高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四节 沉淀溶解平衡第2课时导学案及答案

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第四节　 沉淀溶解平衡
第2课时　沉淀溶解平衡的应用

1.能根据沉淀的生成、溶解和转化，设计实验方案，进行实验探究。
科学探究与创新意识
2.通过实例说明沉淀的生成、溶解和转化在生产、生活和科学研究中的应用，认识化学对人类社会发展做出的重大贡献。
科学态度与社会责任

要点一　　沉淀的生成
1．调节pH法
如：工业原料NH4Cl中含有杂质FeCl3，将含杂质的NH4Cl溶于水，再加入氨水调节，可使Fe3＋生成Fe(OH)3沉淀而除去。离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O ===Fe(OH)3↓＋3NH。
2．加沉淀剂法
如：在工业废水处理过程中，以Na2S作沉淀剂，使废水中的Cu2＋、Hg2＋等，生成极难溶的CuS、HgS等沉淀而除去。离子方程式为S2－＋Cu2＋=== CuS↓、S2－＋Hg2＋===HgS↓。
要点二　　沉淀的溶解
1．原理
根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。例如，用强酸溶解CaCO3等难溶电解质。
2．沉淀溶解的解释
当不断地移去平衡体系中的相应离子时，溶液中的离子积Q 要点三　　沉淀的转化)1．沉淀转化的实验探究
(1)难溶性银盐之间的转化
实验
步骤

实验
现象
有白色沉淀生成
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
白色沉淀变为黄色
离子方
程式
AgCl(s)＋I－(aq) AgI(s)＋Cl－(aq)
黄色沉淀变为黑色
2AgI(s)＋S2－(aq) Ag2S(s)＋2I－(aq)
实验
结论
AgCl沉淀转化为AgI沉淀，AgI沉淀又转化为Ag2S沉淀，说明溶解度由小到大的顺序为Ag2S＜AgI＜AgCl
(2)Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化
实验步骤

实验现象
有白色沉淀生成
白色沉淀变为红褐色
离子方程式
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
3Mg(OH)2(s)＋2Fe3＋(aq)2Fe(OH)3(s)＋3Mg2＋(aq)
实验
结论
Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀，说明溶解度：Fe(OH)3＜Mg(OH)2
2.实质
沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。两者的溶解度差别越大，转化越容易。
3．应用
(1)锅炉除垢
先用Na2CO3溶液处理，使CaSO4转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，然后用酸除去。离子方程式为CaSO4(s)＋CO(aq)CaCO3(s)＋SO(aq)，然后用酸除去。
(2)矿物转化
原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝(CuS)。
第二步反应的化学方程式：CuSO4(aq)＋ZnS(s)===CuS(s)＋ZnSO4(aq)、CuSO4(aq)＋PbS(s)===CuS(s)＋PbSO4(aq)。

判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液，则SO沉淀完全，溶液中只含Ba2＋、Na＋和Cl－，不含SO。(　　)
(2)BaSO4(s)＋CO(aq)BaCO3(s)＋SO(aq)说明BaCO3的溶解度比BaSO4小。(　　)
(3)分别用等体积的蒸馏水和0.01 mol·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。(　　)
(4)已知Ksp(AgI) (5)在一定条件下，溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀。(　　)
答案 (1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√

(1)BaSO4和BaCO3的溶解度相差不大，所以调整CO和SO的浓度，可以使两种物质相互转化。
(2)沉淀的洗涤应使用含沉淀中所存在离子的饱和溶液，可以减少沉淀的溶解。
(3)离子浓度相同时，对于结构相似的难溶电解质，加入沉淀离子，Ksp较小的离子先沉淀。

考点一　　沉淀的溶解与生成

1．BaCO3和BaSO4都难溶于水，在医学上常用BaSO4作钡餐透视，而不能用BaCO3的原因是什么？
答案 BaCO3能溶于胃酸(主要成分为盐酸)，反应原理为BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO(aq)，CO＋2H＋===CO2↑＋H2O。可见胃酸消耗CO，使溶液中c(CO)降低，从而使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，c(Ba2＋)增大会引起人体重金属中毒。
2．可溶性钡盐(如BaCl2等)当作食盐食用，会造成钡中毒。中毒患者常用5.0% 的Na2SO4溶液洗胃的原因是什么？
答案 中毒后服用Na2SO4溶液(5.0%)洗胃，SO与Ba2＋结合生成BaSO4沉淀，可缓解Ba2＋对人体的毒害。

