第3节 沉淀溶解平衡 第2课时（同步讲义）化学鲁科版2019选择性必修1

第3章 物质在水溶液中的行为 第3节沉淀溶解平衡 第2课时 沉淀溶解平衡的应用 教学目标 1.了解沉淀的生成、溶解和转化在工、农业生产中的应用，能运用化学平衡理论分析沉淀的生成、溶解和转化。 2.学会从定量的角度分析沉淀的生成与转化的条件。 重点和难点 重点：沉淀的生成与转化的条件。 难点：认识沉淀溶解平衡在生产生活中的应用。 ◆知识点一 沉淀的生成 1.沉淀生成的应用 应用领域 无机物的制备和 、废水处理等 目的 利用生成沉淀 物质或 某些杂质离子 2.利用生成沉淀分离或除去某些离子的原则 (1)要使生成沉淀的反应能够发生。 (2)沉淀反应完成后，溶液中剩余离子的浓度能够尽量小。 3.沉淀生成的方法(以除去工业原料氯化铵中杂质氯化铁流程为例) 调pH步骤中发生反应的离子方程式：Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3N 4.化学沉淀法废水处理工艺流程图 即学即练 1.实验室里制备FeCO3的流程如图所示，下列叙述错误的是(　　) A.过滤需要使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒 B.沉淀过程的离子方程式为Fe2++2HC===FeCO3↓+CO2↑+H2O C.若沉淀时改用Na2CO3溶液，则产品中可能混有Fe(OH)3 D.将FeCO3在空气中灼烧可以制备FeO ◆知识点二 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平衡体系中的相应离子，使平衡向 的方向移动，就可以使沉淀溶解。 2.沉淀的溶解 (1)沉淀溶解的必要条件是溶液中离子积(Q)小于溶度积(Ksp)因此，降低溶液中的离子浓度，使离子积小于其溶度积，就可使沉淀溶解，即Q＜Ksp。 (2)沉淀溶解的方法 ①加入试剂，使溶液中离子生成 而溶解。如Mg(OH)2用盐酸溶液溶解。 ②加入氧化剂与溶液中的离子发生 反应而溶解，如CuS用稀HNO3溶解。 ③加入试剂，与溶液中的离子结合生成 而溶解，如AgCl用氨水溶解生成[Ag(NH3)2]＋。 即学即练 1.室温下，将0.1 mol·L-1AgNO3溶液和0.1 mol·L-1NaCl溶液等体积充分混合，一段时间后过滤，得滤液a和沉淀b。取等量的滤液a于两支试管中，分别滴加相同体积、浓度均为0.1 mol·L-1的Na2S溶液和Na2SO4溶液，前者出现浑浊，后者溶液仍澄清；再取少量的沉淀b，滴加几滴氨水，沉淀逐渐溶解。下列说法正确的是(　　) A.0.1 mol·L-1 Na2S溶液中存在：c(OH-)＝c(H+)+c(HS-)+c(H2S) B.过滤后所得清液中一定存在：c(Ag+)＝且c(Ag+)> C.沉淀b中滴加氨水发生反应的离子方程式：AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O D.从实验现象可以得出该温度下Ksp(Ag2S)>Ksp(Ag2SO4) ◆知识点三 沉淀的转化 1.沉淀转化的过程探究 (1)实验探究AgCl、AgI、Ag2S的转化 实验操作 实验现象 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 化学方程式 NaCl+AgNO3===AgCl↓+NaNO3 AgCl+KIAgI+KCl 2AgI+Na2SAg2S+2NaI 2.沉淀转化的实质与条件 (1)沉淀的转化是指由一种 转化为另一种 的过程，其实质是沉淀溶解平衡的移动。 (2)条件：一般来说，溶解度小的沉淀转化为 更小的沉淀容易实现，两者的溶解度相差越大，转化越容易。 (3)当两种沉淀的溶解度相差不太大时，也可通过提高转化试剂的浓度实现溶解度小的沉淀转化为溶解度较大的沉淀。 3.沉淀转化的规律 (1)一般来说，溶解度小的沉淀转化为 更小的沉淀容易实现。两者的溶解度差别越大，转化越容易。 (2)当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀所需要试剂离子浓度越小的越先沉淀。 (3)如果生成各种沉淀所需要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.沉淀先后顺序的判断 向溶液中加入沉淀剂，当有多种沉淀生成时，哪种沉淀的溶解度最小(当各种沉淀的Ksp 表达式相同时，Ksp 越小，沉淀的溶解度越小)，则最先生成该沉淀。 (1)向含等浓度Cl－、Br－、I－的混合液中加入AgNO3溶液，最先生成的沉淀是AgI。 (2)向含等浓度CO、OH－、S2－的混合液中加入CuSO4溶液，最先生成的沉淀是CuS。 (3)向Mg(HCO3)2溶液中加入适量NaOH溶液，生成的沉淀是Mg(OH)2而不是MgCO3，原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。 5.沉淀转化的应用 ①锅炉除水垢(含有CaSO4)：CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2＋(aq)。 ②矿物的转化：各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤变成CuSO4溶液，向深部渗透，遇到深层闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)，便慢慢地转变为铜蓝(CuS)。 即学即练 1.某小组研究沉淀之间的转化，实验设计如下： 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+(aq)+Cl-(aq) B.实验①和②说明Ag+(aq)与Cl-(aq)的反应是有限度的 C.实验③中颜色变化说明AgCl转化为AgI D.实验①和③可以证明AgI比AgCl更难溶 一、沉淀转化的应用 (1)锅炉除水垢(含有CaSO4)：CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2＋(aq)，反应为CaSO4(s)＋Na2CO3(aq)CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。 (2)自然界中矿物的转化：原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝(CuS)，反应为CuSO4＋ZnSCuS＋ZnSO4、CuSO4＋PbSCuS＋PbSO4。 (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＋(aq)HgS(s)＋Fe2＋(aq)。 (4)防治龋齿：食物、饮用水和牙膏中添加氟化物，氟离子会跟牙齿表面釉质层的主要成分——羟基磷灰石发生沉淀的转化生成氟磷灰石：Ca5(PO4)3OH(s)＋F－(aq)Ca5(PO4)3F(s)＋OH－(aq)，氟磷灰石的溶解度比羟基磷灰石的小，更能抵抗酸的侵蚀。 实践应用 1．化工生产中常用MnS作沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)，下列说法错误的是(　　) A．MnS的溶解度比CuS的溶解度大 B．该反应达平衡时c(Mn2＋)＝c(Cu2＋) C．向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2＋)变大 D．也可以用FeS作沉淀剂 2．已知25 ℃时，几种难溶电解质的溶度积如下表： 难溶电解质 CaCO3 CaSO4 MgCO3 Ksp 3.4×10－9 4.9×10－5 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100 mL 0.1 mol·L－1的CaCl2溶液中加入0.1 mol·L－1的Na2SO4溶液100 mL，立即有白色沉淀生成。 ②向①中加入3 g 固体Na2CO3，搅拌，静置后弃去上层清液。 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步发生反应的化学方程式：______________________________________。 (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：____________________________。 二、难溶电解质沉淀溶解平衡图像分析 1．沉淀溶解平衡Ksp曲线 (1)典型示例 (2)点的变化 ①a→c：曲线上变化，增大c(SO)； ②b→c：加入1×10－5 mol·L－1 Na2SO4溶液(加水不行)； ③d→c：加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化)； ④c→a：曲线上变化，增大c(Ba2＋)； ⑤曲线上方的点表示有沉淀生成；曲线下方的点表示不饱和溶液。 2.c(Mn＋)—pH图像 Fe(OH)3和Cu(OH)2的c—pH关系如图(温度一定)： 图中曲线为相应金属阳离子氢氧化物的沉淀溶解平衡曲线，可利用图像判断有关氢氧化物的Ksp的大小以及离子分离方法的选择。 3．pH(或pOH)—pC图 横坐标：将溶液中c(H＋)取负对数，即pH＝－lg c(H＋)，反映到图像中是c(H＋)越大，则pH越小，pOH则相反。 纵坐标：将溶液中某一微粒浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取负对数，即pC＝－lg c(A)，反映到图像中是c(A－)越大，则pC越小。 例如：常温下，几种难溶氢氧化物的饱和溶液中金属阳离子浓度的负对数与溶液pH的关系如图所示。 ①直线上的任意一点都达到沉淀溶解平衡；②由图像可得Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、Mg2＋完全沉淀时的pH。 4．pC—pC图 一定温度下，纵、横坐标均为沉淀溶解平衡粒子浓度的负对数，如图。 已知：pM＝－lg c(M)(M：Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋)，p(CO)＝－lg c(CO) ①横坐标数值越大，c(CO)越小；②纵坐标数值越大，c(M)越小；③曲线上方的点为不饱和溶液；④曲线上的点为饱和溶液；⑤曲线下方的点表示有沉淀生成；⑥曲线上任意一点，坐标数值越大，其对应的离子浓度越小。 实践应用 1．如图所示，有两条T1、T2两种温度下的BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线，下列说法不正确的是(　　) A．加入Na2SO4固体可使溶液由a点变到b点 B．T1温度下，在T1曲线上方区域(不含曲线)任意一点时，均有BaSO4沉淀生成 C．蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、b之间的某一点(不含a、b) D．升温可使溶液由b点变为d点 2．