化学选择性必修1沉淀溶解平衡的移动优秀一课一练

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课后分层练
1．利用调节pH的方法，可以除去硫酸铜溶液中的亚铁离子(已知：在一定条件下，某些常见阳离子沉淀时对应的pH如表所示)，下列说法正确的是( )
A．调节pH前，应先将Fe2＋氧化为Fe3＋，可选择Cl2或H2O2作氧化剂
B．调节pH可选用Cu(OH)2
C．控制pH＝6.4～7.6除杂效果最好
D．将分离得到的硫酸铜溶液蒸干可获得Cu(OH)2固体
[答案] B
[解析] 如果选择氯气作氧化剂，会生成氯化铁，引入新杂质，A项错误；选用Cu(OH)2，可调节溶液的pH，且不引入新杂质，可达到除杂的目的，B项正确；控制pH＝6.4～7.6，铜离子完全沉淀，不能达到除杂的目的，将亚铁离子氧化成铁离子之后，应控制pH＝3.7～4.4，C项错误；硫酸为难挥发性酸，将硫酸铜溶液蒸干，若温度不是很高，硫酸铜不分解，则可得到硫酸铜，不会得到Cu(OH)2，D项错误。
2．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 B．硫酸盐
C．碳酸盐 D．以上沉淀剂均可
[答案] A
[解析] 要将Pb2＋沉淀，就要形成溶解度最小的物质，由表中数据可知，PbS的溶解度最小，故选用的沉淀剂最好为硫化物。
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，通入Cl2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＋反应生成CuS沉淀，B项错误；通入NH3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．已知：Ksp(CuS)＝1.3×10－36，Ksp(MnS)＝2.6×10－13。工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)。下列说法错误的是( )
A．反应达平衡后，继续加入MnS，废水中的Cu2＋的去除率增加
B．该反应可将工业废水中的Cu2＋沉淀完全
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＝2.0×1023
[答案] A
[解析] 达到平衡后，增加MnS的使用量，平衡不移动，废水中的Cu2＋的去除率不改变，故A错误；利用此反应可将工业废水中的Cu2＋沉淀完全，故B项正确；c(Cu2＋)增大，平衡正向移动，所以c(Mn2＋)变大，故C正确；该反应的平衡常数K＝eq \f(cMn2＋,cCu2＋)＝eq \f(KspMnS,KspCuS)＝2.0×1023，故D正确。
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。
7．下列应用或现象主要体现的是沉淀溶解平衡原理的有( )
①热纯碱溶液洗涤油污的能力强 ②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒 ③溶洞的形成 ④碳酸钡不能作“钡餐”但硫酸钡能 ⑤泡沫灭火器灭火
A．仅②③④ B．仅①②③
C．仅③④⑤ D．全部
[答案] A
[解析]①利用的是水解原理，⑤利用两种离子水解的相互促进作用，②③④体现的均是沉淀溶解平衡原理。
8．在AgCl悬浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。下列叙述正确的是( )
A．常温下，AgCl悬浊液中c(Cl－)≈1.34×10－5 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－1KCl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－)＝1.8×10－10，则AgCl悬浊液中c(Cl－)＝
c(Ag＋)≈1.34×10－5 ml·L－1，A正确；Ksp(AgCl)只与温度有关，温度不变，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－1KCl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)，故可以生成AgCl沉淀，D错误。
9．实验室测定水体中氯离子的含量时常使用AgNO3溶液滴定法，已知在25 ℃时几种银盐的Ksp和颜色如下表：
可用作滴定Cl－指示剂的是( )
A．K2CrO4 B．Na2CO3 C．NaBr D．NaI
[答案] A
