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高考化学一轮复习 第八章 第4讲 难溶电解质的溶解平衡教案（含解析）
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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
(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
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．(1)0.1 mol·L－1的盐酸与0.1 mol·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。
2．难溶的氯化银在水中也存在着溶解平衡AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(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)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。
题组一 沉淀溶解平衡及其影响因素
1．下列说法正确的是 ( )
①难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，溶液中各种离子的溶解(或沉淀)速率都相等
②难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动
③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
④Ksp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小
⑤为减少洗涤过程中固体的损失，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀
⑥洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好
A．①②③ B．①②③④⑤⑥
C．⑤ D．①⑤⑥
答案 C
解析 ①难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，不同离子溶解(或沉淀)的速率不一定相等，这与其化学计量数有关。②难溶电解质是固体，其浓度可视为常数，增加它的量对平衡无影响，故D错误。③生成BaSO4沉淀后的溶液中仍然存在Ba2＋和SO，因为有BaSO4的沉淀溶解平衡存在。④同类型物质的Ksp越小，溶解能力越小，不同类型的物质则不能直接比较。⑤稀H2SO4可以抑制BaSO4的溶解。⑥洗涤沉淀一般2～3次即可，次数过多会使沉淀溶解。
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．①⑥ B．①⑥⑦
C．②③④⑥ D．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。
题组二 沉淀溶解平衡在工农业生产中的应用
(一)废水处理
3．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)。
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
B
Cu2＋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)。
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。
某厂废水中含KCN，其浓度为650 mg·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20 L，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)＝＝0.2 mol，
n(Cl2)＝0.2 mol＋×3＝0.5 mol，
所以m(Cl2)＝0.5 mol×71 g·mol－1＝35.5 g。
(二)废物利用
4．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1×10－3 mol·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)。
(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)5.6×10－10 mol·L－1
解析 (1)固体A为SiO2，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。(2)一水合氨饱和溶液中c(OH－)＝1×10－3 mol·L－1，达不到0.1 mol·L－1，所以应加NaOH溶液调节pH值。(3)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。(4)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＋)＝ mol·L－1＝ mol·L－1＝5.6×10－10 mol·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
Ksp
Qc
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
(1)内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。
(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．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，则AB2的溶解度小于CD的溶解度 ( )
(2)不可能使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1.0×10－5mol·L－1时，沉淀已经完全 ( )
(3)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 ( )
(4)常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小 ( )
(5)溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp增大 ( )
(6)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 (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)√
解析 (1)溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大，只有组成相似的难溶电解质才有可比性。
2．AgCl的Ksp＝1.80×10－10，将0.002 mol·L－1的NaCl和0.002 mol·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。
3．已知25 ℃时BaSO4饱和溶液中存在BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)，Ksp＝1.102 5×10－10，向c(SO)为1.05×10－5 mol·L－1的BaSO4溶液中加入BaSO4固体，SO的浓度怎样变化？试通过计算说明。
答案 根据溶度积的定义可知BaSO4饱和溶液中c(SO)＝ mol·L－1＝1.05×10－5 mol·L－1，说明该溶液是饱和BaSO4溶液，因此再加入BaSO4固体，溶液仍处于饱和状态，c(SO)不变。
反思归纳
(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。
1．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．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。
2．根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题：
(1)在Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后过滤，若测得滤液中c(CO)＝10－3 mol·L－1，则Ca2＋是否沉淀完全？________(填“是”或“否”)。[已知c(Ca2＋)≤10－5 mol·L－1时可视为沉淀完全；Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9]
(2)已知25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12；酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下：
pH
＜8.0
8.0～9.6
＞9.6
颜色
黄色
绿色
蓝色
25 ℃时，在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为________________________________。
(3)向50 mL 0.018 mol·L－1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L－1的盐酸，生成沉淀。已知该温度下AgCl的Ksp＝1.0×10－10，忽略溶液的体积变化，请计算：
①完全沉淀后，溶液中c(Ag＋)＝__________。
②完全沉淀后，溶液的pH＝__________。
③如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L－1的盐酸，是否有白色沉淀生成？________(填“是”或“否”)。
答案 (1)是 (2)蓝色
