3溶液、向Pb(IO3)2悬浊液中滴加Pb(NO3)2溶液，分别至c点时，AgIO3的溶解度为10－5.09 mol·L－1，Pb(IO3)2的溶解度为5×10－6.09 mol·L－1，C错误；c(IO)＝0.1 mol·L－1时，AgIO3、Pb(IO3)2饱和溶液中＝＝＝＝10－5.09，所以＝10－4.09，D正确。 12．常温下，向含NaAc(醋酸钠)、NaBrO3、Na2SO4的混合液中滴加AgNO3溶液，混合液中pAg[pAg＝－lg c(Ag＋)]与pX[pX＝－lg c(Ac－)、－lg c(BrO)、－lg c(SO)]的关系如图所示。已知：相同条件下AgAc的溶解度大于AgBrO3的溶解度。下列说法错误的是(　　) A．L1直线代表－lg c(Ag＋)和－lg c(BrO)的关系 B．向M点所示的混合溶液中加入AgNO3固体，增大 C．常温下，AgAc饱和溶液中c(Ag＋)＝10－1.36 mol·L－1 D．当同时生成AgAc和AgBrO3时，溶液中c(Ac－)>100c(BrO) 答案：D 解析：Ksp(Ag2SO4)＝c2(Ag＋)·c(SO)，Ksp(AgBrO3)＝c(Ag＋)·c(BrO)，Ksp(AgAc)＝c(Ag＋)·c(Ac－)，即pAg＝[pKsp(Ag2SO4)－p(SO)]，pAg＝pKsp(AgBrO3)－p(BrO)，pAg＝pKsp(AgAc)－p(Ac－)，AgBrO3与AgAc为同类型沉淀，曲线趋势相同(平行)，则L2对应Ag2SO4。已知相同条件下AgAc的溶解度大于AgBrO3的溶解度，可知L1对应AgBrO3，L3对应AgAc，A正确。M点为L2和L3的交点，此时c(Ac－)＝c(SO)，向M点所示的混合溶液中加入AgNO3固体，c(Ag＋)增大，所以＝＝×c(Ag＋)增大，B正确。AgAc饱和溶液中存在AgAc(s) Ag＋(aq)＋Ac－(aq)，Ksp(AgAc)＝c(Ag＋)·c(Ac－)＝10－2.72，则c(Ag＋)＝10－1.36 mol·L－1，C正确。当同时生成AgAc和AgBrO3时，溶液中＝＝＝＝101.56<100，即c(Ac－)<100c(BrO)，D错误。 二、非选择题 13．沉淀反应在生产、科研、环保等领域的许多应用都是利用了难溶电解质的沉淀溶解平衡。回答下列问题： (1)对于Ag2S(s) 2Ag＋＋S2－，其Ksp＝____________________(写表达式)。 (2)下列说法错误的是________(填字母)。 A．用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小 B．多数物质的溶解度随温度的升高而增加，故物质的溶解都是吸热的 C．对于Al(OH)3(s) Al(OH)3(aq) Al3＋＋3OH－，前者为溶解平衡，后者为电离平衡 D．除去溶液中的Mg2＋，用OH－沉淀Mg2＋比用CO效果好，说明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3大 E．沉淀反应中常加过量的沉淀剂，其目的是使沉淀完全 (3)自然界原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液，当这种溶液流向地壳深层遇到闪锌矿(ZnS)时，便会慢慢转化为铜蓝(CuS)[已知Ksp(ZnS)＝2.93×10－25、Ksp(CuS)＝6.3×10－36]，发生这种变化的原理是____________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)一般来说K＞105时，反应进行得就基本完全了。苛化反应中存在如下平衡：Li2CO3(s)＋Ca2＋2Li＋＋CaCO3(s)，通过计算说明该反应是否进行完全？[已知Ksp(Li2CO3)＝8.64×10－4、Ksp(CaCO3)＝2.5×10－9]_________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案：(1)c2(Ag＋)·c(S2－)　(2)BD (3)因为存在沉淀溶解平衡ZnS(s) Zn2＋＋S2－，Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)，CuSO4溶液中电离出的Cu2＋与S2－相遇结合生成溶度积更小的CuS，使上述沉淀溶解平衡继续向右移动直至ZnS全部转化为CuS (4)Li2CO3(s)＋Ca2＋2Li＋＋CaCO3(s)的K＝＝＝＝≈3.5×105>105，可以认为该反应进行完全 14．MnSO4具有广泛用途，一种从电解锌阳极泥回收电池级MnSO4的流程如下。该阳极泥主要含有MnO2，以及Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Zn2＋和微量Pb2＋等杂质离子。 已知：Ksp(ZnS)＝1.0×10－22，Ksp(PbS)＝8.0×10－28，Ksp(MnS)＝1.0×10－10。金属离子生成氢氧化物沉淀，其lg [c(M)/(mol·L－1)]和溶液pH的关系如下图所示： 回答下列问题： (1)“溶解”步骤在酸性条件下进行，通入SO2的作用是________________。 (2)“除钾钠”步骤中，控制溶液pH＝2.0，K＋和Na＋与Fe2(SO4)3反应分别生成KFe3[(OH)3SO4]2和NaFe3[(OH)3SO4]2沉淀，其中K＋生成沉淀的离子方程式为________________________________________。 (3)“除杂Ⅰ”步骤中，加MnCO3调溶液pH＝4.0，该步除杂的总反应方程式为________________________________________________。 (4)“除杂Ⅱ”步骤中，析出的“沉淀3”是________、________。 (5)“除杂Ⅲ”步骤中，随着“沉淀4”的生成，溶液pH将________(填“升高”“下降”或“不变”)。 (6)“浓缩结晶”步骤中，析出MnSO4后的滤液应返回到________步骤，其目的是________________________________________________________________________。 答案：(1)还原二氧化锰为锰离子 (2)K＋＋3Fe3＋＋2SO＋6H2O===KFe3[(OH)3SO4]2↓＋6H＋ (3)MnCO3＋Fe2(SO4)3＋5H2O===MnSO4＋2Fe(OH)3＋CO2↑＋2H2SO4 (4)CaF2　MgF2　(5)下降 (6)溶解　循环利用，充分利用生成物且提高锰的回收率 解析：(5)“除杂Ⅲ”步骤中，加入硫化氢使得锌离子和铅离子转化为沉淀除去，反应为Zn2＋＋H2S===ZnS↓＋2H＋、Pb2＋＋H2S===PbS↓＋2H＋，反应过程中生成氢离子，使得溶液酸性增强，故随着“沉淀4”的生成，溶液pH将下降。 (6)“浓缩结晶”步骤中，析出MnSO4后的滤液中含有硫酸和部分硫酸锰，应返回到溶解步骤，其目的是循环利用，充分利用生成物且提高锰的回收率。 24 学科网（北京）股份有限公司 $$