[解析]测定水体中的Cl－，选用AgNO3溶液滴定，当Cl－消耗完后，Ag＋应与指示剂反应，生成一种有色的沉淀。则选择的指示剂的阴离子应在Cl－后面沉淀，显然不能选择NaBr和NaI，另外Ag2CO3为白色沉淀，无法与AgCl沉淀区分开来，故只能选择K2CrO4。当Ag＋浓度相同时，Cl－在CrOeq \\al(2－,4)之前沉淀，设两者达到沉淀溶解平衡时，溶液中c(Ag＋)＝x ml·L－1，AgCl：x2＝1.8×10－10，x≈1.34×10－5 ml·L－1；Ag2CrO4：eq \f(x3,2)＝2.0×10－12，x≈1.59×10－4 ml·L－1，由此可知CrOeq \\al(2－,4)沉淀时需要的Ag＋浓度更大。
10. 25 ℃时，FeS饱和溶液中，Fe2＋与S2－的物质的量浓度的负对数关系如图所示。对于图中的a点，下列说法正确的是( )
A．a点表示FeS的饱和溶液，且c(Fe2＋)B．a点表示FeS的不饱和溶液，且c(Fe2＋)>c(S2－)
C．a点表示FeS的不饱和溶液，且c(Fe2＋)D．a点表示FeS的饱和溶液，且c(Fe2＋)>c(S2－)
[答案] B
[解析]a点表示FeS的不饱和溶液，c(Fe2＋)＝10－10 ml·L－1>c(S2－)＝10－12 ml·L－1，B项正确。
11．如图所示，有两条T1、T2两种温度下的BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线，下列说法不正确的是( )
A．加入Na2SO4可使溶液由a点变到b点
B．在T1曲线上方区域(不含曲线)任意一点时，均有BaSO4沉淀生成
C．蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、b之间的某一点(不含a、b)
D．升温可使溶液由b点变为d点
[答案] D
[解析] 加入Na2SO4，c(SOeq \\al(2－,4))增大，Ksp不变，c(Ba2＋)减小，A项正确；在T1曲线上方任意一点，由于Q>Ksp，所以均有BaSO4沉淀生成，B项正确；不饱和溶液蒸发溶剂，c(SOeq \\al(2－,4))、c(Ba2＋)均增大，C项正确；升温，Ksp增大，c(SOeq \\al(2－,4))、c(Ba2＋)均增大，D项错误。
12．25 ℃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晶体加入到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；因CuS比FeS更难溶，FeS沉淀可转化为CuS沉淀，故C对；温度不变，Ksp(FeS)不变，故D错。
13. 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4.9×10－13
B．向AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点到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] 沉淀溶解平衡曲线上的点均表示AgBr的饱和溶液，再结合溶度积的定义，则Ksp＝c(Ag＋)·
c(Br－)＝7×10－7×7×10－7＝4.9×10－13，故A项正确；根据AgBr(s)Ag＋(aq)＋Br－(aq)，加入NaBr固体，溶液中c(Br－)增大，平衡逆向移动，c(Ag＋)减小，而c点到b点，c(Ag＋)不变，故B项错误；a点的离子积小于Ksp，说明此溶液为不饱和溶液，故C项正确；K＝eq \f(cCl－,cBr－)＝eq \f(cAg＋·cCl－,cAg＋·cBr－)＝eq \f(KspAgCl,KspAgBr)＝eq \f(4×10－10,4.9×10－13)≈816，故D项正确。
14．(1)①25 ℃时，潮湿的石膏雕像表面会发生反应：
CaSO4(s)＋COeq \\al(2－,3)(aq)CaCO3(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)，其平衡常数K＝ [已知Ksp(CaSO4)＝9.1×10－6，Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9]。
②溶洞景区限制参观的游客数量，主要原因之一是游客呼吸产生的气体对钟乳石有破坏作用，从化学平衡的角度说明其原因 。
(2)已知某温度下Ksp(CaF2)＝3.4×10－11，Ksp(MgF2)＝7.1×10－11。该温度下，“沉淀除杂”时加入足量的NaF溶液可将Ca2＋、Mg2＋沉淀除去，若所得滤液中c(Mg2＋)＝1.0×10－5 ml·L－1，则滤液中c(Ca2＋)为 (保留2位有效数字)。