(3)①1.0×10－7 mol·L－1 ②2 ③否
解析 (1)根据Ksp(CaCO3)＝c(Ca2＋)·c(CO)＝4.96×10－9，得c(Ca2＋)＝ mol·L－1＝4.96×10－6 mol·L－1＜10－5 mol·L－1，可视为沉淀完全。(2)设Mg(OH)2饱和溶液中c(OH－)为x mol·L－1，则0.5x3＝5.6×10－12，x＞1×10－4，c(H＋)＜1×10－10 mol·L－1，pH＞10，溶液为蓝色。(3)①反应前，n(Ag＋)＝0.018 mol·L－1×0.05 L＝0.9×10－3 mol，n(Cl－)＝0.020 mol·L－1×0.05 L＝1×10－3 mol；反应后剩余的Cl－为0.1×10－3 mol，则混合溶液中，c(Cl－)＝1.0×10－3 mol·L－1，c(Ag＋)＝Ksp(AgCl)/c(Cl－)＝1.0×10－7 mol·L－1。②H＋没有参与反应，完全沉淀后，c(H＋)＝0.010 mol·L－1，pH＝2。③因为加入的盐酸中c(Cl－)和反应后所得溶液中的c(Cl－)相同，c(Cl－)没有改变，c(Ag＋)变小，所以Qc＝c(Ag＋)·c(Cl－)＜Ksp(AgCl)，没有沉淀产生。
3．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－1 HF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－1 HF溶液的pH＝1
B．Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化
C．该体系中没有沉淀产生
D．该体系中HF与CaCl2反应产生沉淀
答案 D
解析 A项，HF为弱酸，0.1 mol·L－1 HF溶液的pH＞1；B项，Ksp只与温度有关；C项，混合后HF的浓度为0.1 mol·L－1，设0.1 mol·L－1的HF溶液中c(F－)＝c(H＋)＝x mol·L－1，则＝3.6×10－4，x≈6×10－3，混合后c(Ca2＋)＝0.1 mol·L－1，c(Ca2＋)·c2(F－)＝0.1×(6×10－3)2＝3.6×10－6＞1.46×10－10，应有CaF2沉淀生成。
沉淀溶解平衡图像题的解题策略
(1)沉淀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，均表示不饱和溶液。
(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溶液的体积。
探究高考 明确考向
全国卷Ⅰ、Ⅱ高考题调研
1．(2013·新课标全国卷Ⅱ，13)室温时，M(OH)2(s)M2＋(aq)＋2OH－(aq) Ksp＝a。c(M2＋)＝b mol·L－1时，溶液的pH等于 ( )
A.lg() B.lg()
C．14＋lg() D．14＋lg()
答案 C
解析 由Ksp＝c(M2＋)·c2(OH－)得c(OH－)＝() mol·L－1，由Kw＝c(H＋)·c(OH－)得c(H＋)＝ mol·L－1，pH＝－lg＝14＋lg()。
2．(2013·新课标全国卷Ⅰ，11)已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO，浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·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－、CrO B．CrO、Br－、Cl－
C．Br－、Cl－、CrO D．Br－、CrO、Cl－
答案 C
解析 根据已知的三种阴离子的浓度计算出要产生三种沉淀所需Ag＋的最小浓度，所需Ag＋浓度最小的先沉淀。
要产生AgCl沉淀，c(Ag＋)＞ mol·L－1＝1.56×10－8 mol·L－1；
要产生AgBr沉淀，c(Ag＋)＞ mol·L－1＝7.7×10－11 mol·L－1；
要产生Ag2CrO4，需c2(Ag＋)·c(CrO)＞Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12，即c(Ag＋)＞ mol·L－1＝3.0×10－5 mol·L－1；显然沉淀的顺序为Br－、Cl－、CrO。
各省市高考题调研
1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)AgCl沉淀易转化为AgI沉淀且K(AgX)＝c(Ag＋)·c(X－)，故K(AgI)＜K(AgCl)( )
(2013·重庆理综，2D)
(2)CaCO3难溶于稀硫酸，也难溶于醋酸 ( )
(2013·天津理综，5B)
(3)饱和石灰水中加入少量CaO，恢复至室温后溶液的pH不变 ( )
(2012·重庆理综，10C)
(4)在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体，c(Ba2＋)增大 ( )
(2012·天津理综，5B)
(5)AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同 ( )
(2010·天津理综，4C)
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)×
2．(2013·北京理综，10)实验：①0.1 mol·L－1AgNO3溶液和0.1 mol·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 mol·L－1KI溶液，出现浑浊；
③向沉淀c中滴加0.1 mol·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，向滤液b中加入0.1 mol·L－1 KI溶液，出现浑浊，说明含有少量Ag＋，错误；由于AgI比AgCl更难溶解，向有AgCl存在的c中加入0.1 mol·L－1KI溶液，能发生沉淀转化反应，生成黄色的AgI，C项和D项都正确。
3．(2013·江苏，14改编)一定温度下，三种碳酸盐MCO3(M：Mg2＋、
Ca2＋、Mn2＋)的沉淀溶解平衡曲线如右图所示。已知：pM＝－lg c(M)，p(CO)＝－lg c(CO)。下列说法正确的是( )
A．MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大
B．a点可表示MnCO3的饱和溶液，且c(Mn2＋)＝c(CO)
C．b点可表示CaCO3的饱和溶液，且c(Ca2＋)
答案 B
解析 结合沉淀溶解平衡曲线及溶度积常数进行分析。
碳酸盐MCO3的溶度积可表示为Ksp(MCO3)＝c(M2＋)·c(CO)，由图像可知，MgCO3、CaCO3、MnCO3的pM为一定值时，其p(CO)逐渐增大，由溶度积表达式可知三种物质的Ksp逐渐减小，A错；a点在MnCO3的沉淀溶解平衡曲线上，为其饱和溶液，结合MnCO3图中曲线可知，c(CO)＝c(Mn2＋)，B对；b点在CaCO3的沉淀溶解平衡曲线上，为其饱和溶液，结合CaCO3图中曲线可知，c(CO)＜c(Ca2＋)，C错；c点在MgCO3的沉淀溶解平衡曲线的上方，为其不饱和溶液，溶液中c(CO)>c(Mg2＋)，D错误。
4．(2009·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
( )
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，313 K时Ksp(SrSO4)最大
C．283 K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液
D．283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K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，313 K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283 K升温到363 K要析出固体，依然为饱和溶液。
5．(2010·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]
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。
6．(2013·北京理综，27)用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3·18H2O，工艺流程如下(部分操作和条件略)：
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤：
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；
Ⅲ.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失，过滤；
Ⅴ.浓缩、结晶、分离，得到产品。
(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)将MnO氧化Fe2＋的离子方程式补充完整：
MnO＋Fe2＋＋________===Mn2＋＋Fe3＋＋________。
(3)已知：
生成氢氧化物沉淀的pH
Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
3.4
6.3
1.5
完全沉淀时
4.7
8.3
2.8
注：金属离子的起始浓度为0.1 mol·L－1
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的
________________________________________________________________________。
(4)已知：一定条件下，MnO可与Mn2＋反应生成MnO2。
①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是________________________________________________________________________。