某硫酸盐在水中的沉淀溶解平衡曲线如下(M2＋代表＋2价金属离子)。下列说法正确的是(　　) A．363 K时，该硫酸盐的溶度积Ksp的数量级为10－3 B．温度一定时溶度积Ksp随c(SO)的增大而减小 C．313 K下的该盐饱和溶液升温到363 K时有固体析出 D．283 K下的该盐饱和溶液升温到313 K时有固体析出 考点一 沉淀的生成与溶解 【例1】沈括《梦溪笔谈》记载：“石穴中水，所滴者皆为钟乳。”溶洞与钟乳石的形成涉及反应为Ca(aq)CaCO3(s)+H2O(l)+CO2(g)，下列分析错误的是(　　) A.溶有CO2的水流经石灰岩区域，生成可溶于水的Ca B.钟乳石的形成经历CaCO3的溶解和析出 C.酸雨条件下，上述平衡右移，加速钟乳石的形成 D.由于形成钟乳石的水动力及其沉积部位不同，钟乳石形状各异 【变式1-1】探究Mg(OH)2的沉淀溶解平衡时，利用下表三种试剂进行试验，下列说法不正确的是(　　) 编号 ① ② ③ 分散质 Mg(OH)2 HCl NH4Cl 备注 悬浊液 1 mol·L-1 1 mol·L-1 A.向①中滴入几滴酚酞溶液后，溶液显红色说明Mg(OH)2是一种弱电解质 B.为使Mg(OH)2悬浊液溶解得更快，加入过量的NH4Cl浓溶液并充分振荡，效果更好 C.①③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)+2N(aq)Mg2+(aq)+2NH3·H2O(aq) D.向①中加入②，H+与OH-反应生成H2O，使c(OH-)减小，Mg(OH)2沉淀溶解平衡向溶解的方向移动 考点二 沉淀的转化 【例2】已知：Ksp(CuS)＝1.3×10-36，Ksp(MnS)＝2.6×10-13。工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2+：Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq)。下列说法错误的是(　　) A.反应达平衡后，继续加入MnS，废水中Cu2+的去除率增加 B.该反应可将工业废水中的Cu2+沉淀完全 C.向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2+)增大 D.该反应的平衡常数K＝2.0×1023 【变式2-1】用Na2CO3溶液可以处理锅炉水垢中的CaSO4，使其转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，再用酸除去。下列说法正确的是(　　) A.Na2CO3溶液显碱性的原因：+2H2OH2CO3+2OH- B.加入Na2CO3溶液充分反应后的上层清液中存在：c(Ca2+)·c()<Ksp(CaCO3) C.CaSO4转化为CaCO3的离子方程式：CaSO4(aq)CaCO3(aq) D.充分反应后的上层清液中存在：c(Na+)＝2c()+2c()+2c(H2CO3) 【变式2-2】为探究沉淀转化的规律，取1 mL 0.1 mol·L-1AgNO3溶液进行如下实验(实验中所用试剂浓度均为0.1 mol·L-1)： 下列说法不正确的是(　　) A.实验①中改为“滴加少量NaCl溶液”也能得出沉淀转化规律 B.若在实验①的混合物中滴加少量浓盐酸，c(Ag+)变小 C.实验①②说明Ksp(AgI)<Ksp(AgCl) D.实验③说明AgI转化为Ag2S 考点三 沉淀溶解平衡的应用 【例3】工业上向锅炉里注入Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，而后用盐酸去除。下列叙述不正确的是(　　) A.温度升高，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 (aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋SO(aq) C.盐酸溶液中，CaCO3的溶解性大于CaSO4 D.Na2CO3溶液遇CO2后，阴离子浓度均减小 【变式3-1】某小组同学研究沉淀的转化，进行如下实验(操作如图所示)。下列关于实验过程的分析不正确的是(　　) A.悬浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) B.d中无明显现象 C.c到e的现象表明AgCl可转化为AgI D.上述实验可证明：Ksp(AgCl)>Ksp(AgI) 考点四 沉淀溶解平衡图像 【例4】常温下探究Mg(OH)2沉淀溶解平衡的形成及移动情况，实验过程中溶液pH变化情况如图所示。已知Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10-12。下列说法错误的是(　　) A.a点对应时刻在蒸馏水中加入过量Mg(OH)2固体 B.加入少量蒸馏水，可实现b~c段变化 C.b点对应溶液中c(Mg2+)＝5.6×10-5 mol·L-1 D.常用Mg(OH)2处理废水中的Cu2+，可推测Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2] 【变式4-1】常温下，向10 mL一定浓度的硝酸银溶液中，逐滴加入0.1 mol/L的氨水，反应过程中－lg c(Ag＋)或－lg c([Ag(NH3)2]＋)与加入氨水体积的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.NH的浓度：b点大于m点 B.原硝酸银溶液的浓度是0.1 mol/L C.m点：c(NO)－c(Ag＋)－c(NH)<0.01 mol·L－1 D.a→c的过程中，溶液pH先增大，后减小 基础达标 1.已知几种难溶电解质的溶度积常数Ksp(25 ℃)如下： 难溶电解质 ZnS CuS HgS Ksp 1.6×10－24 6.3×10－36 1.6×10－52 向100 mL含Zn2＋、Cu2＋和Hg2＋浓度均为0.01 mol/L的溶液中逐滴加入0.001 mol/L的Na2S溶液，下列说法正确的是(　　) A.Zn2＋先沉淀 B.Cu2＋先沉淀 C.Hg2＋先沉淀 D.同时沉淀 2.某同学在研究氢氧化镁性质的过程中观察到如下现象： 下列说法正确的是(　　) A.将试管①放在暗处用激光笔照射，液体中会产生一条光亮的通路 B.试管①溶液中c(OH－)等于试管③溶液中c(OH－) C.试管③溶液变红的原因是氢氧化镁的沉淀溶解平衡逆向移动 D.试管①、③的溶液中均有c(Mg2＋)·c2(OH－)＝Ksp[Mg(OH)2] 3.已知表数据： 物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3 Ksp(25 ℃) 8.0×10－16 2.2×10－20 4.0×10－38 完全沉淀时的pH 9.6 6.4 3.4 对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法，不正确的是(　　) A.向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到红褐色沉淀 B.该溶液中c(SO)∶[c(Cu2＋)＋c(Fe2＋)＋c(Fe3＋)]>5∶4 C.向该溶液中加入适量氯水，并调节pH到3.4后过滤，可获得纯净的CuSO4溶液 D.在pH＝5的溶液中Fe3＋不能大量存在 4.为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3＋，可在加热搅拌的条件下加入一种过量的试剂，充分反应后静置、过滤。这种试剂是(　　) A.氨水 B.氢氧化镁固体 C.碳酸钠固体 D.氢氧化钠溶液 5.下列现象未涉及到沉淀溶解平衡的是(　　) A.相同温度下，AgCl在水中的溶解度大于在氯化钠溶液中的溶解度 B.浓FeCl3溶液滴入沸水加热形成红褐色液体 C.自然界地表层原生铜矿变成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) D.医院里不用碳酸钡，而用硫酸钡作为“钡餐” 6．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 7．向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化)，下列数值变小的是(　　) A．c(CO) B．c(Mg2＋) C．c(H＋) D．Ksp(MgCO3) 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溶液是将浓盐酸用蒸气加热到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．实验室测定水体中氯离子的含量时常使用AgNO3溶液滴定法，已知在25 ℃时几种银盐的Ksp和颜色如下表： 难溶盐 AgCl AgBr AgI Ag2CrO4 Ag2CO3 Ksp 1.8×10－10 5.4×10－13 8.5×10－17 2.0×10－12 8.1×10－12 颜色 白色 淡黄色 黄色 砖红色 白色 可用作滴定Cl－指示剂的是(　　) A．K2CrO4 B．Na2CO3 C．NaBr D．NaI 10．某小组研究沉淀之间的转化，实验设计如下(已知：AgCl为白色固体，AgI为黄色固体)： 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＋(aq)＋Cl－(aq) B．实验①和②说明Ag＋(aq)与Cl－(aq)的反应是有限度的 C．实验③中颜色变化说明AgCl转化为AgI D．实验①和③可以证明AgI比AgCl更难溶 综合应用 11．已知：25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11。下列说法正确的是(　　) A．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大 B．25 ℃时，Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大 C．25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小 D．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2 12．可溶性钡盐有毒，医院中常用无毒硫酸钡作为内服“钡餐”造影剂。医院抢救钡离子中毒者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：某温度下，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，是因为碳酸钡比硫酸钡更难溶 B．可以用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃 C．抢救钡离子中毒者时，若没有硫酸钠也可以用碳酸钠溶液代替 D．