難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡及其影響因素 1.(2020·大連模擬)常溫下,以MnO2為原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等雜質(zhì)離子,通過添加過量的難溶物MnS,可使雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化成沉淀并過濾除去,下列說法正確的是????????????? (　　)A.過濾后的溶液中一定沒有S2-B.MnS難溶于水,可溶于MnCl2溶液中C.加入MnS后生成CuS的離子方程式是Cu2++S2-CuS↓D.常溫時(shí),Ksp(PbS)<Ksp(MnS)【解析】選D。難溶不是不溶,只是溶解度小,故A錯(cuò)誤;MnS難溶于水也難溶于MnCl2溶液,故B錯(cuò)誤;沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式為Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),故C錯(cuò)誤;通過添加過量的難溶電解質(zhì)MnS,除去Cu2+、Pb2+、Cd2+等離子,是沉淀轉(zhuǎn)化的原理,利用CuS、PbS、CdS比MnS更難溶于水的原理轉(zhuǎn)化,故D正確。2.已知溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)　ΔH<0,下列有關(guān)該平衡體系的說法正確的是????????????? (　　)①升高溫度,平衡逆向移動(dòng)②向溶液中加入少量碳酸鈉粉末能增大鈣離子濃度③除去氯化鈉溶液中混有的少量鈣離子,可以向溶液中加入適量的NaOH溶液④恒溫下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高⑤給溶液加熱,溶液的pH升高⑥向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固體質(zhì)量增加⑦向溶液中加入少量NaOH固體,Ca(OH)2固體質(zhì)量不變A.①⑥　　　　　　 B.①⑥⑦C.②③④⑥    D.①②⑥⑦【解析】選A。②會(huì)生成CaCO3,使Ca2+濃度減小,錯(cuò)誤;加入氫氧化鈉溶液會(huì)使平衡左移,有Ca(OH)2沉淀生成,但Ca(OH)2的溶度積較大,要除去Ca2+,應(yīng)把Ca2+轉(zhuǎn)化為更難溶的CaCO3,③錯(cuò)誤;恒溫下Ksp不變,加入CaO后,溶液仍為Ca(OH)2的飽和溶液,pH不變,④錯(cuò)誤;加熱,Ca(OH)2的溶解度減小,溶液的pH降低,⑤錯(cuò)誤;加入Na2CO3溶液,沉淀溶解平衡向右移動(dòng),Ca(OH)2固體轉(zhuǎn)化為CaCO3固體,固體質(zhì)量增加,⑥正確;加入NaOH固體平衡向左移動(dòng),Ca(OH)2固體質(zhì)量增加,⑦錯(cuò)誤。沉淀反應(yīng)的應(yīng)用3.要使工業(yè)廢水中的Pb2+沉淀,可用S2-、S、C等作沉淀劑,已知Pb2+與這些離子形成的化合物的溶解度如下:????????????? 化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.03×10-41.81×10-71.84×10-14由上述數(shù)據(jù)可知,沉淀劑最好選用 (　　)A.S2-    B.SC.C   D.以上離子均可【解析】選A。沉淀工業(yè)廢水中的Pb2+時(shí),生成沉淀的反應(yīng)進(jìn)行得越完全越好,由于PbS的溶解度最小,故最好選硫化物作為沉淀劑。4.已知:25 ℃時(shí),Ksp(BaSO4)=1×10-10,Ksp(BaCO3)=1×10-9。(1)醫(yī)學(xué)上進(jìn)行消化系統(tǒng)的X射線透視時(shí),常使用BaSO4作內(nèi)服造影劑。胃酸酸性很強(qiáng)(pH約為1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是(用溶解平衡原理解釋) ______________。 萬一誤服了少量BaCO3,應(yīng)盡快用大量0.5 mol·L-1Na2SO4溶液給患者洗胃,如果忽略洗胃過程中Na2SO4溶液濃度的變化,殘留在胃液中的Ba2+濃度僅為________________________mol·L-1。 (2)長期使用的鍋爐需要定期除水垢,否則會(huì)降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO4,可先用Na2CO3溶液處理,使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。①CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3的離子方程式為 ______________。 ②請分析CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3的原理: ______________。 【解析】(1)BaSO4(s)Ba2+(aq)+S(aq),由于Ba2+、S均不與H+反應(yīng),無法使平衡移動(dòng)。c(Ba2+)==2×10-10mol·L-1。