1、第第 5 5 讲讲难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡 考试要点核心素养 1.了解难溶电解质的沉淀溶解 平衡。 2.理解溶度积(Ksp)的含义,能进 行相关的计算。 1.变化观念与平衡思想:认识难溶电解质的溶解平衡有一定 限度,是可以调控的。能多角度、动态地分析难溶电解质的 溶解平衡,并运用难溶电解质的溶解平衡原理解决实际问题 (利用生成沉淀处理污水等)。 2.科学探究与创新意识:能发现和提出有关难溶电解质的溶 解平衡的问题;能从问题和假设出发,确定探究目的,设计探 究方案,进行沉淀转化等实验探究。 一、沉淀溶解平衡及其应用 1.溶解度 (1)定义:在一定温度下,某固体物质在 100g 溶
2、剂中形成饱和溶液时,溶解的溶质质 量为该物质在该温度下的溶解度,用S表示。 (2)溶解度与溶解性的关系 20时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系。 溶解性易溶可溶微溶难溶 溶解度10g110g0.011g?结晶固体溶解 ?溶解=?结晶溶解平衡 ?溶解Ksp:溶液过饱和,有沉淀析出 Qc=Ksp:溶液饱和,处于平衡状态 QcKsp:溶液未饱和,无沉淀析出 2.Ksp的影响因素 Ksp只受温度影响,与其他外界条件无关。绝大多数难溶电解质的溶解是吸热 过程,升高温度,平衡向溶解方向移动,Ksp增大。 3.使用Ksp的意义 对于相同类型的物质,Ksp的大小反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小
3、,也反映 了该物质在溶液中形成沉淀的难易程度。 1.易错易混辨析(正确的画“”,错误的画“”)。 (1)沉淀达到溶解平衡状态,溶液中各离子浓度一定相等() (2)升高温度,沉淀溶解平衡一定正向移动() (3)室温下,AgCl 在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度() (4)AgCl 沉淀易转化为 AgI 沉淀且Ksp(AgX)=c(Ag +)c(X-),故 Ksp(AgI)Ksp(AgCl)() (5)常温下,向 BaCO3的饱和溶液中加入 Na2CO3固体,会有 BaCO3生成() (6)Ksp(AB2)0,改变外界条件,请将影响平衡的结果填入下表: 改变的条件移动方向平衡后c(Ag +)
4、平衡后c(Cl -) Ksp 升高温度 加水稀释 加入少量 AgNO3 通入 HCl 通入 H2S 答案正向增大增大增大 正向不变不变不变 逆向增大减小不变 逆向减小增大不变 正向减小增大不变 3.在化学分析中采用 K2CrO4为指示剂,以 AgNO3标准溶液滴定溶液中 Cl -,利用 Ag+与 CrO 4 2-生成砖 红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中 Cl -恰好沉淀完全(浓度等于 1.010-5molL-1)时,溶液 中c(Ag +)为 molL -1,此时溶液中 c(CrO4 2-)等于 molL -1。(已知 Ag 2CrO4、 AgCl 的Ksp分别为 2.010 -12和 2.
