第四單元 沉淀溶解平衡
第1時(shí) 沉淀溶解平衡原理
[目標(biāo)要求] 1.能描述沉淀溶解平衡。2.了解溶度積和離子積的關(guān)系，并由此學(xué)會(huì)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。
一、沉淀溶解平衡的建立
1．生成沉淀的離子反應(yīng)之所以能夠發(fā)生的原因
生成沉淀的離子反應(yīng)之所以能夠發(fā)生，在于生成物的溶解度小。
盡管生成物的溶解度很小，但不會(huì)等于0。
2．溶解平衡的建立
以AgCl溶解為例：
從固體溶解平衡的角度，AgCl在溶液中存在下述兩個(gè)過程：一方面，在水分子作用下，少量Ag＋和Cl－脫離AgCl的表面溶于水中；另一方面，溶液中的Ag＋和Cl－受AgCl表面正、負(fù)離子的吸引，回到AgCl的表面析出——沉淀。
溶解平衡：在一定溫度下，當(dāng)沉淀溶解和生成的速率相等時(shí)，即得到AgCl的飽和溶液，如AgCl沉淀體系中的溶解平衡可表示為AgCl(s) Cl－(aq)＋Ag＋(aq)。由于沉淀、溶解之間的這種動(dòng)態(tài)平衡的存在，決定了Ag＋和Cl－的反應(yīng)不能進(jìn)行到底。
3．生成難溶電解質(zhì)的離子反應(yīng)的限度
不同電解質(zhì)在水中的溶解度差別很大，例如AgCl和AgNO3；但難溶電解質(zhì)與易溶電解質(zhì)之間并無(wú)嚴(yán)格的界限，習(xí)慣上將溶解度小于0.01 g的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)。對(duì)于常量的化學(xué)反應(yīng)說，0.01 g是很小的，因此一般情況下，相當(dāng)量的離子互相反應(yīng)生成難溶電解質(zhì)，可以認(rèn)為反應(yīng)完全了。
化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10－5 mol•L－1時(shí)，沉淀就達(dá)完全。
二、溶度積
1．表達(dá)式
對(duì)于下列沉淀溶解平衡：
mAn(s)??mn＋(aq)＋nAm－(aq)
sp＝[c(n＋)]m•[c(Am－)]n。
2．意義
sp表示難溶電解質(zhì)在溶液中的溶解能力。
3．規(guī)則
通過比較溶度積與溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積——離子積Qc的相對(duì)大小，可以判斷在給定條下沉淀能否生成或溶解：
Qc>sp，溶液過飽和，有沉淀析出；
Qc＝sp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)；
Qc<sp，溶液未飽和。
知識(shí)點(diǎn)一 沉淀的溶解平衡
1．下列有關(guān)AgCl沉淀的溶解平衡說法正確的是( )
A．AgCl沉淀生成和沉淀溶解達(dá)平衡后不再進(jìn)行
B．AgCl難溶于水，溶液中沒有Ag＋和Cl－
C．升高溫度，AgCl沉淀的溶解度增大
D．向AgCl沉淀中加入NaCl固體，AgCl沉淀的溶解度不變
答案 C
解析 難溶物達(dá)到溶解平衡時(shí)沉淀的生成和溶解都不停止，但溶解和生成速率相等；沒有絕對(duì)不溶的物質(zhì)；溫度越高，一般物質(zhì)的溶解度越大；向AgCl沉淀中加入NaCl固體，使溶解平衡左移，AgCl的溶解度減小。
2．下列對(duì)沉淀溶解平衡的描述正確的是( )
A．反應(yīng)開始時(shí)，溶液中各離子的濃度相等
B．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，沉淀的速率和溶解的速率相等
C．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等且保持不變
D．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進(jìn)溶解
答案 B
3．在一定溫度下，一定量的水中，石灰乳懸濁液存在下列溶解平衡：Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)，當(dāng)向此懸濁液中加入少量生石灰時(shí)，若溫度不變，下列說法正確的是( )
A．溶液中Ca2＋數(shù)目減少 B．c(Ca2＋)增大
C．溶液中c(OH－)減小 D．c(OH－)增大
答案 A
知識(shí)點(diǎn)二 溶度積
4．在100 mL 0.01 mol•L－1 Cl溶液中，加入1 mL 0.01 mol•L－1 AgNO3溶液，下列說法正確的是(AgCl的sp＝1.8×10－10 mol2•L－2)( )
A．有AgCl沉淀析出 B．無(wú)AgCl沉淀
