专题3 第4单元 第2课时 沉淀溶解平衡原理的应用-【正禾一本通】2025-2026学年高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义配套课件（苏教版）

第2课时　沉淀溶解平衡原理的应用 　 专题3 第四单元　沉淀溶解平衡 1.了解沉淀的生成、溶解与转化，能用化学平衡理论解释沉淀的生 成、溶解和转化，会应用沉淀的生成、溶解与转化。 2.学会从定量的角度分析沉淀的生成与转化。 学习目标 任务一　沉淀转化原理 1 随堂演练 3 内容索引 课时测评 4 任务二　沉淀转化的应用 2 任务一　沉淀转化原理 返回 新知构建 1.沉淀转化过程实验探究 (1)实验探究AgCl、AgI、Ag2S的转化 实验操作 实验现象 ①_______________ ②________________ __________________ ③_______________________ 实验结论 (1)AgCl沉淀可转化为AgI沉淀 (2)AgI沉淀又可转化为Ag2S沉淀 有白色沉淀析出 白色沉淀转化为黄 黄色沉淀转化为黑色沉淀 色沉淀 (2)理论分析 ①根据溶解度数据可知三种沉淀溶解能力从大到小的顺序是AgCl＞AgI＞Ag2S。 ②向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，溶液中的___________________________ ________，溶液中Ag＋浓度______，促使____________________________ ____________，最终AgCl完全转化为AgI。AgI转化为Ag2S的原理相同。 ③沉淀的转化示意图 Ag＋和I－结合生成了更难溶解 的AgI 减小 AgCl的沉淀溶解平衡向其溶解 的方向移动 ④沉淀转化的离子方程式： ________________________________； ________________________________。 AgCl(s)＋I－⥫⥬AgI(s)＋Cl－ 2AgI(s)＋S2－ ⥫⥬ Ag2S(s)＋2I－ 2.沉淀的转化的实质与条件 (1)沉淀转化的实质是____________________。 (2)沉淀转化的条件：溶液中的离子浓度幂之积______Ksp。 ①一般来说，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。 ②控制反应条件，也可使溶解能力相对较弱的物质转化为溶解能力相对较强的物质。 沉淀溶解平衡的移动 大于 交流研讨1 正误判断 (1)向AgCl沉淀中加入KI溶液，沉淀颜色转变成黄色，是由于Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl) ( ) (2)所谓沉淀完全就是用沉淀剂将溶液中的某一离子除尽 ( ) (3)沉淀转化可用勒夏特列原理解释 ( ) (4)沉淀的转化只能由难溶的转化为更难溶的 ( ) √ × √ × 已知Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9。向BaSO4中加入饱和Na2CO3溶液，一段时间后达到平衡状态。 (1)写出有关的离子方程式：___________________________________。 (2)计算该反应的平衡常数K＝_________________________________。 (3)讨论BaSO4能转化为BaCO3的条件是什么。 交流研讨2 BaSO4(s)＋C⥫⥬BaCO3(s)＋S K＝＝＝0.042 提示：在BaSO4饱和溶液中，c(S)≈1.0×10－5mol·L－1，要使BaSO4转化为BaCO3，根据第(2)问的平衡常数，＞，c(C)＞＝2.4×10－4 mol·L－1，即＞＝24。 应用评价 1.已知：Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液，产生的实验现象是 A.固体逐渐溶解，最后消失 B.固体由白色变为黑色 C.固体颜色变化但质量不变 D.固体逐渐增多，但颜色不变 √ ZnS和CuS的阴、阳离子个数比均为1∶1，且Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，可得ZnS溶解度大于CuS，因此在ZnS饱和溶液中加CuSO4会使ZnS沉淀转化生成黑色CuS。 2.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)＝4.96×10－9，Ksp(CaSO4)＝7.1×10－5，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C(aq)＋CaSO4(s)⥫⥬CaCO3(s)＋S(aq) 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，＝1.43×104 √ 升高温度，水的电离平衡正向移动，Kw增大，Na2CO3水解平衡正向移动，c(OH－)增大，故A项正确；沉淀由难溶物质转变为更难溶的物质，故B项正确；由c(C)＝c(Ca2＋)＝≈7.0×10－5 mol·L－1， 设溶液为1 L，则＝，解得S＝7.0×10－4 g，该条件下CaCO3的溶解度约为7.0×10－4 g，故C错误；CaSO4和CaCO3共存的悬浊液中，＝＝1.43×104，故D项正确。 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＋(aq)＋Cl－(aq) 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 √ 向二者恰好反应后的滤液b中滴加0.1 mol·L－1 KI溶液出现浑浊，则说明浊液a中存在沉淀溶解平衡，A正确。向滤液b中加入0.1 mol·L－1 KI溶液，出现浑浊，则说明b中含有Ag＋，B错误。③中颜色变化是沉淀进行了转化，即AgCl转化为AgI，C正确。因AgCl沉淀能转化为AgI沉淀，所以Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)，AgI更难溶，D正确。 