5、010-10) 答案2.010 -5 5.010 -3 解析c(Ag +)=?sp(AgCl) ?(Cl-) =2.010 -10 1.010-5 molL -1=2.010-5molL- 1,c(CrO 4 2-)=?sp(Ag2CrO4) ?2(Ag+) = 2.010-12 (2.010-5)2molL -1=5.010-3molL-1。 考点一考点一沉淀溶解平衡及其应用沉淀溶解平衡及其应用 典例探究 例氧化铁是一种重要的无机材料,化学性质稳定,催化活性高,具有良好的耐光性、耐热 性和对紫外线的屏蔽性,从某种酸性工业废液(主要含 Na +、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+、Cl-、
6、SO 4 2-)中 回收氧化铁的流程如图所示。 已知:常温下KspMg(OH)2=1.210 -11,K spFe(OH)2=2.210 -16,K spFe(OH)3=3.510 - 38,K spAl(OH)3=1.010 -33。 (1)写出在该酸性废液中通入空气时发生的反应的离子方程式:,使用 空气的优点是。 (2)常温下,在 pH=5 的溶液中 Fe 3+存在的最大浓度为 。 (3)有人利用氨水调节溶液 pH,在 pH=5 时将 Fe(OH)3沉淀出来,此时可能混有的杂质是 (填化学式,下同),用可将其除去。 答案(1)4Fe 2+O 2+4H + 4Fe 3+2H 2O 耗费少且无
7、污染 (2)3.510 -11molL-1 (3)Al(OH)3NaOH 溶液 解析(1)向酸性废液中通入空气时,Fe 2+可被空气中的氧气氧化,反应的离子方程式为 4Fe 2+O 2+4H + 4Fe 3+2H 2O;该方法的优点是耗费少且无污染。(2)溶液 pH=5,则c(OH -)=10- 9molL-1,根据 KspFe(OH)3=3.510 -38,即可计算出 c(Fe 3+)为 3.510-11molL-1。(3)根据 KspAl(OH)3=1.010 -33,可计算出溶液 pH=5 时,c(Al3+)=1.010-6molL-11.010-5molL- 1,Al3+也完全沉淀,故
8、可能混有的杂质是 Al(OH) 3;Al(OH)3能溶于强碱,而 Fe(OH)3不溶,故可用 NaOH 溶液除去 Al(OH)3沉淀。 名师点拨 常见离子沉淀先后顺序 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Ksp表达 式相同时,Ksp越小,沉淀的溶解度越小),则最先生成该沉淀。如: (1)向含等浓度 Cl -、Br-、I-的混合液中加入 AgNO 3溶液,最先生成的沉淀是 AgI; (2)向含等浓度 CO3 2-、OH-、S2-的混合液中加入 CuSO 4溶液,最先生成的沉淀是 CuS; (3)含有 Fe 2+、Fe3+、Zn2+的溶液调节 pH,最先生成的
9、沉淀是 Fe(OH) 3; (4)向 Mg(HCO3)2溶液中加入适量 NaOH 溶液,生成的沉淀是 Mg(OH)2。 题组训练 题组一沉淀溶解平衡及其影响因素 1.(2020 山东德州模拟)工业上向锅炉里注入 Na2CO3溶液浸泡,将水垢中的 CaSO4转化为 CaCO3,而 后用盐酸去除。下列叙述不正确的是() A.温度升高,Na2CO3溶液的KW增大,c(OH -)增大 B.沉淀转化的离子方程式为 CO3 2-+CaSO 4 CaCO3+SO4 2- C.在盐酸中,CaCO3的溶解性大于 CaSO4 D.Na2CO3溶液遇 CO2后,阴离子浓度均减小 答案D根据 CO3 2-+CO 2+
10、H2O 2HCO3 -知,HCO 3 -浓度增大,D 错误。 2.(2020 湖南岳阳月考)已知溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s)Ca 2+(aq)+2OH-(aq) H0,下列有 关该平衡体系的说法正确的是() 升高温度,平衡逆向移动 向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子的浓度 除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子,可以向溶液中加入适量的 NaOH 溶液 恒温下,向溶液中加入 CaO,溶液的 pH 增大 给溶液加热,溶液的 pH 增大 向溶液中加入 Na2CO3溶液,其中固体质量增加 向溶液中加入少量 NaOH 固体,Ca(OH)2固体质量不变 A.B.C.D. 答案A 题组二沉淀溶解平衡的
11、应用 3.(2020 安徽芜湖检测)工业上采用湿法炼锌过程中,以 ZnSO4为主要成分的浸出液中,含有 Fe 3+、 Fe 2+、Cu2+、Cl-等杂质,这些杂质对锌的电解工序有妨碍,必须事先除去。现有下列试剂可供选 择:酸性 KMnO4溶液,NaOH 溶液,ZnO,H2O2溶液,Zn,Fe,AgNO3,Ag2SO4。下列说法 不正确的是() A.用酸性 KMnO4溶液将 Fe 2+氧化成 Fe3+,再转化为 Fe(OH) 3沉淀除去 B.用 ZnO 调节浸出液的酸碱性,可使某些离子形成氢氧化物沉淀 C.在实际生产过程中,加入 Ag2SO4可除去 Cl -,是利用了沉淀转化的原理 D.可以用
12、ZnCO3代替 ZnO 调节溶液的酸碱性 答案A用酸性 KMnO4溶液氧化 Fe 2+时,会引入 K+、Mn2+等新的杂质,这些离子在后续反应中难 以除去,影响生产,A 错误。 4.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 0.5molL -1Na 2SO4溶液给患者洗胃,如果忽略洗胃过程中 Na2SO4溶液浓
13、度的变化,残留在胃液中的 Ba 2+浓度仅为 molL -1。 (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。水垢中含有的 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)Ba 2+(aq)+SO 4 2-(aq),H+不会使 Ba2+或 SO 4 2-的浓度减小,平衡不会 向溶解的方向移动210 -10 (2)CaSO4(s)+CO3 2-(aq) CaCO3(s)+SO4 2-(aq) CaSO4存
14、在沉淀溶解平衡,加入 Na2CO3溶液后,CO3 2-与 Ca2+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(1)c(Ba 2+)=?sp(BaSO4) ?(SO4 2-) =210 -10molL-1。 考点二考点二溶度积常数及其应用溶度积常数及其应用 典例探究 例(2020 河北衡水模拟)某温度下,难溶物 FeR 的水溶液中存在平衡 FeR(s)Fe 2+(aq)+R2-(aq),其沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是 () A.可以通过升温实现由 a 点到 c 点 B.b 点对应的Ksp等于 a 点对应的Ksp C.d 点可能有
15、沉淀生成 D.该温度下,Ksp=410 -18 答案B升高温度,Fe 2+和 R2-的浓度同时增大,A 错误;曲线上的点,均为平衡点,温度不 变,Ksp不变,B 正确;d 点相对于平衡点 a 点,c(Fe 2+)相同,c(R2-)小于 a 点,没有沉淀生成,C 错误; 选 a 点或 b 点计算,Ksp(FeR)=210 -18,D 错误。 名师点拨 有关沉淀溶解平衡图像题目的解题策略 (1)曲线上的任意一点,都代表指定温度下的饱和溶液,由对应的离子浓度可求Ksp。 (2)根据纵坐标、横坐标表示的含义,判断曲线外的点的溶液处于过饱和状态还是不饱和状 态。 (3)比较Qc与Ksp的大小,判断溶液中
16、有无沉淀析出。 (4)涉及Qc的计算时,所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,因此计算离子浓度 时,所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。 题组训练 题组一沉淀溶解平衡曲线的理解与应用 1.(2020 河南洛阳模拟)已知:常温下,Ksp(BaCrO4)1.010 -10。有关溶度积的曲线如图所示。下 列推断正确的是() A.升温可使 c 点迁移到 b 点 B.b 点溶度积大于 c 点 C.a=1.010 -5 D.蒸发 d 点溶液可迁移到 b 点 答案C曲线上各点代表达到铬酸钡溶解平衡状态,升温,溶度积变化,曲线上的点离开曲线,A 项错误;曲线上各点对应的溶度积相等,B 项错误;由题图
17、可知,b点 c(Ba 2+)=c(CrO 4 2-)= ?sp(BaCrO4)=1.010-5molL-1,C 项正确;蒸发掉水,c(Ba2+)、c(CrO 4 2-)都 会增大,d 点向 c 点方向移动,D 项错误。 2.(2020 广西桂林模拟)溶洞的形成与碳酸钙的溶解平衡有关。下图是碳酸钙(CaCO3)在 25和 100两种情况下,在水中的沉淀溶解平衡曲线。下列有关说法正确的是() A.CaCO3(s)Ca 2+(aq)+CO 3 2-(aq) H0,A 项错误;Ksp仅与温度有关,B 项错误;25时,用 c 点数据计 算,Ksp=c(Ca 2+)c(CO 3 2-)=2.010-51.