②Ⅳ中加入MnSO4的目的是
________________________________________________________________________。
答案 (1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
(2)5 8 H＋ 5 4 H2O
(3)pH约为3时，Fe2＋和Al3＋不能形成沉淀，将Fe2＋氧化为Fe3＋，可使铁完全沉淀
(4)①生成黄绿色气体 ②除去过量的MnO
解析 (1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，在操作Ⅰ中，FeO·xFe2O3也同时被溶解，滤液中含有Al3＋、Fe2＋、Fe3＋等。
(2)步骤Ⅰ所得溶液中会有过量H2SO4，故反应在酸性条件下进行，由氧化还原反应中得失电子守恒可知MnO和Fe2＋的化学计量数之比为1∶5，然后观察配平。得MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。
(3)步骤Ⅱ中，加入过量KMnO4溶液目的是把Fe2＋氧化成易除去的Fe3＋。调节pH约为3，分析表中数据，可知该条件使Fe3＋完全沉淀而Al3＋不被沉淀，从而达到分离Fe3＋和Al3＋的目的。
(4)①联想Cl2的实验室制法，很容易分析实验设计的意图，即通过是否产生Cl2来判断沉淀中有无MnO2。②操作Ⅳ中加入MnSO4，紫红色消失，说明过量的MnO因加入MnSO4而被转化成沉淀，然后过滤除去MnO，保证产品的纯度。
7．(1)(2012·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、②0.1 mol·L－1盐酸、③0.1 mol·L－1氯化镁溶液、④0.1 mol·L－1硝酸银溶液中，Ag＋浓度：____________。
答案 ④>①>②>③
(2)[2012·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)2
Fe(OH)3
CuCl
CuI
Ksp
2.2×10－20
2.6×10－39
1.7×10－7
1.3×10－12
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]
2．6×10－9 mol·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2.97×10－10 mol·L－1、3.53×10－7 mol·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＋)＝10－4 mol·L－1，则c(OH－)＝ mol·L－1＝1×10－10 mol·L－1，此时c(Fe3＋)＝＝ mol·L－1＝2.6×10－9 mol·L－1。
8．[2011·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。
9．(2011·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－1
Na＋
Mg2＋
Ca2＋
Cl－
HCO
0.439
0.050
0.011
0.560
0.001
注：溶液中某种离子的浓度小于1.0×10－5 mol·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)＝4.96×10－9
Ksp(MgCO3)＝6.82×10－6
Ksp[Ca(OH)2]＝4.68×10－6
Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12
下列说法正确的是 ( )
A．沉淀物X为CaCO3
B．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4.2 g NaOH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＋)＝1.0×10－3×1.1×10－2>Ksp(CaCO3)，因此X为CaCO3，A正确；Ca2＋反应完后剩余浓度大于1.0×10－5 mol·L－1，则滤液M中存在Mg2＋、Ca2＋，B不正确；pH＝11.0时可求得c(OH－)＝10－3 mol·L－1，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，c(Mg2＋)＝ mol·L－1<1.0×10－5 mol·L－1，因此N中只存在Ca2＋不存在Mg2＋，C不正确；加入4.2 g NaOH固体时沉淀物应是Mg(OH)2，D错误。
练出高分
1．下列说法不正确的是 ( )
A．Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关
B．由于Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，所以ZnS在一定条件下可转化为CuS
C．其他条件不变，离子浓度改变时，Ksp不变
D．两种难溶电解质作比较时，Ksp越小的电解质，其溶解度一定越小
答案 D
解析 Ksp只与难溶电解质的性质和外界温度有关，故A、C正确；由于Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，所以ZnS在一定条件下可转化为CuS，B正确；同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr、AgI)，Ksp越小，溶解度越小，而不同类型的难溶电解质(如Ag2SO4和AgI)，Ksp小的溶解度不一定小，需要进行换算，故D错误。
2．把氢氧化钙放入蒸馏水中，一定时间后达到如下平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。加入以下溶液，可使Ca(OH)2减少的是 ( )
A．Na2S溶液 B．AlCl3溶液
C．NaOH溶液 D．CaCl2溶液
答案 B
解析 欲使Ca(OH)2减少，题述溶解平衡必须向右移动。Al3＋与OH－结合为Al(OH)3使OH－减少，平衡右移，Ca(OH)2的量减少；S2－水解显碱性，NaOH是强电解质可发生电离，使溶液中OH－浓度增大，CaCl2会使溶液中Ca2＋的浓度增大，所以A、C、D都会使题述溶解平衡向左移动，使Ca(OH)2增多。
3．纯净的NaCl并不潮解，但家庭所用的食盐因含有MgCl2杂质而易于潮解。为得到纯净的氯化钠，有人设计这样一个实验：把买来的食盐放入纯NaCl的饱和溶液中一段时间，过滤即得纯净的NaCl固体。对此有下列说法，其中正确的是 ( )
A．食盐颗粒大一些有利于提纯
B．设计实验的根据是MgCl2比NaCl易溶于水
C．设计实验的根据是NaCl的溶解平衡
D．在整个过程中，NaCl的物质的量浓度会变大
答案 C
解析 纯NaCl饱和溶液已不再溶解NaCl，但对于MgCl2而言，并未达到饱和。溶液中存在溶解平衡：NaCl(s)Na＋(aq)＋Cl－(aq)，当MgCl2被溶解时，c(Cl－)增大，平衡左移，还可得到比原来更多的NaCl。
4．25 ℃时，PbCl2固体在不同浓度盐酸中的溶解度曲线如图。在制备PbCl2的实验中，洗涤PbCl2固体最好选用 ( )
A．蒸馏水
B．1.00 mol·L－1盐酸
C．5.00 mol·L－1盐酸
D．10.00 mol·L－1盐酸
答案 B
解析 观察题图知，PbCl2固体在浓度为1.00 mol·L－1的盐 酸中溶解度最小。
5．已知：pAg＝－lgc(Ag＋)，Ksp(AgCl)＝1×10－12。如图是向10 mL
AgNO3溶液中逐渐加入0.1 mol·L－1的NaCl溶液时，溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积变化的图像(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0.1 mol·L－1
B．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0.1 mol·L－1的NaCl换成0.1 mol·L－1 NaI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)＝1 mol·L－1，错误；B项，由于c(Ag＋)＝10－6 mol·L－1，所以Ag＋沉淀完全，n(NaCl)＝n(AgNO3)＝0.01 L×1 mol·L－1＝0.01 mol，所以V(NaCl)＝100 mL，B正确，C错误；若把NaCl换成NaI，由于Ksp(AgI)更小，所以c(Ag＋)更小，pAg更大，D错误。
6．在溶液中有浓度均为0.01 mol·L－1的Fe3＋、Cr3＋、Zn2＋、Mg2＋等离子，已知：Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39；Ksp[Cr(OH)3]＝7.0×10－31；Ksp[Zn(OH)2]＝1.0×10－17；Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11。当氢氧化物开始沉淀时，下列离子中所需pH最小的是 ( )
A．Fe3＋ B．Cr3＋ C．Zn2＋ D．Mg2＋
答案 A
解析 当Fe3＋开始沉淀时，所需OH－的浓度为 mol·L－1＝6.4×10－13 mol·L－1。同理求得，当Cr3＋、Zn2＋、Mg2＋开始沉淀时，所需OH－的浓度分别为 mol·L－1＝4.1×10－10 mol·L－1; mol·L－1＝3.2×10－8 mol·L－1； mol·L－1＝4.2×10－5 mol·L－1。显然，开始沉淀时，Fe3＋所需OH－的浓度最小，pH最小。
7．已知25 ℃时，BaCO3的溶度积Ksp＝2.58×10－9，BaSO4的溶度积Ksp＝1.07×10－10，则下列说法不正确的是 ( )
A．25 ℃时，当溶液中c(Ba2＋)·c(SO)＝1.07×10－10时，此溶液为BaSO4的饱和溶液
B．因为Ksp(BaCO3)＞Ksp(BaSO4)，所以无法将BaSO4转化为BaCO3
