第05讲 溶度积的计算与应用（重难点讲义）化学苏教版2019选择性必修1

第05讲 溶度积的计算与应用 1、掌握溶度积常数的计算类型. 2、学会溶度积常数常见的应用. 一、溶度积常数 1．概念：以AmBn(s)mAn＋＋nBm－为例，Ksp＝cm(An＋)•cn(Bm－)。在一定温度下，Ksp是一个常数，称为溶度积常数，简称溶度积。 例如：AgCl(s)Ag＋＋Cl－ Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)•c(Cl－)。 Fe(OH)3(s)Fe3＋＋3OH－ Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)•c3(OH－)。 2．影响因素：只与温度、物质本身有关，在一定温度下，某物质的Ksp为一常数。 3．意义：难溶电解质Ksp的大小反映物质在水中溶解能力。对于同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr、AgI)Ksp越小，在水中溶解能力越小。 二、关于Ksp的计算类型 (1)已知溶度积，求饱和溶液中某种离子的浓度。 如Ksp(AgCl)＝a，则饱和AgCl溶液中，c(Ag＋)＝ mol•L－1。 (2)已知溶度积和溶液中某种参与沉淀溶解平衡的离子浓度，求达到沉淀溶解平衡后另一种参与沉淀溶解平衡的离子浓度。 如某温度下Ksp(AgCl)＝a，在0.1 mol•L－1 NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝10a mol•L－1。 (3)计算沉淀转化反应的平衡常数， 如对于反应Cu2＋＋ZnS(s)CuS(s)＋Zn2＋，Ksp(ZnS)＝c(Zn2＋)•c(S2－)，Ksp(CuS)＝c(Cu2＋)•c(S2－)，该反应的平衡常数K＝＝＝。 (4)利用Ksp和Kw的关系计算溶液的pH ①沉淀开始时pH的计算 已知25 ℃时，Ksp[Cu(OH)2]＝2×10－20，计算向2 mol/L CuSO4溶液中加入NaOH调节溶液pH是多少时才开始生成Cu(OH)2沉淀。 提示：Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)•c2(OH－)＝2×c2(OH－)＝2×10－20，c(OH－)＝10－10 mol/L， c(H＋)＝＝ mol/L＝10－4 mol/L，pH＝－lg c(H＋)＝－lg 10－4＝4。 ②沉淀完全时pH的计算 已知25 ℃时，Ksp[Zn(OH)2]＝1.0×10－17，计算向0.1 mol/L ZnCl2溶液中加入NaOH调节溶液pH是多少时，溶液中Zn2＋沉淀完全。 提示：当溶液中c(Zn2＋)≤10－5 mol/L时，可视为Zn2＋沉淀完全。 Ksp[Zn(OH)2]＝c(Zn2＋)•c2(OH－)＝10－5•c2(OH－)＝1×10－17，c(OH－)＝10－6 mol/L，c(H＋)＝＝ mol/L＝10－8 mol/L，pH＝－lg c(H＋)＝－lg 10－8＝8。 三、溶度积Ksp常见的应用 (1)比较难溶电解质在水中的溶解能力 (2)判断沉淀生成的顺序 对于同类型且含有相同离子的沉淀，溶度积越小，沉淀越先生成。 例如向物质的量浓度相等的NaCl和NaI的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液，先生成AgI沉淀，后生成AgCl沉淀。这是因为沉淀I－所需的c(Ag＋)比沉淀Cl－所需的c(Ag＋)小。 (3)判断沉淀生成的条件 生成沉淀的条件是满足Qc>Ksp，由此可以计算出使离子沉淀完全的条件。通常认为当溶液中的离子浓度小于等于10－5 mol•L－1时，该离子已沉淀完全。 以Fe(OH)3为例，可计算Fe3＋完全沉淀所需控制的pH：Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39，当c(Fe3＋)＝10－5 mol•L－1时，c(OH－)＝ mol•L－1≈6.54×10－12 mol•L－1，c(H＋)≈1.53×10－3 mol•L－1，pH≈2.8，故Fe3＋在pH＝2.8时沉淀完全。 同理可计算Cu2＋、Mg2＋、Fe2＋等金属离子沉淀完全时溶液的pH。 题型01 沉淀溶解平衡中溶解度的计算 【典例】硫的含氧酸根有很多，如、、、、等，其中可看作是中的一个原子被原子取代后的产物；内部含过氧键；焦亚硫酸钠()在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛，通常由过饱和溶液经结晶脱水制得。 常温下，将等体积、浓度均为的溶液与新制溶液混合，出现白色浑浊；再滴加过量的溶液，振荡，出现白色沉淀。已知：常温下，的，，，。下列说法正确的是 A．溶液中存在 B．常温下，的溶液中， C．白色浑浊与白色沉淀均为 D．常温下，反应 【答案】B 【详解】A．亚硫酸是二元弱酸，存在两步电离，电离方程式为：，，溶液中还存在水的电离，且水的电离比H2SO3的第二步电离还弱，则溶液中，A错误； B． ， ，，当， ，则，B正确； C．根据Ksp()，当等体积、浓度均为的溶液与新制溶液混合后，第一步电离出的氢离子和亚硫酸氢根近似相等，所以，，a为亚硫酸钡，加入后，进一步氧化，故沉淀b为，C错误； D．，，D错误； 故选B。 【变式】银是一种贵金属，可制合金、焊药、电子设备等。从铅银渣(含等金属元素)中提取银的流程如图。 下列说法错误的是 A．“酸浸”后浸出液中的金属阳离子为 B．“络合浸出”时，发生的离子反应为 C．“络合浸出”时，若过小会降低银的浸出率 D．“滤液”经处理后可返回“络合浸出”工序循环利用 【答案】B 【详解】A．根据分析，酸浸时，银元素转化成难溶的AgCl、铅元素转化成难溶的PbSO4，所以浸出液中金属阳离子有、，A选项正确； B．“络合浸出”时加入溶液将AgCl转化为[Ag(S2O3)2]3-，发生的离子反应为AgCl+2=[Ag(S2O3)2]3-+Cl-，B选项错误； C．在酸性条件下会发生反应，若pH过小，浓度降低，不利于形成络合物，会降低银的浸出率，C选项正确； D．“还原析银”的反应为4[Ag(S2O3)2]3-+N2H4▪H2O+4OH-=4Ag+N2↑+8+5H2O，“滤液”中含有等物质，经处理后返回“络合浸出”工序，可提高原料利用率，D选项正确； 故答案为：B。 题型02 沉淀溶解平衡中沉淀转化的计算 【典例】溶液可以处理锅炉水垢中的，使其转化为疏松、易溶于酸的。某兴趣小组模拟上述过程： ①将溶液和溶液等体积混合得浊液a ②向滴有酚酞的溶液中加等体积的浊液a，溶液红色变浅 ③将①中浊液a过滤所得白色沉淀b，浸泡在滴有酚酞的溶液中，一段时间后溶液红色变浅 已知：    下列说法中不正确的是 A．浊液a中硫酸根离子的浓度为 B．②中溶液红色变浅可证明有转化为 C．③中溶液红色变浅可证明有转化为 D．向白色沉淀b中加入的溶液，沉淀几乎全部转化 【答案】B 【详解】A．将溶液和溶液等体积混合后得到浊液且硫酸根离子浓度和钙离子浓度相等，，A正确； B．向含有酚酞的溶液中加入浊液a(含沉淀和溶液中的、)，红色变浅说明被消耗，导致碱性减弱。此时可能是因为溶液中的直接与生成沉淀，无法证明有转化为，B错误； C．将过滤后的白色沉淀b固体(固体)浸泡在溶液中，红色变浅说明被消耗，此时溶液中无游离的，只能通过转化为来实现，C正确； D．