返回 任务二　沉淀转化的应用 返回 新知构建 1.锅炉除垢 水垢中的 CaSO4(s) CaCO3(s) Ca2＋(aq) (1)沉淀转化 由于CaCO3的溶解能力______CaSO4，用碳酸钠溶液很容易将水垢中的CaSO4转化为疏松、易溶于酸的CaCO3沉淀，离子方程式为____________ _________________________。 小于 CaSO4(s)＋ C⥫⥬CaCO3(s)＋S (2)沉淀溶解 H＋与碳酸钙电离出的C反应生成_______使CaCO3(s)⥫⥬Ca2＋＋C平衡右移，促进碳酸钙溶解，离子方程式为__________________________ ________________。 CO2 CaCO3(s)＋2H＋Ca2＋ ＋CO2↑＋H2O 2.重晶石转化为可溶性钡盐 BaSO3(s) (1)沉淀转化 虽然BaSO4比BaCO3更难溶于水，由于饱和Na2CO3溶液中的C浓度较大，BaSO4电离出的______________________________________。 用饱和Na2CO3溶液多次重复处理，可使大部分BaSO4转化为BaCO3，离子方程式为______________________________________。 重晶石 BaSO4(s) 饱和Na2CO3溶液 Ba2＋(aq) (2)沉淀溶解 用盐酸溶解碳酸钡，可使Ba2＋转入溶液中，离子方程式为_____________ ____________________________。 Ba2＋仍有部分与C结合形成BaCO3沉淀 BaSO4(s)＋C⥫⥬BaCO3(s)＋S BaCO3(s)＋ 2H＋Ba2＋＋H2O＋CO2↑ 3.物质的提纯——除去CuSO4溶液中混有的少量Fe3＋ 由于Fe(OH)3的溶解度比Cu(OH)2________，调节溶液的pH至3～4时，Cu2＋__________中，Fe3＋__________________________，达到除去Fe3＋的目的。 小得多 留在溶液 水解生成Fe(OH)3而析出 4.铜蓝矿的形成过程 原生铜的硫化物 CuSO4(溶液) CuS(铜蓝) 生成铜蓝的有关化学方程式： ________________________________，_______________________________。 PbS ZnS ZnS(s)＋CuSO4⥫⥬CuS(s)＋ZnSO4 PbS(s)＋CuSO4 CuS(s)＋PbSO4 交流研讨 (1)牙齿表面的牙釉质起着保护牙齿的作用，其主要成分为Ca5 (PO4)3(OH)(羟基磷灰石)，它是一种难溶电解质，Ksp＝2.5×10－59；氟磷灰石Ca5(PO4)3F是一种更难溶的电解质。 ①解释吃糖后不刷牙容易形成蛀牙的原因。 提示：牙齿表面存在沉淀溶解平衡：Ca5(PO4)3(OH)(s)⥫⥬5Ca2＋＋3P＋OH－，糖分解产生的有机酸能中和OH－，使平衡向沉淀溶解方向移动，加速牙齿腐蚀。 ②请解释含氟牙膏使牙齿变坚固的原因并写出此反应的离子方程式。 提示：F－与难溶于水的羟基磷灰石Ca5(PO4)3(OH)反应生成更难溶且耐酸的氟磷灰石Ca5(PO4)3F，覆盖在牙齿表面，抵抗H＋的侵袭；Ca5(PO4)3 (OH)(s)＋F－⥫⥬ Ca5(PO4)3F(s)＋OH－。 (2)BaCO3和BaSO4都难溶于水，在医学上常用BaSO4作钡餐透视，而不能用BaCO3的原因是什么？ 提示：因为BaCO3能溶于胃酸(主要成分为盐酸)，反应原理为BaCO3(s) ⥫⥬ Ba2＋＋C、C＋2H＋CO2↑＋H2O。可见，胃酸消耗C，使溶液中c(C)降低，从而使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，c(Ba2＋)增大引起人体重金属中毒。 (3)①常温下，要去除ZnSO4溶液中混有的Fe3＋，可以通过调节溶液的pH来实现，试通过计算确定，当调节溶液的pH超过多少时可认为Fe3＋沉淀完全{已知：KspFe(OH)3≈1×10－39，溶液中c(Fe3＋)＝10－5mol·L－1时可认为Fe3＋沉淀完全}？ 提示：KspFe(OH)3＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝10－5·c3(OH－)＝10－39，则c(OH－)＝ mol·L－1≈10－11.3 mol·L－1，c(H＋)＝＝ mol·L－1＝10－2.7 mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－lg 10－2.7＝2.7。即调节溶液的pH大于2.7时，Fe3＋沉淀完全。 ②常温下，如何去除ZnSO4溶液中混有的Fe2＋已知：KspFe(OH)2＝4.9× 10－17，KspZn(OH)2＝1.2×10－17？ 提示：先加入氧化剂(如H2O2)把Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入ZnO等调节溶液的pH大于2.7。 应用评价 金属氢氧化物在酸中溶解度不同，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。难溶金属的氢氧化物在不同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______。 Cu2＋　 由图可知，在pH＝3时溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀，铜元素以Cu2＋形式存在。 (2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH____(填字母)。 A.＜1　　　 B.＝4左右　　 　C.＞6 B 要除去Fe3＋的同时必须保证Cu2＋不能沉淀，因此pH应保持在4左右。 (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_____________________________ __________________________________________。 