C．25 ℃时，在含有BaCO3固体的饱和溶液中滴入少量Na2SO4溶液后有BaSO4沉淀析出，此时溶液中c(CO)∶c(SO)≈24.11
D．在饱和BaCO3溶液中加入少量Na2CO3固体，可使c(Ba2＋)减小，BaCO3的溶度积不变
答案 B
解析 A项中c(Ba2＋)·c(SO)＝Ksp(BaSO4)，此时所得溶液为BaSO4的饱和溶液，A正确；向BaSO4溶液中加入可溶性碳酸盐，当c(Ba2＋)·c(CO)＞Ksp(BaCO3)时，BaSO4即可转化为BaCO3，B错误；当BaCO3和BaSO4两种沉淀共存时，溶液中离子浓度满足：c(Ba2＋)·c(CO)＝Ksp(BaCO3)，c(Ba2＋)·c(SO)＝Ksp(BaSO4)，两式相比得：c(CO)∶c(SO)＝Ksp(BaCO3)∶Ksp(BaSO4)≈24.11，C正确；在饱和BaCO3溶液中加入少量Na2CO3固体，平衡：BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO(aq)逆向移动，c(Ba2＋)减小，由于温度不变，故BaCO3的溶度积不变，D正确。
8．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 Mg(OH)2与MgF2的化学式形式相同，由于后者的Ksp较大，则其溶解度较大，因此在饱和MgF2溶液中加入饱和NaOH溶液，有溶解度更小的Mg(OH)2生成，故A错误；由于Mg(OH)2的Ksp较小，所以其溶解度较MgF2小，故饱和Mg(OH)2溶液中c(Mg2＋)小，B错误；在Mg(OH)2的悬浊液中存在平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入NH4Cl，它电离出的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；Ksp只与温度有关，D错误。
9．已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12，取适量的MgCl2溶液，加入一定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13.0，则下列说法不正确的是 ( )
A．所得溶液中c(H＋)＝1.0×10－13 mol·L－1
B．所得溶液中由水电离产生的c(OH－)＝1×10－13 mol·L－1
C．所加烧碱溶液的pH＝13.0
D．所得溶液中c(Mg2＋)＝5.6×10－10 mol·L－1
答案 C
解析 pH＝13的溶液中，c(H＋)＝1.0×10－13 mol·L－1，A正确；溶液中c(OH－)＝10－1 mol·L－1，NaOH抑制水的电离，水电离产生的c(OH－)＝c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1，B正确；因为向MgCl2溶液中加NaOH溶液后混合溶液的pH＝13，所以所加NaOH溶液的pH＞13，C错误；溶液中的c(Mg2＋)＝5.6×10－12÷0.12＝5.6×10－10 mol·L－1，D正确。
10．下表是三种难溶金属硫化物的溶度积常数(25 ℃)：
化学式
FeS
CuS
MnS
溶度积
6.3×10－18
1.3×10－36
2.5×10－13
下列有关说法中正确的是
( )
A．25 ℃时，CuS的溶解度大于MnS的溶解度
B．25 ℃时，饱和CuS溶液中，Cu2＋的浓度为1.3×10－36 mol·L－1
C．因为H2SO4是强酸，所以反应CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4不能发生
D．除去某溶液中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂
答案 D
解析 FeS、CuS、MnS都是二价金属的硫化物，25 ℃时，CuS的Ksp远小于MnS的Ksp，说明CuS的溶解度小于MnS的溶解度；25 ℃时，饱和CuS溶液中，c(Cu2＋)＝c(S2－)＝＝≈1.1×10－18(mol·L－1)；因为CuS不溶于稀硫酸，所以反应CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4可以发生；因为溶解度CuS＜FeS，所以Cu2＋可与FeS反应生成更难溶的CuS。
11．已知25 ℃时，难溶化合物的饱和溶液中存在着溶解平衡，例如：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO(aq)，且Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.9×10－12。
(1)若把足量的AgCl分别放入①100 mL蒸馏水，②100 mL 0.1 mol·L－1 NaCl溶液，③100 mL 0.1 mol·L－1 AlCl3溶液，④100 mL 0.1 mol·L－1 MgCl2溶液中，搅拌后在相同温度下Ag＋浓度由大到小的顺序是____________________________(填序号)。
(2)现用0.001 mol·L－1 AgNO3溶液滴定0.001 mol·L－1 KCl和0.001 mol·L－1 K2CrO4的混合溶液，试通过计算回答：Cl－和CrO中哪种先沉淀？__________。
答案 (1)①＞②＞④＞③
(2)Cl－
解析 (1)蒸馏水、NaCl溶液、AlCl3溶液和MgCl2溶液中，c(Cl－)从小到大的顺序是①＜②＜④＜③。由题给条件知：当AgCl沉淀溶解达到平衡时，Ag＋和Cl－物质的量浓度之积为一定值，可见溶液中c(Cl－)越小，AgCl在其中的溶解度越大，故c(Ag＋)由大到小的顺序为①＞②＞④＞③。(2)要形成AgCl沉淀，溶液中Ag＋最低浓度c1(Ag＋)＝1.8×10－7 mol·L－1，要形成Ag2CrO4沉淀，溶液中Ag＋最低浓度c2(Ag＋)＝ mol·L－1＝4.36×10－5 mol·L－1，c1(Ag＋)＜c2(Ag＋)，因此Cl－先沉淀。
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______(填字母序号)。
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
FeS
MnS
CuS
PbS
HgS
ZnS
Ksp
6.3×10－18
2.5×10－13
1.3×10－36
3.4×10－28
6.4×10－53
1.6×10－24
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(填字母序号)。
A．NaOH B．FeS C．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。
(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．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pH
Fe2＋
7.0
9.0
Fe3＋
1.9
3.2
Cr3＋
6.0
8.0
(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0.01 mol Cr2O时，得到沉淀的质量至少是________g。
答案 (1)①Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋
②Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓ H＋＋OH－===H2O 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＋＋7H2O
0.01 mol 0.02 mol 0.06 mol
所以m(沉淀)＝m[Cr(OH)3]＋m[Fe(OH)3]＝0.02 mol×103 g·mol－1＋0.06 mol×107 g·mol－1＝8.48 g。
14．镉离子(Cd2＋)是重金属冶炼工业污水中的一种离子。处理含镉废水常用化学沉淀法。回答下面的问题。
(1)以下是几种镉的难溶化合物的溶度积常数(25 ℃)：
含镉难溶物
CdCO3
CdS
Cd(OH)2
溶度积常数
5.2×10－12
3.6×10－29
2.0×10－16
根据上表提供的信息判断，沉淀Cd2＋效果最佳的试剂是________(填字母序号)。
a．Na2CO3 b．Na2S c．CaO
(2)下图所示为某化工厂处理含Cd2＋废水的流程：
①写出加入生石灰后发生反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
②聚合氯化铝[Al2(OH)nClx－n]是一种无机高分子聚合物，分子式中x＝________。
③左下图是随污水的pH升高Cd2＋去除率的变化图像，由图像可知，处理含Cd2＋污水的最佳pH＝__________(取正整数)，此时溶液中c(Cd2＋)＝________________________________________________________________________。
(3)在特定的电解槽中，用铝、铜作电极，氯化铝作电解液，制备聚合氯化铝(示意图如右上图)，电解反应为Al＋H2O＋AlCl3[Al2(OH)nClx－n]＋H2↑
①铝作电解池的______(填“阴”或“阳”)极；
②该电解池的阴极电极反应为
________________________________________________________________________。
答案 (1)b
(2)①CaO＋H2O===Ca2＋＋2OH－、Cd2＋＋2OH－===Cd(OH)2↓(或CaO＋H2O＋Cd2＋===Cd(OH)2↓＋Ca2＋) ②6 ③11 2.0×10－10 mol·L－1
(3)①阳 ②2H＋＋2e－===H2↑
解析 (1)溶度积越小，沉淀Cd2＋的效果越好，Na2S最佳。(2)①加入CaO后，生成Cd(OH)2沉淀，②根据3×2＝n＋x－n得x＝6，③根据图像可知，pH＝11时，处理Cd2＋效果最佳。c(Cd2＋)＝ mol·L－1＝2.0×10－10 mol·L－1；(3)由于Al失电子，所以Al作阳极，在阴极上H＋得电子，放出H2。
