高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四节 沉淀溶解平衡精品达标测试
展开能用平衡移动原理分析理解沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质。
能解决生产、生活和实验中的实际问题。
重点:沉淀溶解平衡的应用
难点:沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀溶解平衡的应用
难溶电解质的沉淀溶解平衡是一种 平衡,因此可以通过改变条件,控制其进行的 ,使沉淀转化为溶液中的 ,或者使溶液中的离子转化为 。
(1)沉淀的生成
在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中,常利用
来达到分离或除去某些离子的目的。如
①工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入 调节pH,可使Fe3+ 而除去。发生的离子反应为Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NHeq \\al(+,4)。
②在工业废水处理过程中,以Na2S作 ,使某些金属离子如Cu2+、Hg2+等,生成极难溶的CuS、HgS沉淀而除去,也是 常用的方法。发生的反应为Cu2++S2-===CuS↓,Hg2++S2-===HgS↓。
(2)沉淀的溶解
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 的方向移动,就可以使沉淀溶解。如:
CaCO3难溶于水,却易溶于盐酸,原因是:CaCO3在水中存在的沉淀溶解平衡为 ,当加入盐酸后发生反应:
,c(CO2- 3) ,平衡向 的方向移动。
(3)沉淀的转化
①沉淀转化的实质与条件
a.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 。
b.条件:对于沉淀的转化,关键是满足一个条件,即两种沉淀的溶解度不同,一般来说,溶解度 的沉淀可以转化为溶解度 的沉淀。
②沉淀转化的应用
锅炉除水垢(主要成分为CaSO4):
Na2CO3溶液,CaCO3(s)加酸(如盐酸),Ca2+(aq),反应为
,CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
b.自然界中矿物的转化:原生铜的硫化物氧化、淋滤,CuSO4溶液渗透、遇闪锌矿(NzS)方铅矿(PbS)→铜蓝(CuS),反应为 ,
。
1.在含有Mg(OH)2沉淀的饱和溶液中加入固体NH4Cl,沉淀量不变。( )
2.任何难溶物在水中都存在沉淀溶解平衡,溶解度大小都可以用Ksp表示。( )
3.难溶电解质的溶度积Ksp越小,则它的溶解度越小。( )
4.当溶液中某离子浓度小于时,可视为该离子沉淀完全。( )
5.只与难溶电解质的性质和温度有关,而与沉淀的量和溶液中的离子浓度无关。( )
6.KSP(AB2)小于KSP(CD),则的溶解度小于的溶解度。( )
7.可用FeS除去废水中的Hg2+、Ag+等,是因为HgS、Ag2S比FeS更难溶。( )
8.沉淀的转化只能由难溶的转化为更难溶的。( )
考点1沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成
(1)沉淀生成时沉淀剂的选择原则
①使生成沉淀的反应进行得越完全越好(被沉淀离子形成沉淀的Ksp尽可能地小,即沉淀溶解度越小越好)。
如除去废水中的Cu2+,可以使Cu2+转化成Cu(OH)2或CuS,依据二者溶解度的大小可知,选择沉淀剂FeS可以使废水中的Cu2+转化成溶解度更小的CuS。
②不能影响其他离子的存在,由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去或不引入新的杂质离子。
(2)常用的沉淀方法
①调节pH法:
通过调节溶液的pH,使溶液中的杂质离子转化成沉淀而除去。
②直接沉淀法:
通过沉
淀剂除去溶液中的某种指定离子或获取该难溶电解质。
2.沉淀溶解的常用方法
(1)酸碱溶解法:加入酸或碱与沉淀溶解平衡体系中的相应离子反应,降低离子浓度,使平衡向沉淀溶解方向移动。如CaCO3溶于盐酸。
(2)盐溶解法:加入盐溶液,与沉淀溶解平衡体系中某种离子生成弱电解质,从而减小离子浓度使平衡向沉淀溶解方向移动,如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。
(3)生成配合物使沉淀溶解:在难溶物的沉淀溶解平衡体系中加入某试剂,使溶液中某离子因形成稳定配合物而浓度减小,从而使平衡向沉淀溶解的方向移动。如AgCl可溶于NH3·H2O:
(4)氧化还原溶解法:加入氧化剂或还原剂,通过发生氧化还原反应达到使难溶物的离子浓度降低,使平衡向沉淀溶解方向移动。例如有些金属硫化物(CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸,只能溶于氧化性酸。
(5)沉淀转化溶解法:如BaSO4的溶解。它不能被酸、碱所溶解,又不易形成稳定的配离子,也不具有明显的氧化还原性,常使之转化为BaCO3,然后再溶于强酸。
3.沉淀的转化
(1)沉淀转化的过程探究
①AgCl、AgI、Ag2S的转化
②Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化
(2)当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时,生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀;如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大,就能分步沉淀,从而达到分离离子的目的。
(3)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。
为研究沉淀的生成及转化,同学们进行如图所示实验。
下列关于该实验的分析不正确的是
①中产生白色沉淀的原因是c(Ag+)·c(SCN-)>KSP(AgSCN)
B.①中存在平衡:AgSCN(s)⇌Ag+(aq)+SCN-(aq)
C.上述实验能证明AgSCN向AgI沉淀转化反应的发生
