人教版 (2019)选择性必修1第四节 沉淀溶解平衡第2课时学案

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第四节 沉淀溶解平衡第2课时学案，共14页。

一、沉淀的生成和溶解
1．沉淀的生成
(1)沉淀生成的应用
在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
(2)沉淀的方法
①调节pH法：如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，使Q[Fe(OH)3]＞Ksp[Fe(OH)3]可使Fe3＋转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)。
②加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子，如Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，即离子积Q＞Ksp时，生成沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。
a．通入H2S除去Cu2＋的离子方程式：H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。
b．加入Na2S除去Hg2＋的离子方程式：Hg2＋＋S2－===HgS↓。
特别提醒 ①一般来说，当溶液中有多种可以沉淀的离子且生成相同类型的沉淀时，越难溶(Ksp越小)的越先沉淀。
②当离子浓度小于1×10－5 ml·L－1时，认为已完全沉淀。
2．沉淀的溶解
(1)沉淀溶解的原理
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。
(2)实验探究：Mg(OH)2沉淀溶解
(3)沉淀溶解的方法
①酸溶解法：用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。
如CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸，原因是：CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡为CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋COeq \\al(2－,3)(aq)，当加入盐酸后发生反应：COeq \\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋CO2↑，c(COeq \\al(2－,3))降低，溶液中COeq \\al(2－,3)与Ca2＋的离子积Q(CaCO3)＜Ksp(CaCO3)，沉淀溶解平衡向溶解方向移动。
②盐溶液溶解法：Mg(OH)2难溶于水，能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2NHeq \\al(＋,4)===Mg2＋＋2NH3·H2O。
(1)洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好(×)
(2)为了减少BaSO4的损失，洗涤BaSO4沉淀时可用稀硫酸代替水(√)
(3)除废水中的某重金属离子如Cu2＋、Hg2＋时，常用Na2S等，是因为生成的CuS、HgS极难溶，使废水中Cu2＋、Hg2＋浓度降的很低(√)
(4)CaCO3溶解时常用盐酸而不用稀硫酸，是因为稀硫酸不与CaCO3反应(×)
(5)除去MgCl2溶液中的Fe2＋，先加入双氧水，再加入MgO即可(√)
1．当氢氧化镁固体在水中达到沉淀溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)时，为使Mg(OH)2固体的量减少，需加入少量的( )
A．NH4NO3 B．NaOH
C．MgSO4 D．Na2SO4
答案 A
解析 要使Mg(OH)2固体的量减小，应使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡右移，可减小c(Mg2＋)或c(OH－)。NH4NO3电离出的NHeq \\al(＋,4)能结合OH－，使平衡右移。
2．已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrOeq \\al(2－,4)的浓度均为0.010 ml·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 ml·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )
A．Cl－、Br－、CrOeq \\al(2－,4) B．CrOeq \\al(2－,4)、Br－、Cl－
C．Br－、Cl－、CrOeq \\al(2－,4) D．Br－、CrOeq \\al(2－,4)、Cl－
答案 C
解析 利用沉淀溶解平衡原理，当Q＞Ksp时，有沉淀析出。溶液中Cl－、Br－、CrOeq \\al(2－,4)的浓度均为0.010 ml·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 ml·L－1的AgNO3溶液时，溶解度小的先满足Q＞Ksp，有沉淀析出。比较Ksp，AgBr、AgCl同类型，溶解度：AgBr＜AgCl。再比较AgCl、Ag2CrO4沉淀所需c(Ag＋)，Cl－沉淀时所需c(Ag＋)≥eq \f(KspAgCl,cCl－)＝eq \f(1.8×10－10,0.010) ml·L－1＝1.8×10－8 ml
·L－1，CrOeq \\al(2－,4)沉淀时所需c(Ag＋)≥eq \r(\f(KspAg2CrO4,cCrO\\al(2－,4)))＝eq \r(\f(9.0×10－12,0.010)) ml·L－1＝3.0×10－5 ml·L－1，故推知三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br－、Cl－、CrOeq \\al(2－,4)。
沉淀溶解常用的方法
(1)酸溶解法：如CaCO3溶于盐酸，Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸等。
(2)盐溶解法：如Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液中。
(3)生成配合物法：如AgCl可溶于氨水。
(4)氧化还原法：如CuS、HgS等可溶于HNO3中。
二、沉淀的转化
1．沉淀转化的过程探究
(1)实验探究AgCl、AgI、Ag2S的转化
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理论分析：
AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq) Ksp＝1.8×10－10
