1、第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡第 2 课时 沉淀溶解平衡原理的应用1除去 NaCl 中的 FeCl3 需加入的试剂是 ( )ANaOH B石灰水C铜片 D氨水答案 A解析 在除去 FeCl3 时，不能引入新的杂质。考点 沉淀溶解平衡的应用题点 沉淀的生成(沉淀的先后 )2已知：K sp(ZnS)K sp(CuS)，在有白色固体 ZnS 存在的饱和溶液中滴加适量 CuSO4 溶液，产生的实验现象是( )A固体逐渐溶解，最后消失B固体由白色变为黑色C固体颜色变化但质量不变D固体逐渐增多，但颜色不变答案 B解析 ZnS 和 CuS 的阴、阳离子个数比为 11，且 Ksp(ZnS)K sp(CuS
2、)，可得 ZnS 的溶解度大于 CuS，因此在 ZnS 饱和溶液中加 CuSO4 会使 ZnS 沉淀转化生成黑色 CuS。考点 沉淀溶解平衡的应用题点 沉淀的转化3已知如下物质的溶度积常数：K sp(FeS)6.310 18 ，K sp(CuS)6.310 36 。下列说法正确的是( )A同温度下，CuS 的溶解度大于 FeS 的溶解度B同温度下，向饱和 FeS 溶液中加入少量 Na2S 固体后，K sp(FeS)变小C向含有等物质的量的 FeCl2 和 CuCl2 的混合溶液中逐滴加入 Na2S 溶液，最先出现的沉淀是 FeSD除去工业废水中的 Cu2 ，可以选用 FeS 作沉淀剂答案 D解
3、析 A 项，由于 FeS 的 Ksp 大，且 FeS 与 CuS 的 Ksp 表达式是相同 类型的，因此 FeS 的溶解度比 CuS 的大；B 项，K sp 不随 浓度变化而变化，它只与温度有关；C 项，先达到 CuS 的 Ksp，先出现 CuS 沉淀；D 项，向含有 Cu2 的工业废水中加入 FeS，FeS 会转化为更难溶的 CuS，故可以用 FeS 作沉淀剂。考点 沉淀溶解平衡的应用题点 难溶电解质沉淀溶解平衡的综合4实验：0.1 molL1 AgNO3 溶液和 0.1 molL1 NaCl 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；向滤液 b 中滴加 0.1 molL
4、1 KI 溶液，出现浑浊；向沉淀 c 中滴加 0.1 molL1 KI 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 AgC中颜色变化说明 AgCl 转化为 AgID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，在滤液 b 中，仍含有少量Ag ，故在 b 中加入 KI 溶液生成了 AgI 沉淀， 错误；由于 AgI 比 AgCl 更难溶解，向 c 中加入0.1 molL1 KI 溶液，能发生沉淀的转化，生成黄色的 Ag
5、I，C 项和 D 项都正确。考点 沉淀溶解平衡的应用题点 沉淀的转化5(2017盐城调研)Cr( )对人体具有致癌、致突变作用。铁氧体法铁氧体是组成类似于Fe3O4的复合氧化物，其中部分 Fe()可被 Cr()等所代换 是目前处理 Cr() 废水的常见方法之一，其工艺流程如下：(1)Cr( )包括 CrO 和 Cr2O ，我国的排放标准是每升废水铬元素含量不超过 0.5 24 27mgL1 。转化反应：2CrO 2H Cr2O H 2O 的平衡常数表达式为24 27K_。取某 Cr() 废水( 只含 CrO )与 2.0104 molL1 AgNO3 溶液等体积混合，有棕红色24Ag2CrO4
6、 沉淀，则原废水中六价铬超标_倍以上已知 Ksp(Ag2CrO4)1.010 12 。(2)铁氧体法处理含 Cr2O 废水的工艺流程中：27“反应槽”中发生反应的离子方程式为_。在“加热曝气槽”中通入压缩空气的目的是_。(3)实验室有 100 L 含 Cr()强酸性废水( 只含 Cr2O )，经测定 Cr2O 浓度为 2104 27 27molL 1。设计通过向其中加入一定量的 FeSO47H2O，充分反应后再加入 NaOH 溶液调节pH，搅拌并加热，使 Cr 和 Fe 恰好均转化为 Fe3 Fe2 Fe Cr O4(不考虑微量的残留) 。31 x 3x计算 100 L 该废水需加入的 FeS