误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒 13．在AgCl悬浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。下列叙述正确的是(　　) A．常温下，AgCl悬浊液中c(Cl－)≈1.34×10－5 mol·L－1 B．温度不变，向AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，Ksp(AgCl)减小 C．向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgBr) D．常温下，将0.001 mol·L－1 AgNO3溶液与0.001 mol·L－1 KCl溶液等体积混合，无沉淀析出 14.不同温度(T1和T2)时，硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。下列说法正确的是(　　) A．T1＞T2 B．加入BaCl2固体，可使溶液由a点变到c点 C．c点时，在T1、T2两个温度下均有固体析出 D．a点和b点的Ksp相等 15．在t ℃时，Ag2CrO4(橘红色)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知AgCl的Ksp＝1.8×10－10。下列说法不正确的是(　　) A．t ℃时，Ag2CrO4的Ksp为1×10－8 B．饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点 C．t ℃时，Y点和Z点时Ag2CrO4的Ksp相等 D．t ℃时，将0.01 mol·L－1 AgNO3溶液滴入20 mL 0.01 mol·L－1 KCl和0.01 mol·L－1 K2CrO4的混合溶液中，Cl－先沉淀 16.一定温度下，BaSO4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．加入一定量BaCl2固体，可使溶液由d点变到b点 B．加入一定量Na2SO4固体，可使溶液由a点变到c点 C．通过蒸发可以使d点不饱和溶液变为c点饱和溶液 D．a、c点溶液对应的Ksp不同 17．25 ℃时，MnCO3和CaCO3的沉淀溶解平衡曲线如图(M2＋代表Mn2＋或Ca2＋)所示。下列说法不正确的是(　　) A．a点可表示CaCO3的饱和溶液 B．c点可表示CaCO3的过饱和溶液，达到新平衡时可达b点 C．d点时溶液中存在c(Mn2＋)·c(CO)＝1.6×10－11(忽略单位) D．用0.10 mol·L－1 CaCl2溶液浸泡足量MnCO3，会有部分MnCO3转化为CaCO3 18.在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl－会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl－。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是(　　) A．Ksp(CuCl)的数量级为10－7 B．除去Cl－的反应为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl C．加入Cu越多，Cu＋浓度越高，除去Cl－的效果越好 D．2Cu＋ Cu2＋＋Cu平衡常数很大，反应趋于完全 19．常温下，用0.100 mol·L－1的AgNO3溶液滴定50.0 mL 0.050 0 mol·L－1 KCl溶液，以K2CrO4为指示剂，测得溶液中pCl＝－lg c(Cl－)、pAg＝－lg c(Ag＋)随加入AgNO3溶液的体积变化如图所示，已知溶液中离子浓度小于等于1.0×10－5 mol·L－1，则沉淀完全，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，Ksp(Ag2SO4)＝1.4×10－5，下列说法错误的是(　　) A．AgCl的沉淀溶解平衡常数Ksp的数量级为10－10 B．为防止指示剂失效，溶液应维持中性或弱碱性 C．滴定中指示剂的有效浓度应维持在2.0×10－2 mol·L－1 D．滴定完后加入1 mL 0.01 mol·L－1 H2SO4会产生新的沉淀 20.向含MgCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1 NaOH溶液，沉淀的质量(m)与加入NaOH溶液体积(V)的关系如图所示，已知V2＝3V1，下列说法正确的是(　　) A．原溶液中MgCl2和CuCl2的物质的量浓度相等 B．该实验不能证明Cu(OH)2的Ksp比Mg(OH)2的Ksp小 C．水的电离程度：A>B>C D．若向Mg(OH)2悬浊液中加入CuCl2溶液，一定会有Cu(OH)2生成 拓展培优 21.一定温度下，金属硫化物的沉淀溶解平衡曲线如图所示。纵坐标p(Mn＋)表示－lg c(Mn＋)，横坐标p(S2－)表示－lg c(S2－)，下列说法不正确的是(　　) A．该温度下，Ag2S的Ksp＝1.6×10－49 B．该温度下，溶解度的大小顺序为NiS>SnS C．SnS和NiS的饱和溶液中＝104 D．向含有等物质的量浓度的Ag＋、Ni2＋、Sn2＋溶液中加入饱和Na2S溶液，析出沉淀的先后顺序为Ag2S、SnS、NiS 22．已知相同温度下，Ksp(BaSO4)＜Ksp(BaCO3)。某温度下，饱和溶液中－lg[c(SO)]、－lg[c(CO)]与－lg[c(Ba2＋)]的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．曲线①代表BaCO3的沉淀溶解曲线 B．该温度下BaSO4的Ksp(BaSO4)值为1.0×10－10 C．加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到b点 D．c(Ba2＋)＝10－5.1时两溶液中＝ 23．常温下，用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01 mol·L－1的KCl、K2C2O4溶液，所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考虑C2O的水解，Xn－代表Cl－、C2O)。下列叙述正确的是(　　) A．反应Ag2C2O4(s)＋2Cl－(aq)2AgCl(s)＋C2O(aq)的平衡常数表达式为K＝ B．n点表示AgCl的不饱和溶液 C．向c(Cl－)＝c(C2O)的混合溶液中滴入AgNO3溶液时，先生成Ag2C2O4沉淀 D．Ksp(Ag2C2O4)的数量级等于10－7 24.常温时，Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。请回答下列问题： (1)A点表示的溶液，离子积Q______(填“＞”“＜”或“＝”)溶度积Ksp。 (2)B点对应的Ksp__________(填“＞”“＜”或“＝”)C点对应的Ksp。 (3)通过蒸发一部分溶剂的方法能否使溶液由A点变到B点？______(填“能”或“不能”)，理由是_________________________________________________________________________。 (4)使溶液由C点变到B点的方法可以是____________________________(写一种)。 (5)常温下，Ag2SO4的溶度积Ksp＝__________。 25.金属氢氧化物在酸中的溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。难溶金属氢氧化物在不同pH下的溶解度[S/(mol·L－1)]如图所示。 (1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是__________________________________。 (2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH为________(填字母)。 A．<1 B．4左右 C．>6 (3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2＋杂质，______(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是____________________________________________________。 (4)要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水，生成[Cu(NH3)4]2＋，写出反应的离子方程式：________________________________________________________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3章 物质在水溶液中的行为 第3节沉淀溶解平衡 第2课时 沉淀溶解平衡的应用 教学目标 1.了解沉淀的生成、溶解和转化在工、农业生产中的应用，能运用化学平衡理论分析沉淀的生成、溶解和转化。 2.学会从定量的角度分析沉淀的生成与转化的条件。 重点和难点 重点：沉淀的生成与转化的条件。 难点：认识沉淀溶解平衡在生产生活中的应用。 ◆知识点一 沉淀的生成 1.沉淀生成的应用 应用领域 无机物的制备和提纯、废水处理等 目的 利用生成沉淀分离物质或除去某些杂质离子 2.利用生成沉淀分离或除去某些离子的原则 (1)要使生成沉淀的反应能够发生。 (2)沉淀反应完成后，溶液中剩余离子的浓度能够尽量小。 3.沉淀生成的方法(以除去工业原料氯化铵中杂质氯化铁流程为例) 调pH步骤中发生反应的离子方程式：Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3N 4.化学沉淀法废水处理工艺流程图 即学即练 1.实验室里制备FeCO3的流程如图所示，下列叙述错误的是(　　) A.过滤需要使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒 B.沉淀过程的离子方程式为Fe2++2HC===FeCO3↓+CO2↑+H2O C.若沉淀时改用Na2CO3溶液，则产品中可能混有Fe(OH)3 D.将FeCO3在空气中灼烧可以制备FeO 【答案】D 【解析】根据题干工艺流程图可知，沉淀过程发生反应的离子方程式为Fe2++2HC===FeCO3↓+CO2↑+H2O，B正确；由于Na2CO3溶液呈碱性，则可能生成Fe(OH)2，Fe(OH)2易被空气中的O2氧化为Fe(OH)3，若沉淀时改用Na2CO3溶液，则产品中可能混有Fe(OH)3，C正确；将FeCO3在空气中灼烧将被O2氧化成Fe2O3，不可以制备FeO，D错误。 ◆知识点二 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.