不能 Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差 太小，无法通过控制溶液的pH来使二者分离 从图示关系可看出，Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小，不能通过调节溶液pH而除去Ni(NO3)2溶液中的Co2＋。 (4)已知一些难溶物的溶度积常数如下表： 为除去某工业废水中含有的Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的_____(填字母)。 A.NaOH　　　 B.FeS　　　 C.Na2S 物质 FeS MnS CuS Ksp 1.59×10－19 4.65×10－14 1.3×10－35 Ksp 3.4×10－28 6.4×10－33 1.6×10－24 B 要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时又不会引入其他离子。 返回 随堂演练 返回 √ 1.为研究沉淀之间的转化，某小组设计如图实验： 下列分析正确的是 A.白色浊液中不存在自由移动的Ag＋ B.实验②说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgI) C.把实验①②交换顺序，看不到白色沉淀 D.黑色浊液中不含AgI 白色浊液中存在AgCl的沉 淀溶解平衡，存在自由移 动的Ag＋，故A错误；实验 ②沉淀发生转化，说明AgI更难溶，溶度积越小的越易沉淀，则Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)，故B错误；把实验①②交换顺序，由于KI过量且Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)，因此直接产生黄色沉淀，看不到白色沉淀，故C正确；实验③存在沉淀转化：2AgI(s)＋S2－⥫⥬Ag2S(s)＋2I－，该转化是可逆的，故浊液中含有少量AgI，故D错误。 2.下列说法不正确的是 A.可用过量FeCl3溶液除去Fe(OH)3中少量的Mg(OH)2杂质 B.牙齿表面覆盖的牙釉质存在如下平衡：Ca5(PO4)3OH(s)⥫⥬5Ca2＋＋3P＋OH－，牙齿上残余的糖会发酵产生H＋，加快牙釉质的酸蚀 C.用100 mL 0.01 mol·L－1硫酸洗涤BaSO4沉淀，与用等体积的蒸馏水洗涤相比，BaSO4损失更多 D.医院做X光造影时的钡餐主要成分是BaSO4 √ 2Fe3＋＋3Mg(OH)2(s)⥫⥬2Fe(OH)3(s)＋3Mg2＋，加入过量FeCl3溶液可以促使平衡正向移动，将氢氧化镁沉淀转化为氢氧化铁，A正确；糖会发酵产生H＋，使Ca5(PO4)3OH(s)⥫⥬5Ca2＋＋3P＋OH－正向移动，加快牙釉质的酸蚀，B正确；BaSO4沉淀存在沉淀溶解平衡：BaSO4(s)⥫⥬ Ba2＋＋S，稀硫酸洗涤可使沉淀溶解平衡逆向移动，减少BaSO4沉淀的损失，C错误；硫酸钡不能与胃液中的盐酸反应而且难溶，所以医院做X光造影时的钡餐主要成分是硫酸钡，D正确。 3.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)。下列分析正确的是 A.CuS的溶解度大于PbS的溶解度 B.原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性 C.CuSO4与ZnS反应的离子方程式是 Cu2＋＋S2－CuS↓ D.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应 √ 沉淀转化的实质是溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀，PbS转变为铜蓝(CuS)，说明CuS的溶解度小于PbS的溶解度；原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝也应该具有还原性，因为硫元素处于最低价态－2价；CuSO4与ZnS反应的离子方程式应该是Cu2＋＋ZnS(s)⥫⥬CuS(s)＋Zn2＋，这是一个复分解反应；自然界地表层原生铜的硫化物被氧化的过程是氧化还原反应，故只有D正确。 4.用含铁废铜制备胆矾的流程如图所示，下列说法错误的是 A.“溶解”中加H2O2只是将Fe2＋氧化为Fe3＋ B.流程中Cu2(OH)2CO3可用CuO或Cu(OH)2代替 C.pH＝3时，c(Cu2＋)·c2(OH－)＜KspCu(OH)2 D.“系列操作”前加入H2SO4的目的是抑制Cu2＋的水解 √ “溶解”发生的反应有Cu＋H2O2＋2H＋ Cu2＋＋2H2O，Fe＋2H＋Fe2＋＋ H2↑，2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋ 2H2O等，故A错误；向Ⅰ中加入Cu2(OH)2CO3调pH＝3的原理是u2(OH)2CO3消耗H＋且不引入其他杂质离子，符合要求的物质除Cu2(OH)2CO3外，还有Cu(OH)2、CuCO3、CuO等，故B正确；调节pH＝3的目的是使Fe3＋生成Fe(OH)3沉淀，而Cu2＋不生成沉淀，故c(Cu2＋)·c2(OH－)＜KspCu(OH)2，故C正确；溶液中Cu2＋发生水解反应Cu2＋＋2H2O⥫⥬ Cu(OH)2＋2H＋，加入H2SO4使溶液中H＋浓度增大，能抑制Cu2＋的水解，故D正确。 5.我国《生活饮用水卫生标准》中规定生活用水中镉的排放量不超过0.005 mg·L－1。处理含镉废水可采用化学沉淀法。试回答下列问题： (1)磷酸镉Cd3(PO4)2沉淀溶解平衡常数的表达式为Ksp＝________________。 c3(Cd2＋)·c2(P) Cd3(PO4)2沉淀溶解平衡常数表达式为Ksp＝c3(Cd2＋)·c2(P)。 (2)向某含镉废水中加入Na2S，当浓度达到7.9×10－8 mol·L－1时，废水中Cd2＋的浓度为_________________ mol·L－1已知：Ksp(CdS)＝7.9×10－27，Cd的相对原子质量为112，此时是否符合生活饮用水卫生标准？