白色沉淀b为，向白色沉淀b中加入的溶液则会发生：，平衡常数，若加入，设溶液中，则，x无限接近1，说明几乎完全转化为，D正确； 故选B。 【变式】用精炼铜漂浮阳极泥(主要成分为BiAsO4、SbAsO4，含有少量Ag、Au)制备Bi2O3的工艺流程如下： 已知：①“转化”分两步进行，其第一步BiOCl转化为Bi(OH)3。 ②常温下，    。 下列说法错误的是 A．“滤渣1”的主要成分是Ag、Au，含砷废水主要成分是Na3AsO4 B．“水解”分离Sb和Bi的原理是的水解pH低于水解的pH C．“转化”的总反应方程式为： D．当BiOCl恰好完全转化成Bi(OH)3时，溶液，此时溶液pH=12 【答案】D 【详解】A．由分析可知：“滤渣1”的主要成分是Ag、Au，含砷废水主要成分是Na3AsO4，故A正确； B．由图可知，加NaOH之前，Sb3+水解生成SbOCl，此时溶液pH较小，加入NaOH后，Bi3+水解，故“水解”分离Sb和Bi的原理是的Sb3+水解pH值低于Bi3+水解的pH值，故B正确； C．由图可判断出“转化"的反应物为BiOCl和NaOH，生成物为Bi2O3，再结合元素守恒可知方程式正确，故C正确； D．BiOCl+H2O⇋Bi3++2OH-+Cl-的K=c(Bi3+)·c2(OH-)·c(Cl-)，等号两边同乘以c(OH-)可得c(Bi3+)·c3(OH-)·c(Cl-)×c(OH-)，×c(OH-)，×0.04=×c(OH-)，c(OH-)=0.1mol/L，pH=13，故D错误； 故选D。 题型03 沉淀溶解平衡中外加溶液稀释后的计算 【典例】室温下，根据下列实验过程及现象，能验证相应实验结论的是 选项 实验过程及现象 实验结论 A 向等浓度的和混合溶液中逐滴加入溶液，先出现白色沉淀，最终呈现砖红色沉淀 B 取溶液于试管中，加入溶液，充分混合后滴入几滴溶液，溶液变成红色 与溶液发生反应且有一定限度 C 向溶液中滴加几滴酸性溶液，溶液紫色褪去 具有还原性 D 用计测量浓度均为溶液、溶液，后者溶液大于前者 结合的能力比的弱 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．向等浓度的和混合溶液中逐滴加入溶液，先出现白色的AgCl沉淀，后出现砖红色的沉淀，说明AgCl的溶解度比的小，二者不是相同类型(阴阳离子个数比相同)的沉淀，无法得出二者溶度积常数的大小关系，A错误； B．I-与按物质的量1:1发生反应生成I2和，所给溶液过量的情况下，理论上应反应完，而向反应后的溶液中滴入几滴溶液，溶液变成红色，说明溶液中有，说明KI与溶液的反应属于可逆反应；但如果KI与溶液未发生反应，会有同样的溶液变红的现象，所以不能验证此反应结论，B错误； C．溶液中氯离子也有还原性，滴加几滴酸性溶液，溶液紫色褪去，不能证明具有还原性，C错误； D．两种盐均为强碱弱酸盐，水溶液显碱性，同浓度的溶液：<，说明的水解程度更大，则结合的能力比的弱，D正确； 故选D。 【变式】室温下，已知，。通过下列实验探究、的性质。 实验1：用pH计测得溶液的。 实验2：向溶液中滴加等体积溶液，溶液变浑浊。 实验3：向溶液中滴加少量溶液，无明显现象。 实验4：向溶液中通入一定量，测得溶液。 下列说法正确的是 A．实验1溶液中： B．实验2可得到 C．实验3反应后的溶液中存在： D．实验4所得的溶液中： 【答案】D 【详解】A．溶液中同时存在的电离平衡()和水解平衡()，用pH计测得溶液的，即溶液呈酸性，说明的电离程度大于其水解程度，则实验1溶液中：，A错误； B．实验2中，向溶液中滴加等体积溶液，混合后和浓度均为，则离子积，溶液变浑浊，说明，则实验2可得到Ksp(CaC2O4)<2.5×10−5，B错误； C．溶液中存在物料守恒：，向其溶液滴加少量溶液后，溶液中物质的量增大，则实验3反应后的溶液中存在：，C错误； D．实验4中，向溶液中通入一定量，测得溶液，此时电荷守恒简化为：，结合物料守恒：，推导得，D正确； 故选D。 题型04 沉淀溶解平衡的除杂与提纯 【典例】CuCl难溶于水，在空气中易被氧化。工业上以废铜泥[含CuS、、、Fe等]为原料制备CuCl的流程如图： 下列说法不正确的是 A．“灼烧”不充分会降低CuCl的产率 B．“除杂”步骤中，氢氧化钠溶液不能换作CuO C．“还原”时发生的反应为 D．“还原”后获得产品的操作步骤是过滤、洗涤、真空干燥 【答案】B 【详解】A．“灼烧” 不充分， 铜没有完全转化为氧化铜， 则会降低 CuCl 的产率，A正确； B．氧化铜会和溶液中的过量的酸发生反应，导致溶液pH值变大，Fe3+发生水解反应形成沉淀，从而除去铁离子，因此“除杂” 步骤中，氢氧化钠溶液能换作CuO，B错误； C．“还原”时溶液中的铜离子与亚硫酸钠、氯化钠和水反应的离子方程式为，C正确； D．由分析可知，“还原”后获得产品的操作步骤是过滤、洗涤、真空干燥，D正确； 故选B。 【变式】）一种综合回收电解锰工业废盐(主要成分为的硫酸盐)的工艺流程如下。 已知：①常温下，，； ②结构式为。 回答下列问题： (1)制备废盐溶液时，为加快废盐溶解，可采取的措施有 、 。(写出两种) (2)“沉锰I”中，写出形成的被氧化成的化学方程式 。当将要开始沉淀时，溶液中剩余浓度为 。 (3)“沉锰Ⅱ”中，过量的经加热水解去除，最终产物是和 (填化学式)。 (4)“沉镁I”中，当为8.0~10.2时，生成碱式碳酸镁，煅烧得到疏松的轻质。过大时，不能得到轻质的原因是 。 (5)“沉镁Ⅱ”中，加至时，沉淀完全；若加至时沉淀完全溶解，据图分析，写出沉淀溶解的离子方程式 。 (6)“结晶”中，产物X的化学式为 。 (7)“焙烧”中，元素发生了 (填“氧化”或“还原”)反应。 【答案】(1) 搅拌 适当升温等 (2) 6Mn(OH)2+O2=2Mn3O4+6H2O 10-2.15 (3)O2 (4)pH过大，沉淀为Mg(OH)2，不能分解产生CO2，不能得到疏松的轻质 (5) (6)(NH4)2SO4 (7)还原 【详解】（1）加快废盐的溶解可以采取搅拌、适当升温、粉碎等； （2）Mn(OH)2被O2氧化得到Mn3O4，化学方程式为：6Mn(OH)2+O2=2Mn3O4+6H2O； 根据=，=10-2.15mol/L； （3）“沉锰Ⅱ”中，过量的经加热水解去除，中存在过氧键，在加热和水存在下发生水解，生成和：，分解，总反应为，最终产物是和O2； （4）煅烧有CO2生成，可以得到疏松的轻质氧化镁，pH过大，沉淀为Mg(OH)2，不能分解产生CO2，不能得到疏松的轻质； （5）由题中信息可知，pH=8时，产生的沉淀为，调节到pH=4，磷元素存在形式为，磷酸不是强酸，不能拆，离子方程式为：； （6）溶液中存在铵根离子和硫酸根离子，结晶后X为(NH4)2SO4； （7）“焙烧”中，Mn3O4和MnO2最终生成MnSO4·H2O，元素化合价降低，发生了还原反应。 【巩固训练】 1．某同学用溶液滴定25.00mL含溶液的滴定曲线如图所示。已知常温时，，，，是一种橙红色沉淀。下列有关说法不正确的是 A．该滴定过程可用溶液作指示剂 B．相同实验条件下，若改为溶液，反应终点c移到a C．相同实验条件下，若改为，反应终点c向b方向移动 D．曲线上任意点的溶液满足关系式，且 【答案】D 【详解】A．，，AgCl的溶解度为=≈1.34×10-5mol/L，Ag2CrO4的溶解度为==mol/L≈1.71×10-4mol/L，即Ag2CrO4溶解度较大，且Ag2CrO4砖红色沉淀，实验现象明显，所以可选Na2CrO4作为滴定Cl-的指示剂，故A正确； B．