D.③中溶液变红说明KSP(AgSCN)>KSP(AgI)
下列实验操作及现象可以达到实验目的的是
A.AB.BC.CD.D
一、单选题
1.化学与工农业生产、生活密切相关,下列叙述不正确的是
A.氢气燃烧放热多且产物无污染,是理想的绿色能源
B.为除去锅炉中的水垢,可用适量稀硫酸处理,快速且不挥发酸性气体
C.冰在室温下自动熔化成水,是熵、焓都增大的过程
D.以草木灰肥田,既可以为农作物提供营养元素,还可以有效降低土壤的酸度
2.某化学兴趣小组对卤素化合物进行了如下研究,根据实验操作和现象能得出相应结论且正确的是
A.AB.BC.CD.D
3.已知常温下Ksp(CaCO3)=5.0×10-9,Ksp(PbCO3)=1.0×10-13。CaCO3的悬浊液中存在溶解平衡:CaCO3(s)⇌Ca2+(aq)+CO(aq) ΔH<0 ,改变下列条件c(Ca2+)变化正确的是
A.加入少量Pb(NO3)2固体,c(Ca2+) 不变 B.加入少量蒸馏水,c(Ca2+) 减小
C.加入少量盐酸,c(Ca2+) 增大D.适当升高温度,c(Ca2+) 增大
4.化学与生活、生产密切相关,下列说法不合理的是
A.长征五号火箭使用液氧、液氢作推进剂,可避免环境污染
B.汽车尾气中采用催化转换技术,可提高有害气体的平衡转化率
C.盐碱地不利于农作物生长,通过施加适量的石膏可以降低土壤的碱性
D.氟化钠牙膏含有的能与牙釉质层生成更难溶的,可预防龋齿
5.某温度时,可用K2S沉淀Cu2+、Zn2+、Mn2+三种离子(用M2+表示),所需S2-最低浓度的对数值lgc(S2-)与lgc(M2+)的关系如图所示。下列说法正确的是
A.三种离子对应的硫化物中Ksp(CuS)最小,约为1×10-20
B.向MnS的悬浊液中加入少量水,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,c(S2-)增大
C.可用ZnS除去ZnCl2溶液中混有的少量杂质MnCl2
D.向浓度均为1×10-5ml/L的Cu2+、Zn2+、Mn2+混合溶液中逐滴加入1×10-4ml/L的Na2S溶液,Cu2+先沉淀
6.下列说法正确的是
A.一般来说,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀很难实现
B.Ksp(Ag2CrO4)
D.升高温度,某沉淀溶解平衡逆向移动,说明它的溶解度是减小的,Ksp也变小
7.下列有关化学用语的说法错误的是
A.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢的原理:CaSO4(s)+CO2- 3(aq)⇌CaCO3(s)+SO2- 4(aq)
B.NaHS溶液水解离子方程式:HS-+H2O⇌H3O++S2-
C.硫酸氢钠在水中的电离方程式为:NaHSO4=Na++H++
D.防蛀剂ZnF2微溶于水,其溶解平衡表达式为:ZnF2(s)⇌Zn2+(aq)+2F-(aq)
8.草酸()存在于菠菜等蔬菜中,是一种二元弱酸。常温下,向某浓度的草酸溶液中逐滴滴入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2O- 4、C2O2- 4三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)用离子方程式说明Na2C2O4溶液显碱性的原因: 。
(2)NaHC2O4的水解平衡常数Kh= 。
(3)p点,溶液中C2(HC2O4−)c(C2O4−)·c(H2C2O4)= 。
(4)下列说法正确的是 (填标号)。
a.E、F、Q三点,水的电离程度最大的是Q点
b.E点存在:c(HC2O- 4)>c(H2C2O4)>c(Na+)>c(H+)
c.F点存在:c(Na+)+c(H+)=3c(HC2O- 4)+c(OH-)
(5)常温下,pH=3的H2C2O4溶液的物质的量浓度为c1,水电离出的c(H+)为c3;pH=3的HCl溶液的物质的量浓度为c2,水电离出的c(H+)为c4。
则c1 c2(填“>”“<”或“=”,下同);c3 c4。
(6)某氯化镁溶液中混有氯化铁杂质,若溶液中c(Mg2+)=0.56ml/L,欲除尽杂质离子(离子浓度小于1×10-6ml/L),需调节pH范围是 。[已知Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12、Ksp[Fe(OH)3]=1×10-39]
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
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
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
实验目的
实验操作及现象
A
KSP(CuS)
B
证明FeCl3与KI之间是可逆反应
向1mL 0.1ml·L-1FeCl3溶液中滴加2mL 0.1ml·L-1KI溶液,充分反应,滴加几滴KSCN溶液后变为红色
C
探究浓度对反应速率的影响
向2支各盛有5mL不同浓度的NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液,观察实验现象
D
验证非金属性:S>C
测定相同浓度的NaHSO3溶液与NaHCO3溶液的pH,后者较大
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向5mL 1ml/L AgNO3溶液中先加几滴同浓度的NaCl溶液,再加几滴同浓度的NaBr溶液
先产生白色沉淀,后产生淡黄色沉淀
KSP(AgCl)>KSP(AgBr)
B
向2mL 0.1ml/L FeI2溶液中滴加少量氯水
溶液变为黄色
还原性:Fe2+>I-
C
将CCl2固体溶于水,加入浓盐酸后,再加入少量ZnCl2固体
溶液先由粉红色变为蓝色,再由蓝色变成粉红色(已知:[C(H2O)6]2+呈粉红色,[CCl4]2-呈蓝色,[ZnCl4]2-呈无色)
配离子的稳定性:
[ZnCl4]2->[CCl4]2-
D
将稀盐酸滴入碳酸氢钠溶液中,充分反应,再将产生的气体通入澄清石灰水中
生成白色沉淀
非金属性:Cl>C
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