7、O47H2O 的质量，写出计算过程。答案 (1) 20.8cCr2O27c2CrO24c2H (2)Cr 2O 6Fe2 14H =2Cr3 6Fe 3 7H 2O27将部分 Fe(OH)2 氧化为 Fe(OH)3 以形成铁氧体(3)n(Cr2O )100 L0.000 2 molL1 0.020 0 mol，还原反应需消耗 n1(Fe2 )0.120 0 27mol，同时反应生成的 n(Cr3 )0.040 0 mol，n(Fe 3 )0.120 0 mol，与 Cr3 和 Fe3 形成铁氧体的 n2(Fe2 ) n(Cr3 )n(Fe 3 )0.080 0 mol12n(FeSO47H2O
8、)n 1(Fe2 )n 2(Fe2 )0.120 0 mol0.080 0 mol 0.200 0 mol加入的 m(FeSO47H2O)0.200 0 mol278 gmol 1 55.6 g。解析 (1)设 废 水 中 CrO 的 浓 度 为 x molL 1，与 AgNO3 溶 液 等 体 积 混 合 后 ，CrO24的 浓 度 变 成 molL 1，c(AgNO3) molL 1 1.010 4 24x2 2.010 42molL 1，Ksp(Ag2CrO4) c2(Ag )c(CrO ) (1.010 4)2 1.010 12，得 x 2.010 4 24x2molL 1，Cr 含
9、量 ：(2.010 4mol 52 gmol 11 000 mgg 1)/L 10.4 mgL 1，超 标 ： 20.8 倍 。(2)反 应 槽 中 ，Cr2O 在 酸 性 条 件 下 氧 化 Fe2 ，生 成 Fe3 和 Cr3 ，根10.40.5 27据 Fe 和 Cr 得 失 电 子 守 恒 ，用 H 平 衡 电 荷 。反 应 槽 中 Fe2 是 过 量 的 ，在 “加 热 曝 气 槽 ”中 ，加 入 NaOH 会 生 成 Fe(OH)2，压 入 空 气 ，可 以 将 Fe(OH)2 氧 化 为 Fe(OH)3，最 终 可 以 转化 成 铁 氧 体 中 的 Fe3 。(3)废 水 中 的
10、 Cr2O 为 0.020 0 mol，根 据 “Cr2O 6Fe2 ”知 ，完27 27全 反 应 Cr2O 时 ，消 耗 n1(Fe2 ) 0.120 0 mol，反 应 后 生 成 n(Fe3 ) 0.120 0 27mol，n(Cr3 ) 0.040 0 mol。铁 氧 体 为 Fe3 Fe2 Fe Cr O4，n(Fe2 ) 1，n(Fe3 )31 x 3x n(Cr3 ) 1 (1 x) x 2，形 成 铁 氧 体 的 n2(Fe2 ) n(Fe3 ) n(Cr3 ) (0.120 0 12 12mol 0.040 0 mol) 0.080 0 mol，总 共 消 耗 的 n(Fe
11、SO47H2O) n1(Fe2 ) n2(Fe2 ) 0.120 0 mol 0.080 0 mol 0.200 0 mol，m(FeSO47H2O) 0.200 0 mol278 gmol 1 55.6 g。考点 沉淀溶解平衡的应用题点 沉淀的转化对点训练题组一 沉淀的生成与溶解1当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡 Mg(OH)2(s) Mg2 (aq)2OH (aq)时，为使Mg(OH)2 固体的量减少，需加入少量的( )ANH 4NO3 BNaOHCMgSO 4 DNa 2SO4答案 A解析 要 使 Mg(OH)2 固 体 的 量 减 小 ，应 使 Mg(OH)2 的 溶 解 平 衡 右
12、移 ，可 减 小 c(Mg2 )或c(OH )。NH4NO3电 离 出 的 NH 能 结 合 OH ，使 平 衡 右 移 。4考点 沉淀溶解平衡的应用题点 沉淀的溶解2在有固态 CaCO3 存在的饱和溶液中，存在着如下平衡 CaCO3(s) Ca2 (aq)CO (aq)，加入下列溶液，能使 CaCO3 质量增加的是( )23ACaCl 2 溶液 BKNO 3 溶液CNH 4Cl 溶液 DNaCl 溶液答案 A解析 加入 CaCl2 溶液，溶液中 c(Ca2 )增大，平衡逆向移动，CaCO 3质量增加，A 正确；加入KNO3 溶液，相当于加入水，平衡正向移 动，CaCO 3质量减少，B 错误；