1．沉淀溶解常用的方法
(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。
2．沉淀剂的选择
(1)要能除去溶液中的指定离子，又不能影响其他离子的存在，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去，如沉淀KNO3溶液中的Ag＋，可用KCl作沉淀剂，而不能选用NaCl。
(2)选用沉淀剂时，选用的沉淀剂应使沉淀生成的反应进行得越完全越好。例如，要除去溶液中的SO，应选择加入钡盐而不是钙盐，因为BaSO4比CaSO4难溶，可使SO沉淀更完全。同理，除去Mg2＋应加入OH－而不是CO，因为Mg(OH)2难溶，而MgCO3微溶。
(3)要注意沉淀剂的电离程度，如使Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀时，用NaOH溶液作沉淀剂要比用氨水的效果好。
3．沉淀生成的两大应用
(1)分离离子：同一类型的难溶电解质，如AgCl、AgBr、AgI，溶度积小的物质先析出，溶度积大的物质后析出。
(2)控制溶液的pH来分离物质：如除去CuCl2中的FeCl3可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2等物质调节溶液的pH，将Fe3＋转化为Fe(OH)3而除去。
【例题1】 要想除去废水中Pb2＋，最好选用下列哪种试剂[已知：Ksp(PbCl2)＝1.9×10－14、Ksp(PbSO4)＝1.06×10－8、Ksp(PbCO3)＝3.3×10－14、Ksp(PbS)＝3.4×10－28](　　)
A．NaCl B．Na2S
C．Na2SO4 D．Na2CO3
思维导引：除杂反应中，选用的沉淀剂应使杂质离子沉淀得越完全越好。
答案　B
解析　由题意可知PbS的溶解度最小，用S2－沉淀废水中的Pb2＋最完全。
【变式1】 某pH＝1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pH＝4，在调节溶液pH时，应选用的试剂是(　　)
A．NaOH B．ZnO
C．Na2CO3 D．Fe2O3
答案　B
解析　加入的物质应该能消耗溶液中的H＋而促使Fe3＋成为沉淀，过滤除去，但不能引入新的杂质离子。
考点二　　沉淀的转化

1．沉淀的生成和溶解这两个方向相反的过程相互转化的条件是离子浓度，控制离子浓度，可以使反应向我们需要的方向转化。
2．沉淀转化的一般原则
(1)溶解度较小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀。
(2)当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀时所需试剂离子浓度越小的越先沉淀。
(3)如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能实现分步沉淀，从而达到提纯、分离的目的。
(4)溶解度较小的沉淀在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀，如在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，也可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。
【例题2】 已知如下物质的溶度积常数：Ksp(FeS)＝6.3×10－18；Ksp(CuS)＝6.3×10－36。下列说法正确的是(　　)
A．同温度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度
B．同温度下，向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后，Ksp(FeS)变小
C．向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出现的沉淀是FeS
D．除去工业废水中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂
思维导引：结合溶度积常数及沉淀转化原理，推断相关说法的合理性。
答案　D
解析　A项，由于Ksp(FeS)>Ksp(CuS)，且FeS与CuS的阴、阳离子个数之比相同，因此FeS的溶解度比CuS的大，错误；B项，Ksp不随浓度变化而变化，它只与温度有关，错误；C项，CuS的Ksp比FeS的小，先出现CuS沉淀，错误；D项，向含有Cu2＋的工业废水中加入FeS，FeS会转化为更难溶的CuS，可以选用FeS作沉淀剂，正确。
【变式2】 已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝1.0×10－16。下列关于难溶物之间转化的说法错误的是(　　)
A．AgCl不溶于水，不能转化为AgI
B．两种难溶物的Ksp相差越大，难溶物就越容易转化为更难溶的物质
C．AgI比AgCl更难溶于水，所以AgCl可以转化为AgI
D．沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动
答案　A
解析　Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)，故AgI比AgCl更难溶，一定条件下，AgCl可以转化为AgI，A项错误。



