高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四节 沉淀溶解平衡优秀第2课时学案

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四节 沉淀溶解平衡优秀第2课时学案，共15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)沉淀生成的方法
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，使Q[Fe(OH)3]＞Ksp[Fe(OH)3]，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等沉淀而除去。
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↓。
③相同离子法：增大沉淀溶解平衡体系中某种离子的浓度，使平衡向生成沉淀的方向移动，如向AgCl饱和溶液中加入饱和食盐水可继续生成AgCl沉淀。
④氧化还原法：改变离子的存在形式，促使其转化为溶解度更小的难溶电解质，便于分离出来，例如通过氧化还原反应将Fe2＋氧化为Fe3＋，从而生成更难溶的Fe(OH)3沉淀。
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，认为该离子已完全沉淀。
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)沉淀溶解的实例
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：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)，导致平衡向沉淀溶解的方向移动。用强酸溶解的难溶电解质还有FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等。
(1)洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好( )
(2)除去废水中的某些重金属离子如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( )
(3)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( )
(4)除去MgCl2溶液中的Fe2＋，先加入双氧水，再加入MgO即可( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√
1．(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？
提示 因为BaCO3能溶于胃酸(主要成分为盐酸)，反应原理为BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋COeq \\al(2－,3)(aq)、COeq \\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O。可见，胃酸消耗COeq \\al(2－,3)，使溶液中c(COeq \\al(2－,3))降低，从而使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，c(Ba2＋)增大引起人体重金属中毒。
(2)如果有人误服Ba2＋，去医院洗胃时需要用较大量的5%的Na2SO4溶液，已知5%的Na2SO4溶液中SOeq \\al(2－,4)的物质的量浓度近似为0.35 ml·L－1，BaSO4的Ksp为1.1×10－10，试计算5%的Na2SO4溶液能不能有效的除去胃中的Ba2＋。
提示 c(Ba2＋)＝eq \f(Ksp,cSO\\al(2－,4))＝eq \f(1.1×10－10,0.35) ml·L－1≈3.1×10－10 ml·L－1<1×10－5 ml·L－1，所以可以有效除去胃中的Ba2＋。
2．已知常温下，CuCO3、Cu(OH)2、CuS的Ksp分别为1.4×10－10、2.2×10－20、6.3×10－36。要除去溶液中的Cu2＋，选用下列哪种沉淀剂更好？为什么？
①Na2CO3 ②NaOH ③Na2S
提示 选用Na2S更好。原因是CuS的Ksp最小，溶解度最小，Cu2＋沉淀得更完全，溶液中剩余的Cu2＋最少。
1．向紫色Cr2(SO4)3的水溶液中加入NaOH溶液，当pH＝4.6时，开始出现Cr(OH)3灰绿色沉淀，随着pH的升高，沉淀增多；但当pH>13时，沉淀消失，出现亮绿色的亚铬酸根离子(CrOeq \\al(－,2))，其平衡关系如下：
Cr3＋＋3OH－Cr(OH)3CrOeq \\al(－,2)＋H＋＋H2O
(紫色) (灰绿色) (亮绿色)
向50 mL 0.05 ml·L－1Cr2(SO4)3溶液中加入1.0 ml·L－1NaOH溶液50 mL，充分反应后，溶液中可观察到的现象是( )
A．溶液为紫色
B．溶液中有灰绿色沉淀
C．溶液为亮绿色
D．无法判断
答案 C
解析 n(Cr3＋)＝0.05 ml·L－1×50×10－3 L×2＝0.005 ml，n(OH－)＝1.0 ml·L－1×50×10－3 L＝0.05 ml，Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓，c(OH－)过量＝eq \f(0.05－0.005×3 ml,0.1 L)＝0.35 ml·L－1。而pH>13，即c(OH－)>0.1 ml·L－1时沉淀消失，溶液变亮绿色。
2．(1)常温下，要去除ZnSO4溶液中混有的Fe3＋，可以通过调节溶液的pH来实现，试通过计算确定，当调节溶液的pH超过多少时可认为Fe3＋沉淀完全？{已知：Ksp[Fe(OH)3]≈1×
10－39，溶液中c(Fe3＋)＝10－5 ml·L－1时可认为Fe3＋沉淀完全。}
答案 Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝10－5·c3(OH－)＝10－39，则c(OH－)＝eq \r(3,10－34) ml·L－1≈
10－11.3 ml·L－1，c(H＋)＝eq \f(Kw,cOH－)＝eq \f(10－14,10－11.3) ml·L－1＝10－2.7 ml·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－lg 10－2.7＝2.7。即调节溶液的pH大于2.7时，Fe3＋沉淀完全。
(2)常温下，如何去除ZnSO4溶液中混有的Fe2＋{已知：Ksp[Fe(OH)2]＝4.9×10－17，Ksp[Zn(OH)2]＝1.2×10－17}?
答案 先加入氧化剂如H2O2把Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入ZnO等调节溶液的pH大于2.7。
沉淀溶解的其他方法
(1)生成配合物法：如AgCl沉淀可溶于氨水，其溶解原理为AgCl电离出的Ag＋与NH3·H2O作用生成可溶但难电离的配离子[Ag(NH3)2]＋，则AgCl沉淀溶解平衡体系中c(Ag＋)减小，沉淀溶解平衡向右移动直至AgCl完全溶解，反应的离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。
(2)氧化还原法：有些金属硫化物(如CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，则可通过减小c(S2－)来达到使沉淀溶解的目的，例如：3CuS＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋3S＋2NO↑＋4H2O。
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
思考与讨论
①通过上述实验，你能比较出AgCl、AgI、Ag2S三者溶解度的大小及Ksp的大小顺序吗？
提示 溶解度的大小顺序为AgCl＞AgI＞Ag2S，Ksp的大小顺序为Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)＞Ksp(Ag2S)。
②已知常温下Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝8.5×10－17，试应用平衡移动原理解释为什么AgCl能转化成AgI？写出该沉淀转化反应的离子方程式。
提示 当向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，溶液中Ag＋与I－的离子积——Q(AgI)＞Ksp(AgI)，因此，Ag＋与I－结合生成AgI沉淀，导致AgCl的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，直至建立新的沉淀溶解平衡：
如果加入足量的KI溶液，上述过程可以继续进行，直到绝大部分AgCl沉淀转化为AgI沉淀。反应的离子方程式可表示为I－(aq)＋AgCl(s)AgI(s)＋Cl－(aq)。
③AgCl可以转化为AgBr，思考AgBr有可能转化为AgCl吗？
提示 有可能。当溶液中c(Ag＋)·c(Br－)之积小于Ksp(AgBr)而c(Cl－)·c(Ag＋)之积大于Ksp(AgCl)时，就会使AgBr沉淀转化为AgCl沉淀。即向AgBr沉淀溶解的平衡体系中加入浓度足够大的Cl－，就会使AgBr沉淀转化为AgCl沉淀。
(2)实验探究Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化
思考与讨论
已知：Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39，试应用平衡移动原理解释为什么Mg(OH)2能转化成Fe(OH)3?
提示 当向Mg(OH)2沉淀中加入FeCl3溶液时，溶液中的OH－与Fe3＋的离子积——Q[Fe(OH)3]＞Ksp[Fe(OH)3]，因此，Fe3＋与OH－结合生成Fe(OH)3沉淀，导致Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，直至建立新的沉淀溶解平衡。
如果加入足量的FeCl3溶液，上述过程可以继续进行，直至绝大部分Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀。
2．沉淀转化的实质与条件
(1)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：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，两者溶解度相差越大，转化越容易。
特别提醒 沉淀的转化也可以由溶解度小的沉淀转化为溶解度较大的沉淀。
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(s)＋Na2CO3(aq)CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)，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)。
(4)防治龋齿：食物、饮用水和牙膏中添加氟化物，氟离子会跟牙齿表面釉质层的主要成分——羟基磷灰石发生沉淀的转化生成氟磷灰石：Ca5(PO4)3OH(s)＋F－(aq)Ca5(PO4)3F(s)＋OH－(aq)，氟磷灰石的溶解度比羟基磷灰石的小，更能抵抗酸的侵蚀。
(1)溶解度小的沉淀不能转化为溶解度比其大的沉淀( )
(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( )
答案 (1)× (2)√ (3)√
1．化工生产中常用MnS作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．MnS的溶解度比CuS的溶解度大
B．该反应达平衡时c(Mn2＋)＝c(Cu2＋)
C．向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2＋)变大
D．也可以用FeS作沉淀剂
答案 B
解析 根据沉淀转化的条件可知，Ksp(MnS)＞Ksp(CuS)，A项正确；该反应达平衡时c(Mn2＋)、c(Cu2＋)保持不变，但不相等，B项错误；向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，平衡正向移动，c(Mn2＋)变大，C项正确；溶解度比CuS(s)大的FeS(s)、MnS(s)、ZnS(s)等难溶物都可作为沉淀剂，D项正确。
2．已知25 ℃时，几种难溶电解质的溶度积如下表：
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①中加入3 g 固体Na2CO3，搅拌，静置后弃去上层清液。
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 沉淀类型相同时，Ksp越大，表示电解质的溶解度越大，溶解度小的沉淀会向溶解度更小的沉淀转化，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．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。
2．向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化)，下列数值变小的是( )
A．c(COeq \\al(2－,3)) B．c(Mg2＋)
C．c(H＋) D．Ksp(MgCO3)
答案 A
解析 含MgCO3固体的溶液中存在沉淀溶解平衡：MgCO3(s)Mg2＋(aq)＋COeq \\al(2－,3)(aq)，滴加少许浓盐酸，H＋与COeq \\al(2－,3)反应，使平衡向右移动，则c(Mg2＋)和c(H＋)增大，c(COeq \\al(2－,3))减小，温度不变，Ksp(MgCO3)不变，故A正确。
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＋氧化为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．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＋)分别为x ml·
L－1和y ml·L－1，AgCl：x2＝1.8×10－10，x≈1.34×10－5 ；Ag2CrO4：eq \f(y3,2)＝2.0×10－12，y≈1.59×
10－4，由此可知CrOeq \\al(2－,4)沉淀时需要的Ag＋浓度更大。
题组二 沉淀的转化
5．某小组研究沉淀之间的转化，实验设计如下(已知：AgCl为白色固体，AgI为黄色固体)：
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．实验①和②说明Ag＋(aq)与Cl－(aq)的反应是有限度的
C．实验③中颜色变化说明AgCl转化为AgI
D．实验①和③可以证明AgI比AgCl更难溶
答案 B
解析 浊液a为氯化银沉淀与硝酸银和硝酸钠的混合物，AgCl(s)存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，A正确；实验①和②中硝酸银过量，向硝酸银和硝酸钠的混合液中加入NaCl溶液，Ag＋(aq)与Cl－(aq)反应生成沉淀，不能判断实验①Ag＋(aq)与Cl－(aq)反应是有限度的，B错误；实验③中颜色变化说明发生反应：AgCl(s)＋I－(aq)AgI(s)＋Cl－(aq)，即AgCl转化为AgI，C正确；实验①和③可以证明：Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)，即AgI比AgCl更难溶，D正确。
6．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．向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。
7．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]8．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，水的电离平衡向右移动，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。
9．可溶性钡盐有毒，医院中常用无毒硫酸钡作为内服“钡餐”造影剂。医院抢救钡离子中毒者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：某温度下，Ksp(BaCO3)＝5.1×
10－9；Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10。下列推断正确的是( )
A．不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为碳酸钡比硫酸钡更难溶
B．可以用0.36 ml·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃
C．抢救钡离子中毒者时，若没有硫酸钠也可以用碳酸钠溶液代替
D．误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 ml·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒
答案 B
解析 碳酸钡能与胃酸反应生成可溶性钡盐，所以不能用碳酸钡作为内服造影剂，A错误；用0.36 ml·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃，反应后c(Ba2＋)＝eq \f(1.1×10－10,0.36) ml·L－1≈
3.1×10－10 ml·L－1L－1>1.0×10－5 ml·L－1，所以误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 ml·L－1的溶液时，不会引起钡离子中毒，D错误。
10．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－1 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－)＝1.8×10－10，则AgCl悬浊液中c(Cl－)＝c(Ag＋)
≈1.34×10－5 ml·L－1，A正确；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－1 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)，故可以生成AgCl沉淀，D错误。
11.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固体，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。
