第4讲 难溶电解质的溶解平衡[考纲要求] 1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.了解难溶电解质的沉淀转化的本质。考点一 沉淀溶解平衡及应用1．沉淀溶解平衡(1)沉淀溶解平衡的概念在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。(2)溶解平衡的建立固体溶质溶液中的溶质①v溶解>v沉淀，固体溶解②v溶解＝v沉淀，溶解平衡③v溶解<v沉淀，析出晶体(3)溶解平衡的特点(4)影响沉淀溶解平衡的因素①内因难溶电解质本身的性质，这是决定因素。②外因以AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq) ΔH>0为例外界条件移动方向平衡后c(Ag＋)平衡后c(Cl－)Ksp升高温度正向增大增大增大24\n加水稀释正向减小减小不变加入少量AgNO3逆向增大减小不变通入HCl逆向减小增大不变通入H2S正向减小增大不变(5)电解质在水中的溶解度20℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：2．沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成①调节pH法如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至7～8，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。②沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。(2)沉淀的溶解①酸溶解法如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。②盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O。③氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。④配位溶解法如AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。(3)沉淀的转化①实质：沉淀溶解平衡的移动(沉淀的溶解度差别越大，越容易转化)。②应用：锅炉除垢、矿物转化等。深度思考1．沉淀的溶解平衡是怎样建立的？勒夏特列原理是否适用于该平衡？答案 难溶电解质的溶解度虽然很小，但不可能为零(完全不溶解)，溶液中的离子结合成难溶电解质时，也不可能完全进行到底。故难溶电解质在水中会建立如下平衡：MmAn(s)mMn＋(aq)＋nAm－(aq)。勒夏特列原理同样适用于沉淀溶解平衡。2．难溶的氯化银在水中也存在着溶解平衡AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－24\n(aq)，怎样用实验证明溶液中可以同时存在着少量的Ag＋和Cl－？答案 取适量的AgCl溶解于试管中，滴加酸化的AgNO3溶液，生成白色沉淀，证明溶液中含Cl－，另取适量AgCl溶解于试管中，滴加Na2S溶液，生成黑色沉淀，证明溶液中含Ag＋。3．(1)0.1mol·L－1的盐酸与0.1mol·L－1的AgNO3溶液等体积混合完全反应后溶液中含有的微粒有________________________。(2)下列方程式①AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)、②AgCl===Ag＋＋Cl－、 ③CH3COOHCH3COO－＋H＋各表示什么意义？答案 (1)H2O、H＋、OH－、Ag＋、Cl－、NO、AgCl(2)①AgCl的溶解平衡；②AgCl是强电解质，溶于水的AgCl完全电离；③CH3COOH的电离平衡。4．(1)在实验室中怎样除去NaCl溶液中的BaCl2?(2)怎样除去AgI中的AgCl?答案 (1)向溶液中加入过量的Na2CO3溶液充分反应过滤，向滤液中加适量盐酸。(2)把混合物与饱和KI溶液混合，振荡静置，溶度积大的AgCl就慢慢转化为溶度积小的AgI。5．试用平衡移动原理解释下列事实：(1)BaCO3不溶于水，为什么不能作钡餐？(2)CaCO3难溶于稀H2SO4，却能溶于醋酸中；(3)分别用等体积的蒸馏水和0.01mol·L－1的盐酸洗涤AgCl沉淀，用水洗涤造成的AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。答案 (1)BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO(aq)，HCl===H＋＋Cl－，2H＋＋CO===H2O＋CO2↑，盐酸电离的H＋与BaCO3产生的CO结合生成CO2和H2O，破坏了BaCO3的溶解平衡，c(Ba2＋)增大，引起人体中毒。(2)CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，H2SO4===SO＋2H＋，因为生成的CaSO4溶解度较小，会附在CaCO3的表面，阻止平衡的右移。而CH3COOHCH3COO－＋H＋生成的醋酸钙易溶于水；当H＋与CO结合生成CO2和H2O时，CaCO3的溶解平衡右移。(3)用水洗涤AgCl，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)平衡右移，AgCl的质量减少，用HCl洗涤AgCl，稀释的同时HCl电离产生的Cl－会使平衡左移，AgCl减少的质量要小些。24\n题组一 沉淀溶解平衡及其影响因素1．有关AgCl的沉淀溶解平衡的说法正确的是( )A．AgCl沉淀生成和溶解同时在不断进行，且速率相等B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－C．只要向含有AgCl的饱和溶液中加入盐酸，一定会有沉淀生成D．向含有AgCl的悬浊液中加入NaBr固体，AgCl沉淀不变化答案 A解析 A项，沉淀溶解平衡是一个动态平衡，正确；B项，沉淀溶解平衡存在，则肯定存在Ag＋和Cl－，故不正确；C项，如果加入盐酸后溶液中Cl－的浓度小于原饱和溶液中的Cl－浓度，则不产生沉淀；D项，向含有AgCl的悬浊液中加入NaBr固体，AgCl沉淀会转变为AgBr沉淀。2．已知溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq) ΔH<0，下列有关该平衡体系的说法正确的是( )①升高温度，平衡逆向移动②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度③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④恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高⑤给溶液加热，溶液的pH升高⑥向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加⑦向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变A．