AgI(s)Ag＋(aq)＋I－(aq) Ksp＝8.5×10－17
由Ksp值可看出AgI的溶解度远比AgCl小得多。
当向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，Q(AgI)＞Ksp(AgI)导致AgCl溶解，AgI生成，离子方程式可表示为：I－(aq)＋AgCl(s)AgI(s)＋Cl－(aq)，
K＝eq \f(cCl－,cI－)＝eq \f(cAg＋·cCl－,cAg＋·cI－)＝eq \f(1.8×10－10,8.5×10－17)≈2.1×106＞1×105。
反应向正方向进行完全，即AgCl可转化为AgI沉淀。
(2)实验探究Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化
实验结论：Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀，说明溶解度：Fe(OH)32．沉淀转化的实质与条件
(1)实质：沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程，其实质是沉淀溶解平衡的移动。
(2)条件：两种沉淀的溶解度不同，溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀，两者溶解度相差越大转化越容易。
3．沉淀转化的应用
(1)锅炉除水垢(含有CaSO4)：CaSO4(s)eq \(―――――→,\s\up7(Na2CO3溶液))CaCO3(s)eq \(―――――→,\s\up7(加酸如盐酸))Ca2＋(aq)，反应为CaSO4＋Na2CO3===CaCO3＋Na2SO4，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。
(2)自然界中矿物的转化：原生铜的硫化物eq \(――――→,\s\up7(氧化、淋滤))CuSO4溶液eq \(――――――――――――――→,\s\up7(渗透、遇闪锌矿ZnS和方铅矿PbS))铜蓝(CuS)，反应为CuSO4＋ZnS===CuS＋ZnSO4，CuSO4＋PbS===CuS＋PbSO4。
(3)工业废水处理
工业废水处理过程中，重金属离子可利用沉淀转化原理用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。
用FeS除去Hg2＋的离子方程式：FeS(s)＋Hg2＋(aq)HgS(s)＋Fe2＋(aq)。
(1)沉淀的转化只能由难溶的转化为更难溶的(×)
(2)向AgCl沉淀中加入KI溶液，由白色沉淀转变成黄色沉淀，是由于Ksp(AgI)(3)可用FeS除去废水中的Hg2＋、Ag＋等，是因为HgS、Ag2S比FeS更难溶(√)
(4)验证Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2，可将FeCl3溶液加入Mg(OH)2悬浊液中，振荡，可观察到沉淀由白色变为红褐色(√)
(5)溶解度小的沉淀不能转化为溶解度比其大的沉淀(×)
1．已知Ksp(BaSO4)＝1.0×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.5×10－9，解答下列问题：
(1)向等浓度的碳酸钠、硫酸钠的混合溶液中逐滴加入氯化钡溶液，最先出现的沉淀是________。
(2)某同学设想用下列流程得到BaCl2溶液，
BaSO4eq \(――――――→,\s\up7(饱和Na2CO3溶液),\s\d5(①))BaCO3eq \(――→,\s\up7(盐酸),\s\d5(②))BaCl2
则①的离子方程式为________________________________________________，
该反应的平衡常数K＝________。
(3)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，当两种沉淀共存时，eq \f(cBr－,cCl－)＝__________。[Ksp(AgBr)＝5.4×10－13，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10]
答案 (1)BaSO4 (2)BaSO4(s)＋COeq \\al(2－,3)(aq)BaCO3(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq) 0.04 (3)3×10－3
解析 (2)BaSO4转化为BaCO3的离子方程式为BaSO4(s)＋COeq \\al(2－,3)(aq)BaCO3(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)。
平衡常数K＝eq \f(cSO\\al(2－,4),cCO\\al(2－,3))＝eq \f(KspBaSO4,KspBaCO3)＝eq \f(1.0×10－10,2.5×10－9)＝0.04。
(3)AgCl、AgBr共存时AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)，反应达到平衡，所以eq \f(cBr－,cCl－)＝eq \f(KspAgBr,KspAgCl)＝eq \f(5.4×10－13,1.8×10－10)＝3×10－3。
2．牙齿表面由一层硬的组成为Ca5(PO4)3OH的难溶物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：
Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2＋(aq)＋3POeq \\al(3－,4)(aq)＋OH－(aq)
进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是：
________________________________________________________________________。
已知Ca5(PO4)3F的溶解度比Ca5(PO4)3OH更小，请用离子方程式表示使用含氟牙膏防止龋齿的原因：________________________________________________________________________。
答案 发酵生成的有机酸能中和OH－，使平衡向右移动，加速牙齿腐蚀 Ca5(PO4)3OH＋F－Ca5(PO4)3F＋OH－
随堂演练 知识落实
1．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、阳离子个数比为1∶1，且Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，可得ZnS溶解度大于CuS，因此在ZnS饱和溶液中加CuSO4会使ZnS沉淀转化生成黑色CuS沉淀。
2．实验：①0.1 ml·L－1AgNO3溶液和0.1 ml·L－1NaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；
