3.3 沉淀溶解平衡(题型专练)化学鲁科版选择性必修1
2026-07-31
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3份
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56页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学鲁科版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第3节 沉淀溶解平衡 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 沉淀溶解平衡 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.13 MB |
| 发布时间 | 2026-07-31 |
| 更新时间 | 2026-07-31 |
| 作者 | xkw_083530491 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59037576.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“概念-计算-应用”为主线,通过8大题型系统构建沉淀溶解平衡的方法体系,融合典例变式实现知识迁移与科学思维培养。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|沉淀溶解平衡及影响因素|2典例+3变式|平衡移动原理应用|从溶解平衡建立到影响因素分析,构建动态平衡观念|
|溶度积常数及计算|2典例+3变式|Ksp表达式与计算模型|溶度积概念→数学表达→定量计算,形成宏微结合思维|
|沉淀生成/溶解/转化|3题型6典例+9变式|Qc与Ksp比较法、沉淀转化规律|基于平衡移动原理,建立沉淀调控的系统方法|
|平衡图像分析|2典例+3变式|图像点线关系解读技巧|从定量计算到数形结合,培养数据解析能力|
内容正文:
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第三节
沉淀溶解平衡(题型突破•举一反三)
题型01沉淀溶解平衡及影响因素
解题必备
1.增大
越小
2.(1)溶解
沉淀
平衡状态
(2)沉淀溶解
典例精析
【典例1】D
【典例2】C
举一反三
【变式1-1】c
【变式1-2】C
【变式1-3】B
题型02溶度积常数
解题必备
3.性质
温度
典例精析
【典例1】A
【典例2】B
举一反三
【变式2-1】A
【变式2-2】A
【变式2-3】D
题型03溶度积常数的应用
解题必备
(1)沉淀
(2)平衡状态
(3)沉淀
1/4
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典例精析
【典例1】D
【典例2】D
举一反目
【变式3-1】B
【变式3-2】C
【变式3-3】A
题型04有关溶度积常数的计算
三
典例精析
【典例1】B
【典例2】B
举一反三
【变式41】C
【变式42】C
【变式4-3】A
题型05沉淀的生成
解题必备
1.提纯
分离
除去
典例精析
【典例1】D
【典例2】D
举一反三
【变式5-1】B
【变式5-2】A
【变式5-3】A
题型06沉淀的溶解
2/4
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解题必备
1.沉淀溶解
2.①弱电解质②氧化还原③配合物
典例精析
【典例1】C
【典例2】A
举一反三
【变式6-1】B
【变式6-2】B
【变式6-3】C
题型07沉淀的转化
解题必备
2.(1)难溶物
难溶物
(2)溶解度
3.(1)溶解度
三典例精析
【典例1】D
【典例2】C
举一反三
【变式7-1】C
【变式7-2】B
【变式7-3】D
题型08难溶盐的沉淀溶解平衡图像分析
E
典例精析
【典例1】C
【典例2】D
举一反三
【变式8-1】D
【变式8-2】D
3/4
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【变式8-3】D
4/4
第三节 沉淀溶解平衡
(题型突破·举一反三)
题型01 沉淀溶解平衡及影响因素
题型02 溶度积常数
题型03 溶度积常数的应用
题型04 有关溶度积常数的计算
题型05 沉淀的生成
题型06 沉淀的溶解
题型07 沉淀的转化
题型08 难溶盐的沉淀溶解平衡图像分析
▌题型01 沉淀溶解平衡及影响因素
1.25 ℃时,溶解性与溶解度的关系
大多数电解质的溶解度随温度升高而 ,但也有例外,如Ca(OH)2,温度越高,溶解度 。
2.沉淀溶解平衡(以为例分析)
(1)沉淀溶解平衡建立
在溶液中存在下述两个过程:一方面,在水分子作用下,少量和脱离的表面进入水中,即
过程;另一方面,溶液中的和受表面阴、阳离子的吸引,回到的表面析出,即 过程。在一定温度下,当沉淀和溶解的速率相等时,达到 ,得到的饱和溶液。
(2)沉淀溶解平衡的概念
一定温度下,当沉淀和溶解的速率相等时,即建立了动态平衡,叫做 平衡。
(3)沉淀溶解平衡方程式
以沉淀溶解平衡为例:(s)。
特别提醒 ①要标明各微粒的状态;②要与电离方程式区分开,强电解质完全电离:===Ag++Cl-。
(4)沉淀完全的判断
化学上通常认为,当溶液中剩余离子的浓度小于时,已沉淀完全。
【典例1】(24-25高二上·吉林长春·阶段检测)下列有关BaSO4沉淀的溶解平衡说法正确的是
A.BaSO4沉淀生成和沉淀溶解达平衡后不再进行
B.BaSO4难溶于水,溶液中没有Ba2+和SO
C.升高温度,BaSO4沉淀的溶解度减小
D.向BaSO4沉淀溶解平衡体系中加入Na2SO4固体,溶液中Ba2+浓度减小
【典例2】(23-24高二上·北京·阶段检测)室温下,时刻向两个盛有50mL蒸馏水的烧杯中分别加入①、②1g蔗糖,搅拌,最终分别得到悬浊液和澄清溶液,溶解过程中分散系的导电能力变化如图。下列分析不正确的是
A.该实验可证明蔗糖不是电解质
B.该实验不能证明碳酸钙是强电解质
C.时刻,①中再加入,导电能力增加
D.当①中导电能力不变时,达到平衡
【变式1-1】下列有关离子反应的叙述不正确的是( )
A.溶液中有难溶于水的沉淀生成是离子反应的发生条件之一
B.离子反应发生的方向总是向着溶液中离子浓度降低的方向进行
C.离子反应生成的沉淀的溶解度为零
D.生成沉淀的离子反应之所以能发生,在于生成物的溶解度小
【变式1-2】在FeS悬浊液中,存在平衡。欲使FeS固体质量减少,浓度不变,可向悬浊液中加入的试剂是
A.溶液 B.盐酸 C.蒸馏水 D.
【变式1-3】难溶于水,但在浓度较高的溶液中因形成配离子而溶解。常温下,将适量完全溶于浓溶液中,得到含的澄清溶液(溶液),关于该溶液的说法正确的是
A.加水稀释,浓度增大
B.向溶液中加入少量固体,浓度增大
C.向溶液中加入少量固体,平衡时浓度增大
D.溶液中存在:
▌题型02 溶度积常数
1.概念
难溶电解质的沉淀溶解平衡也存在平衡常数,称为溶度积常数,简称溶度积,符号为。
2.表达式
。
如: 。
3.影响因素
溶度积只与难溶电解质的 和 有关。
4.的意义
反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
【典例1】(24-25高二上·云南丽江·阶段检测)对饱和AgCl溶液(有AgCl固体存在)进行下列操作后,和均保持不变的是
A.加少量水稀释 B.加热 C.加入少量盐酸 D.加入少量
【典例2】(25-26高二上·广东·期末)实验室常用溶液和溶液来制备新制氢氧化铜。下列说法正确的是
A.的水溶液的为13
B.在水溶液中的电离方程式为
C.等体积的溶液和溶液具有相同的导电能力
D.的平衡常数表达式为
【变式2-1】可用溶液除去水垢中的,反应的离子方程式为,该反应的平衡常数表达式为
A. B.
C. D.
【变式2-2】下列说法正确的是
A.往氢氧化镁饱和溶液中加少量固体,会使固体增加
B.,则的溶解度小于的溶解度
C.溶度积常数与温度有关,温度越高,溶度积越大
D.升高温度,某沉淀溶解平衡正向移动,说明它的溶解度是减小的,也变小
【变式2-3】已知、、、分别表示水的离子积常数、弱酸的电离常数、盐的水解平衡常数和溶度积常数,下列判断错误的是
A.它们都能反映出对应变化进行的程度
B.当某溶液中时,该溶液呈中性
C.一定温度下,在溶液中,
D.与物质本身的性质、温度、溶液中离子浓度有关
▌题型03 溶度积常数的应用
定量判断给定条件下有无沉淀生成
离子积():对于,任意时刻。
(1),溶液过饱和,有 析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。
(2),溶液饱和,沉淀与溶解处于 。
(3),溶液未饱和,无 析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。
【典例1】(24-25高二上·云南丽江·阶段检测)已知部分钡盐的溶度积如下:,,,。某溶液中存在浓度均为0.001的、、、,若向该溶液中逐滴滴入溶液,首先发生的离子反应为
A. B.
C. D.
【典例2】(25-26高二下·浙江温州·期末)已知 。不溶于硫酸、稀硝酸,但可溶于氨水、浓盐酸及碱金属的氯化物溶液。的溶度积为,下列有关说法不正确的是
A.过量在溶液中,
B.过量在水中所得饱和溶液中滴加溶液,有生成
C.过量在水中溶解的质量小于在相同体积氨水中溶解的质量
D.相同条件下的溶度积可能比更大
【变式3-1】AgI难溶于水,但在浓度较高的KI溶液中因形成配离子[AgI2]-而溶解。常温下,将适量AgI完全溶于浓KI溶液中,得到含[AgI2]-的澄清溶液(溶液pH≠7)。关于该溶液的说法正确的是
A.加水稀释,[AgI2]-浓度增大
B.向溶液中加入少量KI固体,[AgI2]-浓度增大
C.向溶液中加入少量AgNO3固体,平衡时I-浓度增大
D.溶液中存在:c(Ag+)+c(K+)=c(I-)+c([AgI2]-)
【变式3-2】已知:25℃时,,。常温下,下列说法不正确的是
A.0.1 mol/L氨水的pH约为11
B.0.1 mol/L氨水中
C.
