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2021届高考化学人教版一轮创新教学案:第8章第27讲 难溶电解质的溶解平衡
展开第27讲 难溶电解质的溶解平衡1.沉淀溶解平衡(1)概念在一定温度下,当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时,沉淀溶解速率和沉淀生成速率相等的状态。(2)溶解平衡的建立(3)特点(4)表示AgCl在水溶液中的电离方程式为AgCl===Ag++Cl-。AgCl的溶解平衡方程式为AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)。2.溶度积常数溶度积和离子积的比较以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KspQc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<Ksp:溶液未饱和,无沉淀析出3.沉淀溶解平衡的影响因素4.沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成①调节pH法如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3,可以向溶液中加入CuO,调节溶液的pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去。离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,CuO+2H+===Cu2++H2O。②沉淀剂法如用H2S沉淀Hg2+的离子方程式为Hg2++H2S===HgS↓+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++CO2↑+H2O。②盐溶解法:如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为Mg(OH)2+2NH===Mg2++2NH3·H2O。③配位溶解法:如Cu(OH)2溶于NH3·H2O溶液,离子方程式为Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。(3)沉淀的转化①一般说来,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。如:AgNO3AgClAgIAg2S。②沉淀的溶解度差别越大,越容易转化。1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”,并指明错因。(1)沉淀达到溶解平衡状态,溶液中各离子浓度一定相等。(×)错因:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)达到沉淀溶解平衡时,c(OH-)=2c(Mg2+)。(2)Ksp(AB2)小于Ksp(CD),则AB2的溶解度小于CD的溶解度。(×)错因:同类型的难溶的强电解质的溶解性大小才能用Ksp的大小来比较。(3)常温下,向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体,BaCO3的Ksp减小。(×)错因:Ksp仅与温度有关。(4)溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高,Ksp增大。(×)错因:若沉淀的溶解过程ΔH<0,升高温度,Ksp减小。(5)洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好。(×)错因:绝对不溶于水的物质没有,洗涤的次数越多,沉淀减少的量越多。(6)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。(×)错因:由BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq)可知,加入过量的BaCl2溶液中,Na2SO4溶液中仍存在SO,只不过浓度很小。2.教材改编题(据人教选修四P67T2)下列叙述中正确的是( )A.升高温度,沉淀溶解平衡都是向促进沉淀溶解的方向移动B.绝对不溶解的物质是不存在的C.难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,沉淀和溶解即停止D.BaSO4(s)SO(aq)+Ba2+(aq)表示溶解平衡;H2O+HSOSO+H3O+表示水解平衡答案 B解析 有的沉淀溶解过程是放热的,如CaSO4、Ca(OH)2等,A错误;沉淀溶解平衡是动态平衡,C错误;H2O+HSOSO+H3O+是HSO的电离方程式,D错误。