(2)①CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3的離子方程式為CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq);②由平衡CaSO4(s)Ca2+(aq)+S(aq)可知,加入Na2CO3溶液后,C和Ca2+結(jié)合生成CaCO3沉淀,c(Ca2+)減小,使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移動(dòng),發(fā)生反應(yīng)CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq)。答案:(1)對于平衡BaSO4(s)Ba2+(aq)+S(aq),H+不能減少Ba2+或S的濃度,平衡不能向溶解的方向移動(dòng)　2×10-10(2)①CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq)②CaSO4存在沉淀溶解平衡,加入Na2CO3溶液后,C與Ca2+結(jié)合生成CaCO3沉淀,Ca2+濃度減小,使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移動(dòng)1.沉淀先后順序的判斷向溶液中加入沉淀劑,當(dāng)可能有多種沉淀生成時(shí),哪種沉淀的溶解度最小(當(dāng)各種沉淀的Ksp表達(dá)式相同時(shí),Ksp越小,沉淀的溶解度越小),則最先生成該沉淀。如:(1)向含等濃度Cl-、Br-、I-的混合液中加入AgNO3溶液,最先生成的沉淀是AgI。(2)向含等濃度C、OH-、S2-的混合液中加入CuSO4溶液,最先生成的沉淀是CuS。(3)向Mg(HCO3)2溶液中加入適量NaOH溶液,生成的沉淀是Mg(OH)2而不是MgCO3,[原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小]。2.沉淀生成的兩大應(yīng)用(1)分離離子:同一類型的難溶電解質(zhì),如AgCl、AgBr、AgI,溶度積小的物質(zhì)先析出,溶度積大的物質(zhì)后析出。(2)控制溶液的pH來分離物質(zhì),如除去CuCl2中的FeCl3就可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2等物質(zhì),將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去。 【加固訓(xùn)練】1.為除去MgCl2酸性溶液中的Fe2+,可在一定條件下分步加入兩種試劑,過濾后再加入適量鹽酸,這種試劑是????????????? (　　)A.氯水　NH3·H2O　　  B.HNO3　NaOHC.KMnO4　Na2CO3    D.H2O2　MgCO3【解析】選D。除去MgCl2溶液中的Fe2+,不能混入新雜質(zhì),因此加入的試劑不能帶入新的雜質(zhì)離子,應(yīng)選D。2.氧化鐵是一種重要的無機(jī)材料,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,催化活性高,具有良好的耐光性、耐熱性和對紫外線的屏蔽性,從某種酸性工業(yè)廢液(主要含Na+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+、Cl-、S)中回收氧化鐵的流程如圖所示:已知:常溫下Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-11、Ksp[Fe(OH)2]=2.2×10-16;Ksp[Fe(OH)3]=3.5×10-38、Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33。(1)寫出在該酸性廢液中通入空氣時(shí)發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式:________________,使用空氣的優(yōu)點(diǎn)是 ________________________。 (2)常溫下,在pH=5的溶液中Fe3+存在的最大濃度為_______________。  (3)有人利用氨水調(diào)節(jié)溶液pH,在pH=5時(shí)將Fe(OH)3沉淀出來,此時(shí)可能混有的雜質(zhì)是____________(填化學(xué)式,下同),用____________試劑可將其除去。 【解析】(1)向酸性廢液中通入空氣時(shí),Fe2+可被空氣中的氧氣氧化,反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O;該方法的優(yōu)點(diǎn)是耗費(fèi)少且無污染。(2)溶液pH=5,則c(OH-)=10-9 mol·L-1,根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=3.5×10-38,即可計(jì)算出 c(Fe3+)為3.5×10-11 mol·L-1。(3)根據(jù)Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,可計(jì)算出溶液pH=5 時(shí),c(Al3+)=1.0×10-6 mol·L-1<1.0×10-5 mol·L-1,Al3+也完全沉淀,故可能混有的雜質(zhì)是Al(OH)3;Al(OH)3能溶于強(qiáng)堿,而Fe(OH)3 不溶,故可用NaOH溶液除去Al(OH)3沉淀。答案:(1)4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O　耗費(fèi)少且無污染(2)3.5×10-11 mol·L-1(3)Al(OH)3　NaOH   

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