[答案] (1)①3.25×103 ②游客呼出的CO2可与钟乳石的主要成分CaCO3发生反应：CO2＋H2O＋CaCO3Ca2＋＋2HCOeq \\al(－,3)，CO2增加，平衡正向移动，CaCO3减少，钟乳石被破坏 (2)4.8×10－6 ml·L－1
[解析] (1)①由方程式可知，反应的平衡常数K＝eq \f(cSO\\al(2－,4),cCO\\al(2－,3))＝eq \f(cSO\\al(2－,4)·cCa2＋,cCO\\al(2－,3)·cCa2＋)＝eq \f(KspCaSO4,KspCaCO3)＝eq \f(9.1×10－6,2.8×10－9)＝3.25×103。
②二氧化碳和碳酸钙在溶液中存在如下平衡：CO2＋H2O＋CaCO3Ca2＋＋2HCOeq \\al(－,3)，当游客数量增大时，反应物二氧化碳的浓度增大，平衡正向移动，碳酸钙因反应而减少，导致钟乳石被破坏。
(2)c(Ca2＋)∶c(Mg2＋)＝[c(Ca2＋)·c2(F－)]∶[c(Mg2＋)·c2(F－)]＝Ksp(CaF2)∶Ksp(MgF2)＝34∶71，所以c(Ca2＋)＝1.0×10－5 ml·L－1×eq \f(34,71)≈4.8×10－6 ml·L－1。
1．探究Mg(OH)2的沉淀溶解平衡时，利用下表三种试剂进行试验，下列说法不正确的是( )
A.向①中滴入几滴酚酞溶液后，溶液显红色说明Mg(OH)2是一种弱电解质
B．为使Mg(OH)2悬浊液溶解得更快，加入过量的NH4Cl浓溶液并充分振荡，效果更好
C．①③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2NHeq \\al(＋,4)(aq)Mg2＋(aq)＋2NH3·H2O(aq)
D．向①中加入②，H＋与OH－反应生成H2O，使c(OH－)减小，Mg(OH)2沉淀溶解平衡向溶解的方向移动
[答案] A
[解析]向Mg(OH)2悬浊液中滴入几滴酚酞溶液后，溶液显红色只能说明Mg(OH)2能电离，但不能判断是部分电离还是完全电离，A项不正确；Mg(OH)2沉淀电离出来的OH－与NH4Cl电离出来的NHeq \\al(＋,4)结合生成一水合氨，所以加入过量的NH4Cl浓溶液，可使Mg(OH)2悬浊液溶解得更快，B项正确；NHeq \\al(＋,4)能结合Mg(OH)2电离出的OH－，生成弱电解质NH3·H2O，所以①③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2NHeq \\al(＋,4)(aq)Mg2＋(aq)＋2NH3·H2O(aq)，C项正确；在Mg(OH)2悬浊液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，所以向①中加入②，c(OH－)减小，Mg(OH)2沉淀溶解平衡正向移动，D项正确。
2．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的水解平衡正向移动，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的质量为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。
3.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。
4．废弃电池随意丢弃会对土壤或水产生污染，电池中含有的重金属离子对植物生长有毒害作用，摄入人体还会伤害人的脑细胞、神经、肝、肾、骨骼等等。某同学查阅一些难溶物常温下的溶度积常数如表：
(1)该同学在含有相同浓度Mn2＋和Cu2＋的溶液中滴加Na2S的稀溶液，观察到先出现的沉淀颜色是 ，该实验说明在相同条件下Ksp越小，物质的溶解度 (填“越大”或“越小”)。
(2)已知室温下铁离子开始沉淀的pH为1.0，则此溶液中Fe3＋的物质的量浓度为 ，若溶液中含有与Fe3＋等浓度的Al3＋，调节pH使Fe3＋沉淀完全时，其中 (填“含有”或“不含有”)Al(OH)3沉淀。
(3)某工业废水中含有Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋杂质，利用沉淀转化原理最适宜加入过量的 (填字母)。
A．FeS B．Fe2O3
C．Na2S D．ZnO
写出加入该试剂除去Pb2＋时发生反应的离子方程式： 。
(4)由FeCl3·6H2O晶体得到纯的无水FeCl3，需要进行的操作是 。
[答案] (1)黑色 越小 (2)2.6 ml·L－1 含有 (3)A FeS(s)＋Pb2＋(aq)Fe2＋(aq)＋PbS(s) (4)在HCl气流中加热