①⑥B．①⑥⑦C．②③④⑥D．①②⑥⑦答案 A解析 ②会生成CaCO3，使Ca2＋浓度减小，错误；加入氢氧化钠溶液会使平衡左移，有Ca(OH)2沉淀生成，但Ca(OH)2的溶度积较大，要除去Ca2＋，应把Ca2＋转化为更难溶的CaCO3，③错误；恒温下Ksp不变，加入CaO后，溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液，pH不变，④错；加热，Ca(OH)2的溶解度减小，溶液的pH降低，⑤错；加入Na2CO3溶液，沉淀溶解平衡向右移动，Ca(OH)2固体转化为CaCO3固体，固体质量增加，⑥正确；加入NaOH固体平衡向左移动，Ca(OH)2固体质量增加，⑦错。3．下列叙述不正确的是( )A．CaCO3能够溶解在CO2的水溶液中24\nB．Mg(OH)2可溶于盐酸，不溶于NH4Cl溶液C．AgCl可溶于氨水D．MgSO4溶液中滴加Ba(OH)2得到两种沉淀答案 B解析 沉淀溶解平衡体系中的离子被消耗可促进沉淀的溶解，增大某种离子浓度可以促进沉淀生成。A项中CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，H2CO3H＋＋HCO，CO和H＋结合生成HCO，促使两个平衡都向右移动，CaCO3逐渐溶解转化为Ca(HCO3)2；B项中Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入盐酸或NH4Cl溶液，均消耗OH－，促使Mg(OH)2溶解；C项中AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，加入氨水后Ag＋＋2NH3·H2O[Ag(NH3)2]＋＋2H2O，所以AgCl逐渐溶解；D项中反应的离子方程式为Mg2＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓＋BaSO4↓，得到两种沉淀。题组二 沉淀溶解平衡在工农业生产中的应用(一)废水处理4．水是人类生存和发展的宝贵资源，而水质的污染问题却越来越严重。目前，世界各国已高度重视这个问题，并采取积极措施进行治理。(1)工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法都正确的是__________(填字母编号，可多选)。选项污染物处理措施方法类别A废酸加生石灰中和物理法BCu2＋等重金属离子加硫化物沉降化学法C含纯碱的废水加石灰水反应化学法(2)下图是某市污水处理的工艺流程示意图：①下列物质中不可以作为混凝剂(沉降剂)使用的是______(填字母编号，可多选)。A．偏铝酸钠B．氧化铝C．碱式氯化铝D．氯化铁②混凝剂除去悬浮物质的过程是________(填字母编号)。A．物理变化B．化学变化C既有物理变化又有化学变化(3)在氯氧化法处理含CN－的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一)，氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。24\n某厂废水中含KCN，其浓度为650mg·L－1。现用氯氧化法处理，发生如下反应：KCN＋2KOH＋Cl2===KOCN＋2KCl＋H2O再投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气。请配平下列化学方程式：KOCN＋KOH＋Cl2―→CO2＋N2＋KCl＋H2O。若处理上述废水20L，使KCN完全转化为无毒物质，至少需液氯__________g。答案 (1)BC (2)①B ②C(3)2 4 3 2 1 6 2 35.5解析 (1)工业废水中的废酸可加生石灰中和，属于化学变化。CuS、HgS、Ag2S均难溶，所以加硫化物如Na2S可沉淀Cu2＋等重金属离子，消除污染；纯碱可加入石灰水生成CaCO3沉淀而除去。(2)偏铝酸钠、碱式氯化铝、氯化铁水解生成胶体，除去悬浮物，而Al2O3难溶于水，不能产生胶体，不能作混凝剂。在除去悬浮物的过程中既有物理变化又有化学变化。(3)根据KCN＋2KOH＋Cl2===KOCN＋2KCl＋H2O、2KOCN＋4KOH＋3Cl2===2CO2＋N2＋6KCl＋2H2O，n(KCN)＝＝0.2mol，n(Cl2)＝0.2mol＋×3＝0.5mol，所以m(Cl2)＝0.5mol×71g·mol－1＝35.5g。(二)废物利用5．硫酸工业中废渣称为硫酸渣，其成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。已知溶液pH＝3.7时，Fe3＋已经沉淀完全；一水合氨电离常数Kb＝1.8×10－5，其饱和溶液中c(OH－)约为1×10－3mol·L－1。请回答：(1)写出A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：____________________________。(2)上述流程中两次使用试剂①，推测试剂①应该是________(填以下字母编号)。A．氢氧化钠B．氧化铝C．氨水D．水(3)溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH＝13，如果pH过小，可能导致的后果是________________(任写一点)。24\n(4)H中溶质的化学式：______________。(5)计算溶液F中c(Mg2＋)＝________(25℃时，氢氧化镁的Ksp＝5.6×10－12)。答案 (1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(2)A(3)镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全等(4)NaHCO3(5)5.6×10－10mol·L－1解析 固体A为SiO2，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，一水合氨饱和溶液中c(OH－)＝1×10－3mol·L－1，达不到0.1mol·L－1，所以应加NaOH溶液调节pH值。在溶液中含有Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Cl－，通过加入NaOH，调节pH值，分别使Fe3＋、Mg2＋沉淀，使Al(OH)3溶解。