专题3 第4单元 第2课时 沉淀溶解平衡原理的应用（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二化学选择性必修1 化学反应原理学习笔记（苏教版 江苏专版）

本讲义聚焦沉淀溶解平衡原理的应用这一核心知识点，通过AgCl、AgI、Ag₂S的转化实验探究沉淀转化过程，结合溶解度与Ksp分析其实质为溶解平衡移动及条件，进而延伸到锅炉除垢、重晶石转化等实际应用，构建从原理到应用的学习支架。 资料以实验探究为基础，通过沉淀颜色变化实验培养科学探究与实践能力，结合Ksp定量计算Fe³⁺沉淀完全的pH提升科学思维，工业废水处理等实例增强科学态度与责任。课中辅助教师演示讲解，课后练习题帮助学生巩固知识，查漏补缺。

第2课时　沉淀溶解平衡原理的应用 [核心素养发展目标]　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。 一、沉淀转化原理 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 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 (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Ag+和I-结合生成了更难溶解的AgI，溶液中Ag+浓度减小，促使AgCl的沉淀溶解平衡向其溶解的方向移动，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 ④沉淀转化的离子方程式： AgCl(s)+I-AgI(s)+Cl-； 2AgI(s)+S2-Ag2S(s)+2I-。 2.沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动。 3.沉淀转化的条件：溶液中的离子浓度幂之积大于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)在特殊情况下，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。 (1)向AgCl沉淀中加入KI溶液，沉淀颜色转变成黄色沉淀，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(　　) (5)在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√ 1.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白色沉淀是难溶的AgCl B.若按②①顺序实验，能看到白色沉淀 C.若按①③顺序实验，能看到黑色沉淀 D.由实验②说明AgI比AgCl更难溶 答案　B 2.(2024·南京月考)化工生产中常用MnS作沉淀剂除去工业废水中的Cu2+：Cu2++MnS(s)CuS(s)+Mn2+，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。 二、沉淀转化的应用 1.锅炉除垢 水垢中的CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2+(aq) (1)沉淀转化 由于CaCO3的溶解能力小于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CaSO4(s)+CCaCO3(s)+S。 (2)沉淀溶解 H+与碳酸钙电离的C结合生成CO2脱离固体，使碳酸钙溶解，离子方程式为CaCO3(s)+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。 2.重晶石转化为可溶性钡盐 重晶石BaSO4(s)BaCO3(s)Ba2+(aq) (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Ba2+仍有部分能与C结合形成BaCO3沉淀。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BaSO4(s)+CBaCO3(s)+S。 (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小得多，调节溶液的pH至3~4时，Cu2+留在溶液中， Fe3+水解生成Fe(OH)3而析出，达到除去Fe3+的目的。 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： ZnS(s)+CuSO4CuS(s)+ZnSO4， PbS(s)+CuSO4CuS(s)+PbSO4。 