考点一 沉淀溶解平衡及应用[解析] 向Mg(OH)2悬浊液中加入少量NH4Cl(s),c(OH-)减小,Mg(OH)2沉淀溶解平衡正向移动,c(Mg2+)会增大,A正确;向Mg(OH)2悬浊液中滴加CuSO4溶液,由于Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11<Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,则白色氢氧化镁沉淀将逐渐变为蓝色的氢氧化铜沉淀,B正确;加入少量水,Ksp保持不变,但c(Mg2+)、c(OH-)减小,沉淀溶解平衡正向移动,C错误;向Mg(OH)2悬浊液中加入少量Na2S(s),由于S2-水解呈碱性,所以溶液中c(OH-)增大,Mg(OH)2沉淀溶解平衡逆向移动,有Mg(OH)2固体析出,固体质量增大,D正确。[答案] C 沉淀溶解平衡及其应用的几点说明1.沉淀溶解平衡是化学平衡的一种,沉淀溶解平衡的移动也同样遵循勒夏特列原理。2.沉淀溶解达到平衡时,再加入该难溶物对平衡无影响。3.用沉淀法除杂不可能将杂质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1×10-5 mol·L-1时,沉淀已经完全。4.利用生成沉淀分离或除去某种离子,首先要使生成沉淀的反应能够发生,其次沉淀生成的反应进行的越完全越好。如除去溶液中的Mg2+,用NaOH溶液比使用Na2CO3溶液好,原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。5.若一种沉淀剂可使溶液中多种离子产生沉淀时,则可以控制条件,使这些离子先后分别沉淀。(1)对同一类型的沉淀,Ksp越小越先沉淀,且Ksp相差越大分步沉淀效果越好。例如:Cl-、Br-、I-的混合溶液中,由于AgCl、AgBr、AgI的Ksp相差较大,逐渐滴加Ag+可按I-、Br-、Cl-的顺序先后沉淀。(2)对不同类型的沉淀,其沉淀先后顺序要通过计算才能确定,如AgCl和Ag2CrO4的分步沉淀。1.下列有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中,正确的是( )A.升高温度,AgCl的溶解度减小B.在任何含AgCl固体的水溶液中,c(Ag+)=c(Cl-)且二者乘积是一个常数C.AgCl沉淀生成和溶解不断进行,但速率相等D.向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl溶解的质量不变答案 C解析 在任何含AgCl固体的水溶液中,c(Ag+)与c(Cl-)不一定相等,但二者乘积在一定温度下是一个常数,B错误;向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体,溶解平衡逆向移动,AgCl溶解的质量减小,D错误。2.(2019·青岛模拟)已知难溶性物质K2SO4·MgSO4·2CaSO4在水中存在如下平衡:K2SO4·MgSO4·2CaSO4(s)2Ca2++2K++Mg2++4SO。不同温度下,K+的浸出浓度与溶浸时间的关系如图所示,则下列说法错误的是( )A.向该体系中加入饱和NaOH溶液,溶解平衡向右移动B.向该体系中加入饱和碳酸钠溶液,溶解平衡向右移动C.升高温度,化学反应速率增大,溶解平衡向右移动D.该平衡的Ksp=c(Ca2+)·c(K+)·c(Mg2+)·c(SO)答案 D解析 根据平衡K2SO4·MgSO4·2CaSO4(s)2Ca2++2K++Mg2++4SO,向该体系中加入饱和NaOH溶液,OH-与Mg2+结合,生成难溶的Mg(OH)2沉淀使平衡向右移动,A正确;向该体系中加入饱和Na2CO3溶液,CO与Ca2+结合,生成CaCO3沉淀,使溶解平衡向右移动,B正确;根据曲线可知,温度越高,K+的浸出浓度越大,说明该过程是吸热的,C正确;该平衡的Ksp=c2(Ca2+)·c2(K+)·c(Mg2+)·c4(SO),D错误。考点二 溶度积常数及其应用[解析] HF为弱酸,不能完全电离,则25 ℃时,0.1 mol·L-1 HF溶液中pH>1,A错误;Ksp只与温度有关,B错误;由已知得Ksp(CaF2)≠,C错误;两溶液混合后,c(Ca2+)=0.1 mol·L-1,c(F-)==6×10-3 mol·L-1,则Qc=c2(F-)·c(Ca2+)=3.6×10-6>Ksp(CaF2),故体系中有CaF2沉淀产生,D正确。[答案] D溶度积Ksp的计算1.已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度,如Ksp=a的饱和AgCl溶液中c(Ag+)= mol·L-1。2.