根据信息，调节pH＝3.7时，使Fe3＋完全沉淀，调节pH＝13时，使Mg2＋沉淀，使Al(OH)3溶解。若pH过小，会造成镁离子沉淀不完全或Al(OH)3溶解不彻底。溶液F为NaAlO2溶液，通入足量CO2后，生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3溶液。(5)c(Mg2＋)＝＝＝5.6×10－10mol·L－1。考点二 溶度积常数及应用1．溶度积和离子积以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：溶度积离子积概念沉淀溶解的平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积符号KspQc表达式Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度都是平衡浓度Qc(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度是任意浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解①Qc>Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出②Qc＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态③Qc<Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出2.Ksp的影响因素(1)内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。24\n(2)外因①浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。②温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。③其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。深度思考1．AgCl的Ksp＝1.80×10－10，将0.002mol·L－1的NaCl和0.002mol·L－1的AgNO3溶液等体积混合，是否有AgCl沉淀生成？答案 c(Cl－)·c(Ag＋)＝0.001×0.001＝10－6>Ksp，有沉淀生成。2．利用生成沉淀的方法能否全部除去要沉淀的离子？答案 不可能将要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5mol·L－1时，沉淀已经完全。3．下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是( )A．常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小B．溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp减小C．溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp增大D．常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变答案 D解析 温度不变，溶度积常数不变，故A项不正确；大多数的难溶物温度升高，Ksp增大，但也有少数物质相反，故B、C均不正确。(1)溶解平衡一般是吸热的，温度升高平衡右移，Ksp增大，但Ca(OH)2相反。(2)对于溶解平衡：AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)，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，也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。与平衡常数一样，Ksp与温度有关。不过温度改变不大时，Ksp变化也不大，常温下的计算可不考虑温度的影响。题组一 溶度积的有关计算及应用1．在25℃时，FeS的Ksp＝6.3×10－18，CuS的Ksp＝1.3×10－36，ZnS的Ksp＝1.3×10－24。下列有关说法中正确的是( )24\nA．25℃时，CuS的溶解度大于ZnS的溶解度B．25℃时，饱和CuS溶液中Cu2＋的浓度为1.3×10－36mol·L－1C．向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S，只有FeS沉淀生成D．除去某溶液中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂答案 D解析 1L溶液中溶解的CuS的质量为×10－18×96g，同理1L溶液中溶解的ZnS的质量为×10－12×97g，所以CuS的溶解度小于ZnS的溶解度，A、B错误；FeS的Ksp大于ZnS，所以C选项应只有ZnS生成；D选项依据沉淀的转化，溶度积大的FeS可以转化为溶度积小的CuS。2．(1)已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液，溶液中的c(Ag＋)是多少？(2)已知Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，则将Mg(OH)2放入蒸馏水中形成饱和溶液，溶液的pH为多少？(3)在0.01mol·L－1的MgCl2溶液中，逐滴加入NaOH溶液，刚好出现沉淀时，溶液的pH是多少？当Mg2＋完全沉淀时，溶液的pH为多少？答案 (1)由AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)知c(Ag＋)＝c(Cl－)所以Ksp(AgCl)＝1.8×10－10＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝c2(Ag＋)解得c(Ag＋)＝1.3×10－5mol·L－1(2)由Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)知Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝·c2(OH－)解得c(OH－)＝3.3×10－4mol·L－1所以c(H＋)＝＝3.0×10－11mol·L－1所以pH＝10.5(3)由Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝0.01·c2(OH－)c(OH－)＝4.2×10－5mol·L－1c(H＋)＝＝2.4×10－10mol·L－1所以pH＝9.6，即当pH＝9.6时，开始出现Mg(OH)2沉淀。