1．(沉淀的转化)已知：Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)。在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液，产生的实验现象是(　　)
A．固体逐渐溶解，最后消失
B．固体由白色变为黑色
C．固体颜色变化但质量不变
D．固体逐渐增多，但颜色不变
答案　B
解析　ZnS和CuS的阴、阳离子个数比均为1∶1，且Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，可得ZnS溶解度大于CuS，因此在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液，会使白色ZnS沉淀转化成黑色CuS沉淀，B项正确。
2．(沉淀的转化)表格中为有关化合物的pKsp(pKsp＝－lg Ksp)。某同学设计实验如下：①向AgNO3溶液中加入适量NaX溶液，得到沉淀AgX；②向①中加入NaY，沉淀转化为AgY；③向②中加入Na2Z，沉淀又转化为Ag2Z。则表中a、b、c的大小关系为(　　)
相关化合物
AgX
AgY
Ag2Z
pKsp
a
b
c
A．a＞b＞c B．a＜b＜c
C．c＜a＜b D．a＋b＝c
答案　B
解析　根据沉淀转化的原理可知，溶解度小的沉淀总是向着溶解度更小的沉淀转化，再结合pKsp＝－lg Ksp可知，Ksp越小，pKsp越大，B项正确。
3．(沉淀的生成)工业上常先以MnO2为原料制得MnCl2溶液，通过添加过量难溶电解质MnS，使含有的Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，得到纯净的MnCl2。根据上述实验事实，下列分析正确的是(　　)
A．MnS的Ksp小于CuS、PbS、CdS等硫化物的Ksp
B．除杂试剂MnS也可用FeS代替
C．MnS与Cu2＋反应的离子方程式是Cu2＋(aq)＋MnS(s)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)
D．整个过程中涉及的反应类型只有复分解反应
答案　C
解析　通过添加过量难溶电解质MnS，使含有的Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等金属离子形成硫化物沉淀，属于沉淀的转化，由难溶的物质转化为更难溶的物质，A项错误；除杂试剂MnS如用FeS代替，会引入新的杂质，B项错误；沉淀的转化属于复分解反应，以MnO2为原料发生反应制得MnCl2溶液，Mn元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，D项错误。
4．(沉淀的生成)已知25 ℃时，电离常数Ka(HF)＝3.6×10－4，溶度积常数Ksp(CaF2)＝1.46×10－10。现向1 L 0.2 mol·L－1HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L－1 CaCl2溶液，则下列说法中正确的是(　　)
A．25 ℃ 时，0.1 mol·L－1HF溶液中pH＝1
B．Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化
C．该体系中有CaF2沉淀产生
D．该体系中，Ksp(CaF2)＝
答案　C
解析　HF是弱酸，所以pH>1，A项错误；Ksp不随浓度的变化而变化，B项错误；等体积混合后c(HF)＝0.1 mol/L，结合Ka(HF)可得c(H＋)＝c(F－)＝＝6×10－3mol/L，c(Ca2＋)＝0.1 mol/L，此时Q(CaF2)＝c(Ca2＋)·c2(F－)＝3.6×10－6>Ksp(CaF2)，所以有沉淀生成，C项正确；根据Ksp(CaF2)及Ka(HF)的表达式可知，D项错误。
5．(综合应用)已知常温下，AgBr的Ksp＝4.9×10－13，AgI的Ksp＝8.3×10－17。
(1)现向含有AgI的饱和溶液中：
①加入AgNO3固体，则c(I－)__(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；
②加入更多的AgI固体，则c(Ag＋)__；
③加入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4×10－3 mol·L－1的AgNO3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离子方程式为______________________________________。
解析 (1)①加入AgNO3固体，使c(Ag＋)增大，AgI沉淀溶解平衡向左移动，c(I－)减小。②若加入更多的AgI固体，仍是该温度下的饱和溶液，各离子浓度不变。③因AgBr的溶解度大于AgI的溶解度，所以加入AgBr固体时，使c(Ag＋)增大，AgI沉淀溶解平衡向左移动，c(I－)减小。(2)等体积混合后c(Br－)＝c(I－)＝0.001 mol·L－1，c(Ag＋)＝2×10－3 mol·L－1。因Ksp(AgI)4.9×10－13，所以有AgBr沉淀生成；若向其中再加入适量的NaI固体，AgBr会转化为AgI。
答案 (1)①减小　②不变　③减小　增大　(2)AgI、AgBr
AgBr(s)＋I－(aq)AgI(s)＋Br－(aq)