已知溶度积及溶液中某离子的浓度,求溶液中另一种离子的浓度,如某温度下AgCl的Ksp=a,在含0.1 mol·L-1 Cl-的NaCl溶液中c(Ag+)=10a mol·L-1。3.计算反应的平衡常数,如对于反应Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),Ksp(MnS)=c(Mn2+)·c(S2-),Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-),而平衡常数K==。3.(2019·成都七中高三期末)已知:AgX(X=Cl、Br)溶液中,p(Ag+)=-lg c(Ag+),p(X-)=-lg c(X-)。t ℃时,p(X-)与p(Ag+)的相互关系如图。下列说法不正确的是( )A.B线表示的是AgBrB.t ℃时,c点浓度溶液中会有AgCl固体析出C.取a、b两点处溶液等体积混合,向溶液中加入足量浓硝酸银溶液,生成的沉淀n(AgBr)>n(AgCl)D.t ℃时,AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K=104答案 C解析 由AgCl,AgBr的Ksp依次减小可知,A线表示的是AgCl,B线表示的是AgBr,A正确;t ℃时,c点浓度溶液中c(Ag+)、c(Cl-)大于该温度下饱和溶液中c(Ag+)、c(Cl-),Qc=c(Ag+)·c(Cl-)>Ksp(AgCl),所以会有AgCl固体析出,B正确;取a、b两点处溶液等体积混合,向溶液中加入足量浓硝酸银溶液,由于溶液中n(Cl-)>n(Br-),所以生成的沉淀n(AgBr)<n(AgCl),C错误;t ℃时,AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K===,由图中数据可得出K为104,D正确。4.(1)(2016·全国卷Ⅰ)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,利用Ag+与CrO生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl-恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10-5mol·L-1)时,溶液中c(Ag+)为________mol·L-1,此时溶液中c(CrO)等于________mol·L-1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10-12和2.0×10-10)(2)为分析某铜合金的成分,用硝酸将其完全溶解后,用NaOH溶液调节pH,当pH=3.4时开始出现沉淀,分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合下图信息推断该合金中除铜外一定含有____________。答案 (1)2.0×10-5 5.0×10-3 (2)Al、Ni解析 (1)当溶液中Cl-恰好完全沉淀时c(Cl-)=1.0×10-5 mol·L-1,Ksp(AgCl)=c(Cl-)·c(Ag+)=2.0×10-10,可以求出c(Ag+)=2.0×10-5 mol·L-1,再根据Ksp(Ag2CrO4)=c(CrO)·c2(Ag+)=2.0×10-12,求出c(CrO)=5.0×10-3 mol·L-1。(2)用酸完全溶解某铜合金,此处所用酸是稀硝酸,所得溶液用NaOH溶液调节pH,当pH=3.4时才开始出现沉淀,从图中信息可知该合金中一定含有Al,不含Fe;分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀,从图中信息来看,该合金还含有Ni。 建议用时:40分钟 满分:100分一、选择题(每题7分,共70分)1.下列说法正确的是( )A.难溶电解质的溶度积Ksp越小,则它的溶解度越小B.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C.溶度积常数Ksp与温度有关,温度越高,溶度积越大D.升高温度,某沉淀溶解平衡逆向移动,说明它的溶解度减小,Ksp也变小答案 D解析 不同类型的电解质无法由溶度积来比较溶解度大小,A错误;任何难溶物在水中不一定存在溶解平衡,只有难溶电解质在水中存在溶解平衡,溶解度大小才可以用Ksp表示,B错误;溶度积常数Ksp与温度有关,温度升高,溶度积常数可能增大也可能减小,C错误;升高温度,沉淀溶解平衡逆向移动,则说明它的溶解度减小,所以Ksp也变小,D正确。2.某温度下,难溶物FeR的水溶液中存在平衡:FeR(s)Fe2+(aq)+R2-(aq),其沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( )A.