D.固体加入到1 L 0.1 mol/L的溶液中充分混合(忽略溶液体积变化),固体能完全溶解
【变式3-3】已知: ,下列有关说法正确的是
A.过量在水中溶解的质量小于在相同体积溶液中溶解的质量
B.过量在0.1mol/LNaCl溶液中
C.过量在水中所得的饱和溶液中滴加溶液,没有生成
D.在的盐酸中能完全溶解
▌题型04 有关溶度积常数的计算
1.计算难溶电解质溶液中离子浓度
(1)已知求溶液中的某种离子的浓度,如=a的饱和溶液中= 。
(2)已知、溶液中某离子的浓度,求溶液中的另一种离子的浓度,如某温度下的=a,在0.1的溶液中加入过量的固体,达到平衡后c(Ag+)=10a 。
2.计算反应的平衡常数,并判断沉淀转化的程度
依据沉淀的转化反应和,计算该反应的平衡常数,K值越大,转化反应越易进行,转化程度越大。如对于反应,()=c()·c(),()=c()·c(),而平衡常数K==。
3.计算金属阳离子开始沉淀和沉淀完全的pH
(1)常温下,的MSO4溶液,调节溶液pH,使刚好开始产生M(OH)2沉淀时pH的计算方法。
=c(M2+)·c2(OH-)=a·c2(OH-),则c(OH-)=,c(H+)==,pH=-lg c(H+)=-lg =14+lg。
(2)常温下,向MSO4溶液中加碱调节溶液pH,使M2+沉淀完全时溶液pH的计算方法(已知溶液中时可视为M2+沉淀完全)。
=c(M2+)·c2(OH-)=10-5·c2(OH-),则c(OH-)==×102,c(H+)===,pH=-lg c(H+)=-lg =16+lg 10Ksp。
4.判断沉淀的生成或沉淀是否完全
(1)把离子浓度数据代入离子积表达式得Q,若,则有沉淀生成。
(2)利用的数值计算某一离子浓度,若该离子浓度小于,则该离子沉淀完全。
5.沉淀先后的计算与判断
(1)若沉淀类型相同,则小的物质先沉淀。
(2)若沉淀类型不同,则需要根据计算出沉淀时所需离子浓度,所需离子浓度小的物质先沉淀。
【典例1】(24-25高二上·云南丽江·阶段检测)已知室温时,。下列关于和两悬浊液的说法错误的是
A.和两悬浊液中前者的较小
B.分别滴加稀硫酸.与的溶度积常数均增大
C.分别加入0.1的溶液,和均减小
D.和共存的饱和溶液中的值约为97.4
【典例2】(25-26高二下·江苏镇江·期末)工业废料的综合处理有利于减少污染并实现资源循环利用,工业废料中回收镉、锰的部分流程如下。
已知:①金属离子完全沉淀时,其离子浓度。
②常温下,,,
下列说法正确的是
A.氨水-溶液中:
B.的溶液中:
C.恰好完全沉淀时,上层清液中
D.“沉锰”时,反应的离子方程式为:
【变式4-1】室温下,已知 ;
下列说法正确的是
A.
B.含有足量固体的悬浊液中,加入少量的固体后,减小
C.固体能完全溶于的食盐水中
D.若溶液中加,有生成,则体系中:
【变式4-2】已知:,时,饱和碳酸的浓度为,的电离常数,;,,不考虑的水解,下列描述不正确的是
A.:饱和溶液饱和溶液
B.,
C.饱和溶液中
D.溶液中,,则
【变式4-3】室温下,通过下列实验探究的性质。已知,。
实验1:用计测量溶液的。
实验2:向溶液中加入少量溶液,测得溶液。
实验3:用酸性溶液滴定待测溶液的物质的量浓度。
实验4:向溶液中加入等体积的溶液。
下列说法正确的是
A.实验1所测溶液中存在
B.实验2所得溶液中:
C.实验3滴定终点时的溶液中:
D.实验4中出现白色沉淀,则
▌题型05 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
【典例1】(24-25高二上·云南丽江·阶段检测)温度为T时,,。此温度下要除去溶液中的少量,可以边搅拌边加入一种试剂,这种试剂是
A.溶液 B.NaOH溶液 C.氨水 D.CuO
【典例2】(25-26高二下·山东烟台·期末)一种利用氟碳铈精矿(主要成分为,含杂质)制备的工艺如图。
已知:①氧化焙烧主要生成、NaF;②“酸浸”后的溶液中含。
下列说法错误的是
A.“氧化焙烧”时发生反应
B.氧化性:
C.“调pH”的主要目的是除去
D.“沉铈”过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
【变式5-1】我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要工艺流程如图甲所示(部分物质已略去)。
下列有关该工艺流程的说法不正确的是
A.实验室采用图乙装置模拟“侯氏制碱法”,应当从a口通入氨气
B.步骤②产生的可循环使用,故无需补充
C.步骤①为过滤操作,步骤②为加热操作
D.步骤③加入NaCl固体,可促进逆向移动,有利于固体析出
【变式5-2】工厂酸性废水中含有重金属离子Cd2+,常用硫化物沉淀法进行处理。常温下,向含Cd2+的酸性溶液中缓慢加入Na2S固体,溶液中-lgc(Cd2+)随pS(pS=-lgc(S2-))的变化关系如图所示。
下列说法正确的是
A.常温下,(CdS)=10-27
B.向体系中加入少量NaOH固体,c(S2-)减小
C.相同条件下,若改用Na2CO3沉淀Cd2+,更有利于达标排放
D.废水处理时,适当升高温度,一定能使Cd2+浓度更低
【变式5-3】某磷废渣的主要成分为、和,一种对其进行分离的工艺流程如图。
下列说法错误的是
A.“焙烧”的目的是使、分解
B.“浸取”可能的反应为
C.“滤渣浮选”利用了和物理性质的差异
D.“滤液沉淀”可以利用流程中产生的和制备沉淀剂
▌题型06 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()小于溶度积()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<。
(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,如用氨水溶解生成。
【典例1】(25-26高二下·广东汕头·阶段检测)牙齿表面有一层牙釉质在保护着,存在如下平衡:Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3(aq)+OH-(aq) Ksp=6.8×10-37,已知Ca5(PO4)3F(s)的Ksp=2.8×10-61,下列说法错误的是
A.口腔中残留大量的酸性物质会破坏牙釉质
B.牙膏中添加适量的磷酸盐,可以有效保护牙齿
C.若用碳酸氢钠稀溶液进行漱口,会使上述平衡发生移动,此时Ksp增大
D.使用含氟(NaF)牙膏,可实现Ca5(PO4)3OH(s)与Ca5(PO4)3F(s)的转化
【典例2】(24-25高二上·云南丽江·阶段检测)下列化学原理的应用,可以用沉淀溶解平衡原理来解释的是
①热的纯碱溶液除油污的能力比冷的纯碱溶液强
②误将钡盐[、]当作食盐食用后,常用0.5%的溶液解毒
③石灰岩溶洞(喀斯特地貌)的形成
④不能作“钡餐”,而可以
⑤泡沫灭火器灭火原理
⑥除去溶液中的杂质,可向溶液中加入CuO
⑦洗涤AgCl沉淀时,为减少洗涤造成的损失,可用盐酸代替水
A.②③④⑥⑦ B.①②③ C.③④⑤⑥ D.①②③④⑤⑦
【变式6-1】石灰乳中存在下列平衡:;加入下列溶液.可使固体明显减少的是
A.溶液 B.KCl溶液 C.NaOH溶液 D.溶液
【变式6-2】在一定温度下,当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时:,要使Mg(OH)2固体减少而且增大,可采取的措施是
A.加MgSO4 B.加HCl溶液 C.加NaOH D.加水
【变式6-3】当氢氧化钙固体在水中达到溶解平衡时,为使Ca(OH)2固体的量减少,可以加入少量的
A.NaOH固体 B.CaCl2固体 C.NH4NO3固体 D.Ca(OH)2固体
▌题型07 沉淀的转化
(1)实验探究、、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
===
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 表达式相同时, 越小,沉淀的溶解度越小),则最先生成该沉淀。
(1)向含等浓度、、的混合液中加入溶液,最先生成的沉淀是。
(2)向含等浓度、、的混合液中加入溶液,最先生成的沉淀是。
(3)向溶液中加入适量溶液,生成的沉淀是而不是,原因是的溶解度比的小。
5.沉淀转化的应用
①锅炉除水垢(含有):(s)(s)()。
②矿物的转化:各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤变成溶液,向深部渗透,遇到深层闪锌矿()和方铅矿(),便慢慢地转变为铜蓝()。
【典例1】(24-25高二上·云南丽江·阶段检测)三种难溶金属硫化物的溶度积常数(25℃)如下表:
化学式
FeS
CuS
MnS
溶度积/
下列有关说法中正确的是
A.25℃时,FeS的溶解度大于MnS的溶解度
B.25℃时,饱和CuS溶液中的浓度为
C.因为是强酸,所以反应不能发生
D.除去某溶液中的,可以选用FeS作沉淀剂
【典例2】(25-26高二下·浙江湖州·期末)足量CaSO4在水中存在平衡:、,25℃时,溶解度为,、,。下列描述不正确的是
A.