(建议用时：40 min)
考点
题号
基础过关
能力提升
1.沉淀的溶解与生成
1,2,5
9,10,11,12,13
2.沉淀转化
3,4,6
3.综合应用
7,8

1．下列现象不能用沉淀溶解平衡移动原理解释的是(　　)
A．相同温度下，AgCl在水中的溶解度大于在氯化钠溶液中的溶解度
B．浓FeCl3溶液滴入沸水中继续加热形成红褐色透明液体
C．自然界地表层原生铜矿变成CuSO4溶液向下层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)
D．加入少量AgCl固体可以除去氯化钠溶液中的少量硫化钠杂质
答案　B
解析　B项为胶体的形成，与盐类的水解有关，不能用沉淀溶解平衡移动原理解释，B项错误。
2．T ℃时，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20，Ksp[Fe(OH)3]＝1.1×10－38。此温度下要除去CuCl2溶液中的少量FeCl3，可以边搅拌边加入一种试剂。这种试剂是(　　)
A．CuO B．NaOH溶液
C．氨水 D．CuSO4溶液
答案　A
解析　根据溶度积常数可知，氢氧化铜的溶度积大于氢氧化铁的溶度积，因此要除去混在CuCl2溶液中的FeCl3，可加入氢氧化铜粉末、CuO或CuCO3，通过调节溶液的pH，促进铁离子水解生成氢氧化铁沉淀而除去，且不引入新的杂质，A项正确。
3．已知：某温度时，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.1×10－12。向Cl－和CrO的浓度都为0.100 mol·L－1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液(忽略体积的变化)。下列说法中正确的是(　　)
A．首先得到的沉淀是Ag2CrO4
B．首先得到的沉淀是AgCl
C．同时得到AgCl与Ag2CrO4沉淀
D．将Ag2CrO4转化为AgCl比将AgCl转化为Ag2CrO4要难
答案　B
解析　当c(Cl－)＝0.100 mol·L－1时，形成AgCl沉淀所需Ag＋的最小浓度为Ksp(AgCl)/c(Cl－)＝1.8×10－9mol·L－1；当c(CrO)＝0.100 mol·L－1时，形成Ag2CrO4沉淀所需Ag＋的最小浓度为[Ksp(Ag2CrO4)/c(CrO)]≈3.3×10－6 mol·L－1>1.8×10－9 mol·L－1，所以先形成AgCl沉淀。
4．一定温度下，难溶电解质AmBn在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，其平衡常数Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)称为难溶电解质的溶度积。已知下表数据：
物质
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Ksp(25 ℃)
8.0×10－16
2.2×10－20
4.0×10－38
完全沉淀时的pH范围
≥9.6
≥6.4
≥3
下列关于含有等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法正确的是(　　)
A．向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到的是蓝色沉淀
B．该混合溶液中c(SO)∶[c(Cu2＋)＋c(Fe2＋)＋c(Fe3＋)]>5∶4
C．向该混合溶液中加入适量氯水，调节pH到4～5后过滤，可获得纯净的CuSO4溶液
D．向该混合溶液中加入适量氨水，调节pH到9.6后过滤，将所得沉淀灼烧，可得到等物质的量的CuO、FeO、Fe2O3三种固体的混合物
答案　B
解析　在滴加NaOH溶液的过程中，先生成Fe(OH)3沉淀，故最先看到的是红褐色沉淀，A项错误；假设Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋均不水解，则c(SO)∶[c(Cu2＋)＋c(Fe2＋)＋c(Fe3＋)]＝5∶4，而这三种阳离子都可以水解，所以c(SO)∶[c(Cu2＋)＋c(Fe2＋)＋c(Fe3＋)]>5∶4，B项正确；氯水可将Fe2＋氧化为Fe3＋，pH＝4～5时，Fe3＋被完全沉淀，因为加入了氯水，所以还引入了Cl－，C项错误；灼烧后得不到FeO，因为在灼烧过程中，铁元素会完全转化为Fe2O3，D项错误。
5．下列有关Fe3＋除杂的说法中不正确的是(　　)
A．用加热的方法可除去KNO3溶液中混有的Fe3＋
B．工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7～8，可除去Fe3＋
C．FeSO4溶液中的Fe2＋极易被氧化为Fe3＋，可加铁粉除去杂质Fe3＋
D．MgCl2溶液中混有FeCl3杂质，可加Na2CO3除去FeCl3杂质
答案　D
解析　Fe(NO3)3溶液在加热过程中不断水解，最后HNO3挥发，并生成Fe(OH)3沉淀，趁热过滤便可得到纯净的KNO3，A项正确；氯化铁在溶液中发生水解Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加入氨水调节pH至7～8，Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀，从而除去氯化铁，B项正确；FeSO4溶液中的Fe2＋极易被氧化为Fe3＋，加铁粉后发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，从而除去杂质Fe3＋，C项正确；MgCl2溶液中混有FeCl3杂质，加Na2CO3不仅除去了FeCl3杂质，也导致MgCl2转化为沉淀，即便控制Na2CO3的加入量，也会引入杂质离子，D项错误。
6．已知几种难溶电解质的溶度积常数Ksp(25 ℃)如表：
难溶电解质
AgCl
AgBr
AgI
Ag2SO4
Ag2CrO4
Ksp
1.8×
10－10
5.4×
10－13
8.5×
10－17
1.4×
10－5
1.12×
10－12
下列叙述不正确的是(　　)
A．由溶度积常数可判断在相同条件下一些物质的溶解性大小
B．将等体积的4×10－3 mol·L－1的AgNO3溶液和4×10－3mol·L－1的K2CrO4溶液混合，有Ag2CrO4沉淀产生
C．向AgCl的悬浊液中滴加饱和NaBr溶液可以得到黄色AgBr悬浊液
D．向100 mL 0.1 mol·L－1的Na2SO4溶液中加入1 mL 0.1 mol·L－1的AgNO3溶液，有白色沉淀生成
答案　D
解析　D项，混合溶液中c(Ag＋)＝0.1 mol·L－1×≈0.001 mol·L－1，c2(Ag＋)·c(SO)＝0.0012×0.1＝1×10－7<1.4×10－5，故不会产生沉淀，错误。
7．金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质来控制溶液的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)如图所示。