13、加入 NH4Cl 溶液，NH水解产生的 H 与 CO 反应， c(CO )减小，平衡正向移动，CaCO 3质量减少，C 错误； 4 23 23加入 NaCl 溶液，相当于加入水，平衡正向移 动，CaCO 3质量减少，D 错误。考点 沉淀溶解平衡的应用题点 沉淀的生成(沉淀的先后 )3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 ：化合物 PbSO4 PbCO3 PbS溶解度/g 1.03104 1.81107 1.841
14、014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，就要形成溶解度更小的物质，由表中数据可知，PbS 的溶解度最小，故沉淀剂最好为硫化物。考点 沉淀溶解平衡的应用题点 沉淀的生成(沉淀的先后 )425 时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(K sp)分别为 Ksp(FeS)6.310 18 ；K sp(CuS)1.310 36 ；K sp(ZnS)1.610 24 。常温时下列有关叙述正确的是( )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 molL 1 的 Na2
15、S 溶 液 中 ， Zn2 的 浓 度 最 大 只 能 达 到1.610 23 molL 1C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(S 2 )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；将足量的 ZnSO4 晶体加入到 0.1 molL1 的 Na2S 溶液中，c(S 2 )将减至非常小，而 Zn2 的浓度远远大于 1.61023
16、 molL 1；因 CuS 比 FeS 更难 溶，FeS 沉淀可转化为 CuS 沉淀；温度不 变，K sp(FeS)不变。考点 沉淀溶解平衡的应用题点 难溶电解质沉淀溶解平衡的综合5(2017宿迁宿豫中学高二期末) 如图所示进行实验，下列分析错误的是( )A实验中白色沉淀变成黄色沉淀B该实验可说明溶度积 Ksp(AgCl)K sp(AgI)C反应后 c(Ag )：D实验中发生反应：AgClI AgICl 答案 C 解析 碘化银的溶度积常数小于 氯化银， 则实验中白色沉淀变成黄色沉淀，A 项正确；根据沉淀容易向更难溶的方向转化可知， 该实验可说明溶度积 Ksp(AgCl)K sp(AgI)，B
17、项正确；碘化银的溶度积常数小于氯化银，则反应后 c(Ag )： ，C 项错误；沉淀容易向更难溶的方向转化，因此实验中发生反 应：AgCl I AgICl ，D 项正确。考点 溶度积常数题点 溶度积常数(K sp)的应用 判断是否生成沉淀题组二 沉淀的转化6自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成 CuSO4 溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的 ZnS 或 PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是( )ACuS 的溶解度大于 PbS 的溶解度B原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性CCuSO 4 与 ZnS 反应的离子方程式是 Cu2 S 2 =CuSD整个过程涉及的反应类型