[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
(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
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．(1)0.1 mol·L－1的盐酸与0.1 mol·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。
2．难溶的氯化银在水中也存在着溶解平衡AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(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)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。
题组一 沉淀溶解平衡及其影响因素
1．下列说法正确的是 ( )
①难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，溶液中各种离子的溶解(或沉淀)速率都相等
②难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动
③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
④Ksp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小
⑤为减少洗涤过程中固体的损失，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀
⑥洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好
A．①②③ B．①②③④⑤⑥
C．⑤ D．①⑤⑥
答案 C
解析 ①难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，不同离子溶解(或沉淀)的速率不一定相等，这与其化学计量数有关。②难溶电解质是固体，其浓度可视为常数，增加它的量对平衡无影响，故D错误。③生成BaSO4沉淀后的溶液中仍然存在Ba2＋和SO，因为有BaSO4的沉淀溶解平衡存在。④同类型物质的Ksp越小，溶解能力越小，不同类型的物质则不能直接比较。⑤稀H2SO4可以抑制BaSO4的溶解。⑥洗涤沉淀一般2～3次即可，次数过多会使沉淀溶解。
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．①⑥ B．①⑥⑦
C．②③④⑥ D．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。
题组二 沉淀溶解平衡在工农业生产中的应用
(一)废水处理
3．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)。
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
B
Cu2＋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)。
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。
某厂废水中含KCN，其浓度为650 mg·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20 L，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)＝＝0.2 mol，
n(Cl2)＝0.2 mol＋×3＝0.5 mol，
所以m(Cl2)＝0.5 mol×71 g·mol－1＝35.5 g。
(二)废物利用
4．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1×10－3 mol·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)。
(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)5.6×10－10 mol·L－1
解析 (1)固体A为SiO2，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。(2)一水合氨饱和溶液中c(OH－)＝1×10－3 mol·L－1，达不到0.1 mol·L－1，所以应加NaOH溶液调节pH值。(3)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。(4)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＋)＝ mol·L－1＝ mol·L－1＝5.6×10－10 mol·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
Ksp
Qc
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
(1)内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。
(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．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，则AB2的溶解度小于CD的溶解度 ( )
(2)不可能使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1.0×10－5mol·L－1时，沉淀已经完全 ( )
(3)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 ( )
(4)常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小 ( )
(5)溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp增大 ( )
(6)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 (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)√
解析 (1)溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大，只有组成相似的难溶电解质才有可比性。
2．AgCl的Ksp＝1.80×10－10，将0.002 mol·L－1的NaCl和0.002 mol·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。
3．已知25 ℃时BaSO4饱和溶液中存在BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)，Ksp＝1.102 5×10－10，向c(SO)为1.05×10－5 mol·L－1的BaSO4溶液中加入BaSO4固体，SO的浓度怎样变化？试通过计算说明。
答案 根据溶度积的定义可知BaSO4饱和溶液中c(SO)＝ mol·L－1＝1.05×10－5 mol·L－1，说明该溶液是饱和BaSO4溶液，因此再加入BaSO4固体，溶液仍处于饱和状态，c(SO)不变。
反思归纳
(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。
1．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．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。
2．根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题：
(1)在Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后过滤，若测得滤液中c(CO)＝10－3 mol·L－1，则Ca2＋是否沉淀完全？________(填“是”或“否”)。[已知c(Ca2＋)≤10－5 mol·L－1时可视为沉淀完全；Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9]
(2)已知25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12；酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下：
pH
＜8.0
8.0～9.6
＞9.6
颜色
黄色
绿色
蓝色
25 ℃时，在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为________________________________。
(3)向50 mL 0.018 mol·L－1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L－1的盐酸，生成沉淀。已知该温度下AgCl的Ksp＝1.0×10－10，忽略溶液的体积变化，请计算：
①完全沉淀后，溶液中c(Ag＋)＝__________。
②完全沉淀后，溶液的pH＝__________。
③如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L－1的盐酸，是否有白色沉淀生成？________(填“是”或“否”)。
答案 (1)是 (2)蓝色
(3)①1.0×10－7 mol·L－1 ②2 ③否
解析 (1)根据Ksp(CaCO3)＝c(Ca2＋)·c(CO)＝4.96×10－9，得c(Ca2＋)＝ mol·L－1＝4.96×10－6 mol·L－1＜10－5 mol·L－1，可视为沉淀完全。(2)设Mg(OH)2饱和溶液中c(OH－)为x mol·L－1，则0.5x3＝5.6×10－12，x＞1×10－4，c(H＋)＜1×10－10 mol·L－1，pH＞10，溶液为蓝色。(3)①反应前，n(Ag＋)＝0.018 mol·L－1×0.05 L＝0.9×10－3 mol，n(Cl－)＝0.020 mol·L－1×0.05 L＝1×10－3 mol；反应后剩余的Cl－为0.1×10－3 mol，则混合溶液中，c(Cl－)＝1.0×10－3 mol·L－1，c(Ag＋)＝Ksp(AgCl)/c(Cl－)＝1.0×10－7 mol·L－1。②H＋没有参与反应，完全沉淀后，c(H＋)＝0.010 mol·L－1，pH＝2。③因为加入的盐酸中c(Cl－)和反应后所得溶液中的c(Cl－)相同，c(Cl－)没有改变，c(Ag＋)变小，所以Qc＝c(Ag＋)·c(Cl－)＜Ksp(AgCl)，没有沉淀产生。
3．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－1 HF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－1 HF溶液的pH＝1
B．Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化
C．该体系中没有沉淀产生
D．该体系中HF与CaCl2反应产生沉淀
答案 D
解析 A项，HF为弱酸，0.1 mol·L－1 HF溶液的pH＞1；B项，Ksp只与温度有关；C项，混合后HF的浓度为0.1 mol·L－1，设0.1 mol·L－1的HF溶液中c(F－)＝c(H＋)＝x mol·L－1，则＝3.6×10－4，x≈6×10－3，混合后c(Ca2＋)＝0.1 mol·L－1，c(Ca2＋)·c2(F－)＝0.1×(6×10－3)2＝3.6×10－6＞1.46×10－10，应有CaF2沉淀生成。
沉淀溶解平衡图像题的解题策略
(1)沉淀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，均表示不饱和溶液。
(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溶液的体积。
探究高考 明确考向
全国卷Ⅰ、Ⅱ高考题调研
1．(2013·新课标全国卷Ⅱ，13)室温时，M(OH)2(s)M2＋(aq)＋2OH－(aq) Ksp＝a。c(M2＋)＝b mol·L－1时，溶液的pH等于 ( )
A.lg() B.lg()
C．14＋lg() D．14＋lg()
答案 C
解析 由Ksp＝c(M2＋)·c2(OH－)得c(OH－)＝() mol·L－1，由Kw＝c(H＋)·c(OH－)得c(H＋)＝ mol·L－1，pH＝－lg＝14＋lg()。
2．(2013·新课标全国卷Ⅰ，11)已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO，浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·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－、CrO B．CrO、Br－、Cl－
C．Br－、Cl－、CrO D．Br－、CrO、Cl－
答案 C
解析 根据已知的三种阴离子的浓度计算出要产生三种沉淀所需Ag＋的最小浓度，所需Ag＋浓度最小的先沉淀。
要产生AgCl沉淀，c(Ag＋)＞ mol·L－1＝1.56×10－8 mol·L－1；
要产生AgBr沉淀，c(Ag＋)＞ mol·L－1＝7.7×10－11 mol·L－1；
要产生Ag2CrO4，需c2(Ag＋)·c(CrO)＞Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12，即c(Ag＋)＞ mol·L－1＝3.0×10－5 mol·L－1；显然沉淀的顺序为Br－、Cl－、CrO。
各省市高考题调研
1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)AgCl沉淀易转化为AgI沉淀且K(AgX)＝c(Ag＋)·c(X－)，故K(AgI)＜K(AgCl)( )
(2013·重庆理综，2D)
(2)CaCO3难溶于稀硫酸，也难溶于醋酸 ( )
(2013·天津理综，5B)
(3)饱和石灰水中加入少量CaO，恢复至室温后溶液的pH不变 ( )
(2012·重庆理综，10C)
(4)在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体，c(Ba2＋)增大 ( )
(2012·天津理综，5B)
(5)AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同 ( )
(2010·天津理综，4C)
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)×
2．(2013·北京理综，10)实验：①0.1 mol·L－1AgNO3溶液和0.1 mol·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 mol·L－1KI溶液，出现浑浊；
③向沉淀c中滴加0.1 mol·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，向滤液b中加入0.1 mol·L－1 KI溶液，出现浑浊，说明含有少量Ag＋，错误；由于AgI比AgCl更难溶解，向有AgCl存在的c中加入0.1 mol·L－1KI溶液，能发生沉淀转化反应，生成黄色的AgI，C项和D项都正确。
3．(2013·江苏，14改编)一定温度下，三种碳酸盐MCO3(M：Mg2＋、
Ca2＋、Mn2＋)的沉淀溶解平衡曲线如右图所示。已知：pM＝－lg c(M)，p(CO)＝－lg c(CO)。下列说法正确的是( )
A．MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大
B．a点可表示MnCO3的饱和溶液，且c(Mn2＋)＝c(CO)
C．b点可表示CaCO3的饱和溶液，且c(Ca2＋)
答案 B
解析 结合沉淀溶解平衡曲线及溶度积常数进行分析。
碳酸盐MCO3的溶度积可表示为Ksp(MCO3)＝c(M2＋)·c(CO)，由图像可知，MgCO3、CaCO3、MnCO3的pM为一定值时，其p(CO)逐渐增大，由溶度积表达式可知三种物质的Ksp逐渐减小，A错；a点在MnCO3的沉淀溶解平衡曲线上，为其饱和溶液，结合MnCO3图中曲线可知，c(CO)＝c(Mn2＋)，B对；b点在CaCO3的沉淀溶解平衡曲线上，为其饱和溶液，结合CaCO3图中曲线可知，c(CO)＜c(Ca2＋)，C错；c点在MgCO3的沉淀溶解平衡曲线的上方，为其不饱和溶液，溶液中c(CO)>c(Mg2＋)，D错误。
4．(2009·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
( )
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，313 K时Ksp(SrSO4)最大
C．283 K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液
D．283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K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，313 K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283 K升温到363 K要析出固体，依然为饱和溶液。
5．(2010·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]
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。
6．(2013·北京理综，27)用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3·18H2O，工艺流程如下(部分操作和条件略)：
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤：
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；
Ⅲ.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失，过滤；
Ⅴ.浓缩、结晶、分离，得到产品。
(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)将MnO氧化Fe2＋的离子方程式补充完整：
MnO＋Fe2＋＋________===Mn2＋＋Fe3＋＋________。
(3)已知：
生成氢氧化物沉淀的pH
Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
3.4
6.3
1.5
完全沉淀时
4.7
8.3
2.8
注：金属离子的起始浓度为0.1 mol·L－1
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的
________________________________________________________________________。
(4)已知：一定条件下，MnO可与Mn2＋反应生成MnO2。
①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是________________________________________________________________________。
②Ⅳ中加入MnSO4的目的是
________________________________________________________________________。
答案 (1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
(2)5 8 H＋ 5 4 H2O
(3)pH约为3时，Fe2＋和Al3＋不能形成沉淀，将Fe2＋氧化为Fe3＋，可使铁完全沉淀
(4)①生成黄绿色气体 ②除去过量的MnO
解析 (1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，在操作Ⅰ中，FeO·xFe2O3也同时被溶解，滤液中含有Al3＋、Fe2＋、Fe3＋等。
(2)步骤Ⅰ所得溶液中会有过量H2SO4，故反应在酸性条件下进行，由氧化还原反应中得失电子守恒可知MnO和Fe2＋的化学计量数之比为1∶5，然后观察配平。得MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。
(3)步骤Ⅱ中，加入过量KMnO4溶液目的是把Fe2＋氧化成易除去的Fe3＋。调节pH约为3，分析表中数据，可知该条件使Fe3＋完全沉淀而Al3＋不被沉淀，从而达到分离Fe3＋和Al3＋的目的。
(4)①联想Cl2的实验室制法，很容易分析实验设计的意图，即通过是否产生Cl2来判断沉淀中有无MnO2。②操作Ⅳ中加入MnSO4，紫红色消失，说明过量的MnO因加入MnSO4而被转化成沉淀，然后过滤除去MnO，保证产品的纯度。
7．(1)(2012·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、②0.1 mol·L－1盐酸、③0.1 mol·L－1氯化镁溶液、④0.1 mol·L－1硝酸银溶液中，Ag＋浓度：____________。
答案 ④>①>②>③
(2)[2012·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)2
Fe(OH)3
CuCl
CuI
Ksp
2.2×10－20
2.6×10－39
1.7×10－7
1.3×10－12
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]
2．6×10－9 mol·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2.97×10－10 mol·L－1、3.53×10－7 mol·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＋)＝10－4 mol·L－1，则c(OH－)＝ mol·L－1＝1×10－10 mol·L－1，此时c(Fe3＋)＝＝ mol·L－1＝2.6×10－9 mol·L－1。
8．[2011·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。
9．(2011·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－1
Na＋
Mg2＋
Ca2＋
Cl－
HCO
0.439
0.050
0.011
0.560
0.001
注：溶液中某种离子的浓度小于1.0×10－5 mol·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)＝4.96×10－9
Ksp(MgCO3)＝6.82×10－6
Ksp[Ca(OH)2]＝4.68×10－6
Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12
下列说法正确的是 ( )
A．沉淀物X为CaCO3
B．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4.2 g NaOH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＋)＝1.0×10－3×1.1×10－2>Ksp(CaCO3)，因此X为CaCO3，A正确；Ca2＋反应完后剩余浓度大于1.0×10－5 mol·L－1，则滤液M中存在Mg2＋、Ca2＋，B不正确；pH＝11.0时可求得c(OH－)＝10－3 mol·L－1，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，c(Mg2＋)＝ mol·L－1<1.0×10－5 mol·L－1，因此N中只存在Ca2＋不存在Mg2＋，C不正确；加入4.2 g NaOH固体时沉淀物应是Mg(OH)2，D错误。
练出高分
1．下列说法不正确的是 ( )
A．Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关
B．由于Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，所以ZnS在一定条件下可转化为CuS
C．其他条件不变，离子浓度改变时，Ksp不变
D．两种难溶电解质作比较时，Ksp越小的电解质，其溶解度一定越小
答案 D
解析 Ksp只与难溶电解质的性质和外界温度有关，故A、C正确；由于Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，所以ZnS在一定条件下可转化为CuS，B正确；同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr、AgI)，Ksp越小，溶解度越小，而不同类型的难溶电解质(如Ag2SO4和AgI)，Ksp小的溶解度不一定小，需要进行换算，故D错误。
2．把氢氧化钙放入蒸馏水中，一定时间后达到如下平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。加入以下溶液，可使Ca(OH)2减少的是 ( )
A．Na2S溶液 B．AlCl3溶液
C．NaOH溶液 D．CaCl2溶液
答案 B
解析 欲使Ca(OH)2减少，题述溶解平衡必须向右移动。Al3＋与OH－结合为Al(OH)3使OH－减少，平衡右移，Ca(OH)2的量减少；S2－水解显碱性，NaOH是强电解质可发生电离，使溶液中OH－浓度增大，CaCl2会使溶液中Ca2＋的浓度增大，所以A、C、D都会使题述溶解平衡向左移动，使Ca(OH)2增多。
3．纯净的NaCl并不潮解，但家庭所用的食盐因含有MgCl2杂质而易于潮解。为得到纯净的氯化钠，有人设计这样一个实验：把买来的食盐放入纯NaCl的饱和溶液中一段时间，过滤即得纯净的NaCl固体。对此有下列说法，其中正确的是 ( )
A．食盐颗粒大一些有利于提纯
B．设计实验的根据是MgCl2比NaCl易溶于水
C．设计实验的根据是NaCl的溶解平衡
D．在整个过程中，NaCl的物质的量浓度会变大
答案 C
解析 纯NaCl饱和溶液已不再溶解NaCl，但对于MgCl2而言，并未达到饱和。溶液中存在溶解平衡：NaCl(s)Na＋(aq)＋Cl－(aq)，当MgCl2被溶解时，c(Cl－)增大，平衡左移，还可得到比原来更多的NaCl。
4．25 ℃时，PbCl2固体在不同浓度盐酸中的溶解度曲线如图。在制备PbCl2的实验中，洗涤PbCl2固体最好选用 ( )
A．蒸馏水
B．1.00 mol·L－1盐酸
C．5.00 mol·L－1盐酸
D．10.00 mol·L－1盐酸
答案 B
解析 观察题图知，PbCl2固体在浓度为1.00 mol·L－1的盐 酸中溶解度最小。
5．已知：pAg＝－lgc(Ag＋)，Ksp(AgCl)＝1×10－12。如图是向10 mL
AgNO3溶液中逐渐加入0.1 mol·L－1的NaCl溶液时，溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积变化的图像(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0.1 mol·L－1
B．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0.1 mol·L－1的NaCl换成0.1 mol·L－1 NaI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)＝1 mol·L－1，错误；B项，由于c(Ag＋)＝10－6 mol·L－1，所以Ag＋沉淀完全，n(NaCl)＝n(AgNO3)＝0.01 L×1 mol·L－1＝0.01 mol，所以V(NaCl)＝100 mL，B正确，C错误；若把NaCl换成NaI，由于Ksp(AgI)更小，所以c(Ag＋)更小，pAg更大，D错误。
6．在溶液中有浓度均为0.01 mol·L－1的Fe3＋、Cr3＋、Zn2＋、Mg2＋等离子，已知：Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39；Ksp[Cr(OH)3]＝7.0×10－31；Ksp[Zn(OH)2]＝1.0×10－17；Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11。当氢氧化物开始沉淀时，下列离子中所需pH最小的是 ( )
A．Fe3＋ B．Cr3＋ C．Zn2＋ D．Mg2＋
答案 A
解析 当Fe3＋开始沉淀时，所需OH－的浓度为 mol·L－1＝6.4×10－13 mol·L－1。同理求得，当Cr3＋、Zn2＋、Mg2＋开始沉淀时，所需OH－的浓度分别为 mol·L－1＝4.1×10－10 mol·L－1; mol·L－1＝3.2×10－8 mol·L－1； mol·L－1＝4.2×10－5 mol·L－1。显然，开始沉淀时，Fe3＋所需OH－的浓度最小，pH最小。
7．已知25 ℃时，BaCO3的溶度积Ksp＝2.58×10－9，BaSO4的溶度积Ksp＝1.07×10－10，则下列说法不正确的是 ( )
A．25 ℃时，当溶液中c(Ba2＋)·c(SO)＝1.07×10－10时，此溶液为BaSO4的饱和溶液
B．因为Ksp(BaCO3)＞Ksp(BaSO4)，所以无法将BaSO4转化为BaCO3
C．25 ℃时，在含有BaCO3固体的饱和溶液中滴入少量Na2SO4溶液后有BaSO4沉淀析出，此时溶液中c(CO)∶c(SO)≈24.11