B.饱和溶液中加入少量固体,减小
C.饱和溶液中加入等体积饱和溶液,出现白色沉淀
D.悬浊液中加少量,有生成,则:
【变式7-1】分别进行下列操作,由现象得出的结论正确的是
选项
操作
现象
结论
A
将稀硫酸和Na2S反应生成的气体通入AgNO3与AgCl组成的悬浊液中
出现黑色沉淀
Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)
B
向盛有2 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液的试管中滴加1 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液,再向其中滴加4~5滴0.1 mol·L-1 KI溶液
先有白色沉淀生成,后又产生黄色沉淀
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
C
向AgI悬浊液中滴入Na2S溶液
固体变黑
Ksp(Ag2S)<Ksp(AgI)
D
将H2S气体通入浓度均为0.01 mol·L-1的ZnSO4和CuSO4溶液中
先出现CuS黑色沉淀
Ksp(CuS)>Ksp(ZnS)
A.A B.B C.C D.D
【变式7-2】化工生产中常用MnS作沉淀剂除去工业废水中的:,下列说法错误的是
A.MnS的比CuS的大
B.该反应达到平衡时
C.往平衡体系中加入少量固体后,变大
D.该反应的平衡常数
【变式7-3】小组同学设计如下实验探究AgNO3溶液与S的反应。
资料i.溶液中Ag+与S反应可能得到Ag2S、Ag2SO3或Ag2SO4。
资料ii.Ag2S不与6mol/L盐酸反应,Ag2SO3和Ag2SO4在6mol/L盐酸中均发生沉淀的转化。
根据实验推测,下列说法不正确的是
A.无色溶液a中不含或H2SO3
B.固体b和c均为Ag2S
C.若增大AgNO3溶液浓度和硫粉的用量,固体b中可能混有Ag2SO4
D.银元素的价态不变,推测Ag+对S的氧化还原反应无影响
▌题型08 难溶盐的沉淀溶解平衡图像分析
1.沉淀溶解平衡曲线
(1)典型示例
(2)点的变化
①a→c:曲线上变化,增大;
②b→c:加入溶液(加水不行);
③d→c:加入固体(忽略溶液的体积变化);
④c→a:曲线上变化,增大;
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.图像
和的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的大小以及离子分离方法的选择。
3.pH(或)—图
横坐标:将溶液中取负对数,即,反映到图像中是越大,则pH越小,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,反映到图像中是越大,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、、、全沉淀时的pH。
4.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:,
①横坐标数值越大,越小;②纵坐标数值越大,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。
【典例1】(24-25高二上·云南丽江·阶段检测)某温度下,难溶物FeR的水溶液中存在平衡,其沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.该温度下, B.c点可能有沉淀生成
C.b点对应的大于a点对应的 D.加入可实现由a点变到b点
【典例2】常温下,向CaC2O4悬浊液中通入HCl气体,平衡时,lg[c(Ca2+)]、分布系数δ(X)与pH的变化关系如图所示。已知,M代表H2C2O4、HC2O或、,Ksp(CaC2O4)=10-8.63。下列说法不正确的是
A.曲线Ⅱ代表lg[c(Ca2+)]随pH变化的情况
B.随pH的增大,c()先增大后减小
C.M点,c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+3c()
D.总反应CaC2O4+2H+Ca2++H2C2O4的平衡常数为103.09
【变式8-1】常温下,、和在水中达到沉淀溶解平衡时(M代表金属阳离子)与的关系如图所示。下列说法错误的是
A.图中的
B.的数量级为
C.浓度不同的和,可通过分步沉淀进行分离
D.向含、、的溶液中加入过量的溶液,能将、、沉淀完全
【变式8-2】常温下溶液中[、、]与的关系如图所示。现向浓度均为的NaCl、、的混合溶液中滴加溶液(已知)。下列叙述正确的是
A.的数量级为
B.常温下,饱和AgCl溶液中大于饱和溶液中
C.上述过程中最先生成
D.c点坐标为(-3.15,6.6)
【变式8-3】某温度下,两种难溶盐和的饱和溶液中溶解平衡曲线如图所示(不考虑水解)。横坐标中M代表或,物质的溶解度以物质的量浓度表示。下列说法正确的是
A.a点有沉淀生成,无沉淀生成
B.表示在纯水中溶解度的点在线段之间
C.若混合溶液中各离子浓度如c点所示,加入,则平衡时变小
D.若混合溶液中各离子起始浓度如d点所示,待平衡时
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第三节 沉淀溶解平衡
(题型突破·举一反三)
题型01 沉淀溶解平衡及影响因素
题型02 溶度积常数
题型03 溶度积常数的应用
题型04 有关溶度积常数的计算
题型05 沉淀的生成
题型06 沉淀的溶解
题型07 沉淀的转化
题型08 难溶盐的沉淀溶解平衡图像分析
▌题型01 沉淀溶解平衡及影响因素
1.25 ℃时,溶解性与溶解度的关系
大多数电解质的溶解度随温度升高而增大,但也有例外,如Ca(OH)2,温度越高,溶解度越小。
2.沉淀溶解平衡(以为例分析)
(1)沉淀溶解平衡建立
在溶液中存在下述两个过程:一方面,在水分子作用下,少量和脱离的表面进入水中,即溶解过程;另一方面,溶液中的和受表面阴、阳离子的吸引,回到的表面析出,即沉淀过程。在一定温度下,当沉淀和溶解的速率相等时,达到平衡状态,得到的饱和溶液。
(2)沉淀溶解平衡的概念
一定温度下,当沉淀和溶解的速率相等时,即建立了动态平衡,叫做沉淀溶解平衡。
(3)沉淀溶解平衡方程式
以沉淀溶解平衡为例:(s)。
特别提醒 ①要标明各微粒的状态;②要与电离方程式区分开,强电解质完全电离:===Ag++Cl-。
(4)沉淀完全的判断
化学上通常认为,当溶液中剩余离子的浓度小于时,已沉淀完全。
【典例1】(24-25高二上·吉林长春·阶段检测)下列有关BaSO4沉淀的溶解平衡说法正确的是
A.BaSO4沉淀生成和沉淀溶解达平衡后不再进行
B.BaSO4难溶于水,溶液中没有Ba2+和SO
C.升高温度,BaSO4沉淀的溶解度减小
D.向BaSO4沉淀溶解平衡体系中加入Na2SO4固体,溶液中Ba2+浓度减小
【答案】D
【详解】A.BaSO₄的沉淀溶解平衡为动态平衡,达平衡时沉淀生成和溶解的速率相等,仍在进行,并未停止,故A错误;
B.BaSO4难溶于水,但仍有极少量溶解并完全电离,因此溶液中存在少量和,故B错误;
C.大多数难溶电解质的溶解度随温度升高而增大,BaSO4升高温度其溶解度增大,故C错误;
D.向BaSO4沉淀溶解平衡体系中加入Na2SO4固体,浓度增大,使平衡逆向移动,因此溶液中浓度减小,故D正确;
选D。
【典例2】(23-24高二上·北京·阶段检测)室温下,时刻向两个盛有50mL蒸馏水的烧杯中分别加入①、②1g蔗糖,搅拌,最终分别得到悬浊液和澄清溶液,溶解过程中分散系的导电能力变化如图。下列分析不正确的是
A.该实验可证明蔗糖不是电解质
B.该实验不能证明碳酸钙是强电解质
C.时刻,①中再加入,导电能力增加
D.当①中导电能力不变时,达到平衡
【答案】C
【详解】A.由图可知,蔗糖溶液的导电性不变,且微弱导电是由水的电离引起的,说明蔗糖在水溶液中不能电离,则可证明蔗糖不是电解质,故A正确;
B.由图可知,随着CaCO3固体的溶解,溶液中阴阳离子的浓度不断增大,溶液的导电性不断增强,达到饱和溶液时导电性不变,说明CaCO3是电解质,但无法证明CaCO3是完全电离,即不能判断CaCO3是强电解质,故B正确;
C.t2时刻CaCO3溶解达到饱和状态,再加入1gCaCO3时,CaCO3不溶解,溶液中阴阳离子浓度不变,则溶液的导电能力不变,故C错误;
D.CaCO3是不溶性电解质,存在溶解平衡为,当①中导电能力不变时,溶液中阴阳离子浓度不变,即达到平衡状态,故D正确;
故选:C。
【变式1-1】下列有关离子反应的叙述不正确的是( )
A.溶液中有难溶于水的沉淀生成是离子反应的发生条件之一
B.离子反应发生的方向总是向着溶液中离子浓度降低的方向进行
C.离子反应生成的沉淀的溶解度为零
D.生成沉淀的离子反应之所以能发生,在于生成物的溶解度小
【答案】C
【详解】A. 溶液中有难溶于水的沉淀生成是离子反应的发生条件之一,故A正确;
B. 生成沉淀、气体、弱电解质是离子反应发生的条件,一定会使溶液中某些离子的浓度较低,则离子反应发生的方向总是向着溶液中离子浓度降低的方向进行,故B正确;
C. 离子反应生成的沉淀的溶解度极小,为微溶物或难溶物,但溶解度不等于零,故C错误;
D. 生成沉淀的离子反应之所以能发生,在于生成物的溶解度小能从溶液中析出,故D正确;
答案选C。
【点睛】绝对不溶的物质,即溶解度为零的物质是没有的,生成沉淀,只能说明该物质在该溶剂中的溶解度很小,易形成饱和溶液。
【变式1-2】在FeS悬浊液中,存在平衡。欲使FeS固体质量减少,浓度不变,可向悬浊液中加入的试剂是
A.溶液 B.盐酸 C.蒸馏水 D.