18、410-4=2.810-9,C 项正确;挥发水分,c(Ca2+)、c(CO 3 2-) 均增大,而 a 点到 c 点,c(Ca 2+)不变,D 项错误。 题组二与Ksp有关的计算 3.(2020 陕西宝鸡模拟)常温下,有关物质的溶度积如表所示。 物质CaCO3MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3 Ksp4.9610 -9 6.8210 -6 4.6810 -6 5.6110 -12 2.6410 -39 下列有关说法不正确的是() A.常温下,除去 NaCl 溶液中的 MgCl2杂质,选用 NaOH 溶液比 Na2CO3溶液效果好 B.常温下,除去 NaCl 溶液中的 CaCl
19、2杂质,选用 Na2CO3溶液比 NaOH 溶液效果好 C.向含有 Mg 2+、Fe3+的溶液中滴加 NaOH 溶液,当两种沉淀共存且溶液的 pH=8 时,c(Mg 2+)c(Fe3+)=2.1251021 D.无法利用 Ca(OH)2制备 NaOH 答案DA 项,KspMg(OH)2Ksp(MgCO3),所以用 NaOH 溶液可使 Mg 2+沉淀更完全,正确;同理可知 B 项正确;C 项,pH=8 即c(OH -)=110-6molL-1,当两种沉淀共存时,有 c(Mg 2+)c(Fe3+)=?(Mg2+)?2(?H-) ?(Fe3+)?3(?H-)c(OH -)=?spMg(OH)2 ?s
20、pFe(OH)3c(OH -)=2.1251021,正确;D 项,可用下述 反应实现:Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3+2NaOH,错误。 4.根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题: (1)在 Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后过滤,若测得滤液中c(CO3 2-)=10-3molL-1,则 Ca2+是否 沉淀完全?(填“是”或“否”)。已知c(Ca 2+)10-5molL-1时可视为沉淀完 全;Ksp(CaCO3)=4.9610 -9 (2)已知:25时,KspMg(OH)2=5.610 -12;酸碱指示剂百里酚蓝变色的 pH 范围如下: pH9.6 颜色黄色绿
21、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 50mL0.018molL -1的 AgNO 3溶液中加入 50mL0.020molL -1的盐酸,生成沉淀。已知该温 度下 AgCl 的Ksp=1.010 -10,忽略溶液的体积变化,请计算: 完全沉淀后,溶液中c(Ag +)= 。 完全沉淀后,溶液中 pH=。 如果向完全沉淀后的溶液中继续加入 50mL0.001molL -1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 -7molL-1 2否 解析(1)根据Ksp(CaCO3)=c(Ca 2+)
22、c(CO 3 2-)=4.9610-9,得 c(Ca 2+)=4.9610-9 10-3 molL -1=4.9610- 6molL-19.6,溶液为蓝色。(3)反应 前,n(Ag +)=0.018molL-10.05L=0.910-3mol,n(Cl-)=0.020molL-10.05L=110-3mol,反应 后剩余的c(Cl -)=1.010-3molL-1,c(Ag+)=Ksp(AgCl) ?(Cl-) =1.010 -7molL-1。H+没有参与反应,完全 沉淀后,c(H +)=0.010molL-1,pH=2。因为加入的盐酸中 c(Cl -)和反应后所得溶液中的 c(Cl -) 相
23、同,c(Cl -)没有改变,c(Ag+)变小,所以 Qc=c(Ag +)c(Cl-)K sp(AgCl),没有沉淀产生。 1.(2019 课标,12,6 分)绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉 (CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是 () A.图中a和b分别为T1、T2温度下 CdS 在水中的溶解度 B.图中各点对应的Ksp的关系为:Ksp(m)=Ksp(n)Ksp(p)Ksp(q) C.向 m 点的溶液中加入少量 Na2S 固体,溶液组成由 m 沿 mpn 线向 p 方向移动 D.温度降低时,q 点的饱和溶液的组成由
24、 q 沿 qp 线向 p 方向移动 答案BCdS 在水中达到溶解平衡时 Cd 2+、S2-浓度相等,可求出一定温度下 CdS 在水中的溶解 度,A 项正确;m、p、n 为同一温度下的 CdS 的溶解平衡状态,三点的Ksp相等,B 项错误;向 m 点溶 液中加入 Na2S,S 2-浓度增大,但 Ksp不变,则溶液组成由 m 沿T1时的平衡曲线向 p 方向移动,C 项正 确;温度降低,Ksp减小,q 沿 qp 线向 p 方向移动,D 项正确。 2.(2018 课标,12,6 分)用 0.100molL -1AgNO 3滴定 50.0mL0.0500molL -1Cl-溶液的滴定曲线 如图所示。下列
25、有关描述错误的是() A.根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为 10 -10 B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag +)c(Cl-)=K sp(AgCl) C.相同实验条件下,若改为 0.0400molL -1Cl-,反应终点 c 移到 a D.相同实验条件下,若改为 0.0500molL -1Br-,反应终点 c 向 b 方向移动 答案CA 项,根据滴定曲线知,当加入 25mLAgNO3溶液时达到反应终点,此时c(Cl -)110- 5molL-1,Ag+沉淀完全,则 c(Ag +)=110-5molL-1,故 Ksp(AgCl)=c(Ag +)c(Cl-),数量级为 10-1
26、0, 正确;B 项,由溶度积常数的定义知,曲线上各点满足Ksp(AgCl)=c(Ag +)c(Cl-),正确;C 项,相同 条件下,若改为 0.0400molL -1Cl-,达到反应终点时 c(Cl -)不变,消耗 V(AgNO3)=20mL,错误;D 项, 相同条件下,若改为 0.0500molL -1Br-,由于 Ksp(AgBr)Ksp(AgCl),达到反应终点时c(Br -)2.810-9,因等体积混 合,c(CO3 2-)=110-4molL-1,故混合溶液中 c(Ca 2+)应大于 2.810-5molL-1,则混合前 c(CaCl2) 至少应为 5.610 -5molL-1,故选
27、 D。 4.(2020 北京顺义一模)某实验小组探究常温下难溶电解质的溶解平衡,查得如下资料: 难溶电解质FeSCuSMg(OH)2Fe(OH)3 Ksp(溶解平衡常数)6.310 -18 6.310 -36 1.810 -11 4.010 -38 依据上述数据进行的预测不合理的是() A.向饱和 FeS 溶液中加入少量 Na2S 固体,有浑浊出现 B.除去 FeSO4溶液中的 CuSO4,可选用 FeS 作沉淀剂 C.向含等物质的量的 MgCl2和 FeCl3的混合溶液中逐滴加入 NaOH 溶液,最先出现的沉淀是 Mg(OH)2 D.向 1mL0.1molL -1MgCl 2溶液中滴加 2m
28、L0.1molL -1NaOH 溶液,取澄清溶液滴加 2 滴 0.1molL -1FeCl 3溶液,有浑浊出现 答案CA 项,饱和 FeS 溶液中存在沉淀溶解平衡 FeS(s)Fe 2+(aq)+S2-(aq),加入少量 Na 2S 固体溶解后硫离子浓度增大,平衡逆向进行,有浑浊出现,正确;B 项,FeS 的溶度积大于 CuS 的溶 度积,除去 FeSO4溶液中的 CuSO4,可选用 FeS 作沉淀剂,正确;C 项,KspFe(OH)3Ksp(AgI),即碘化银比氯化银更难溶,正确;C 项,由实验可知,Ag2S 比 AgI 难溶,故 Ag2S 比 AgCl 难溶,所以按顺序实验可以看到沉淀转