沉淀的溶解 (1)沉淀溶解的必要条件是溶液中离子积(Q)小于溶度积(Ksp)因此，降低溶液中的离子浓度，使离子积小于其溶度积，就可使沉淀溶解，即Q＜Ksp。 (2)沉淀溶解的方法 ①加入试剂，使溶液中离子生成弱电解质而溶解。如Mg(OH)2用盐酸溶液溶解。 ②加入氧化剂与溶液中的离子发生氧化还原反应而溶解，如CuS用稀HNO3溶解。 ③加入试剂，与溶液中的离子结合生成配合物而溶解，如AgCl用氨水溶解生成[Ag(NH3)2]＋。 即学即练 1.室温下，将0.1 mol·L-1AgNO3溶液和0.1 mol·L-1NaCl溶液等体积充分混合，一段时间后过滤，得滤液a和沉淀b。取等量的滤液a于两支试管中，分别滴加相同体积、浓度均为0.1 mol·L-1的Na2S溶液和Na2SO4溶液，前者出现浑浊，后者溶液仍澄清；再取少量的沉淀b，滴加几滴氨水，沉淀逐渐溶解。下列说法正确的是(　　) A.0.1 mol·L-1 Na2S溶液中存在：c(OH-)＝c(H+)+c(HS-)+c(H2S) B.过滤后所得清液中一定存在：c(Ag+)＝且c(Ag+)> C.沉淀b中滴加氨水发生反应的离子方程式：AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O D.从实验现象可以得出该温度下Ksp(Ag2S)>Ksp(Ag2SO4) 【答案】C 【解析】Na2S溶液中存在质子守恒：c(OH-)＝c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)，A错误；滤液为氯化银的饱和溶液，所以清液中一定存在：c(Ag+)＝，但加入硫酸钠后溶液仍然澄清，说明反应后c(Ag+)<，B错误；沉淀b为氯化银，氯化银中滴加氨水会生成二氨合银离子，其离子方程式为AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O，C正确；从实验现象可以得出硫化银比硫酸银更难溶，Ksp(Ag2SO4)>Ksp(Ag2S)，D错误。 ◆知识点三 沉淀的转化 1.沉淀转化的过程探究 (1)实验探究AgCl、AgI、Ag2S的转化 实验操作 实验现象 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 化学方程式 NaCl+AgNO3===AgCl↓+NaNO3 AgCl+KIAgI+KCl 2AgI+Na2SAg2S+2NaI 2.沉淀转化的实质与条件 (1)沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程，其实质是沉淀溶解平衡的移动。 (2)条件：一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现，两者的溶解度相差越大，转化越容易。 (3)当两种沉淀的溶解度相差不太大时，也可通过提高转化试剂的浓度实现溶解度小的沉淀转化为溶解度较大的沉淀。 3.沉淀转化的规律 (1)一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。两者的溶解度差别越大，转化越容易。 (2)当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀所需要试剂离子浓度越小的越先沉淀。 (3)如果生成各种沉淀所需要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.沉淀先后顺序的判断 向溶液中加入沉淀剂，当有多种沉淀生成时，哪种沉淀的溶解度最小(当各种沉淀的Ksp 表达式相同时，Ksp 越小，沉淀的溶解度越小)，则最先生成该沉淀。 (1)向含等浓度Cl－、Br－、I－的混合液中加入AgNO3溶液，最先生成的沉淀是AgI。 (2)向含等浓度CO、OH－、S2－的混合液中加入CuSO4溶液，最先生成的沉淀是CuS。 (3)向Mg(HCO3)2溶液中加入适量NaOH溶液，生成的沉淀是Mg(OH)2而不是MgCO3，原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。 5.沉淀转化的应用 ①锅炉除水垢(含有CaSO4)：CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2＋(aq)。 ②矿物的转化：各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤变成CuSO4溶液，向深部渗透，遇到深层闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)，便慢慢地转变为铜蓝(CuS)。 即学即练 1.某小组研究沉淀之间的转化，实验设计如下： 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+(aq)+Cl-(aq) B.实验①和②说明Ag+(aq)与Cl-(aq)的反应是有限度的 C.实验③中颜色变化说明AgCl转化为AgI D.实验①和③可以证明AgI比AgCl更难溶 【答案】B 【解析】浊液a为氯化银沉淀与硝酸银和硝酸钠的混合物，AgCl(s)存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)，A正确；实验①和②中硝酸银过量，向硝酸银和硝酸钠的混合液中加入NaCl溶液，Ag+(aq)与Cl-(aq)反应生成沉淀，不能判断Ag+(aq)与Cl-(aq)反应是有限度的，B错误；实验③中颜色变化说明发生反应：AgCl(s)+I-(aq)AgI(s)+Cl-(aq)，即AgCl转化为AgI，C正确；实验①和③可以证明：Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)，即AgI比AgCl更难溶，D正确。 一、沉淀转化的应用 (1)锅炉除水垢(含有CaSO4)：CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2＋(aq)，反应为CaSO4(s)＋Na2CO3(aq)CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。 (2)自然界中矿物的转化：原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝(CuS)，反应为CuSO4＋ZnSCuS＋ZnSO4、CuSO4＋PbSCuS＋PbSO4。 (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＋(aq)HgS(s)＋Fe2＋(aq)。 (4)防治龋齿：食物、饮用水和牙膏中添加氟化物，氟离子会跟牙齿表面釉质层的主要成分——羟基磷灰石发生沉淀的转化生成氟磷灰石：Ca5(PO4)3OH(s)＋F－(aq)Ca5(PO4)3F(s)＋OH－(aq)，氟磷灰石的溶解度比羟基磷灰石的小，更能抵抗酸的侵蚀。 实践应用 1．化工生产中常用MnS作沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)，下列说法错误的是(　　) A．MnS的溶解度比CuS的溶解度大 B．该反应达平衡时c(Mn2＋)＝c(Cu2＋) C．向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2＋)变大 D．也可以用FeS作沉淀剂 【答案】B 【解析】根据沉淀转化的条件可知，Ksp(MnS)＞Ksp(CuS)，A项正确；该反应达平衡时c(Mn2＋)、c(Cu2＋)保持不变，但不相等，B项错误；向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，平衡正向移动，c(Mn2＋)变大，C项正确；溶解度比CuS(s)大的FeS(s)、MnS(s)、ZnS(s)等难溶物都可作为沉淀剂，D项正确。 2．已知25 ℃时，几种难溶电解质的溶度积如下表： 难溶电解质 CaCO3 CaSO4 MgCO3 Ksp 3.4×10－9 4.9×10－5 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100 mL 0.1 mol·L－1的CaCl2溶液中加入0.1 mol·L－1的Na2SO4溶液100 mL，立即有白色沉淀生成。 ②向①中加入3 g 固体Na2CO3，搅拌，静置后弃去上层清液。 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步发生反应的化学方程式：______________________________________。 (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(aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)　(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 【解析】沉淀类型相同时，Ksp越大，表示电解质的溶解度越大，溶解度小的沉淀会向溶解度更小的沉淀转化，要证明CaSO4完全转化为CaCO3，可以加入盐酸，因为CaSO4不和盐酸反应，而CaCO3可完全溶于盐酸。在实际生活、生产中利用此反应可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去。 二、难溶电解质沉淀溶解平衡图像分析 1．沉淀溶解平衡Ksp曲线 (1)典型示例 (2)点的变化 ①a→c：曲线上变化，增大c(SO)； ②b→c：加入1×10－5 mol·L－1 Na2SO4溶液(加水不行)； ③d→c：加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化)； ④c→a：曲线上变化，增大c(Ba2＋)； ⑤曲线上方的点表示有沉淀生成；曲线下方的点表示不饱和溶液。 2.c(Mn＋)—pH图像 Fe(OH)3和Cu(OH)2的c—pH关系如图(温度一定)： 图中曲线为相应金属阳离子氢氧化物的沉淀溶解平衡曲线，可利用图像判断有关氢氧化物的Ksp的大小以及离子分离方法的选择。 3．pH(或pOH)—pC图 横坐标：将溶液中c(H＋)取负对数，即pH＝－lg c(H＋)，反映到图像中是c(H＋)越大，则pH越小，pOH则相反。 纵坐标：将溶液中某一微粒浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取负对数，即pC＝－lg c(A)，反映到图像中是c(A－)越大，则pC越小。 例如：常温下，几种难溶氢氧化物的饱和溶液中金属阳离子浓度的负对数与溶液pH的关系如图所示。 ①直线上的任意一点都达到沉淀溶解平衡；②由图像可得Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、Mg2＋完全沉淀时的pH。 4．pC—pC图 一定温度下，纵、横坐标均为沉淀溶解平衡粒子浓度的负对数，如图。 