（江蘇專用）2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題8 水溶液中的離子平衡 5 第四單元 沉淀溶解平衡教案

（江蘇專用）2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題8 水溶液中的離子平衡 5 第四單元 沉淀溶解平衡教案1了解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡。2.理解溶度積(Ksp)的含義，能進行相關(guān)的計算。沉淀溶解平衡知識梳理1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，即建立了溶解平衡狀態(tài)。2建立過程固體溶質(zhì)溶液中的溶質(zhì)3特征4影響因素(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懸濁液中AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)H0為例：外界條件移動方向平衡后c(Ag)平衡后c(Cl)Ksp升高溫度正向增大增大增大加少量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5.溶度積沉淀溶解平衡常數(shù)(1)概念在一定溫度下，難溶電解質(zhì)的飽和溶液中，離子濃度的冪之積。(2)表達式對于沉淀溶解平衡：MmNn(s)mMn(aq)nNm(aq)，Kspcm(Mn)·cn(Nm)，式中的濃度是平衡濃度。(3)意義反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。當(dāng)化學(xué)式所表示的組成中陰、陽離子個數(shù)比相同時，Ksp的數(shù)值越大，說明難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強。(4)影響因素在一定溫度下，溶度積是一個常數(shù)，只受溫度影響，不受溶液中物質(zhì)濃度的影響。6濃度商(1)表達式：MmNn(s)mMn(aq)nNm(aq)，Qccm(Mn)·cn(Nm)，式中的濃度是任意時刻的濃度。(2)應(yīng)用：判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解。自我檢測判斷正誤，正確的打“”，錯誤的打“×”。(1)難溶電解質(zhì)達到沉淀溶解平衡時，溶液中各種離子的溶解(或沉淀)速率都相等。()難溶電解質(zhì)達到沉淀溶解平衡時，增加難溶電解質(zhì)的量，平衡向溶解方向移動。()向Na2SO4溶液中加入過量的BaCl2溶液，SO沉淀完全，溶液中只含Ba2、Na和Cl，不含SO。()Ksp小的物質(zhì)其溶解能力一定比Ksp大的物質(zhì)的溶解能力小。()為減少洗滌過程中固體的損失，最好選用稀H2SO4代替H2O來洗滌BaSO4沉淀。()洗滌沉淀時，洗滌次數(shù)越多越好。()(2)對于平衡體系：Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)H<0：升高溫度，平衡逆向移動。()向溶液中加入少量碳酸鈉粉末能增大鈣離子濃度。()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。()恒溫下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高。()給溶液加熱，溶液的pH升高。()向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固體質(zhì)量增加。()向溶液中加入少量NaOH固體，Ca(OH)2固體質(zhì)量不變。()(3)(2016·高考江蘇卷)室溫下，向濃度均為0.1 mol·L1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液，出現(xiàn)白色沉淀，說明Ksp(BaSO4)<Ksp(CaSO4)。()答案：(1)×××××(2)×××××(3)×(1)CaCO3=Ca2CO、CaCO3(s)Ca2(aq)CO(aq)兩者表示的含義不相同。前者表示CaCO3的電離方程式，CaCO3盡管難溶，但由于溶解的部分全部電離，故CaCO3為強電解質(zhì)，電離過程用“=”表示。后者表示CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡，其過程是可逆的，用“”表示。(2)當(dāng)難溶電解質(zhì)化學(xué)式所表示的組成中陰、陽離子的個數(shù)比相同時，Ksp越小，則難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越弱；如果組成中陰、陽離子個數(shù)比不同時，則Ksp不能直接用于判斷溶解能力的強弱。