专题06 沉淀溶解平衡在工艺流程中的应用（重难点讲义） 化学沪科版2020选择性必修1

本讲义聚焦沉淀溶解平衡在工艺流程中的应用，系统梳理沉淀生成（调pH、沉淀剂等方法）、溶解（酸溶、盐溶等原理）及转化的核心知识点，构建从基础原理到无机制备、废水处理等实际应用的学习支架。 资料以工艺流程题（如铜镉渣提镉）为载体，通过典例与变式训练培养科学思维，结合工业废水处理案例渗透科学态度与责任。课中辅助教师落实核心素养，课后助力学生通过巩固训练查漏补缺，强化知识应用能力。

专题06 沉淀溶解平衡在工艺流程中的应用 1、掌握涉及无机制备、提纯工艺流程中生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 2、学会利用沉淀转化达到锅炉除水垢和工业废水处理的方法。 知识点一 沉淀的生成与溶解 一．沉淀的生成 (1)沉淀生成的应用。 在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 (2)沉淀的方法。 （1）调pH法 如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH，使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀而除去。离子方程式为_____________________、____________________。 （2）沉淀剂法 工业废水中以Na2S沉淀剂，使废水中的某些金属离子Cu2＋、Hg2-。 a．通入H2S除去Cu2＋的离子方程式：____________________。 b．加入Na2S除去Hg2＋的离子方程式：________________。 沉淀剂的选择:利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生，其次沉淀生成的反应进行得越完全越好。如除去溶液中的Mg2+，用NaOH溶液比使用Na2CO3溶液____，原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的____。 （3）同离子法 增大沉淀溶解平衡体系中某种离子的浓度，使平衡向____________的方向移动，如向AgCl饱和溶液中加入饱和食盐水可继续生成________沉淀。 （4）氧化还原法 改变离子的存在形式，促使其转化为溶解度更小的难溶电解质，便于分离出来，例如通过氧化还原反应将Fe2＋氧化为Fe3＋，从而生成更难溶的Fe(OH)3沉淀。 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溶解平衡体系中的____________，使平衡向____________的方向移动，就可以使沉淀溶解。 (2)沉淀溶解的方法。 ①酸溶解法：用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。 如CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸，原因是：CaCO3在水中存在溶解平衡为____________________，当加入盐酸后发生反应：____________________，c(CO)________，溶解平衡向________方向移动。 ②盐溶液溶解法：Mg(OH)2难溶于水，能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为____________________ ③配位溶解法：AgCl溶于氨水：____________________________ ④氧化还原溶解法：不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀硝酸，________________________________ 知识点二 沉淀的转化 1.沉淀转化的实质与条件 （1）实质：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：两种沉淀的溶解度不同，溶解度小的沉淀可以转化为溶解度____________的沉淀，两者溶解度相差____________转化越____________。 2.沉淀转化的应用 (1)锅炉除水垢。 水垢CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2＋(aq) 有关化学方程式：____________________________、CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。 (2)自然界中矿物的转化。 如原生铜硫化物CuSO4(溶液)CuS(铜蓝) 有关化学方程式： ________________________________,____________________________ (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：________________________________ 题型01沉淀的生成与溶解 【典例】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。下列叙述中正确的是(　　) 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－1KCl溶液等体积混合，无沉淀析出 【变式】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，下述方法中可行的是(　　) 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 题型02 沉淀的转化 【典例】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 【变式】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)＝2.6×10－9；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 题型03 沉淀生成的应用 【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，下列实验方案能达到探究目的的是 探究目的 实验方案 A S与C的非金属性强弱 将、通入水中达饱和，分别测定所得饱和溶液的pH B 验证醛基具有还原性 在酸性溶液中滴加间甲基苯甲醛，振荡，溶液紫红色褪去 C 探究反应物浓度影响化学平衡 向盛有溶液的试管中加入溶液，再加入适量铁粉，振荡，观察溶液颜色变化 D 比较、的 向盛有溶液的试管中滴加2滴溶液，振荡试管，再向试管中滴加2滴溶液，观察生成沉淀的颜色变化 A．A B．B C．C D．D 题型04 沉淀转化的应用 【典例】下列说法正确的是 A．NaHS溶液水解离子方程式： B．水溶液中的电离方程式： C．锅炉除垢转化为： D．表示燃烧热的热化学方程式：   【变式】铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质。湿法炼锌产生的铜镉渣用于生产金属镉的工艺流程如图： 表中列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1) 氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cd(OH)2 Zn(OH)2 开始沉淀的pH 1.5 6.5 7.2 8.0 沉淀完全的pH 3.3 9.9 9.5 11.1 (1)酸浸铜镉渣时，能加快反应速率的措施有 (写一条)。 (2)滤渣Ⅰ成分为 (填化学式)。 (3)操作Ⅲ中先加入适量H2O2，发生反应的离子方程式 ；再加入ZnO控制反应液的pH，pH范围为 ；选择 (填“铁氰化钾”或“硫氰化钾”)试剂，能证明添加的H2O2已过量。 (4)常用沉淀转化法处理含Cd2+废水，写出CaCO3处理含Cd2+废水时反应的离子方程式 ，若反应达到平衡后溶液中c(Ca2+)=0.1 mol·L-1，溶液中c(Cd2+)= mol·L-1。[已知25℃，Ksp(CdCO3)=5.6×10-12，Ksp(CaCO3)=2.8×10-9] 【巩固训练】 1．下列实验能达到相应实验目的的是 A．利用图甲验证酸性：醋酸>碳酸>硅酸 B．利用图乙验证稀盐酸与镁片反应放热 C．利用图丙得到无水 D．利用图丁证明： 2．下列实验过程可以达到实验目的的是 选项 实验过程 实验目的 A 向10mL0.1mol/LNaOH溶液中滴入5滴同浓度MgCl2溶液后再滴入5滴同浓度FeCl3溶液，先出现白色沉淀，后出现红褐色沉淀 验证 B 将少量Zn片放入FeCl3溶液中 证明Zn的金属性比Fe强 C 向某钾盐中滴加浓盐酸，将产生的气体通入品红溶液中，品红溶液褪色 验证某钾盐为K2SO3 D 用pH计测量相同条件下同浓度NaClO、CH3COONa溶液的 比较HClO、CH3COOH酸性强弱 A．A B．B C．C D．D 3．化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)，下列说法正确的是(　　) A．相同温度时，MnS的Ksp比CuS的Ksp小 B．该反应达到平衡时c(Mn2＋)＝c(Cu2＋) C．向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Cu2＋)减小，c(Mn2＋)增大 D．设该反应的平衡常数为K，则K·Ksp(CuS)＝Ksp(MnS) 4.25℃时有关物质的颜色和溶度积()如下表： 物质 颜色 白 淡黄 黄 黑 下列叙述错误的是 A．向AgCl悬浊液中加入溶液，有黑色沉淀产生 B．25℃时，AgCl、AgBr、AgI、的饱和水溶液中的浓度相同 C．该温度下，饱和溶液中存在沉淀溶解平衡： D．在溶液中，加入1滴(20滴约为1mL)溶液，不能产生白色沉淀 5.某小组同学设计如下实验探究沉淀的生成与转化。下列有关说法不正确的是 A．步骤①产生的浊液中存在平衡： B．步骤②中溶液先变浑浊的反应： C．步骤③中浊液颜色变化说明有生成 D．该实验可证明沉淀可以转化为沉淀 6.某小组同学进行如下实验探究： 下列分析正确的是 A．实验②、③生成的黄色沉淀中均不含 B．实验②和③的反应可用相同的离子方程式表示 C．实验①和②说明(aq)与(aq)的反应是有限度的 D．实验③证明浊液中存在 7.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，下列说法中不正确的是(　　) 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中滴入几滴酚酞试液后，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)＋2NH(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 8．高纯硅制备过程中会产生副产物SiCl4，某同学在实验室以 和硅镁石(含及少量 Fe的氧化物)为原料，制备氯化镁晶体( 并回收 的工艺流程如图所示： 已知： 开始沉淀的 pH 2.2 9.6 沉淀完全的pH 3.5 11.6 回答下列问题： (1)写出 SiCl4“水溶”过程中发生反应的化学方程式： 。 (2)“氧化”时加 发生反应的离子方程式为 ，反应温度不易过高，主要原因是 。 (3)试剂X的作用为“调pH”将杂质转化为沉淀而除去，同时不引入杂质，试剂X可以是下列试剂中的 (填字母)，“调pH”的范围为 。 A．NaOH   　　 B．MgCl2   　　 C．MgCO3   　　 D．MgO (4)“沉淀1”灼烧后所得固体与“沉淀2”共同用于回收SiO2，“沉淀1”灼烧时应在 (填仪器名称)中进行。 9．以废锌铁合金(含Zn、ZnO及少量Fe、Fe2O3、Cu、CuO和油污)为原料制备ZnSO4•7H2O的流程如下： (1)“酸溶”所得滤液中不含Fe3＋，证明滤液中不含Fe3＋的实验操作为： 。 (2)“氧化”后的溶液中，金属阳离子有 。 (3)三价铁在不同温度和pH下沉淀的形式如左图所示，图中阴影部分是黄铁矾钠[NaFe3(SO4)2(OH)6]稳定存在的区域。 已知：生成NaFe3(SO4)2(OH)6除铁残留率最低。 ①生成黄铁矾钠[NaFe3(SO4)2(OH)6]的离子方程式为： 。 ②以“氧化”后所得溶液制备ZnSO4•7H2O的方案如下：在80℃下，用pH计测定“氧化”后所得溶液的pH为4.1，滴加 ，边搅拌边向溶液中滴加1.0 mol·L-1 Na2SO4同时用 ，至 停止滴加1.0 mol·L-1 Na2SO4溶液；趁热过滤；将滤液蒸发浓缩至有晶膜出现，降温结晶，过滤，冷水洗涤，低温干燥得产品ZnSO4•7H2O。 [实验中可选用的试剂：1.0 mol·L-1 H2SO4溶液、1.0 mol·L-1 HCl溶液、1.0 mol·L-1 NaOH溶液] (4)取1.800 g ZnSO4•7H2O样品配成100.00 mL溶液，准确量取10.00 mL溶液于锥形瓶中，加30 mL蒸馏水稀释；然后滴加氨水调节溶液pH=10，用0.01500 mol·L-1 EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定至终点(滴定反应为：Zn2＋＋Y4-=ZnY2-)，平行滴定3次，平均消耗EDTA溶液35.00 mL。计算样品中锌的质量分数 (写出计算过程，保留小数点后面两位)。 10.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向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g，搅拌，静置沉淀后弃去上层清液。 ③再加入蒸馏水搅拌，静置后再弃去上层清液。 ④________________________________________________________________________。 （1）由题中信息可知，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：____________________________。 【强化训练】 11．下列物质及其变化与对应的方程式不匹配的是 A．工业上用处理废水中的 B．用过量氨水吸收废气中的： C．用铝粉和溶液反应制取少量 D．用溶液检测溶液中的 12.下列反应的方程式书写错误的是 A．向红色溶液中加入过量铁粉： B．向溶液中通入少量： C．用纯碱溶液浸泡锅炉水垢： D．用同位素标记法表示过氧化钠与水的反应： 13. Mohr银量法测定水样中的含量时，常用少量为指示剂，用标准溶液进行滴定。已知25℃时，AgCl、砖红色沉淀)的分别为和。下列说法错误的是 A．在滴定开始时，主要产生AgCl沉淀 B．当砖红色沉淀稳定出现时，即为滴定终点 C．滴定过程中，不涉及沉淀的转化 D．该滴定过程必须在接近中性的条件下进行 14.下列实验过程可以达到实验目的的是 选项 实验过程 实验目的 A 向10mL0.1mol/LNaOH溶液中滴入5滴同浓度MgCl2溶液后再滴入5滴同浓度FeCl3溶液，先出现白色沉淀，后出现红褐色沉淀 验证 B 将少量Zn片放入FeCl3溶液中 证明Zn的金属性比Fe强 C 向某钾盐中滴加浓盐酸，将产生的气体通入品红溶液中，品红溶液褪色 验证某钾盐为K2SO3 D 用pH计测量相同条件下同浓度NaClO、CH3COONa溶液的 比较HClO、CH3COOH酸性强弱 A．A B．B C．C D．D 15.用精炼铜漂浮阳极泥（主要成分为、，还含有少量Ag、Au）制备的工艺流程如下： 已知：①“转化”分两步进行，其第一步BiOCl转化为； ②常温下，，  。下列说法中错误的是 A．“滤渣1”的主要成分是Ag、Au，含砷废水主要成分是 B．“水解”分离Sb和Bi的原理是水解的pH小于水解的pH C．“转化”的总反应离子方程式为 D．若BiOCl恰好完全转化成，溶液中mol·L-1，则此时溶液 16.下列过程对应的离子方程式正确的是 A．工业上电解饱和食盐水制烧碱和氯气： B．废水中的用去除： C．用溶液刻蚀覆铜电路板： D．溶液中通入少量： 17.下列描述对应方程式错误的是 A．溶液在冷水和热水中颜色不同：   B．施加适量石膏降低盐碱地土壤的碱性： C．用FeS除去废水中的： D．硅酸钠溶液存放过程中变浑浊： 18.工业上用钛铁矿(主要含和少量、、、等)通过如图所示工艺流程制取钛，并进一步回收镁、铝、铁等的化合物。 已知：①酸浸后，钛主要以形式存在；为强电解质，在溶液中仅能电离出和一种正离子； ②25℃，相关金属离子开始沉淀和沉淀完全的如表所示。 金属离子 开始沉淀的 2.2 6.5 3.5 9.5 恰好沉淀完全时的 3.2 9.7 4.7 11.1 (1)若要使“分步沉淀”后母液中浓度不超过，则此时溶液pH至少为多少？ 。 (2)“酸浸”时，FeO与硫酸反应的离子方程式是 。 (3)从水解平衡角度解释“水浸”时生成的原因可能是 。 (4)“分步沉淀”：用氨水逐步调节至11.1，依次析出的沉淀是： 、。 (5)若在“酸浸”后的溶液中加入适量的，其作用是 。 19.新修订《本草纲目》增加“砒霜( As2O3)入药”，主要功效是“止咳平喘、蚀疮去腐”。以某含砷废水(主要成分为HAsO2和H2SO4，还含少量Fe3＋、Bi3＋)制备As2O3的流程如图所示。 已知：常温下，几种氢氧化物的溶度积如下表所示。 氢氧化物 Fe(OH)3 Bi(OH)3 Ksp 回答下列问题： (1)砷和磷位于同主族。下列叙述正确的是_______(填字母)。 A．热稳定性：PH3＞AsH3 B．沸点：PH3＞AsH3 C．酸性：H3AsO4＞H3PO4 D．非金属性：P＞As (2)Cu3(SO3)2·2H2O中Cu＋、Cu2+的质量之比为 ；加入NaOH溶液调节pH=6的目的是 。 (3)“沉砷”中，设计实验证明砷沉淀完全： 。 (4)“还原”中发生反应的化学方程式为 。 (5)难溶于水的Cu3(SO3)2·2H2O转化成CuSO4溶液的离子方程式为 。 (6)“ 沉砷”后废水中残留的砷可用PFS(聚铁)进一步除去，用石灰乳调节pH，通入空气、PFS用量[以表示]、终点pH与砷去除率的关系如图所示。PFS除砷的最佳条件是 。 (7)已知：废水中砷的浓度为5.0 g/L，75L这样的含砷废水，回收475.2g As2O3，则As元素回收率为 %。 20.有色金属冶炼废水中的砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)和砷酸(H3AsO4)形式存在，酸性废水中砷元素回收再利用的工业流程如图所示。回答下列问题：    (1)写出As在元素周期表中的位置 ，砷虽然是非金属元素，但已表现出一些金属的性质，结合其在元素周期表的位置，说明原因 。 (2)H3AsO4的酸性 H3PO4的酸性(填“强于”或“弱于”)，依据是 。 (3)“氧化”过程发生的离子方程式是 。 (4)“沉砷”的反应为5Ca2++3AsO+OH-=Ca5(AsO4)3OH(s)，最佳温度是85℃。温度高于85℃后，沉淀率下降的原因可能为 。 A．升高温度，反应速率降低 B．85℃，该反应此时反应速率最快 C．升高温度，Ca2+和OH-浓度降低 (5)As2O3在不同温度和不同浓度硫酸中的溶解度(S)曲线如右图所示，    结合图像分析，“结晶”的具体操作是加热亚砷酸， 过滤得粗As2O3。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 沉淀溶解平衡在工艺流程中的应用 1、掌握涉及无机制备、提纯工艺流程中生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 2、学会利用沉淀转化达到锅炉除水垢和工业废水处理的方法。 知识点一 沉淀的生成与溶解 一．沉淀的生成 (1)沉淀生成的应用。 在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 (2)沉淀的方法。 （1）调pH法 如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH，使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀而除去。离子方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋、CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O。 （2）沉淀剂法 工业废水中以Na2S沉淀剂，使废水中的某些金属离子Cu2＋、Hg2-。 a．通入H2S除去Cu2＋的离子方程式：H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。 b．加入Na2S除去Hg2＋的离子方程式：Hg2＋＋S2－===HgS↓。 沉淀剂的选择:利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生，其次沉淀生成的反应进行得越完全越好。如除去溶液中的Mg2+，用NaOH溶液比使用Na2CO3溶液好，原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。 （3）同离子法 增大沉淀溶解平衡体系中某种离子的浓度，使平衡向生成沉淀的方向移动，如向AgCl饱和溶液中加入饱和食盐水可继续生成AgCl沉淀。 （4）氧化还原法 改变离子的存在形式，促使其转化为溶解度更小的难溶电解质，便于分离出来，例如通过氧化还原反应将Fe2＋氧化为Fe3＋，从而生成更难溶的Fe(OH)3沉淀。 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溶解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)沉淀溶解的方法。 ①酸溶解法：用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。 如CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸，原因是：CaCO3在水中存在溶解平衡为CaCO3(s)Ca2＋＋CO，当加入盐酸后发生反应：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑，c(CO)降低，溶解平衡向溶解方向移动。 ②盐溶液溶解法：Mg(OH)2难溶于水，能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为Mg(OH)2(s)＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O。 ③配位溶解法：AgCl溶于氨水：AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O ④氧化还原溶解法：不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀硝酸，3Ag2S＋8HNO36AgNO3＋3S＋2NO↑＋4H2O 知识点二 沉淀的转化 1.沉淀转化的实质与条件 （1）实质：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：两种沉淀的溶解度不同，溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀，两者溶解度相差越大转化越容易。 2.沉淀转化的应用 (1)锅炉除水垢。 水垢CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2＋(aq) 有关化学方程式： CaSO4(s)＋Na2CO3(aq)CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)、CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。 (2)自然界中矿物的转化。 如原生铜硫化物CuSO4(溶液)CuS(铜蓝) 有关化学方程式： ZnS(s)＋CuSO4(aq)CuS(s)＋ZnSO4(aq)， PbS(s)＋CuSO4(aq)CuS(s)＋PbSO4(s)。 (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＋HgS(s)＋Fe2＋。 题型01沉淀的生成与溶解 【典例】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。下列叙述中正确的是(　　) 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－1KCl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；Ksp(AgCl)只与温度有关，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－1KCl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。 【变式】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，下述方法中可行的是(　　) 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，A项中的操作可将Fe2＋先转化为Fe3＋再转化为Fe(OH)3而除去，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；C项中的操作会引入新的杂质离子NH，错误；由金属的活动性：Fe＞Cu知，D项错误。 题型02 沉淀的转化 【典例】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]比Ksp(MgF2)小，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，Mg(OH)2的Ksp与MgF2的Ksp数量级接近，若F－浓度足够大，Mg(OH)2也能转化为MgF2。 【变式】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)＝2.6×10－9；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，钡离子有毒，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。 题型03 沉淀生成的应用 【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，下列实验方案能达到探究目的的是 探究目的 实验方案 A S与C的非金属性强弱 将、通入水中达饱和，分别测定所得饱和溶液的pH B 验证醛基具有还原性 在酸性溶液中滴加间甲基苯甲醛，振荡，溶液紫红色褪去 C 探究反应物浓度影响化学平衡 向盛有溶液的试管中加入溶液，再加入适量铁粉，振荡，观察溶液颜色变化 D 比较、的 向盛有溶液的试管中滴加2滴溶液，振荡试管，再向试管中滴加2滴溶液，观察生成沉淀的颜色变化 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．CO2和SO2饱和溶液即饱和碳酸溶液、饱和亚硫酸溶液，要判断S与C的非金属性，应比较S与C的最高价氧化物对应的水化物的酸性，即比较H2SO4和H2CO3的酸性强弱，A错误； B．连在苯环上的甲基能被酸性KMnO4溶液氧化为羧基，酸性KMnO4溶液紫红色褪色；醛基具有还原性，也能被酸性KMnO4溶液氧化，酸性KMnO4溶液紫红色褪色，故振荡后的溶液紫红色褪去不能证明醛基具有还原性，B错误； C．反应的离子方程式为（血红色络合物），加入的铁粉可与发生氧化还原反应，使溶液中减小，平衡逆向移动，溶液颜色变浅，该实验方案能探究反应物浓度对化学平衡的影响，C正确； D．溶液和溶液反应生成白色沉淀AgCl，由于所给的AgNO3溶液过量，再向试管中滴加2滴溶液时，过量的AgNO3溶液与KI溶液反应生成黄色沉淀AgI，整个过程中不存在沉淀的转化过程，无法判断两种沉淀的溶解度大小，不能证明Ksp(AgI)与Ksp(AgCl)的大小关系，实验设计不合理，D错误； 故选C。 题型04 沉淀转化的应用 【典例】下列说法正确的是 A．NaHS溶液水解离子方程式： B．水溶液中的电离方程式： C．锅炉除垢转化为： D．表示燃烧热的热化学方程式：   【答案】C 【详解】A．NaHS溶液水解显碱性，水解的离子方程式应该是，A错误； B．是二元弱酸，分步电离，电离方程式为， ，B错误； C．锅炉除垢将转化为，反应的离子方程式为，该反应符合沉淀转化的原理，因为，C正确； D．热化学方程式中的数值与化学计量数相对应燃烧热的热化学方程式应该是  ，D错误； 故选C。 【变式】铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质。湿法炼锌产生的铜镉渣用于生产金属镉的工艺流程如图： 表中列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1) 氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cd(OH)2 Zn(OH)2 开始沉淀的pH 1.5 6.5 7.2 8.0 沉淀完全的pH 3.3 9.9 9.5 11.1 (1)酸浸铜镉渣时，能加快反应速率的措施有 (写一条)。 (2)滤渣Ⅰ成分为 (填化学式)。 (3)操作Ⅲ中先加入适量H2O2，发生反应的离子方程式 ；再加入ZnO控制反应液的pH，pH范围为 ；选择 (填“铁氰化钾”或“硫氰化钾”)试剂，能证明添加的H2O2已过量。 (4)常用沉淀转化法处理含Cd2+废水，写出CaCO3处理含Cd2+废水时反应的离子方程式 ，若反应达到平衡后溶液中c(Ca2+)=0.1 mol·L-1，溶液中c(Cd2+)= mol·L-1。[已知25℃，Ksp(CdCO3)=5.6×10-12，Ksp(CaCO3)=2.8×10-9] 【答案】(1)适当增大H2SO4浓度、升温、粉碎、搅拌等 (2)Cu (3) 3.3≤pH<7.2 K3[Fe(CN)6](或铁氰化钾) (4) 2.0×10-4 【详解】（1）增大反应物的浓度、增大接触面积、升温等均能加快反应速率。则酸浸铜镉渣时，能加快反应速率的措施有适当增大H2SO4浓度、升温、粉碎、搅拌等。 （2）据分析，滤渣Ⅰ成分为Cu。 （3）操作Ⅲ中先加入适量H2O2，目的是将溶液中的Fe2+转化为Fe3+，发生反应的离子方程式：；再加入ZnO控制反应液的pH，使Fe3+完全沉淀为Fe(OH)3沉淀，而Cd2+仍然以离子形式存在于溶液中，根据金属离子形成沉淀的pH要求，可知调节溶液pH范围为3.3≤pH＜7.2；若加入的双氧水过量，则待电解溶液中没有有亚铁离子残余，检验亚铁离子即可，方法为：取电解液少量于试管中，向其中滴加K3[Fe(CN)6](或铁氰化钾)溶液，若没有产生蓝色沉淀，则证明添加的H2O2已过量。 （4）根据溶度积常数大小可知Ksp越小，溶解度越小，沉淀越完全。处理含镉废水常用加入碳酸钙实现沉淀转化，则CaCO3处理含Cd2+废水时反应的离子方程式为，根据，若反应达到平衡后溶液中c(Ca2+)=0.1 mol·L-1，则溶液中c(Cd2+)=2.0×10-4mol·L-1。 【巩固训练】 1．下列实验能达到相应实验目的的是 A．利用图甲验证酸性：醋酸>碳酸>硅酸 B．利用图乙验证稀盐酸与镁片反应放热 C．利用图丙得到无水 D．利用图丁证明： 【答案】B 【详解】A．挥发的醋酸也可以发生强酸制弱酸反应，故不能证明产生的硅酸必然是碳酸产生的，A错误； B．石灰水升温溶解度减小，若反应放热，饱和石灰水会析出可观察到的氢氧化钙沉淀，B正确； C．由于水解产物有挥发性的HCl，加热会使得水解趋近于完全，故而得到的是水解后的甚至是加热后脱水的MgO，C错误； D．NaOH明显过量，故而滴入会直接与NaOH反应沉淀，而不会产生将转化为的过程，也就是只有新沉淀的产生，不涉及到旧沉淀转化为新沉淀，D错误； 故选B。 2．下列实验过程可以达到实验目的的是 选项 实验过程 实验目的 A 向10mL0.1mol/LNaOH溶液中滴入5滴同浓度MgCl2溶液后再滴入5滴同浓度FeCl3溶液，先出现白色沉淀，后出现红褐色沉淀 验证 B 将少量Zn片放入FeCl3溶液中 证明Zn的金属性比Fe强 C 向某钾盐中滴加浓盐酸，将产生的气体通入品红溶液中，品红溶液褪色 验证某钾盐为K2SO3 D 用pH计测量相同条件下同浓度NaClO、CH3COONa溶液的 比较HClO、CH3COOH酸性强弱 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．NaOH溶液过量，氯化铁直接与NaOH反应生成红褐色沉淀为Fe(OH)3，不是由Mg(OH)2发生沉淀转化得到，不能说明，A错误； B．Zn和FeCl3溶液反应生成锌离子和亚铁离子，只能证明铁离子氧化性比锌离子强，B错误； C．氯气、二氧化硫等均可使品红溶液褪色，则溶液中可能含KClO，不能确定是否为K2SO3或KHSO3或者二者混合物，C错误； D．根据越弱越水解的规律，通过用pH计测量同浓度溶液的pH，可以比较酸性强弱，D正确； 故选D。 3．化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)，下列说法正确的是(　　) A．相同温度时，MnS的Ksp比CuS的Ksp小 B．该反应达到平衡时c(Mn2＋)＝c(Cu2＋) C．向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Cu2＋)减小，c(Mn2＋)增大 D．设该反应的平衡常数为K，则K·Ksp(CuS)＝Ksp(MnS) 【答案】D 【解析】一种沉淀易转化为更难溶的沉淀，则Ksp(MnS)>Ksp(CuS)，A项错误；达到平衡时，＝<1，B项错误；加入少量CuSO4固体后，c(Cu2＋)增大，平衡正向移动，c(Mn2＋)增大，C项错误；该反应的平衡常数K＝＝，D项正确。 4.25℃时有关物质的颜色和溶度积()如下表： 物质 颜色 白 淡黄 黄 黑 下列叙述错误的是 A．向AgCl悬浊液中加入溶液，有黑色沉淀产生 B．25℃时，AgCl、AgBr、AgI、的饱和水溶液中的浓度相同 C．该温度下，饱和溶液中存在沉淀溶解平衡： D．在溶液中，加入1滴(20滴约为1mL)溶液，不能产生白色沉淀 【答案】B 【解析】A．对于相同类型的难溶性盐，一般情况下溶度积大的沉淀较易转化成溶度积小的沉淀，由表格数据可知的溶解度小于，故向AgCl的白色悬浊液中加入溶液，有黑色沉淀产生，故A正确；B．25℃时，AgCl、AgBr、AgI、饱和水溶液中Ag+的浓度分别为：mol/L、mol/L、mol/L、 mol/L，故各饱和水溶液中的浓度不相同，故B错误；C．是难溶性沉淀，该温度下，饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：，故C正确；D．1滴溶液体积为0.05mL，加入到5mL溶液中，混合溶液体积几乎不变，当硝酸银加入后，溶液中，Qc(AgCl)=c(Ag+)⋅c(Cl−)=1.8×10−6mol⋅L−1×1×10−5mol⋅L−1=1.8×10−11＜1.8×10−10，所以不能产生白色沉淀，故D正确；故选B。 5.某小组同学设计如下实验探究沉淀的生成与转化。下列有关说法不正确的是 A．步骤①产生的浊液中存在平衡： B．步骤②中溶液先变浑浊的反应： C．步骤③中浊液颜色变化说明有生成 D．该实验可证明沉淀可以转化为沉淀 【答案】D 【解析】A．反应①中沉淀是Ag2CrO4，存在溶解平衡：，故A正确；B．反应①中存在溶解体系，即①的上层清液中存在Ag＋，加入NH3·H2O，先发生，继续滴加NH3·H2O，发生AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]OH+2H2O，因此溶液显变浑浊，再变澄清，故B正确；C．浊液中加入NaCl，有白色沉淀产生，该沉淀为AgCl，故C正确；D．根据实验，加入AgNO3是过量的，加入NaCl会有AgCl沉淀产生，因此本实验不能证明沉淀可以转化为AgCl沉淀，故D错误；故选D。 6.某小组同学进行如下实验探究： 下列分析正确的是 A．实验②、③生成的黄色沉淀中均不含 B．实验②和③的反应可用相同的离子方程式表示 C．实验①和②说明(aq)与(aq)的反应是有限度的 D．实验③证明浊液中存在 【答案】D 【分析】溶液和溶液混合，反应生成AgCl和NaNO3，剩余，静置后得到浊液a；过滤后，滤渣为AgCl白色沉淀，经多次洗涤后，滴加溶液，生成黄色沉淀，此沉淀应为AgI；滤液中含AgNO3，滴加溶液，生成AgI黄色沉淀，据此分析解答； 【解析】A．实验③中，由于存在平衡，AgCl不能完全转化为AgI，A错误；B．实验③反应的离子方程式为，实验②反应的离子方程式为，两者离子方程式不相同 ，B错误；C．实验①中硝酸银过量，生成氯化银后仍有剩余，故在实验②中滴加碘化钾溶液可以产生黄色沉淀，不能说明和的反应是有限度的，C错误；D．实验③中，往AgCl白色沉淀中滴加溶液，由于存在平衡，且AgI的溶解度小于AgCl，则I-结合AgCl电离出的Ag+生成AgI沉淀，从而将AgCl转化为AgI，由此可知，浊液a中也存在平衡，D正确；故选D。 7.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，下列说法中不正确的是(　　) 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中滴入几滴酚酞试液后，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)＋2NH(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试液后，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沉淀电离出来的OH－与NH4Cl电离出来的NH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，B项正确；NH能结合Mg(OH)2电离出的OH－，生成弱电解质NH3·H2O，所以①③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2NH(aq)Mg2＋(aq)＋2NH3·H2O(aq)，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。 8．高纯硅制备过程中会产生副产物SiCl4，某同学在实验室以 和硅镁石(含及少量 Fe的氧化物)为原料，制备氯化镁晶体( 并回收 的工艺流程如图所示： 已知： 开始沉淀的 pH 2.2 9.6 沉淀完全的pH 3.5 11.6 回答下列问题： (1)写出 SiCl4“水溶”过程中发生反应的化学方程式： 。 (2)“氧化”时加 发生反应的离子方程式为 ，反应温度不易过高，主要原因是 。 (3)试剂X的作用为“调pH”将杂质转化为沉淀而除去，同时不引入杂质，试剂X可以是下列试剂中的 (填字母)，“调pH”的范围为 。 A．NaOH   　　 B．MgCl2   　　 C．MgCO3   　　 D．MgO (4)“沉淀1”灼烧后所得固体与“沉淀2”共同用于回收SiO2，“沉淀1”灼烧时应在 (填仪器名称)中进行。 【答案】(1) (2) 温度过高时H2O2易分解 (3) CD [3.5，9.6) (4)坩埚 【详解】（1）结合流程图分析可知，“水溶”时SiCl4和水反应生成氯化氢和沉淀，根据原子守恒，反应的方程式为。 （2）“氧化”时，可以将二价铁氧化为三价铁，而自身被还原为H2O，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可得反应的离子方程式：；由于过氧化氢受热容易分解，则反应温度不易过高，故填“温度过高易分解”。 （3）“调pH”的目的是降低溶液中的氢离子浓度，从而将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，加入的物质需能和氢离子反应且不引入新杂质，加NaOH会引入钠离子，加MgCl2不能消耗氢离子，加MgCO3或MgO符合题意，故选CD；“调pH”的目的是除去三价铁，同时不能沉淀镁离子，根据表格中的数据可知，“调pH”的范围为[3.5，9.6)。 （4）“沉淀1”为，灼烧固体应在坩埚中进行。 9．以废锌铁合金(含Zn、ZnO及少量Fe、Fe2O3、Cu、CuO和油污)为原料制备ZnSO4•7H2O的流程如下： (1)“酸溶”所得滤液中不含Fe3＋，证明滤液中不含Fe3＋的实验操作为： 。 (2)“氧化”后的溶液中，金属阳离子有 。 (3)三价铁在不同温度和pH下沉淀的形式如左图所示，图中阴影部分是黄铁矾钠[NaFe3(SO4)2(OH)6]稳定存在的区域。 已知：生成NaFe3(SO4)2(OH)6除铁残留率最低。 ①生成黄铁矾钠[NaFe3(SO4)2(OH)6]的离子方程式为： 。 ②以“氧化”后所得溶液制备ZnSO4•7H2O的方案如下：在80℃下，用pH计测定“氧化”后所得溶液的pH为4.1，滴加 ，边搅拌边向溶液中滴加1.0 mol·L-1 Na2SO4同时用 ，至 停止滴加1.0 mol·L-1 Na2SO4溶液；趁热过滤；将滤液蒸发浓缩至有晶膜出现，降温结晶，过滤，冷水洗涤，低温干燥得产品ZnSO4•7H2O。 [实验中可选用的试剂：1.0 mol·L-1 H2SO4溶液、1.0 mol·L-1 HCl溶液、1.0 mol·L-1 NaOH溶液] (4)取1.800 g ZnSO4•7H2O样品配成100.00 mL溶液，准确量取10.00 mL溶液于锥形瓶中，加30 mL蒸馏水稀释；然后滴加氨水调节溶液pH=10，用0.01500 mol·L-1 EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定至终点(滴定反应为：Zn2＋＋Y4-=ZnY2-)，平行滴定3次，平均消耗EDTA溶液35.00 mL。计算样品中锌的质量分数 (写出计算过程，保留小数点后面两位)。 【答案】(1)取少量滤液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液不变红则滤液中不含Fe3+ (2)Zn2+、Fe3+、Na+ (3) 3Fe3+ + Na+ + 2+ 6H2O= NaFe3(SO4)2(OH)6↓+6H+ 1.0mol/L H2SO4溶液 调节pH至2.0左右 沉淀不再增加(或至上层清液中继续滴加1.0 mol·L-1 Na2SO4溶液不再浑浊) (4)18.96% 【详解】（1）检验Fe3＋用KSCN溶液，证明滤液中不含Fe3＋的实验操作为：取少量滤液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液不变红则滤液中不含Fe3+； （2）根据分析，滤液中含有硫酸锌、硫酸亚铁，“氧化”过程用NaClO3把硫酸亚铁氧化为硫酸铁，“氧化”后的溶液中，阳离子有Zn2+、、Na+； （3）①加入Na2SO4溶液生成黄铁矾钠[NaFe3(SO4)2(OH)6]沉淀，离子方程式为：3Fe3+ + Na+ + 2+ 6H2O= NaFe3(SO4)2(OH)6↓+6H+； ②根据实验中可选用的试剂，在80℃下，用pH计测定“氧化”后所得溶液的pH为4.1，滴加1.0mol/L H2SO4溶液调节溶液pH至2.0；边搅拌边向溶液中滴加1.0mol/L Na2SO4溶液同时用1.0mol/L NaOH溶液控制溶液pH保持在2.0左右，产生大量沉淀；至沉淀量不再增加，停止滴加1.0mol/L Na2SO4溶液；趁热过滤；将滤液在80℃下蒸发浓缩至有晶膜出现，降温至60℃，蒸发溶剂，冷却至室温，过滤，冷水洗涤，低温干燥得产品ZnSO4•7H2O； （4）用0.01500 mol/L EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定至终点，消耗EDTA溶液35.00mL，消耗EDTA(Na2H2Y)的物质的量为0.01500mol/L×0.035L=5.25×10-4mol；根据Zn2＋＋Y4-=ZnY2-，可知1.800gZnSO4•7H2O样品含Zn的物质的量为5.25×10-4mol=5.25×10-3mol，ZnSO4•7H2O样品中Zn的质量分数为。 10.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向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g，搅拌，静置沉淀后弃去上层清液。 ③再加入蒸馏水搅拌，静置后再弃去上层清液。 ④________________________________________________________________________。 （1）由题中信息可知，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】Ksp越大，表示电解质的溶解度越大，溶解度大的沉淀会向溶解度小的沉淀转化，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。 【强化训练】 11．下列物质及其变化与对应的方程式不匹配的是 A．工业上用处理废水中的 B．用过量氨水吸收废气中的： C．用铝粉和溶液反应制取少量 D．用溶液检测溶液中的 【答案】A 【详解】A．FeS的溶度积常数大于HgS的溶度积常数，则FeS可除去废水中的Hg2+，离子方程式为：，A错误； B．用过量氨水吸收废气中的，生成亚硫酸铵和水，离子方程式为：，B正确； C．用铝粉和溶液反应生成四羟基合铝酸钠和，C正确； D．用与亚铁离子生成沉淀，D正确； 故选A。 12.下列反应的方程式书写错误的是 A．向红色溶液中加入过量铁粉： B．向溶液中通入少量： C．用纯碱溶液浸泡锅炉水垢： D．用同位素标记法表示过氧化钠与水的反应： 【答案】A 【详解】A．硫氰化铁溶液与过量铁粉反应生成硫氰化亚铁，反应的离子方程式为，A错误； B．向溶液中通入二氧化硫气体，二者发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀，正确的离子方程式为，B正确； C．用纯碱溶液浸泡锅炉水垢发生的反应为微弱的硫酸钙与碳酸钠溶液反应生成难溶的碳酸钙和硫酸钠，反应的离子方程式为，C正确； D．过氧化钠与水的反应中过氧化钠既是氧化剂，又是还原剂，H2O中的O的化合价没有发生变化，，D正确； 故选A； 13. Mohr银量法测定水样中的含量时，常用少量为指示剂，用标准溶液进行滴定。已知25℃时，AgCl、砖红色沉淀)的分别为和。下列说法错误的是 A．在滴定开始时，主要产生AgCl沉淀 B．当砖红色沉淀稳定出现时，即为滴定终点 C．滴定过程中，不涉及沉淀的转化 D．该滴定过程必须在接近中性的条件下进行 【答案】C 【详解】A．AgCl的溶度积[]比Ag2CrO4小，滴定开始时Cl⁻浓度较高，Ag⁺优先与Cl⁻生成AgCl沉淀，A正确； B．当Cl⁻被完全沉淀后，过量的Ag⁺与CrO生成砖红色Ag2CrO4沉淀，指示终点，B正确； C．当Ag2CrO4开始沉淀时，Cl⁻浓度已极低，此时AgCl可能部分溶解并转化为Ag2CrO4（反应：2AgCl(s) + CrO →Ag2CrO4 (s) + 2Cl⁻），涉及沉淀转化，C错误； D．Mohr法需在中性条件下进行（pH≈6.5-10.5），避免CrO转化为Cr2O（酸性）或Ag⁺水解（强碱性），D正确； 故选C。 14.下列实验过程可以达到实验目的的是 选项 实验过程 实验目的 A 向10mL0.1mol/LNaOH溶液中滴入5滴同浓度MgCl2溶液后再滴入5滴同浓度FeCl3溶液，先出现白色沉淀，后出现红褐色沉淀 验证 B 将少量Zn片放入FeCl3溶液中 证明Zn的金属性比Fe强 C 向某钾盐中滴加浓盐酸，将产生的气体通入品红溶液中，品红溶液褪色 验证某钾盐为K2SO3 D 用pH计测量相同条件下同浓度NaClO、CH3COONa溶液的 比较HClO、CH3COOH酸性强弱 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．NaOH溶液过量，氯化铁直接与NaOH反应生成红褐色沉淀为Fe(OH)3，不是由Mg(OH)2发生沉淀转化得到，不能说明，A错误； B．Zn和FeCl3溶液反应生成锌离子和亚铁离子，只能证明铁离子氧化性比锌离子强，B错误； C．氯气、二氧化硫等均可使品红溶液褪色，则溶液中可能含KClO，不能确定是否为K2SO3或KHSO3或者二者混合物，C错误； D．根据越弱越水解的规律，通过用pH计测量同浓度溶液的pH，可以比较酸性强弱，D正确； 故选D。 15.用精炼铜漂浮阳极泥（主要成分为、，还含有少量Ag、Au）制备的工艺流程如下： 已知：①“转化”分两步进行，其第一步BiOCl转化为； ②常温下，，  。下列说法中错误的是 A．“滤渣1”的主要成分是Ag、Au，含砷废水主要成分是 B．“水解”分离Sb和Bi的原理是水解的pH小于水解的pH C．“转化”的总反应离子方程式为 D．若BiOCl恰好完全转化成，溶液中mol·L-1，则此时溶液 【答案】D 【详解】A．漂浮阳极泥中的Ag、Au不与盐酸反应，故酸浸过滤后成为“滤渣1”的主要成分，由图可知，水解步骤后水解生成SbOCl，经过滤变为滤渣除掉，调节pH的目的是除砷，可推出含砷废水主要成分是，A项正确； B．由图可知，加NaOH之前，水解生成SbOCl，此时溶液pH较小，加入NaOH后，水解，故“水解”分离Sb和Bi的原理是的水解pH低于水解的pH，B项正确； C．由图可判断出“转化”的反应物为BiOCl和NaOH，生成物为，再结合元素守恒可知离子方程式正确，C项正确； D．的，等号两边同乘以，，，可得出mol·L-1，，D项错误； 故本题选D。 16.下列过程对应的离子方程式正确的是 A．工业上电解饱和食盐水制烧碱和氯气： B．废水中的用去除： C．用溶液刻蚀覆铜电路板： D．溶液中通入少量： 【答案】A 【详解】A．工业上电解饱和食盐水，在阳极失去电子生成Cl2，H2O在阴极得到电子生成H2和，离子方程式为：，A正确； B．废水中的用FeS去除生成PbS沉淀，离子方程式为：，B错误； C．用溶液刻蚀覆铜电路板，将氧化为，被还原为，电离方程式为：，C错误； D．的酸性弱于，溶液中通入少量反应生成、和，离子方程式为：，D错误； 故选A。 17.下列描述对应方程式错误的是 A．溶液在冷水和热水中颜色不同：   B．施加适量石膏降低盐碱地土壤的碱性： C．用FeS除去废水中的： D．硅酸钠溶液存放过程中变浑浊： 【答案】C 【详解】A．溶液中存在平衡 ，呈蓝色，呈黄色，将溶液置于热水中，平衡正向移动，溶液变为黄绿色，再将溶液置于冷水中，平衡逆向移动，溶液变为蓝绿色，A正确； B．盐碱地含较多，水解显碱性，用石膏降低盐碱地土壤碱性涉及反应的化学方程式：为，B正确； C．用FeS除去废水中的，发生沉淀的转化，FeS为难溶物，不能拆分，离子方程式为，C错误； D．碳酸的酸性强于硅酸，因此溶液变浑浊是因为空气中的与溶液中的反应生成了难溶的，D正确； 故答案选C。 18.工业上用钛铁矿(主要含和少量、、、等)通过如图所示工艺流程制取钛，并进一步回收镁、铝、铁等的化合物。 已知：①酸浸后，钛主要以形式存在；为强电解质，在溶液中仅能电离出和一种正离子； ②25℃，相关金属离子开始沉淀和沉淀完全的如表所示。 金属离子 开始沉淀的 2.2 6.5 3.5 9.5 恰好沉淀完全时的 3.2 9.7 4.7 11.1 (1)若要使“分步沉淀”后母液中浓度不超过，则此时溶液pH至少为多少？ 。 (2)“酸浸”时，FeO与硫酸反应的离子方程式是 。 (3)从水解平衡角度解释“水浸”时生成的原因可能是 。 (4)“分步沉淀”：用氨水逐步调节至11.1，依次析出的沉淀是： 、。 (5)若在“酸浸”后的溶液中加入适量的，其作用是 。 【答案】(1)3.53 (2) (3)水解：，加热水促进水解平衡右移，生成 (4)、、 (5)将氧化为，便于在后续分步沉淀中除去 【详解】（1）已知沉淀完全时，恰好沉淀完全时的为3.2，此时，则。若使母液中浓度不超过，则，，，所以此时溶液至少为3.53； （2）FeO是碱性氧化物，与硫酸反应生成亚铁盐和水，据此写出离子方程式为； （3）水解的离子方程式为：，加热水促进水解平衡右移，生成； （4）滤液中含有、、、，用氨水逐步调节至11.1，由表格数据可知，依次析出的沉淀是：、、、； （5）具有氧化性，能将氧化为，因为在较低时就能沉淀，便于后续除去。 19.新修订《本草纲目》增加“砒霜( As2O3)入药”，主要功效是“止咳平喘、蚀疮去腐”。以某含砷废水(主要成分为HAsO2和H2SO4，还含少量Fe3＋、Bi3＋)制备As2O3的流程如图所示。 已知：常温下，几种氢氧化物的溶度积如下表所示。 氢氧化物 Fe(OH)3 Bi(OH)3 Ksp 回答下列问题： (1)砷和磷位于同主族。下列叙述正确的是_______(填字母)。 A．热稳定性：PH3＞AsH3 B．沸点：PH3＞AsH3 C．酸性：H3AsO4＞H3PO4 D．非金属性：P＞As (2)Cu3(SO3)2·2H2O中Cu＋、Cu2+的质量之比为 ；加入NaOH溶液调节pH=6的目的是 。 (3)“沉砷”中，设计实验证明砷沉淀完全： 。 (4)“还原”中发生反应的化学方程式为 。 (5)难溶于水的Cu3(SO3)2·2H2O转化成CuSO4溶液的离子方程式为 。 (6)“ 沉砷”后废水中残留的砷可用PFS(聚铁)进一步除去，用石灰乳调节pH，通入空气、PFS用量[以表示]、终点pH与砷去除率的关系如图所示。PFS除砷的最佳条件是 。 (7)已知：废水中砷的浓度为5.0 g/L，75L这样的含砷废水，回收475.2g As2O3，则As元素回收率为 %。 【答案】(1)AD (2) 2:1 除去Fe3＋、Bi3＋ (3)取上层清液于试管中，滴加CuSO4溶液，若无沉淀生成，则已完全沉淀，否则未完全沉淀 (4)3Cu(AsO2)2+ 3SO2 +6H2O=Cu3(SO3)2·2H2O+ 6HAsO2 + H2SO4 (5)2Cu3(SO3)2·2H2O+4H+ + 3O2=6Cu2+ +4 +6H2O (6)终点pH为8，PFS为4 (7)96.0 【详解】（1）同主族非金属元素的非金属性从上到下逐渐减弱，元素的非金属性越弱，气态氢化物的稳定性越差，最高价氧化物对应的水化物的酸性越弱。砷和磷位于同主族，非金属性：P＞As，则热稳定性：PH3＞AsH3，最高价氧化物对应的水化物的酸性：H3PO4＞H3AsO4；AD正确，C错误。PH3和AsH3均为共价化合物，它们的沸点与分子间作用力有关；相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，则沸点：AsH3＞PH3，B错误；综上AD符合题意。 答案选AD。 （2）设Cu3(SO3)2·2H2O中Cu＋、Cu2+的个数分别为x和y，则x+y=3。根据在化合物中各元素的化合价代数和为0，则在Cu3(SO3)2中，有x+2y+4×2＋(－2)×6=0。联立方程，可得x=2，y=1；Cu＋、Cu2+均由Cu原子形成，质量比等于个数比，则Cu3(SO3)2·2H2O中Cu＋、Cu2+的质量之比为2:1。含砷废水(含HAsO2、H2SO4、及少量Fe3+、Bi3+)中加入NaOH溶液调节pH=6，由已知数据和后续除杂过程中不在设置步骤除去Fe3+、Bi3+可知，该步骤中Fe3+、Bi3+转化为Fe(OH)3、Bi(OH)3沉淀而被除去。 答案为2:1    除去Fe3＋、Bi3＋。 （3）根据图示，滤液中加入CuSO4溶液后，转化为Cu(AsO)2沉淀，因此可以用该沉淀反应检验“砷沉淀”是否完全，实验为取上层清液于试管中，滴加CuSO4溶液，若无沉淀生成，则已完全沉淀，否则未完全沉淀。 答案为取上层清液于试管中，滴加CuSO4溶液，若无沉淀生成，则已完全沉淀，否则未完全沉淀。 （4）“还原”时Cu(AsO2)2与H2O、SO2发生反应，生成Cu3(SO3)2·2H2O、HAsO2和H2SO4，可得化学方程式为3Cu(AsO2)2+3SO2+6H2O=Cu3(SO3)2·2H2O+6HAsO2+H2SO4。 答案为3Cu(AsO2)2+3SO2+6H2O=Cu3(SO3)2·2H2O+6HAsO2+H2SO4。 （5） Cu3(SO3)22H2O(不溶于水)和O2、H2SO4溶液反应得到CuSO4溶液，O元素由0价下降到-2价，S元素由+4价上升到+6价，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为2Cu3(SO3)2·2H2O+4H++3O2=6Cu2++4+6H2O。 答案为2Cu3(SO3)2·2H2O+4H++3O2=6Cu2++4+6H2O。 （6）根据图示，PFS除砷时，去除率最高时的条件是终点pH值为8，PFS用量为4或。 答案为终点pH为8，PFS为4。 （7）当废水中砷质量浓度为5.0 g·L-1时，若实验取75 L含砷废水，根据As守恒，理论上生成As2O3的质量为，As元素的回收率为。 答案为96.0。 20.有色金属冶炼废水中的砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)和砷酸(H3AsO4)形式存在，酸性废水中砷元素回收再利用的工业流程如图所示。回答下列问题：    (1)写出As在元素周期表中的位置 ，砷虽然是非金属元素，但已表现出一些金属的性质，结合其在元素周期表的位置，说明原因 。 (2)H3AsO4的酸性 H3PO4的酸性(填“强于”或“弱于”)，依据是 。 (3)“氧化”过程发生的离子方程式是 。 (4)“沉砷”的反应为5Ca2++3AsO+OH-=Ca5(AsO4)3OH(s)，最佳温度是85℃。温度高于85℃后，沉淀率下降的原因可能为 。 A．升高温度，反应速率降低 B．85℃，该反应此时反应速率最快 C．升高温度，Ca2+和OH-浓度降低 (5)As2O3在不同温度和不同浓度硫酸中的溶解度(S)曲线如右图所示，    结合图像分析，“结晶”的具体操作是加热亚砷酸， 过滤得粗As2O3。 【答案】(1) 第四周期ⅤA族 As在周期表中位于金属、非金属分界线 (2) 弱于 As与P同主族，As核外电子层数多，原子半径大，得电子能力As小于P，因此最高价含氧酸酸性H3AsO4弱于H3PO4 (3)2AsO+O2=2AsO (4)C (5)调硫酸浓度为7mol·L-1；冷却至25℃ 【详解】（1）As在元素周期表中的位置为第四周期ⅤA族；砷虽然是非金属元素，但已表现出一些金属的性质，其原因是As在周期表中位于金属、非金属分界线； （2）As与P同主族，As核外电子层数多，原子半径大，得电子能力As小于P，因此最高价含氧酸酸性H3AsO4弱于H3PO4； （3）据分析可知，“氧化”过程发生的离子方程式是2AsO+O2=2AsO； （4）温度高于85℃后，随温度升高，Ca(OH)2的溶解平衡逆向移动，c(Ca2+)和c(OH-)下降，导致Ca5(AsO4)3OH的溶解平衡正向移动，Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降，故选C； （5）根据图中信息，硫酸浓度在约7mol/L、温度在25℃时，As2O3的溶解度最小，则“结晶”的具体操作是加热亚砷酸，调硫酸浓度为7mol·L-1，冷却至25℃，过滤得粗As2O3。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $