1、第第 2 2 课时课时 沉淀溶解平衡的应用沉淀溶解平衡的应用 题组一 沉淀的生成与溶解 1 (2019 济南质检)在 AgCl 悬浊液中存在平衡： AgCl(s)Ag (aq)Cl(aq)。 已知常温下， Ksp(AgCl)1.610 10。下列叙述中正确的是( ) A常温下，AgCl 悬浊液中 c(Cl )4105.5 mol L1 B温度不变，向 AgCl 悬浊液中加入少量 NaCl 粉末，平衡向左移动，Ksp(AgCl)减小 C向 AgCl 悬浊液中加入少量 NaBr 溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明 Ksp(AgCl) Ksp(AgBr) D常温下，将 0.001 mol L 1
2、AgNO 3溶液与 0.001 mol L 1 的 KCl 溶液等体积混合，无沉淀 析出 答案 A 解析 AgCl 的溶度积 Ksp(AgCl)c(Ag ) c(Cl)1.61010， 则 AgCl 悬浊液中 c(Cl)c(Ag) 410 5.5 mol L1，A 正确；K sp(AgCl)只与温度有关，温度不变，向 AgCl 悬浊液中加入少 量 NaCl 粉末，平衡向左移动，但 Ksp(AgCl)不变，B 错误；向 AgCl 悬浊液中加入少量 NaBr 溶液， 白色沉淀转化为淡黄色沉淀， 说明 AgBr 的溶解度小于 AgCl， 则有 Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)， C 错误；0.0
3、01 mol L 1 AgNO 3溶液与 0.001 mol L 1 的 KCl 溶液等体积混合，此时离子积 Q c(Ag ) c(Cl)0.000 522.5107K sp(AgCl)，故生成 AgCl 沉淀，D 错误。 2某 pH1 的 ZnCl2和 HCl 的混合溶液中含有 FeCl3杂质，为了除去 FeCl3杂质，需将溶液 调至 pH4。在调节溶液 pH 时，应选用的试剂是( ) ANaOH BZnO CZnSO4 DFe2O3 答案 B 解析 溶液中含有 FeCl3杂质， 将溶液调至 pH4， 可使 Fe3 水解生成 Fe(OH) 3沉淀而除去， 注意不能引入新的杂质，可加入 ZnO
4、 和酸反应调节溶液 pH，使铁离子全部沉淀。 3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 解析 根据题干信息，A 项中的操作可将 Fe2 先转化为 Fe3再
5、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 Cu 2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。 4要使工业废水中的重金属 Pb2 沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知 Pb2 与这些离子形成的化合物的溶解度如下： 化合物 PbSO4 PbCO3 PbS 溶解度/g 1.0310 4 1.8110 7 1.8410 14 由上述数据可知，选用的沉淀剂最好为( ) A硫化物 硫酸盐 C碳酸盐 以上沉淀剂均可 答案 A 解析 要将 Pb2
6、 沉淀，就要形成溶解度更小的物质，由表中数据可知，PbS 的溶解度最小， 故沉淀剂最好为硫化物。 题组二 沉淀的转化 5已知：25 时，KspMg(OH)25.6110 12，K sp(MgF2)7.4210 11。下列说法正确的 是( ) A25 时，饱和 Mg(OH)2溶液与饱和 MgF2溶液相比，前者的 c(Mg2 )大 B25 时，Mg(OH)2的悬浊液加入少量的 NH4Cl 固体，c(Mg2 )增大 C 25 时， Mg(OH)2固体在 20 mL 0.01 mol L 1 氨水中的 Ksp比在 20 mL 0.01 mol L 1 NH 4Cl 溶液中的 Ksp小 D25 时，在
7、Mg(OH)2的悬浊液中加入 NaF 溶液后，Mg(OH)2不可能转化为 MgF2 答案 B 解析 A 项，Mg(OH)2与 MgF2同属于 AB2型沉淀，KspMg(OH)2比 Ksp(MgF2)小，说明饱和 Mg(OH)2溶液中的 c(Mg2 )更小；B 项，Mg(OH) 2(s) Mg2 (aq)2OH(aq)，NH 4与 OH 反应，而使平衡右移，c(Mg2 )增大；C 项，K sp只与温度有关；D 项，Mg(OH)2的 Ksp与 MgF2 的 Ksp数量级接近，若 F 浓度足够大，Mg(OH) 2也能转化为 MgF2。 6 25 时， 已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别