(2018·中原名校模擬)已知t 時AgCl的Ksp2×1010；在t 時，Ag2CrO4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t 時，Ag2CrO4的Ksp為1×108B在飽和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4可使溶液由Y點變成X點C在t 時，以0.01 mol·L1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.01 mol·L1KCl和0.01 mol·L1 K2CrO4的混合溶液(溶液體積不變)，CrO先沉淀D在t 時，反應(yīng)Ag2CrO4(s)2Cl(aq)2AgCl(s)CrO(aq)的平衡常數(shù)K2.5×108解析在t 時，Ag2CrO4(s)2Ag(aq)CrO(aq)的Ksp(103)2×1051011，A錯誤；在飽和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4，即增大了c(CrO)，可使溶液由Y點變成Z點，B錯誤；沉淀0.01 mol·L1 Cl需Ag 2×108 mol·L1，沉淀0.01 mol·L1 CrO需Ag 104.5 mol·L1，因此Cl先沉淀，C錯誤；K2.5×108，D正確。答案D若在上述例題的圖中存在A點如圖，則A點溶液屬于飽和溶液還是不飽和溶液？將A點溶液蒸發(fā)掉一定量的水至析出沉淀，溶液是否會由A點變成Y點或Z點？答案：A點溶液的c2(Ag)與c(CrO)乘積小于曲線上任意一點，屬于不飽和溶液。將A點溶液蒸發(fā)掉一定量的水至析出沉淀，溶液既不會變成Y點也不會變成Z點，變?yōu)閅點的意義是c(CrO)不變而c(Ag)增大，變?yōu)閆點的意義是c(Ag)不變而c(CrO)增大，因為蒸發(fā)溶液時c(Ag)和c(CrO)均增大，故不會變?yōu)閅點或Z點。溶度積圖像是沉淀溶解平衡理論的難點，溶度積圖像突破方法：第一步，識圖像。認(rèn)識圖像橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)表示什么，如表示離子濃度、pM等；曲線上的點表示達到平衡狀態(tài)，曲線上方的點代表“過飽和溶液”，曲線下方的點代表“不飽和溶液”。第二步，想原理。涉及的原理主要有溶度積表達式書寫、影響沉淀溶解平衡的因素以及溶度積常數(shù)的影響因素。如濃度不會改變?nèi)芏确e，溶度積只與溫度有關(guān)，多數(shù)情況下，溫度越高，溶度積越大。第三步，找聯(lián)系。將圖像與溶度積原理聯(lián)系起來，分析題目設(shè)置的問題，如求離子濃度、判斷沉淀溶解平衡狀態(tài)等。 沉淀溶解平衡及其影響因素1下列說法中正確的是()A飽和石灰水中加入一定量生石灰，溶液溫度明顯升高，pH增大BAgCl懸濁液中存在平衡：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)，往其中加入少量NaCl粉末，平衡向左移動，溶液中離子的總濃度減小CAgCl懸濁液中加入KI溶液，白色沉淀變成黃色，證明此條件下Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)D暫時硬水中含有較多的Ca2、Mg2、HCO，加熱煮沸可以完全除去其中的Ca2、Mg2解析：選C。飽和石灰水中加入一定量生石灰，與水反應(yīng)放熱，溶液溫度明顯升高，但Ca(OH)2的溶解度降低，溶液中c(OH)減小，溶液的pH減小，A錯；AgCl懸濁液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移動，但離子的總濃度增大，B錯；由沉淀的轉(zhuǎn)化規(guī)律可得Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，C對；加熱煮沸暫時硬水，生成CaCO3和Mg(OH)2沉淀，由于CaCO3和Mg(OH)2在水中存在溶解平衡，所以不可能完全除去其中的Ca2和Mg2，D錯。2下列有關(guān)沉淀溶解平衡的說法正確的是()A在AgCl的沉淀溶解平衡體系中，加入蒸餾水，Ksp(AgCl)增大B在CaCO3的沉淀溶解平衡體系中，加入稀鹽酸，平衡不移動C可直接根據(jù)Ksp的數(shù)值大小比較難溶物在水中的溶解度大小D25 時，Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)，向AgCl懸濁液中加入KBr固體，有淡黃色沉淀生成解析：選D。Ksp的大小只與溫度有關(guān)，A項錯誤；CaCO3(s)Ca2(aq)CO(aq)，加入稀鹽酸，CO與H反應(yīng)，導(dǎo)致溶解平衡正向移動，B項錯誤；只有比較相同溫度下、相同組成形式的難溶電解質(zhì)的Ksp的數(shù)值大小，才可比較難溶物在水中的溶解度大小，C項錯誤。溶度積的相關(guān)計算3(2017·高考全國卷，13，6分)在濕法煉鋅的電解循環(huán)溶液中，較高濃度的Cl會腐蝕陽極板而增大電解能耗。可向溶液中同時加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀從而除去Cl。