【答案】C
【详解】A.加入溶液时,与反应生成更难溶的CuS,使上述平衡正向移动,FeS固体质量减少,但浓度增大,A不符合题意;
B.加入盐酸时,与反应生成气体,使浓度减小,平衡正向移动,FeS固体质量减少,但浓度增大,B不符合题意;
C.加入蒸馏水稀释,平衡正向移动,FeS固体质量减少,只要有FeS固体剩余,溶液仍为FeS饱和溶液,温度不变时溶度积不变,故浓度不变,C符合题意;
D.加入时,浓度增大,平衡逆向移动,FeS固体质量增加,浓度减小,D不符合题意;
故选C。
【变式1-3】难溶于水,但在浓度较高的溶液中因形成配离子而溶解。常温下,将适量完全溶于浓溶液中,得到含的澄清溶液(溶液),关于该溶液的说法正确的是
A.加水稀释,浓度增大
B.向溶液中加入少量固体,浓度增大
C.向溶液中加入少量固体,平衡时浓度增大
D.溶液中存在:
【答案】B
【详解】A.加水稀释时溶液体积增大,即使平衡发生移动也无法抵消离子浓度降低的趋势,浓度减小,A错误;
B.加入少量KI固体,溶液中增大,平衡正向移动,浓度增大,B正确;
C.加入少量固体,溶液中增大,Ag+ 与I- 反应生成 AgI 沉淀,同时平衡逆向移动,消耗,平衡时浓度减小,C错误;
D.溶液中存在电荷守恒:,溶液即,故,D错误;
故选B。
▌题型02 溶度积常数
1.概念
难溶电解质的沉淀溶解平衡也存在平衡常数,称为溶度积常数,简称溶度积,符号为。
2.表达式
。
如: 。
3.影响因素
溶度积只与难溶电解质的性质和温度有关。
4.的意义
反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
【典例1】(24-25高二上·云南丽江·阶段检测)对饱和AgCl溶液(有AgCl固体存在)进行下列操作后,和均保持不变的是
A.加少量水稀释 B.加热 C.加入少量盐酸 D.加入少量
【答案】A
【详解】A.加少量水稀释时,温度不变,只与温度有关,因此不变;稀释后体系仍为AgCl饱和溶液,故也保持不变,A正确;
B.加热会促进AgCl的溶解,随温度升高而增大,同时也增大,B错误;
C.加入少量盐酸,溶液中增大,使AgCl的溶解平衡逆向移动,减小,温度不变仅不变,C错误;
D.加入少量,溶液中增大,温度不变仅不变,D错误;
故选A。
【典例2】(25-26高二上·广东·期末)实验室常用溶液和溶液来制备新制氢氧化铜。下列说法正确的是
A.的水溶液的为13
B.在水溶液中的电离方程式为
C.等体积的溶液和溶液具有相同的导电能力
D.的平衡常数表达式为
【答案】B
【详解】A.的是强碱,完全电离,, pOH = 1,常温下,pH = 13,但题中未指明温度,A错误;
B.是强电解质,在水中完全电离为和,电离方程式正确,B正确;
C.导电能力取决于离子浓度、电荷和迁移率,选项未指定溶液浓度,即使浓度相同,由于离子种类不同(如和vs和),导电能力也不同,C错误;
D.沉淀溶解平衡的平衡常数,固体的浓度为定值,不包含在表达式中,且表达式中应为的平方,D错误;
故答案选B。
【变式2-1】可用溶液除去水垢中的,反应的离子方程式为,该反应的平衡常数表达式为
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】平衡常数表达式中,固体物质和纯液体的浓度不写入,只包含溶液中的离子或分子的浓度,因此表达式为,A正确;
故答案选A。
【变式2-2】下列说法正确的是
A.往氢氧化镁饱和溶液中加少量固体,会使固体增加
B.,则的溶解度小于的溶解度
C.溶度积常数与温度有关,温度越高,溶度积越大
D.升高温度,某沉淀溶解平衡正向移动,说明它的溶解度是减小的,也变小
【答案】A
【详解】A.Mg(OH)2固体存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq),加少量MgSO4固体时,溶液中c(Mg2+)增大,平衡逆向移动,会使Mg(OH)2固体增加,故A正确;
B.Ag2CrO4和AgCl是两种物质类型不同的物质,不能根据Ksp大小判断其溶解度大小,故B错误;
C.溶度积常数Ksp与温度有关,温度越高,溶度积不一定越大,可能反而越小,如氢氧化钙固体,故C错误;
D.升高温度时某沉淀溶解平衡正向移动,说明它的溶解度是增大的,Ksp也增大,故D错误;
故选:A。
【变式2-3】已知、、、分别表示水的离子积常数、弱酸的电离常数、盐的水解平衡常数和溶度积常数,下列判断错误的是
A.它们都能反映出对应变化进行的程度
B.当某溶液中时,该溶液呈中性
C.一定温度下,在溶液中,
D.与物质本身的性质、温度、溶液中离子浓度有关
【答案】D
【详解】A.它们均属于平衡常数,所以它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度,故A项正确;
B.某温度时的混合溶液中,可知c(H+)=c(OH-),则溶液为中性,故B项正确;
C.一定温度下,在CH3COONa溶液中 , ,,则,故C项正确;
D.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与溶液中离子浓度无关,故D项错误;
故本题选D。
▌题型03 溶度积常数的应用
定量判断给定条件下有无沉淀生成
离子积():对于,任意时刻。
(1),溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。
(2),溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态。
(3),溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。
【典例1】(24-25高二上·云南丽江·阶段检测)已知部分钡盐的溶度积如下:,,,。某溶液中存在浓度均为0.001的、、、,若向该溶液中逐滴滴入溶液,首先发生的离子反应为
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】生成沉淀需要的;
生成沉淀需要的;
生成沉淀需要的;
生成沉淀需要的;
随着溶液的逐滴加入,逐渐增大,生成沉淀所需最小的沉淀反应最先进行,其中生成沉淀需要的最小,最先发生的离子反应为;
故选D。
【典例2】(25-26高二下·浙江温州·期末)已知 。不溶于硫酸、稀硝酸,但可溶于氨水、浓盐酸及碱金属的氯化物溶液。的溶度积为,下列有关说法不正确的是
A.过量在溶液中,
B.过量在水中所得饱和溶液中滴加溶液,有生成
C.过量在水中溶解的质量小于在相同体积氨水中溶解的质量
D.相同条件下的溶度积可能比更大
【答案】D
【详解】A.根据溶度积规则,1.0 mol/L NaCl溶液中主要来自NaCl,浓度近似为1.0 mol/L,代入得,A正确;
B.CuCl饱和溶液中,滴加后浓度商,有AgCl沉淀生成,B正确;
C.可与氨水形成稳定的铜氨配离子,使平衡正向移动,因此CuCl在氨水中溶解的质量更大,C正确;
D.半径大于,变形性更强,CuI的共价性比CuCl更强,溶解度更小,溶度积比CuCl更小,不可能更大,D错误;
故答案选D。
【变式3-1】AgI难溶于水,但在浓度较高的KI溶液中因形成配离子[AgI2]-而溶解。常温下,将适量AgI完全溶于浓KI溶液中,得到含[AgI2]-的澄清溶液(溶液pH≠7)。关于该溶液的说法正确的是
A.加水稀释,[AgI2]-浓度增大
B.向溶液中加入少量KI固体,[AgI2]-浓度增大
C.向溶液中加入少量AgNO3固体,平衡时I-浓度增大
D.溶液中存在:c(Ag+)+c(K+)=c(I-)+c([AgI2]-)
【答案】B
【详解】A.加水稀释时溶液体积增大,根据勒夏特列原理,平衡移动只能减弱浓度降低的趋势而不能抵消,因此浓度减小,A错误;
B.加入少量KI固体,溶液中增大,平衡正向移动,浓度增大,B正确;
C.加入少量固体,溶液中增大,与反应生成AgI沉淀,同时上述平衡逆向移动消耗,平衡时浓度减小,C错误;
D.溶液中存在电荷守恒:,溶液即,因此题干给出的等式不成立,D错误;
因此答案选B。
【变式3-2】已知:25℃时,,。常温下,下列说法不正确的是
A.0.1 mol/L氨水的pH约为11
B.0.1 mol/L氨水中
C.