由于一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5mol·L－1时，沉淀已经完全。故Mg2＋完全沉淀时有：1×10－5·c2(OH－)＝1.8×10－1124\n所以c(OH－)＝1.34×10－3mol·L－1c(H＋)＝＝7.46×10－12mol·L－1所以pH＝11.13．已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.9×10－12，现在向0.001mol·L－1K2CrO4和0.01mol·L－1KCl混合液中滴加0.01mol·L－1AgNO3溶液，通过计算回答：(1)Cl－、CrO谁先沉淀？(2)刚出现Ag2CrO4沉淀时，溶液中Cl－浓度是多少？(设混合溶液在反应中体积不变)答案 (1)Cl－先沉淀 (2)4.13×10－6mol·L－1解析 由Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)得c(Ag＋)＝＝mol·L－1＝1.8×10－8mol·L－1。由Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO)，得c(Ag＋)＝＝mol·L－1＝4.36×10－5mol·L－1，生成AgCl沉淀需c(Ag＋)小于生成Ag2CrO4沉淀时所需c(Ag＋)，故Cl－先沉淀。刚开始生成Ag2CrO4沉淀时，c(Cl－)＝＝mol·L－1＝4.13×10－6mol·L－1。题组二 溶度积与溶解平衡曲线4．在t℃时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t℃时AgCl的Ksp＝4×10－10，下列说法不正确的是( )A．在t℃时，AgBr的Ksp为4.9×10－13B．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点变到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K≈816答案 B解析 根据图中c点的c(Ag＋)和c(Br－)可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×10－13，A正确。在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后，c(Br－)增大，溶解平衡逆向移动，c(Ag＋)减小，故B错。在a点时Qc＜Ksp，故为AgBr的不饱和溶液，C正确。选项D中K＝c(Cl－)/c(Br－)＝Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr)，代入数据得K≈816，D正确。5.已知25℃时，CaSO424\n在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，向100mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400mL0.01mol·L－1Na2SO4溶液，下列叙述正确的是( )A．溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中c(SO)比原来的大B．溶液中无沉淀析出，溶液中c(Ca2＋)、c(SO)都变小C．溶液中析出CaSO4固体沉淀，溶液中c(Ca2＋)、c(SO)都变小D．溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c(SO)比原来的大答案 D解析 本题是一道考查沉淀溶解平衡的图像题。由题意知，Ksp(CaSO4)＝c(Ca2＋)·c(SO)＝3.0×10－3×3.0×10－3＝9×10－6，CaSO4饱和溶液中c(Ca2＋)＝c(SO)＝3.0×10－3mol·L－1。加入400mL0.01mol·L－1Na2SO4溶液后，c(Ca2＋)＝＝6×10－4(mol·L－1)，c(SO)＝＝8.6×10－3(mol·L－1)，Qc＝c(Ca2＋)·c(SO)＝6×10－4×8.6×10－3＝5.16×10－6<Ksp，所以没有沉淀(CaSO4固体)析出，但溶液中c(SO)变大了，c(Ca2＋)变小了，故只有D项正确。沉淀溶解平衡图像题的解题策略(1)溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点，均表示不饱和。(2)从图像中找到数据，根据Ksp公式计算得出Ksp的值。(3)比较溶液的Qc与Ksp的大小，判断溶液中有无沉淀析出。(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液的体积。1．(2022·广东，18改编)硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下。下列说法正确的是24\n( )A．温度一定时，Ksp(SrSO4)随c(SO)的增大而减小B．三个不同温度中，313K时Ksp(SrSO4)最大C．283K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液D．283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液答案 B解析 温度一定，Ksp(SrSO4)不变，A错误；由题中沉淀溶解平衡曲线可看出，313K时，c(Sr2＋)、c(SO)最大，Ksp最大，B正确；a点c(Sr2＋)小于平衡时c(Sr2＋)，故未达到饱和，沉淀继续溶解，C不正确；从283K升温到363K要析出固体，依然为饱和溶液。2．(2022·浙江理综，13)海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：模拟海水中的离子浓度/mol·L－1Na＋Mg2＋Ca2＋Cl－HCO0.4390.0500.0110.5600.001注：溶液中某种离子的浓度小于1.0×10－5mol·L－1，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变。Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9Ksp(MgCO3)＝6.82×10－6Ksp[Ca(OH)2]＝4.68×10－6Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12下列说法正确的是( )24\nA．沉淀物X为CaCO3B．滤液M中存在Mg2＋，不存在Ca2＋C．滤液N中存在Mg2＋、Ca2＋D．