反应为NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3，c点为滴定终点，消耗AgNO3溶液的体积为25mL，则c(NaCl)=0.100mol/L，相同实验条件下改为0.0600mol•L-1Cl-溶液，消耗AgNO3溶液的体积为15mL，达到达到终点时为AgCl饱和溶液，c(Ag+)和c(Cl-)不变，即反应终点c移到a，故B正确； C．c(Br-)=c(Cl-)时达到终点消耗AgNO3溶液的体积仍为25mL，但Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)，则AgBr饱和溶液中c(Br-)＜c(Cl-)，-lgc(Br-)＞-lgc(Cl-)，即反应终点c向b方向移动，故C正确； D．曲线上任意点的溶液中均存在Ksp(AgCl)=c(Ag+)•c(Cl-)，只有AgCl饱和溶液中存在c(Cl-)=c(Ag+)，即只有c点满足c(Ag+)=c(Cl-)，其它点均存在c(Cl-)≠c(Ag+)，故D错误； 故选：D。 2．室温下，通过下列实验探究H2SO3溶液的性质。 实验1：测定0.40mol·L-1新制H2SO3溶液，其pH约为1 实验2：将等体积浓度均为0.40mol·L-1BaCl2溶液与新制H2SO3溶液混合，出现 白色浑浊 实验3：向上述实验2后得到的混合物中滴加过量的H2O2溶液，充分振荡后出现白 色沉淀 已知：Ka1(H2SO3)=1.5×10-2，Ka2(H2SO3)=1.0×10-7，Ksp(BaSO3)=5.0×10-10, Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 下列说法正确的是 A．0.40mol·L-1H2SO3溶液中存在c(H+)＜c()+c() B．将0.40mol·L-1H2SO3溶液稀释到0.20mol·L-1，c()快速增大 C．实验2中充分反应后静置，上层清液中有：c(Ba2+)·c()＜Ksp(BaSO3) D．实验3中发生的主要反应为Ba2++H2SO3+H2O2=BaSO4↓+2H++H2O 【答案】D 【详解】A．由电荷守恒可得c(H⁺)=c()+2c()+c(OH⁻)，故c(H⁺)＞c()+c()，A错误； B．由第一步电离平衡表达式H2SO3H⁺+可知c(H⁺)≈c()，，温度不变，Ka2不变，因此稀释时亚硫酸根浓度基本不变，B错误； C．实验2中生成的白色浑浊为BaSO3沉淀，静置后上层清液为BaSO3饱和溶液，因此c(Ba2+)·c()=Ksp(BaSO3)，C错误； D．H2O2将H2SO3氧化为H2SO4，生成BaSO4沉淀，离子方程式为Ba2++ H2SO3+ H2O2=BaSO4↓+2H++H2O，D正确； 3．常温下Ag2S与CuS在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，Mx+指Ag+或Cu2+。下列说法正确的是 A．d点所在直线表示-lgc(Cu2+)与-lgc(S2-)的关系式 B．CuS(s)可近似完全转化为Ag2S(s) C．b点分散系中含有Ag2S和CuS固体混合物 D．Ksp(Ag2S)的数量级为10-49 【答案】B 【详解】A．由分析，a点曲线为CuS在水中的沉淀溶解平衡曲线、d点曲线为Ag2S在水中的沉淀溶解平衡曲线，A错误；    B．由点a坐标(5,30.2)可知，30.2=-5-lgKsp(CuS)，则Ksp(CuS)=10-35.2，同理，由d点可知，Ksp(Ag2S)=10-49.2，，K=，CuS(s)可近似完全转化为Ag2S(s)，B正确；   C．由图，b点在a曲线下、d曲线上，则分散系含Ag2S固体，但不含CuS固体，C错误； D．由B分析，Ksp(Ag2S)的数量级为10-50，D错误； 故选B。 4．用钴渣(主要成分为CoO，含有Fe3O4、Al2O3、PbO、CaO等)制备CoCO3的工艺流程如图所示。已知：常温下，，。 下列叙述错误的是 A．滤渣1的主要成分有PbSO4、CaSO4 B．向浸出液中通入足量CO2，有白色沉淀生成 C．该工艺条件下，可推知氧化性： D．若沉钙后的溶液中，，则此时溶液的pH约为6 【答案】C 【详解】A．由分析可知，“酸浸”所得“滤渣1”的成分有，A正确； B．“浸出液”中含有，通入足量，发生，有白色沉淀生成，B正确； C．“除铁”时加入，氧化而不氧化，说明还原性：、氧化性：，则氧化性顺序是：，C错误； D．若“沉钙”后溶液中，由，求出，再根据求出，从而得出pH为6，D正确； 故选C。 5．25℃，饱和溶液中；；；。。下列描述不正确的是 A． B．向溶液中滴入几滴紫色石蕊(pH变色范围：5.0~8.0)试液，溶液呈紫色 C．溶液中： D．向悬浊液中加入足量，不变 【答案】D 【详解】A．饱和溶液中，，A正确； B．的，，pH=7.92，溶液呈紫色，B正确； C．溶液中：，故，C正确； D．，CaC2O4饱和溶液中c(Ca2+)小于CaSO4饱和溶液中c(Ca2+)，向悬浊液中加入足量，增大，D错误； 故选D。 6．用酸性含锰废水(含少量、、、)制备的过程如下： 下列说法正确的是 A．该酸性含锰废水中可能还含 B．“铁、铝废渣”的主要成分为、和 C．“除铜”所得滤液中存在 D．溶液中添加氨水可以减少反应中的逸出 【答案】D 【详解】A．酸性溶液中含具有强氧化性，会被氧化成，该酸性含锰废水中不可能含，A错误； B．根据分析，“铁、铝废渣”的主要成分为和，B错误； C．“除铜”所得滤液是CuS饱和溶液，存在，C错误； D．沉锰时，Mn2+与反应生成MnCO3沉淀时会产生CO2，溶液中添加氨水可以减少反应中的逸出，D正确； 故选D。 7．25℃时，，  。向溶液中滴加氨水，生成蓝色沉淀，继续滴加氨水至沉淀完全溶解，得到深蓝色溶液。下列说法错误的是 A．将浓氨水稀释至，不断变小 B．沉淀完全时， C．   D．对于转化为有促进作用 【答案】B 【详解】A．浓氨水中存在平衡：，将浓氨水稀释至，和均减小，由于氨水的浓度降低，对水的电离抑制程度减小，减小的程度小于，不断变小，A正确； B．沉淀完全时，溶液中=，c(H+)=，，B错误； C．的平衡常数，的平衡常数，C正确； D．增大的浓度，平衡逆向移动，溶液中的浓度增大，促进正向移动，对于转化为有促进作用，D正确； 故选B。 8．钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。 该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ Mn2+ 开始沉淀pH 1.9 7.0 3.0 8.1 完全沉淀pH 3.2 9.0 4.7 10.1 回答下列问题： (1)“酸浸氧化”中，VO+和VO2+被氧化成，同时还有 离子被氧化。写出VO+转化为反应的离子方程式 。 (2)“调pH”中有沉淀生产，生成沉淀反应的化学方程式是 。 