29、化的现象,错误;D 项,由实验知,Ksp(AgCl)Ksp(AgI),所以若按顺序实验,则不会观察到黄 色沉淀变成白色沉淀的现象,正确。 6.(2020 北京东城模拟)工业上常用还原沉淀法处理含铬废水(Cr2O7 2-和 CrO 4 2-),常温下其流程如 下: CrO4 2- (黄色) Cr2O7 2- (橙色) Cr3+ (绿色) Cr(OH)3 已知步骤生成的 Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡: Cr(OH)3(s)Cr 3+(aq)+3OH-(aq) Ksp=c(Cr 3+)c3(OH-)=10-32 下列有关说法正确的是() A.步骤中当v(CrO4 2-)=2v(Cr 2
30、O7 2-)时,说明反应:2CrO 4 2-+2H+ Cr2O7 2-+H 2O 达到平衡状态 B.若向 K2Cr2O7溶液中加 NaOH 浓溶液,溶液可由黄色变橙色 C.步骤中,若要还原 1molCr2O7 2-,需要 12molFe2+ D.步骤中,当将溶液的 pH 调节至 5 时,可认为废水中的铬元素已基本除尽当溶液中c(Cr 3+) 10 -5mol/L 时,可视作该离子沉淀完全 答案Dv(CrO4 2-)=2v(Cr 2O7 2-)时,正、逆反应速率不等,不能说明反应达到平衡状态,故 A 错误; 向反应 2CrO4 2-(黄色)+2H+ Cr2O7 2-(橙色)+H 2O 中加 Na
31、OH 浓溶液,氢离子浓度减小,平衡逆向移 动,则溶液由橙色变为黄色,故 B 错误;还原 1molCr2O7 2-,转移电子的物质的量为 1mol2(6- 3)=6mol,Fe 元素的化合价由+2 升高为+3,则由得失电子守恒可知需要 6molFe 2+,故 C 错误;步骤 中,当将溶液的 pH 调节至 5 时,c(OH -)=10-9mol/L,由 Ksp可知c(Cr 3+)=10-32 (10-9)3mol/L=10 -5mol/L,废 水中的铬元素已基本除尽,故 D 正确。 7.(2020 辽宁沈阳模拟)已知:pCu=-lgc(Cu +),pX=-lgc(X-)。298K 时,Ksp(Cu
32、Cl)=a10 6,K sp(CuBr)=b10 -9,K sp(CuI)=c10 -12。CuCl、CuBr、CuI 的饱和溶液中阳离 子和阴离子浓度关系如图所示。下列说法正确的是() A.298K 时,在 CuCl 的饱和溶液中加入少量 NaCl,c(Cu +)和 c(Cl -)都减小 B.图中 x 代表 CuI 曲线,且 P 点c(Cu +)=c(I-) C.298K 时,增大 M 点的阴离子浓度,则 y 上的点向 N 点移动 D.298K 时,CuBr(s)+I -(aq) CuI(s)+Br -(aq)的平衡常数 K的数量级为 10 3或 102 答案DCuCl 的饱和溶液中存在溶解
33、平衡:CuCl(s)Cu +(aq)+Cl-(aq),加入少量 NaCl,c(Cl-) 增大,平衡逆向移动,c(Cu +)减小,A 项错误;题图中横纵坐标之和 pCu+pX=-lgc(Cu+)+-lgc(X- )=-lgc(Cu +)c(X-)=-lgK sp(CuX),故横纵坐标之和越小,Ksp越大,因此 x 代表溶解度最大的 CuCl 曲线,P 点c(Cu +)=c(Cl-),B 项错误;y 代表 CuBr 曲线,增大 M 点的 c(Br - ),CuBr(s)Cu +(aq)+Br-(aq),平衡逆向移动,c(Cu+)减小,c(Br-)增大,而 M 点向 N 点移动,pCu 减小,pBr