②向滤液b中滴加0.1 ml·L－1KI溶液，出现浑浊；
③向沉淀c中滴加0.1 ml·L－1KI溶液，沉淀变为黄色。
下列分析不正确的是( )
A．浊液a中存在沉淀溶解平衡：
AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
B．滤液b中不含有Ag＋
C．③中颜色变化说明AgCl转化为AgI
D．实验可以证明AgI比AgCl更难溶
答案 B
解析 A项，在浊液a中，存在AgCl的沉淀溶解平衡，正确；B项，在滤液b中，仍含有少量Ag＋，故在b中加入KI溶液生成了AgI沉淀，错误；由于AgI比AgCl更难溶解，向c中加入0.1 ml·L－1KI溶液，能发生沉淀的转化，生成黄色的AgI，C项和D项都正确。
3．化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)，下列说法正确的是( )
A．相同温度时，MnS的Ksp比CuS的Ksp小
B．该反应达到平衡时c(Mn2＋)＝c(Cu2＋)
C．向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Cu2＋)减小，c(Mn2＋)增大
D．设该反应的平衡常数为K，则K·Ksp(CuS)＝Ksp(MnS)
答案 D
解析 一种沉淀易转化为更难溶的沉淀，则Ksp(MnS)>Ksp(CuS)，A项错误；达到平衡时，eq \f(cCu2＋,cMn2＋)＝eq \f(KspCuS,KspMnS)<1，B项错误；加入少量CuSO4固体后，c(Cu2＋)增大，平衡正向移动，c(Mn2＋)增大，C项错误；该反应的平衡常数K＝eq \f(cMn2＋,cCu2＋)＝eq \f(KspMnS,KspCuS)，D项正确。
4．已知25 ℃：
某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性，实验步骤如下。
①向100 mL 0.1 ml·L－1的CaCl2溶液中加入0.1 ml·L－1的Na2SO4溶液100 mL，立即有白色沉淀生成。
②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g，搅拌，静置沉淀后弃去上层清液。
③再加入蒸馏水搅拌，静置后再弃去上层清液。
④________________________________________________________________________。
(1)由题中信息可知，Ksp越大表示电解质的溶解度越______(填“大”或“小”)。
(2)写出第②步发生反应的化学方程式：_______________________________________。
(3)设计第③步的目的是__________________________________________________。
(4)请补充第④步操作及发生的现象：______________________________________。
(5)请写出该原理在实际生活、生产中的一个应用：____________________________。
答案 (1)大 (2)Na2CO3(aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋Na2SO4(aq) (3)洗去沉淀中附着的SOeq \\al(2－,4)
(4)向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解，并放出无色无味的气体 (5)将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去
解析 Ksp越大，表示电解质的溶解度越大，溶解度大的沉淀会向溶解度小的沉淀转化，要证明CaSO4完全转化为CaCO3，可以加入盐酸，因为CaSO4不和盐酸反应，而CaCO3可完全溶于盐酸。在实际生活、生产中利用此反应可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去。
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)＝1.6×10－10。下列叙述中正确的是( )
A．常温下，AgCl悬浊液中c(Cl－)＝4×10－5.5 ml·L－1
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 ml·L－1 AgNO3溶液与0.001 ml·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－)＝1.6×10－10，则AgCl悬浊液中c(Cl－)＝c(Ag＋)＝4×10－5.5 ml·L－1，A正确；Ksp(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；0.001 ml·L－1 AgNO3溶液与0.001 ml·L－1的KCl溶液等体积混合，此时离子积Q＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.000 52＝2.5×10－7＞Ksp(AgCl)，故生成AgCl沉淀，D错误。
2．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．ZnSO4 D．Fe2O3
答案 B
解析 溶液中含有FeCl3杂质，将溶液调至pH＝4，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和酸反应调节溶液pH，使铁离子全部沉淀。
3．已知在pH为4～5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4～5
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4～5
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H2S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NHeq \\al(＋,4)，C项错误；由金属的活动性：Fe＞Cu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：
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＋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，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11。下列说法正确的是( )
A．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大