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F]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　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F]，覆盖在牙齿表面，抵抗H+的侵袭；(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：Ksp[Fe(OH)3]≈1×10-39，溶液中c(Fe3+)=10-5 mol·L-1时可认为Fe3+沉淀完全} 答案　Ksp[Fe(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：Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17，Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17} 答案　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。 课时对点练 [分值：100分] [1~3题，每小题6分；4~9题，每小题7分] 题组一　沉淀的转化 1.三种难溶金属硫化物的溶度积常数(25 ℃)： 化学式 FeS CuS MnS 溶度积 1.6×10-19 1.3×10-36 4.7×10-14 下列有关说法正确的是(　　) A.25 ℃时，CuS的溶解度大于MnS的溶解度 B.25 ℃时，饱和CuS溶液中，Cu2+的浓度为1.3×10-36 mol·L-1 C.因为H2SO4是强酸，所以反应CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4不能发生 D.除去某溶液中的Cu2+，可以选用FeS作为沉淀剂 答案　D 解析　CuS的Ksp远小于MnS的Ksp，CuS的溶解度小于MnS的溶解度，A错误；CuS的Ksp=c(Cu2+)·c(S2-)，则c(Cu2+)=×10-18 mol·L-1，B错误；CuS是难溶于水又难溶于强酸的固体，所以题述反应可以发生，C错误；CuS的Ksp较FeS更小，所以FeS可以转化为更难溶的CuS沉淀，D正确。 2.往锅炉中注入Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去，下列叙述正确的是(　　) A.温度升高，Na2CO3溶液的Kw和c(H+)均会增大 B.CaSO4能转化为CaCO3，说明Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4) C.CaCO3溶解于盐酸而CaSO4不溶，是因为硫酸酸性强于盐酸 D.沉淀转化的离子方程式为C+CaSO4(s)CaCO3(s)+S 答案　D 解析　温度升高，水的电离平衡正向移动，Kw增大；温度升高，Na2CO3的水解平衡正向移动，c(OH-)增大，c(H+)减小，A项错误；一般来说，溶解度小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀，故Ksp(CaCO3)<Ksp(CaSO4)，B项错误；CaCO3与盐酸反应生成可溶性的氯化钙、水和二氧化碳，CaSO4与盐酸不满足复分解反应发生的条件，与酸性强弱无关，C项错误。 3.(2024·常州月考)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。 题组二　沉淀的生成与溶解 4.已知一些难溶物的溶度积常数如下表： 物质 FeS CuS PbS HgS Ksp 1.6×10-19 1.3×10-36 9.0×10-29 6.4×10-53 物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Pb(OH)2 Hg(OH)2 Ksp 4.9×10-17 2.2×10-20 1×10-16 3.6×10-26 某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+，要除去这些重金属离子，最适宜向工业废水中加入过量的(　　) A.NaOH B.FeS C.Na2S D.KOH 答案　B 解析　由Ksp数据可以看出，同一金属元素的硫化物比其氢氧化物更难溶，FeS本身难溶于水，Na2S可溶于水，若选用Na2S会引入杂质Na+，故选用FeS作为沉淀剂，B项正确。 5.(2024·南京高二调研)Cu(OH)2在水中存在着如下沉淀溶解平衡：Cu(OH)2(s)Cu2++2OH-，在常温下，Ksp=2×10-20。