已知：pM＝－lg c(M)(M：Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋)，p(CO)＝－lg c(CO) ①横坐标数值越大，c(CO)越小；②纵坐标数值越大，c(M)越小；③曲线上方的点为不饱和溶液；④曲线上的点为饱和溶液；⑤曲线下方的点表示有沉淀生成；⑥曲线上任意一点，坐标数值越大，其对应的离子浓度越小。 实践应用 1．如图所示，有两条T1、T2两种温度下的BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线，下列说法不正确的是(　　) A．加入Na2SO4固体可使溶液由a点变到b点 B．T1温度下，在T1曲线上方区域(不含曲线)任意一点时，均有BaSO4沉淀生成 C．蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、b之间的某一点(不含a、b) D．升温可使溶液由b点变为d点 【答案】D 【解析】加入Na2SO4固体，c(SO)增大，Ksp不变，c(Ba2＋)减小，A项正确；在T1曲线上方任意一点，由于Q>Ksp，所以均有BaSO4沉淀生成，B项正确；不饱和溶液蒸发溶剂，c(SO)、c(Ba2＋)均增大，C项正确；升温，Ksp增大，c(SO)、c(Ba2＋)均增大，D项错误。 2．某硫酸盐在水中的沉淀溶解平衡曲线如下(M2＋代表＋2价金属离子)。下列说法正确的是(　　) A．363 K时，该硫酸盐的溶度积Ksp的数量级为10－3 B．温度一定时溶度积Ksp随c(SO)的增大而减小 C．313 K下的该盐饱和溶液升温到363 K时有固体析出 D．283 K下的该盐饱和溶液升温到313 K时有固体析出 【答案】C 【解析】363 K时，Ksp＝c(M2＋)·c(SO)＝10－1.70×10－1.50＝10－3.20，即Ksp的数量级为10－4，A错误；溶度积常数只与温度有关，与物质的浓度无关，B错误；由题图知，363 K时Ksp最小，313 K时Ksp最大，故313 K下的该盐饱和溶液升温到363 K时有固体析出，C正确；由题图可知：温度由283 K升温到313 K时，物质的溶解度增大，溶液由饱和溶液变为不饱和溶液，因此不会有固体析出，D错误。 考点一 沉淀的生成与溶解 【例1】沈括《梦溪笔谈》记载：“石穴中水，所滴者皆为钟乳。”溶洞与钟乳石的形成涉及反应为Ca(aq)CaCO3(s)+H2O(l)+CO2(g)，下列分析错误的是(　　) A.溶有CO2的水流经石灰岩区域，生成可溶于水的Ca B.钟乳石的形成经历CaCO3的溶解和析出 C.酸雨条件下，上述平衡右移，加速钟乳石的形成 D.由于形成钟乳石的水动力及其沉积部位不同，钟乳石形状各异 【答案】C 【解析】溶有二氧化碳的水流经石灰岩区域，会使平衡向逆反应方向移动，有利于生成可溶的碳酸氢钙，故A正确。 【变式1-1】探究Mg(OH)2的沉淀溶解平衡时，利用下表三种试剂进行试验，下列说法不正确的是(　　) 编号 ① ② ③ 分散质 Mg(OH)2 HCl NH4Cl 备注 悬浊液 1 mol·L-1 1 mol·L-1 A.向①中滴入几滴酚酞溶液后，溶液显红色说明Mg(OH)2是一种弱电解质 B.为使Mg(OH)2悬浊液溶解得更快，加入过量的NH4Cl浓溶液并充分振荡，效果更好 C.①③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)+2N(aq)Mg2+(aq)+2NH3·H2O(aq) D.向①中加入②，H+与OH-反应生成H2O，使c(OH-)减小，Mg(OH)2沉淀溶解平衡向溶解的方向移动 【答案】A 【解析】向Mg(OH)2悬浊液中滴入几滴酚酞溶液后，溶液显红色，只能说明Mg(OH)2能电离，但不能判断是部分电离还是完全电离，A项不正确；Mg(OH)2电离出来的OH-与NH4Cl电离出来的N结合生成一水合氨，所以加入过量的NH4Cl浓溶液，可使Mg(OH)2悬浊液溶解得更快，①③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)+2N(aq)Mg2+(aq)+2NH3·H2O(aq)，B、C项正确；在Mg(OH)2悬浊液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)，所以向①中加入②，c(OH-)减小，Mg(OH)2沉淀溶解平衡正向移动，D项正确。 考点二 沉淀的转化 【例2】已知：Ksp(CuS)＝1.3×10-36，Ksp(MnS)＝2.6×10-13。工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2+：Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq)。下列说法错误的是(　　) A.反应达平衡后，继续加入MnS，废水中Cu2+的去除率增加 B.该反应可将工业废水中的Cu2+沉淀完全 C.向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2+)增大 D.该反应的平衡常数K＝2.0×1023 【答案】A 【解析】达到平衡后，增加MnS的用量，平衡不移动，废水中Cu2+的去除率不变，故A错误；利用此反应可将工业废水中的Cu2+沉淀完全，故B正确；c(Cu2+)增大，平衡正向移动，所以c(Mn2+)增大，故C正确；该反应的平衡常数K＝＝2.0×1023，故D正确。 【变式2-1】用Na2CO3溶液可以处理锅炉水垢中的CaSO4，使其转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，再用酸除去。下列说法正确的是(　　) A.Na2CO3溶液显碱性的原因：+2H2OH2CO3+2OH- B.加入Na2CO3溶液充分反应后的上层清液中存在：c(Ca2+)·c()<Ksp(CaCO3) C.CaSO4转化为CaCO3的离子方程式：CaSO4(aq)CaCO3(aq) D.充分反应后的上层清液中存在：c(Na+)＝2c()+2c()+2c(H2CO3) 【答案】C 【解析】Na2CO3溶液显碱性的原因：+H2O+OH-，故A错误；加入Na2CO3溶液充分反应后的上层清液为碳酸钙的饱和溶液，c(Ca2+)·c()＝Ksp(CaCO3)，故B错误；充分反应后的上层清液中含碳酸钠和硫酸钠，根据元素守恒可知c(Na+)＝2c()+2c()+2c(H2CO3)+2c()，故D错误。 【变式2-2】为探究沉淀转化的规律，取1 mL 0.1 mol·L-1AgNO3溶液进行如下实验(实验中所用试剂浓度均为0.1 mol·L-1)： 下列说法不正确的是(　　) A.实验①中改为“滴加少量NaCl溶液”也能得出沉淀转化规律 B.若在实验①的混合物中滴加少量浓盐酸，c(Ag+)变小 C.实验①②说明Ksp(AgI)<Ksp(AgCl) D.实验③说明AgI转化为Ag2S 【答案】A 【解析】如果实验①中改为“滴加少量NaCl溶液”，溶液中将剩余过量的Ag+，继续加入KI、Na2S溶液无法得出沉淀转化规律，故A错误；若在实验①的混合物中滴加少量浓盐酸，使得溶液中Cl-浓度升高，此时Ksp(AgCl)不变，所以c(Ag+)变小，故B正确；由实验①②可知，AgCl转化为AgI，说明Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)，故C正确；黄色沉淀为AgI，加入Na2S溶液生成黑色沉淀Ag2S，故D正确。 考点三 沉淀溶解平衡的应用 【例3】工业上向锅炉里注入Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，而后用盐酸去除。下列叙述不正确的是(　　) A.温度升高，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 (aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋SO(aq) C.盐酸溶液中，CaCO3的溶解性大于CaSO4 D.Na2CO3溶液遇CO2后，阴离子浓度均减小 【答案】D 【解析】A项，温度升高，Kw增大，温度升高促进碳酸钠溶液水解，c(OH－)增大，A正确；B项，加入碳酸钠溶液，把硫酸钙转化为碳酸钙：CO (aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋SO(aq)，B正确；C项，因为碳酸钙与盐酸反应，而硫酸钙不与盐酸反应，所以在盐酸溶液中碳酸钙的溶解性大于硫酸钙，C正确；D项，根据CO＋CO2＋H2O===2HCO知，阴离子HCO的浓度增大，D错误。 【变式3-1】某小组同学研究沉淀的转化，进行如下实验(操作如图所示)。下列关于实验过程的分析不正确的是(　　) A.悬浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) B.d中无明显现象 C.c到e的现象表明AgCl可转化为AgI D.上述实验可证明：Ksp(AgCl)>Ksp(AgI) 【答案】B 【解析】将0.1 mol·L-1AgNO3溶液和0.1 mol·L-1NaCl溶液等体积混合，两者刚好完全反应：AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3得到悬浊液a；将悬浊液a过滤，得到的滤液b，白色沉淀c为AgCl；向滤液b中滴加0.1 mol·L-1KI溶液，滤液中出现浑浊，说明滤液b中含有Ag+；向沉淀c中滴加0.1 mol·L-1KI溶液，AgCl白色沉淀转化为AgI黄色沉淀，据此回答。由分析可知，向滤液b中滴加0.1 mol·L-1KI溶液，d中出现浑浊，说明滤液b中含有Ag+，可知悬浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)，A正确、B错误；由分析可知向沉淀c中滴加0.1 mol·L-1KI溶液，AgCl白色沉淀转化为AgI黄色沉淀，C正确；因0.1 mol·L-1AgNO3溶液和0.1 mol·L-1NaCl溶液等体积混合两者刚好完全反应，结合一种沉淀易转化为比它更难溶的沉淀，所以上述实验可证明：Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，D正确。 考点四 沉淀溶解平衡图像 【例4】常温下探究Mg(OH)2沉淀溶解平衡的形成及移动情况，实验过程中溶液pH变化情况如图所示。已知Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10-12。下列说法错误的是(　　) A.a点对应时刻在蒸馏水中加入过量Mg(OH)2固体 B.加入少量蒸馏水，可实现b~c段变化 C.b点对应溶液中c(Mg2+)＝5.6×10-5 mol·L-1 D.