【答案】(1) Fe2+ VO++MnO2+2H+=+Mn2++H2O (2)NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]+HCl= NaCl+Al(OH)3↓+H2O 【详解】（1）“酸浸氧化”中，钒矿粉中的Fe3O4与硫酸反应生成FeSO4、Fe2(SO4)3和水，MnO2具有氧化性，Fe2+具有还原性，则VO+和VO2+被氧化成的同时还有Fe2+被氧化，反应的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；VO+转化为时，钒元素的化合价由+3价升至+5价，1molVO+失去2mol电子，MnO2被还原为Mn2+，Mn元素的化合价由+4价降至+2价，1molMnO2得到2mol电子，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，VO+转化为反应的离子方程式为VO++MnO2+2H+=+Mn2++H2O，故答案为：Fe2+，VO++MnO2+2H+=+Mn2++H2O； （2）“调pH”中有沉淀生成，是NaAlO2与HCl反应生成Al(OH)3沉淀，生成沉淀反应的化学方程式是NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]+HCl= NaCl+Al(OH)3↓+H2O，故答案为：NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]+HCl= NaCl+Al(OH)3↓+H2O。 9．某工厂采用辉铋矿(主要成分为，含有、杂质)与软锰矿(主要成分为)联合焙烧法制各和，工艺流程如下： 已知：①焙烧时过量的分解为，转变为； ②金属活动性：； ③相关金属离子形成氢氧化物的范围如下： 开始沉淀 完全沉淀 6.5 8.3 1.6 2.8 8.1 10.1 回答下列问题： (1)在空气中单独焙烧生成，反应的化学方程式为 。 (2)生成气体A的离子方程式为 。 【答案】(1) (2) 【小题1】在空气中单独焙烧生成和二氧化硫，反应的化学方程式为。 【小题2】A为氯气，生成气体A的离子方程式为。 10．某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)： 溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 Ni2+ Al3+ Fe3+ Fe2+ 开始沉淀时(c=0.01 mol·L−1)的pH 沉淀完全时(c=1.0×10−5 mol·L−1)的pH 7.2 8.7 3.7 4.7 2.2 3.2 7.5 9.0 回答下列问题： (1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是 。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式 。 (2)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式 。 【答案】(1) 除去油脂、溶解铝及其氧化物 +H+=Al(OH)3↓+H2O (2)2Ni2++ClOˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H2O 【详解】（1）根据分析可知，向废镍催化剂中加入NaOH溶液进行碱浸，可除去油脂，并将Al及其氧化物溶解，滤液①中含有Na[Al(OH)4]，加入稀硫酸可发生反应+H+=Al(OH)3↓+H2O； （2）由题干信息，硫酸镍在强碱中被NaClO氧化得到NiOOH沉淀，即反应中Ni2+被氧化为NiOOH沉淀，ClOˉ被还原为Clˉ，则根据氧化还原得失电子守恒可得离子方程式为2Ni2++ClOˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H2O。 【强化训练】 11．环境保护工程师研究利用和处理水样中的。已知25℃时，饱和溶液浓度约为，。当离子浓度小于时，认为该离子沉淀完全。下列说法错误的是 A．溶液中： B．溶液中： C．25℃时，的平衡常数为 D．向溶液通入气体直至饱和，溶液中有沉淀生成(计算时可忽略二级电离，) 【答案】A 【详解】A．溶液中，水解使溶液呈碱性，其水解常数为，根据硫元素守恒可知，所以，则，A错误； B．溶液中只有5种离子，分别是，溶液是电中性的，存在电荷守恒，，物料守恒：，两式相减可得，B正确； C．25℃时，的平衡常数为，C正确； D．向溶液通入气体直至饱和，忽略二级电离，，，离子积，故FeS沉淀生成，D正确； 故选D。 12．常温下，通过下列实验探究和的性质。已知：，，；反应平衡常数时可认为反应能完全进行。 实验1：测得某溶液的。 实验2：向溶液中通入HCl气体至（忽略溶液体积变化及挥发）。 实验3：向硫酸铜溶液中通入气体至饱和。 实验4：向溶液中通入二氧化硫，至上层溶液不再变浑浊。 下列说法正确的是 A．实验1溶液中： B．实验2所得溶液中： C．实验3所得上层清液中： D．实验4中反应的离子方程式为： 【答案】B 【详解】A．由电离常数可知，Ka1(H2S) Ka2(H2S)= ×==1.0×10—7×1.0×10—13=1.0×10—20，则pH为10的溶液中==1，则溶液中：，A错误； B．实验2中，由电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)=c(HS—)+2c(S2—)+c(OH—)+c(Cl—)及物料守恒关系c(HS—)+c(S2—)+c(H2S)=0.1mol/L，电荷守恒和物料守恒联立推导得出：c(Cl—)+c(S2—)－c(H2S)=0.1mol/L，与选项B一致，B正确； C．实验3中，Cu2+与H2S反应生成CuS沉淀，的平衡常数远大于，反应完全，残留，而，故：，C错误； D．实验4的反应中，SO2应被还原为S而非，正确反应式为，D错误； 故选B。 13．常温下，向H3PO4溶液中加入氨水，H3PO4体系中含磷粒子的物质的量分数与pH的关系如图1所示，其中交点M、N、Q的横坐标分别为2.1、7.2、12.4。若改为向含Fe3+和H3PO4的酸性混合溶液中加入氨水调节溶液pH，会有沉淀生成。pH对沉淀中Fe和P的物质的量之比 [n(Fe) ： n(P)]的影响如图2所示，其中pH = 2.0时，沉淀以FePO4为主。下列说法错误的是 A．N点满足：3c(PO) + 3c(H2PO) + c(OH—) = c(NH) + c(H+) B．反应H2PO+ PO2HPO的平衡常数为10-5.2 C．R点的沉淀中一定存在酸式盐沉淀 D．若向pH = 2.1的浊液中加氨水至P点，沉淀转化的主要化学方程式为：FePO4 + NH3H2O + 2H2O = Fe(OH)3 + NH4H2PO4 【答案】B 【详解】A．N点溶液存在电荷守恒：，N点溶液中c()=c()，，A正确； B．反应的平衡常数为K===，B错误； C．其中时，沉淀以为主，=1:1，R点时<1:1，一定存在酸式盐沉淀，C正确； D．若向的浊液沉淀成分主要为FePO4，加氨水至P点时，大约为1.5:1，有Fe(OH)3沉淀生成，沉淀转化的主要化学方程式为：，D正确； 故选B。 14．常温下，向溶液中分别滴加、、溶液，所得溶液中［，其中表示］与的关系如下图。下列说法错误的是 A．曲线表示与的关系 B．的数量级为 C．反应的平衡常数 D．向浓度均为的NaX和的混合溶液中滴加溶液，先沉淀 【答案】C 【详解】A．由曲线的斜率与Y3-的曲线对比可知，曲线L1表示pZ3-与pAg的关系，故A正确； B．由图可知，Ksp(AgX)= 10-11.99，的数量级为10-12，故B正确； C．反应的平衡常数K==105.94，故C错误； D．向含等浓度的NaX和Na3Z的混合溶液中滴加AgNO3溶液，AgX所需银离子浓度最小，所以先沉淀，故D正确； 故答案为C。 15．向溶液中滴加NaCl溶液发生反应和；与的关系如图所示（其中M代表或）。下列说法不正确的是 A．时，溶液中 B．时，溶液中 C．