C．無(wú)法確定 D．有沉淀但不是AgCl
答案 A
解析 c(Ag＋)＝0.01×1101 mol•L－1＝9.9×10－5 mol•L－1，c(Cl－)＝0.01×100101 mol•L－1＝9.9×10－3 mol•L－1，所以Q c＝c(Ag＋)•c(Cl－)＝9.8×10－7 mol2•L－2>1.8×10－10 mol2•L－2＝sp，故有AgCl沉淀析出。
5．下列說法正確的是( )
A．在一定溫度下的AgCl水溶液中，Ag＋和Cl－濃度的乘積是一個(gè)常數(shù)
B．AgCl的sp＝1.8×10－10 mol2•L－2，在任何含AgCl固體的溶液中，c(Ag＋)＝c(Cl－)且Ag＋與Cl－濃度的乘積等于1.8×10－10 mol2•L－2
C．溫度一定時(shí)，當(dāng)溶液中Ag＋和Cl－濃度的乘積等于sp值時(shí)，此溶液為AgCl的飽和溶液
D．向飽和AgCl水溶液中加入鹽酸，sp值變大
答案 C
解析 在AgCl的飽和溶液中，Ag＋和Cl－濃度的乘積是一個(gè)常數(shù)，故A錯(cuò)；只有在飽和AgCl溶液中c(Ag＋)•c(Cl－)才等于1.8×10－10 mol2•L－2，故B項(xiàng)敘述錯(cuò)誤；當(dāng)Qc＝sp，則溶液為飽和溶液，故C項(xiàng)敘述正確；在AgCl水溶液中加入HCl只會(huì)使溶解平衡發(fā)生移動(dòng)，不會(huì)影響sp，所以D錯(cuò)。
6．對(duì)于難溶鹽X，其飽和溶液中＋和X－的物質(zhì)的量濃度之間的關(guān)系類似于c(H＋)•c(OH－)＝W，存在等式c(＋)•c(X－)＝sp。一定溫度下，將足量的AgCl分別加入下列物質(zhì)中，AgCl的溶解度由大到小的排列順序是( )
①20 mL 0.01 mol•L－1 Cl；
②30 mL 0.02 mol•L－1 CaCl2溶液；
③40 mL 0.03 mol•L－1 HCl溶液；
④10 mL蒸餾水；
⑤50 mL 0.05 mol•L－1 AgNO3溶液
A．①>②>③>④>⑤
B．④>①>③>②>⑤
C．⑤>④>②>①>③
D．④>③>⑤>②>①
答案 B
解析 AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，由于c(Ag＋)•c(Cl－)＝sp，溶液中c(Cl－)或c(Ag＋)越大，越能抑制AgCl的溶解，AgCl的溶解度就越小。AgCl的溶解度大小只與溶液中Ag＋或Cl－的濃度有關(guān)，而與溶液的體積無(wú)關(guān)。①c(Cl－)＝0.01 mol•L－1；②c(Cl－)＝0.04 mol•L－1；③c(Cl－)＝0.03 mol•L－1；④c(Cl－)＝0 mol•L－1；⑤c(Ag＋)＝0.05 mol•L－1。Ag＋或Cl－濃度由小到大的排列順序：④<①<③<②<⑤，故AgCl的溶解度由大到小的排列順序：④>①>③>②>⑤。
練基礎(chǔ)落實(shí)
1．25℃時(shí)，在含有大量PbI2的飽和溶液中存在著平衡PbI2(s) Pb2＋(aq)＋2I－(aq)，加入I溶液，下列說法正確的是( )
A．溶液中Pb2＋和I－濃度都增大
B．溶度積常數(shù)sp增大
C．沉淀溶解平衡不移動(dòng)
D．溶液中Pb2＋濃度減小
答案 D
2．CaCO3在下列哪種液體中，溶解度最大( )
A．H2O B．Na2CO3溶液 C．CaCl2溶液 D．乙醇
答案 A
解析 在B、C選項(xiàng)的溶液中，分別含有CO2－3、Ca2＋，會(huì)抑制CaCO3的溶解，而CaCO3在乙醇中是不溶的。
3．下列說法正確的是( )
A．溶度積就是溶解平衡時(shí)難溶電解質(zhì)在溶液中的各離子濃度的乘積
B．溶度積常數(shù)是不受任何條影響的常數(shù)，簡(jiǎn)稱溶度積
C．可用離子積Qc判斷沉淀溶解平衡進(jìn)行的方向
D．所有物質(zhì)的溶度積都是隨溫度的升高而增大的
答案 C
解析 溶度積不是溶解平衡時(shí)難溶電解質(zhì)在溶液中的各離子濃度的簡(jiǎn)單乘積，還與平衡式中化學(xué)計(jì)量數(shù)的冪指數(shù)有關(guān)，溶度積受溫度的影響，不受離子濃度的影響。
4．AgCl和Ag2CrO4的溶度積分別為1.8×10－10 mol2•L－2和2.0×10－12 mol3•L－3，若用難溶鹽在溶液中的濃度表示其溶解度，則下面的敘述中正確的是( )
A．AgCl和Ag2CrO4的溶解度相等
B．AgCl的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度
C．兩者類型不同，不能由sp的大小直接判斷溶解能力的大小
D．都是難溶鹽，溶解度無(wú)意義
答案 C