D.固体加入到1 L 0.1 mol/L的溶液中充分混合(忽略溶液体积变化),固体能完全溶解
【答案】C
【详解】A.,,稀氨水中,,则,,,约为11,A正确;
B.氨水中的离子为、、,根据电荷守恒可得,B正确;
C.反应:的平衡常数,即,C错误;
D.假设0.01 mol完全溶解,此时,,,浓度商 ,反应正向进行,固体能完全溶解,D正确;
故选C。
【变式3-3】已知: ,下列有关说法正确的是
A.过量在水中溶解的质量小于在相同体积溶液中溶解的质量
B.过量在0.1mol/LNaCl溶液中
C.过量在水中所得的饱和溶液中滴加溶液,没有生成
D.在的盐酸中能完全溶解
【答案】A
【详解】A.在纯水中:溶解度。在溶液中:高浓度的氯离子促进络合反应正向进行。设在溶液中,溶解度为,氯离子浓度近似为,则:,,总溶解度。故在中溶解的质量更大,A正确;
B.在溶液中,氯离子浓度近似为0.1mol/L,根据,因此约为1.810-9mol/L,B错误;
C.AgCl 在纯水中的饱和溶液中,。滴加溶液使浓度增大,导致离子积,从而生成AgCl沉淀,C错误;
D.盐酸中氯离子浓度为。若假设完全溶解,则所有含银微粒的浓度之和。由A选项分析可知,,氯离子浓度近似为,则:,Q=,故有AgCl沉淀,不能完全溶解,D错误;
故选A。
▌题型04 有关溶度积常数的计算
1.计算难溶电解质溶液中离子浓度
(1)已知求溶液中的某种离子的浓度,如=a的饱和溶液中= 。
(2)已知、溶液中某离子的浓度,求溶液中的另一种离子的浓度,如某温度下的=a,在0.1的溶液中加入过量的固体,达到平衡后c(Ag+)=10a 。
2.计算反应的平衡常数,并判断沉淀转化的程度
依据沉淀的转化反应和,计算该反应的平衡常数,K值越大,转化反应越易进行,转化程度越大。如对于反应,()=c()·c(),()=c()·c(),而平衡常数K==。
3.计算金属阳离子开始沉淀和沉淀完全的pH
(1)常温下,的MSO4溶液,调节溶液pH,使刚好开始产生M(OH)2沉淀时pH的计算方法。
=c(M2+)·c2(OH-)=a·c2(OH-),则c(OH-)=,c(H+)==,pH=-lg c(H+)=-lg =14+lg。
(2)常温下,向MSO4溶液中加碱调节溶液pH,使M2+沉淀完全时溶液pH的计算方法(已知溶液中时可视为M2+沉淀完全)。
=c(M2+)·c2(OH-)=10-5·c2(OH-),则c(OH-)==×102,c(H+)===,pH=-lg c(H+)=-lg =16+lg 10Ksp。
4.判断沉淀的生成或沉淀是否完全
(1)把离子浓度数据代入离子积表达式得Q,若,则有沉淀生成。
(2)利用的数值计算某一离子浓度,若该离子浓度小于,则该离子沉淀完全。
5.沉淀先后的计算与判断
(1)若沉淀类型相同,则小的物质先沉淀。
(2)若沉淀类型不同,则需要根据计算出沉淀时所需离子浓度,所需离子浓度小的物质先沉淀。
【典例1】(24-25高二上·云南丽江·阶段检测)已知室温时,。下列关于和两悬浊液的说法错误的是
A.和两悬浊液中前者的较小
B.分别滴加稀硫酸.与的溶度积常数均增大
C.分别加入0.1的溶液,和均减小
D.和共存的饱和溶液中的值约为97.4
【答案】B
【详解】A.悬浊液中,对,,得;
对,,得;因此悬浊液中更小,A正确;
B.溶度积常数只与温度有关,滴加稀硫酸时体系温度不变,不变,B错误;
C.加入后,溶液中增大,温度不变不变,根据表达式,、,二者均减小,C正确;
D.共存饱和溶液中相同,,D正确;
故选B。
【典例2】(25-26高二下·江苏镇江·期末)工业废料的综合处理有利于减少污染并实现资源循环利用,工业废料中回收镉、锰的部分流程如下。
已知:①金属离子完全沉淀时,其离子浓度。
②常温下,,,
下列说法正确的是
A.氨水-溶液中:
B.的溶液中:
C.恰好完全沉淀时,上层清液中
D.“沉锰”时,反应的离子方程式为:
【答案】B
【分析】工业废料经预处理得到含有镉离子、锰离子的富集液,向富集液中加入硫化钠溶液进行沉镉操作,镉离子与硫离子结合生成 CdS 沉淀成为滤渣实现镉的分离除去;除去镉后的剩余溶液中加入氨水与碳酸氢铵混合体系进行沉锰,锰离子转化为碳酸锰析出,完成锰的回收。
【详解】A.氨水-溶液中额外加入了氨水,N元素总物质的量大于C元素总物质的量,因此,等式不成立,A错误;
B.根据的两步电离常数,,pH=10时,代入得,B正确;
C.完全沉淀时,,与选项数值不符,C错误;
D.“沉锰”时溶液中有氨水,呈碱性,反应不会生成,正确的离子方程式为,D错误;
故选B。
【变式4-1】室温下,已知 ;
下列说法正确的是
A.