反应的平衡常数 D．用滴定NaCl溶液测定浓度时，当浓度降至时，溶液中的浓度为 【答案】D 【详解】A．当溶液中时，=，根据物料守恒：，即，说明，A正确； B．根据分析，溶液中未参与其余反应过程，浓度最大，由图象可知，B正确； C．，平衡常数：，将交点数值代入，得，C正确； D．取两线交点，当时，，则，，当Cl-浓度降至时，溶液中的Ag+浓度为，D错误； 故选D。 16．室温下，向均为的混合溶液中持续通入气体，始终保持饱和(的物质的量浓度为)，通过调节使分别沉淀，溶液中与的关系如图所示。其中，c表示和的物质的量浓度的数值，。下列说法错误的是 A．②代表与的关系曲线 B．溶解度： C．逐渐增大时，优先析出的沉淀是 D．的平衡常数 【答案】D 【详解】A．由分析知，②代表−lgc(OH−)与pH的关系曲线，A不符合题意； B．根据分析曲线④代表Al3+，曲线②与曲线④的交点坐标(5.8，8.2)，可知此时pH=5.8，则c(OH-)= c(Al3+)=10-8.2mol/L，，氢氧化铝的饱和溶液中铝离子浓度为mol/L，，饱和氢氧化锌溶液中锌离子浓度为mol/L，则溶解度：Al(OH)3 <Zn(OH)2，B不符合题意； C．根据①和③交点(5.6，10.8)可知，， 硫化锌的饱和溶液中锌离子浓度为10-10.8mol/L，，饱和氢氧化锌溶液中锌离子浓度为mol/L，则ZnS更容易生成，则随pH逐渐增大时，溶液中优先析出的沉淀为，C不符合题意； D．可利用坐标(5.6,10.8)来计算，则，的平衡常数，D符合题意； 故选D。 17．25℃时，，下列说法正确的是 A．AgCl悬浊液中一定存在： B．Na2S溶液中： C．0.01mol/L的Na2S溶液中： D．的平衡常数数量级为 【答案】D 【详解】A．AgCl悬浊液中，Ag+可水解生成AgOH，导致c(Ag+)≠c(Cl−)，故A错误； B．Na2S溶液中的物料守恒应为c(Na+)=2[c(S2−)+c(HS−)+c(H2S)]，故B错误； C．0.01mol/L的Na2S溶液中，，由原子守恒可知，则， 0.01mol/L Na2S溶液中c(OH−)＞c(S2−)，故C错误； D．平衡常数，数量级为109，故D正确； 答案选D。 18．碳酸锶()常用于制造彩电阴极射线管、电磁铁、锶铁氧体、烟火、荧光玻璃、信号弹等，也是生产其他锶盐的原料。一种由工业碳酸锶(含少量、、、等)制备高纯碳酸锶的工艺流程如下： 已知：I．为两性氢氧化物； II．常温下，各物质的溶度积常数如下表所示。 化合物 近似值 回答下列问题： (1)气体A的化学式为 ； (2)酸溶时为了加快酸溶速率，可适当升高温度，但升温度又不能过高的原因是 。 (3)“系列操作”是煮沸并趁热过滤、 。 (4)用氨水和NaOH分步调节pH，而不是直接调节溶液的pH≈13的原因为 (用化学方程式回答)。 (5)“调pH≈13”后，需对溶液进行煮沸并趁热过滤出“滤渣2”，“滤渣2”的主要成分为 (填化学式)；要煮沸并趁热过滤的目的是 。 (6)“还原”时含Cr微粒发生反应的离子方程式为 。 (7)“碳化”时，实际所用的量为理论用量的111%，若要提纯1t含量为98%的工业碳酸锶，流程中的损失不计，“碳化”步骤中应加入 t(保留到小数点后两位)。 【答案】(1)CO2 (2)防止硝酸受热分解 (3)洗涤烘干 (4)Cr(OH)3＋NaOH=NaCrO2＋2H2O (5) Mg(OH)2、Ca(OH)2 有利于除尽溶液中的 (6) (7)1.16 【详解】（1）碳酸锶和硝酸反应生成硝酸锶、水和二氧化碳，气体A为。 （2）酸溶时，温度不能过高，原因是防止硝酸受热分解，降低酸的浓度，降低反应速率。 （3）“系列操作”是煮沸并趁热过滤、洗涤烘干，洗涤可以除去固体表面附着的离子，烘干可以蒸发掉水，同时也可以除去易分解的固体杂质。 （4）为两性氢氧化物，如果碱性过大，会使其溶解，导致铬的去除率降低，反应的方程式为：。 （5）加调pH≈13使、沉淀，滤渣2的主要成分为、；煮沸并趁热过滤的原因是的溶解度随着温度的升高而降低，煮沸并趁热过滤有利于除尽溶液中的。 （6）溶液进行酸化、加草酸进行还原，被还原为，还原时含微粒发生反应的离子方程式为：。 （7）“碳化”时，发生的离子反应方程式为：，可得关系式：，则需要的质量为：。 19．以钴锰废渣（含LiCoO2，MnCO3，炭黑和CaCO3、Fe等）为原料制备 Co3O4。 (1)“酸浸、还原”。向钴锰废渣中加入稀H2SO4和H2O2，充分反应后，过滤。 ①在加料完成后，提高浸取效率的措施有 写2点)。 ②过滤后，滤渣的主要成分为 。 (2)“除杂”。在搅拌下，向“酸浸、还原”后得到的滤液中加入MnCO3调节溶液的pH＝4，除去溶液中的Fe3+，过滤。向得到的滤液中加入MnF2固体除去溶液中的Ca2+。 ①加入MnCO3除去溶液中Fe3+的离子方程式为 。 ②滤液中加入MnF2固体发生的反应为MnF2＋Ca2+⇌CaF2＋Mn2+。已知：K＞105认为反应进行完全；Ksp(MnF2)=1.2×10-3，Ksp(CaF2)=1.6×10-10。结合计算解释MnF2能除去Ca2+的原因： 。 (3)“萃取和反萃取”。向除杂后得到的滤液中加入有机萃取剂(用HA表示)萃取金属离子，原理为Co2+＋2HA(有机层)⇌CoA2(有机层)＋2H+ (水层)，充分反应后，分离出有机层。向有机层中加入稀硫酸，进行反萃取得到富含Co2+的溶液。 ①“萃取”时，随着pH的升高，Co2+在有机萃取剂中萃取率增大，其原因是 。 ②“反萃取”时，为使Co2+尽可能多地转移到水层，应选择的实验条件或采取的实验操作有 。 (4)“制备”。已知：CoC2O4从水溶液中析出的主要成分为CoC2O4·2H2O，其在空气中受热的质量变化曲线如图所示。请补充由上述反萃取后得到的富含Co2+的溶液制备Co3O4的实验方案：取富含Co2+的溶液， ，得到Co3O4。(须使用的试剂：0.1mol·L−1Na2C2O4溶液、盐酸、BaCl2溶液)。 【答案】(1) 适当搅拌，适当升高温度 CaSO4、炭黑 (2) 3MnCO3＋2Fe3＋＋3H2O=2Fe(OH)3＋3Mn2＋＋3CO2↑ 此反应K＝＝＝7.5×106＞105，反应进行完全，因此可将Ca2＋完全除尽 (3) 随pH增大，溶液中c(H＋)减小，平衡往正向移动，MAn(有机层)浓度增大，萃取率增大 适当提高稀硫酸的浓度或充分振荡分液漏斗或用萃取剂分多次萃取 (4)边搅拌向其中加入0.1mol·L−1 Na2C2O4溶液，直至向上层清液中滴加Na2C2O4溶液不产生沉淀，停止滴加。过滤，洗涤滤渣至取最后一次洗涤滤液滴加盐酸和BaCl2溶液不再生成沉淀。将滤渣置于空气中加热到300℃以上，充分反应至固体质量不再改变 【详解】（1）升高温度可以加快反应速率，搅拌可使反应物充分接触，加快反应速率，故提高浸取效率的措施有：适当搅拌，适当升高温度。 根据分析可知，过滤后，滤渣的主要成分为炭黑和。故答案为：适当搅拌，适当升高温度；、炭黑； （2）在pH＝4形成沉淀，中的与结合生成和，则加入MnCO3除去溶液中Fe3+的离子方程式为：3MnCO3＋2Fe3＋＋3H2O=2Fe(OH)3＋3Mn2＋＋3CO2↑。 MnF2＋Ca2+⇌CaF2＋Mn2+，，反应进行完全，因此可除去。故答案为：3MnCO3＋2Fe3＋＋3H2O=2Fe(OH)3＋3Mn2＋＋3CO2↑；此反应，反应进行完全，因此可将完全除尽。 （3）根据反应：Co2+＋2HA(有机层)⇌CoA2(有机层)＋2H+ (水层)，随着pH的升高，浓度减小，平衡正向移动，促进进入有机层，从而提高萃取率。