12．氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)是重要的化工原料，可用作反应的催化剂、消毒剂等。由孔雀石[主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量FeCO3、SiO2]制备氯化铜晶体的方案如下：
下列有关说法不正确的是( )
A．酸溶时适当升高温度并不断搅拌，有利于提高铜的浸取率
B．滤渣Ⅰ为SiO2
C．常温下，已知Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，欲使调pH后溶液中c(Fe3＋)≤4.0×10－5 ml·
L－1，必须控制溶液pH≥3
D．在坩埚中加热CuCl2·xH2O晶体可得到纯净的无水CuCl2
答案 D
解析 孔雀石加入稀酸进行酸浸，根据孔雀石的成分可知产生的气体为CO2，过滤得到的滤渣Ⅰ为难溶物SiO2，滤液中含有Cu2＋、Fe2＋等，通入氯气将Fe2＋氧化为Fe3＋，为了不引入新的杂质，加入Cu(OH)2调节pH过滤得到Fe(OH)3沉淀，结晶得到CuCl2·xH2O。酸溶时适当升高温度并不断搅拌，可以加快反应速率，并使反应充分进行，有利于提高铜的浸取率，A正确；当c(Fe3＋)＝4×10－5 ml·L－1时，溶液中c(OH－)＝eq \r(3,\f(4.0×10－38,4.0×10－5)) ml·L－1＝10－11 ml·
L－1，则此时溶液中c(H＋)＝10－3 ml·L－1，所以需要控制溶液pH≥3，C正确；加热CuCl2·xH2O晶体时会促进Cu2＋的水解，HCl挥发，会有Cu(OH)2生成，Cu(OH)2受热分解生成CuO，所以最终得到的固体为CuO，D错误。
13．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完全除去。(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。
14．(2022·湖北黄石高二检测)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。某同学查阅资料得知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)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，为避免引入新的杂质，且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，同时可避免引入新的杂质，FeS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。
15．软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等杂质，工业上用软锰矿制取MnSO4·H2O的流程如图：
已知：部分金属阳离子完全沉淀时的pH如下表
(1)“浸出”过程中MnO2转化为Mn2＋的离子方程式为_________________________。
(2)第1步除杂中形成滤渣1的主要成分为__________(填化学式)，调pH至5～6所加的试剂，可选择________(填字母)。
a．CaO b．MgO
c．Al2O3 d．氨水
(3)第2步除杂，主要是将Ca2＋、Mg2＋转化为相应氟化物沉淀除去，写出MnF2除去Mg2＋的离子方程式：____________________________________________________________，该反应的平衡常数为________(结果保留一位小数)(已知：MnF2的Ksp＝5.3×10－3；CaF2的Ksp＝1.5×10－10；MgF2的Ksp＝7.4×10－11)。
(4)取少量MnSO4·H2O溶于水，配成溶液，测其pH发现该溶液显酸性，原因是_______________
____________________________________________________________(用离子方程式表示)。
答案 (1)MnO2＋SO2===SOeq \\al(2－,4)＋Mn2＋
(2)Al(OH)3、Fe(OH)3 ab
(3)MnF2(s)＋Mg2＋(aq)Mn2＋(aq)＋MgF2(s) 7.2×107
(4)Mn2＋＋2H2OMn(OH)2＋2H＋
解析 (1)SO2将MnO2还原为MnSO4，故“浸出”过程中MnO2转化为Mn2＋的离子方程式为MnO2＋SO2===SOeq \\al(2－,4)＋Mn2＋。(2)调节pH至5～6，由氢氧化物完全沉淀的pH可知，铁离子、铝离子转化为沉淀，则滤渣1为Fe(OH)3、Al(OH)3，除杂过程中不能引入新杂质，所以可加氧化钙或氧化镁调节溶液的pH。(3)氟化锰是难溶物，书写离子方程式用化学式形式，反应的离子方程式是MnF2(s)＋Mg2＋(aq)Mn2＋(aq)＋MgF2(s)；K＝eq \f(cMn2＋,cMg2＋)＝eq \f(cMn2＋·c2F－,cMg2＋·c2F－)＝eq \f(KspMnF2,KspMgF2)＝eq \f(5.3×10－3,7.4×10－11)≈7.2×107。(4)MnSO4是强酸弱碱盐，水解使溶液呈酸性，离子方程式为Mn2＋＋2H2OMn(OH)2＋2H＋。
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(s)＋KI(aq)
AgI(s)＋KCl(aq)
2AgI(s)＋Na2S(aq)
Ag2S(s)＋2NaI(aq)
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(s)＋2FeCl3(aq)
2Fe(OH)3(s)＋3MgCl2(aq)
难溶电解质
CaCO3
CaSO4
MgCO3
Ksp
3.4×10－9
4.9×10－5
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
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
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
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
－
金属阳离子
Fe3＋
Al3＋
Mn2＋
Mg2＋
完全沉淀时的pH
3.2
5.2
10.4
12.4