可以通过升温实现由a点变到c点B.b点对应的Ksp等于a点对应的KspC.d点可能有沉淀生成D.该温度下Ksp=4×10-18答案 B解析 大多数难溶电解质的溶解平衡一般是吸热反应,若升高温度能促进该物质溶解,则c(Fe2+)和c(R2-)均增大,不能由a点变到c点,A错误;温度不变,Ksp不变,B正确;溶解平衡曲线右上方表示过饱和溶液,有沉淀生成,曲线左下方表示不饱和溶液,所以d点没有沉淀生成,C错误;该温度下Ksp=2×10-18,D错误。3.25 ℃时,CaCO3在水中的溶解平衡曲线如图所示。已知25 ℃时,CaCO3的Ksp(CaCO3)=2.8×10-9。据图分析,下列说法不正确的是( )A.x的数值为2×10-5B.c点时有碳酸钙沉淀生成C.b点与d点对应的溶度积相等D.加入蒸馏水可使溶液由d点变到a点答案 D解析 在d点c(CO)=1.4×10-4 mol·L-1,因室温时,CaCO3的溶度积Ksp=2.8×10-9,所以c(Ca2+)=2×10-5 mol·L-1,故x的数值为2×10-5,故A正确;在c点c(Ca2+)>2×10-5 mol·L-1,即相当于增大c(Ca2+),平衡左移,有CaCO3生成,故B正确;b点与d点在相同的温度下,溶度积相等,故C正确;d点为饱和溶液,加入蒸馏水后如仍为饱和溶液,则c(Ca2+)、c(CO)都不变,如为不饱和溶液,则二者浓度都减小,故不可能使溶液由d点变成a点,故D错误。4.下列关于Mg(OH)2制备和性质的离子方程式中,不正确的是( )A.由MgCl2溶液和NaOH溶液制备Mg(OH)2:Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓B.向Mg(OH)2悬浊液中滴加浓FeCl3溶液,生成红褐色沉淀:3Mg(OH)2+2Fe3+===2Fe(OH)3+3Mg2+C.向Mg(OH)2悬浊液中滴加浓NH4Cl溶液,浊液变澄清:Mg(OH)2+2NH===2NH3·H2O+Mg2+D.向Mg(OH)2悬浊液中滴加醋酸,浊液变澄清:Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O答案 D解析 Mg(OH)2悬浊液中存在溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),滴加浓FeCl3溶液时,Fe3+与OH-结合生成Fe(OH)3沉淀,Mg(OH)2的溶解平衡正向移动,最终生成红褐色沉淀,B正确。向Mg(OH)2悬浊液中滴加浓NH4Cl溶液,NH与OH-结合生成NH3·H2O,Mg(OH)2的溶解平衡正向移动,Mg(OH)2逐渐溶解而使浊液变澄清,C正确。向Mg(OH)2悬浊液中滴加醋酸,CH3COOH与OH-反应生成CH3COO-和H2O,Mg(OH)2的溶解平衡正向移动,Mg(OH)2逐渐溶解而使浊液变澄清,离子方程式为Mg(OH)2+2CH3COOH===Mg2++2CH3COO-+2H2O,D错误。5.为研究沉淀的生成及其转化,某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是( )A.①浊液中存在平衡:Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO(aq)B.②中溶液变澄清的原因:AgOH+2NH3·H2O===Ag(NH3)2OH+2H2OC.③中颜色变化说明有AgCl生成D.该实验可以证明AgCl比Ag2CrO4更难溶答案 D解析 AgNO3溶液过量,故余下浊液中含有Ag+,加入KCl溶液生成AgCl白色沉淀,不能证明AgCl比Ag2CrO4更难溶,D项错误。6.(2019·孝义模拟)25 ℃,向100 mL 0.09 mol·L-1 BaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol·L-1 H2SO4溶液生成BaSO4沉淀。已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,且溶液的温度和体积的变化都忽略不计,则生成沉淀后的体系中c(Ba2+)和pH分别为( )A.1.1×10-9 mol·L-1、1 B.1.1×10-9 mol·L-1、2C.2.2×10-8 mol·L-1、1 D.2.2×10-8 mol·L-1、2答案 C解析 BaCl2与H2SO4溶液发生反应:BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+2HCl,n(BaCl2)=0.09 mol·L-1×0.1 L=0.009 mol,n(H2SO4)=0.1 L×0.1 mol·L-1=0.01 mol,故两溶液反应后剩余0.001 mol H2SO4,此时c(Ba2+)== mol·L-1=2.2×10-8 mol·L-1。