“反萃取”时，为使Co2+尽可能多地转移到水层，应选择的实验条件或采取的实验操作有：适当加入高浓度硫酸，使浓度增大，平衡逆向移动，释放进入水层，或者充分振荡，加快传质过程，提高反萃取率，或者多次萃取。故答案为：随pH增大，溶液中c(H＋)减小，平衡往正向移动，MAn(有机层)浓度增大，萃取率增大；适当提高稀硫酸的浓度或充分振荡分液漏斗或用萃取剂分多次萃取； （4）根据图示可知，的质量为18.3g，物质的量为0.1mol，则Co元素的质量为5.9g，C点钴氧化物的质量为8.03g，由质量守恒可知C点O元素的质量为，则C点，故C点为。B点对应质量为14.7g，与起始相比减少了3.6g，恰好为结晶水的质量，则B点对应物质为。故要得到，需在300℃以上煅烧。故取富含Co2+的溶液，加入过量0.1mol·L−1Na2C2O4溶液，充分反应生成沉淀，过滤并洗涤沉淀，取最后一次洗涤滤液滴加盐酸和BaCl2溶液不再生成沉淀，则洗涤干净。将沉淀在300℃以上煅烧，充分反应至质量不变得。故答案为：边搅拌向其中加入0.1mol·L−1 Na2C2O4溶液，直至向上层清液中滴加Na2C2O4溶液不产生沉淀，停止滴加。过滤，洗涤滤渣至取最后一次洗涤滤液滴加盐酸和BaCl2溶液不再生成沉淀。将滤渣置于空气中加热到300℃以上，充分反应至固体质量不再改变。 20．电动汽车电池正极废料含铝箔和Li、Ni、Co、Mn等的氧化物。一种回收路线如下： 已知： Ⅰ．萃取时反应：（水相）（有机相）（有机相）（水相），（为萃取反应的平衡常数，代表或）。 Ⅱ．该工艺下，；饱和的浓度约为。 (1)Mn在元素周期表中的位置 。 (2)“碱浸”时，为加快反应速率，可采用的操作为 。（写出一个） (3)“酸浸”时，被还原为，反应的离子方程式为 。 (4)“沉锰”时，发生反应，理论上消耗的为 mol。 (5)“镍钴分离”时，和的浓度相近，通过调控pH，可将依次从有机溶剂RH中分离出来，可知 （填“>”“<”或“=”）。 (6)该工艺中能循环利用的物质有 （填化学式）。 (7)通过计算说明“沉锂”时是否可以沉淀完全 。 【答案】(1)第四周期第ⅦB族 (2)搅拌、粉碎正极材料、适当增大氢氧化钠溶液的浓度等(任写一个) (3) (4)1 (5)< (6)RH、、NaOH (7)完全沉淀时，可视为，所需，远大于饱和碳酸钠溶液的浓度，故不能沉淀完全 【详解】（1）Mn为25号元素，它在元素周期表中的位置为第四周期第ⅦB族。 （2）“碱浸”时，为加快反应速率，可采用的操作有充分搅拌、粉碎正极材料、适当增大氢氧化钠溶液的浓度等(任写一个)。 （3）“酸浸”时，将还原为，而自身被氧化为，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得到反应的离子方程式：。 （4）“沉锰”时，将氧化为，而自身被还原为，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得到反应的离子方程式：，则当发生反应时，理论上消耗的为1mol。 （5）“镍钴分离”时，根据萃取时的反应知，平衡常数小的先从有机溶剂RH中分离出来，和的浓度相近，通过调控pH，可将依次从有机溶剂RH中分离出来，可知<。 （6）根据分析和流程图可知，能循环利用的物质有RH、、NaOH。 （7）完全沉淀时，可视为，所需，远大于饱和碳酸钠溶液的浓度(约)，故沉锂时不能沉淀完全。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第05讲 溶度积的计算与应用 1、 掌握溶度积常数的计算类型. 2、学会溶度积常数常见的应用. 一、溶度积常数 1．概念：以AmBn(s)mAn＋＋nBm－为例，Ksp＝___________。在一定温度下，Ksp是一个常数，称为溶度积常数，简称___________。 例如：AgCl(s)Ag＋＋Cl－ Ksp(AgCl)＝___________。 Fe(OH)3(s)Fe3＋＋3OH－ Ksp[Fe(OH)3]＝___________。 2．影响因素：只与___________、物质本身有关，在一定温度下，某物质的Ksp为一常数。 3．意义：难溶电解质Ksp的大小反映物质在水中溶解能力。对于同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr、AgI)Ksp越小，在水中溶解能力越___________。 二、关于Ksp的计算类型 (1)已知溶度积，求饱和溶液中某种离子的浓度。 如Ksp(AgCl)＝a，则饱和AgCl溶液中，c(Ag＋)＝___________。 (2)已知溶度积和溶液中某种参与沉淀溶解平衡的离子浓度，求达到沉淀溶解平衡后另一种参与沉淀溶解平衡的离子浓度。 如某温度下Ksp(AgCl)＝a，在0.1 mol•L－1 NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝___________。 (3)计算沉淀转化反应的平衡常数， 如对于反应Cu2＋＋ZnS(s)CuS(s)＋Zn2＋，Ksp(ZnS)＝c(Zn2＋)•c(S2－)，Ksp(CuS)＝c(Cu2＋)•c(S2－)，该反应的平衡常数K＝＝___________。 (4)利用Ksp和Kw的关系计算溶液的pH ①沉淀开始时pH的计算 已知25 ℃时，Ksp[Cu(OH)2]＝2×10－20，计算向2 mol/L CuSO4溶液中加入NaOH调节溶液pH是多少时才开始生成Cu(OH)2沉淀。 提示：______________________________________________________________________________________ ②沉淀完全时pH的计算 已知25 ℃时，Ksp[Zn(OH)2]＝1.0×10－17，计算向0.1 mol/L ZnCl2溶液中加入NaOH调节溶液pH是多少时，溶液中Zn2＋沉淀完全。 提示：当溶液中c(Zn2＋)≤10－5 mol/L时，可视为Zn2＋沉淀完全。 ________________________________________________________________________________________ 三、溶度积Ksp常见的应用 (1)比较难溶电解质在水中的溶解能力 (2)判断沉淀生成的顺序 对于同类型且含有相同离子的沉淀，溶度积越小，沉淀越先生成。 例如向物质的量浓度相等的NaCl和NaI的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液，先生成___________，后生成___________。这是因为沉淀I－所需的c(Ag＋)比沉淀Cl－所需的c(Ag＋)小。 (3)判断沉淀生成的条件 生成沉淀的条件是满足Qc>Ksp，由此可以计算出使离子沉淀完全的条件。通常认为当溶液中的离子浓度小于等于10－5 mol•L－1时，该离子已沉淀完全。 以Fe(OH)3为例，可计算Fe3＋完全沉淀所需控制的pH：____________________________________________，故Fe3＋在pH＝___________时沉淀完全。 同理可计算Cu2＋、Mg2＋、Fe2＋等金属离子沉淀完全时溶液的pH。 题型01 沉淀溶解平衡中溶解度的计算 【典例】硫的含氧酸根有很多，如、、、、等，其中可看作是中的一个原子被原子取代后的产物；内部含过氧键；焦亚硫酸钠()在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛，通常由过饱和溶液经结晶脱水制得。 常温下，将等体积、浓度均为的溶液与新制溶液混合，出现白色浑浊；再滴加过量的溶液，振荡，出现白色沉淀。已知：常温下，的，，，。下列说法正确的是 A．溶液中存在 B．常温下，的溶液中， C．白色浑浊与白色沉淀均为 D．常温下，反应 【变式】银是一种贵金属，可制合金、焊药、电子设备等。从铅银渣(含等金属元素)中提取银的流程如图。 下列说法错误的是 A．“酸浸”后浸出液中的金属阳离子为 B．“络合浸出”时，发生的离子反应为 C．“络合浸出”时，若过小会降低银的浸出率 D．“滤液”经处理后可返回“络合浸出”工序循环利用 题型02 沉淀溶解平衡中沉淀转化的计算 【典例】溶液可以处理锅炉水垢中的，使其转化为疏松、易溶于酸的。某兴趣小组模拟上述过程： ①将溶液和溶液等体积混合得浊液a ②向滴有酚酞的溶液中加等体积的浊液a，溶液红色变浅 ③将①中浊液a过滤所得白色沉淀b，浸泡在滴有酚酞的溶液中，一段时间后溶液红色变浅 已知：    下列说法中不正确的是 A．浊液a中硫酸根离子的浓度为 B．②中溶液红色变浅可证明有转化为 C．③中溶液红色变浅可证明有转化为 D．向白色沉淀b中加入的溶液，沉淀几乎全部转化 【变式】用精炼铜漂浮阳极泥(主要成分为BiAsO4、SbAsO4，含有少量Ag、Au)制备Bi2O3的工艺流程如下： 已知：①“转化”分两步进行，其第一步BiOCl转化为Bi(OH)3。 ②常温下，    。 下列说法错误的是 A．“滤渣1”的主要成分是Ag、Au，含砷废水主要成分是Na3AsO4 B．“水解”分离Sb和Bi的原理是的水解pH低于水解的pH C．“转化”的总反应方程式为： D．当BiOCl恰好完全转化成Bi(OH)3时，溶液，此时溶液pH=12 题型03 沉淀溶解平衡中外加溶液稀释后的计算 【典例】室温下，根据下列实验过程及现象，能验证相应实验结论的是 选项 实验过程及现象 实验结论 A 向等浓度的和混合溶液中逐滴加入溶液，先出现白色沉淀，最终呈现砖红色沉淀 B 取溶液于试管中，加入溶液，充分混合后滴入几滴溶液，溶液变成红色 与溶液发生反应且有一定限度 C 向溶液中滴加几滴酸性溶液，溶液紫色褪去 具有还原性 D 用计测量浓度均为溶液、溶液，后者溶液大于前者 结合的能力比的弱 A．A B．B C．C D．D 【变式】室温下，已知，。通过下列实验探究、的性质。 实验1：用pH计测得溶液的。 实验2：向溶液中滴加等体积溶液，溶液变浑浊。 实验3：向溶液中滴加少量溶液，无明显现象。 实验4：向溶液中通入一定量，测得溶液。 下列说法正确的是 A．实验1溶液中： B．实验2可得到 C．实验3反应后的溶液中存在： D．实验4所得的溶液中： 题型04 沉淀溶解平衡的除杂与提纯 【典例】CuCl难溶于水，在空气中易被氧化。工业上以废铜泥[含CuS、、、Fe等]为原料制备CuCl的流程如图： 下列说法不正确的是 A．“灼烧”不充分会降低CuCl的产率 B．“除杂”步骤中，氢氧化钠溶液不能换作CuO C．“还原”时发生的反应为 D．“还原”后获得产品的操作步骤是过滤、洗涤、真空干燥 【变式】）一种综合回收电解锰工业废盐(主要成分为的硫酸盐)的工艺流程如下。 已知：①常温下，，； ②结构式为。 回答下列问题： (1)制备废盐溶液时，为加快废盐溶解，可采取的措施有 、 。(写出两种) (2)“沉锰I”中，写出形成的被氧化成的化学方程式 。当将要开始沉淀时，溶液中剩余浓度为 。 (3)“沉锰Ⅱ”中，过量的经加热水解去除，最终产物是和 (填化学式)。 (4)“沉镁I”中，当为8.0~10.2时，生成碱式碳酸镁，煅烧得到疏松的轻质。过大时，不能得到轻质的原因是 。 (5)“沉镁Ⅱ”中，加至时，沉淀完全；若加至时沉淀完全溶解，据图分析，写出沉淀溶解的离子方程式 。 (6)“结晶”中，产物X的化学式为 。 (7)“焙烧”中，元素发生了 (填“氧化”或“还原”)反应。 【巩固训练】 1．某同学用溶液滴定25.00mL含溶液的滴定曲线如图所示。已知常温时，，，，是一种橙红色沉淀。下列有关说法不正确的是 A．该滴定过程可用溶液作指示剂 B．相同实验条件下，若改为溶液，反应终点c移到a C．相同实验条件下，若改为，反应终点c向b方向移动 D．曲线上任意点的溶液满足关系式，且 2．室温下，通过下列实验探究H2SO3溶液的性质。 实验1：测定0.40mol·L-1新制H2SO3溶液，其pH约为1 实验2：将等体积浓度均为0.40mol·L-1BaCl2溶液与新制H2SO3溶液混合，出现 白色浑浊 实验3：向上述实验2后得到的混合物中滴加过量的H2O2溶液，充分振荡后出现白 色沉淀 已知：Ka1(H2SO3)=1.5×10-2，Ka2(H2SO3)=1.0×10-7，Ksp(BaSO3)=5.0×10-10, Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 下列说法正确的是 A．0.40mol·L-1H2SO3溶液中存在c(H+)＜c()+c() B．将0.40mol·L-1H2SO3溶液稀释到0.20mol·L-1，c()快速增大 C．实验2中充分反应后静置，上层清液中有：c(Ba2+)·c()＜Ksp(BaSO3) D．实验3中发生的主要反应为Ba2++H2SO3+H2O2=BaSO4↓+2H++H2O 3．常温下Ag2S与CuS在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，Mx+指Ag+或Cu2+。下列说法正确的是 A．d点所在直线表示-lgc(Cu2+)与-lgc(S2-)的关系式 B．CuS(s)可近似完全转化为Ag2S(s) C．b点分散系中含有Ag2S和CuS固体混合物 D．Ksp(Ag2S)的数量级为10-49 4．用钴渣(主要成分为CoO，含有Fe3O4、Al2O3、PbO、CaO等)制备CoCO3的工艺流程如图所示。已知：常温下，，。 下列叙述错误的是 A．滤渣1的主要成分有PbSO4、CaSO4 B．向浸出液中通入足量CO2，有白色沉淀生成 C．该工艺条件下，可推知氧化性： D．若沉钙后的溶液中，，则此时溶液的pH约为6 5．25℃，饱和溶液中；；；。。下列描述不正确的是 A． B．向溶液中滴入几滴紫色石蕊(pH变色范围：5.0~8.0)试液，溶液呈紫色 C．溶液中： D．向悬浊液中加入足量，不变 6．用酸性含锰废水(含少量、、、)制备的过程如下： 下列说法正确的是 A．该酸性含锰废水中可能还含 B．“铁、铝废渣”的主要成分为、和 C．“除铜”所得滤液中存在 D．溶液中添加氨水可以减少反应中的逸出 7．25℃时，，  。向溶液中滴加氨水，生成蓝色沉淀，继续滴加氨水至沉淀完全溶解，得到深蓝色溶液。下列说法错误的是 A．将浓氨水稀释至，不断变小 B．沉淀完全时， C．   D．对于转化为有促进作用 8．钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。 该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ Mn2+ 开始沉淀pH 1.9 7.0 3.0 8.1 完全沉淀pH 3.2 9.0 4.7 10.1 回答下列问题： (1)“酸浸氧化”中，VO+和VO2+被氧化成，同时还有 离子被氧化。写出VO+转化为反应的离子方程式 。 (2)“调pH”中有沉淀生产，生成沉淀反应的化学方程式是 。 9．