(1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是____。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH____。
A．<1　　　　 B．在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)要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水生成[Cu(NH3)4]2＋，写出反应的离子方程式：________________________________。
解析 (1)由图可知，在pH＝3时溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀，则铜元素主要以Cu2＋形式存在。(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)从图示关系可以看出，Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小，不能通过调节pH而达到分离的目的。(4)Cu(OH)2悬浊液中存在溶解平衡Cu(OH)2(s)Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入氨水后Cu2＋与NH3结合生成难电离的[Cu(NH3)4]2＋，Cu2＋浓度降低，平衡正向移动，Cu(OH)2固体不断溶解。
答案 (1)Cu2＋　(2)B　(3)不能　Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小　(4)Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O
8．Ⅰ.重金属离子对河流及海洋造成严重污染。某化工厂废水(pH＝2.0，ρ≈1 g·mL－1)中含有Ag＋、Pb2＋等重金属离子，其浓度各约为0.01 mol·L－1。排放前拟用沉淀法除去这两种离子，查找有关数据如下：

AgI
AgOH
Ag2S
PbI2
Pb(OH)2
PbS
Ksp
8.3×
10－17
5.6×
10－8
6.3×
10－50
7.1×
10－9
1.2×
10－15
3.4×
10－28
(1)你认为往废水中投入____(填字母序号)，沉淀效果最好。
A．NaOH B．Na2S
C．KI D．Ca(OH)2
(2)常温下，若用生石灰处理上述废水，使溶液的pH＝8.0，则处理后的废水中c(Pb2＋)＝____ mol/L。
Ⅱ.为了研究难溶盐的沉淀溶解平衡和沉淀转化，某同学设计如下实验。回答下列问题：
步骤1：向2 mL 0.005 mol/L AgNO3溶液中加入2 mL 0.005 mol/L KSCN溶液，静置
出现白色沉淀
步骤2：取1 mL上层清液于试管中，滴加1滴2 mol/L Fe(NO3)3溶液
溶液变为红色
步骤3：向步骤2的溶液中，继续加入5滴3 mol/L AgNO3溶液
现象a，且溶
液红色变浅
步骤4：向步骤1余下的浊液中加入5滴3 mol/L KI溶液
出现黄色沉淀
已知：25 ℃，Ksp(AgI，黄色)＝8.3×10－17，Ksp(AgSCN，白色)＝1.0×10－12。
(3)步骤3中现象a是____________。
(4)向50 mL 0.005 mol/L的AgNO3溶液中加入150 mL 0.005 mol/L的KSCN溶液，若混合后溶液体积为200 mL，则溶液中Ag＋的浓度约为________mol/L。
解析 Ⅰ.(1)溶度积越小的越易转化为沉淀，由表格中的数据可知，硫化物的溶度积小，则应选择硫化钠。(2)Pb(OH)2的溶度积为1.2×10－15，pH＝8.0，c(OH－)＝10－6mol·L－1，则c(Pb2＋)＝＝＝1.2×10－3mol·L－1。Ⅱ.(3)加入硝酸银，银离子会和硫氰酸根离子反应得到AgSCN白色沉淀。(4)向50 mL 0.005 mol·L－1的AgNO3溶液中加入150 mL 0.005 mol·L－1的KSCN溶液，KSCN过量，溶液中剩余的c(SCN－)＝＝0.002 5 mol·L－1，则c(Ag＋)＝＝＝4.0×10－10 mol·L－1。
答案 (1)B　(2)1.2×10－3　(3)出现白色沉淀
(4)4.0×10－10