某CuSO4溶液中，c(Cu2+)=0.02 mol·L-1，在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀，需要向CuSO4溶液加入碱溶液来调整pH，使溶液的pH大于(　　) A.2 B.3 C.4 D.5 答案　D 解析　Cu(OH)2(s)Cu2++2OH-，其中Ksp=c(Cu2+)·c2(OH-)，如果要生成Cu(OH)2沉淀，故c(OH-) >= mol·L-1=1×10-9 mol·L-1，则c(H+)<1×10-5 mol·L-1，因此溶液的pH应大于5。 6.为研究沉淀的生成及转化，同学们进行如图所示实验。 下列关于该实验的分析不正确的是(　　) A.上述实验不能证明AgSCN向AgI沉淀转化反应的发生 B.①中产生白色沉淀的原因是c(Ag+)·c(SCN-)>Ksp(AgSCN) C.①中存在平衡：AgSCN(s)Ag++SCN- D.②中无明显变化是因为溶液中的c(SCN-)过低 答案　A 解析　AgNO3溶液中加入KSCN溶液，硝酸银过量，生成白色AgSCN沉淀，滴加硝酸铁溶液，试管②不变红，说明溶液中SCN-的浓度很小，加入KI溶液，由于AgNO3过量，会产生黄色沉淀AgI，但试管③中溶液变红，说明发生反应：AgSCN(s)+I-SCN-+AgI(s)，试管②不变红，试管③变红，说明溶液中SCN-浓度增大，则AgSCN转化成了AgI，A项错误；难溶固体存在沉淀溶解平衡，①中有AgSCN固体，存在平衡：AgSCN(s)Ag++SCN-，C项正确；Fe3+可与SCN-反应使溶液变红，②中无明显变化是因为溶液中SCN-的浓度过低，D项正确。 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。 题组三　沉淀溶解平衡的综合应用 8.(2024·南京质检)已知：常温下，Ksp(FeS)=6×10-18，Ksp(CuS)=1×10-36。向CuSO4溶液中加入FeS粉末，一段时间后过滤，向滤渣中加入足量稀H2SO4，固体部分溶解。下列说法正确的是(　　) A.常温下，CuS的溶解度大于FeS B.反应FeS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Fe2+(aq)正向进行，需满足<6×1018 C.生成CuS后的溶液中一定存在：c(S2-)=，且c(S2-)> D.滤渣中加入稀H2SO4发生反应的离子方程式为CuS+2H+===Cu2++H2S↑ 答案　B 解析　FeS和CuS的类型相同，常温下，Ksp(FeS)=6×10-18≫Ksp(CuS)=1×10-36，则CuS的溶解度小于FeS，A错误；FeS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Fe2+(aq)　K===6×1018，若使反应正向进行，需满足Qc=<6×1018，B正确；CuS不溶于稀H2SO4，D错误。 9.室温下，向5 mL 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中滴加1 mL 0.1 mol·L-1BaCl2溶液，有白色沉淀生成，过滤，向滤渣中加入1 mL Na2SO4溶液，浸泡一段时间后过滤，向滤渣中加入足量的1 mol·L-1盐酸，无明显现象。已知：Ksp(BaCO3)=5×10-9，Ksp(BaSO4)=1×10-10。下列说法正确的是(　　) A.0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中存在：2c(Na+)=c(C)+c(HC)+c(H2CO3) B.第二次过滤后所得滤渣中加盐酸发生反应的离子方程式为BaCO3+H+===HC+Ba2+ C.Na2SO4溶液的浓度至少为0.1 mol·L-1(浸泡后溶液仍为1 mL) D.Na2SO4溶液浸泡后的溶液中一定存在c(C)≤50c(S) 答案　D 解析　Na2CO3溶液中存在元素守恒：c(Na+)=2[c(C)+c(HC)+c(H2CO3)]，A错误；Na2CO3和BaCl2反应生成的白色沉淀为BaCO3，加入Na2SO4溶液，发生沉淀转化，过滤得到BaSO4沉淀，向滤渣中加入足量的盐酸，无明显现象，说明第二次过滤后所得滤渣中不存在BaCO3，B错误；根据B项分析，可知BaCO3完全转化为BaSO4，n(BaCO3)=0.1 mol·L-1×1×10-3L=10-4 mol，则消耗n(Na2SO4)=10-4 mol，同时生成n(C)=10-4 mol，浸泡后溶液中c(C)==0.1 mol·L-1，c(Ba2+)== mol·L-1=5×10-8 mol·L-1，c(S)≥= mol·L-1=2×10-3 mol·L-1，故所加Na2SO4溶液的浓度至少为+2×10-3 mol·L-1=0.102 mol·L-1，C错误，加入硫酸钠溶液，发生沉淀转化：BaCO3(s)+S(aq)===BaSO4(s)+C(aq)，==50，要保证BaCO3沉淀完全转化，则c(C)≤50c(S)，D正确。 [10~11题，每小题7分] 10.