解析 AgCl和Ag2CrO4陰、陽(yáng)離子比類型不同，不能直接利用sp比較二者溶解能力的大小，所以只有C對(duì)；其余三項(xiàng)敘述均錯(cuò)誤。比較溶解度大小，若用溶度積必須是同類型，否則不能比較。
5．已知HF的a＝3.6×10－4 mol•L－1，CaF2的sp＝1.46×10－10 mol2•L－2。向1 L 0.1 mol•L－1的HF溶液中加入11.1 g CaCl2，下列有關(guān)說法正確的是( )
A．通過計(jì)算得知，HF與CaCl2反應(yīng)生成白色沉淀
B．通過計(jì)算得知，HF與CaCl2不反應(yīng)
C．因?yàn)镠F是弱酸，HF與CaCl2不反應(yīng)
D．如果升高溫度，HF的a、CaF2的sp可能增大，也可能減小
答案 A
解析 該題可采用估算法。0.1 mol•L－1的HF溶液中c(HF)＝0.1 mol•L－1，因此，c2(F－)＝c(H＋)•c(F－)≈3.6×10－4 mol•L－1×0.1 mol•L－1＝3.6×10－5 mol2•L－2，又c(Ca2＋)＝11.1 g÷111 g/mol÷1 L＝0.1 mol•L－1，c2(F－)×c(Ca2＋)＝3.6×10－6>sp，顯然，A是正確的；D項(xiàng)，由于HF的電離是吸熱的，升高溫度，a一定增大，D錯(cuò)誤。
練方法技巧
6.
已知Ag2SO4的sp為2.0×10－5 mol3•L－3，將適量Ag2SO4固體溶于100 mL水中至剛好飽和，該過程中Ag＋和SO2－4濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示[飽和Ag2SO4溶液中c(Ag＋)＝0.034 mol•L－1]。若t1時(shí)刻在上述體系中加入100 mL 0.020 mol•L－1 Na2SO4溶液，下列示意圖中，能正確表示t1時(shí)刻后Ag＋和SO2－4濃度隨時(shí)間變化關(guān)系的是( )
答案 B
解析 已知Ag2SO4的sp＝2.0×10－5 mol3•L－3＝[c(Ag＋)]2•c(SO2－4)，則飽和溶液中c(SO2－4)＝sp[cAg＋]2＝2.0×10－50.0342 mol•L－1＝0.017 mol•L－1，當(dāng)加入100 mL 0.020 mol•L－1 Na2SO4溶液時(shí)，c(SO2－4)＝0.017 mol•L－1＋0.020 mol•L－12＝0.018 5 mol•L－1，c(Ag＋)＝0.017 mol•L－1(此時(shí)Q c<sp)，因此答案為B。
7．已知：25℃時(shí)，sp[g(OH)2]＝5.61×10－12 mol3•L－3，sp[gF2]＝7.42×10－11 mol3•L－3。下列說法正確的是( )
A．25℃時(shí)，飽和g(OH)2溶液與飽和gF2溶液相比，前者的c(g2＋)大
B．25℃時(shí)，在g(OH)2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體，c(g2＋)增大
C．25℃時(shí)，g(OH)2固體在20 mL 0.01 mol•L－1氨水中的sp比在20 mL 0.01 mol•L－1 NH4Cl溶液中的sp小
D．25℃時(shí)，在g(OH)2的懸濁液中加入NaF溶液后， g(OH)2不可能轉(zhuǎn)化為gF2
答案 B
解析 g(OH)2與gF2均為AB2型難溶電解質(zhì)，故sp越小，其溶解度越小，前者c(g2＋)小，A錯(cuò)誤；因?yàn)镹H＋4＋OH－===NH3•H2O，所以加入NH4Cl后促進(jìn)g(OH)2的溶解平衡向右移動(dòng)，c(g2＋)增大，B正確；sp只受溫度的影響，25℃時(shí)，g(OH)2的溶度積sp為常數(shù)，C錯(cuò)誤；加入NaF溶液后，若Qc＝c(g2＋)•[c(F－)]2>sp(gF2)，則會(huì)產(chǎn)生gF2沉淀，D錯(cuò)誤。
8．g(OH)2難溶于水，但它溶解的部分全部電離。室溫下時(shí)，飽和g(OH)2溶液的pH＝11，若不考慮W的變化，則該溫度下g(OH)2的溶解度是多少？(溶液密度為1.0 g•cm－3)
答案 0.002 9 g
解析 根據(jù)g(OH)2(s) g2＋(aq)＋2OH－(aq)，c(OH－)＝10－3 mol•L－1，則1 L g(OH)2溶液中，溶解的n[g(OH)2]＝1 L×12×10－3 mol•L－1＝5×10－4 mol，其質(zhì)量為58 g•mol－1×5×10－4 mol＝0.029 g，再根據(jù)S100 g＝0.029 g1 000 mL×1.0 g•cm－3可求出S＝0.002 9 g。
凡是此類題都是設(shè)溶液的體積為1 L，根據(jù)1 L溶液中溶解溶質(zhì)的質(zhì)量，計(jì)算溶解度。