B．25 ℃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 ml·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 ml·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小
D．25 ℃时，在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，Ksp[Mg(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)，NHeq \\al(＋,4)与OH－反应，而使平衡右移，c(Mg2＋)增大；C项，Ksp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)分别为Ksp(FeS)＝6.3×10－18；Ksp(CuS)＝1.3×10－36；Ksp(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 ml·L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的浓度最大只能达到1.6×10－23 ml·L－1
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Ksp(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 ml·L－1的Na2S溶液中，c(S2－)将减至非常小，而Zn2＋的浓度远远大于1.6×10－23 ml
·L－1；因CuS比FeS更难溶，FeS沉淀可转化为CuS沉淀；温度不变，Ksp(FeS)不变。
7．下列说法不正确的是( )
A．Mg(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(ZnS)C．向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色，反应的化学方程式为2AgCl(s)＋S2－(aq)Ag2S(s)＋2Cl－(aq)
D．向2 mL浓度均为1.2 ml·L－1的KCl、KI混合溶液中滴加1～2滴0.01 ml·L－1的AgNO3溶液，振荡沉淀呈黄色，说明Ksp(AgCl)>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6.3×10－18、6.3×10－36。下列有关说法正确的是( )
A．0.1 ml FeS和0.1 ml 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 ml·L－1 H2S溶液中，Cu2＋的最大浓度为6.3×10－35 ml·L－1
C．因为H2SO4是强酸，所以反应CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4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，由于Ksp(CuS)≪Ksp(FeS)，所以0.1 ml FeS和0.1 ml CuS混合后加入1 L水中，所得溶液中c(Fe2＋)≠c(Cu2＋)，正确；B项，CuSO4是易溶物质，则溶液中Cu2＋的最大浓度远比6.3×10－35 ml·L－1大，错误；C项，CuS不溶于H2SO4，该反应能发生，错误；D项，2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，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：
下列叙述中不正确的是( )
A．向AgCl的白色悬浊液中加入0.1 ml·L－1 KI溶液，有黄色沉淀产生
B．25 ℃时，AgCl、AgBr、AgI、Ag2S饱和水溶液中Ag＋的浓度相同
C．25 ℃，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 1.8×10－6 ml·L－1 NaCl溶液中，加入1滴(20滴约为1 mL)1×10－3 ml·L－1 AgNO3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，其饱和水溶液中c(Ag＋)的大小关系为AgCl＞AgBr＞AgI＞Ag2S，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－)＝1.8×10－6 ml·L－1，而AgNO3溶液相当于稀释100倍，故c(Ag＋)＝1×10－5 ml·L－1，c(Cl－)·c(Ag＋)＝1.8×10－11＜Ksp(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，Ksp(CaSO4)＝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COeq \\al(2－,3)(aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)
C．该条件下，CaCO3溶解度约为1×10－3 g
D．CaSO4和CaCO3共存的悬浊液中，eq \f(cSO\\al(2－,4),cCO\\al(2－,3))＝9×104
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1×10－5 ml·L－1，100 mL饱和CaCO3溶液中含有CaCO3为1×10－4 g，溶解度约为1×10－4 g，故C项错误；CaSO4和CaCO3共存的悬浊液中，eq \f(cSO\\al(2－,4),cCO\\al(2－,3))＝eq \f(KspCaSO4,KspCaCO3)＝9×104，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ZnOeq \\al(2－,2)的物质的量浓度(假设Zn2＋浓度为10－5 ml·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－===ZnOeq \\al(2－,2)＋2H2O
B．从图中数据计算可得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 ml·L－1 ZnCl2溶液中加入NaOH固体至pH＝6，需NaOH 0.2 ml
答案 D
解析 A项，当溶液pH>12时，Zn2＋就转化成ZnOeq \\al(2－,2)，正确；B项，依据pH＝7时，c(Zn2＋)＝10－3 ml·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 ml·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 ml·L－1，由Ksp可知此时c(Zn2＋)＝10－1 ml·L－1，即有0.9 ml Zn2＋转化为Zn(OH)2，需NaOH为1.8 ml，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( )