根據(jù)溶液中平衡時相關(guān)離子濃度的關(guān)系圖，下列說法錯誤的是()AKsp(CuCl)的數(shù)量級為107B除Cl反應(yīng)為CuCu22Cl=2CuClC加入Cu越多，Cu濃度越高，除Cl效果越好D2Cu=Cu2Cu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)102 mol·L1時，c(Cl)約為104.75 mol·L1，則Ksp(CuCl)c(Cu)·c(Cl)的數(shù)量級為107，A項正確；根據(jù)題目信息可知B項正確；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項錯誤；由題圖可知，交點處c(Cu)c(Cu2)106 mol·L1，則2Cu=Cu2Cu的平衡常數(shù)K106，該平衡常數(shù)很大，因而反應(yīng)趨于完全，D項正確。4根據(jù)題目提供的溶度積數(shù)據(jù)進行計算并回答下列問題：(1)在Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后過濾，若測得濾液中c(CO)103 mol·L1，則Ca2是否沉淀完全？_(填“是”或“否”)。已知c(Ca2)105 mol·L1時可視為沉淀完全；Ksp(CaCO3)4.96×109(2)已知25 時，KspMg(OH)25.6×1012；酸堿指示劑百里酚藍變色的pH范圍如下：pH8.08.09.69.6顏色黃色綠色藍色25 時，在Mg(OH)2飽和溶液中滴加2滴百里酚藍指示劑，溶液的顏色為_。(3)向50 mL 0.018 mol·L1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L1的鹽酸，生成沉淀，反應(yīng)后剩余Cl1.0×104 mol。已知該溫度下AgCl的Ksp1.0×1010，忽略溶液的體積變化。如果向完全沉淀后的溶液中繼續(xù)加入50 mL 0.001 mol·L1的鹽酸，是否有白色沉淀生成？_(填“是”或“否”)，理由是_。解析：(1)根據(jù)Ksp(CaCO3)c(Ca2)·c(CO)4.96×109，得c(Ca2) mol·L14.96×106 mol·L1105 mol·L1，可視為沉淀完全。(2)設(shè)Mg(OH)2飽和溶液中c(OH)為x mol·L1，則 0.5x35.6×1012，x2.24×104，c(H)4.46×1011 mol·L1，pH10.35，溶液為藍色。答案：(1)是(2)藍色(3)否因為加入的鹽酸中c(Cl)和反應(yīng)后所得溶液中的c(Cl)相同，c(Cl)沒有改變，c(Ag)變小，所以Qcc(Ag)·c(Cl)Ksp(AgCl)，沒有沉淀產(chǎn)生(1)沉淀溶解平衡是化學(xué)平衡的一種，沉淀溶解平衡的移動也同樣遵循勒夏特列原理。(2)復(fù)分解反應(yīng)總是向著某些離子濃度減小的方向進行，若生成難溶電解質(zhì)，則向著生成溶度積較小的難溶電解質(zhì)的方向進行。 沉淀溶解平衡的應(yīng)用知識梳理一、沉淀的生成1應(yīng)用：可利用生成沉淀來達到分離或除去某些離子的目的。2方法方法實例反應(yīng)的離子方程式調(diào)節(jié)pH法用Cu(OH)2、CuO等除去CuCl2中的FeCl3Fe33H2OFe(OH)33H，Cu(OH)22H=Cu22H2O沉淀劑法以Na2S、H2S等作沉淀劑除去污水中的Cu2等重金屬離子H2SCu2=CuS2H二、沉淀的溶解1酸溶解法，如CaCO3溶于鹽酸，離子方程式為CaCO32H=Ca2H2OCO2。2鹽溶解法，如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，離子方程式為Mg(OH)22NHMg22NH3·H2O。三、沉淀的轉(zhuǎn)化1實質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動。2特征(1)一般來說，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn)。(2)沉淀的溶解度差別越大，越容易轉(zhuǎn)化。3應(yīng)用(1)鍋爐除垢將CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3，離子方程式為CaSO4COCaCO3SO_。(2)礦物轉(zhuǎn)化用飽和Na2CO3處理重晶石(BaSO4)制備可溶性鋇鹽的離子方程式為BaSO4COBaCO3SO、BaCO32H=Ba2H2OCO2。自我檢測1判斷正誤，正確的打“”，錯誤的打“×”。(1)Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，則AB2的溶解度小于CD的溶解度。()(2)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。()(3)常溫下，向BaCO3飽和溶液中加入Na2CO3固體，BaCO3的Ksp減小。()(4)溶度積常數(shù)Ksp只受溫度影響，溫度升高，Ksp 一定增大。