某工厂采用辉铋矿(主要成分为，含有、杂质)与软锰矿(主要成分为)联合焙烧法制各和，工艺流程如下： 已知：①焙烧时过量的分解为，转变为； ②金属活动性：； ③相关金属离子形成氢氧化物的范围如下： 开始沉淀 完全沉淀 6.5 8.3 1.6 2.8 8.1 10.1 回答下列问题： (1)在空气中单独焙烧生成，反应的化学方程式为 。 (2)生成气体A的离子方程式为 。 10．某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)： 溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 Ni2+ Al3+ Fe3+ Fe2+ 开始沉淀时(c=0.01 mol·L−1)的pH 沉淀完全时(c=1.0×10−5 mol·L−1)的pH 7.2 8.7 3.7 4.7 2.2 3.2 7.5 9.0 回答下列问题： (1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是 。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式 。 (2)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式 。 【强化训练】 11．环境保护工程师研究利用和处理水样中的。已知25℃时，饱和溶液浓度约为，。当离子浓度小于时，认为该离子沉淀完全。下列说法错误的是 A．溶液中： B．溶液中： C．25℃时，的平衡常数为 D．向溶液通入气体直至饱和，溶液中有沉淀生成(计算时可忽略二级电离，) 12．常温下，通过下列实验探究和的性质。已知：，，；反应平衡常数时可认为反应能完全进行。 实验1：测得某溶液的。 实验2：向溶液中通入HCl气体至（忽略溶液体积变化及挥发）。 实验3：向硫酸铜溶液中通入气体至饱和。 实验4：向溶液中通入二氧化硫，至上层溶液不再变浑浊。 下列说法正确的是 A．实验1溶液中： B．实验2所得溶液中： C．实验3所得上层清液中： D．实验4中反应的离子方程式为： 13．常温下，向H3PO4溶液中加入氨水，H3PO4体系中含磷粒子的物质的量分数与pH的关系如图1所示，其中交点M、N、Q的横坐标分别为2.1、7.2、12.4。若改为向含Fe3+和H3PO4的酸性混合溶液中加入氨水调节溶液pH，会有沉淀生成。pH对沉淀中Fe和P的物质的量之比 [n(Fe) ： n(P)]的影响如图2所示，其中pH = 2.0时，沉淀以FePO4为主。下列说法错误的是 A．N点满足：3c(PO) + 3c(H2PO) + c(OH—) = c(NH) + c(H+) B．反应H2PO+ PO2HPO的平衡常数为10-5.2 C．R点的沉淀中一定存在酸式盐沉淀 D．若向pH = 2.1的浊液中加氨水至P点，沉淀转化的主要化学方程式为：FePO4 + NH3H2O + 2H2O = Fe(OH)3 + NH4H2PO4 14．常温下，向溶液中分别滴加、、溶液，所得溶液中［，其中表示］与的关系如下图。下列说法错误的是 A．曲线表示与的关系 B．的数量级为 C．反应的平衡常数 D．向浓度均为的NaX和的混合溶液中滴加溶液，先沉淀 15．向溶液中滴加NaCl溶液发生反应和；与的关系如图所示（其中M代表或）。下列说法不正确的是 A．时，溶液中 B．时，溶液中 C．反应的平衡常数 D．用滴定NaCl溶液测定浓度时，当浓度降至时，溶液中的浓度为 16．室温下，向均为的混合溶液中持续通入气体，始终保持饱和(的物质的量浓度为)，通过调节使分别沉淀，溶液中与的关系如图所示。其中，c表示和的物质的量浓度的数值，。下列说法错误的是 A．②代表与的关系曲线 B．溶解度： C．逐渐增大时，优先析出的沉淀是 D．的平衡常数 17．25℃时，，下列说法正确的是 A．AgCl悬浊液中一定存在： B．Na2S溶液中： C．0.01mol/L的Na2S溶液中： D．的平衡常数数量级为 18．碳酸锶()常用于制造彩电阴极射线管、电磁铁、锶铁氧体、烟火、荧光玻璃、信号弹等，也是生产其他锶盐的原料。一种由工业碳酸锶(含少量、、、等)制备高纯碳酸锶的工艺流程如下： 已知：I．为两性氢氧化物； II．常温下，各物质的溶度积常数如下表所示。 化合物 近似值 回答下列问题： (1)气体A的化学式为 ； (2)酸溶时为了加快酸溶速率，可适当升高温度，但升温度又不能过高的原因是 。 (3)“系列操作”是煮沸并趁热过滤、 。 (4)用氨水和NaOH分步调节pH，而不是直接调节溶液的pH≈13的原因为 (用化学方程式回答)。 (5)“调pH≈13”后，需对溶液进行煮沸并趁热过滤出“滤渣2”，“滤渣2”的主要成分为 (填化学式)；要煮沸并趁热过滤的目的是 。 (6)“还原”时含Cr微粒发生反应的离子方程式为 。 (7)“碳化”时，实际所用的量为理论用量的111%，若要提纯1t含量为98%的工业碳酸锶，流程中的损失不计，“碳化”步骤中应加入 t(保留到小数点后两位)。 19．以钴锰废渣（含LiCoO2，MnCO3，炭黑和CaCO3、Fe等）为原料制备 Co3O4。 (1)“酸浸、还原”。向钴锰废渣中加入稀H2SO4和H2O2，充分反应后，过滤。 ①在加料完成后，提高浸取效率的措施有 写2点)。 ②过滤后，滤渣的主要成分为 。 (2)“除杂”。在搅拌下，向“酸浸、还原”后得到的滤液中加入MnCO3调节溶液的pH＝4，除去溶液中的Fe3+，过滤。向得到的滤液中加入MnF2固体除去溶液中的Ca2+。 ①加入MnCO3除去溶液中Fe3+的离子方程式为 。 ②滤液中加入MnF2固体发生的反应为MnF2＋Ca2+⇌CaF2＋Mn2+。已知：K＞105认为反应进行完全；Ksp(MnF2)=1.2×10-3，Ksp(CaF2)=1.6×10-10。结合计算解释MnF2能除去Ca2+的原因： 。 (3)“萃取和反萃取”。向除杂后得到的滤液中加入有机萃取剂(用HA表示)萃取金属离子，原理为Co2+＋2HA(有机层)⇌CoA2(有机层)＋2H+ (水层)，充分反应后，分离出有机层。向有机层中加入稀硫酸，进行反萃取得到富含Co2+的溶液。 ①“萃取”时，随着pH的升高，Co2+在有机萃取剂中萃取率增大，其原因是 。 ②“反萃取”时，为使Co2+尽可能多地转移到水层，应选择的实验条件或采取的实验操作有 。 (4)“制备”。已知：CoC2O4从水溶液中析出的主要成分为CoC2O4·2H2O，其在空气中受热的质量变化曲线如图所示。请补充由上述反萃取后得到的富含Co2+的溶液制备Co3O4的实验方案：取富含Co2+的溶液， ，得到Co3O4。(须使用的试剂：0.1mol·L−1Na2C2O4溶液、盐酸、BaCl2溶液)。 20．电动汽车电池正极废料含铝箔和Li、Ni、Co、Mn等的氧化物。一种回收路线如下： 已知： Ⅰ．萃取时反应：（水相）（有机相）（有机相）（水相），（为萃取反应的平衡常数，代表或）。 Ⅱ．该工艺下，；饱和的浓度约为。 (1)Mn在元素周期表中的位置 。 (2)“碱浸”时，为加快反应速率，可采用的操作为 。（写出一个） (3)“酸浸”时，被还原为，反应的离子方程式为 。 (4)“沉锰”时，发生反应，理论上消耗的为 mol。 (5)“镍钴分离”时，和的浓度相近，通过调控pH，可将依次从有机溶剂RH中分离出来，可知 （填“>”“<”或“=”）。 (6)该工艺中能循环利用的物质有 （填化学式）。 (7)通过计算说明“沉锂”时是否可以沉淀完全 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$