已知下表数据： 物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3 Ksp(25 ℃) 4.9×10-17 2.2×10-20 2.8×10-39 沉淀完全时的pH范围 ≥9.6 ≥6.4 ≥3 对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的下列说法，正确的是(　　) A.向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到的是蓝色沉淀 B.该溶液中c(S)∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]>5∶4 C.向该溶液中加入适量氯水，调节pH为4~5后过滤，可获得纯净的CuSO4溶液 D.向该溶液中加入适量氨水，调节pH为9.6后过滤，将所得沉淀在空气中灼烧，可得等物质的量的CuO、FeO、Fe2O3三种固体的混合物 答案　B 解析　根据题表中Ksp及三种物质完全沉淀时的pH范围可知，向混合液中逐滴加入氢氧化钠溶液，铁离子优先反应生成氢氧化铁沉淀，所以最先看到的是红褐色沉淀，A错误；Cu2+、Fe2+、Fe3+在溶液中都会发生水解，则溶液中c(S)∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]>5∶4，B正确；加入适量氯水，Fe2+被氧化成Fe3+，Cl2被还原成Cl-，所以过滤后得到的溶液中不可能只含CuSO4一种溶质，C错误；由题表中数据可知，调节pH为9.6后过滤，沉淀中含有Cu(OH)2、Fe(OH)2和Fe(OH)3，将沉淀在空气中灼烧，最终得到的是CuO和Fe2O3两种固体的混合物，D错误。 11.(2025·无锡高二期末)氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)是重要的化工原料，可用作反应的催化剂、消毒剂等。由孔雀石[主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量FeCO3、SiO2]制备氯化铜晶体的方案如下： 下列有关说法不正确的是(　　) A.酸溶时适当升高温度并不断搅拌，有利于提高铜的浸取率 B.滤渣Ⅰ为SiO2 C.常温下，已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，欲使调pH后溶液中c(Fe3+)≤4.0×10-5 mol·L-1，必须控制溶液pH≥3 D.在坩埚中加热CuCl2·xH2O晶体可得到纯净的无水CuCl2 答案　D 解析　孔雀石加入稀酸进行酸浸，根据孔雀石的成分可知产生的气体为CO2，过滤得到的滤渣Ⅰ为难溶物SiO2，滤液中含有Cu2+、Fe2+等，通入氯气将Fe2+氧化为Fe3+，为了不引入新的杂质，加入Cu(OH)2调节pH过滤得到Fe(OH)3沉淀，结晶得到CuCl2·xH2O。酸溶时适当升高温度并不断搅拌，可以加快反应速率，并使反应充分进行，有利于提高铜的浸取率，A正确；当c(Fe3+)=4.0×10-5 mol·L-1时，溶液中c(OH-)= mol·L-1=10-11 mol·L-1，则此时溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1，所以需要控制溶液pH≥3，C正确；加热CuCl2·xH2O晶体时会促进Cu2+的水解，HCl易挥发，会有Cu(OH)2生成，Cu(OH)2受热分解生成CuO，所以最终得到的固体为CuO，D错误。 12.(14分)(2024·淮安月考)废弃电池随意丢弃会对土壤或水产生污染，电池中含有的重金属离子对植物生长有毒害作用，摄入人体还会伤害人的脑细胞、神经、肝、肾、骨骼等。某同学查阅一些难溶物常温下的溶度积常数如表： 物质 FeS CuS(黑色) MnS(红色) PbS HgS ZnS Ksp 6.3×10-18 1.3×10-35 2.5×10-13 3.4×10-28 6.4×10-33 1.6×10-24 物质 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn(OH)2 Pb(OH)2 Zn(OH)2 Ksp 2.6×10-39 3.2×10-34 4.5×10-13 1.0×10-16 1.2×10-17 (1)该同学在含有相同浓度Mn2+和Cu2+的溶液中滴加Na2S的稀溶液，观察到先出现的沉淀颜色是　　　　，该实验说明在相同条件下Ksp越小，物质的溶解度　　　　(填“越大”或“越小”)。  (2)已知室温下铁离子开始沉淀的pH为1.0，则此溶液中Fe3+的物质的量浓度为　　　　，若溶液中含有与Fe3+等浓度的Al3+，调节pH使Fe3+沉淀完全时，其中　　　　(填“含有”或“不含有”)Al(OH)3沉淀。  (3)某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+杂质，利用沉淀转化原理最适宜加入过量的　　　　(填字母)。  A.FeS B.Fe2O3 C.Na2S D.ZnO 写出加入该试剂除去Pb2+时发生反应的离子方程式：　　　　。  (4)由FeCl3·6H2O晶体得到纯的无水FeCl3，需要进行的操作是　　　　　　　。  答案　(1)黑色　越小　(2)2.6 mol·L-1　含有　(3)A　FeS(s)+Pb2+Fe2++PbS(s)　(4)在HCl气流中加热 解析　(1)同类型沉淀，Ksp越小，溶解度越小，越先析出沉淀，根据表中数据，由于Ksp(MnS)>Ksp(CuS)，所以CuS更难溶，在含有相同浓度的Mn2+和Cu2+的溶液中滴加Na2S的稀溶液，优先析出黑色CuS沉淀。 (2)室温下铁离子开始沉淀的pH为1.0，则溶液中c(OH-)=10-13 mol·L-1，此溶液中Fe3+的物质的量浓度为c(Fe3+)== mol·L-1=2.6 mol·L-1；调节pH使Fe3+沉淀完全时，认为溶液中c(Fe3+)≤10-5 mol·L-1，此时溶液中c3(OH-)≥= mol3·L-3=2.6×10-34 mol3·L-3，此时c(Al3+)·c3(OH-)≥ 2.6×2.6×10-34=6.76×10-34>Ksp[Al(OH)3]，所以含有Al(OH)3沉淀。 (3)加入试剂应足量，为避免引入新的杂质，且要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使它们转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时可避免引入新的杂质；FeS除去Pb2+时发生反应的离子方程式为FeS(s)+Pb2+Fe2++PbS(s)。 (4)在空气中直接加热FeCl3·6H2O晶体得不到纯的无水FeCl3，原因是在空气中直接加热FeCl3·6H2O晶体会发生水解生成氢氧化铁和HCl，为了抑制其水解应该在干燥的HCl气流中加热脱水。 13.(12分)某科研课题小组研究利用含H+、Na+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、S的工业废电解质溶液，制备高纯的ZnO、MnO2、Fe2O3，设计出如下实验流程： 回答下列问题： (1)加入双氧水的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)第一次调pH使Fe3+完全沉淀，写出反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)第二次调pH前，科研小组成员分析此时的溶液，常温下得到相关数据如下表(表中金属离子沉淀完全时，其浓度为1×10-5 mol·L-1)。 离子 种类 浓度/ (mol·L-1) 氢氧化物 的Ksp 开始沉淀 时的pH 沉淀完全 时的pH Zn2+ 0.12 1.2×10-17 6.0 8.1 Mn2+ 0.10 4.0×10-14 7.8 9.8 为防止Mn2+也同时沉淀造成产品不纯，最终选择将溶液的pH控制为7，则此时溶液中Zn2+的沉淀率为　　　　　　　　　　　　，利用滤渣Ⅱ制备高纯的ZnO时，必然含有极其微量的　　　　　(以物质的化学式表示)。  (4)已知常温下，Ksp(MnS)=3.0×10-14、Ksp(ZnS)=1.5×10-24。在除锌时发生沉淀转化的反应为MnS(s)+Zn2+ZnS(s)+Mn2+，其平衡常数K=　　　　　　　　　　　　。  (5)沉锰反应在酸性条件下完成，写出该反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)将Fe2+氧化为Fe3+　(2)Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓　(3)99%　Fe2O3　(4)2×1010　(5)Mn2++S2+2H2O===MnO2↓+2S+4H+ 解析　(3)pH控制为7时，c(H+)=10-7 mol·L-1，c(OH-)=10-7 mol·L-1，c(Zn2+)==1.2×10-3 mol·L-1，×100%=1%，则Zn2+的沉淀率为1-1%=99%。第一次调pH使Fe3+完全沉淀时，过滤后滤液中有极其少量的Fe3+存在，所以利用滤渣Ⅱ制备高纯的ZnO时，必然含有极其微量的Fe2O3。(4)在除锌时发生沉淀的转化：MnS(s)+Zn2+ZnS(s)+Mn2+，其平衡常数K=====2×1010。(5)沉锰反应在酸性条件下完成，由生成物为MnO2可知Mn化合价升高，则O化合价下降，根据得失电子守恒配平反应的离子方程式为Mn2++S2+2H2O===MnO2↓+2S+4H+。 学科网（北京）股份有限公司 $