______(填“是”或“否”)。 c3(Cd2＋)·c2(P) 是 向某含镉废水中加入Na2S，c(Cd2＋)·c(S2－)＝7.9×10－27，当S2－浓度达到7.9×10－8 mol·L－1时，废水中Cd2＋的浓度为 mol·L－1＝1×10－19 mol·L－1，Cd2＋的含量为1×10－19×112×103 mg·L－1＝1.12×10－14 mg·L－1＜0.005 mg·L－1，此时符合生活饮用水卫生标准。 返回 课时测评 返回 √ 题点1　沉淀的转化、生成和溶解 1.向AgCl浊液中滴加氨水后可得到澄清溶液，继续滴加浓硝酸后又有沉淀生成。经查资料得知：Ag＋＋2NH3·H2O⥫⥬Ag(NH3)2＋＋2H2O。下列分析不正确的是 A.浊液中存在沉淀溶解平衡： AgCl(s)⥫⥬Ag＋(aq)＋Cl－(aq) B.实验可以证明NH3结合Ag＋能力比Cl－强 C.实验表明实验室可用氨水洗涤银镜反应后的试管 D.由资料信息可推知：加浓硝酸后生成的沉淀为AgCl 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 氯化银为常见的难溶物，存在的溶解平衡为AgCl(s)⥫⥬Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，A正确；向AgCl浊液中滴加氨水后，沉淀溶解，得到澄清溶液， Ag＋＋2NH3·H2O⥫⥬Ag(NH3)2＋＋2H2O，可知NH3结合Ag＋能力比Cl－强，B正确；实验室可用稀硝酸洗涤银镜反应后的试管，氨水能溶解氯化银沉淀，不能溶解银单质，C错误；AgCl浊液中加氨水，形成了银氨溶液，溶解中存在：Ag＋＋2NH3·H2O⥫⥬Ag(NH3)2＋＋2H2O加入浓硝酸后，浓硝酸与氨水反应，使平衡逆向移动释放出Ag＋，使Ag＋浓度增大AgCl(s)⥫⥬Ag＋＋Cl－逆向移动最终得到的物质为AgCl，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 2.已知某温度下AgCl(s)的溶度积常数Ksp＝1×10－10。在该温度下，向 50 mL 0.018 mol/L的AgNO3溶液中加入50 mL 0.02 mol/L的盐酸，生成沉淀(混合后溶液的体积变化忽略不计)。下列说法正确的是 A.AgCl的溶解性为难溶，则该物质不溶于水 B.沉淀生成后，溶液中Ag＋的浓度1×10－5 mol/L C.沉淀生成后，溶液中N的浓度1.8×10－2 mol/L D.沉淀生成后，溶液的pH为2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 AgCl的溶解性为难溶，该物质在水中溶解性很小，故A错误；发生反应：AgNO3＋HClAgCl↓＋HNO3，n(AgNO3)＝50×10－3 L×0.018 mol·L－1，n(HCl)＝50×10－3 L×0.02 mol·L－1，HCl过量，反应后溶液中c(Cl－)＝＝0.001 mol·L－1，Ksp＝c(Ag＋)× c(Cl－)，代入数值，得出c(Ag＋)＝10－7 mol·L－1，故B错误；根据AgNO3＋HClAgCl↓＋HNO3，N物质的量不变，因此反应后溶液中c(N)＝＝0.009 mol·L－1，故C错误；反应后c(H＋)＝＝0.01 mol·L－1，即pH＝2，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 3.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 氨水和Mg2＋、Fe3＋都能反应生成沉淀，A不符合题意；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，B符合题意；加入碳酸钠固体，Mg2＋、Fe3＋都生成沉淀，C不符合题意； 加入氢氧化钠溶液，Mg2＋、Fe3＋都能生成氢氧化物沉淀，D不符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 4.工业回收铅蓄电池中的铅，常用Na2CO3或NaHCO3溶液处理铅膏(主要成分PbSO4)获得PbCO3：PbSO4(s)＋C(aq)⥫⥬PbCO3(s)＋S(aq)　K＝2.2×105。经处理得到的PbCO3灼烧后获得PbO，PbO再经一步转变为Pb，下列说法正确的是 A.PbSO4的溶解度小于PbCO3 B.处理PbSO4后，Na2CO3或NaHCO3溶液的pH升高 C.若用等体积、等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液分别处理PbSO4，Na2CO3溶液中的PbSO4转化率较大 D.整个过程涉及一个复分解反应和两个氧化还原反应 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由反应PbSO4(s)＋C(aq)⥫⥬PbCO3(s)＋S(aq)　K＝2.2×105，该反应平衡常数大于105，说明反应正向进行程度较大，PbSO4转化为PbCO3较容易实现，则PbCO3的溶解度更小，故A错误；处理PbSO4后，溶液中的C浓度减小，水解出的氢氧根离子浓度减小，pH下降，故B错误；等体积、等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液，Na2CO3溶液中的碳酸根离子浓度更大，更有利于PbSO4转化为碳酸铅，PbSO4的转化率更大，故C正确；PbSO4转化为碳酸铅为复分解反应，PbCO3转化为PbO为分解反应且无价态变化，PbO再经一步转变为Pb属于氧化还原反应，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 题点2　沉淀的转化、生成和溶解的实验探究 5.某小组研究沉淀的生成、溶解与转化，进行如下实验，下列说法错误的是 A.当实验Ⅰ中c(Mg2＋)·c2(OH－)＝KspMg(OH)2时，立即观察到白色沉淀 B.为达成实验目的，实验Ⅰ必须确保NaOH不过量 C.