B.含有足量固体的悬浊液中,加入少量的固体后,减小
C.固体能完全溶于的食盐水中
D.若溶液中加,有生成,则体系中:
【答案】C
【详解】A.反应可由和相加得到,故,与无关,A错误;
B.温度不变时,反应的平衡常数为定值,平衡常数只随温度改变,室温下加入NaCl,温度不变,不变,只要体系中存在足量AgCl固体,就不变,B错误;
C.0.01435g AgCl的物质的量为,对于反应,,1 L 6mol/L食盐水中最多可溶解,故AgCl能完全溶解,C正确;
D.只有当体系中AgCl和AgBr两种沉淀共存时,同时满足两个沉淀的溶解平衡,才有,若原溶液不饱和,加入NaBr后AgCl完全溶解,只有AgBr沉淀,该比例不成立,题目未说明AgCl有剩余,该关系不一定成立,D错误;
故选C。
【变式4-2】已知:,时,饱和碳酸的浓度为,的电离常数,;,,不考虑的水解,下列描述不正确的是
A.:饱和溶液饱和溶液
B.,
C.饱和溶液中
D.溶液中,,则
【答案】C
【详解】A.CaCO3的小于MgCO3,饱和溶液中CaCO3电离出的浓度更小,水解产生的浓度更低、pH更小,故CaCO3饱和溶液pH < MgCO3饱和溶液,A正确;
B.该反应平衡常数,B正确;
C.H2CO3饱和溶液中第一步电离为主,,是饱和溶液中的近似值,C错误;
D.对溶液有质子守恒式; 由得; 由得; 由得; 代入质子守恒式整理后,恰好得到题目给出的关系式: ,D正确;
故选C。
【变式4-3】室温下,通过下列实验探究的性质。已知,。
实验1:用计测量溶液的。
实验2:向溶液中加入少量溶液,测得溶液。
实验3:用酸性溶液滴定待测溶液的物质的量浓度。
实验4:向溶液中加入等体积的溶液。
下列说法正确的是
A.实验1所测溶液中存在
B.实验2所得溶液中:
C.实验3滴定终点时的溶液中:
D.实验4中出现白色沉淀,则
【答案】A
【详解】A.的,A正确;
B.实验2得到和的混合溶液,溶液,即,结合得,此时溶液中,即,根据电荷守恒知,,B错误;
C.实验3中被还原为,到达滴定终点时,溶液中大量存在的是,故溶液中,C错误;
D.向溶液中加入等体积的溶液,发生反应:,过量,反应后溶液中浓度为,电离产生的的浓度远小于,故,D错误;
故答案选A。
▌题型05 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
【典例1】(24-25高二上·云南丽江·阶段检测)温度为T时,,。此温度下要除去溶液中的少量,可以边搅拌边加入一种试剂,这种试剂是
A.溶液 B.NaOH溶液 C.氨水 D.CuO
【答案】D
【详解】A.加入溶液无法消耗水解产生的,不能调节pH使沉淀,还会引入新杂质,A错误;
B.加入溶液虽能升高pH使转化为沉淀,但用量难以控制,易使也生成沉淀,同时引入新杂质,B错误;
C.氨水会引入新杂质,过量氨水还会和生成可溶性络合物,C错误;
D.由于远小于,加入可与溶液中的反应升高pH,使优先转化为沉淀除去,过量可过滤去除,不会引入新杂质也不会沉淀,D正确;
故选D。
【典例2】(25-26高二下·山东烟台·期末)一种利用氟碳铈精矿(主要成分为,含杂质)制备的工艺如图。
已知:①氧化焙烧主要生成、NaF;②“酸浸”后的溶液中含。
下列说法错误的是
A.“氧化焙烧”时发生反应
B.氧化性:
C.“调pH”的主要目的是除去
D.“沉铈”过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
【答案】D
【分析】由题给流程可知,向氟碳铈精矿中加入碳酸钠、通入空气高温氧化焙烧,将CeFCO3转化为二氧化铈和氟化钠;向焙烧渣中加入水水浸,过滤得到含有氟化钠的滤液和滤渣;向滤渣中加入浓盐酸酸浸,将氧化铁、二氧化铈转化为氯化铁、三氯化铈,向反应后的溶液中加入氨水调节溶液pH,将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到含有氢氧化铁的滤渣和滤液;向滤液中加入氢氧化钠溶液、次氯酸钠溶液沉铈,将溶液中的三氯化铈转化为氢氧化铈沉淀,过滤得到氢氧化铈。
【详解】A. 由分析可知,向氟碳铈精矿中加入碳酸钠、通入空气高温氧化焙烧的目的是将CeFCO3转化为二氧化铈和氟化钠,反应的化学方程式为:,A正确;
B.由分析可知,加入浓盐酸酸浸时,二氧化铈发生的反应为:2CeO2+8HCl=2CeCl3+Cl2↑+4H2O,反应中铈元素的化合价降低被还原,二氧化铈是反应的氧化剂,氯元素化合价部分升高被氧化,氯气是氧化产物,由氧化还原反应规律可知,氧化剂二氧化铈的氧化性强于氧化产物氯气的氧化性,B正确;
C.由分析可知,加入氨水调节溶液pH的目的是将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀,C正确;
D.由分析可知,加入氢氧化钠溶液、次氯酸钠溶液沉铈的反应为:2Ce3++ClO-+6OH-+H2O=2Ce(OH)4↓+Cl-,反应中铈元素的化合价升高被氧化,Ce3+离子是反应的还原剂,氯元素的化合价降低被还原,次氯酸根离子是氧化剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2,D错误;
故选D。
【变式5-1】我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要工艺流程如图甲所示(部分物质已略去)。
下列有关该工艺流程的说法不正确的是
A.实验室采用图乙装置模拟“侯氏制碱法”,应当从a口通入氨气
B.步骤②产生的可循环使用,故无需补充
C.步骤①为过滤操作,步骤②为加热操作
D.步骤③加入NaCl固体,可促进逆向移动,有利于固体析出
【答案】B
【分析】联合制碱法(侯氏制碱法)流程为向饱和食盐水中先通入再通入,利用碳酸氢钠溶解度小,经步骤①过滤分离出固体;经步骤②加热分解生成纯碱,同时释放可循环通入饱和盐水;过滤后的溶液A中加入固体,增大浓度,促使结晶析出,过滤后得到溶液B循环使用;图乙装置用于向饱和食盐水中通氨气,球形干燥管起到防倒吸作用。
【详解】A.极易溶于水,直接插入液面会发生倒吸,a口连接球形缓冲结构,可防倒吸,因此氨气从a口通入,A正确;
B.步骤②分解产生的能够循环回到饱和食盐水步骤,但最终产物纯碱会带走碳元素,体系碳不断损耗,根据碳元素守恒,生产中仍需要持续补充,B错误;
C.步骤①分离固体与溶液,固液分离操作是过滤;步骤②是固体受热分解制备纯碱,属于加热操作,C正确;
D.存在溶解平衡,步骤③加入固体,溶液中浓度增大,平衡逆向移动,溶解量减少,有利于固体析出,D正确;
故选B。
【变式5-2】工厂酸性废水中含有重金属离子Cd2+,常用硫化物沉淀法进行处理。常温下,向含Cd2+的酸性溶液中缓慢加入Na2S固体,溶液中-lgc(Cd2+)随pS(pS=-lgc(S2-))的变化关系如图所示。
下列说法正确的是
A.常温下,(CdS)=10-27
B.向体系中加入少量NaOH固体,c(S2-)减小
C.相同条件下,若改用Na2CO3沉淀Cd2+,更有利于达标排放
D.废水处理时,适当升高温度,一定能使Cd2+浓度更低
【答案】A
【详解】A.CdS(s)⇌Cd2+(aq)+S2-(aq),(CdS)=c(Cd2+)·c(S2-),取点A:pS=10⇒c(S2-)=10-10mol/L,-lgc(Cd2+)=17⇒c(Cd2+)=10-17mol/L,(CdS)=10-10×10-17=10-27,A正确;
B.加入NaOH,OH-消耗H+,使H2S、HS-电离平衡正向移动,c(S2-)增大,B错误;
C.CdS的极小,沉淀极完全;碳酸盐溶度积远大于硫化物,用Na2CO3沉淀效果远差于硫化物,不利于重金属深度去除,C错误;
D.沉淀溶解一般为吸热过程,升温可能使增大,Cd2+浓度反而升高;且温度过高会加速H2S逸出,降低c(S2-),Cd2+浓度反而升高,D错误,
故选A。
【变式5-3】某磷废渣的主要成分为、和,一种对其进行分离的工艺流程如图。
下列说法错误的是
A.“焙烧”的目的是使、分解
B.“浸取”可能的反应为
C.“滤渣浮选”利用了和物理性质的差异