8、为 Ksp(FeS)6.310 18； K sp(CuS) 1.310 36；K sp(ZnS)1.6 10 24。下列关于常温时的有关叙述正确的是( ) A硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大 B将足量的 ZnSO4晶体加入 0.1 mol L 1 的 Na2S 溶液中，Zn2 的浓度最大只能达到 1.610 23 mol L1 C除去工业废水中含有的 Cu2 ，可采用 FeS 固体作为沉淀剂 D向饱和的 FeS 溶液中加入 FeSO4溶液后，混合液中 c(Fe2 )变大、c(S2)变小，但 K sp(FeS) 变大 答案 C 解析 化学式所表示的组成中阴、 阳离子个数比相同时， Ksp
9、数值越大的难溶电解质在水中的 溶解能力越强，由 Ksp可知，常温下，CuS 的溶解度最小，故 A 错；将足量的 ZnSO4晶体加 入 0.1 mol L 1 的 Na2S 溶液中， c(S2 )将减至非常小， 而 Zn2的浓度远远大于 1.61023 mol L 1；因 CuS 比 FeS 更难溶，FeS 沉淀可转化为 CuS 沉淀；温度不变，K sp(FeS)不变。 7下列说法不正确的是( ) AMg(OH)2固体在溶液中存在平衡：Mg(OH)2(s)Mg2 (aq)2OH(aq)，该固体可溶于 NH4Cl 溶液 B向 ZnS 沉淀上滴加 CuSO4溶液沉淀变为黑色，可推知同温下 Ksp(Z
10、nS)Ksp(AgI) 答案 B 8(2019 吉林高二检测)已知 25 时，FeS、CuS 的溶度积常数(Ksp)分别为 6.310 18、 6.310 36。下列有关说法正确的是( ) A0.1 mol FeS 和 0.1 mol CuS 混合后加入 1 L 水中，所得溶液中 c(Fe2 )c(Cu2) B将足量 CuSO4溶解在 0.1 mol L 1 H 2S 溶液中，Cu 2的最大浓度为 6.31035 mol L1 C因为 H2SO4是强酸，所以反应 CuSO4H2S=CuSH2SO4不能发生 D向 H2S 的饱和溶液中通入少量 SO2气体，溶液的酸性增强 答案 A 解析 A 项，
11、 由于 Ksp(CuS)Ksp(FeS)， 所以 0.1 mol FeS 和 0.1 mol CuS 混合后加入 1 L 水中， 所得溶液中 c(Fe2 )c(Cu2)，正确；B 项，CuSO 4是易溶物质，则溶液中 Cu 2的最大浓度远 比 6.310 35 mol L1 大， 错误； C 项， CuS 不溶于 H2SO4， 该反应能发生，错误；D 项， 2H2S SO2=3S2H2O，酸性应减弱，错误。 9(2020 苏州调研)25 时有关物质的颜色和溶度积(Ksp)如下表： 物质 AgCl AgBr AgI Ag2S 颜色 白 淡黄 黄 黑 Ksp 1.810 10 7.710 13 1
12、.510 16 1.810 50 下列叙述中不正确的是( ) A向 AgCl 的白色悬浊液中加入 0.1 mol L 1 KI 溶液，有黄色沉淀产生 B25 时，AgCl、AgBr、AgI、Ag2S 饱和水溶液中 Ag 的浓度相同 C25 ，AgCl 固体在等物质的量浓度 NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同 D 在 5 mL 1.810 6 mol L1 NaCl 溶液中， 加入 1 滴(20 滴约为 1 mL)1103 mol L1 AgNO 3 溶液，不能产生白色沉淀 答案 B 解析 由 Ksp(AgCl)Ksp(AgI)可知，A 项正确；由四种物质的溶度积常数计算可知，其饱和 水溶液
13、中 c(Ag )的大小关系为 AgClAgBrAgIAg 2S，B 项错误；由于溶度积常数是温度 常数，温度不变其值不变，C 项正确；加入一滴硝酸银溶液后，c(Cl )可认为保持不变，即 c(Cl )1.8106 mol L1， 而 AgNO 3溶液相当于稀释 100 倍， 故 c(Ag )1105 mol L1， c(Cl ) c(Ag)1.81011K sp(AgCl)，故没有沉淀生成，D 项正确。 10工业上用化学法除锅炉的水垢时，先向锅炉中注入饱和 Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的 CaSO4转化为 CaCO3，再用盐酸除去已知：Ksp(CaCO3)1 10 10，K sp(CaSO4
14、)9 10 6，下 列说法错误的是( ) A升高温度，Na2CO3溶液的 Kw和 c(OH )均会增大 B沉淀转化的离子方程式为 CO2 3(aq)CaSO4(s) CaCO3(s)SO2 4(aq) C该条件下，CaCO3溶解度约为 110 3 g DCaSO4和 CaCO3共存的悬浊液中，cSO 2 4 cCO2 3910 4 答案 C 解析 升高温度，水的电离平衡正向移动，Kw增大，Na2CO3水解平衡正向移动，c(OH )增 大，故 A 项正确；沉淀由难溶物质转变为更难溶的物质，故 B 项正确；由 Ksp(CaCO3)可知饱 和CaCO3溶液的浓度为110 5 mol L1， 100
15、mL饱和CaCO 3溶液中含有CaCO3为110 4 g， 溶解度约为 110 4 g， 故 C 项错误； CaSO 4和 CaCO3共存的悬浊液中， cSO2 4 cCO2 3 KspCaSO4 KspCaCO3 9104，故 D 项正确。 题组三 沉淀溶解平衡图像分析 11已知锌及其化合物的性质与铝及其化合物相似。如图，横坐标为溶液的 pH，纵坐标为 Zn2 或 ZnO2 2的物质的量浓度(假设 Zn 2浓度为 105 mol L1时，Zn2已沉淀完全)。下列说 法不正确的是( ) A往 ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，反应的离子方程式可表示为 Zn2 4OH =ZnO2 22H2
16、O B从图中数据计算可得 Zn(OH)2的溶度积 Ksp10 17 C某废液中含 Zn2 ，沉淀 Zn2可以控制溶液 pH 的范围是 812 D向 1 L 1 mol L 1 ZnCl 2溶液中加入 NaOH 固体至 pH6，需 NaOH 0.2 mol 答案 D 解析 A 项，当溶液 pH12 时，Zn2 就转化成 ZnO2 2，正确；B 项，依据 pH7 时，c(Zn 2) 10 3 mol L1 计算，此时有沉淀溶解平衡存在，Ksp10 3(107)21017，正确；C 项， 当 c(Zn2 )105 mol L1 时认为废液中 Zn2 已完全沉淀，所以控制 pH 在 812 范围内可将
17、 Zn2 沉淀完全，正确；D 项，当 pH6 即 c(OH)108 mol L1，由 K sp可知此时 c(Zn 2) 10 1 mol L1，即有 0.9 mol Zn2转化为 Zn(OH) 2，需 NaOH 为 1.8 mol，不正确。 12.不同温度(T1和 T2)时，硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知硫酸钡在水中溶 解时吸收热量。下列说法正确的是( ) AT1T2 B加入 BaCl2固体，可使溶液由 a 点变到 c 点 Cc 点时，在 T1、T2两个温度下均有固体析出 Da 点和 b 点的 Ksp相等 答案 D 解析 因为硫酸钡在水中溶解时吸收热量，则温度升高硫酸钡的 Ksp
18、增大，T2时硫酸钡的 Ksp 大于 T1时硫酸钡的 Ksp，故 T2T1，A 错误；硫酸钡溶液中存在着沉淀溶解平衡，a 点在平 衡曲线上，加入 BaCl2，c(Ba2 )增大，平衡左移，c(SO2 4)应降低，所以不能使溶液由 a 点变 到 c 点，B 错误；在 T1时 c 点溶液的 QKsp，有沉淀析出，在 T2时 c 点溶液的 QKsp，没 有沉淀析出，C 错误；温度不变，Ksp不变，同一温度下，在曲线上的任意一点 Ksp都相等， D 正确。 13常温下，几种难溶氢氧化物的饱和溶液中金属离子浓度的负对数与溶液的 pH 关系如图 所示。 下列说法正确的是( ) Aa 点代表 Fe(OH)2饱
19、和溶液 BKspFe(OH)3KspAl(OH)3KspFe(OH)2KspMg(OH)2 C向 0.1 mol L 1 Al3、Mg2、Fe2混合溶液中，逐滴滴加稀 NaOH 溶液，Mg2最先沉淀 D在 pH7 的溶液中，Fe3 、Al3、Fe2能大量共存 答案 B 解析 a 点不在曲线上，不能代表 Fe(OH)2饱和溶液，A 错误；沉淀 Fe3 的 pH 最小，因此 Fe(OH)3的溶度积常数最小，则 KspFe(OH)3KspAl(OH)3KspFe(OH)2KspMg(OH)2，B 正 确； 根据溶度积常数大小可知向 0.1 mol L 1 Al3、 Mg2、 Fe2混合溶液中， 逐滴