34、 增大,即c(Cu +)增大,c(Br-)减小,C 项错误;题给反应的平衡 常数 K=?(Br -) ?(I-) =?(Cu +)?(Br-) ?(Cu+)?(I-) = ?sp(CuBr) ?sp(CuI) = ?10-9 ?10-12= ? ?10 3,故该反应平衡常数的数量级为 103或 102,D 项正确。 8.向含 MgCl2和 CuCl2的溶液中逐滴加入 0.1molL -1的 NaOH 溶液,沉淀的质量(m)与加入 NaOH 溶液体积(V)的关系如图所示,已知V2=3V1,下列说法正确的是 () A.原溶液中 MgCl2和 CuCl2的物质的量浓度相等 B.该实验不能证明 Cu(
35、OH)2的Ksp比 Mg(OH)2的Ksp小 C.水的电离程度:ABC D.若向 Cu(OH)2悬浊液中加入 MgCl2溶液,一定会有 Mg(OH)2生成 答案C由题图可知,OA 段生成的蓝色沉淀为 Cu(OH)2,AB 段生成的沉淀为 Mg(OH)2,V2=3V1, 说明nMg(OH)2=2nCu(OH)2,故原溶液中 MgCl2和 CuCl2的物质的量浓度不相等,A 错误;CuCl2 的物质的量浓度小且 Cu 2+先沉淀,说明 Cu(OH) 2的Ksp比 Mg(OH)2的Ksp小,B 错误;A 点溶液中溶质 为 NaCl 和 MgCl2,B 点溶液中溶质为 NaCl,C 点溶液中溶质为 N
36、aCl 和 NaOH,镁离子水解促进水的 电离,NaOH 抑制水的电离,NaCl 对水的电离无影响,故水的电离程度:ABC,C 正确;若要生成沉 淀,则必须满足QcKsp,题中未给出相关离子的浓度,故无法判断是否生成沉淀,D 错误。 9.毒重石的主要成分为 BaCO3(含 Ca 2+、Mg2+、Fe3+等杂质),实验室利用毒重石制备 BaCl 22H2O 的 流程如下: 已知:Ksp(BaC2O4)=1.610 -7,K sp(CaC2O4)=2.310 -9 Ca 2+ Mg 2+ Fe 3+ 开始沉淀时的 pH11.99.11.9 完全沉淀时的 pH13.911.13.2 加入 NH3H2
37、O 调 pH=8 可除去(填离子符号),滤渣中含(填化学式)。 加入 H2C2O4时应避免过量,原因是。 答案Fe 3+ Mg(OH)2、Ca(OH)2H2C2O4过量会导致生成 BaC2O4沉淀,产品产量减少 解析由题表中信息可知 pH=8 时 Fe 3+可完全沉淀,Mg2+、Ca2+未开始沉淀;pH=12.5 时 Mg2+完全沉 淀,Ca 2+部分沉淀。K sp(CaC2O4)Ksp(BaC2O4),向含有 Ca 2+和 Ba2+的溶液中加入 H 2C2O4,Ca 2+先形成 CaC2O4沉淀,但 H2C2O4不能过量,否则 Ba 2+也会沉淀。 B B 组组综合提升综合提升 10.(20
38、20 云南曲靖模拟)t时,已知 PdI2在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法正确 的是() A.在t时 PdI2的Ksp=710 -9 B.图中 a 点是饱和溶液,b 点对应的溶液是不饱和溶液 C.向 a 点的溶液中加入少量 NaI 固体,溶液由 a 点向 d 点方向移动 D.要使 d 点移动到 b 点可以降低温度 答案B由题图可知,在t时,PdI2的Ksp=710 -5(110-4)2=710-13,故 A 错误;题图中 a 点 是饱和溶液,b 点变为 a 点,c(Pb 2+)增大,即 b 点是不饱和溶液,故 B 正确;向 a 点的溶液中加入少 量 NaI 固体,即向溶液中引入 I -
39、,c(I-)增大,PdI 2的溶解平衡向生成沉淀的方向移动,c(Pb 2+)减小, 溶液由 a 点向 c 点方向移动,故 C 错误;沉淀溶解的过程为吸热过程,要使 d 点移动到 b 点,使饱 和溶液变为不饱和溶液,降低温度,平衡向放热的方向移动,即向生成沉淀的方向移动,仍为饱和 溶液,故 D 错误。 11.已知锌及其化合物的性质与铝及其化合物的性质相似。如图横坐标为溶液的 pH,纵坐标为 Zn 2+或Zn(OH) 4 2-的物质的量浓度的对数。25时,下列说法中不正确的是 () A.往 ZnCl2溶液中加入过量 NaOH 溶液,反应的离子方程式为 Zn 2+4OH- Zn(OH)4 2- B.