9．工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)，下列说法错误的是(　　)
A．该反应达平衡时c(Mn2＋)＝c(Cu2＋)
B．MnS的Ksp比CuS的Ksp大
C．往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2＋)变大
D．该反应的平衡常数K＝
答案　A
解析　该反应达平衡时，c(Mn2＋)、c(Cu2＋)浓度不变，但不一定相等，A项错误；用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2＋，利用的是CuS比MnS更难溶，所以MnS的Ksp比CuS的Ksp大，B项正确；往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Cu2＋)增大，平衡正向移动，c(Mn2＋)变大，C项正确；该反应的平衡常数K＝＝＝，D项正确。
10．20 ℃ 时某些物质的溶解度数据如表所示。下列说法不正确的是(　　)
物质
CaCO3
CaSO4
Mg(OH)2
MgCO3
溶解度(g/100 g水)
1.4×10－3
0.21
9×10－4
1.1×10－2
A.硫酸钙悬浊液中存在沉淀溶解平衡：CaSO4(s)Ca2＋(aq)＋SO(aq)
B．用Na2CO3溶液浸泡锅炉中的水垢，可将水垢中的CaSO4转化为CaCO3
C．向Mg(OH)2悬浊液中滴加FeCl3溶液，沉淀变为红褐色，说明溶解度：Fe(OH)3＜Mg(OH)2
D．向2 mL饱和MgCl2溶液中先后滴加0.1 mol/L的Na2CO3溶液、NaOH溶液各2滴，产生的白色沉淀为Mg(OH)2
答案　D
解析　硫酸钙属于微溶物，硫酸钙悬浊液中存在沉淀溶解平衡CaSO4(s)Ca2＋(aq)＋SO(aq)，A项正确；碳酸钙的溶解度小于硫酸钙的溶解度，CaSO4可以转化为CaCO3，B项正确；向Mg(OH)2悬浊液中滴加FeCl3溶液，沉淀变为红褐色，说明氢氧化铁的溶解度更小，C项正确；向2 mL饱和MgCl2溶液中先滴加Na2CO3溶液，生成MgCO3沉淀，再滴加NaOH溶液，由于Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3的溶解度，所以发生反应MgCO3(s)＋2NaOH(aq)===Mg(OH)2(s)＋Na2CO3(aq)，但由于加入的Na2CO3和NaOH的物质的量相等，沉淀不能完全转化，所以产生的白色沉淀为Mg(OH)2和MgCO3的混合物，D项错误。
11．已知25 ℃时，RSO4(s)＋CO(aq)RCO3(s)＋SO(aq)的平衡常数K＝1.75×104，Ksp(RCO3)＝2.80×10－9，下列叙述中正确的是(　　)
A．向c(CO)＝c(SO)的混合液中滴加RCl2溶液，首先析出RSO4沉淀
B．将浓度均为6×10－5 mol·L－1的RCl2、Na2CO3溶液等体积混合后可得到RCO3沉淀
C．25 ℃时，RSO4的Ksp约为4.9×10－5
D．相同温度下，RCO3在水中的Ksp大于在Na2CO3溶液中的Ksp
答案　C
解析　RSO4(s)＋CO(aq)RCO3(s)＋SO(aq)的平衡常数K＝＝＝＝1.75×104，故Ksp(RSO4)＝1.75×104×Ksp(RCO3)＝1.75×104×2.80×10－9＝4.9×10－5。RSO4、RCO3的组成形式相似且Ksp(RSO4)>Ksp(RCO3)，向c(CO)＝c(SO)的混合液中滴加RCl2溶液，首先析出RCO3沉淀，A项错误，C项正确；将浓度均为6×10－5 mol·L－1的RCl2、Na2CO3溶液等体积混合后，c(R2＋)＝c(CO)＝3×10－5 mol·L－1，此时溶液中RCO3的离子积Q＝c(R2＋)·c(CO)＝3×10－5×3×10－5＝9×10－10 12．已知锌及其化合物的性质与铝及其化合物相似。如图所示，横坐标为溶液的pH，纵坐标为Zn2＋或ZnO的物质的量浓度(假设Zn2＋浓度为10－5mol·L－1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－===ZnO＋2H2O
B．由图中数据计算可得Zn(OH)2的溶度积Ksp＝10－17
C．某废液中含Zn2＋，沉淀Zn2＋可以控制溶液pH的范围是8～12
D．向1 L 1 mol·L－1ZnCl2溶液中加入NaOH固体至pH＝6，需NaOH 0.2 mol
答案　D
解析　A项，当溶液pH>12时，Zn2＋就转化成ZnO，正确；B项，依据pH＝7时，c(Zn2＋)＝10－3 mol·L－1计算，此时有沉淀溶解平衡存在，Ksp＝10－3×(10－7)2＝10－17，正确；C项，当c(Zn2＋)＝10－5 mol·L－1时认为废液中Zn2＋已完全沉淀，所以控制pH在8～12范围内可将Zn2＋沉淀完全，正确；D项，当pH＝6即c(OH－)＝10－8 mol·L－1时，由Ksp可知此时c(Zn2＋)＝0.1 mol·L－1，即有0.9 mol Zn2＋转化为Zn(OH)2，需NaOH为1.8 mol，错误。
13．某科研小组提出利用工业废酸(10% H2SO4)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿，提取锌、铜元素，实现废物综合利用，方案如图所示。已知：各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如表所示。请回答下列问题：