20、滴加稀 NaOH 溶液，Al3 最先沉淀，C 错误；根据图像可知在 pH7 的溶液中，Fe3、Al3不能大量存在， D 错误。 14(2020 济南高二质检)已知常温下，AgBr 的 Ksp4.910 13、AgI 的 K sp8.310 17。 (1)现向含有 AgI 的饱和溶液中： 加入固体 AgNO3，则 c(I )_(填“变大”“变小”或“不变”，下同)； 若改加更多的 AgI 固体，则 c(Ag )_； 若改加 AgBr 固体，则 c(I )_，而 c(Ag)_。 (2)现向含有NaBr、 KI均为0.002 mol L 1的溶液中加入等体积浓度为4103 mol L1 AgNO 3
21、 溶液，则产生的沉淀是_(填化学式)；若向其中再加入适量的 NaI 固体，则最 终可发生沉淀转化的总反应式表示为_。 答案 (1)变小 不变 变小 变大 (2)AgI、AgBr AgBr(s)I (aq) AgI(s)Br (aq) 解析 (1)加入 AgNO3固体，使 c(Ag )增大，AgI 溶解平衡向左移动，c(I)减小。改加更 多的 AgI 固体，仍是该温度下的饱和溶液，各离子浓度不变。因 AgBr 的溶解度大于 AgI 的溶解度，所以改加 AgBr 固体时，使 c(Ag )变大，而使 AgI 的溶解平衡向生成 AgI 的方向 移动， c(I )变小。 (2)等体积混合后 c(Br)c
22、(I)0.001 mol L1， c(Ag)2103 mol L1。 因 Ksp(AgI)4.91013，所以有 AgBr 沉淀生成；若再向其中加入适量 NaI 固体时，会有 AgBr 转化为 AgI。 15已知：25 时，Ksp(BaSO4)110 10，K sp(BaCO3)110 9。 (1)医学上进行消化系统的 X 射线透视时，常使用 BaSO4作内服造影剂。胃酸酸性很强(pH 约 为 1)，但服用大量 BaSO4仍然是安全的，BaSO4不溶于酸的原因是(用溶解平衡原理解 释)_。 万一误服了少量 BaCO3，应尽快用大量 0.5 mol L 1 Na 2SO4溶液洗胃，如果忽略洗胃过
23、程中 Na2SO4溶液浓度的变化，残留在胃液中的 Ba2 浓度仅为_ mol L1。 (2)长期使用的锅炉需要定期除水垢，否则会降低燃料的利用率。水垢中含有 CaSO4，可先用 Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的 CaCO3，而后用酸除去。 CaSO4转化为 CaCO3的离子方程式为 _。 请分析 CaSO4转化为 CaCO3的原理： _。 答案 (1)对于平衡 BaSO4(s)Ba2 (aq)SO2 4(aq)，H 不能减少 Ba2或 SO2 4的浓度，平衡 不能向沉淀溶解的方向移动 210 10 (2)CaSO4(s)CO2 3(aq) CaCO3(s)SO2 4(aq) C
24、aSO4存在沉淀溶解平衡，加入 Na2CO3溶液后，CO2 3与 Ca 2结合生成 CaCO 3沉淀，Ca 2 浓度减小，使 CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动 解析 BaSO4(s)Ba2 (aq)SO2 4(aq)， 由于 Ba 2、 SO2 4均不与 H 反应， 无法使平衡移动。 c(Ba2 )KspBaSO4 cSO2 4 210 10 mol L1。 16工业上制取 CuCl2的生产流程如下： 请结合下表数据，回答问题： 物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3 溶度积(25 ) 8.010 16 2.210 20 4.010 38 完全沉淀时的 pH 范围 9.6
25、6.4 34 (1)在溶液 A 中加入 NaClO 的目的是_。 (2)在溶液 B 中加入 CuO 的作用是_。 (3)操作 a 的目的是_。 (4)在 Cu(OH)2中加入盐酸使 Cu(OH)2转化为 CuCl2，采用稍过量盐酸和低温蒸干的目的是 _。 答案 (1)将 Fe2 氧化为 Fe3，使后续分离更加完全 (2)调节溶液的 pH 为 34，使 Fe3 完全转化为 Fe(OH) 3沉淀 (3)洗涤 Cu(OH)2表面的可溶性杂质 (4)抑制 Cu2 的水解 解析 (1)由生产流程可知，加入 NaClO 的目的是将 Fe2 氧化为 Fe3，以便在后续的生产中 被除去。(2)溶液 B 呈酸性，Fe3 可溶，加入的 CuO 可以与酸反应，提高溶液的 pH，当溶液 的 pH 为 34 时，Fe3 就会以 Fe(OH) 3的形式沉淀出来。(4)CuCl2溶液在蒸发结晶过程中会 发生水解反应：Cu2 2H 2O Cu(OH)22H ，加入稍过量盐酸和采用低温蒸干可抑制 Cu2 水解，从而得到较高纯度的产品。
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