練綜合拓展
9．金屬氫氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用這一性質(zhì)，控制溶液的pH，以達(dá)到分離金屬離子的目的。難溶金屬的氫氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol•L－1)如下圖。
(1)pH＝3時(shí)溶液中銅元素的主要存在形式是______。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，應(yīng)該控制溶液的pH為______。
A．＜1 B．4左右 C．＞6
(3)在Ni(OH)2溶液中含有少量的Co2＋雜質(zhì)，______(填“能”或“不能”)通過調(diào)節(jié)溶液pH的方法除去，理由是
________________________________________________________________________。
(4)要使氫氧化銅沉淀溶解，除了加入酸之外，還可以加入氨水，生成[Cu(NH3)4]2＋，寫出反應(yīng)的離子方程式_________________________________________________________。
(5)已知一些難溶物的溶度積常數(shù)如下表：
物質(zhì)FeSnSCuSPbSHgSZnS
sp6.3×10－182.5×
10－131.3×10－363.4×10－286.4×10－531.6×10－24
某工業(yè)廢水中含有Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋，最適宜向此工業(yè)廢水中加入過量的______除去它們。(選填序號(hào))
A．NaOH B．FeS C．Na2S
答案 (1)Cu2＋ (2)B
(3)不能 Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范圍相差太小
(4)Cu(OH)2＋4NH3•H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O
(5)B
解析 (1)據(jù)圖知pH＝4～5時(shí)，Cu2＋開始沉淀為Cu(OH)2，因此pH＝3時(shí)，銅元素主要以Cu2＋形式存在。
(2)若要除去CuCl2溶液中的Fe3＋，以保證Fe3＋完全沉淀，而Cu2＋還未沉淀，據(jù)圖知pH應(yīng)為4左右。
(3)據(jù)圖知，Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范圍相差太小，無(wú)法通過調(diào)節(jié)溶液pH的方法除去Ni(OH)2溶液中的Co2＋。
(4)據(jù)已知條結(jié)合原子守恒即可寫出離子方程式：
Cu(OH)2＋4NH3•H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。
(5)因?yàn)樵贔eS、CuS、PbS、HgS四種硫化物中只有FeS的溶度積最大，且與其他三種物質(zhì)的溶度積差別較大，因此應(yīng)用沉淀的轉(zhuǎn)化可除去廢水中的Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋，且因FeS也難溶，不會(huì)引入新的雜質(zhì)。
第2時(shí) 沉淀溶解平衡原理的應(yīng)用
[目標(biāo)要求] 1.了解沉淀溶解平衡的應(yīng)用。2.知道沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。
一、沉淀的生成
1．沉淀生成的應(yīng)用
在涉及無(wú)機(jī)制備、提純工藝的生產(chǎn)、科研、廢水處理等領(lǐng)域中，常利用生成沉淀達(dá)到分離或除去某些離子的目的。
2．沉淀的方法
(1)調(diào)節(jié)pH法：如工業(yè)原料氯化銨中含雜質(zhì)氯化鐵，使其溶解于水，再加入氨水調(diào)節(jié)pH至7～8，可使Fe3＋轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3沉淀而除去。反應(yīng)如下：
Fe3＋＋3NH3•H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4。
(2)加沉淀劑法：如以Na2S、H2S等作沉淀劑，使某些金屬離子，如Cu2＋、Hg2＋等生成極難溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，也是分離、除去雜質(zhì)常用的方法。反應(yīng)如下：
Cu2＋＋S2－===CuS↓，
Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋，
Hg2＋＋S2－===HgS↓，
Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋。
二、沉淀的轉(zhuǎn)化
1．實(shí)驗(yàn)探究
(1)Ag＋的沉淀物的轉(zhuǎn)化
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有白色沉淀生成白色沉淀變?yōu)辄S色黃色沉淀變?yōu)楹谏?br />化學(xué)方程式AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3AgCl＋I(xiàn)===AgI＋Cl2AgI＋Na2S===Ag2S＋2NaI
實(shí)驗(yàn)結(jié)論溶解度小的沉淀可以轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀
(2)g(OH)2與Fe(OH)3的轉(zhuǎn)化
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生白色沉淀產(chǎn)生紅褐色沉淀
化學(xué)方程式gCl2＋2NaOH===g(OH)2↓＋2NaCl3g(OH)2＋2FeCl3===2Fe(OH)3＋3gCl2
實(shí)驗(yàn)結(jié)論Fe(OH)3比g(OH)2溶解度小
2.沉淀轉(zhuǎn)化的方法
對(duì)于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀，可以先將其轉(zhuǎn)化為另一種用酸或其他方法能溶解的沉淀。
3．沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)
沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動(dòng)。一般說，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)。
兩種沉淀的溶解度差別越大，沉淀轉(zhuǎn)化越容易。
4．沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用
沉淀的轉(zhuǎn)化在科研和生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
(1)鍋爐除水垢
水垢[CaSO4(s)??→Na2CO3溶液CaCO3??→鹽酸Ca2＋(aq)]
其反應(yīng)方程式是CaSO4＋Na2CO3 CaCO3＋Na2SO4，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。
(2)對(duì)一些自然現(xiàn)象的解釋
在自然界也發(fā)生著溶解度小的礦物轉(zhuǎn)化為溶解度更小的礦物的現(xiàn)象。例如，各種原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后可變成CuSO4溶液，并向深部滲透，遇到深層的閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS)時(shí)，便慢慢地使之轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)(CuS)。
其反應(yīng)如下：
CuSO4＋ZnS===CuS＋ZnSO4，
CuSO4＋PbS===CuS＋PbSO4。
知識(shí)點(diǎn)一 沉淀的生成
1．在含有濃度均為0.01 mol•L－1的Cl－、Br－、I－的溶液中，緩慢且少量的加入AgNO3稀溶液，結(jié)合溶解度判斷析出三種沉淀的先后順序是( )
A．AgCl、AgBr、AgI B．AgI、AgBr、AgCl
C．AgBr、AgCl、AgI D．三種沉淀同時(shí)析出
答案 B
解析 AgI比AgBr、AgCl更難溶于水，故Ag＋不足時(shí)先生成AgI，析出沉淀的先后順序是AgI、AgBr、AgCl，答案為B�！ �
2．為除去gCl2溶液中的FeCl3，可在加熱攪拌的條下加入的一種試劑是( )
A．NaOH B．Na2CO3 C．氨水 D．gO
答案 D
解析 要除FeCl3實(shí)際上是除去Fe3＋，由于pH≥3.7時(shí)，F(xiàn)e3＋完全生成Fe(OH)3，而pH≥11.1時(shí)，g2＋完全生成g(OH)2，所以應(yīng)加堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH使Fe3＋形成Fe(OH)3；又由于除雜不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，所以選擇gO。
3．要使工業(yè)廢水中的重金屬Pb2＋沉淀，可用硫酸鹽、碳酸鹽、硫化物等作沉淀劑，已知Pb2＋與這些離子形成的化合物的溶解度如下：
化合物PbSO4PbCO3PbS
溶解度/g1.03×10－41.81×10－71.84×10－14
由上述數(shù)據(jù)可知，選用沉淀劑最好為( )
A．硫化物 B．硫酸鹽
C．碳酸鹽 D．以上沉淀劑均可
答案 A
解析 PbS的溶解度最小，沉淀最徹底，故選A。
知識(shí)點(diǎn)二 沉淀的轉(zhuǎn)化
4．向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加一滴I溶液并振蕩，沉淀變?yōu)辄S色，再滴入一滴Na2S溶液并振蕩，沉淀又變成黑色，根據(jù)上述變化過程，分析此三種沉淀物的溶解度關(guān)系為( )
A．AgCl＝AgI＝Ag2S B．AgCl<AgI<Ag2S
C．AgCl>AgI>Ag2S D．AgI>AgCl>Ag2S
答案 C
解析 沉淀溶解平衡總是向更難溶的方向轉(zhuǎn)化，由轉(zhuǎn)化現(xiàn)象可知三種沉淀物的溶解度關(guān)系為AgCl>AgI>Ag2S。
5．已知如下物質(zhì)的溶度積常數(shù)：FeS：sp＝6.3×10－18 mol2•L－2；CuS：sp＝6.3×10－36 mol2•L－2。下列說法正確的是( )
A．同溫度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度
B．同溫度下，向飽和FeS溶液中加入少量Na2S固體后，sp(FeS)變小
C．向含有等物質(zhì)的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出現(xiàn)的沉淀是FeS
D．除去工業(yè)廢水中的Cu2＋，可以選用FeS作沉淀劑
答案 D
解析 A項(xiàng)由于FeS的sp大，且FeS與CuS的sp表達(dá)式是相同類型的，因此FeS的溶解度比CuS大；D項(xiàng)向含有Cu2＋的工業(yè)廢水中加入FeS，F(xiàn)eS會(huì)轉(zhuǎn)化為更難溶的CuS，可以用FeS作沉淀劑；B項(xiàng)sp不隨濃度變化而變化，它只與溫度有關(guān)；C項(xiàng)先達(dá)到CuS的sp，先出現(xiàn)CuS沉淀。
練基礎(chǔ)落實(shí)
1．以nO2為原料制得的nCl2溶液中常含有Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等金屬離子，通過添加過量難溶電解質(zhì)nS，可使這些金屬離子形成硫化物沉淀而除去。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)，可推知nS具有的相關(guān)性質(zhì)是( )
A．具有吸附性
B．溶解度與CuS、PbS、CdS等相同
C．溶解度大于CuS、PbS、CdS
D．溶解度小于CuS、PbS、CdS
答案 C
2．當(dāng)氫氧化鎂固體在水中達(dá)到溶解平衡g(OH)2(s) g2＋(aq)＋2OH－(aq)時(shí)，為使g(OH)2固體的量減少，須加入少量的( )
A．gCl2 B．NaOH C．gSO4 D．NaHSO4
答案 D
解析 若使g(OH)2固體的量減小，應(yīng)使g(OH)2的溶解平衡右移，應(yīng)減小c(g2＋)或c(OH－)。答案為D。
3．已知常溫下：sp[g(OH)2]＝1.2×10－11 mol3•L－3，sp(AgCl)＝1.8×10－10 mol2•L－2，sp(Ag2CrO4)＝1.9×10－12 mol3•L－3，sp(CH3COOAg)＝2.3×10－3 mol•L－2。下列敘述正確的是( )
A．等體積混合濃度均為0.2 mol/L的AgNO3溶液和CH3COONa溶液一定產(chǎn)生CH3COOAg沉淀
B．將0.001 mol/L的AgNO3溶液滴入0.001 mol/L的Cl和0.001 mol/L的2CrO4溶液中先產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀
C．在g2＋為0.121 mol/L的溶液中要產(chǎn)生g(OH)2沉淀，溶液的pH至少要控制在9以上
D．向飽和AgCl水溶液中加入NaCl溶液，sp(AgCl)變大
答案 C
4．已知下表數(shù)據(jù)：
物質(zhì)Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3
sp/25 ℃8.0×10－16 mol3•L－32.2×10－20 mol3•L－34.0×10－38 mol4•L－4
完全沉淀時(shí)的pH范圍≥9.6≥6.43～4
對(duì)含等物質(zhì)的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的說法，不正確的是( )
①向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到紅褐色沉淀 ②向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到白色沉淀�、巯蛟摶旌先芤褐屑尤脒m量氯水，并調(diào)節(jié)pH到3～4后過濾，可獲得純凈的CuSO4溶液�、茉趐H＝5的溶液中Fe3＋不能大量存在
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
答案 C
練方法技巧
5．含有較多Ca2＋、g2＋和HCO－3的水稱為暫時(shí)硬水，加熱可除去Ca2＋、g2＋，使水變?yōu)檐浰，F(xiàn)有一鍋爐廠使用這種水，試判斷其水垢的主要成分為( )
(已知sp(gCO3)＝6.8×10－6 mol2•L－2，sp[g(OH)2]＝5.6×10－12 mol3•L－3)
A．CaO、gO B．CaCO3、gCO3
C．CaCO3、g(OH)2 D．CaCO3、gO
答案 C
解析 考查沉淀轉(zhuǎn)化的原理，加熱暫時(shí)硬水，發(fā)生分解反應(yīng)：Ca(HCO3)2=====△CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，g(HCO3)2=====△gCO3↓＋CO2↑＋H2O，生成的gCO3在水中建立起平衡：gCO3(s) g2＋(aq)＋CO2－3(aq)，而CO2－3發(fā)生水解反應(yīng)：CO2－3＋H2O HCO－3＋OH－，使水中的OH－濃度增大，由于sp[g(OH)2]<sp(gCO3)，在持續(xù)加熱的條下，使gCO3逐漸轉(zhuǎn)化為更難溶的g(OH)2，因此水垢的主要成分就成為CaCO3和g(OH)2。
6．某溫度時(shí)，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。提示：BaSO4(s)??Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)的平衡常數(shù)sp＝c(Ba2＋)•c(SO2－4)，稱為溶度積常數(shù)，下列說法正確的是( )
提示：BaSO4(s) Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)的平衡常數(shù)sp＝c(Ba2＋)•c(SO2－4)，稱為溶度積常數(shù)。
A．加入Na2SO4可以使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn)
B．通過蒸發(fā)可以使溶液由d點(diǎn)變到c點(diǎn)
C．d點(diǎn)無(wú)BaSO4沉淀生成
D．a(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的sp大于c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的sp
答案 C
解析 由溶度積公式可知，在溶液中當(dāng)c(SO2－4)升高時(shí)，c(Ba2＋)要降低，而由a點(diǎn)變到b點(diǎn)c(Ba2＋)沒有變化，A錯(cuò)；蒸發(fā)濃縮溶液時(shí)，離子濃度都升高，而由d點(diǎn)變到c點(diǎn)時(shí)，c(SO2－4)卻沒變化，B錯(cuò)；d點(diǎn)落在平衡圖象的下方，說明sp>c(Ba2＋)•c(SO2－4)，此時(shí)是未飽和溶液，無(wú)沉淀析出，C正確；該圖象是BaSO4在某一確定溫度下的平衡曲線，溫度不變，溶度積不變，a點(diǎn)和c點(diǎn)的sp相等，D錯(cuò)。
練綜合拓展
7．已知難溶電解質(zhì)在水溶液中存在溶解平衡：
mAn(s) mn＋(aq)＋nAm－(aq)
sp＝[c(n＋)]m•[c(Am－)]n，稱為溶度積。
某學(xué)習(xí)小組欲探究CaSO4沉淀轉(zhuǎn)化為CaCO3沉淀的可能性，查得如下資料：(25℃)
難溶電
解質(zhì)CaCO3CaSO4gCO3g(OH)2
sp2.8×10－9
mol2•L－29.1×10－6
mol2•L－26.8×10－6
mol2•L－21.8×10－12
mol3•L－3
實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①往100 mL 0.1 mol•L－1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol•L－1的Na2SO4溶液，立即有白色沉淀生成。