40、若要从某废液中完全沉淀 Zn 2+,通常可以调控该溶液的 pH 在 8.012.0 C.pH=8.0 与 pH=12.0 的两种废液中,Zn 2+浓度之比为 1081 D.该温度时,Zn(OH)2的溶度积常数Ksp为 110 -10 答案D由题图可知,在 a 点,pH=7.0,lgc(Zn 2+)=-3.0,所以 c(OH -)=10-7molL-1、c(Zn2+)=10- 3molL-1,K spZn(OH)2=c 2(OH-)c(Zn2+)=10-17,D 项错误。 12.从废铅蓄电池铅膏(含 PbSO4、PbO2和 Pb 等)中回收铅的一种工艺流程如下: 已知:浓硫酸不与 PbO2反应,
41、Ksp(PbCl2)=2.010 -5,K sp(PbSO4)=1.510 -8,PbCl 2(s)+2Cl - (aq)PbCl4 2-(aq)。下列说法错误的是 ( ) A.合理处理废铅蓄电池有利于资源再利用和防止重金属污染 B.步骤中可用浓硫酸代替浓盐酸 C.步骤、中均涉及过滤操作 D.PbSO4(s)+2Cl -(aq) PbCl2(s)+SO4 2-(aq)的平衡常数为 7.510-4 答案B铅会使蛋白质变性,造成人体重金属中毒,所以合理处理废铅蓄电池有利于资源再利 用和防止重金属污染,A 项正确;浓硫酸不与 PbO2反应,B 项错误;步骤、中均需要分离 液体与不溶性固体,都涉及过滤
42、操作,C 项正确;PbSO4(s)+2Cl -(aq) PbCl2(s)+SO4 2-(aq)的平 衡常数为 ?sp(PbSO4) ?sp(PbCl2)=7.510 -4,D 项正确。 13.以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉 降法处理含砷废水,相关数据如下。 表 1几种砷酸盐的Ksp 难溶物Ksp Ca3(AsO4)26.810 -19 AlAsO41.610 -16 FeAsO45.710 -21 表 2工厂污染物排放浓度及允许排放标准 污染物H2SO4As 浓度28.42gL -1 1.6gL -1 排放标准pH690.5mgL -1 回答下
43、列问题: (1)该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)=molL -1。 (2)写出难溶物 Ca3(AsO4)2的Ksp表达式:KspCa3(AsO4)2=。若混合溶液 中 Al 3+、Fe3+的浓度均为 1.010-4molL-1,c(AsO 4 3-)最大是 molL -1。 (3)工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H3AsO3为弱酸)不易沉降,可投入 MnO2先将其氧化成五价 砷(H3AsO4为弱酸),写出该反应的离子方程式:。 (4)在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入生石灰调节 pH 到 2,再投入生石灰将 pH 调节 到 8 左右使五价砷以 Ca3(AsO4)
44、2的形式沉降。 将 pH 调节到 2 时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为。 Ca3(AsO4)2在 pH 调节到 8 左右才开始沉淀的原因为。 答案(1)0.29(2)c 3(Ca2+)c2(AsO 4 3-) 5.710 -17 (3)2H +MnO 2+H3AsO3 H3AsO4+Mn 2+H 2O (4)CaSO4H3AsO4是弱酸,当溶液中 pH 调节到 8 左右时,AsO4 3-浓度增大,Ca 3(AsO4)2开始沉淀 解析(1)H2SO4的浓度为 28.42gL -1,转化为物质的量浓度为 c=28.42gL -1 98gmol-1 =0.29molL -1。 (2)Ksp的表达式为离子浓度幂的乘积。Ksp小的物质先生成沉淀,所以 Fe 3+先沉 淀,c(AsO4 3-)= ?sp ?(Fe3+)= 5.710-21 1.010-4 molL -1=5.710-17molL-1。 (3)由题意可知,MnO2可以将酸性废水中的三价砷氧化为五价砷,故反应的离子方程式为 2H +MnO 2+H3AsO3 H3AsO4+Mn 2+H 2O。 (4)当 Ca 2+的浓度增大时,Ca2+与 SO 4 2-可生成 CaSO 4沉淀。