步骤②中若改为加入4.2gNaOH固体，沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物答案 A解析 由于HCO＋OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O反应存在，且Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9，又可求得c(CO)·c(Ca2＋)＝1.0×10－3mol·L－1×1.1×10－2mol·L－1>Ksp(CaCO3)，因此X为CaCO3，A正确；Ca2＋反应完后剩余浓度大于1.0×10－5mol·L－1，则滤液M中存在Mg2＋、Ca2＋，B不正确；pH＝11.0时可求得c(OH－)＝10－3mol·L－1，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，c(Mg2＋)＝<1.0×10－5，因此N中只存在Ca2＋不存在Mg2＋，C不正确；加入4.2gNaOH固体时沉淀物应是Mg(OH)2，D错误。3．(2022·山东理综，15)某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是( )A．Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Cu(OH)2]B．加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点C．c、d两点代表的溶液中c(H＋)与c(OH－)乘积相等D．Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和答案 B解析 根据题意，图中曲线为沉淀溶解平衡曲线，曲线上的所有点对应的溶液都是达到沉淀溶解平衡的溶液，D正确；选取曲线上的b、c两点，当溶液中两种阳离子浓度相同时，Fe(OH)3饱和溶液中的OH－浓度小于Cu(OH)2饱和溶液中的OH－浓度，所以Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Cu(OH)2]，A正确；向Fe(OH)3饱和溶液中加入NH4Cl固体，促进了氢氧化铁的溶解，溶液中铁离子浓度增大，B错误；由于一定温度下的水溶液中，水的离子积是一个常数，所以c、d两点代表的溶液中c(H＋)与c(OH－)乘积相等，C正确。4．[2022·山东理综，28(3)]在25℃下，向浓度均为0.1mol·L－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成__________沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离子方程式为_________________________________________________________________。已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20。24\n答案 Cu(OH)2 Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH解析 因为Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]，所以先生成Cu(OH)2沉淀。5．(1)(2022·浙江理综，12D改编)相同温度下，将足量氯化银固体分别放入相同体积的①蒸馏水、②0.1mol·L－1盐酸、③0.1mol·L－1氯化镁溶液、④0.1mol·L－1硝酸银溶液中，Ag＋浓度：____________。答案 ④>①>②>③(2)[2022·浙江理综，26(1)]已知：I2＋2S2O===S4O＋2I－相关物质的溶度积常数见下表：物质Cu(OH)2Fe(OH)3CuClCuIKsp2.2×10－202.6×10－391.7×10－71.3×10－12某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体，加入__________，调至pH＝4，使溶液中的Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，此时溶液中的c(Fe3＋)＝______________。过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl2·2H2O晶体。答案 Cu(OH)2[或Cu2(OH)2CO3或CuO或CuCO3]2．6×10－9mol·L－1解析 Fe(OH)3、Cu(OH)2的Ksp分别为2.6×10－39、2.2×10－20，则Fe3＋、Cu2＋开始产生沉淀时c(OH－)分别为2.97×10－10mol·L－1、3.53×10－7mol·L－1。除去酸性CuCl2溶液中的少量FeCl3，可加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3或CuO或CuCO3调节溶液的pH，使Fe3＋先转化为沉淀析出。pH＝4时，c(H＋)＝10－4mol·L－1，则c(OH－)＝mol·L－1＝1×10－10mol·L－1，此时c(Fe3＋)＝＝mol·L－1＝2.6×10－9mol·L－1。6．[2022·福建理综，24(3)]已知25℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常数K＝________。答案 2.79×103解析 根据氢氧化铁的平衡常数表达式：Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)，而该反应的平衡常数K的表达式为K＝c(Fe3＋)/c3(H＋)，又由于25℃时水的离子积为Kw＝1×10－14，从而推得K＝Ksp[Fe(OH)3]/(Kw)3，即K＝2.79×10－39/(1×10－14)3＝2.79×103。24\n1．下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( )A．反应开始时，溶液中各离子浓度相等B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解答案 B解析 A项反应开始时，各离子的浓度没有必然的关系；C项沉淀溶解达到平衡时溶液中溶质的离子浓度保持不变，但不一定相等；D项沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，由于固体的浓度为常数，故平衡不发生移动。2．对饱和AgCl溶液(有AgCl固体存在)进行下列操作后，c(Ag＋)和Ksp(AgCl)均保持不变的是( )A．加热B．加少量水稀释C．加入少量盐酸D．