常用Mg(OH)2处理废水中的Cu2+，可推测Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2] 【答案】B 【解析】a点前溶液的pH＝7，为纯水，a点后，溶液的pH逐渐增大，保持pH＝10.5，表示a点中蒸馏水加入过量Mg(OH)2固体，故A正确；加入少量水，平衡右移，但溶液为Mg(OH)2饱和溶液，pH不变，故B错误；饱和Mg(OH)2溶液中，此时pH＝10.5，则c(OH-)＝ mol·L-1＝10-3.5 mol·L-1，c(Mg2+)＝ mol·L-1＝5.6×10-5 mol·L-1，故C正确；用Mg(OH)2处理废水中的Cu2+，Mg(OH)2可转化为Cu(OH)2，根据难溶电解质可转化为更难溶电解质可知，Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]，故D正确。 【变式4-1】常温下，向10 mL一定浓度的硝酸银溶液中，逐滴加入0.1 mol/L的氨水，反应过程中－lg c(Ag＋)或－lg c([Ag(NH3)2]＋)与加入氨水体积的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.NH的浓度：b点大于m点 B.原硝酸银溶液的浓度是0.1 mol/L C.m点：c(NO)－c(Ag＋)－c(NH)<0.01 mol·L－1 D.a→c的过程中，溶液pH先增大，后减小 【答案】D 【解析】向10 mL一定浓度的硝酸银溶液中，逐滴加入0.1 mol·L－1的氨水，首先发生反应：Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH，然后发生反应AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋2H2O＋OH－；b点－lg c(Ag＋)达到最大值，可认为此时Ag＋与NH3·H2O恰好完全反应生成AgOH沉淀和硝酸铵，b点后氨水过量生成[Ag(NH3)2]＋。b→m发生反应AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O，氢氧根离子结合铵根离子生成一水合氨，所以溶液b点NH的浓度大于溶液m点NH的浓度，A正确；由图像可知加入10 mL 0.1 mol·L－1的氨水，恰好生成氢氧化银沉淀，发生反应Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH，所以原硝酸银溶液的浓度是0.1 mol·L－1，B正确；根据电荷守恒，溶液m点c(NO)＋c(OH－)＝c(Ag＋)＋c(NH)＋c[Ag(NH3)]＋c(H＋)，m点[Ag(NH3)2]＋的浓度是0.01 mol/L，溶液呈碱性，所以c(NO)<c(Ag＋)＋c(NH)＋0.01，C正确；a→c的过程中，溶液中不断加入氨水，溶液碱性一直增加，pH始终增大，D错误。 基础达标 1.已知几种难溶电解质的溶度积常数Ksp(25 ℃)如下： 难溶电解质 ZnS CuS HgS Ksp 1.6×10－24 6.3×10－36 1.6×10－52 向100 mL含Zn2＋、Cu2＋和Hg2＋浓度均为0.01 mol/L的溶液中逐滴加入0.001 mol/L的Na2S溶液，下列说法正确的是(　　) A.Zn2＋先沉淀 B.Cu2＋先沉淀 C.Hg2＋先沉淀 D.同时沉淀 【答案】C 【解析】向Zn2＋、Cu2＋和Hg2＋浓度均为0.01 mol/L的溶液中逐滴加入0.001 mol/L的Na2S溶液，当溶液中离子开始沉淀时，溶液中c(金属离子)×c(S2－)＝Ksp，Ksp越小的难溶物最先生成，Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)>Ksp(HgS)，因此Hg2＋先沉淀。 2.某同学在研究氢氧化镁性质的过程中观察到如下现象： 下列说法正确的是(　　) A.将试管①放在暗处用激光笔照射，液体中会产生一条光亮的通路 B.试管①溶液中c(OH－)等于试管③溶液中c(OH－) C.试管③溶液变红的原因是氢氧化镁的沉淀溶解平衡逆向移动 D.试管①、③的溶液中均有c(Mg2＋)·c2(OH－)＝Ksp[Mg(OH)2] 【答案】D 【解析】试管①是浊液，不能发生丁达尔效应，A错误；试管①中含氢氧化镁，试管③中含氢氧化镁、氯化镁，氯化镁的存在会使氢氧化镁的溶解平衡逆向移动，则c(OH－)：试管③＜试管①，B错误；试管③中溶液又变红是氢氧化镁的沉淀溶解平衡正向移动，C错误；试管①、③的溶液中均有c(Mg2＋)·c2(OH－)＝Ksp[Mg(OH)2]，D正确。 3.已知表数据： 物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3 Ksp(25 ℃) 8.0×10－16 2.2×10－20 4.0×10－38 完全沉淀时的pH 9.6 6.4 3.4 对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法，不正确的是(　　) A.向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到红褐色沉淀 B.该溶液中c(SO)∶[c(Cu2＋)＋c(Fe2＋)＋c(Fe3＋)]>5∶4 C.向该溶液中加入适量氯水，并调节pH到3.4后过滤，可获得纯净的CuSO4溶液 D.在pH＝5的溶液中Fe3＋不能大量存在 【答案】C 【解析】从表格中可以看出，Fe(OH)3的Ksp是最小的，所以它最先出现沉淀，A正确；因为Cu2＋、Fe2＋、 Fe3＋对应的碱全是弱碱，所以这三种离子在溶液中都会发生水解，因此它们的物质的量会减少，B正确；加入氯水，可以把亚铁离子全氧化成三价，但它的还原产物Cl－肯定还在溶液中，而且在调节pH时加入的试剂也会在溶液中有所保留，所以得到的溶液中不可能只含CuSO4一种溶质，C错误；在pH＝5的溶液中c(H＋)＝10－5 mol/L，c(OH－)＝＝10－9 mol·L－1，c(Fe3＋)＝ mol/L＝4×10－11 mol/L，Fe3＋不能大量存在，D正确。 4.为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3＋，可在加热搅拌的条件下加入一种过量的试剂，充分反应后静置、过滤。这种试剂是(　　) A.氨水 B.氢氧化镁固体 C.碳酸钠固体 D.氢氧化钠溶液 【答案】B 【解析】A项，氨水和Mg2＋、Fe3＋都能反应生成沉淀；B项，加入过量氢氧化镁固体，发生反应Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O，消耗氢离子，促进Fe3＋水解生成氢氧化铁沉淀；C项，加入碳酸钠固体，Mg2＋、Fe3＋都和CO反应生成沉淀； D项，加入氢氧化钠溶液，Mg2＋、Fe3＋都能生成氢氧化物沉淀。 5.下列现象未涉及到沉淀溶解平衡的是(　　) A.相同温度下，AgCl在水中的溶解度大于在氯化钠溶液中的溶解度 B.浓FeCl3溶液滴入沸水加热形成红褐色液体 C.自然界地表层原生铜矿变成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) D.医院里不用碳酸钡，而用硫酸钡作为“钡餐” 【答案】B 【解析】A项，氯离子浓度越大，氯化银的溶解度越小，则相同温度下，AgCl在水中的溶解度大于在氯化钠溶液中的溶解度，与沉淀溶解平衡有关；B项，浓FeCl3溶液滴入沸水加热形成红褐色透明液体属于氢氧化铁胶体，与沉淀溶解平衡无关；C项，沉淀容易向更难溶的方向转化，所以自然界地表层原生铜矿变成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)，与沉淀溶解平衡有关；D项，由于胃酸的酸性较强(pH为0.9～1.5)，如果服下碳酸钡，H＋可与CO反应生成二氧化碳和水使溶解平衡BaCO3(s) Ba2＋(aq)＋CO (aq)向右移动，使Ba2＋浓度增大而引起人体中毒，而胃酸不能溶解BaSO4，Ba2＋的浓度可以保持在安全浓度标准以下，因此硫酸钡可用作“钡餐”，与沉淀溶解平衡有关。 6．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 【解析】要将Pb2＋沉淀，就要形成溶解度最小的物质，由表中数据可知，PbS的溶解度最小，故选用的沉淀剂最好为硫化物。 7．向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化)，下列数值变小的是(　　) A．c(CO) B．c(Mg2＋) C．c(H＋) D．Ksp(MgCO3) 【答案】A 【解析】含MgCO3固体的溶液中存在沉淀溶解平衡：MgCO3(s)Mg2＋(aq)＋CO(aq)，滴加少许浓盐酸，H＋与CO反应，使平衡向右移动，则c(Mg2＋)和c(H＋)增大，c(CO)减小，温度不变，Ksp(MgCO3)不变，故A正确。 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溶液是将浓盐酸用蒸气加热到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】根据题干信息，通入Cl2可将Fe2＋氧化为Fe3＋，再转化为Fe(OH)3而除去，A项正确；在酸性溶液中H2S与Fe2＋不反应，而H2S与Cu2＋反应生成CuS沉淀，B项错误；通入NH3会引入新的杂质离子NH，C项错误；由金属的活动性Fe＞Cu知，D项错误。 9．实验室测定水体中氯离子的含量时常使用AgNO3溶液滴定法，已知在25 ℃时几种银盐的Ksp和颜色如下表： 难溶盐 AgCl AgBr AgI Ag2CrO4 Ag2CO3 Ksp 1.8×10－10 5.4×10－13 8.5×10－17 2.0×10－12 8.1×10－12 颜色 白色 淡黄色 黄色 砖红色 白色 可用作滴定Cl－指示剂的是(　　) A．K2CrO4 B．Na2CO3 C．NaBr D．NaI 【答案】A 【解析】测定水体中的Cl－，选用AgNO3溶液滴定，当Cl－消耗完后，Ag＋应与指示剂反应，生成一种有色的沉淀，则选择的指示剂的阴离子应在Cl－后面沉淀，显然不能选择NaBr和NaI，另外Ag2CO3为白色沉淀，无法与AgCl沉淀区分开来，故只能选择K2CrO4。当Ag＋浓度相同时，Cl－在CrO之前沉淀，设两者达到沉淀溶解平衡时，溶液中c(Ag＋)分别为x mol· L－1和y mol·L－1，AgCl：x2＝1.8×10－10，x≈1.34×10－5 ；Ag2CrO4：＝2.0×10－12，y≈1.59× 10－4，由此可知CrO沉淀时需要的Ag＋浓度更大。 10．某小组研究沉淀之间的转化，实验设计如下(已知：AgCl为白色固体，AgI为黄色固体)： 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＋(aq)＋Cl－(aq) B．实验①和②说明Ag＋(aq)与Cl－(aq)的反应是有限度的 C．实验③中颜色变化说明AgCl转化为AgI D．