内容正文:
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专题3 水溶液中的
离子反应
第四单元 沉淀溶解平衡
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。
2
学习理解
01
课时作业
04
目录
CONTENTS
探究应用
02
总结提升
03
学习理解
步骤
现象 生成白色沉淀 白色沉淀变_____ 黄色沉淀变_____
化学
方程式 _________________
_________________ _____________________ ______________________
1.沉淀的转化
(1)沉淀转化实验
黄
黑
NaCl+AgNO3===
NaNO3+AgCl↓
学习理解
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(2)沉淀转化的实质:______________________。一般来说,溶解能力相对较_____的物质易转化为溶解能力相对较_____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_____溶解,使________进入溶液,如将BaSO4转化为BaCO3的离子方程式为________________ __________________。
沉淀溶解平衡的移动
强
弱
酸
阳离子
Na2CO3
学习理解
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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
Cu(OH)2
Cu2(OH)2CO3
Fe(OH)3↓
学习理解
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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。( )
×
√
√
学习理解
8
(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。( )
×
√
√
×
学习理解
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探究应用
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。
探究应用
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(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。
探究应用
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探究应用
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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____________________。
探究应用
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(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:______________________ _____________________________。
大
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
将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸除去
探究应用
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知识二 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。
探究应用
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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。
探究应用
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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。
探究应用
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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
探究应用
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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
探究应用
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探究应用
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探究应用
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探究应用
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总结提升
本课总结
自我反思:﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍
总结提升
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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
总结提升
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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
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:
下列可用作滴定Cl-的指示剂的是( )
A.K2CrO4 B.Na2CO3
C.NaBr D.NaI
总结提升
27
总结提升
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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。
总结提升
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总结提升
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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( )
总结提升
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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。
总结提升
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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
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课时作业
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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
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课时作业
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课时作业
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课时作业
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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
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课时作业
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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
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课时作业
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课时作业
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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。
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课时作业
41
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
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课时作业
42
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。
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
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课时作业
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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
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课时作业
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课时作业
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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
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课时作业
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课时作业
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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:
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课时作业
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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)。
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
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。
Cr(OH)3
Ca(OH)2、Mg(OH)2
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课时作业
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防止pH过高使Cr(OH)3溶解,导致铬的去除率降低
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课时作业
57
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:
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课时作业
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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:___________________________________________________________ _____________________________________________________________________。
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
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课时作业
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(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]。
B
2.1×106
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课时作业
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R
AgCl+KIAgI+KCl
2AgI+Na2SAg2S+2NaI
BaSO4(s)+COeq \o\al(2-,3)
②除去锅炉水垢。水垢[含CaSO4(s)] eq \o(―――――→,\s\up17(________))CaCO3(s)eq \o(――→,\s\up17(盐酸))Ca2+(aq)。
BaCO3(s)+2-,4)eq \a\vs4\al(SO)
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-
Na2CO3+CaSO4(s) CaCO3(s)+Na2SO4
洗去沉淀中附着的SOeq \o\al(2-,4)
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(NHeq \o\al(+,4))<c(OH-)
B.产生大量沉淀时(pH=6.0),溶液中c(NHeq \o\al(+,4))>c(NOeq \o\al(-,3))
C.沉淀部分溶解时,溶液中c(Cu2+)<c(NHeq \o\al(+,4))
D.沉淀完全溶解时,溶液中2c{[Cu(NH3)4]2+}>c(NOeq \o\al(-,3))
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(NHeq \o\al(+,4))>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(NOeq \o\al(-,3)),只有NH4NO3电离出c(NHeq \o\al(+,4)),且NHeq \o\al(+,4)会水解,所以c(NHeq \o\al(+,4))<c(NOeq \o\al(-,3)),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,NOeq \o\al(-,3)不水解,所以溶液中2c{[Cu(NH3)4]2+}<c(NOeq \o\al(-,3)),D错误。
3.实验:①0.1 mol·L-1AgNO3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
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)
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
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++COeq \o\al(2-,3)===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
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)+COeq \o\al(2-,3)CaCO3(s)+SOeq \o\al(2-,4),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,SOeq \o\al(2-,4)+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。
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++SOeq \o\al(2-,4)
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
解析:Mg(OH)2悬浊液中存在平衡:Mg(OH)2(s) Mg2++2OH-。加入NH4Cl后,NHeq \o\al(+,4)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COeq \o\al(2-,3)+CaSO4(s) CaCO3(s)+SOeq \o\al(2-,4)
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,2-,4)eq \f(c(SO),c(COeq \o\al(2-,3)))
=9×104
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+)=eq \r(Ksp(BaSO4))=eq \r(1.1×10-10) 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+)=2-,4)eq \f(Ksp(BaSO4),c(SO))
=eq \f(1.1×10-10,0.36) mol·L-1≈3.1×10-10 mol·L-1<eq \r(1.1×10-10) 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
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=eq \f(c(Cu2+),c2(Ag+))=eq \f(Ksp(CuS),Ksp(Ag2S))=eq \f(10-35.2,10-49.2)=1014,反应趋于完全,正确。
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=eq \f(c(Zn2+),c(Hg2+))=eq \f(c(Zn2+)·c(S2-),c(Hg2+)·c(S2-))=eq \f(Ksp(ZnS),Ksp(HgS))=
eq \f(1.6×10-24,1.6×10-52)=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:eq \r(6)≈2.4,eq \r(10)≈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
解析:
FeS(s)+Ni2+NiS(s)+Fe2+的平衡常数K=eq \f(Ksp(FeS),Ksp(NiS))=6000,C正确。
(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++2HCOeq \o\al(-,3)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)
eq \f(Ka2,Ksp(SrCO3)·Ka1)
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+、NHeq \o\al(+,4)、CrOeq \o\al(2-,4)的溶液,对溶液进行酸化、加草酸进行还原,CrOeq \o\al(2-,4)被还原为Cr3+,得到含Sr2+、Ca2+、Mg2+、NHeq \o\al(+,4)、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++2HCOeq \o\al(-,3)SrCO3(s)+H2CO3的化学平衡常数K=-,3)eq \f(c(H2CO3),c(Sr2+)·c2(HCO))
=-,3)eq \f(c(H2CO3),c(Sr2+)·c2(HCO))
×2-,3)eq \f(c(CO)·c(H+),c(COeq \o\al(2-,3))·c(H+))
=eq \f(Ka2,Ksp(SrCO3)·Ka1)。
BaSO4在溶液中存在平衡:BaSO4(s)Ba2++SOeq \o\al(2-,4),当加入浓度较高的Na2CO3溶液,COeq \o\al(2-,3)与Ba2+结合生成BaCO3沉淀,使上述平衡正向移动
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=eq \f(c(Cl-),c(I-))=eq \f(c(Cl-)·c(Ag+),c(I-)·c(Ag+))=eq \f(Ksp(AgCl),Ksp(AgI))=eq \f(1.8×10-10,8.5×10-17)≈2.1×106。
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