离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe2＋
6.34
9.7
Fe3＋
1.48
3.2
Zn2＋
6.2
8.0
(1)加入A物质的目的是________________________________，物质A可使用下列物质中的____。
A．KMnO4 B．O2
C．H2O2 D．Cl2
(2)氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS，在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，则相同温度下：Ksp(CuS)__Ksp(ZnS)(选填“＞”“＜”或“＝”)。
(3)反应生成海绵铜的离子方程式：______________。
(4)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH，pH应控制在__________范围之间。
(5)写出NH4HCO3溶液与Zn2＋反应生成Zn2(OH)2CO3的离子方程式：_______________________________。
(6)物质B可用作生产化肥，其化学式是__________。
解析 (1)根据表中数据可知Fe3＋容易与Zn2＋分离，所以要将Fe2＋氧化成Fe3＋，以便除去；除铁过程中加入A和氨水，使Fe2＋变成氢氧化铁沉淀，故A应为氧化剂，考虑不引入新的杂质，故选BC项。(2)相同条件下，溶解度大的物质先溶解，因在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，则相同温度下：Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS)。(3)堆浸后溶液中有铜离子和氢离子，加入铁粉生成海绵铜的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。(4)从图表数据可知，除铁pH范围为3.2～6.2。(5)NH4HCO3溶液与Zn2＋反应生成Zn2(OH)2CO3、水和二氧化碳，离子方程式：2Zn2＋＋4HCO===Zn2(OH)2CO3↓＋H2O＋3CO2↑。(6)因所用废酸为硫酸，B又可作氮肥，所以B为(NH4)2SO4。
答案 (1)将Fe2＋氧化成Fe3＋，方便后续沉淀时除去　BC
(2)＜　(3)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　(4)3.2≤pH＜6.2或3.2～6.2　(5)2Zn2＋＋4HCO===Zn2(OH)2CO3↓＋H2O＋3CO2↑　(6)(NH4)2SO4