1、第第 2 课时课时 沉淀溶解平衡的应用沉淀溶解平衡的应用 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1.已知在 pH 为 45 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 45 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 45 D.加入纯 Cu 将 Fe2 还原为 Fe 答案 A
2、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，A 项正确；在酸性溶液中 H2S 与 Fe2 不反应，而 H 2S 与 Cu2 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 4，C 项错误；由金属的活 动性：FeCu 知，D 项错误。 2.已知 Ksp(AgCl)1.810 10。向盛有 0.1 mol/L AgNO 3溶液的试管中滴加等体积 0.1 mol/L NaCl 溶液静置沉降，取上层清液和下层浊液分别进行实验。下列判断 正确的是( ) A.上层清液为 AgCl 的饱和溶液 B.向清液中滴加 0.1 mol
3、/L AgNO3溶液 c(Cl )不变 C.向悬浊液中滴加 0.1 mol/L KI 溶液，不会有明显变化 D.向悬浊液中加入适量浓氨水，混合液变澄清，说明 AgCl 可溶于强碱 答案 A 解析 滴加等体积等浓度 NaCl 溶液后，Qcc(Ag ) c(Cl)0.050.052.510 3K sp(AgCl)，析出 AgCl 沉淀，故上层清液是 AgCl 饱和溶液，A 正确；向清液 中滴加 AgNO3溶液，c(Ag )增大，AgCl 的溶解平衡逆向移动，c(Cl)减小，B 错 误；滴加 KI 溶液，Ag 与 I结合生成溶解度更小的 AgI，白色沉淀转化为黄色沉 淀， C 错误； AgCl 悬浊
4、液中加入浓氨水， 混合液变澄清， 其原因是生成了Ag(NH3)2 ，AgCl 与强碱并不反应，D 错误。 3.T 时，铬酸银(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法 中不正确的是( ) A.T 时，Y 点和 Z 点 Ag2CrO4的 Ksp相等 B.向饱和 Ag2CrO4溶液中加入固体 K2CrO4不能使溶液由 Y 点变为 X 点 C.T 时，Ag2CrO4的 Ksp为 110 8 D.图中 a 210 4 答案 C 解析 A 正确， 一定温度下溶度积是常数， 随温度变化， 不随浓度变化， 所以 T 时，在 Y 点和 Z 点，Ag2CrO4的 Ksp相等；B 正确，向饱
5、和 Ag2CrO4溶液中加入 固体 K2CrO4溶液仍为饱和溶液，点仍在曲线上，不能使溶液由 Y 点变为 X 点；C 错误，依据题图曲线上的数据结合溶度积常数概念计算得到 Ksp。Ag2CrO4的沉淀 溶解平衡为Ag2CrO4(s)2Ag (aq)CrO2 4(aq)， Ksp(Ag2CrO4)c2(Ag ) c(CrO2 4) (10 3)21051011；D 正确，依据溶度积常数计算 K sp(Ag2CrO4)c2(Ag ) c(CrO2 4)10 11，Z 点时 c(CrO2 4)510 4 mol/L，则 c2(Ag)2108，所以 a 210 4。 4.向 AgCl 浊液中滴加氨水后
6、可得到澄清溶液，继续滴加浓硝酸后又有沉淀生成。 经 查 资 料 得 知 ： Ag 2NH3 H2OAg(NH3) 2 2H2O ， 平 衡 常 数 记 为 KAg(NH3) 2，下列分析不正确的是( ) A.浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag (aq)Cl(aq) B.实验表明实验室可用氨水洗涤附着银的试管 C.由实验可以判断：KAg(NH3) 2Ksp(AgCl) D.由资料信息可推知：加浓硝酸后生成的沉淀为 AgCl 答案 B 解析 AgCl 是难溶性电解质，在浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag (aq) Cl (aq)，A 正确。Ag与 NH 3 H2O 反应生成 Ag(
7、NH3) 2，但单质银与 NH3 H2O 不能反应，要用稀硝酸洗涤附着银的试管，B 错误。AgCl 浊液中滴加氨水后可得 到澄清溶液， 生成 Ag(NH3) 2， 说明反应 Ag 2NH 3 H2O Ag(NH3) 22H2O 正 向 进 行 ， 则KAg(NH3) 2 较 大 ； AgCl(s) 的 Ksp(AgCl) 较 小 ， 则 有 KAg(NH3) 2Ksp(AgCl)，C 正确。加浓硝酸后，NH3 H2O 与 H 反应生成 NH 4， 平衡 Ag 2NH 3 H2O Ag(NH3) 22H2O 逆向移动，c(Ag )增大，Ag再与 Cl 结合生成 AgCl 沉淀，D 正确。 5.在