溶液中H+未参与离子反应,则有c(H+)=0.1 mol·L-1×2×=0.1 mol·L-1,故溶液的pH=-lg c(H+)=-lg 0.1=1。7.(2019·渭南质检)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 mol·L-1B.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,说明Ksp(AgCl)<Ksp(AgBr)D.常温下,将0.001 mol·L-1 AgNO3溶液与0.001 mol·L-1的KCl溶液等体积混合,无沉淀析出答案 A解析 AgCl的溶度积为Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1.6×10-10,则AgCl悬浊液中c(Cl-)=c(Ag+)=4×10-5.5 mol·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,说明AgBr的溶解度小于AgCl,则有Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),C错误;0.001 mol·L-1 AgNO3溶液与0.001 mol·L-1的KCl溶液等体积混合,此时浓度商Qc=c(Ag+)·c(Cl-)=0.00052=2.5×10-7>Ksp(AgCl),故生成AgCl沉淀,D错误。8.(2019·蚌埠质检)已知:PbS、CuS、HgS的溶度积分别为9.0×10-29、1.3×10-36、6.4×10-53。下列说法正确的是( )A.硫化物可作处理废水中含有上述金属离子的沉淀剂B.在硫化铜悬浊液中滴加几滴Pb(NO3)2溶液,会生成PbS沉淀C.在含Pb2+、Cu2+、Hg2+的溶液中滴加Na2S溶液,当溶液中c(S2-)=0.001 mol·L-1时三种金属离子不能都完全沉淀D.向含Pb2+、Cu2+Hg2+均为0.010 mol·L-1的溶液中通入H2S气体,产生沉淀的顺序依次为PbS、CuS、HgS答案 A解析 由PbS、CuS、HgS的溶度积可知,这些物质的溶解度均较小,故可用Na2S等硫化物处理含上述金属离子的废水,A正确;由于Ksp(PbS)>Ksp(CuS),则PbS的溶解度大于CuS的溶解度,故在CuS悬浊液中滴加几滴Pb(NO3)2溶液,不能生成PbS沉淀,B错误;当金属离子(R2+)完全沉淀时,c(R2+)<1×10-5 mol·L-1,此时浓度商为Qc=c(R2+)·c(S2-)=1×10-5×0.001=1×10-8>Ksp(PbS)>Ksp(CuS)>Ksp(HgS),故三种金属离子都能完全沉淀,C错误;由于溶度积:Ksp(PbS)>Ksp(CuS)>Ksp(HgS),则溶解度:PbS>CuS>HgS,故向含等浓度Pb2+、Cu2+、Hg2+的溶液中通入H2S气体,产生沉淀的先后顺序为HgS、CuS、PbS,D错误。9.(2019·安徽池州高三期末)25 ℃时,NiS、FeS沉淀溶解平衡曲线如图所示(已知NiS的溶解度比FeS小,lg 2=0.3),图中p(S2-)=-lg c(S2-)、p(M2+)=-lg c(M2+),M表示Ni或Fe,下列说法不正确的是( )A.曲线①表示的是NiSB.d点分别对应的NiS和FeS的分散系均是均一稳定的C.25 ℃时,FeS+Ni2+NiS+Fe2+的平衡常数K=4000D.向a点溶液中加入硫化钠,可变为b点溶液答案 D解析 曲线①溶液中Ksp=c(M2+)·c(S2-)=10-10.5×10-10.5=1.0×10-21,同理曲线②溶液中Ksp=c(M2+)·c(S2-)=10-8.7×10-8.7=4.0×10-18,根据NiS的溶解度比FeS小,可知曲线①代表的是NiS,A正确;d点对应的金属离子浓度更小,故FeS和NiS均为不饱和溶液,属于均一稳定的分散系,B正确;根据平衡常数K==×==4000,C正确;温度不变,平衡常数不变,加入硫化钠,硫离子浓度增大,金属离子浓度减小,平衡点沿曲线②向纵坐标滑动,D错误。10.(2019·郑州第二次质检)常温下,用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01 mol·L-1的KCl、K2C2O4溶液,所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考虑C2O的水解)。下列叙述正确的是( )A.Ksp(Ag2C2O4)的数量级等于10-7B.N点表示AgCl的不饱和溶液C.