18、有氧化还原反应和复分解反应答案 D解析 CuSO 4 与 PbS 反应可以生成 CuS，所以 CuS 的溶解度小于 PbS 的；硫化物中硫的化合价为2，具有还原性；ZnS 难溶于水，不能写成离子形式；铜的硫化物首先被氧化成 CuSO4，然后硫酸铜与 ZnS、PbS 发生复分解反应生成更难溶的 CuS。考点 沉淀溶解平衡的应用题点 沉淀的转化7下列说法不正确的是( )AMg(OH) 2 固体在溶液中存在平衡：Mg(OH) 2(s) Mg2 (aq)2OH (aq)，该固体可溶于 NH4Cl 溶液B向 ZnS 沉淀上滴加 CuSO4 溶液沉淀变为黑色，可推知同温下 Ksp(ZnS)Ksp(AgI)
19、答案 B考点 沉淀溶解平衡的应用题点 难溶电解质沉淀溶解平衡的综合8工业生产中常用 MnS 作为沉淀剂除去工业废水中的 Cu2 ，Cu 2 (aq)MnS(s) CuS(s)Mn 2 (aq)，下列说法错误的是( )A该反应平衡时 c(Mn2 )c(Cu 2 )BMnS 的 Ksp 大于 CuS 的 KspC向平衡体系中加入少量 CuSO4 固体后，c(Mn 2 )增大D该反应的平衡常数 KKspMnSKspCuS答案 A解析 根据反应 Cu2 (aq)MnS(s) CuS(s)Mn 2 (aq)，可以推断 Ksp(MnS)Ksp(CuS)，该反应的平衡常数 K 1，c(Mn2 )c(Cu2
20、)。向平衡体系中加入少量cMn2 cCu2 KspMnSKspCuSCuSO4 固体后，c (Cu2 )增大，溶解平衡向右移 动， c(Mn2 )增大，所以，只有 A 项不正确。考点 沉淀溶解平衡的应用题点 难溶电解质沉淀溶解平衡的综合9下表为有关化合物的 pKsp，pK splgK sp。某同学设计实验如下： 向 AgNO3 溶液中加入适量 NaX 溶液，得到沉淀 AgX；向中加 NaY，则沉淀转化为 AgY；向中加入Na2Z，沉淀又转化为 Ag2Z。则表中 a、b、c 的大小关系为( )相关化合物 AgX AgY Ag2ZpKsp a b cA.abc BabcCc ab Dabc答案 B
21、解析 根据沉淀的转化原理可知，溶解度小的沉淀总是向着溶解度更小的 转化，再 结合pKsp lgKsp 可知 Ksp 越小其 pKsp 越大，故 B 正确。考点 沉淀溶解平衡的应用题点 沉淀的转化题组三 沉淀溶解平衡图像分析10( 2017盐 城 中 学 月 考 )25 时 ， 用 Na2S 沉 淀 Cu2 、 Mn2 、 Fe2 、 Zn2 四 种 金 属 离 子(M2 )， 所 需 S2 最 低 浓 度 的 对 数 值 lg c(S2 )与 lg c(M2 )关 系 如 下 图 所 示 。 下 列 说 法 正 确 的 是( )AK sp(CuS)约为 11020B向 Cu2 浓度为 105
22、molL1 废水中加入 ZnS 粉末，会有 CuS 沉淀析出C向 100 mL 浓度均为 105 molL1 Zn2 、Fe 2 、Mn 2 的混合溶液中逐滴加入104 molL1 Na2S 溶液，Zn 2 先沉淀DNa 2S 溶液中：2c (S2 )c(HS )c(H 2S)c(Na )答案 B解析 由 图 可 知 ，Ksp(CuS)约 为 110 35，A 项 错 误 ；Ksp(CuS)4.91013 ，所以有 AgBr 沉淀生成；若再向其中加入适量 NaI 固体时，会有 AgBr 转化为 AgI。考点 沉淀溶解平衡的应用题点 难溶电解质沉淀溶解平衡的综合14(2017如东高级中学高二期中
23、) 草酸钴(CoC 2O4)用途广泛，一种利用水钴矿(主要成分为Co2O3，还含少量 Fe2O3、Al 2O3、MgO、MnO 、CaO 等)制取 CoC2O42H2O 的工艺流程如下：已知：浸出液含有的阳离子主要有 H 、Co 2 、Fe 2 、Mn 2 、Al 3 等；部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 见下表：沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2完全沉淀的 pH3.7 9.6 9.2 5.2 9.8(1)浸出过程中加入 Na2SO3 的作用是将 _还原(填离子符号)，该步反应的离子方程式为_。(2)NaClO3 的作用是将浸出液中
24、的 Fe2 氧化成 Fe3 ，氯元素被还原为最低价。该反应的离子方程式为_。(3)加 Na2CO3 能使浸出液中 Fe3 、Al 3 转化成氢氧化物沉淀的原因是 (用离子方程式表示，写出其中一个即可)_ _。(4)萃取剂对金属离子的萃取率与 pH 的关系如下图所示。使用萃取剂适宜的pH_(填字母)左右。A2.0 B3.0 C4.0(5)滤液“除钙、镁”是将溶液中 Ca2 与 Mg2 转化为 MgF2、CaF 2 沉淀。已知 Ksp(MgF2)7.3510 11 、K sp(CaF2)1.0510 10 ，当加入过量 NaF 后，所得滤液 c(Mg2 )/c(Ca2 )_。答案 (1)Fe 3
25、、Co 3 SO 2Fe 3 H 2O=SO 2Fe 2 2H 、SO 2Co 3 H 2O=SO 2Co 2 223 24 23 24H (2)ClO 6Fe 2 6H =6Fe3 Cl 3H 2O 3(3)2Al3 3CO 3H 2O=2Al(OH)33CO 2或 2Fe3 3CO 3H 2O=2Fe(OH)23 2333CO 2(4)B(5)0.7解析 含钴废料中加入盐酸和亚硫酸钠，可得 CoCl2、AlCl3、FeCl2、MgCl2、CaCl2、MnCl2，加入 NaClO3，可得到 FeCl3，然后加入 Na2CO3调 pH 至 5.2，可得到 Fe(OH)3、Al(OH)3 沉淀，
26、过滤后所得滤液主要含有 CoCl2、MgCl2、CaCl2、MnCl2，向溶液中加入 NaF 溶液，除去钙、镁离子，然后过滤得到的滤液中加入萃取 剂，萃取后溶液加入草酸铵，得到草酸钴。(1)亚硫酸钠具有还原性，能还原氧化性离子 Fe3 、Co3 ，所以浸出过程中加入 Na2SO3 的目的是将Fe3 、Co3 还原。(2)NaClO3 具有氧化性，能将浸出液中的 Fe2 氧化成 Fe3 ，自身被还原生成 Cl ，同时生成水。(3)Fe3 、Al3 水解导致溶液呈酸性，CO 和 H 反应，从而促进水解平衡向右移动，产生23Fe(OH)3、Al(OH)3 沉淀。(4)根据流程图可知，此 时溶液中存在
27、 Mn2 、Co2 金属离子；由萃取剂对金属离子的萃取率与 pH 的关系可知，调节溶液 pH 在 3.03.5 之间，可使 Mn2 完全沉淀，并防止 Co2 转化为Co(OH)2 沉淀。(5)当加入过量 NaF 后，所得 滤 液 0.7。cMg2 cCa2 KspMgF2KspCaF2 7.3510 111.0510 10考点 沉淀溶解平衡的应用题点 难溶电解质沉淀溶解平衡的综合15(1)在 25 下，向浓度均为 0.1 molL1 的 MgCl2 和 CuCl2 混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_沉淀(填化学式 )，生成该沉淀的离子方程式为_。(已知 25 时，K spMg(OH)21.810
28、 11 ，K spCu(OH)22.210 20 )(2)已知 KspAl(OH)3110 33 ，K spFe(OH)3310 39 ，pH7.1 时 Mn(OH)2 开始沉淀。室温下，除去 MnSO4 溶液中的 Fe3 、Al 3 (使其浓度小于 1106 molL1 )，需调节溶液pH 范围为_ 。答案 (1)Cu(OH) 2 Cu 2 2NH 3H2O=Cu(OH)22NH (2)5.0pH7.1 4解析 (1)由于 KspCu(OH)2KspMg(OH)2，故先生成 Cu(OH)2 沉淀。 (2)Fe3 全部转化为Fe(OH)3时，c(OH ) molL1 molL1 1011 3KspFeOH3cFe3 3310 39110 6 33molL 1；Al 3 全部转化为 Al(OH)3 时，c (OH ) 110 9 3KspAlOH3cAl3 3110 33110 6molL 1，即 pH 最小应为 5.0，因为 Mn(OH)2 沉淀开始沉淀的 pH7.1，欲除去 MnSO4 溶液中的 Fe3 、Al 3 ，应调节溶液至 5.0pH7.1。考点 沉淀溶解平衡的应用题点 难溶电解质沉淀溶解平衡的综合