实验Ⅱ中N促进Mg(OH)2(s) ⥫⥬Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)正向移动 D.实验Ⅲ中白色沉淀逐渐转变为红褐色，说明Fe(OH)3的溶解度更小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A项，当实验Ⅰ中c(Mg2＋)·c2(OH－)＝KspMg (OH)2时，所得溶液为饱和氢氧化镁溶液，不 能观察到白色沉淀，错误；B项，若氢氧化钠 溶液过量，过量的氢氧化钠溶液会与铵根离子、 铁离子反应，不能达到研究沉淀的溶解与转化的目的，所以为达成实验目的，实验Ⅰ必须确保氢氧化钠溶液不过量，正确；C项，实验Ⅱ中铵根离子会与氢氧根离子反应，使氢氧化镁的溶解平衡正向移动，正确；D项，实验Ⅲ中白色沉淀逐渐转变为红褐色说明氢氧化镁沉淀转化为氢氧化铁沉淀，氢氧化铁的溶解度小于氢氧化镁，正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 6.为研究沉淀的生成及转化，同学们进行下图所示实验。 下列关于该实验的分析不正确的是 A.①中产生白色沉淀的原因是c(Ag＋)·c(SCN－)＞Ksp(AgSCN) B.①中存在平衡：AgSCN(s) ⥫⥬Ag＋(aq)＋SCN－(aq) C.②中无明显变化是因为溶液中的c(SCN－)过低 D.上述实验不能证明AgSCN向AgI沉淀转化反应的发生 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Qc＞Ksp时有沉淀生成，所以①中产生 白色沉淀的原因是c(Ag＋)·c(SCN－)＞ Ksp(AgSCN)，故A正确；难溶固体存 在沉淀溶解平衡，①中有AgSCN固体，存在平衡：AgSCN(s)⥫⥬g＋(aq)＋SCN－(aq)，故B正确；Fe3＋遇SCN－溶液变红，②中无明显变化是因为溶液中的c(SCN－)过低，故C正确；②中溶液不变红，③中溶液变红，说明③中c(SCN－)增大，存在AgSCN(s)＋I－⥫⥬gI(s)＋SCN－(aq)反应，能证明AgSCN向AgI沉淀转化反应的发生，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 7.为研究沉淀的生成及其转化，某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是 A.①中浊液中存在平衡：Ag2CrO4(s) ⥫⥬2Ag＋(aq)＋Cr(aq) B.②中溶液变澄清原因：AgOH＋2NH3·H2OOH＋2H2O C.③中颜色变化说明有AgCl生成 D.该实验可以证明Ag2CrO4沉淀可以转化为AgCl沉淀 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 反应①中沉淀是Ag2CrO4，存在溶解平衡： Ag2CrO4(s)⥫⥬2Ag＋(aq)＋Cr(aq)，A 正确；反应①中存在沉淀溶解平衡，即① 的上层清液中存在Ag＋，加入NH3·H2O， 先发生Ag＋＋NH3·H2OAgOH↓＋N，继续滴加NH3·H2O，发生AgOH＋2NH3·H2OAg(NH3)2OH＋2H2O，因此溶液先变浑浊，再变澄清，B正确；浊液中加入KCl，有白色沉淀产生，该沉淀为AgCl，C正确；根据实验，加入AgNO3是过量的，加入KCl会有AgCl沉淀产生，因此本实验不能证明Ag2CrO4沉淀可以转化为AgCl沉淀，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 题点3　沉淀转化原理在日常生活、工农业生产中的应用 8.痛风病与关节滑液中形成的尿酸钠(NaUr)有关(NaUr增多，病情加重)，其化学原理为：HUr(aq)＋ Na＋(aq)⥫⥬NaUr(s)＋H＋(aq)　ΔH＜0。下列说法不正确的是 A.饮食中摄入过多食盐，会加重痛风病病情 B.大量饮水会增大痛风病发作的可能性 C.寒冷季节更易诱发关节疼痛 D.患痛风病的人应少吃能代谢产生更多尿酸的食物 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 饮食中摄入过多食盐，Na＋的浓度增大，题给平衡正向移动，生成NaUr增多，会加重痛风病病情，A项正确；大量饮水，题给平衡逆向移动，会降低痛风病发作的可能性，B项错误；寒冷季节，温度降低，题给平衡正向移动，生成NaUr增多，更易诱发关节疼痛，C项正确；少吃能产生更多尿酸的食物，HUr浓度减小，题给平衡逆向移动，NaUr减少，故患痛风病的人应少吃能代谢产生更多尿酸的食物，D项正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 9.医院常用硫酸钡(俗称钡餐)作为内服造影剂。可溶性钡盐有毒，抢救钡离子中毒患者时除催吐外，还需向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：常温下，Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9；Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10。下列推断不正确的是 A.BaSO4的溶度积常数表达式为 Ksp(BaSO4)＝c(Ba2＋)·c(S) B.可以用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃 C.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 D.常温下，BaCO3(s)＋S(aq)⥫⥬BaSO4(s)＋C(aq)的平衡常数K＝23.6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A项，溶解度常数是难溶性物质在水中达到沉淀溶解平衡时，溶解产生的离子浓度幂的乘积，则BaSO4的溶度积常数表达式为Ksp(BaSO4)＝c(Ba2＋)·c(S)，正确；B项，若Ba2＋中毒时，服用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液，Ba2＋与服用的Na2SO4溶液中的S结合形成BaSO4沉淀，导致c(Ba2＋)浓度降低，因而可降低Ba2＋对人体健康造成的伤害，正确；C项，若服用碳酸钠溶液，C与Ba2＋形成的BaCO3能够与胃酸即HCl发生反应变为Ba2＋及CO2、H2O，因此Ba2＋对人体健康的危害仍然不能排除，且碳酸钠溶液呈强碱性，也会对人造成一定刺激，错误；D项，在常温下，BaCO3(s)＋S(aq)⥫⥬BaSO4(s) ＋C(aq)的平衡常数K＝＝＝＝23.6，正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 10.牙齿表面存在如下平衡： Ca5(PO4)3OH(s)⥫⥬5Ca2＋(aq)＋3P(aq)＋OH－(aq)　Ksp＝6.8×10－37 Ca5(PO4)3F(s)的Ksp＝2.8×10－61 下列说法错误的是 A.在牙膏中添加适量的磷酸盐，能起到保护牙齿的作用 B.口腔中的食物残渣能产生有机酸，容易导致龋齿，使Ksp增大 C.正常口腔的pH 接近中性，有利于牙齿健康 D.使用含氟牙膏，当Ca5(PO4)3OH(s)与Ca5(PO4)3F(s)共存时，≈ 2.4×1024 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A项，在牙膏中添加适量的磷酸盐，使平衡逆向移动，Ca5(PO4)3OH(s) ⥫⥬5Ca2＋(aq)＋3P(aq)＋OH－(aq)，生成Ca5(PO4)3OH(s)覆盖在牙齿表面，能起到保护牙齿的作用，正确；B项，Ksp只与温度有关，与溶液的酸碱性无关，错误；C项，正常口腔的pH接近中性，防止Ca5(PO4)3 OH(s)溶解，有利于牙齿健康，正确；D项，＝ ＝＝≈2.4×1024，正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 11.工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量FeO、CuO等)湿法制取金属锌的流程如图所示。 下列说法不正确的是 A.加入ZnO的目的是调节溶液的pH以除去溶液中的Fe3＋ B.为加快反应速率，净化Ⅰ和净化Ⅱ均应在较高的温度下进行 C.加过量ZnS可除去溶液中的Cu2＋是利用了Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS) D.ZnFe2O4溶于硫酸的离子方程式： ZnFe2O4＋8H＋Zn2＋＋2Fe3＋＋4H2O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 加入ZnO消耗H＋来增大溶液pH，从 而促进Fe3＋水解，将Fe3＋转化为Fe (OH)3沉淀，除去溶液中的Fe3＋，故 A正确；温度较高时，净化Ⅰ中双氧水易分解，导致双氧水消耗，使Fe2＋不能完全转化成Fe3＋，使铁元素转化为Fe(OH)3沉淀不彻底，故B错误；表达式相同的难溶性硫化物中，溶度积常数大的难溶物能转化为溶度积常数小的难溶物，ZnS能除去溶液中的Cu2＋，说明CuS比ZnS更难溶，则Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，故C正确；ZnFe2O4溶于稀硫酸生成硫酸锌、硫酸铁和水，离子反应方程式为ZnFe2O4＋8H＋Zn2＋＋2Fe3＋＋4H2O，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 12.锂电池具有广泛应用。用废铝渣(含金属铝、锂盐等)获得电池级Li2CO3的一种工艺流程如下(部分物质已略去)： 下列说法不正确的是 A.①中加热后有SO2生成 B.②生成Al(OH)3的离子方程式：2Al3＋＋3C＋3H2O2Al(OH)3↓＋3CO2↑ C.由③推测溶解度：CaCO3＞Li2CO3 D.④中不宜通入过多CO2，否则会造成Li2CO3产率降低 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ①表示废铝渣(含金属铝、锂盐等)加入浓硫酸，在280 ℃发生氧化还原反应，浓硫酸作氧化剂，化合价降低，得到的还原产物有SO2，故A不符合题意；滤液中含有硫酸铝、硫酸锂，硫酸铝和碳酸钠发生相互促进的水解反应生成Al(OH)3沉淀和CO2，离子方程式为2Al3＋＋3C＋3H2O2Al(OH)3↓＋3CO2↑，故B不符合题意； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由③可知，碳酸锂沉淀与氢氧化钙溶液反应生成氢氧化锂和碳酸钙，发生了沉淀的转化，即有溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀，溶解度：Li2CO3＞CaCO3，故C符合题意；④表示氢氧化锂和二氧化碳反应生成碳酸锂，不宜通入过多CO2，否则会生成碳酸氢锂，造成Li2CO3产率降低，故D不符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 13.向10.00 mL 0.50 mol·L－1NaHCO3溶液中滴加不同浓度的CaCl2溶液，观察到明显产生浑浊时，停止滴加；取少量所得浑浊液加热，记录实验现象。下列说法不正确的是 A.①中产生浑浊的原因是c(Ca2＋)·c(C)＞Ksp(CaCO3) B.未加热前①和②中发生了反应： 2HC＋Ca2＋CaCO3↓＋H2CO3 C.加热浊液产生气泡主要是因为CaCO3受热分解产生了更多的CO2 D.向上述NaHCO3溶液中加入足量0.5 mol·L－1CaCl2溶液，可能同时产生浑浊和气泡 实验 序号 c(CaCl2)/ (mol·L－1) 滴加CaCl2溶液时的实验现象 加热浑浊液时的实验现象 10.00 mL 0.50 mol·L－1NaHCO3 溶液 ① 0.05 至1.32 mL时产生明显浑浊，但无气泡产生 有较多气泡生成 ② 0.005 至15.60 mL时产生明显浑浊，但无气泡产生 有少量气泡生成 ③ 0.000 5 至20 mL未见浑浊 － 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 向10.00 mL 0.50 mol·L－1NaHCO3溶液中滴加不同浓度的CaCl2溶液，观察到明显产生浑浊时，没有气泡产生，发生反应2HC＋Ca2＋ CaCO3↓＋H2CO3，生成的沉淀是碳酸钙，加热后生成的气体为CO2。根据溶度积规则，①中能产生CaCO3沉淀，说明c(Ca2＋)·c(C)＞Ksp (CaCO3)，故A正确； 实验 序号 c(CaCl2)/ (mol·L－1) 滴加CaCl2溶液时的实验现象 加热浑浊液时的实验现象 10.00 mL 0.50 mol·L－1NaHCO3 溶液 ① 0.05 至1.32 mL时产生明显浑浊，但无气泡产生 有较多气泡生成 ② 0.005 至15.60 mL时产生明显浑浊，但无气泡产生 有少量气泡生成 ③ 0.000 5 至20 mL未见浑浊 － 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 未加热前①和②不放出二氧化碳，说明碳酸没有达到饱和，加热后碳酸分解放出二氧化碳，所以未加热前①和②中发生了反应：2HC＋Ca2＋ CaCO3↓＋H2CO3，故B正确；加热前①和②中发生了反应：2HC＋Ca2＋CaCO3↓＋H2CO3，碳酸钙在溶液中受热不分解，加热浑浊液产生气泡主要是因为碳酸受热分解产生了CO2，故C错误； 实验 序号 c(CaCl2)/ (mol·L－1) 滴加CaCl2溶液时的实验现象 加热浑浊液时的实验现象 10.00 mL 0.50 mol·L－1NaHCO3 溶液 ① 0.05 至1.32 mL时产生明显浑浊，但无气泡产生 有较多气泡生成 ② 0.005 至15.60 mL时产生明显浑浊，但无气泡产生 有少量气泡生成 ③ 0.000 5 至20 mL未见浑浊 － 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由实验现象可知，实验中是否产生浑浊和气泡与加入的CaCl2溶液的浓度和体积有关，所以向上述NaHCO3溶液中加入足量0.5 mol·L－1 CaCl2溶液，可能同时产生浑浊和气泡，故D正确。 实验 序号 c(CaCl2)/ (mol·L－1) 滴加CaCl2溶液时的实验现象 加热浑浊液时的实验现象 10.00 mL 0.50 mol·L－1NaHCO3 溶液 ① 0.05 至1.32 mL时产生明显浑浊，但无气泡产生 有较多气泡生成 ② 0.005 至15.60 mL时产生明显浑浊，但无气泡产生 有少量气泡生成 ③ 0.000 5 至20 mL未见浑浊 － 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 14.(10分)高纯硫酸锰在电池材料等领域具有重要的用途，可用如下方法制备。 (1)酸浸 酸浸过程中的主要反应为(将离子方程式补充完整)： 2FeS2＋ MnO2＋ _______ Mn2＋＋2Fe3＋＋4S＋ _________ 15 28 H＋ 15 H2O　 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 酸浸过程有氢离子参与，则反应物中有H＋，则产物中有H2O，已知FeS2的化学计量数为2，则产物中S的化学计量数为4，反应中FeS2中Fe共失去2个电子，S失去28个电子，则Mn得到30个电子，MnO2前化学计量数为15，Mn2＋前化学计量数为15，则离子方程式为2FeS2＋15MnO2＋28H＋15Mn2＋＋2Fe3＋＋4S＋14H2O； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (2)净化 含MnSO4的浸取液中有Fe3＋、Fe2＋、K＋、Ca2＋、Pb2＋等杂质离子，一种制备高纯硫酸锰的工艺流程如下。 已知：a.MnF2、BaS可溶于水 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 b.部分难溶电解质的溶度积常数(25 ℃)如下表： ①加入MnO2的目的是________________________。 化学式 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 CaF2 PbS MnS Ksp 2.8×10－39 4.9×10－17 1.9×10－13 5.3×10－9 8.0×10－28 2.5×10－13 将Fe2＋氧化成Fe3＋　 含MnSO4的浸取液中加入MnO2，将Fe2＋氧化成Fe3＋，滤液1中加入MnCO3调pH＝4，使铁离子转化成氢氧化铁沉淀，滤液2中加适量MnF2，除去钙离子，再加BaS，除去Pb2＋，最后经过系列操作得到纯净MnSO4溶液。加入MnO2的目的是将Fe2＋氧化成Fe3＋； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ②常温下，除铁过程中调节pH＝4，通过计算判断Fe3＋是否沉淀完全并简述理由：________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________(一般认为溶液中离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时沉淀完全)。 化学式 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 CaF2 PbS MnS Ksp 2.8×10－39 4.9×10－17 1.9×10－13 5.3×10－9 8.0×10－28 2.5×10－13 pH＝4时，c(OH－)＝10－10 mol·L－1，根据氢氧化铁的溶度积常数，c(Fe3＋)＝＝ mol·L－1＝2.8×10－9 mol·L－1＜1×10－5 mol·L－1，可判断铁离子已沉淀完全 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 含MnSO4的浸取液中加入MnO2，将Fe2＋氧化成Fe3＋，滤液1中加入MnCO3调pH＝4，使铁离子转化成氢氧化铁沉淀，滤液2中加适量MnF2，除去钙离子，再加BaS，除去Pb2＋，最后经过系列操作得到纯净MnSO4溶液。pH＝4时，c(OH－)＝10－10 mol·L－1，根据氢氧化铁的溶度积常数，c(Fe3＋)＝＝ mol·L－1＝2.8×10－9 mol·L－1＜1×10－5 mol·L－1，可判断铁离子已沉淀完全； 化学式 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 CaF2 PbS MnS Ksp 2.8×10－39 4.9×10－17 1.9×10－13 5.3×10－9 8.0×10－28 2.5×10－13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ③结合离子方程式说明选用BaS作为沉淀剂的原因：_____________________________ ________________________________________________________________。 化学式 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 CaF2 PbS MnS Ksp 2.8×10－39 4.9×10－17 1.9×10－13 5.3×10－9 8.0×10－28 2.5×10－13 Pb2＋＋S2－ PbS↓，Ba2＋＋ SBaSO4↓，在除去铅离子的同时确保没有引进杂质离子钡离子 含MnSO4的浸取液中加入MnO2，将Fe2＋氧化成Fe3＋，滤液1中加入MnCO3调pH＝4，使铁离子转化成氢氧化铁沉淀，滤液2中加适量MnF2，除去钙离子，再加BaS，除去Pb2＋，最后经过系列操作得到纯净MnSO4溶液。BaS中S2－与Pb2＋生成PbS沉淀，Ba2＋与S反应生成BaSO4沉淀，在除去铅离子的同时确保没有引进杂质离子钡离子，离子方程式为Pb2＋＋S2－PbS↓，Ba2＋＋SBaSO4↓。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 15.(11分)某小组同学查阅资料：工业生产中，用Mg(OH)2乳状液处理酸性废水，得到pH约为9的溶液。小组同学利用化学实验和定量计算对其反应过程进行探究。 【实验1】 回答下列问题。 (1)①中上层清液变红，证明Mg(OH)2固体 加水后，溶液中的OH－______H＋(填“＜” “＞”或“＝”)。 ＞ 中上层清液变红，说明呈碱性，则证明Mg(OH)2固体加水后，溶液中的OH－浓度＞H＋的浓度。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (2)②中反应的离子方程式是___________________。 红色褪去的试管②中几分钟后上层清液又恢复红色。小组同学提出猜测： ⅰ.甲同学猜测可能滴入的盐酸不足。 ⅱ.乙同学不同意甲的猜测。认为应该是试管底部的Mg(OH)2固体继续溶解产生的OH－所致，并设计实验2进一步探究其中的反应。 OH－＋H＋H2O 上层清液中含有OH－，加入盐酸后与H＋发生中和反应生成H2O，则②中反应的离子方程式是OH－＋H＋H2O。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 【实验2】 (3)综合试管③和④中的现象，认为乙同学的猜测__________(填“合理”或“不合理”)。 合理 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 试管③中是含有镁离子的上层清液，试管④中是含有镁离子的上层清液和氢氧化镁固体，静置一段时间后③中无现象、④中溶液又变红，则综合试管③和④中的现象，说明氢氧化镁固体又溶解电离生成了氢氧根离子，②中氢氧根离子浓度较小，则甲猜测不合理，乙同学的猜测合理。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (5)试管⑤中产生白色浑浊的原因是_______(用Q与Ksp大小关系对比说明)。 Q＞Ksp　 (4)用离子方程式解释试管④中的现象_______________________________ ___________。 Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)＋ 2OH－(aq)　 试管⑤中产生白色浑浊，说明溶液中c(Mg2＋)·c2(OH－)大于溶度积常数，即原因是Q＞Ksp。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (6)丙同学查阅资料：室温下，Ksp＝5.6×10－12，经计算得出pH≈10.3。丙同学分析实验过程，因为有Mg(OH)2固体剩余，排除了溶液不饱和导致c(Mg2＋)减小的可能。 请你帮助丙同学分析：Mg(OH)2处理的酸性废水得到pH约为9的溶液，小于10.3的可能原因是______________________________________________ _______________________________________。 Mg(OH)2与H＋反应使废水中c(Mg2＋)较大，c(OH－)减小，溶液的碱性减弱，pH小于10.3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由Ksp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)知，常温下，镁离子浓度越大氢氧根离子浓度越小。则丙同学计算得出pH≈10.3，而实际上Mg(OH)2处理的酸性废水得到pH约为9的溶液，小于10.3，可能原因是：Mg(OH)2与H＋反应使废水中c(Mg2＋)较大，c(OH－)减小，溶液的碱性减弱，pH小于10.3。 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 谢 谢 观 看 第2课时　沉淀溶解平衡原理的应用 返回 $