实验①和③可以证明AgI比AgCl更难溶 【答案】B 【解析】浊液a为氯化银沉淀与硝酸银和硝酸钠的混合物，AgCl(s)存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，A正确；实验①和②中硝酸银过量，向硝酸银和硝酸钠的混合液中加入NaCl溶液，Ag＋(aq)与Cl－(aq)反应生成沉淀，不能判断实验①Ag＋(aq)与Cl－(aq)反应是有限度的，B错误；实验③中颜色变化说明发生反应：AgCl(s)＋I－(aq)AgI(s)＋Cl－(aq)，即AgCl转化为AgI，C正确；实验①和③可以证明：Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)，即AgI比AgCl更难溶，D正确。 综合应用 11．已知：25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11。下列说法正确的是(　　) A．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大 B．25 ℃时，Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大 C．25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小 D．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2 【答案】B 【解析】A项，Mg(OH)2与MgF2同属于AB2型沉淀，Ksp[Mg(OH)2]<Ksp(MgF2)，说明饱和Mg(OH)2溶液中的c(Mg2＋)更小；B项，Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，NH与OH－反应而使平衡右移，c(Mg2＋)增大；C项，Ksp只与温度有关；D项，Ksp[Mg(OH)2]与Ksp(MgF2)数量级接近，若F－浓度足够大，Mg(OH)2也能转化为MgF2。 12．可溶性钡盐有毒，医院中常用无毒硫酸钡作为内服“钡餐”造影剂。医院抢救钡离子中毒者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：某温度下，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，是因为碳酸钡比硫酸钡更难溶 B．可以用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃 C．抢救钡离子中毒者时，若没有硫酸钠也可以用碳酸钠溶液代替 D．误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒 【答案】B 【解析】碳酸钡能与胃酸反应生成可溶性钡盐，所以不能用碳酸钡作为内服造影剂，A错误；用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃，反应后c(Ba2＋)＝ mol·L－1≈ 3.1×10－10 mol·L－1< mol·L－1，B正确；碳酸钡与胃酸反应转化为可溶性钡盐，起不到解毒的作用，C错误；饱和BaSO4溶液中c(Ba2＋)＝＝ mol· L－1>1.0×10－5 mol·L－1，所以误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1的溶液时，不会引起钡离子中毒，D错误。 13．在AgCl悬浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。下列叙述正确的是(　　) A．常温下，AgCl悬浊液中c(Cl－)≈1.34×10－5 mol·L－1 B．温度不变，向AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，Ksp(AgCl)减小 C．向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgBr) D．常温下，将0.001 mol·L－1 AgNO3溶液与0.001 mol·L－1 KCl溶液等体积混合，无沉淀析出 【答案】A 【解析】AgCl的溶度积Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝1.8×10－10，则AgCl悬浊液中c(Cl－)＝c(Ag＋) ≈1.34×10－5 mol·L－1，A正确；温度不变，Ksp(AgCl)不变，B错误；向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明AgBr的溶解度小于AgCl，则有Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)，C错误；0.001 mol·L－1 AgNO3溶液与0.001 mol·L－1 KCl溶液等体积混合，此时离子积Q＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.000 52＝2.5×10－7＞Ksp(AgCl)，故可以生成AgCl沉淀，D错误。 14.不同温度(T1和T2)时，硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。下列说法正确的是(　　) A．T1＞T2 B．加入BaCl2固体，可使溶液由a点变到c点 C．c点时，在T1、T2两个温度下均有固体析出 D．a点和b点的Ksp相等 【答案】D 【解析】因为硫酸钡在水中溶解时吸收热量，则温度升高硫酸钡的Ksp增大，T2时硫酸钡的Ksp大于T1时硫酸钡的Ksp，故T2＞T1，A错误；硫酸钡溶液中存在着沉淀溶解平衡，a点在平衡曲线上，加入BaCl2固体，c(Ba2＋)增大，平衡左移，c(SO)应降低，所以不能使溶液由a点变到c点，B错误；在T1时c点溶液的Q＞Ksp，有沉淀析出，在T2时c点溶液的Q＜Ksp，没有沉淀析出，C错误；温度不变，Ksp不变，同一温度下，在曲线上的任意一点Ksp都相等，D正确。 15．在t ℃时，Ag2CrO4(橘红色)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知AgCl的Ksp＝1.8×10－10。下列说法不正确的是(　　) A．t ℃时，Ag2CrO4的Ksp为1×10－8 B．饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点 C．t ℃时，Y点和Z点时Ag2CrO4的Ksp相等 D．t ℃时，将0.01 mol·L－1 AgNO3溶液滴入20 mL 0.01 mol·L－1 KCl和0.01 mol·L－1 K2CrO4的混合溶液中，Cl－先沉淀 【答案】A 【解析】由图中数据可计算Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝1.0×10－11，A项错误；在Ag2CrO4饱和溶液中加入K2CrO4，c(CrO)增大，则c(Ag＋)降低，而X点与Y点的c(Ag＋)相同，B项正确；Y点、Z点溶液的温度相同，则Ksp相同，C项正确；由AgCl的Ksp可计算此条件下AgCl沉淀时的c(Ag＋)＝ mol·L－1＝1.8×10－8 mol·L－1，同样可计算Ag2CrO4沉淀时的c(Ag＋)＝ mol·L－1≈3.2×10－5 mol·L－1，所以Cl－先沉淀，D项正确。 16.一定温度下，BaSO4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．加入一定量BaCl2固体，可使溶液由d点变到b点 B．加入一定量Na2SO4固体，可使溶液由a点变到c点 C．通过蒸发可以使d点不饱和溶液变为c点饱和溶液 D．a、c点溶液对应的Ksp不同 【答案】B 【解析】硫酸钡饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)。向d点溶液中加入氯化钡固体，溶液中的钡离子浓度增大，平衡逆移，溶液中硫酸根离子浓度会减小，b点、d点溶液中SO浓度相同，A错误；向a点溶液中加入硫酸钠固体，溶液中硫酸根离子浓度增大，平衡逆移，钡离子浓度减小，溶液可由a点变到c点，B正确；蒸发使硫酸根离子浓度增大，c点、d点溶液SO浓度相同，C错误；Ksp只与温度有关，a点和c点溶液温度相同，对应BaSO4的溶度积常数相同，D错误。 17．25 ℃时，MnCO3和CaCO3的沉淀溶解平衡曲线如图(M2＋代表Mn2＋或Ca2＋)所示。下列说法不正确的是(　　) A．a点可表示CaCO3的饱和溶液 B．c点可表示CaCO3的过饱和溶液，达到新平衡时可达b点 C．d点时溶液中存在c(Mn2＋)·c(CO)＝1.6×10－11(忽略单位) D．用0.10 mol·L－1 CaCl2溶液浸泡足量MnCO3，会有部分MnCO3转化为CaCO3 【答案】B 【解析】a点在CaCO3沉淀溶解平衡曲线上，可表示CaCO3的饱和溶液，A正确；c点表示的是CaCO3的过饱和溶液，溶液中存在CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，平衡逆向移动，c(Ca2＋)、c(CO)同时减小，达到新平衡后，无法到达b点，B错误；d点在MnCO3的沉淀溶解平衡曲线上，根据图可知，c(Mn2＋)·c(CO)＝4×10－6×4×10－6＝1.6×10－11，C正确；虽然MnCO3的溶度积常数小于CaCO3，但是仍会发生反应Ca2＋(aq)＋MnCO3(s)CaCO3(s)＋Mn2＋(aq)，用0.10 mol·L－1 CaCl2溶液浸泡足量MnCO3，相当于增大反应物浓度，平衡正向移动，会有部分碳酸锰转化为碳酸钙，D正确。 18.在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl－会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl－。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是(　　) A．Ksp(CuCl)的数量级为10－7 B．除去Cl－的反应为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl C．加入Cu越多，Cu＋浓度越高，除去Cl－的效果越好 D．2Cu＋ Cu2＋＋Cu平衡常数很大，反应趋于完全 【答案】C 【解析】由图像可知，横坐标为1时，lg c(Cu＋)大于－6，则Ksp(CuCl)的数量级为10－7，故A正确；涉及反应物为铜、硫酸铜以及氯离子，生成物为CuCl，反应的离子方程式为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl，故B正确；反应Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl的效果取决于Cu2＋的浓度，如Cu2＋不足，则加入再多的Cu也不能改变效果，故C错误；由题图可知，交点处c(Cu＋)＝c(Cu2＋)≈10－6 mol·L－1，则2Cu＋Cu2＋＋Cu的平衡常数K＝106，该平衡常数很大，反应2Cu＋Cu2＋＋Cu趋向于完全，故D正确。 19．常温下，用0.100 mol·L－1的AgNO3溶液滴定50.0 mL 0.050 0 mol·L－1 KCl溶液，以K2CrO4为指示剂，测得溶液中pCl＝－lg c(Cl－)、pAg＝－lg c(Ag＋)随加入AgNO3溶液的体积变化如图所示，已知溶液中离子浓度小于等于1.0×10－5 mol·L－1，则沉淀完全，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，Ksp(Ag2SO4)＝1.4×10－5，下列说法错误的是(　　) A．AgCl的沉淀溶解平衡常数Ksp的数量级为10－10 B．为防止指示剂失效，溶液应维持中性或弱碱性 C．滴定中指示剂的有效浓度应维持在2.0×10－2 mol·L－1 D．滴定完后加入1 mL 0.01 mol·L－1 H2SO4会产生新的沉淀 【答案】D 【解析】根据图像，当pCl＝pAg时，溶液中c(Ag＋)＝c(Cl－)＝10－5 mol·L－1，则AgCl的沉淀溶解平衡常数Ksp的数量级为10－10，故A正确；指示剂使用的是K2CrO4，溶液中存在Ag＋，如果溶液为酸性，则CrO易形成Cr2O，如果溶液是碱性的，则易生成Ag2O，因此溶液需维持中性或弱碱性，故B正确；溶液中Cl－沉淀完全时c(Ag＋)＝10－5 mol·L－1，形成Ag2CrO4时，所需c(CrO)＝＝2.0×10－2 mol·L－1，故C正确；滴定完后，溶液中c(Ag＋)＝10－5 mol·L－1，产生Ag2SO4时需要c(SO)＝＝1.4×105 mol·L－1，加入1 mL 0.01 mol·L－1 H2SO4，显然H2SO4的量是不够的，所以不能产生新的沉淀，故D错误。 20.向含MgCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1 NaOH溶液，沉淀的质量(m)与加入NaOH溶液体积(V)的关系如图所示，已知V2＝3V1，下列说法正确的是(　　) A．原溶液中MgCl2和CuCl2的物质的量浓度相等 B．该实验不能证明Cu(OH)2的Ksp比Mg(OH)2的Ksp小 C．水的电离程度：A>B>C D．若向Mg(OH)2悬浊液中加入CuCl2溶液，一定会有Cu(OH)2生成 【答案】C 【解析】V2＝3V1，说明n[Mg(OH)2]＝2n[Cu(OH)2]，原溶液中MgCl2和CuCl2的物质的量浓度不相等，A错误；由图可知，CuCl2的物质的量浓度小且首先沉淀铜离子，说明Cu(OH)2的Ksp比Mg(OH)2的Ksp小，B错误；A点时溶质为NaCl和MgCl2，B点时为NaCl，C点时为NaCl和NaOH，镁离子水解促进水的电离，NaOH抑制水的电离，NaCl对水的电离无影响，故水的电离程度：A>B>C，C正确；要想生成沉淀，必须满足Q>Ksp，因铜离子浓度大小未知，则无法判断是否生成沉淀，D错误。 拓展培优 21.一定温度下，金属硫化物的沉淀溶解平衡曲线如图所示。纵坐标p(Mn＋)表示－lg c(Mn＋)，横坐标p(S2－)表示－lg c(S2－)，下列说法不正确的是(　　) A．该温度下，Ag2S的Ksp＝1.6×10－49 B．该温度下，溶解度的大小顺序为NiS>SnS C．SnS和NiS的饱和溶液中＝104 D．向含有等物质的量浓度的Ag＋、Ni2＋、Sn2＋溶液中加入饱和Na2S溶液，析出沉淀的先后顺序为Ag2S、SnS、NiS 【答案】C 【解析】由a(30,10－lg 4)可知，当c(S2－)＝10－30 mol·L－1时，c(Ag＋)＝10－(10－lg 4) mol·L－1＝4× 10－10 mol·L－1，Ksp(Ag2S)＝c2(Ag＋)·c(S2－)＝(4×10－10)2×10－30＝1.6×10－49，A正确；由SnS、NiS的沉淀溶解平衡曲线可知，当两条曲线表示的c(S2－)相同时，对应的c(Ni2＋)＞c(Sn2＋)，由于SnS和NiS类型相同，则溶解度的大小关系为NiS＞SnS，B正确；利用NiS的沉淀溶解平衡曲线上b点数据，则Ksp(NiS)＝c(Ni2＋)·c(S2－)＝10－6×10－15＝10－21，同理可得Ksp(SnS)＝c(Sn2＋)·c(S2－)＝10－25×100＝10－25，SnS和NiS的饱和溶液中＝＝＝10－4，C错误；假设溶液中Ag＋、Ni2＋、Sn2＋的浓度均为0.1 mol·L－1，分别生成Ag2S、NiS、SnS沉淀时，需要c(S2－)分别为1.6×10－47 mol·L－1、10－20 mol·L－1、10－24 mol·L－1，因此生成沉淀的先后顺序为Ag2S、SnS、NiS，D正确。 22．已知相同温度下，Ksp(BaSO4)＜Ksp(BaCO3)。某温度下，饱和溶液中－lg[c(SO)]、－lg[c(CO)]与－lg[c(Ba2＋)]的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．曲线①代表BaCO3的沉淀溶解曲线 B．该温度下BaSO4的Ksp(BaSO4)值为1.0×10－10 C．加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到b点 D．c(Ba2＋)＝10－5.1时两溶液中＝ 【答案】B 【解析】由题可知，曲线上的点均为饱和溶液中微粒浓度关系，由题分析可知，曲线①为BaSO4的沉淀溶解曲线，选项A错误；曲线①为BaSO4溶液中－lg[c(Ba2＋)]与－lg[c(SO)]的关系，由图可知，当溶液中－lg[c(Ba2＋)]＝3时，－lg[c(SO)]＝7，则－lg[Ksp(BaSO4)]＝7＋3＝10，因此Ksp(BaSO4)＝1.0×10－10，选项B正确；向饱和BaCO3溶液中加入适量BaCl2固体后，溶液中c(Ba2＋)增大，根据温度不变则Ksp(BaCO3)不变可知，溶液中c(CO)将减小，因此a点将沿曲线②向左上方移动，选项C错误；由图可知，当溶液中c(Ba2＋)＝10－5.1时，两溶液中＝，选项D错误。 23．常温下，用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01 mol·L－1的KCl、K2C2O4溶液，所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考虑C2O的水解，Xn－代表Cl－、C2O)。下列叙述正确的是(　　) A．反应Ag2C2O4(s)＋2Cl－(aq)2AgCl(s)＋C2O(aq)的平衡常数表达式为K＝ B．n点表示AgCl的不饱和溶液 C．向c(Cl－)＝c(C2O)的混合溶液中滴入AgNO3溶液时，先生成Ag2C2O4沉淀 D．Ksp(Ag2C2O4)的数量级等于10－7 【答案】A 【解析】Ag2C2O4(s)＋2Cl－(aq)2AgCl(s)＋C2O(aq)的平衡常数K＝，A项正确，n点的离子积Q(AgCl)>Ksp(AgCl)，所以该点为氯化银的过饱和溶液，有沉淀析出，B项错误；由图可知，当阴离子浓度相同时，生成AgCl沉淀所需的c(Ag＋)小，故向c(Cl－)＝c(C2O)的混合液中滴入AgNO3溶液时，先析出氯化银沉淀，C项错误；由图中数据可知，Ksp(Ag2C2O4)＝c2(Ag＋)·c(C2O)＝(10－4)2×10－2.46＝10－10.46，故数量级为10－11，D项错误。 24.常温时，Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。请回答下列问题： (1)A点表示的溶液，离子积Q______(填“＞”“＜”或“＝”)溶度积Ksp。 (2)B点对应的Ksp__________(填“＞”“＜”或“＝”)C点对应的Ksp。 (3)通过蒸发一部分溶剂的方法能否使溶液由A点变到B点？______(填“能”或“不能”)，理由是_________________________________________________________________________。 (4)使溶液由C点变到B点的方法可以是____________________________(写一种)。 (5)常温下，Ag2SO4的溶度积Ksp＝__________。 【答案】(1)＜　(2)＝　(3)不能　蒸发溶剂，c(SO)和c(Ag＋)都变大，A点到B点c(SO)未发生变化，故不能　(4)加入Na2SO4固体或溶液(合理即可)　(5)1.6×10－5 【解析】(1)A点没有达到平衡状态，是不饱和溶液。(4)由C点到B点，c(Ag＋)减小、c(SO)增大，仍为饱和溶液。(5)取B点数据计算Ksp＝c2(Ag＋)·c(SO)＝(2×10－2)2×4×10－2＝1.6×10－5。 25.金属氢氧化物在酸中的溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。难溶金属氢氧化物在不同pH下的溶解度[S/(mol·L－1)]如图所示。 (1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是__________________________________。 (2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH为________(填字母)。 A．<1 B．4左右 C．>6 (3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2＋杂质，______(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是____________________________________________________。 (4)要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水，生成[Cu(NH3)4]2＋，写出反应的离子方程式：________________________________________________________。 【答案】(1)Cu2＋　(2)B　(3)不能　Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小 (4)Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O 【解析】(1)据图知pH＝4～5时，Cu2＋开始沉淀为Cu(OH)2，因此pH＝3时，铜元素主要以Cu2＋的形式存在。(2)若要除去CuCl2溶液中的Fe3＋，应保证Fe3＋完全沉淀，而Cu2＋还未沉淀，据图知pH为4左右。(3)Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小，无法通过调节溶液pH的方法除去Ni(NO3)2溶液中的Co2＋。(4)据已知条件结合原子守恒即可写出离子方程式：Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $