内容正文:
第4节 沉淀溶解平衡
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1
高考真题
1.★★(2024浙江1月选考,15,3分)常温下,将等体积、浓度均为0.40 mol·L-1 BaCl2溶液与
新制H2SO3溶液混合,出现白色浑浊;再滴加过量的H2O2溶液,振荡,出现白色沉淀。
已知:H2SO3 =1.4×10-2, =6.0×10-8;Ksp(BaSO3)=5.0×10-10;Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。
下列说法不正确的是 ( )
A.H2SO3溶液中存在c(H+)>c(HS )>c(S )>c(OH-)
B.将0.40 mol·L-1 H2SO3溶液稀释到0.20 mol·L-1,c(S )几乎不变
C.BaCl2溶液与H2SO3溶液混合后出现的白色浑浊不含有BaSO3
D.存在反应Ba2++H2SO3+H2O2 BaSO4↓+2H++H2O是出现白色沉淀的主要原因
C
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2
解析 A项,H2SO3为二元弱酸,第一步电离的程度大于第二步电离,故c(H+)>c(HS )>c
(S )>c(OH-),正确。B项,H2SO3的二级电离非常微弱,以一级电离为主,根据第一步电
离有c(H+)≈c(HS ),则 = ≈c(S ),温度不变, 不变,故稀释后c(S )
几乎不变,正确。C项,等体积混合后c(Ba2+)=0.20 mol·L-1,由B项分析可知c(S )≈6.0×
10-8 mol·L-1,则Q=c(Ba2+)·c(S )≈1.2×10-8>Ksp(BaSO3),故白色浑浊含有BaSO3,错误。
D项,H2O2将H2SO3氧化为H2SO4,H2SO4再与BaCl2反应产生BaSO4白色沉淀,正确。
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2.★★★(2025浙江6月选考,15,3分)已知:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) Ksp=1.8×10-10
Ag+(aq)+2Cl-(aq) [AgCl2]-(aq) K=1.1×105
下列有关说法不正确的是 ( )
A.过量AgCl在1.0 mol/L NaCl溶液中,c(Ag+)=1.8×10-10 mol/L
B.过量AgCl在水中所得的饱和溶液中滴加0.001 0 mol/L AgNO3溶液,有AgCl生成
C.过量AgCl在水中溶解的质量大于在相同体积3.0 mol/L NaCl溶液中溶解的质量
D.0.010 mol AgCl在1 L 10 mol/L的盐酸中不能完全溶解
C
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审题指导 将题给两个离子方程式相加可得AgCl(s)+Cl-(aq) [AgCl2]-(aq),K1=Ksp·K=
1.98×10-5,可知当溶液中Cl-的浓度较大时,AgCl会部分溶解形成[AgCl2]-。
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解析 A项,c(Ag+)= ≈ mol/L=1.8×10-10 mol/L,正确。B项,过量AgCl在水
中所得的饱和溶液中c(Ag+)=c(Cl-)= = ×10-5 mol/L,若滴加少量0.001 0 mol/L
AgNO3溶液,滴加后c(Ag+)增大,c(Cl-)基本不变,Q=c(Ag+)·c(Cl-)>Ksp,则有AgCl沉淀生成,
正确。C项,由B项分析可知,AgCl在水中溶解达到饱和状态时c(Ag+)= ×10-5 mol/L;
在3.0 mol/L NaCl溶液中,由于Cl-的浓度较大,根据审题指导中的分析可知,部分AgCl溶
解形成[AgCl2]-,K1=1.98×10-5= ≈ ,解得c{[AgCl2]-}≈5.94×10-5 mol/
L> ×10-5 mol/L,故过量AgCl在水中溶解的质量小于在相同体积3.0 mol/L NaCl溶液
中溶解的质量,错误。D项,在10 mol/L盐酸中,K1=1.98×10-5= ≈ ,解
得c{[AgCl2]-}≈1.98×10-4 mol/L<0.010 mol/L,故0.010 mol AgCl在1 L 10 mol/L的盐酸中
不能完全溶解,正确。
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易错警示 当Cl-的浓度不太大时,AgCl的溶解会受到抑制。当Cl-的浓度较大时,Cl-可
促进AgCl以[AgCl2]-的形式溶解。
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3.★★★(2023全国甲,13,6分)如图为Fe(OH)3、Al(OH)3和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平
衡时的pM-pH关系图{pM=-lg[c(M)/(mol·L-1)];c(M)≤10-5 mol·L-1可认为M离子沉淀完
全}。下列叙述正确的是 ( )
A.由a点可求得Ksp[Fe(OH)3]=10-8.5
B.pH=4时Al(OH)3的溶解度为 mol·L-1
C.浓度均为0.01 mol·L-1的Al3+和Fe3+可通过
分步沉淀进行分离
D.Al3+、Cu2+混合溶液中c(Cu2+)=0.2 mol·L-1时二者不会同时沉淀
C
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解析 a点对应pH=2、pM=2.5,则c(OH-)=10-12 mol·L-1,c(Fe3+)=10-2.5 mol·L-1,所以Ksp[Fe
(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=10-38.5,A错误;由题图可知,pH=4时pAl3+=3,c(Al3+)=10-3 mol·L-1,故
Al(OH)3的溶解度为10-3 mol·L-1,B错误;当c(Fe3+)=10-5 mol·L-1时,溶液pH<3,此时Fe3+已经
完全沉淀,而当c(Al3+)=0.01 mol·L-1(pM=2)时,由题图可知pH约为3.7,Al3+开始沉淀,所以
Al3+和Fe3+可通过分步沉淀进行分离,C正确;由题图可知,当c(Al3+)=10-5 mol·L-1时(此时Al3+
已完全沉淀),pH约为4.7,此时c(Cu2+)=0.1 mol·L-1<0.2 mol·L-1,即Cu2+已开始沉淀,故Al3+和
Cu2+会同时沉淀,D错误。
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4.★★★★(2023全国乙,13,6分)一定温度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示
下列说法正确的是 ( )
A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀
B.b点时,c(Cl-)=c(Cr ),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.Ag2CrO4+2Cl- 2AgCl+Cr 的平衡常数K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀
C
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解析 取点(4.8,5)计算Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-5×10-4.8=10-9.8,取点(1.7,5)计算Ksp(Ag2
CrO4)=c2(Ag+)·c(Cr )=(10-5)2×10-1.7=10-11.7。A项,横、纵坐标均为负对数,随着横、纵坐
标值的增大,对应的离子浓度减小,a点位于两条曲线的上方,为不饱和溶液,故a点条件
下两种沉淀均不能生成,错误;B项,b点时,c(Cl-)=c(Cr ),但溶度积的表达式不同,Ksp
(AgCl)≠Ksp(Ag2CrO4),错误;C项,K= = = = =
107.9,正确;D项,c(Cl-)和c(Cr )均为0.1 mol·L-1时,对应题图中横坐标值为1,此时AgCl沉
淀溶解平衡曲线上对应点的纵坐标值大于Ag2CrO4的,故开始产生沉淀时AgCl所需的
c(Ag+)较小,应先产生AgCl沉淀,错误。
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温馨提示 判断产生沉淀先后顺序的最佳方式应是比较开始产生沉淀时所需试剂的
物质的量浓度的大小,不能完全依赖于“溶度积小的先沉淀”。
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5.★★★★(2022山东,14,4)工业上以SrSO4(s)为原料生产SrCO3(s),对其工艺条件进行研
究。现有含SrCO3(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液,含SrSO4(s)的0.1 mol·L-1、
1.0 mol·L-1 Na2SO4溶液。在一定pH范围内,四种溶液中lg[c(Sr2+)/mol·L-1]随pH的变化
关系如图所示。
下列说法错误的是 ( )
A.反应SrSO4(s)+C SrCO3(s)+S 的平衡常数K=
B.a=-6.5
C.曲线④代表含SrCO3(s)的1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液的变化曲线
D.对含SrSO4(s)且Na2SO4和Na2CO3初始浓度均为1.0 mol·L-1的混合溶液,pH≥7.7时才发
生沉淀转化
D
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解析 硫酸是强酸,溶液pH变化时,溶液中c(S )几乎不变,则含SrSO4(s)的Na2SO4溶液
中c(Sr2+)几乎不变;pH相同时,溶液中c(S )越大,c(Sr2+)越小,所以曲线①代表含SrSO4(s)
的0.1 mol·L-1 Na2SO4溶液的变化曲线,曲线②代表含SrSO4(s)的1.0 mol·L-1 Na2SO4溶液的
变化曲线。碳酸是弱酸,溶液pH越小,溶液中c(C )越小,c(Sr2+)越大;pH相同时,1.0 mol·
L-1 Na2CO3溶液中c(C )大于0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中的,故前者中c(Sr2+)更小,则曲线
③表示含SrCO3(s)的0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液的变化曲线,曲线④表示含SrCO3(s)的1.0
mol·L-1 Na2CO3溶液的变化曲线。反应SrSO4(s)+C SrCO3(s)+S 的平衡常数K=
= = ,A项正确。曲线①代表含SrSO4(s)的0.1 mol·L-1 Na2
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SO4溶液的变化曲线,则Ksp(SrSO4)=10-5.5×0.1=10-6.5,温度不变,溶度积不变,则对于曲线②,
Sr2+的浓度为 mol·L-1=10-6.5 mol·L-1,则a为-6.5,B项正确。由以上分析可知,C项正
确。曲线②和④的交点对应的pH=6.9,故pH≥6.9时发生沉淀转化,即SrSO4沉淀转化为
SrCO3沉淀,D项错误。
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6.★★★(2025江苏,14节选)ZnS可用于制备光学材料和回收砷。
(1)制备ZnS。由闪锌矿[含ZnS、FeS及少量硫化镉(CdS)等]制备ZnS的过程如下:
已知:Ksp(ZnS)=1.6×10-24,Ksp(CdS)=8.0×10-27, (H2S)=1.0×10-7, (H2S)=1.2×10-13。当离子
浓度小于1.0×10-5 mol·L-1时,认为离子沉淀完全。
①酸浸时通入O2可提高Zn2+浸出率的原因是_____________________________________
_________________________________________________________________。
度减小,利于平衡ZnS(s) Zn2+(aq)+S2-(aq)正向移动,提高Zn2+的浸出率
通入O2,将-2价硫元素转化为S单质,S2-浓
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②通入H2S除镉。通过计算判断当溶液pH=0、c(H2S)=0.01 mol·L-1时,Cd2+是否沉淀完全
______(写出计算过程)。
否
(H2S)= , (H2S)= , (H2S)· (H2S)= ,pH=0、
c(H2S)=0.01 mol·L-1时,反应体系中c(S2-)= ≈1.2×10-22 mol·L-1,
c(Cd2+)= = mol·L-1≈6.67×10-5 mol·L-1>1.0×10-5 mol·L-1,所以Cd2+未沉
淀完全
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高考模拟
7.★★★(2026届四川威远中学一模,10)常温下,有关物质的溶度积常数如下表所示:
物质 CaCO3 MgCO3 Ca(OH)2 Mg(OH)2 Fe(OH)3
Ksp 4.96×10-9 6.82×10-6 4.68×10-6 5.61×10-12 2.64×10-39
下列有关说法不正确的是 ( )
A.常温下,除去NaCl溶液中的MgCl2杂质,选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好
B.常温下,除去NaCl溶液中的CaCl2杂质,选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好
C.向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,
c(Mg2+)∶c(Fe3+)=2.125×1021
D.将适量的Ca(OH)2固体溶于100 mL水中,刚好达到饱和[c(Ca2+)=1.054×10-2 mol/L],若
保持温度不变,向其中加入100 mL 0.012 mol/L NaOH溶液,则溶液变为不饱和溶液(忽
略溶液体积变化)
B
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解析 由题表中溶度积常数知,Mg(OH)2的溶解度比MgCO3小,故除去NaCl溶液中的
MgCl2杂质,选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好;同理可得除去NaCl溶液中的CaCl2杂
质,选用Na2CO3溶液比NaOH溶液效果好,A正确、B错误。向含有Mg2+、Fe3+的溶液中
滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg2+)= = mol/L=
5.61 mol/L,c(Fe3+)= = mol/L=2.64×10-21 mol/L,则c(Mg2+)∶c(Fe3+)=5.6
1∶2.64×10-21=2.125×1021,C正确。将适量的Ca(OH)2固体溶于100 mL水中,刚好达到饱
和时c(Ca2+)=1.054×10-2 mol/L,则c(OH-)=2.107×10-2 mol/L,若保持温度不变,向其中加入1
00 mL 0.012 mol/L的NaOH溶液,c(Ca2+)=0.527×10-2 mol/L,c(OH-)=
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=0.016 54 mol/L,此时Ca(OH)2的离子积Q=c(Ca2+)·c2(OH-)
=0.527×10-2×0.016 542≈1.4×10-6<Ksp,则该溶液变为不饱和溶液,D正确。
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8.★★★(2025江苏徐州二模,12)室温下,用含少量Cu2+的MnSO4溶液制备MnCO3的过程
如下:
注:“沉锰”时n(NH4HCO3)∶n(Mn2+)=2.5∶1,控制溶液pH=7。
下列说法正确的是( )
A.NH4HCO3溶液中:c(N )=c(HC )+c(C )+c(H2CO3)
B.“过滤1”所得滤液中: >
C.“沉锰”时发生反应:Mn2++HC MnCO3↓+H+
D.“过滤2”所得滤液中:c(N )=c(HC )+2c(C )+c(HS-)+2c(S2-)
B
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解析 NH4HCO3溶液中存在元素守恒:c(N )+c(NH3·H2O)=c(HC )+c(C )+c(H2CO
3),故c(N )<c(HC )+c(C )+c(H2CO3),A错误。过滤1后得到的滤液是CuS的饱和溶
液,则c(Cu2+)·c(S2-)=Ksp(CuS);“除铜”时Mn2+未沉淀,则滤液为MnS的不饱和溶液,即c
(Mn2+)·c(S2-)<Ksp(MnS),则 = > ,B正确。“沉锰”时n(NH4
HCO3)∶n(Mn2+)=2.5∶1,发生的反应为Mn2++2HC MnCO3↓+H2O+CO2↑,C错
误。“过滤2”所得滤液pH=7,即c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒有c(N )+c(H+)=c(HC )
+2c(C )+c(HS-)+2c(S2-)+2c(S )+c(OH-),则c(N )=c(HC )+2c(C )+c(HS-)+2c(S2-)
+2c(S )[提示:电荷守恒式中包括体系中的所有离子,但D中没有S ,直接判断错误],
D错误。
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9.★★★(2025北京朝阳二模,14)利用平衡移动原理,分析沉淀溶解平衡。
已知:ⅰ.Ksp(BaCO3)=2.4×10-9;
ⅱ.图中直线的离子浓度关系符合c(Ba2+)·c(S )=Ksp(BaSO4)或c(Ba2+)·c(C )=Ksp(BaCO3)。
下列分析不正确的是 ( )
A.①表示的是BaSO4,Ksp(BaSO4)=1.0×10-10
B.a、b两点对应的溶液,相应的离子浓度之比 =
C.向c点对应的溶液中加适量BaCl2固体,可使溶液由c点变到a点
D.向0.2 mol BaSO4固体中加入1 L 1.6 mol·L-1的Na2CO3溶液,充分反应后有0.032 mol
BaSO4转化为BaCO3
D
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解析 A项,根据a点数据可求出直线①表示的沉淀的Ksp=1.0×10-4×1.0×10-6=1.0×10-10,根
据已知信息ⅰ可知,直线①表示的是BaSO4,正确。B项,a、b两点对应的溶液中Ba2+浓度
相等, = = = = ,正确。C项,向c点对应的溶液
中加适量BaCl2固体,Ba2+浓度增大,Ksp(BaSO4)不变,则S 浓度减小,故可使溶液由c点变
到a点,正确。D项,设充分反应后,Na2CO3溶液浓度的变化量为x mol·L-1,列三段式如下:
BaSO4(s)+C (aq) BaCO3(s)+S (aq)
起始/(mol·L-1) 1.6 0
变化/(mol·L-1) x x
平衡/(mol·L-1) 1.6-x x
K= = = = ,解得x=0.064,故参与反应的n(C )=n(BaSO4)=0.064
mol·L-1×1 L=0.064 mol,有0.064 mol BaSO4转化为BaCO3,错误。
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10.★★★(2026届重庆西南大学附中10月考,14)已知H2X的电离常数 =4×10-8, =
3×10-17。常温下,难溶物BaX在不同浓度盐酸(足量)中恰好不再溶解时,测得混合液中
lgc(Ba2+)与pH关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.NaHX溶液显酸性
B.M点:c(H+)+2c(Ba2+)=c(OH-)+c(HX-)+2c(X2-)
C.N点:c(HX-)约为4×10-7 mol/L
D.Ksp(BaX)约为1.2×10-21
C
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解析 HX-的水解常数Kh(HX-)= = =2.5×10-7> ,则HX-的水解程度大于其电
离程度,NaHX溶液显碱性,A错误。向难溶物BaX中加入足量盐酸恰好不再溶解时,体
系中还存在Cl-,则M点溶液中存在电荷守恒:c(H+)+2c(Ba2+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(HX-)+2c(X2
-),B错误。由题图知,N点时,pH=0.8、lgc(Ba2+)=0.2,即c(H+)=10-0.8 mol/L、c(Ba2+)=100.2
mol/L,根据反应BaX+2H+ Ba2++H2X,可得c(H2X)≈c(Ba2+)=100.2 mol/L, =
,则c(HX-)= ≈ mol/L=4×10-7 mol/L,C正确。 · =
≈ ,则c(X2-)= ,Ksp(BaX)=c(Ba2+)·c(X2-)=
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,由题图知,当pH=1时,lgc(Ba2+)=0,即c(H+)=0.1 mol/L时,c(Ba2+)=1 mol/L,
故Ksp(BaX)= =1.2×10-22,D错误。
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11.★★★(2025福建福州一模,10)某温度下,用0.100 0 mol·L-1硝酸银标准溶液对25 mL
含KCl和KCN的混合溶液进行电位滴定(CN-与H+的反应忽略),获得电动势(E)和硝酸银
标准溶液体积(V)的电位滴定曲线如图所示。电极电位发生突跃时,说明滴定到终点,即
曲线上的转折点为化学计量点。
已知:Ⅰ.Ag+与CN-反应过程为①Ag++2CN- [Ag(CN)2]- K1,
②[Ag(CN)2]-+Ag+ 2AgCN↓ K2。
Ⅱ.该温度下,Ksp(AgCN)=2×10-17,Ksp(AgCl)=2×10-10。
下列说法正确的是 ( )
A.V1=5.50
B.OA段有AgCN沉淀生成
C.K1·K2= (AgCN)
D.C点时,溶液中 =107
D
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解析 根据已知信息知,Ksp(AgCN)<Ksp(AgCl),则先生成AgCN沉淀;结合已知信息Ⅰ中
的反应过程知,OA段发生反应①,A点时CN-恰好完全转化为[Ag(CN)2]-,AB段发生反应
②,B点时[Ag(CN)2]-恰好完全转化为AgCN沉淀,OB段消耗硝酸银溶液的体积是OA段
的2倍,则V1=5.00,A、B错误。根据已知信息Ⅰ,K1= ,K2=
,则K1·K2= = ,C错误。C点时已经生成了
AgCl沉淀,此时溶液中AgCl和AgCN均达到沉淀溶解平衡,溶液中 =
= = =107,D正确。
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12.★★★(2026届山东临沂一中9月考,19节选)湿法炼锌净化渣中含有ZnO、CuO、
PbO2、Fe2O3、NiO、CoO、MnO2等物质,利用该净化渣制备Zn和Co的配合物的流程如
图所示。
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已知:①MnO2是不溶于水的黑色颗粒状固体,其氧化性随酸性增强而增强;
②当溶液中某离子浓度c(Mn+)≤1×10-5 mol·L-1时,可认为该离子沉淀完全;常温下,几种
沉淀的Ksp如下表所示:
物质 Fe(OH)3 Co(OH)3 Zn(OH)2 Ni(OH)2
Ksp 1×10-38 1×10-32 1×10-17 2×10-15
物质 Mn(OH)2 ZnS CuS
Ksp 2×10-13 1×10-24 1×10-36
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③Co3++6NH3 [Co(NH3)6]3+ K稳=4.5×1033。
回答下列问题:
(3)“转化”时溶液中主要阳离子Zn2+、Ni2+、Cu2+浓度均为1.0 mol·L-1,则加入稍过量
ZnS,充分净化后溶液中残留的Cu2+浓度为____________mol·L-1。
(4)利用沉淀溶解平衡原理解释从“滤渣Ⅱ”中分离出Co的配合物的原因是___________
____________________________________________________________________________
______________________________________________________。
导致沉淀溶解平衡正向移动,Co(OH)3不断溶解,实现分离
Co(OH)3
2×10-12
沉淀溶解平衡为Co(OH)3(s) Co3+(aq)+3OH-(aq),加入氨水将Co3+转化为[Co(NH3)6]3+,
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解析 (3)“转化”时溶液中主要阳离子Zn2+、Ni2+、Cu2+的浓度均为1.0 mol·L-1,分析题
给ZnS、CuS的Ksp数据知,加入稍过量的ZnS可将Cu2+转化为CuS沉淀,沉淀转化反应为
ZnS+Cu2+ CuS+Zn2+,设残留的Cu2+浓度为x mol·L-1,则溶液中c(Zn2+)=(2.0-x) mol·L-1,
该反应的平衡常数K= = = = = ,解得x≈2×10-12。
(4)Co(OH)3沉淀溶解平衡为Co(OH)3(s) Co3+(aq)+3OH-(aq),根据已知信息③知,K稳=
4.5×1033,加入氨水后Co3+极易与NH3结合转化为[Co(NH3)6]3+,导致沉淀溶解平衡正向移
动,促进Co(OH)3不断溶解。
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