
【考綱要求】
了解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡?!?理解溶度積(Ksp)的含義,能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。
考點(diǎn)一 沉淀溶解平衡[學(xué)生用書P133]
1.沉淀溶解平衡的含義
在一定溫度下的水溶液中,當(dāng)沉淀溶解和生成的速率相等時(shí),即建立了沉淀溶解平衡狀態(tài)。
2.沉淀溶解平衡的建立
固體溶質(zhì)溶液中的溶質(zhì)
3.沉淀溶解平衡的特征
4.影響沉淀溶解平衡的因素
(1)內(nèi)因:難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì),這是決定因素。
(2)外因:以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0為例
外界條件
移動(dòng)方向
平衡后
c(Ag+)
平衡后
c(Cl-)
Ksp
升高溫度
正向
增大
增大
增大
加水稀釋
正向
不變
不變
不變
加入少量
AgNO3
逆向
增大
減小
不變
通入HCl
逆向
減小
增大
不變
通入H2S
正向
減小
增大
不變
1.沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí),溶液中溶質(zhì)的離子濃度保持不變,但不一定相等( )
2.AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)表示AgCl的電離平衡( )
3.升高溫度,沉淀溶解平衡一定正向移動(dòng)( )
4.沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí),若再加入難溶性的該沉淀物,溶解平衡將會(huì)向右移動(dòng)( )
5.碳酸鈣在水中的溶解度比在氯化鈣溶液中的溶解度大( )
6.根據(jù)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),CH3COOHCH3COO-+H+,可以判斷AgCl、CH3COOH均為弱電解質(zhì)( )
答案:1.√ 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.×
題組一 考查沉淀溶解平衡的建立
1.有關(guān)AgCl沉淀的溶解平衡的說法中,不正確的是( )
A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不斷進(jìn)行,但速率相等
B.AgCl難溶于水,溶液中沒有Ag+和Cl-
C.升高溫度,AgCl沉淀的溶解度增大
D.向AgCl沉淀中加入NaCl固體,AgCl沉淀的溶解度降低
解析:選B。沉淀溶解平衡的實(shí)質(zhì)是v(沉淀)=v(溶解)≠0,A對(duì)。AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)是動(dòng)態(tài)平衡,B錯(cuò)。溶解過程吸熱,C對(duì)。加入NaCl固體,c(Cl-)增大,AgCl溶解平衡左移,D對(duì)。
2.下列對(duì)沉淀溶解平衡的描述正確的是( )
A.反應(yīng)開始時(shí),溶液中各離子濃度相等
B.沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí),沉淀的速率和溶解的速率相等
C.沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí),溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等,且保持不變
D.沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí),如果再加入難溶性的該沉淀物,將抑制溶解
解析:選B。A項(xiàng)反應(yīng)開始時(shí),各離子的濃度沒有必然的關(guān)系;C項(xiàng)沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)溶液中溶質(zhì)的離子濃度保持不變,但不一定相等;D項(xiàng)沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí),如果再加入難溶性的該沉淀物,溶液仍為飽和溶液,故平衡不發(fā)生移動(dòng)。
題組二 考查溶解平衡的影響因素
3.在一定溫度下,當(dāng)Mg(OH)2固體在水溶液中達(dá)到下列平衡時(shí):Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),要使Mg(OH)2固體減少而c(Mg2+)不變,可采取的措施是( )
A.加MgSO4 B.加HCl溶液
C.加NaOH D.加水
解析:選D。加MgSO4會(huì)使該溶解平衡左移,Mg(OH)2 固體增多,c(Mg2+)變大;加HCl溶液使該溶解平衡右移,Mg(OH)2固體減少,c(Mg2+)變大;加NaOH使該溶解平衡左移,Mg(OH)2固體增多,c(Mg2+)變小。
4.將AgCl分別加入盛有①5 mL水;②6 mL 0.5 mol/L NaCl溶液;③10 mL 0.2 mol/L CaCl2溶液;④50 mL 0.1 mol/L鹽酸的燒杯中,均有固體剩余,各溶液中c(Ag+)從大到小的排列順序?yàn)? 。
解析:根據(jù)沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)知,溶液中c(Cl-)越大,則c(Ag+)越小。
答案:①④③②
考點(diǎn)二 沉淀溶解平衡及應(yīng)用[學(xué)生用書P134]
1.沉淀的生成
(1)調(diào)節(jié)pH法:如除去NH4Cl溶液中的FeCl3雜質(zhì),可加入氨水調(diào)節(jié)pH至4左右,離子方程式為Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH 。
(2)沉淀劑法:如用H2S沉淀Cu2+,離子方程式為Cu2++H2S===CuS↓+2H+。
2.沉淀的溶解
(1)酸溶解法: CaCO3溶于鹽酸,離子方程式為CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O。
(2)鹽溶解法:Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,離子方程式為Mg(OH)2+2NH===Mg2++2NH3·H2O。
3.沉淀的轉(zhuǎn)化
(1)實(shí)質(zhì):沉淀溶解平衡的移動(dòng)。
(2)舉例:MgCl2溶液Mg(OH)2Fe(OH)3,則Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3]。
(3)沉淀轉(zhuǎn)化的規(guī)律:一般說來,溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)。
(4)應(yīng)用
①鍋爐除水垢:將CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3,離子方程式為CaSO4+CO===CaCO3+SO。
②礦物轉(zhuǎn)化:CuSO4溶液遇ZnS轉(zhuǎn)化為CuS,離子方程式為ZnS+Cu2+===CuS+Zn2+。
1.BaCO3不溶于水,故可用作鋇餐( )
2.在含有Mg(OH)2沉淀的飽和溶液中加入固體NH4Cl,沉淀量不變( )
3.FeS可使Hg2+轉(zhuǎn)化為HgS而除去,是因?yàn)镠gS的溶解度比FeS的溶解度更小( )
4.一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5 mol·L-1時(shí),沉淀已經(jīng)完全( )
5.在一定條件下,溶解度較小的沉淀也可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的沉淀( )
6.向AgCl懸濁液中滴加Na2S溶液,白色沉淀變成黑色,離子方程式為2AgCl+S2-===Ag2S+2Cl-( )
答案:1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.√ 6.√
1.要使工業(yè)廢水中的Pb2+沉淀,可用硫酸鹽、碳酸鹽、硫化物等作沉淀劑,已知Pb2+與這些離子形成的化合物的溶解度如下:
化合物
PbSO4
PbCO3
PbS
溶解度/g
1.03×10-4
1.81×10-7
1.84×10-14
由上述數(shù)據(jù)可知,沉淀劑最好選用( )
A.硫化物 B.硫酸鹽
C.碳酸鹽 D.以上沉淀劑均可
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,故選硫化物作為沉淀劑。
2.自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后變成CuSO4溶液,向地下層滲透,遇到難溶的ZnS或PbS,慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)(CuS)。下列分析正確的是( )
A.CuS的溶解度大于PbS的溶解度
B.原生銅的硫化物具有還原性,而銅藍(lán)沒有還原性
C.CuSO4與ZnS反應(yīng)的離子方程式是Cu2++S2-===CuS↓
D.整個(gè)過程涉及的反應(yīng)類型有氧化還原反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)
解析:選D。沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀,PbS轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)(CuS),說明CuS的溶解度小于PbS的溶解度;原生銅的硫化物具有還原性,而銅藍(lán)也應(yīng)該具有還原性,因?yàn)榱蛟靥幱谧畹蛢r(jià)態(tài)-2價(jià);CuSO4與ZnS反應(yīng)的離子方程式應(yīng)該是Cu2++ZnS===CuS+Zn2+,這是一個(gè)復(fù)分解反應(yīng);自然界地表層原生銅的硫化物被氧化的過程是氧化還原反應(yīng),故只有D正確。
3.為研究沉淀的生成及轉(zhuǎn)化,某小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的分析不正確的是( )
A.①濁液中存在平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq)
B.②中顏色變化說明上層清液中含有SCN-
C.③中顏色變化說明有AgI生成
D.該實(shí)驗(yàn)可以證明AgI比AgSCN更難溶
解析:選D。A項(xiàng),根據(jù)信息,白色沉淀是AgSCN,存在溶解平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq),故說法正確;B項(xiàng),取上層清液,加入Fe3+出現(xiàn)紅色溶液,說明生成Fe(SCN)3,說明溶液中含有SCN-,故說法正確;C項(xiàng),AgI是黃色沉淀,現(xiàn)象是有黃色沉淀生成,說明有AgI產(chǎn)生,故說法正確;D項(xiàng),可能是濁液中c(I-)×c(Ag+)>Ksp(AgI),出現(xiàn)黃色沉淀,故說法錯(cuò)誤。
考點(diǎn)三 溶度積常數(shù)及其應(yīng)用[學(xué)生用書P135]
1.溶度積和離子積
以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)為例:
溶度積
離子積
概念
沉淀溶解的平衡常數(shù)
溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積
符號(hào)
Ksp
Qc
表達(dá)式
Ksp(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-),表達(dá)式中的濃度都是平衡濃度
Qc(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-),表達(dá)式中的濃度是任意濃度
應(yīng)用
判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解
①Q(mào)c>Ksp:溶液過飽和,有沉淀析出
②Qc=Ksp:溶液飽和,處于平衡狀態(tài)
③QcKsp(AgI)( )
3.ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀( )
4.常溫下,向BaCO3的飽和溶液中加入Na2CO3固體,BaCO3 的Ksp減小( )
5.溶度積常數(shù)Ksp只受溫度影響,溫度升高,Ksp增大( )
6.常溫下,向Mg(OH)2飽和溶液中加入NaOH固體,Mg(OH)2 的Ksp不變( )
答案:1.× 2.√ 3.√ 4.× 5.× 6.√
題組一 考查溶度積常數(shù)及其應(yīng)用
1.按要求回答下列問題。
(1)將AgNO2和AgCl的飽和溶液等體積混合后,加入足量的硝酸銀溶液,生成的沉淀n(AgNO2) n(AgCl) (填“大于”“小于”或“等于”)。[已知:該溫度下,Ksp(AgNO2)=2×10-8;Ksp(AgCl)=1.8×10-10]
(2)已知25 ℃時(shí)Ksp[Fe(OH3)]=4.0×10-38,此溫度下若在實(shí)驗(yàn)室中配制5 mol·L-1 100 mL FeCl3溶液,為使配制過程中不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,則至少需要加入 mL 2 mol·L-1的鹽酸(忽略加入鹽酸體積)。
(3)CaSO3溶液與CaCl2溶液混合會(huì)生成難溶的CaSO3(Ksp=3.1×10-7),現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2SO3溶液混合,若混合前Na2SO3溶液的濃度為2×10-3 mol·L-1,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為 。
(4)汽車尾氣中的SO2可用石灰水來吸收,生成亞硫酸鈣濁液。常溫下,測(cè)得某純CaSO3與水形成的濁液pH為9,已知Ka1(H2SO3)=1.8×10-2,Ka2(H2SO3)=6.0×10-9,忽略SO的第二步水解,則Ksp(CaSO3)= 。
(5)在某溫度下,Ksp(FeS)=6.25×10-18,F(xiàn)eS飽和溶液中 c(H+)與c(S2-)之間存在關(guān)系:c2(H+)·c(S2-)=1.0×10-22,為了使溶液里c(Fe2+) 達(dá)到1 mol·L-1,現(xiàn)將適量FeS投入其飽和溶液中,應(yīng)調(diào)節(jié)溶液中的c(H+)約為 。
解析:(2)若不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,則c(Fe3+)·c3(OH-)≤Ksp,代入有關(guān)數(shù)據(jù)后可求出c(OH-)≤2×10-13 mol·L-1,c(H+)≥5×10-2 mol·L-1,故至少要加入2.5 mL相應(yīng)的鹽酸。
(3)根據(jù)CaSO3的Ksp=3.1×10-7,生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為×2 mol·L-1=6.2×10-4 mol·L-1。
(4)常溫下,測(cè)得某純CaSO3與水形成的濁液pH為9,溶液中主要存在兩個(gè)平衡CaSO3(s)Ca2+(aq)+SO(aq),Ksp(CaSO3)=c(Ca2+)·c(SO),SO+H2OHSO+OH-,Kh=====×10-5,得c(SO)=6×10-5,Ksp(CaSO3)=c(Ca2+)·c(SO)=3.6×10-9。
(5)根據(jù)Ksp(FeS)得:c(S2-)= mol·L-1=6.25×10-18 mol·L-1,根據(jù)c2(H+)·c(S2-)=1.0×10-22得:c(H+)= mol·L-1=4×10-3 mol·L-1。
答案:(1)大于 (2)2.5 (3)6.2×10-4 mol·L-1
(4)3.6×10-9 (5)4×10-3 mol·L-1
題組二 結(jié)合圖像考查溶度積常數(shù)的應(yīng)用
2.常溫下,Ksp(CaSO4)=9×10-6,常溫下CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是( )
A.在任何溶液中,c(Ca2+)、c(SO)均相等
B.b點(diǎn)將有沉淀生成,平衡后溶液中c(Ca2+)和c(SO)都等于3×10-3 mol·L-1
C.a(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp等于c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp
D.d點(diǎn)溶液通過蒸發(fā)可以變到c點(diǎn)
解析:選C。A項(xiàng)只有在單一CaSO4溶液中c(Ca2+)、c(SO)才相等,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng)b點(diǎn)Qc>Ksp,故有沉淀生成,開始c(Ca2+)、c(SO)不相等而反應(yīng)消耗的Ca2+、SO相等,因此平衡后的兩種離子濃度也不會(huì)都等于3×10-3 mol·L-1,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng)在沉淀溶解平衡曲線上的Ksp均相等,C項(xiàng)正確;D項(xiàng)d點(diǎn)通過蒸發(fā)后各離子濃度都增大,不可能保持SO濃度不變而到達(dá)c點(diǎn),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.t ℃時(shí),AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。又知t ℃時(shí)AgCl的Ksp=4×10-10,下列說法不正確的是( )
A.在t ℃時(shí),AgBr的Ksp為4.9×10-13
B.在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體,可使溶液由c點(diǎn)到b點(diǎn)
C.圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是AgBr的不飽和溶液
D.在t ℃時(shí),AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常數(shù)K≈816
解析:選B。根據(jù)圖中c點(diǎn)的c(Ag+)和c(Br-)可得該溫度下AgBr的Ksp為4.9×10-13,A正確。在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體后,c(Br-)增大,溶解平衡逆向移動(dòng),c(Ag+)減小,B錯(cuò)。在a點(diǎn)時(shí)Qc<Ksp,故為AgBr的不飽和溶液,C正確。選項(xiàng)D中K=c(Cl-)/c(Br-)=Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr),代入數(shù)據(jù)得K≈816,D正確。
沉淀溶解平衡圖像題的解題策略
(1)沉淀溶解平衡曲線類似于溶解度曲線,曲線上任一點(diǎn)都表示飽和溶液,曲線上方的任一點(diǎn)均表示過飽和溶液,此時(shí)有沉淀析出,曲線下方的任一點(diǎn)均表示不飽和溶液。
(2)從圖像中找到數(shù)據(jù),根據(jù)Ksp公式計(jì)算得出Ksp的值。
(3)比較溶液的Qc與Ksp的大小,判斷溶液中有無沉淀析出。
(4)涉及Qc的計(jì)算時(shí),所代入的離子濃度一定是混合溶液中的離子濃度,因此計(jì)算離子濃度時(shí),所代入的溶液體積也必須是混合溶液的體積?!?
[學(xué)生用書P136]
1.下列說法中不正確的是( )
A.(2016·高考全國(guó)卷Ⅲ,13D)向AgCl、AgBr的飽和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不變
B.(2015·高考全國(guó)卷Ⅰ,10D)將0.1 mol·L-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀產(chǎn)生,再滴加0.1 mol·L-1 CuSO4溶液,先有白色沉淀生成,后變?yōu)闇\藍(lán)色沉淀,則Cu(OH)2的溶度積比 Mg(OH)2 的小
C.(2015·高考重慶卷)0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入1 L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)
D.(2015·高考山東卷改編)向AgCl懸濁液中加入NaI溶液時(shí)出現(xiàn)黃色沉淀,則Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
答案:C
2.(2016·高考海南卷)向含有MgCO3固體的溶液中滴加少許濃鹽酸(忽略體積變化),下列數(shù)值變小的是( )
A.c(CO) B.c(Mg2+)
C.c(H+) D.Ksp(MgCO3)
解析:選A。含有MgCO3固體的溶液中存在溶解平衡:MgCO3(s)Mg2+(aq)+CO(aq),加入少許濃鹽酸可與CO反應(yīng)促使溶解平衡正向移動(dòng),故溶液中c(Mg2+)及c(H+)增大,c(CO)減小,Ksp(MgCO3)只與溫度有關(guān),不變。
3.(2014·高考全國(guó)卷Ⅰ,11,6分)溴酸銀(AgBrO3)溶解度隨溫度變化曲線如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.溴酸銀的溶解是放熱過程
B.溫度升高時(shí)溴酸銀溶解速度加快
C.60 ℃時(shí)溴酸銀的Ksp約等于6×10-4
D.若硝酸鉀中含有少量溴酸銀,可用重結(jié)晶方法提純
解析:選A。A.由題圖可知,隨著溫度升高,溴酸銀的溶解度逐漸增大,因此AgBrO3的溶解是吸熱過程。B.由圖像曲線可知,溫度升高斜率增大,因此AgBrO3的溶解速度加快。C.由溶解度曲線可知,60 ℃時(shí),AgBrO3的溶解度約為0.6 g,則其物質(zhì)的量濃度約為0.025 mol·L-1,AgBrO3的Ksp=c(Ag+)·c(BrO)=0.025×0.025≈6×10-4。D.若KNO3中含有少量AgBrO3,可通過蒸發(fā)濃縮得到KNO3的飽和溶液,再冷卻結(jié)晶獲得KNO3晶體,而AgBrO3留在母液中。
4.(2013·高考全國(guó)卷Ⅰ,11,6分)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,濃度均為0.010 mol·L-1,向該溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的AgNO3溶液時(shí),三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序?yàn)? )
A.Cl-、Br-、CrO B.CrO、Br-、Cl-
C.Br-、Cl-、CrO D.Br-、CrO、Cl-
解析:選C。當(dāng)Cl-濃度為0.010 mol·L-1時(shí),要產(chǎn)生AgCl沉淀,所需Ag+的最小濃度為1.56×10-8 mol·L-1,當(dāng)Br-濃度為0.010 mol·L-1時(shí),要產(chǎn)生AgBr沉淀,所需Ag+的最小濃度為7.7×10-11 mol·L-1,當(dāng)CrO濃度為0.010 mol·L-1時(shí),要產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀,所需Ag+的最小濃度為3.0×10-5mol·L-1,向混合溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的硝酸銀溶液時(shí),Ag+的濃度逐漸增大,所以Br-最先沉淀,CrO最后沉淀。
5.(2017·高考全國(guó)卷Ⅲ,13,6分)在濕法煉鋅的電解循環(huán)溶液中,較高濃度的Cl-會(huì)腐蝕陽極板而增大電解能耗??上蛉芤褐型瑫r(shí)加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀從而除去Cl-。根據(jù)溶液中平衡時(shí)相關(guān)離子濃度的關(guān)系圖,下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.Ksp(CuCl)的數(shù)量級(jí)為10-7
B.除Cl-反應(yīng)為Cu+Cu2++2Cl-===2CuCl
C.加入Cu越多,Cu+濃度越高,除Cl-效果越好
D.2Cu+===Cu2++Cu平衡常數(shù)很大,反應(yīng)趨于完全
解析:選C。由題圖可知,當(dāng)c(Cu+)=10-2 mol·L-1時(shí),c(Cl-)約為10-4.75 mol·L-1,則Ksp(CuCl)=c(Cu+)·c(Cl-)的數(shù)量級(jí)為10-7,A項(xiàng)正確;根據(jù)題目信息可知B項(xiàng)正確;Cu、Cu2+是按一定物質(zhì)的量之比反應(yīng)的,并不是加入Cu越多,Cu+濃度越高,除Cl-效果越好,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由題圖可知,交點(diǎn)處c(Cu+)=c(Cu2+)≈10-6 mol·L-1,則2Cu+===Cu2++Cu的平衡常數(shù)K=≈106,該平衡常數(shù)很大,因而反應(yīng)趨于完全,D項(xiàng)正確。
6.[2015·高考全國(guó)卷Ⅱ,26(4)]酸性鋅錳干電池是一種一次性電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產(chǎn)生MnOOH?;厥仗幚碓搹U電池可得到多種化工原料。有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示:
化合物
Zn(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ksp近似值
10-17
10-17
10-39
用廢電池的鋅皮制備ZnSO4·7H2O的過程中,需除去鋅皮中的少量雜質(zhì)鐵,其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解,鐵變?yōu)? ,加堿調(diào)節(jié)至pH為 時(shí),鐵剛好沉淀完全(離子濃度小于1×10-5 mol·L-1時(shí),即可認(rèn)為該離子沉淀完全);繼續(xù)加堿至pH為 時(shí),鋅開始沉淀(假定Zn2+濃度為0.1 mol·L-1)。若上述過程不加H2O2后果是 ,原因是
。
解析:Fe與稀H2SO4反應(yīng)生成FeSO4,再被 H2O2 氧化轉(zhuǎn)化為Fe2(SO4)3。Fe(OH)3的Ksp=c(Fe3+)·c3 (OH-),則Fe3+恰好沉淀完全時(shí),c(OH-)= ≈10-11.3 mol·L-1,則溶液的pH=2.7。Zn(OH)2的Ksp=c(Zn2+)·c2(OH-),則Zn2+開始沉淀時(shí),c (OH-)= =10-8 mol·L-1,溶液的pH=6。Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近,不加入H2O2將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,很難將Zn2+和Fe2+分開。
答案:Fe3+ 2.7 6 Zn2+和Fe2+分離不開
Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近