加入少量AgNO3答案 B解析 加热促进AgCl固体溶解，c(Ag＋)和Ksp(AgCl)都增大，A项错；加少量水稀释，由于溶液中存在未溶解的AgCl固体，所以溶液仍饱和，故c(Ag＋)和Ksp(AgCl)保持不变，B项正确；加入盐酸，Cl－会与Ag＋反应，c(Ag＋)减小，Ksp不变，C项错；加入AgNO3，c(Ag＋)增大，Ksp不变，D项错。3．已知25℃时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12，MgF2的溶度积常数Ksp＝7.4×10－11。下列说法正确的是( )A．25℃时，向饱和MgF2溶液中加入饱和NaOH溶液后，不可能有Mg(OH)2生成B．25℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者c(Mg2＋)大C．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大D．25℃时，Mg(OH)2固体在同体积同浓度的氨水和NH4Cl溶液中的Ksp相比较，前者小答案 C解析 在Mg(OH)2的悬浊液中存在平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入少量NH4Cl固体，其电离出的NH与OH－结合为NH3·H2O，使沉淀溶解平衡正向移动，故c(Mg2＋)增大，C正确。4．某酸性化工废水中含有Ag＋、Pb2＋等重金属离子。有关数据如下：难溶电解质AgIAg2SPbI2Pb(OH)2PbSKsp(25℃)8.3×10－126.3×10－507.1×10－91.2×10－153.4×10－2624\n在废水排放之前，用沉淀法除去这两种离子，应该加入的试剂是( )A．氢氧化钠B．硫化钠C．碘化钾D．氢氧化钙答案 B解析 根据表格中的数据知，硫化银和硫化铅的溶度积很小，故应加入硫化钠除去这两种金属离子。5．25℃时，PbCl2固体在不同浓度盐酸中的溶解度如图。在制备PbCl2的实验中，洗涤PbCl2固体最好选用( )A．蒸馏水B．1.00mol·L－1盐酸C．5.00mol·L－1盐酸D．10.00mol·L－1盐酸答案 B解析 观察题图知，PbCl2固体在浓度为1.00mol·L－1的盐酸中，溶解度最小。6．已知AgCl的溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，下列说法不正确的是( )A．除去溶液中Ag＋加盐酸盐比硫酸盐好B．加入H2O，溶解平衡不移动C．用NaCl溶液代替蒸馏水洗涤AgCl，可以减少沉淀损失D．反应2AgCl(s)＋Na2SAg2S(s)＋2NaCl说明溶解度：AgCl>Ag2S答案 B解析 加水能促进AgCl的溶解，平衡向溶解的方向移动，B错误；A项，AgCl难溶，Ag2SO4微溶，正确；C项，NaCl溶液洗涤AgCl沉淀，可抑制AgCl的溶解，正确。溶解度越小，沉淀越易转化，D正确。7．常温时，Ksp[Mg(OH)2]＝1.1×10－11，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.9×10－12，Ksp(CH3COOAg)＝2.3×10－3，下列叙述不正确的是( )A．浓度均为0.2mol·L－1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等体积混合一定产生CH3COOAg沉淀B．将0.001mol·L－1的AgNO3溶液滴入0.001mol·L－1的KCl和0.001mol·L－1的K2CrO4溶液中，先产生Ag2CrO4沉淀C．c(Mg2＋)为0.11mol·L－1的溶液中要产生Mg(OH)2沉淀，溶液的pH要控制在9以上D．在其他条件不变的情况下，向饱和AgCl水溶液中加入NaCl溶液，Ksp24\n(AgCl)不变答案 B解析 A项，c(Ag＋)·c(CH3COO－)＝0.1×0.1＝1×10－2>2.3×10－3，所以有CH3COOAg沉淀生成，正确；B项，使Cl－沉淀，所需Ag＋浓度的最小值为c(Ag＋)＝＝1.8×10－7mol·L－1，使CrO沉淀所需Ag＋浓度的最小值为c(Ag＋)＝＝4.36×10－5mol·L－1，所以先产生AgCl沉淀，不正确；C项，c(OH－)＝＝10－5mol·L－1，所以pH＝5，所以要产生Mg(OH)2沉淀，pH应控制在9以上；D项，Ksp只受温度影响。8．一定温度下，在氢氧化钡的悬浊液中，存在氢氧化钡固体与其电离的离子间的溶解平衡关系：Ba(OH)2(s)Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)。向此种悬浊液中加入少量的氧化钡粉末，下列叙述正确的是( )A．溶液中钡离子数目减小B．溶液中钡离子浓度减小C．溶液中氢氧根离子浓度增大D．pH减小答案 A解析 由于温度不变，c(Ba2＋)、c(OH－)不变，但其数目减小。9．已知：pAg＝－lg{c(Ag＋)}，Ksp(AgCl)＝1×10－12。如图是向10mLAgNO3溶液中逐渐加入0.1mol·L－1的NaCl溶液时，溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积(单位mL)变化的图像(实线)。根据图像所得下列结论正确的是[提示：Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)]( )A．原AgNO3溶液的物质的量浓度为0.1mol·L－1B．图中x点的坐标为(100,6)C．图中x点表示溶液中Ag＋被恰好完全沉淀D．把0.1mol·L－1的NaCl换成0.1mol·L－1NaI则图像在终点后变为虚线部分答案 B解析 A项，加入NaCl之前，pAg＝0，所以c(AgNO3)＝1mol·L－1，错误；B项，由于c(Ag＋)＝10－6mol·L－1，所以Ag＋沉淀完全，n(NaCl)＝n(AgNO3)＝0.01L×1mol·L－1＝0.01mol，所以V(NaCl)＝100mL，B正确，C错误；若把NaCl换成NaI，由于Ksp(AgI)更小，所以c(Ag＋)更小，D错误。24\n10．已知常温下反应，①NH3＋H＋NH(平衡常数为K1)，②Ag＋＋Cl－AgCl(平衡常数为K2)，③Ag＋＋2NH3Ag(NH3)(平衡常数为K3)。①、②、③的平衡常数关系为K1>K3>K2，据此所做的以下推测合理的是( )A．氯化银不溶于氨水B．银氨溶液中加入少量氯化钠有白色沉淀C．银氨溶液中加入盐酸有白色沉淀D．银氨溶液可在酸性条件下稳定存在答案 C解析 因为K3>K2，所以Ag＋与NH3的络合能力大于Ag＋与Cl－之间沉淀能力，AgCl溶于氨水，A、B错误；由于K1>K3，所以在Ag(NH3)Ag＋＋2NH3中加入HCl，H＋＋NH3NH，致使平衡右移，c(Ag＋)增大，Ag＋＋Cl－===AgCl↓，D错误，C正确。11．某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。