8、 t 时， AgBr 的沉淀溶解平衡曲线如图所示， 又知 t 时 AgCl 的 Ksp410 10 mol2 L2，下列说法不正确的是( ) A.在 t 时，AgBr 的 Ksp为 4.910 13 B.在 AgBr 饱和溶液中加入 NaBr 固体，可使溶液由 c 点到 b 点 C.图中 a 点对应的是 AgBr 的不饱和溶液 D.在 t 时，AgCl(s)Br (aq) AgBr(s)Cl (aq)的平衡常数 K816 答案 B 解析 根据题给图中 c 点的 c(Ag )和 c(Br)可得该温度下 AgBr 的 K sp为 4.910 13 mol2 L2，A 正确；在 AgBr 饱和溶液中
9、加入 NaBr 固体后，c(Br)增大，AgBr 的溶解平衡逆向移动，c(Ag )减小，故 B 错；在 a 点时 QKsp(AgI)( ) A.原 AgNO3溶液的物质的量浓度为 1 mol L 1 B.图中 x 点满足 c(Ag ) c(Cl)K sp(AgCl) C.相同实验条件下，把 0.1 mol L 1 的 NaCl 换成 0.1 mol L 1 NaI，则图像中 x 点 的纵坐标大于 6 D.相同实验条件下，若改为 0.2 mol L 1 NaCl 溶液时，x 点的横坐标大于 100 答案 D 解析 A 正确，开始时 pAg0，则 c(Ag )1 mol L1；B 正确，pAg6，
10、c(Ag) 110 6 mol L1，因 c(Cl)c(Ag)106 mol L1，故 K sp(AgCl)c(Ag ) c(Cl )；C 正确，与 K sp(AgCl)相比，Ksp(AgI)更小，所以把 0.1 mol L 1 的 NaCl 换成 0.1 mol L 1 NaI， 则溶液中 c(Ag)更小， pAg 更大， 则图像中 x 点的纵坐标大于 6； D 错误， x 点 c(Ag )106 mol L1， 一般认为溶液中离子浓度小于 105 mol L1， 即沉淀完全，则 AgNO3与 NaCl 恰好完全反应，n(NaCl)n(AgNO3)0.01 L1 mol L 10.01 mo
11、l， 若改为 0.2 mol L1 NaCl 溶液时， VNaCl(aq) 0.01 mol 0.2 mol L 1 0.05 L50 mL，即 x 点的横坐标小于 100。 二、非选择题(本题包括 3 小题) 13.某研究小组进行 Mg(OH)2沉淀溶解与转化的实验探究。 查阅资料：25 时，KspMg(OH)21.810 11，K spFe(OH)34.010 38 实验探究： 向 2 支均盛有 1 mL 0.1 mol/L MgCl2溶液的试管中分别加入 2 滴 2 mol/L NaOH 溶 液，制得等量 Mg(OH)2沉淀。 (1)分别向两支试管中加入不同试剂， 记录实验现象如表： (
12、表中填空填下列选中字 母代号) 试管编号 加入试剂 实验现象 2滴0.1 mol/L FeCl3溶液 _ 4 mL 2 mol/L NH4Cl 溶_ 液 A.白色沉淀转化为红褐色沉淀 B.白色沉淀不发生改变 C.红褐色沉淀转化为白色沉淀 D.白色沉淀溶解，得无色溶液 (2)测得试管中所得混合液 pH6，则溶液中 c(Fe3 )_。 (3)同学们猜想实验中沉淀溶解的主要原因有两种： 猜想 1：NH 4结合 Mg(OH)2电离出的 OH ，使 Mg(OH) 2溶解平衡正向移动。 猜想 2：_。 (4)为验证猜想，同学们取少量相同质量的氢氧化镁盛放在两支试管中，一支试管 中加入醋酸铵溶液(pH7)，
13、另一支试管中加入 NH4Cl 和氨水混合液(pH8)，两 者沉淀均溶解。该实验证明猜想正确的是_(填“1”或“2”)。 答案 (1)A D (2)410 14 mol/L (3)NH 4Cl 水解出来的 H 与 Mg(OH) 2电离出 OH 结合成水，使 Mg(OH) 2的溶解平衡正向移动 (4)1 解析 (1)25 时，KspMg(OH)21.810 11，K spFe(OH)34.010 38，可知氢 氧化镁易转化生成溶度积更小的 Fe(OH)3，在 Mg(OH)2悬浊液中，加 0.1 mol/L FeCl3溶液， 会生成氢氧化铁沉淀； 在 Mg(OH)2悬浊液中， 加 2 mol/L N
14、H4Cl 溶液， 氯化铵与氢氧化镁反应生成氨气，Mg(OH)2沉淀会溶解；(2)测得试管中所得混 合液 pH6，Fe(OH)3的溶度积常数 Ksp4.010 38，c(Fe3)c3(OH)4.010 38，则溶液中 c(Fe3) Ksp c3（OH ）4.010 38 （10 8）3 mol/L4.010 14 mol/L；(3)猜 想 2：在 Mg(OH)2悬浊液中，存在沉淀溶解平衡 Mg(OH)2(s)Mg2 (aq)2OH (aq)，铵根离子水解显酸性，NH 4Cl 水解出来的 H 与 Mg(OH) 2电离出 OH 结合 成水，使 Mg(OH)2的溶解平衡正向移动，所以氢氧化镁沉淀溶解；