[學(xué)生用書P294(單獨(dú)成冊(cè))]
一、選擇題
1.下列說法不正確的是( )
A.Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)
B.由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀在一定條件下可轉(zhuǎn)化為CuS沉淀
C.其他條件不變,離子濃度改變時(shí),Ksp不變
D.兩種難溶電解質(zhì)作比較時(shí),Ksp小的,溶解度一定小
解析:選D。只有相同類型的難溶電解質(zhì)作比較時(shí),Ksp小的,溶解度才一定小。
2.把Ca(OH)2放入蒸餾水中,一段時(shí)間后達(dá)到平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)。下列說法正確的是( )
A.恒溫下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高
B.給溶液加熱,溶液的pH升高
C.向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固體質(zhì)量增加
D.向溶液中加入少量NaOH固體,Ca(OH)2固體質(zhì)量不變
解析:選C。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,A錯(cuò)誤;加熱,Ca(OH)2的溶解度減小,溶液的pH降低,B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)化為少量CaCO3固體,固體質(zhì)量增加,C正確;加入少量NaOH固體,平衡向左移動(dòng),Ca(OH)2固體質(zhì)量增加,D錯(cuò)誤。
3.化工生產(chǎn)中常用MnS作為沉淀劑除去工業(yè)廢水中Cu2+:Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.MnS的Ksp比CuS的Ksp大
B.該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(Mn2+)=c(Cu2+)
C.往平衡體系中加入少量CuSO4固體后,c(Mn2+)變大
D.該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
解析:選B。根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化向溶度積小的方向進(jìn)行,Ksp(MnS)>Ksp(CuS),A對(duì);該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(Mn2+)、c(Cu2+)保持不變,但不一定相等,B錯(cuò);往平衡體系中加入少量CuSO4固體后,平衡正向移動(dòng),c(Mn2+)變大,C對(duì);該反應(yīng)的平衡常數(shù)K===,D對(duì)。
4.20 ℃時(shí),PbCl2(s)在不同濃鹽酸中的最大溶解量(單位:g·L-1)如圖所示。下列敘述正確的是( )
A.鹽酸濃度越大,Ksp(PbCl2)越大
B.PbCl2能與一定濃度的鹽酸反應(yīng)
C.x、y兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中c(Pb2+)相等
D.往含Pb2+溶液中加入過量濃鹽酸,可將Pb2+完全轉(zhuǎn)化為PbCl2(s)
解析:選B。Ksp(PbCl2)只與溫度有關(guān),鹽酸濃度改變時(shí),Ksp(PbCl2)不變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;增大鹽酸濃度,PbCl2(s)的平衡逆向移動(dòng),PbCl2的溶解量減小,而c(HCl)大于1 mol·L-1時(shí),增大c(HCl),PbCl2(s)的溶解量增大,說明PbCl2能與一定濃度的鹽酸反應(yīng),B項(xiàng)正確;x、y兩點(diǎn)PbCl2的溶解量相等,但y點(diǎn)時(shí)HCl與PbCl2發(fā)生了反應(yīng),故x、y兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中c(Pb2+)不相等,C項(xiàng)錯(cuò)誤;PbCl2(s)存在溶解平衡,且PbCl2(s)能與濃鹽酸反應(yīng),故往含Pb2+的溶液中加入過量濃鹽酸,不能將Pb2+完全轉(zhuǎn)化為PbCl2(s),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
5.常溫下,Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度積常數(shù)依次為Ksp(Ag2SO4)=7.7×10-5、Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(AgI)=8.3×10-17。下列有關(guān)說法中錯(cuò)誤的是( )
A.常溫下,Ag2SO4、AgCl、AgI在水中的溶解能力依次減弱
B.在AgCl飽和溶液中加入NaI固體,有AgI沉淀生成
C.Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度積常數(shù)之比等于它們飽和溶液的物質(zhì)的量濃度之比
D.在Ag2SO4飽和溶液中加入Na2SO4固體有Ag2SO4沉淀析出
解析:選C。由溶度積常數(shù)可知A正確;Ksp(AgI)
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