向c(Cl-)=c(C2O)的混合液中滴入AgNO3溶液时,先生成Ag2C2O4沉淀D.Ag2C2O4+2Cl-2AgCl+C2O的平衡常数为109.04答案 D解析 从题图看出,当c(C2O)=10-2.46 mol·L-1时,c(Ag+)=10-4 mol·L-1,Ksp(Ag2C2O4)=10-2.46×(10-4)2=10-10.46,A错误;分析题图可知,当c(Cl-)相同时,N点表示溶液中c(Ag+)大于平衡时溶液中c(Ag+),则N点表示AgCl的过饱和溶液,B错误;由题图可以看出c(Ag+)一定时,c(C2O)>c(Cl-),故先生成AgCl沉淀,C错误;根据题意可知c(Ag+)=10-4 mol·L-1时,c(Cl-)=10-5.75 mol·L-1,所以Ksp(AgCl)=10-4×10-5.75=10-9.75,Ag2C2O4+2Cl-2AgCl+C2O的平衡常数为===109.04,D正确。二、非选择题(共30分)11.(2019·河南汝州实验中学高三期末)(14分)碱式氧化镍(NiOOH)可用作镍氢电池的正极材料,可用废镍催化剂(主要含Ni、Al,少量Cr、FeS等)来制备,其工艺流程如下:回答下列问题:(1)“浸泡除铝”时,发生反应的离子反应方程式为__________________________________。(2)“溶解”时放出的气体为____________(填化学式)。(3)已知该条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表: 开始沉淀的pH完全沉淀的pHNi2+6.28.6Fe2+7.69.1Fe3+2.33.3Cr3+4.55.6“调pH 1”时,溶液pH范围为__________。(4)在空气中加热Ni(OH)2可得NiOOH,请写出此反应的化学方程式:____________________________。答案 (1)2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑(2)H2、H2S (3)5.6~6.2 (4)4Ni(OH)2+O2===4NiOOH+2H2O解析 (2)浸泡除铝后进行过滤,滤渣为Ni、Cr、FeS,加入稀硫酸溶解,Ni和Cr与稀硫酸反应生成H2,FeS与稀硫酸反应生成H2S,因此溶解过程中放出的气体为H2和H2S。(3)氧化1的目的是把Fe2+氧化成Fe3+,然后调节pH使Fe3+和Cr3+全部沉淀,镍离子不沉淀,根据整个流程图和表格数据,可知调节pH的范围是5.6~6.2。12.(2019·湖南名校高三大联考)(16分)平板液晶显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末,其中含CeO2、SiO2、Fe2O3等物质,某实验小组以此粉末为原料回收铈,设计流程如图所示。已知:CeO2具有强氧化性,一般不与常见的无机酸反应。(1)步骤①加入过量盐酸后,滤液A中的阳离子有________。(2)步骤②中H2O2的作用与下列反应中H2O2的作用完全相同的是________(填序号)。A.H2O2与MnO2混合制O2B.H2O2与Ca(OH)2混合制CaO2C.用H2O2处理含K2Cr2O7的酸性废水D.用稀硫酸和H2O2溶解金属Cu(3)为了使步骤③所得悬浊液中的Ce3+浓度小于1×10-6 mol·L-1,则加入NaOH调节溶液的pH应大于________。[已知:25 ℃时,Ce(OH)3的Ksp=8.0×10-21,lg 2=0.3](4)将NH4Cl固体与CeCl3·6H2O混合真空加热可得无水CeCl3,其加入NH4Cl的作用是____________________________________________________________。(5)第④步反应的化学方程式是________________________________________。答案 (1)Fe3+、H+ (2)C (3)9.3 (4)NH4Cl固体受热分解生成的HCl可抑制Ce3+水解(5)2Ce(OH)3+NaClO+H2O===2Ce(OH)4+NaCl解析 (1)废玻璃粉末中含CeO2、SiO2、Fe2O3等物质,步骤①加入过量盐酸时,CeO2、SiO2不溶于盐酸,Fe2O3溶解,故滤液A中的阳离子有Fe3+、H+。(2)步骤②中加入稀硫酸和H2O2,反应后得到Ce3+,则H2O2作还原剂。A项,H2O2既作氧化剂又作还原剂,B项为复分解反应,H2O2既不作氧化剂也不作还原剂,C项,H2O2作还原剂,D项,H2O2作氧化剂。(3)当悬浊液中c(Ce3+)<1×10-6 mol·L-1时,结合溶度积常数可计算c(OH-)> = mol·L-1=2×10-5 mol·L-1,则pOH<5-lg 2=4.7,溶液的pH>9.3。(5)结合流程图知,第④步反应中Ce(OH)3被NaClO氧化生成Ce(OH)4,NaClO被还原生成NaCl,反应的化学方程式为2Ce(OH)3+NaClO+H2O===2Ce(OH)4+NaCl。