D．在饱和BaCO3溶液中加入少量Na2CO3固体，可使c(Ba2＋)减小，BaCO3的溶度积不变
答案 B
解析 A项中c(Ba2＋)·c(SO)＝Ksp(BaSO4)，此时所得溶液为BaSO4的饱和溶液，A正确；向BaSO4溶液中加入可溶性碳酸盐，当c(Ba2＋)·c(CO)＞Ksp(BaCO3)时，BaSO4即可转化为BaCO3，B错误；当BaCO3和BaSO4两种沉淀共存时，溶液中离子浓度满足：c(Ba2＋)·c(CO)＝Ksp(BaCO3)，c(Ba2＋)·c(SO)＝Ksp(BaSO4)，两式相比得：c(CO)∶c(SO)＝Ksp(BaCO3)∶Ksp(BaSO4)≈24.11，C正确；在饱和BaCO3溶液中加入少量Na2CO3固体，平衡：BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO(aq)逆向移动，c(Ba2＋)减小，由于温度不变，故BaCO3的溶度积不变，D正确。
8．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 Mg(OH)2与MgF2的化学式形式相同，由于后者的Ksp较大，则其溶解度较大，因此在饱和MgF2溶液中加入饱和NaOH溶液，有溶解度更小的Mg(OH)2生成，故A错误；由于Mg(OH)2的Ksp较小，所以其溶解度较MgF2小，故饱和Mg(OH)2溶液中c(Mg2＋)小，B错误；在Mg(OH)2的悬浊液中存在平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入NH4Cl，它电离出的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；Ksp只与温度有关，D错误。
9．已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12，取适量的MgCl2溶液，加入一定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13.0，则下列说法不正确的是 ( )
A．所得溶液中c(H＋)＝1.0×10－13 mol·L－1
B．所得溶液中由水电离产生的c(OH－)＝1×10－13 mol·L－1
C．所加烧碱溶液的pH＝13.0
D．所得溶液中c(Mg2＋)＝5.6×10－10 mol·L－1
答案 C
解析 pH＝13的溶液中，c(H＋)＝1.0×10－13 mol·L－1，A正确；溶液中c(OH－)＝10－1 mol·L－1，NaOH抑制水的电离，水电离产生的c(OH－)＝c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1，B正确；因为向MgCl2溶液中加NaOH溶液后混合溶液的pH＝13，所以所加NaOH溶液的pH＞13，C错误；溶液中的c(Mg2＋)＝5.6×10－12÷0.12＝5.6×10－10 mol·L－1，D正确。
10．下表是三种难溶金属硫化物的溶度积常数(25 ℃)：
化学式
FeS
CuS
MnS
溶度积
6.3×10－18
1.3×10－36
2.5×10－13
下列有关说法中正确的是
( )
A．25 ℃时，CuS的溶解度大于MnS的溶解度
B．25 ℃时，饱和CuS溶液中，Cu2＋的浓度为1.3×10－36 mol·L－1
C．因为H2SO4是强酸，所以反应CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4不能发生
D．除去某溶液中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂
答案 D
解析 FeS、CuS、MnS都是二价金属的硫化物，25 ℃时，CuS的Ksp远小于MnS的Ksp，说明CuS的溶解度小于MnS的溶解度；25 ℃时，饱和CuS溶液中，c(Cu2＋)＝c(S2－)＝＝≈1.1×10－18(mol·L－1)；因为CuS不溶于稀硫酸，所以反应CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4可以发生；因为溶解度CuS＜FeS，所以Cu2＋可与FeS反应生成更难溶的CuS。
11．已知25 ℃时，难溶化合物的饱和溶液中存在着溶解平衡，例如：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO(aq)，且Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.9×10－12。
(1)若把足量的AgCl分别放入①100 mL蒸馏水，②100 mL 0.1 mol·L－1 NaCl溶液，③100 mL 0.1 mol·L－1 AlCl3溶液，④100 mL 0.1 mol·L－1 MgCl2溶液中，搅拌后在相同温度下Ag＋浓度由大到小的顺序是____________________________(填序号)。
(2)现用0.001 mol·L－1 AgNO3溶液滴定0.001 mol·L－1 KCl和0.001 mol·L－1 K2CrO4的混合溶液，试通过计算回答：Cl－和CrO中哪种先沉淀？__________。
答案 (1)①＞②＞④＞③
(2)Cl－
解析 (1)蒸馏水、NaCl溶液、AlCl3溶液和MgCl2溶液中，c(Cl－)从小到大的顺序是①＜②＜④＜③。由题给条件知：当AgCl沉淀溶解达到平衡时，Ag＋和Cl－物质的量浓度之积为一定值，可见溶液中c(Cl－)越小，AgCl在其中的溶解度越大，故c(Ag＋)由大到小的顺序为①＞②＞④＞③。(2)要形成AgCl沉淀，溶液中Ag＋最低浓度c1(Ag＋)＝1.8×10－7 mol·L－1，要形成Ag2CrO4沉淀，溶液中Ag＋最低浓度c2(Ag＋)＝ mol·L－1＝4.36×10－5 mol·L－1，c1(Ag＋)＜c2(Ag＋)，因此Cl－先沉淀。
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______(填字母序号)。
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
FeS
MnS
CuS
PbS
HgS
ZnS
Ksp
6.3×10－18
2.5×10－13
1.3×10－36
3.4×10－28
6.4×10－53
1.6×10－24
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(填字母序号)。
A．NaOH B．FeS C．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。
(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．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pH
Fe2＋
7.0
9.0
Fe3＋
1.9
3.2
Cr3＋
6.0
8.0
(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0.01 mol Cr2O时，得到沉淀的质量至少是________g。
答案 (1)①Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋
②Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓ H＋＋OH－===H2O 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＋＋7H2O
0.01 mol 0.02 mol 0.06 mol
所以m(沉淀)＝m[Cr(OH)3]＋m[Fe(OH)3]＝0.02 mol×103 g·mol－1＋0.06 mol×107 g·mol－1＝8.48 g。
14．镉离子(Cd2＋)是重金属冶炼工业污水中的一种离子。处理含镉废水常用化学沉淀法。回答下面的问题。
(1)以下是几种镉的难溶化合物的溶度积常数(25 ℃)：
含镉难溶物
CdCO3
CdS
Cd(OH)2
溶度积常数
5.2×10－12
3.6×10－29
2.0×10－16
根据上表提供的信息判断，沉淀Cd2＋效果最佳的试剂是________(填字母序号)。
a．Na2CO3 b．Na2S c．CaO
(2)下图所示为某化工厂处理含Cd2＋废水的流程：
①写出加入生石灰后发生反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
②聚合氯化铝[Al2(OH)nClx－n]是一种无机高分子聚合物，分子式中x＝________。
③左下图是随污水的pH升高Cd2＋去除率的变化图像，由图像可知，处理含Cd2＋污水的最佳pH＝__________(取正整数)，此时溶液中c(Cd2＋)＝________________________________________________________________________。
(3)在特定的电解槽中，用铝、铜作电极，氯化铝作电解液，制备聚合氯化铝(示意图如右上图)，电解反应为Al＋H2O＋AlCl3[Al2(OH)nClx－n]＋H2↑
①铝作电解池的______(填“阴”或“阳”)极；
②该电解池的阴极电极反应为
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答案 (1)b
(2)①CaO＋H2O===Ca2＋＋2OH－、Cd2＋＋2OH－===Cd(OH)2↓(或CaO＋H2O＋Cd2＋===Cd(OH)2↓＋Ca2＋) ②6 ③11 2.0×10－10 mol·L－1
(3)①阳 ②2H＋＋2e－===H2↑
解析 (1)溶度积越小，沉淀Cd2＋的效果越好，Na2S最佳。(2)①加入CaO后，生成Cd(OH)2沉淀，②根据3×2＝n＋x－n得x＝6，③根据图像可知，pH＝11时，处理Cd2＋效果最佳。c(Cd2＋)＝ mol·L－1＝2.0×10－10 mol·L－1；(3)由于Al失电子，所以Al作阳极，在阴极上H＋得电子，放出H2。
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