A．T1＞T2
B．加入BaCl2固体，可使溶液由a点变到c点
C．c点时，在T1、T2两个温度下均有固体析出
D．a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增大，T2时硫酸钡的Ksp大于T1时硫酸钡的Ksp，故T2＞T1，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(SOeq \\al(2－,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Q＞Ksp，有沉淀析出，在T2时c点溶液的Q＜Ksp，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( )
A．a点代表Fe(OH)2饱和溶液
B．Ksp[Fe(OH)3]C．向0.1 ml·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pH＝7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Ksp[Fe(OH)3]14．(2020·济南高二质检)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加入固体AgNO3，则c(I－)________(填“变大”“变小”或“不变”，下同)；
②若改加更多的AgI固体，则c(Ag＋)________；
③若改加AgBr固体，则c(I－)____________，而c(Ag＋)____________。
(2)现向含有NaBr、KI均为0.002 ml·L－1的溶液中加入等体积浓度为4×10－3 ml·L－1 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总反应式表示为___________________________________________。
答案 (1)①变小 ②不变 ③变小 变大
(2)AgI、AgBr AgBr(s)＋I－(aq)AgI(s)＋Br－(aq)
解析 (1)①加入AgNO3固体，使c(Ag＋)增大，AgI溶解平衡向左移动，c(I－)减小。②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。③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(I－)＝0.001 ml·L－1，c(Ag＋)＝2×10－3 ml·L－1。因Ksp(AgI)4.9×10－13，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)＝1×10－10，Ksp(BaCO3)＝1×10－9。
(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 ml·L－1 Na2SO4溶液洗胃，如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化，残留在胃液中的Ba2＋浓度仅为________ ml·L－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。
①CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为
________________________________________________________________________。
②请分析CaSO4转化为CaCO3的原理：
________________________________________________________________________。
答案 (1)对于平衡BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)，H＋不能减少Ba2＋或SOeq \\al(2－,4)的浓度，平衡不能向沉淀溶解的方向移动 2×10－10
(2)①CaSO4(s)＋COeq \\al(2－,3)(aq)CaCO3(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)
②CaSO4存在沉淀溶解平衡，加入Na2CO3溶液后，COeq \\al(2－,3)与Ca2＋结合生成CaCO3沉淀，Ca2＋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)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)，由于Ba2＋、SOeq \\al(2－,4)均不与H＋反应，无法使平衡移动。c(Ba2＋)＝eq \f(KspBaSO4,cSO\\al(2－,4))＝2×10－10 ml·L－1。
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：
(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3～4，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3～4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＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋，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。实验操作
实验现象
有白色沉淀析出
白色沉淀转化为黄色沉淀
黄色沉淀转化为黑色沉淀
化学方程式
NaCl＋AgNO3===
AgCl↓＋NaNO3
AgCl＋KI===
AgI＋KCl
2AgI＋Na2S===
Ag2S＋2NaI
实验操作
实验现象
产生白色沉淀
白色沉淀转化为红褐色沉淀
化学方程式
MgCl2＋2NaOH===
Mg(OH)2↓＋2NaCl
3Mg(OH)2＋2FeCl3===
2Fe(OH)3＋3MgCl2
难溶电解质
CaCO3
CaSO4
MgCO3
Ksp
2.8×10－9
9.1×10－6
6.8×10－6
化合物
PbSO4
PbCO3
PbS
溶解度/g
1.03×10－4
1.81×10－7
1.84×10－14
物质
AgCl
AgBr
AgI
Ag2S
颜色
白
淡黄
黄
黑
Ksp
1.8×10－10
7.7×10－13
1.5×10－16
1.8×10－50
物质
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
溶度积(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
3～4