[解析] (1)同类型沉淀，Ksp越小，溶解度越小，越优先析出，根据表中数据，由于Ksp(MnS)>Ksp(CuS)，所以CuS更难溶，在含有相同浓度的Mn2＋和Cu2＋的溶液中滴加Na2S的稀溶液，优先析出CuS沉淀，为黑色沉淀。
(2)室温下铁离子开始沉淀的pH为1.0，则溶液中c(OH－)＝10－13 ml·L－1，此溶液中Fe3＋的物质的量浓度为c(Fe3＋)＝eq \f(Ksp[FeOH3],c3OH－)＝eq \f(2.6×10－39,10－133) ml·L－1＝2.6 ml·L－1，调节pH使Fe3＋沉淀完全时，认为溶液中c(Fe3＋)<10－5 ml·L－1，此时溶液中c3(OH－)＝eq \f(Ksp[FeOH3],cFe3＋)＝eq \f(2.6×10－39,10－5)＝2.6×10－34，此时c(Al3＋)·c3(OH－)＝2.6×2.6×10－34＝6.76×10－34>Ksp[Al(OH)3]，所以含有Al(OH)3沉淀。
(3)加入试剂应足量，为避免引入更多新的杂质，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，同时避免引入更多的杂质，试剂除去Pb2＋时发生反应的离子方程式为FeS(s)＋Pb2＋(aq)Fe2＋(aq)＋PbS(s)。
(4)在空气中直接加热FeCl3·6H2O晶体得不到纯的无水FeCl3，原因是在空气中直接加热FeCl3·6H2O晶体会发生水解生成氢氧化铁和HCl，为了抑制其水解应该在干燥的HCl气流中加热脱水。
5．某研究小组进行Mg(OH)2的沉淀溶解平衡的实验探究。
[查阅资料] 25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39。
[制备试剂]向2支均盛有1 mL 0.1 ml·L－1MgCl2溶液的试管中分别加入2滴2 ml·L－1NaOH溶液，制得等量Mg(OH)2沉淀。
(1)分别向两支试管中加入不同试剂，请填写下表中的实验现象。
(2)同学们猜想产生试管Ⅱ中现象的主要原因有以下两种。
猜想1：NHeq \\al(＋,4)结合Mg(OH)2电离出的OH－，使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动。
猜想2： 。
(3)为验证猜想，同学们取少量相同质量的氢氧化镁固体盛放在两支试管中，一支试管中加入V mL醋酸铵溶液(pH＝7)，另一支试管中加入V mL NH4Cl和氨水混合液(pH＝8)，两支试管中氢氧化镁均溶解。该实验证明(2)中 (填“猜想1”或“猜想2”)正确。
[答案] (1)白色沉淀转化为红褐色沉淀
(2)铵根离子水解使溶液显酸性，消耗氢氧化镁电离出的氢氧根离子，促进氢氧化镁沉淀溶解平衡正向移动 (3)猜想1
[解析] (1)Ksp[Mg(OH)2]≫Ksp[Fe(OH)3]，则试管Ⅰ中Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀，可观察到白色沉淀转化为红褐色沉淀。
(3)分别加入醋酸铵溶液(pH＝7)、NH4Cl和氨水混合液(pH＝8)，Mg(OH)2均溶解，可知是铵根离子与氢氧根离子结合使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动，则猜想1成立。
6．以硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图所示：
(1)“酸溶”中加快溶解的方法为
(任意写出一种)。
(2)“还原”过程中的离子方程式为 。
(3)写出“滤渣”中主要成分的化学式： 。
(4)①“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为 。
②若用CaCO3“沉铁”，则生成FeCO3沉淀。当反应完成时，溶液中eq \f(cCa2＋,cFe2＋)＝ [已知Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9，Ksp(FeCO3)＝2×10－11]。
(5)“氧化”时，用NaNO2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液，能缩短氧化时间，但缺点是
。
(6)焦炭还原硫酸渣炼铁能充分利用铁资源，在1 225 ℃、eq \f(nC,nO)＝1.2时，焙烧时间与金属产率的关系如图，时间超过15min时，金属产率下降的原因是 。
[答案] (1)加热(或搅拌或适当增大硫酸浓度)