请回答下列问题：(1)下列说法正确的是________(填序号)。A．向BaSO4饱和溶液中加入固体Na2SO4可以由a点变到b点B．通过蒸发可以由d点变到c点C．d点无BaSO4沉淀生成D．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp(2)将100mL1mol·L－1H2SO4溶液加入100mL含Ba2＋0.137g的溶液中充分反应后，过滤，滤液中残留的Ba2＋的物质的量浓度约为__________。(3)若沉淀分别用100mL纯水和100mL0.01mol·L－1的H2SO4溶液洗涤，两种情况下损失的BaSO4的质量之比为__________。答案 (1)C (2)2.02×10－10mol·L－1 (3)103∶1解析 (1)沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上的任一点如a点和c点均表示BaSO4饱和溶液；曲线上方的任一点均表示过饱和溶液，如b点说明溶液中有BaSO4沉淀析出，此时Qc>Ksp；曲线下方的任一点均表示不饱和溶液，如d点，此时Qc<Ksp，故C正确，D错误；A项，向BaSO4饱和溶液中加入固体Na2SO4，增大了c(SO)，使平衡向生成BaSO4的方向移动，c(Ba2＋)减小，A错误；B项，蒸发使得溶液体积减小，c(Ba2＋)和c(SO)均增大，B错误。24\n(2)由图像知BaSO4的Ksp＝1×10－10。根据离子方程式SO＋Ba2＋===BaSO4↓可知SO过量，滤液中c(SO)＝0.495mol·L－1，则c(Ba2＋)＝＝≈2.02×10－10(mol·L－1)。(3)根据BaSO4的Ksp＝1×10－10可知若用100mL纯水洗涤，损失的BaSO4的物质的量n(BaSO4)＝n(Ba2＋)＝n(SO)＝1×10－5mol·L－1×0.1L＝1×10－6mol。若用100mL0.01mol·L－1的H2SO4溶液洗涤，损失的BaSO4的物质的量n(BaSO4)＝n(Ba2＋)＝×0.1＝×0.1＝1×10－9(mol)，由此可得两者的质量之比为103∶1。12．金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol·L－1)如下图所示。(1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是________(写化学式)。(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH为______。A．<1 B．4左右 C>6(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2＋杂质，________(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是_____________________________________。(4)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：物质FeSMnSCuSPbSHgSZnSKsp6.3×10－182.5×10－131.3×10－363.4×10－286.4×10－531.6×10－24某工业废水中含有Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋，最适宜向此工业废水中加入过量的________除去它们(选填序号)。A．NaOHB．FeSC．Na2S答案 (1)Cu2＋ (2)B (3)不能 Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小 (4)B解析 (1)由图可知，在pH＝3时，溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀。24\n(2)要除去Fe3＋的同时必须保证Cu2＋不能沉淀，因此pH应保持在4左右。(3)从图示关系可看出，Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小，操作时无法控制溶液的pH。(4)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，同时又不会引入其他离子。13．25℃时几种难溶电解质的溶解度如表所示：难溶电解质Mg(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3溶解度/g9×10－41.7×10－61.5×10－43.0×10－9沉淀完全时的pH11.16.79.63.7在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如：①为了除去氯化铵中的杂质Fe3＋，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂反应，过滤结晶即可；②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3＋，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶即可；③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2＋，先将混合物溶于水，加入一定量的H2O2，将Fe2＋氧化成Fe3＋，调节溶液的pH＝4，过滤结晶即可。请回答下列问题：(1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果，Fe2＋、Fe3＋都被转化为__________(填化学式)而除去。(2)①中加入的试剂应该选择__________，其原因是_______________________。(3)②中除去Fe3＋所发生的离子方程式为________________________________。(4)下列与方案③相关的叙述中，正确的是________(填字母)。A．H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质，不产生污染B．将Fe2＋氧化为Fe3＋的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀难过滤C．调节溶液pH＝4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜D．Cu2＋可以大量存在于pH＝4的溶液中E．在pH>4的溶液中Fe3＋一定不能大量存在答案 (1)Fe(OH)3 (2)氨水 不会引入新的杂质(3)2Fe3＋(aq)＋3Mg(OH)2(s)3Mg2＋(aq)＋2Fe(OH)3(s)(4)ACDE解析 实验①中为了不引入杂质离子，应加入氨水使Fe3＋沉淀，而不能用NaOH溶液。