D.“滤液沉淀”可以利用流程中产生的和制备沉淀剂
【答案】A
【分析】磷废渣主要含、、,先在600℃下焙烧,该温度仅分解释放并生成,与不分解,焙烧产物加入溶液,75℃、pH=6.0条件下浸取,与反应生成并释放,过滤后得到含的滤液与含、的滤渣,滤渣添加油脂浮选剂,依靠两种固体表面润湿性物理性质差异浮选分离出,剩余,滤液可通入流程自产的与配成碳酸盐沉淀剂,使转化为沉淀完成镁的分离回收。
【详解】A.分解温度高于,焙烧时仅分解,未分解,且后续浮选得到,故“焙烧”目的不是使分解,A错误;
B.焙烧后分解生成,溶液呈酸性,加热条件下与反应生成、和,反应式符合反应规律,B正确;
C.浮选是利用和表面润湿性等物理性质的差异进行分离,C正确;
D.流程中焙烧产生、浸取产生,二者通入水中可生成碳酸盐作为沉淀剂,与滤液中反应生成,D正确;
故选A。
▌题型06 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()小于溶度积()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<。
(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,如用氨水溶解生成。
【典例1】(25-26高二下·广东汕头·阶段检测)牙齿表面有一层牙釉质在保护着,存在如下平衡:Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3(aq)+OH-(aq) Ksp=6.8×10-37,已知Ca5(PO4)3F(s)的Ksp=2.8×10-61,下列说法错误的是
A.口腔中残留大量的酸性物质会破坏牙釉质
B.牙膏中添加适量的磷酸盐,可以有效保护牙齿
C.若用碳酸氢钠稀溶液进行漱口,会使上述平衡发生移动,此时Ksp增大
D.使用含氟(NaF)牙膏,可实现Ca5(PO4)3OH(s)与Ca5(PO4)3F(s)的转化
【答案】C
【详解】A.口腔中残留的酸性物质会与平衡体系中的反应,使浓度降低,沉淀溶解平衡正向移动,牙釉质被溶解破坏,A正确;
B.牙膏中添加适量磷酸盐,会使体系中浓度升高,沉淀溶解平衡逆向移动,抑制牙釉质溶解,可有效保护牙齿,B正确;
C.只与温度有关,用碳酸氢钠稀溶液漱口时温度不变,不会增大,C错误;
D.的远小于,更难溶,加入含的牙膏时可发生沉淀转化反应,实现二者转化,D正确;
故选C。
【典例2】(24-25高二上·云南丽江·阶段检测)下列化学原理的应用,可以用沉淀溶解平衡原理来解释的是
①热的纯碱溶液除油污的能力比冷的纯碱溶液强
②误将钡盐[、]当作食盐食用后,常用0.5%的溶液解毒
③石灰岩溶洞(喀斯特地貌)的形成
④不能作“钡餐”,而可以
⑤泡沫灭火器灭火原理
⑥除去溶液中的杂质,可向溶液中加入CuO
⑦洗涤AgCl沉淀时,为减少洗涤造成的损失,可用盐酸代替水
A.②③④⑥⑦ B.①②③ C.③④⑤⑥ D.①②③④⑤⑦
【答案】A
【详解】①热纯碱除油污,升温促进水解,增大,加快与油污中的油脂反应,属于盐类水解平衡应用,与沉淀溶解平衡无关;
②钡盐解毒过程,引入使得沉淀溶解平衡逆向移动,降低游离浓度,符合题干要求;
③溶洞形成过程,沉淀溶解平衡正向移动(与、反应生成,逐渐溶解),符合题干要求;
④在胃酸中,中的与作用转变为和,降低了的浓度,使得沉淀溶解平衡正向移动,释放有毒,难溶于酸平衡几乎不移动,符合题干要求;
⑤泡沫灭火器中与能发生相互促进的水解反应,产生大量隔绝氧气来灭火,属于盐类双水解应用,与沉淀溶解平衡无关;
⑥除杂质过程中,加消耗使得pH升高,即浓度升高,使的离子积大于溶度积析出沉淀,利用氢氧化物沉淀溶解平衡,符合题干要求;
⑦洗涤时利用同离子效应,用盐酸洗涤,增大浓度使沉淀溶解平衡逆向移动,减少溶解损失,符合题干要求;
综上,②③④⑥⑦均可用沉淀溶解平衡原理解释,故选A。
【变式6-1】石灰乳中存在下列平衡:;加入下列溶液.可使固体明显减少的是
A.溶液 B.KCl溶液 C.NaOH溶液 D.溶液
【答案】B
【详解】A.加入溶液,碳酸根与钙离子反应生成碳酸钙沉淀,虽然平衡正向移动,但碳酸钙摩尔质量大于氢氧化钙,固体总质量不会明显减少,A错误;
B.加入KCl溶液,相当于加水稀释,离子浓度降低,平衡正向移动,氢氧化钙固体溶解,固体明显减少,B正确;
C.加入NaOH溶液,氢氧根离子浓度增大,平衡逆向移动,氢氧化钙固体增多,C错误;
D.加入溶液,钙离子浓度增大,平衡逆向移动,氢氧化钙固体增多,D错误;
故选B。
【变式6-2】在一定温度下,当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时:,要使Mg(OH)2固体减少而且增大,可采取的措施是
A.加MgSO4 B.加HCl溶液 C.加NaOH D.加水
【答案】B
【详解】A.加入固体MgSO4,增大了c(Mg2+),使溶解平衡逆向移动,悬浊液中Mg(OH)2固体的质量增加,故A错误;
B.加HCl溶液,消耗了氢氧根离子,使溶解平衡正向移动,悬浊液中Mg(OH)2固体的质量减少,c(Mg2+)增加,故B正确;
C.加入NaOH固体,增大了c(OH-),使溶解平衡逆向移动,悬浊液中Mg(OH)2固体的质量增加,c(Mg2+)减小,故C错误;
D.加入适量水,使溶解平衡正向移动,悬浊液中Mg(OH)2固体的质量减少,由于加水后仍是Mg(OH)2的饱和溶液,所以c(Mg2+)不变,故D错误;
故答案为B。
【变式6-3】当氢氧化钙固体在水中达到溶解平衡时,为使Ca(OH)2固体的量减少,可以加入少量的
A.NaOH固体 B.CaCl2固体 C.NH4NO3固体 D.Ca(OH)2固体
【答案】C
【详解】A.加入NaOH,OH-的浓度增大,溶解平衡向左移动,Ca (OH)2 固体的量增大,故A错误;
B.加入少量CaCl2固体,Ca2+的浓度增大,Ca (OH)2 固体的量增大,故B错误;
C.加入少量NH4NO3固体,铵根与OH-结合生成氨水,故氢氧根的浓度减小,故溶解平衡右移Ca(OH)2固体的量减少,故C正确;
D.加入少量Ca(OH)2固体,不能完全溶解,Ca(OH)2固体的量增大,故D错误;
故选:C。
▌题型07 沉淀的转化
(1)实验探究、、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
===
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 表达式相同时, 越小,沉淀的溶解度越小),则最先生成该沉淀。
(1)向含等浓度、、的混合液中加入溶液,最先生成的沉淀是。
(2)向含等浓度、、的混合液中加入溶液,最先生成的沉淀是。
(3)向溶液中加入适量溶液,生成的沉淀是而不是,原因是的溶解度比的小。
5.沉淀转化的应用
①锅炉除水垢(含有):(s)(s)()。
②矿物的转化:各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤变成溶液,向深部渗透,遇到深层闪锌矿()和方铅矿(),便慢慢地转变为铜蓝()。
【典例1】(24-25高二上·云南丽江·阶段检测)三种难溶金属硫化物的溶度积常数(25℃)如下表:
化学式
FeS
CuS
MnS
溶度积/
下列有关说法中正确的是
A.25℃时,FeS的溶解度大于MnS的溶解度
B.25℃时,饱和CuS溶液中的浓度为
C.因为是强酸,所以反应不能发生
D.除去某溶液中的,可以选用FeS作沉淀剂
【答案】D
【详解】A.对于组成类型相同的难溶电解质,越大溶解度越大,FeS的小于MnS的,故FeS溶解度小于MnS,A错误;
B.CuS的溶解平衡为,饱和溶液中,故,B错误;
C.CuS是既难溶于水也难溶于强酸的沉淀,反应可以发生,C错误;
D.FeS的大于CuS的,加入FeS可以转化为更难溶的CuS沉淀,且FeS为难溶物,不会引入新杂质,故可选用FeS作沉淀剂除去,D正确;
故选D。
【典例2】(25-26高二下·浙江湖州·期末)足量CaSO4在水中存在平衡:、,25℃时,溶解度为,、,。下列描述不正确的是
A.