②向上述懸濁液中加入固體Na2CO3 3 g，攪拌，靜置，沉淀后棄去上層清液。
③再加入蒸餾水?dāng)嚢�，靜置，沉淀后再棄去上層清液。
④________________________________________________________________________。
(1)由題中信息知sp越大，表示電解質(zhì)的溶解度越______(填“大”或“小”)。
(2)寫出第②步發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)設(shè)計(jì)第③步的目的是
________________________________________________________________________。
(4)請(qǐng)補(bǔ)充第④步操作及發(fā)生的現(xiàn)象：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)大
(2)Na2CO3＋CaSO4===Na2SO4＋CaCO3↓
(3)洗去沉淀中附著的SO2－4
(4)向沉淀中加入足量的鹽酸，沉淀完全溶解并放出無(wú)色無(wú)味氣體
解析 本題考查的知識(shí)點(diǎn)為教材新增加的內(nèi)容，題目在設(shè)計(jì)方式上為探究性實(shí)驗(yàn)，既注重基礎(chǔ)知識(shí)，基本技能的考查，又注重了探究能力的考查。由sp表達(dá)式不難看出其與溶解度的關(guān)系，在硫酸鈣的懸濁液中存在著：CaSO4(aq)===SO2－4(aq)＋Ca2＋(aq)，而加入Na2CO3后，溶液中CO2－3濃度較大，而CaCO3的sp較小，故CO2－3與Ca2＋結(jié)合生成沉淀，即CO2－3＋Ca2＋===CaCO3↓。既然是探究性實(shí)驗(yàn)，必須驗(yàn)證所推測(cè)結(jié)果的正確性，故設(shè)計(jì)了③④步操作，即驗(yàn)證所得固體是否為碳酸鈣。
8．(1)在粗制CuSO4•5H2O晶體中常含有雜質(zhì)Fe2＋。
①在提純時(shí)為了除去Fe2＋，常加入合適的氧化劑，使Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，下列物質(zhì)可采用的是______。
A．nO4 B．H2O2 C．氯水 D．HNO3
②然后再加入適當(dāng)物質(zhì)調(diào)整溶液pH至4，使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，調(diào)整溶液pH可選用下列中的______。
A．NaOH B．NH3•H2O C．CuO D．Cu(OH)2
(2)甲同學(xué)懷疑調(diào)整溶液pH至4是否能達(dá)到除去Fe3＋而不損失Cu2＋的目的，乙同學(xué)認(rèn)為可以通過計(jì)算確定，他查閱有關(guān)資料得到如下數(shù)據(jù)，常溫下Fe(OH)3的溶度積sp＝1.0×10－38，Cu(OH)2的溶度積sp＝3.0×10－20，通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1.0×10－5 mol•L－1時(shí)就認(rèn)定沉淀完全，設(shè)溶液中CuSO4的濃度為3.0 mol•L－1，則Cu(OH)2開始沉淀時(shí)溶液的pH為______，F(xiàn)e3＋完全沉淀[即c(Fe3＋)≤1.0×10－5 mol•L－1]時(shí)溶液的pH為______，通過計(jì)算確定上述方案______(填“可行”或“不可行”)。
答案 (1)①B ②CD (2)4 3 可行
(2)sp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)•c2(OH－)，則c(OH－)＝3.0×10－203.0＝1.0×10－10(mol•L－1)，則c(H＋)＝1.0×10－4 mol•L－1，pH＝4。
Fe3＋完全沉淀時(shí)：sp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)•c3(OH－)，則c(OH－)＝31.0×10－381.0×10－5＝1.0×10－11 mol•L－1。此時(shí)c(H＋)＝1×10－3 mol•L－1，pH＝3，因此上述方案可行。
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaoer/51970.html
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