15、(4)已知醋酸铵 为中性，在盛有氢氧化镁沉淀的试管中，加入醋酸铵溶液，能够溶解氢氧化镁固 体，则证明猜想 1 正确。 14.碱式氧化镍(NiOOH)可用废镍催化剂(主要含 Ni、 Al， 少量 Cr、 FeS 等)来制备， 其工艺流程如下： 回答下列问题： (1)“浸泡除铝”时，发生反应的离子方程式为_ _。 (2)“过滤 1”用到的玻璃仪器有_。 (3)已知该条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的 pH 如下表： 开始沉淀 pH 完全沉淀的 pH Ni2 6.2 8.6 Fe2 7.6 9.1 Fe3 2.3 3.3 Cr2 4.5 5.6 “调 pH1”时，溶液 pH 范围为_。 (4) 在
16、空 气 中 加 热 Ni(OH)2可 得 NiOOH ， 请 写 出 此 反 应 的 化 学 方 程 式 _。 (5)在酸性溶液中 CrO2 4可以转化成 Cr2O 2 7，用离子方程式表示该转化反应 _， 已知 BaCrO4的 Ksp1.210 10，要使溶液中的 CrO2 4沉淀完全c(CrO2 4)110 5 mol L1，溶液中钡离子浓度至少为_ mol L1。 答案 (1)2Al2OH 2H 2O=2AlO 23H2 (2)烧杯、 漏斗、 玻璃棒 (3)5.6 6.2 (4)4Ni(OH)2O2= 4NiOOH2H2O (5)2CrO2 42H Cr2O2 7H2O 1.210 5
17、解析 由流程可知，废镍催化剂(主要含 Ni、Al，少量 Cr、FeS 等)加氢氧化钠溶 液碱浸， Al溶于氢氧化钠溶液发生反应2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2， 过滤得到的固体含有 Ni、Cr、FeS，加入稀硫酸酸浸溶解，溶液含有 Ni2 、Fe2、 Cr2 ，加入 NaClO 将 Fe2、Cr2氧化为 Fe3、Cr3，加入 Ni(OH) 2调节溶液 pH 使 Fe3 和 Cr3全部沉淀，Ni2不沉淀，过滤后调节溶液 pH 得到 Ni(OH) 2沉淀， 在加热条件下与空气反应得到碱式氧化镍(NiOOH)，据此分析解答。在酸性溶液 中 CrO2 4可以转化成 Cr2O2 7，根据原
18、子守恒和电荷守恒，该反应的离子方程式为 2CrO2 42H Cr2O2 7H2O。已知 BaCrO4的 Ksp1.210 10，要使溶液中 CrO2 4沉淀完全c(CrO2 4)1.010 5 mol L1，根据沉淀溶解平衡可知 K sp c(CrO2 4) c(Ba2 )，则 1.210101105 mol L1c(Ba2)，则 c(Ba2)1.210 5 mol L1。 15.(拔高题)根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题： (1)T 时， 在 Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后过滤， 若测得滤液中 c(CO2 3) 10 3 mol/L，则 Ca2是否沉淀完全？
19、_(填“是”或“否”)。已知 c(Ca2 )105 mol/L 时可视为沉淀完全；T 时 K sp(CaCO3)4.9610 9 (2)已知 25 时，KspMg(OH)21.810 11；酸碱指示剂百里酚蓝变色的 pH 范 围如下表所示： pH 9.6 颜色 黄色 绿色 蓝色 25 时，在 Mg(OH)2饱和溶液中滴加 2 滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为 _。 (3)向 50 mL 0.018 mol/L 的 AgNO3溶液中加入 50 mL 0.020 mol/L 的盐酸，生成 沉淀。已知该温度下 AgCl 的 Ksp1.010 10 ，忽略溶液混合体积的变化，请计 算： 完全沉淀后，溶液
20、中 c(Ag )_。 完全沉淀后，溶液的 pH_。 如果向完全沉淀后的溶液中继续加入 50 mL 0.001 mol/L 的盐酸， 是否有白色 沉淀生成？_(填“是”或“否”)。 答案 (1)是 (2)蓝色 (3)1.010 7mol/L 2 否 解析 (1)Ksp(CaCO3)4.9610 9， 若 c(CO2 3)10 3 mol/L， 则 c(Ca2)4.9610 9 103 mol/L4.96106 mol/L，4.96106 mol/L9.6，所以溶液呈蓝色。(3)反 应前，n(Ag )0.018 mol/L0.05 L9104 mol，n(Cl)0.020 mol/L0.05 L 110 3 mol；反应后剩余的 Cl为 1.0104 mol，则混合溶液中，c(Cl) 1.010 3 mol/L，c(Ag)K sp(AgCl) c(Cl )1.0107 mol/L。H没有参与反 应， 完全沉淀后， c(H )0.020 mol/L 20.010 mol/L， 所以反应后溶液的 pH2。 向反应后的溶液中加入 50 mL 0.001 mol/L 的盐酸，由于加入盐酸中 c(Cl )与反 应后溶液中的 c(Cl )相同， c(Cl)不变， 但 c(Ag)由于盐酸加入后溶液的体积增大 而变小，所以 Qc(Ag ) c(Cl)K sp(AgCl)，因此没有沉淀产生。
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