B.饱和溶液中加入少量固体,减小
C.饱和溶液中加入等体积饱和溶液,出现白色沉淀
D.悬浊液中加少量,有生成,则:
【答案】C
【详解】A.溶解分为固体转化为溶解态、解离为离子两步,溶解度是总溶解浓度,但并非所有溶解的都完全解离,因此,A正确;
B.加入少量固体,浓度增大,使平衡逆向移动,减小,B正确;
C.两溶液等体积混合后浓度减半,;为弱酸,由二级电离常数,结合一级电离特点,可得;,不会生成白色沉淀,C错误;
D.悬浊液中存在固体,体系中同时满足两个沉淀溶解平衡,将两溶度积表达式相除消去,可得,D正确;
故答案选C。
【变式7-1】分别进行下列操作,由现象得出的结论正确的是
选项
操作
现象
结论
A
将稀硫酸和Na2S反应生成的气体通入AgNO3与AgCl组成的悬浊液中
出现黑色沉淀
Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)
B
向盛有2 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液的试管中滴加1 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液,再向其中滴加4~5滴0.1 mol·L-1 KI溶液
先有白色沉淀生成,后又产生黄色沉淀
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
C
向AgI悬浊液中滴入Na2S溶液
固体变黑
Ksp(Ag2S)<Ksp(AgI)
D
将H2S气体通入浓度均为0.01 mol·L-1的ZnSO4和CuSO4溶液中
先出现CuS黑色沉淀
Ksp(CuS)>Ksp(ZnS)
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.生成的硫化氢与硝酸银溶液反应生成硫化银沉淀,没有沉淀的转化,无法判断与的大小,A错误;
B.溶液过量,直接与反应,无法判断与的大小关系,B错误;
C.悬浊液中存在溶解平衡,电离出微量的,加入溶液后固体变黑,说明生成了更难溶的,发生了沉淀的转化,可证明,C正确;
D.相同浓度的和溶液中,通入时先析出沉淀,说明更难溶,,D错误;
故选C。
【变式7-2】化工生产中常用MnS作沉淀剂除去工业废水中的:,下列说法错误的是
A.MnS的比CuS的大
B.该反应达到平衡时
C.往平衡体系中加入少量固体后,变大
D.该反应的平衡常数
【答案】B
【详解】A.根据沉淀转化关系可知MnS的溶解度大于CuS,且二者为同种类型沉淀,溶解度大的溶度积也大,A正确;
B.平衡时两种离子的浓度不再改变,但不一定相等,与该反应的平衡常数有关,B错误;
C.往平衡体系中加入少量固体后,可以电离出,使平衡正向移动,锰离子的浓度变大,C正确;
D.MnS和CuS均为固体,所以该反应的平衡常数,分子分母同乘可得,D正确;
故选B。
【变式7-3】小组同学设计如下实验探究AgNO3溶液与S的反应。
资料i.溶液中Ag+与S反应可能得到Ag2S、Ag2SO3或Ag2SO4。
资料ii.Ag2S不与6mol/L盐酸反应,Ag2SO3和Ag2SO4在6mol/L盐酸中均发生沉淀的转化。
根据实验推测,下列说法不正确的是
A.无色溶液a中不含或H2SO3
B.固体b和c均为Ag2S
C.若增大AgNO3溶液浓度和硫粉的用量,固体b中可能混有Ag2SO4
D.银元素的价态不变,推测Ag+对S的氧化还原反应无影响
【答案】D
【分析】反应体系溶液和硫粉水浴加热,充分反应后无气体产生。过滤分离:得到无色溶液a()和固体b。溶液a的检验:加入少量溶液,溶液仍为紫红色。这说明溶液 a 中不含还原性离子。固体b的检验:加入足量 盐酸,过滤得到固体c和无色溶液d。根据资料ii:不与盐酸反应;和在盐酸中发生沉淀转化。无色溶液d中加入足量溶液和溶液,无明显变化。这说明溶液d中不含 。既然无沉淀,说明固体b中不含和。因此,固体b只能是,固体c也是不溶于盐酸的。据此回答;
【详解】A.由上述分析可知,溶液a能使保持紫红色,说明没有还原性的含硫微粒,A正确;
B.固体b加盐酸后仍有不溶物c,且滤液d中无硫酸根/亚硫酸根转化来的离子,证明b 中只有,所以b和c均为,B正确;
C.增大浓度后,体系中在酸性条件下氧化性增强,可能将部分S氧化为,进而与结合生成。此时固体b中就会混有,C正确;
D.反应中结合S反应生成的形成极难溶的,这会促使S发生歧化或还原反应。通过沉淀极大地影响了反应平衡,促进了S的还原,D错误;
故选D。
▌题型08 难溶盐的沉淀溶解平衡图像分析
1.沉淀溶解平衡曲线
(1)典型示例
(2)点的变化
①a→c:曲线上变化,增大;
②b→c:加入溶液(加水不行);
③d→c:加入固体(忽略溶液的体积变化);
④c→a:曲线上变化,增大;
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.图像
和的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的大小以及离子分离方法的选择。
3.pH(或)—图
横坐标:将溶液中取负对数,即,反映到图像中是越大,则pH越小,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,反映到图像中是越大,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、、、全沉淀时的pH。
4.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:,
①横坐标数值越大,越小;②纵坐标数值越大,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。
【典例1】(24-25高二上·云南丽江·阶段检测)某温度下,难溶物FeR的水溶液中存在平衡,其沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.该温度下, B.c点可能有沉淀生成
C.b点对应的大于a点对应的 D.加入可实现由a点变到b点
【答案】C
【详解】A.取a点数据计算,,A正确;
B.c点时,因此有沉淀生成,B正确;
C.只与温度有关,该温度下a、b两点的相等,C错误;
D.加入,增大,沉淀溶解平衡逆向移动,减小,可实现由a点变到b点,D正确;
故选C。
【典例2】常温下,向CaC2O4悬浊液中通入HCl气体,平衡时,lg[c(Ca2+)]、分布系数δ(X)与pH的变化关系如图所示。已知,M代表H2C2O4、HC2O或、,Ksp(CaC2O4)=10-8.63。下列说法不正确的是
A.曲线Ⅱ代表lg[c(Ca2+)]随pH变化的情况
B.随pH的增大,c()先增大后减小
C.M点,c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+3c()
D.总反应CaC2O4+2H+Ca2++H2C2O4的平衡常数为103.09
【答案】D
【分析】 草酸()是二元弱酸,越小(酸性越强),越大,随增大逐渐减小,对应曲线Ⅰ;先增大后减小,对应曲线Ⅲ;随增大逐渐增大,对应曲线Ⅳ;对于,,增大,增大,因此减小,减小,对应下降的曲线Ⅱ。
【详解】A.曲线Ⅱ随增大减小,符合上述分析,A正确;
B.随增大,逐步电离生成,先增大;继续增大,进一步电离为,后减小,B正确;
C.M点,由电荷守恒和物料守恒,结合M点的特点,联立可得,C正确;
D.pH=1.27时,溶液中c(H2C2O4)=c(),则Ka1==10-1.27,pH=4.27时,溶液中c()=c(),则Ka2==10-1.27,总反应,平衡常数: ,D错误;
故选D。
【变式8-1】常温下,、和在水中达到沉淀溶解平衡时(M代表金属阳离子)与的关系如图所示。下列说法错误的是
A.图中的
B.的数量级为
C.浓度不同的和,可通过分步沉淀进行分离
D.向含、、的溶液中加入过量的溶液,能将、、沉淀完全
【答案】D
【分析】对于难溶氢氧化物,溶度积满足,结合,据此分析;
【详解】A.由图可知,当时,pH=9.1,则,当时,,,此时溶液的,即,A正确;
B.时,,的数量级为,B正确;
C.当时,,此时,在溶液中最大值,不会沉淀,可通过分步沉淀进行分离,C正确;
D.是两性氢氧化物,过量的能溶解,无法将三种离子都沉淀完全,D错误;
故选D。
【变式8-2】常温下溶液中[、、]与的关系如图所示。现向浓度均为的NaCl、、的混合溶液中滴加溶液(已知)。下列叙述正确的是
A.的数量级为
B.常温下,饱和AgCl溶液中大于饱和溶液中
C.上述过程中最先生成
D.c点坐标为(-3.15,6.6)
【答案】D
【分析】首先根据溶度积表达式推导图像中直线的规律: 对通式,溶度积,两边变形得:,即,斜率为的个数,因此:斜率最大(),对应;斜率为(),对应;斜率为(),对应。再根据给定点计算各物质的:(,:,得;(,:,得;(,是和交点):,得。
【详解】A.,数量级为,A错误;
B.计算饱和溶液中: 饱和:; 饱和:, 饱和中)更小,B错误;
C.原溶液中各阴离子浓度均为,计算开始沉淀所需: :; :; :; 所需最小,最先生成沉淀,C错误;
D.c点是和交点,联立直线方程: :,:, 解得,,即坐标为,D正确;
故选D。
【变式8-3】某温度下,两种难溶盐和的饱和溶液中溶解平衡曲线如图所示(不考虑水解)。横坐标中M代表或,物质的溶解度以物质的量浓度表示。下列说法正确的是
A.a点有沉淀生成,无沉淀生成
B.表示在纯水中溶解度的点在线段之间
C.若混合溶液中各离子浓度如c点所示,加入,则平衡时变小
D.若混合溶液中各离子起始浓度如d点所示,待平衡时
【答案】D
【分析】由、可得,根据斜率可确定直线bc对应,直线cd对应,据此作答。
【详解】A. a点在对应直线上方,在对应直线下方,该点处即,同理可得,故a点无沉淀生成,有沉淀生成,A错误;
B.在纯水中溶解度为,该点处有即,故可作直线交对应直线于一点,该点即可表示在纯水中溶解度,由图可知该点在b点下方,故表示在纯水中溶解度的点在b点下方(bc段下方),B错误;
C.加入不会改变和的,但可使溶液中故增大,故变大,C错误;
D.d点处,,故溶液中有沉淀生成,无沉淀生成,假设三种离子初始物质的量均为,平衡时有x mol 转化为沉淀,则平衡时,,,,故,D正确;
故答案为:D.
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