(2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
(3)SiO2、Fe (4)①FeSO4＋2NH4HCO3===Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑ ②140
(5)NaNO2被还原为氮氧化物，污染空气 (6)还原剂消耗完后，空气进入使铁再次氧化
[解析] (3)SiO2与硫酸不能发生反应，Fe与Fe3＋反应生成Fe2＋，过量的Fe以固体形式存在，故“滤渣”中主要成分的化学式为SiO2、Fe。
(4)②若用CaCO3“沉铁”，则生成FeCO3沉淀，当反应完成时，溶液中eq \f(cCa2＋,cFe2＋)＝eq \f(KspCaCO3,KspFeCO3)＝eq \f(2.8×10－9,2×10－11)＝140。
(6)超过一定时间，若还原剂消耗完，空气可氧化铁，导致产率下降。
7. 金属氢氧化物在酸中的溶解度不同，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/(ml·L－1)]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为 (填字母)。
A．<1 B．4左右 C．>6
(3)在Ni(OH)2溶液中含有少量的C2＋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： 。
(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：
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 (填字母)除去它们。
A．NaOH B．FeS C．Na2S
[答案] (1)Cu2＋ (2)B (3)不能 C2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小
(4)Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O (5)B
[解析](1)据图知pH＝4～5时，Cu2＋开始沉淀为Cu(OH)2，因此pH＝3时，铜元素主要以Cu2＋的形式存在。
(2)若要除去CuCl2溶液中的Fe3＋，应保证Fe3＋完全沉淀，而Cu2＋还未沉淀，据图知pH为4左右。
(3)据图知，C2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小，无法通过调节溶液pH的方法除去Ni(OH)2溶液中的C2＋。
(4)据已知条件结合原子守恒即可写出离子方程式：Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。
(5)在FeS、CuS、PbS、HgS四种硫化物中，FeS的溶度积最大，且与其他三种物质的溶度积差别较大，在废水中加入FeS，Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋均可分别转化为溶度积更小的沉淀，过量FeS也可一起过滤除去，且不会引入新的杂质。
阳离子
开始沉淀时
完全沉淀时
Fe3＋
2.7
3.7
Cu2＋
4.4
6.4
Fe2＋
7.6
9.6
化合物
PbSO4
PbCO3
PbS
溶解度/g
1.03×10－4
1.81×10－7
1.84×10－14
难溶盐
AgCl
AgBr
AgI
Ag2CrO4
Ag2CO3
Ksp
1.8×10－10
5.4×10－13
8.5×10－17
2.0×10－12
8.1×10－12
颜色
白色
淡黄色
黄色
砖红色
白色
编号
①
②
③
分散质
Mg(OH)2
HCl
NH4Cl
备注
悬浊液
1 ml·L－1
1 ml·L－1
物质
FeS
CuS(黑色)
MnS(红色)
PbS
HgS
ZnS
Ksp
6.3×10－18
1.3×10－35
2.5×10－13
3.4×10－28
6.4×10－33
1.6×10－24
物质
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mn(OH)2
Pb(OH)2
Zn(OH)2
Ksp
2.6×10－39
3.2×10－34
4.5×10－13
1.0×10－16
1.2×10－17
试管编号
加入试剂
实验现象
Ⅰ
2滴0.1 ml·L－1FeCl3溶液
Ⅱ
4 mL 2 ml·L－1NH4Cl溶液
白色沉淀溶解，得无色溶液
物质
FeS
CuS
PbS
HgS
Ksp
6.3×10－18
1.3×10－36
3.4×10－28
6.4×10－53