()(5)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)2試用平衡移動原理解釋下列事實：(1)BaCO3不溶于水，為什么不能作鋇餐？(2)CaCO3難溶于稀H2SO4，卻能溶于醋酸中。(3)分別用等體積的蒸餾水和0.01 mol·L1的鹽酸洗滌AgCl沉淀，用水洗滌造成的AgCl的損失大于用稀鹽酸洗滌的損失量。答案：(1)BaCO3(s)Ba2(aq)CO(aq)，胃液中的鹽酸電離出的H與BaCO3產(chǎn)生的CO結(jié)合生成CO2和H2O，破壞了BaCO3的溶解平衡，c(Ba2)增大，會引起人體中毒。(2)CaCO3(s)Ca2(aq)CO(aq)，在稀H2SO4中，因為生成的CaSO4溶解度較小，會附在CaCO3的表面，阻止平衡的右移。醋酸鈣易溶于水，當(dāng)醋酸電離出H與CO結(jié)合生成CO2和H2O時，CaCO3的溶解平衡右移。(3)用水洗滌AgCl，AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)平衡右移，AgCl的質(zhì)量減少，用鹽酸洗滌AgCl，c(Cl)較大，會使平衡左移，AgCl減少的質(zhì)量要小些。(1)難溶電解質(zhì)的溶解平衡也是動態(tài)平衡，通過改變外界條件可以使平衡發(fā)生移動溶液中的離子轉(zhuǎn)化為沉淀、沉淀轉(zhuǎn)化為溶液中的離子或一種沉淀向另一種沉淀轉(zhuǎn)化。(2)用沉淀法除雜不可能將雜質(zhì)離子全部通過沉淀除去。一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×105 mol·L1時，沉淀已經(jīng)完全。(1)2017·高考全國卷，27(5)若濾液中c(Mg2)0.02 mol·L1，加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍)，使Fe3恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3)1.0×105 mol·L1，此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？列式計算。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.3×1022、1.0×1024。(2)2016·高考全國卷，27(3)在化學(xué)分析中采用K2CrO4為指示劑，以AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中Cl，利用Ag與CrO生成磚紅色沉淀，指示到達滴定終點。當(dāng)溶液中Cl恰好沉淀完全(濃度等于1.0×105mol·L1)時，溶液中c(Ag)為_mol·L1，此時溶液中c(CrO)等于_mol·L1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.0×1012和2.0×1010)。解析(1)考查溶度積計算以及判斷沉淀是否生成。分兩步計算：計算鐵離子完全沉淀時磷酸根離子濃度。c(Fe3)·c(PO)Ksp(FePO4)，c(PO) mol·L11.3×1017 mol·L1?；旌虾螅芤褐墟V離子濃度為c(Mg2)0.01 mol·L1，c3(Mg2)·c2(PO)0.013×(1.3×1017)21.7×1040<KspMg3(PO4)2，沒有磷酸鎂沉淀生成。(2)根據(jù)溶度積計算：c(Ag) mol·L12.0×105 mol·L1，故c(CrO) mol·L15.0×103 mol·L1。答案(1)見解析(2)2.0×1055.0×103(1)2015·高考全國卷，28(2)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后濃縮，再向濃縮液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2。上述濃縮液中主要含有I、Cl等離子。取一定量的濃縮液，向其中滴加AgNO3溶液，當(dāng)AgCl開始沉淀時，溶液中為_。已知Ksp(AgCl)1.8×1010，Ksp(AgI)8.5×1017。(2)(2015·高考江蘇卷)已知：KspAl(OH)31×1033，KspFe(OH)33×1039，pH7.1時Mn(OH)2開始沉淀。室溫下，除去MnSO4溶液中的Fe3、Al3(使其濃度均小于 1×106 mol·L1)，需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為_。(3)(2015·高考江蘇卷)CaSO3水懸浮液中加入Na2SO4溶液，達到平衡后溶液中c(SO)_用 c(SO)、Ksp(CaSO3 )和Ksp(CaSO4 )表示。解析：(1)當(dāng)AgCl開始沉淀時，溶液中4.7×107。(2)Fe3全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3時，c(OH) mol·L1 ×1011 mol·L1；Al3全部轉(zhuǎn)化為Al(OH)3時，c(OH) mol·L11×109 mol·L1，故Al3、Fe3完全沉淀時，溶液中OH的最小濃度應(yīng)為1×109 mol·L1，即pH最小應(yīng)為5.0，因為Mn(OH)2沉淀時的最小pH為7.1，故除去MnSO4溶液中的Fe3、Al3，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液至5.0pH7.1。(3)CaSO3水懸浮液中加入Na2SO4溶液以后的體系中存在兩個沉淀溶解平衡：CaSO3 (s)Ca2(aq)SO(aq)，Ksp(CaSO3)c(Ca2)·c(SO)CaSO4 (s)Ca2(aq) SO(aq)，Ksp(CaSO4)c(Ca2)·c(SO)則c(SO)×c(SO)。答案：(1)4.7×107(2)5.0<pH7.1(3)×c(SO)沉淀溶解平衡的應(yīng)用1下列化學(xué)原理的應(yīng)用，主要用沉淀溶解平衡原理來解釋的是()熱純堿溶液的洗滌油污能力強誤將鋇鹽BaCl2、Ba(NO3)2當(dāng)作食鹽混用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒溶洞、珊瑚的形成碳酸鋇不能作“鋇餐”而硫酸鋇則能泡沫滅火器滅火的原理ABC D解析：選A。是水解平衡原理。2已知Ksp(AgCl)1.56×1010，Ksp(AgBr)7.7×1013，Ksp(Ag2CrO4)9.0×1012。某溶液中含有Cl、Br和CrO，濃度均為0.010 mol·L1，向該溶液中逐滴加入0.010 mol·L1的AgNO3溶液時，三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序為()ACl、Br、CrO BCrO、Br、ClCBr、Cl、CrO DBr、CrO、Cl解析：選C。利用沉淀溶解平衡原理，當(dāng)Qc>Ksp時，有沉淀析出。溶液中Cl、Br、CrO的濃度均為0.010 mol·L1，向該溶液中逐滴加入0.010 mol·L1的AgNO3溶液時，溶解度小的先滿足Qc>Ksp，有沉淀析出。比較Ksp，AgBr、AgCl同類型，溶解度：AgBr<AgCl。比較AgCl、Ag2CrO4的溶解度：從數(shù)量級看，AgCl中c(Ag)，Ag2CrO4中，Ag2CrO4(s)2AgCrO，設(shè)c(CrO)x，則Ksp(Ag2CrO4)c2(Ag)·c(CrO)(2x)2·x4x3，則x ，故Ag2CrO4中c(Ag)2x2 >。故溶解度順序為AgBr<AgCl<Ag2CrO4，推知三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序為Br、Cl、CrO。3(1)在粗制CuSO4·5H2O晶體中常含有雜質(zhì)Fe2。在提純時為了除去Fe2，常加入合適的氧化劑，使Fe2轉(zhuǎn)化為Fe3，下列物質(zhì)可采用的是_(填字母，下同)。AKMnO4 BH2O2C氯水 DHNO3然后再加入適當(dāng)物質(zhì)調(diào)整至溶液pH3.8，使Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，可以達到除去Fe3而不損失CuSO4的目的，調(diào)整溶液pH可選用下列中的_。ANaOH BNH3·H2OCCuO DCu(OH)2(2)甲同學(xué)懷疑調(diào)整溶液pH3.8不一定能達到除去Fe3而不損失Cu2的目的，乙同學(xué)認(rèn)為可以通過計算確定，他查閱有關(guān)資料得到如下數(shù)據(jù)，常溫下Fe(OH)3的溶度積Ksp8.0×1038，Cu(OH)2的溶度積Ksp3.0×1020，通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×105 mol·L1時就認(rèn)為沉淀完全，設(shè)溶液中CuSO4的濃度為3.0 mol·L1，則Cu(OH)2開始沉淀時溶液的pH為_，F(xiàn)e3完全沉淀時溶液的pH為_，通過計算確定上述方案_(填“可行”或“不可行”)。(提示：lg 50.7)解析：(1)使Fe2氧化為Fe3可加入H2O2，然后再加入CuO或Cu(OH)2調(diào)整至溶液pH3.8，若使用其他試劑，會引入雜質(zhì)離子。(2)Cu(OH)2開始沉淀時溶液中c2(OH)×3.03.0×1020，解得c(OH)1.0×1010 mol·L1，溶液的pH為4；Fe3完全沉淀時：c3(OH)×1×1058.0×1038，c(OH)2.0×1011 mol·L1，溶液的pH為3.3；即當(dāng)pH3.8時Fe3完全沉淀而Cu(OH)2還未開始沉淀，調(diào)整溶液pH3.8的方案可行。答案：(1)BCD(2)43.3可行1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ZnCl2中的FeCl3就可向溶液中加入ZnO或Zn(OH)2等物質(zhì)，將Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去。2沉淀溶解的三種常用方法(1)鹽溶解法：加入鹽溶液，與沉淀溶解平衡體系中某種離子反應(yīng)生成弱電解質(zhì)，從而減小離子濃度使沉淀溶解，如Cu(OH)2溶于NH4Cl溶液。(2)配位溶解法：加入適當(dāng)?shù)呐浜蟿?，與沉淀溶解平衡體系中的某種離子生成穩(wěn)定的配合物，從而減小離子濃度使沉淀溶解，如AgCl溶于氨水。(3)氧化還原法：通過發(fā)生氧化還原反應(yīng)使平衡體系中的離子濃度降低，從而使沉淀溶解，如Ag2S溶于硝酸。 課后達標(biāo)檢測一、選擇題1為了除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加熱攪拌的條件下加入的一種試劑是()ANaOHBNa2CO3C氨水 DMgO解析：選D。本題常規(guī)方法是加入化學(xué)物質(zhì)直接與Fe3反應(yīng)形成沉淀，但在這里卻巧妙地利用了MgO消耗FeCl3水解生成的HCl促進FeCl3水解生成Fe(OH)3沉淀，同時MgO轉(zhuǎn)化成MgCl2，即使MgO過量，但它難溶于水，不引入新雜質(zhì)。2溫度不變時，向含有AgCl(s)的飽和AgCl溶液中加水，下列敘述正確的是()AAgCl的溶解度增大 BAgCl的溶解度、Ksp均不變CKsp(AgCl)增大 DAgCl的溶解度、Ksp均增大解析：選B。溫度不變，向含有AgCl(s)的飽和AgCl溶液中加水時，AgCl的溶解度、Ksp均不變。3下表為有關(guān)化合物的pKsp，pKsplg Ksp。相關(guān)化合物AgXAgYAgZpKspabc某同學(xué)設(shè)計實驗如下：向AgNO3溶液中加入適量NaX溶液，得到沉淀AgX；向中加NaY固體，則沉淀轉(zhuǎn)化為AgY；向中加入NaZ固體，沉淀又轉(zhuǎn)化為AgZ。則表中a、b、c的大小關(guān)系為()AabcBabcCcab Dabc解析：選B。根據(jù)沉淀的轉(zhuǎn)化原理可知，溶解度小的沉淀總是向著溶解度更小的沉淀轉(zhuǎn)化，再結(jié)合pKsplg Ksp可知，Ksp越小其pKsp越大，故B正確。4(2018·昆明高三質(zhì)檢)在pH為34的環(huán)境中，Cu2、Fe2不能生成沉淀，而Fe3幾乎完全沉淀。工業(yè)上制取CuCl2是將濃鹽酸用蒸汽加熱到80 左右，再慢慢加入粗氧化銅(含雜質(zhì)FeO)，充分?jǐn)嚢枋怪芙?，欲除去溶液中的雜質(zhì)離子，下列方法正確的是()A加入純Cu將Fe2還原B向溶液中加入(NH4)2S使Fe2沉淀C直接加水加熱使雜質(zhì)離子水解除去D在溶液中通入Cl2，再加入CuO粉末調(diào)節(jié)pH為34解析：選D。A項，Cu與Fe2不反應(yīng)；B項，引入新雜質(zhì)，且Cu2轉(zhuǎn)化為CuS；C項，直接加水加熱，Cu2也會發(fā)生水解；D項，通入Cl2，把Fe2氧化為Fe3，再加入CuO調(diào)節(jié)pH為34，使Fe3沉淀完全即可。5為研究沉淀的生成及轉(zhuǎn)化，某小組進行如下實驗。關(guān)于該實驗的分析不正確的是()A濁液中存在平衡：AgSCN(s)Ag(aq)SCN(aq)B中顏色變化說明上層清液中含有SCNC中顏色變化說明有AgI生成D該實驗可以證明AgI比AgSCN更難溶解析：選D。A項，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，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，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，可能是濁液中c(I)×c(Ag)Ksp(AgI)，出現(xiàn)黃色沉淀，故說法錯誤。625 時，PbCl2固體在不同濃度鹽酸中的溶解度曲線如圖。在制備PbCl2的實驗中，洗滌PbCl2固體最好選用()A蒸餾水B1.00 mol·L1鹽酸C5.00 mol·L1鹽酸D10.00 mol·L1鹽酸解析：選B。觀察題圖知，PbCl2固體在濃度為1.00 mol·L1的鹽酸中溶解度最小。7向50 mL 0.018 mol·L1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.02 mol·L1的鹽酸生成沉淀。已知Ksp(AgCl)1.8×1010，則生成沉淀后的溶液中c(Ag)與pH分別為()A1.8×107 mol·L1，2B1×107 mol·L1，2C1.8×107 mol·L1，3D1×107 mol·L1，3解析：選A。兩種溶液混合后(反應(yīng)前)：c(AgNO3)0.009 mol·L1，c(HCl)0.01 mol·L1，顯然Ag全部沉淀，溶液中剩余的c(Cl)0.001 mol·L1。根據(jù)Ksp(AgCl)，則生成沉淀后的溶液中c(Ag) mol·L11.8×107 mol·L1；由于H沒有參與反應(yīng)，c(H)0.01 mol·L1，故pH2。8(2018·大理高三模擬)在25 時，F(xiàn)eS的Ksp6.3×1018，CuS的Ksp1.3×1036，ZnS的Ksp1.3×1024。下列有關(guān)說法中正確的是()A25 時，CuS的溶解度大于ZnS的溶解度B25 時，飽和CuS溶液中Cu2的濃度為1.3×1036 mol·L1C向物質(zhì)的量濃度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S，只有FeS沉淀生成 D除去某溶液中的Cu2，可以選用FeS作沉淀劑解析：選D。25 時，Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)，所以CuS的溶解度小于ZnS的溶解度，A錯誤；飽和CuS溶液中c(Cu2) mol·L1，B錯誤；FeS的Ksp大于ZnS的，所以只有ZnS生成，C錯誤；依據(jù)沉淀的轉(zhuǎn)化，溶度積大的FeS可以轉(zhuǎn)化為溶度積小的CuS，D正確。9已知25 時，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示：向100 mL該條件下的CaSO4飽和溶液中加入400 mL 0.01 mol/L Na2SO4溶液，下列敘述正確的是()A溶液中析出CaSO4固體沉淀，最終溶液中c(SO)比原來的大B溶液中無沉淀析出，溶液中c(Ca2)、c(SO)都變小C溶液中析出CaSO4固體沉淀，溶液中c(Ca2)、c(SO)都變小D溶液中無沉淀析出，但最終溶液中c(SO)比原來的大解析：選D。由題意知，Ksp(CaSO4)c(Ca2)·c(SO)3.0×103×3.0×1039×106，CaSO4飽和溶液中c(Ca2)c(SO)3.0×103 mol/L。加入400 mL 0.01 mol/L Na2SO4溶液后，c(Ca2)6×104mol/L，c(SO)8.6×103 mol/L，Qcc(Ca2)·c(SO)6×104×8.6×1035.16×106<Ksp，所以沒有沉淀(CaSO4固體)析出，但溶液中c(SO)變大了，c(Ca2)變小了，故只有D正確。二、非選擇題10某課外活動小組為了探究BaSO4的溶解度，分別將足量BaSO4放入：a.5 mL水；b.40 mL 0.2 mol·L1的Ba(OH)2溶液；c.20 mL 0.5 mol·L1的Na2SO4溶液；d.40 mL 0.1 mol·L1的H2SO4溶液中，溶解至飽和。(1)以上各溶液中，Ba2的濃度由大到小的順序為_。Ab>a>c>d Bb>a>d>cCa>d>c>b Da>b>d>c(2)已知298 K時，Ksp(BaSO4)1.1×1010，上述條件下，溶液b中的SO濃度為_mol·L1，溶液c中Ba2的濃度為_mol·L1。(3)某同學(xué)取同樣體積的溶液b和溶液d直接混合，則混合液的pH為_(設(shè)混合液的體積為混合前兩溶液的體積之和)。解析：(1)SO會抑制BaSO4的溶解，所以c(SO)越大，c(Ba2)越小。(2)由于c(Ba2)·c(SO)1.1×1010，所以溶液b中c(SO) mol·L15.5×1010mol·L1，溶液c中c(Ba2) mol·L12.2×1010 mol·L1。(3)溶液b、d混合后發(fā)生反應(yīng)：Ba(OH)2H2SO4=BaSO42H2O，由題意知Ba(OH)2過量，溶液中OH的濃度為×20.1 mol·L1，c(H)1×1013 mol·L1，pH13。答案：(1)B(2)5.5×10102.2×1010(3)1311請按要求回答下列問題：(1)已知25 時，KspMg(OH)21.8×1011，KspCu(OH)22.2×1020。在25 下，向濃度均為0.1 mol·L1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_沉淀(填化學(xué)式)，生成該沉淀的離子方程式為_。(2)25 時，向0.01 mol·L1的MgCl2溶液中逐滴加入濃NaOH溶液，剛好出現(xiàn)沉淀時，溶液的pH為_；當(dāng)Mg2完全沉淀時，溶液的pH為_(忽略溶液體積變化，已知lg 2.40.4，lg 7.70.9)。(3)已知25 時，Ksp(AgCl)1.8×1010，則將AgCl放在蒸餾水中形成飽和溶液，溶液中的c(Ag)約為_mol·L1。(4)已知25 時，KspFe(OH)32.79×1039，該溫度下反應(yīng)Fe(OH)33HFe33H2O的平衡常數(shù)K_。解析：(1)因為KspCu(OH)2<KspMg(OH)2，所以先生成Cu(OH)2沉淀。(2)KspMg(OH)21.8×1011c(Mg2)·c2(OH)0.01·c2(OH)，則c(OH)4.2×105 mol·L1，c(H)Kw/c(OH)2.4×1010 mol·L1，則pH9.6，即當(dāng)pH9.6時，開始出現(xiàn)Mg(OH)2沉淀。一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×105 mol·L1時，沉淀已經(jīng)完全，故Mg2完全沉淀時有 1×105·c2(OH)1.8×1011，則c(OH)1.3×103 mol·L1，此時，c(H)7.7×1012 mol·L1，pH11.1。(3)Ksp(AgCl)1.8×1010c(Ag)·c(Cl)c2(Ag)，解得：c(Ag)1.3×105 mol·L1。(4)KspFe(OH)3c(Fe3)·c3(OH)，題示反應(yīng)的平衡常數(shù)為Kc(Fe3)/c3(H)，25 時水的離子積為Kwc(H)·c(OH)1×1014，推得KKspFe(OH)3/K，即K2.79×1039/(1×1014)32.79×103。答案：(1)Cu(OH)2Cu22NH3·H2O=Cu(OH)22NH(2)9.611.1(3)1.3×105(4)2.79×10312金屬氫氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用這一性質(zhì)，控制溶液的pH，達到分離金屬離子的目的。難溶金屬的氫氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol·L1)如圖所示。(1)pH3時溶液中銅元素的主要存在形式是_。(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3，應(yīng)該控制溶液的pH_(填字母)。A<1B在4左右C>6(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2雜質(zhì)，_(填“能”或“不能”)通過調(diào)節(jié)溶液pH的方法來除去，理由是_。(4)已知一些難溶物的溶度積常數(shù)如下表：物質(zhì)FeSMnSCuSPbSHgSZnSKsp6.3×10182.5×10131.3×10353.4×10286.4×10331.6×1024為除去某工業(yè)廢水中含有的Cu2、Pb2、Hg2雜質(zhì)，最適宜向此工業(yè)廢水中加入過量的_(填選項)。ANaOH BFeS CNa2S解析：(1)由圖可知，在pH3時溶液中不會出現(xiàn)Cu(OH)2沉淀，銅元素主要以Cu2形式存在；(2)要除去Fe3的同時必須保證Cu2不能沉淀，因此pH應(yīng)保持在4左右；(3)從圖示關(guān)系可以看出，Co2和Ni2沉淀的pH范圍相差太小，不能通過調(diào)節(jié)pH而達到分離的目的；(4)要使三種離子生成沉淀，最好選擇難溶于水的FeS，使三種雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為更難溶解的金屬硫化物沉淀，同時又不會引入其他離子。答案：(1)Cu2(2)B(3)不能Co2和Ni2沉淀的pH范圍相差太小(4)B13水體中重金屬鉛的污染問題備受關(guān)注。水溶液中鉛的存在形態(tài)主要有Pb2、Pb(OH)、Pb(OH)2、Pb(OH)、Pb(OH)，各形態(tài)的濃度分?jǐn)?shù)隨溶液 pH變化的關(guān)系如圖所示圖中1表示Pb2，2表示Pb(OH)，3表示Pb(OH)2，4表示 Pb(OH)，5表示 Pb(OH)。(1)Pb(NO3)2溶液中，_(填“>”“”或“<”)2；往該溶液中滴入氯化銨溶液后，增大，可能的原因是_。(2)往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液，pH8時溶液中存在的陽離子(Na除外)有_。pH9時主要反應(yīng)的離子方程式為_。(3)某課外小組制備了一種新型脫鉛劑，能有效除去水中的少量鉛，實驗結(jié)果如下表：離子Pb2Ca2Fe3Mn2Cl處理前濃度/mg·L10.10029.80.1200.08751.9處理后濃度/mg·L10.00422.60.0400.05349.8上表中除Pb2外，該脫鉛劑對其他離子的去除效果最好的是_。(4)如果該脫鉛劑(用EH表示)脫鉛過程中主要發(fā)生的反應(yīng)為2EH(s)Pb2(aq)E2Pb(s)2H(aq)。則脫鉛過程中的最合適的pH范圍為_(填字母)。A45B67C910 D1112解析：(1)在Pb(NO3)2溶液中，由于Pb2在水中存在各種形態(tài)致使 c(Pb2)變小，所以一定大于2；往該溶液中滴入其他溶液后，增大，可能是 c(NO)增大或c(Pb2)減小，加入氯化銨溶液后，Pb2與Cl結(jié)合生成微溶物PbCl2，Pb2濃度減小。(2)根據(jù)各形態(tài)濃度分?jǐn)?shù)隨溶液pH變化的關(guān)系圖可知鉛在不同的pH范圍內(nèi)的主要存在形式，然后根據(jù)要求得出答案；pH9時，主要反應(yīng)的離子方程式則可根據(jù)圖中曲線的變化趨勢而得到。(3)除Pb2外，脫鉛劑對其他離子的去除效果主要看去除率(變化濃度/原有濃度)的大小。Ca2 Fe3 Mn2 Cl 7.2 0.08 0.034 2.1去除率 (4)從脫鉛反應(yīng)看，pH增大有利于脫鉛進行，但pH偏大，Pb2轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问酱嬖?，達不到除鉛目的。由圖可知pH<6時，c(Pb2)最大，Pb2濃度大時有利于2EH(s)Pb2(aq)E2Pb(s)2H(aq)向右進行，脫鉛效果好；但H濃度過大，平衡向左移動，不利于沉淀的生成，綜合考慮只能選B項。答案：(1)>Pb2與Cl反應(yīng)，c(Pb2)減小(2)Pb2、Pb(OH)、HPb(OH)OHPb(OH)2(3)Fe3(4)B