实验②中根据溶解度数据可知Mg(OH)2能转化为Fe(OH)3，因此在MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2除去Fe3＋，然后将沉淀一并过滤。实验③中利用Fe3＋24\n极易水解的特点，根据题意可知调节溶液的pH＝4可使Fe3＋沉淀完全，为了不引入杂质离子，因此可使用CuO、Cu(OH)2等调节溶液的pH。(4)选项B显然是错误的，原因是若不把Fe2＋氧化为Fe3＋，当Fe2＋沉淀完全时，Cu2＋也沉淀完全。14．减少SO2的排放、回收利用SO2已成为世界性的研究课题。我国研究人员设计的利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)吸收高温焙烧废渣产生的SO2来制备硫酸锰的生产流程如下：浸出液的pH<2，其中的金属离子主要是Mn2＋，还含有少量的Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Pb2＋等其他金属离子。有关金属离子的半径以及形成氢氧化物沉淀时的pH如表所示，阳离子吸附剂吸附金属离子的效果如图所示。24\n离子离子半径(pm)开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe2＋747.69.7Fe3＋642.73.7Al3＋503.84.7Mn2＋808.39.8Pb2＋1218.08.8Ca2＋99已知PbO2的氧化性大于MnO2的氧化性。请回答下列问题：(1)废渣的主要成分是硫铁矿，1molFeS2高温焙烧转移________mol电子。(2)在氧化后的浸出液中加入石灰浆，用于调节浸出液的pH，pH应调节至________。(3)阳离子吸附剂用于除去杂质金属离子。决定阳离子吸附剂吸附效果的因素是________(填写序号)。A．溶液的pHB．金属离子的电荷C．金属离子的半径D．吸附时间(4)操作a包括__________等过程。答案 (1)11 (2)4.7～8.0 (3)BCD (4)蒸发、浓缩、结晶解析 (1)根据反应：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，可知1molFeS2与O2反应，转移11mol电子。(2)浸出液中含有的Fe2＋对Mn2＋的分离具有严重的干扰作用，加入MnO2氧化剂，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O，便于调节溶液的pH，使Fe3＋等与Mn2＋分离，观察表中给出的各种离子沉淀时的pH，当pH＝4.7时，Fe3＋、Al3＋完全生成沉淀，而Mn2＋、Pb2＋、Ca2＋没有产生沉淀，当pH＝8.0时，Pb2＋开始生成沉淀，而Mn2＋未沉淀，所以溶液的pH应调节至4.7～8.0，使Fe3＋、Al3＋与Mn2＋分离，浸出液中剩余的Pb2＋、Ca2＋可通过吸附方法除去。24\n(3)对比吸附效果图和离子半径可知，离子半径越大，离子被吸附的吸附率越高。离子所带电荷越少，被吸附的吸附率越高。吸附时间越长，被吸附的吸附率越高。吸附率与溶液的pH没有直接关系。(4)过滤后的滤液为MnSO4溶液，该溶液经蒸发、浓缩、结晶，可得到MnSO4·H2O晶体。15．欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将Cr2O转化为Cr(OH)3沉淀除去。已知该条件下：离子氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pHFe2＋7.09.0Fe3＋1.93.2Cr3＋6.08.0(1)某含铬废水处理的主要流程如图所示：①初沉池中加入的混凝剂是K2SO4·Al2(SO4)3·2H2O，其作用为(用离子方程式表示)_______________________________________________________________。②反应池中发生主要反应的离子方程式是Cr2O＋3HSO＋5H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O。根据“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，此过程中发生主要反应的离子方程式是____________________________________、_____________________________________________________________________。证明Cr3＋沉淀完全的方法是______________。(2)工业可用电解法来处理含Cr2O废水。实验室利用如图装置模拟处理含Cr2O的废水，阳极反应式是Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应式是2H＋＋2e－===H2↑。Fe2＋与酸性溶液中的Cr2O反应的离子方程式是_______________________________，得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全。用电解法处理该溶液中0.01molCr2O时，至少得到沉淀的质量是________g。答案 (1)①Al3＋＋3H2O===Al(OH)3(胶体)＋3H＋[或Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋]②Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓ H＋＋OH－===H224\nO 测定溶液的pH，若pH≥8，则证明Cr3＋沉淀完全(其他合理答案也可)(2)Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 8.48解析 (1)Al3＋水解生成Al(OH)3胶体，吸附悬浮物。因为Cr2O被HSO还原成Cr3＋，所以加入NaOH后，发生主要反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O，Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓。根据表中提供数据，可用测定pH的方法，若pH≥8，则证明Cr3＋完全沉淀。(2)Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋ ＋6Fe3＋＋7H2O0.01mol0.02mol0.06mol所以m(沉淀)＝m[Cr(OH)3]＋m[Fe(OH)3]＝0.02mol×103g·mol－1＋0.06mol×107g·mol－1＝8.48g。24
