3.4课时
沉淀溶解平衡
一、选择题(本大题共14小题,每小题所给的4个选项,只有一个答案符合题目要求。)
1.室温下,将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化),实验数据如下表:
实验编号
起始浓度/(mol·L-1)
反应后溶液的pH
c(HA)
c(KOH)
①
0.1
0.1
9
②
x
0.2
7
下列判断不正确的是
A.实验①反应后的溶液中:c(K+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
B.实验①反应后的溶液中:c(OH-)=c(K+)-c(A-)=mol/L
C.实验②反应后的溶液中:c(A-)+c(HA)>0.1mol·L-1
D.实验②反应后的溶液中:c(K+)=c(A-)>c(OH-)
=c(H+)
2.一定温度下,在氢氧化钡的悬浊液中,存在氢氧化钡固体与其电离的离子间的溶解平衡关系:Ba(OH)2(固体)
Ba2++2OH-。向此种悬浊液中加入少量的氧化钡粉末,下列叙述正确的是:
A.溶液中氢氧根离子浓度增大
B.溶液中钡离子浓度减少
C.溶液中钡离子数目减小
D.pH减小
3.一定温度下,石灰乳悬浊液中存在下列平衡:Ca(OH)2(s)
?Ca2+(aq)+2OH-(aq),当向一定量的石灰乳悬浊液中加入少量生石灰后并恢复到原来的温度,下列说法正确的是
A.溶液的pH增大
B.溶液c(Ca2+)增大
C.溶液中Ca2+离子数目减少
D.溶液中溶质的质量分数增大
4.有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是(
)
A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但速率相等
B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-
C.升高温度,AgCl沉淀的溶解度不变
D.向AgCl沉淀中加入NaCl固体,AgCl的沉淀溶解平衡不移动
5.已知25
℃时一些难溶物质的溶度积常数如下,根据表中数据,判断下列化学方程式不正确的是( )
化学式
Zn(OH)2
ZnS
AgCl
Ag2S
MgCO3
Mg(OH)2
溶度积
5×10-17
2.5×10-22
1.8×10-10
6.3×10-50
6.8×10-6
1.8×10-11
A.2AgCl+Na2S===2NaCl+Ag2S
B.MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑
C.ZnS+2H2O===Zn(OH)2↓+H2S↑
D.Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O
6.工业上采用湿法炼锌过程中,以ZnSO4为主要成分的浸出液中,含有Fe3+、Fe2+、Cu2+、Cl-等杂质,这些杂质不利于锌的电解,必须事先除去。
现有下列试剂可供选择:①酸性KMnO4溶液 ②NaOH溶液 ③ZnO ④H2O2溶液 ⑤Zn??
⑥Fe ⑦AgNO3 ⑧Ag2SO4
下列说法不正确的是
A.用酸性KMnO4溶液将Fe2+氧化成Fe3+,再转化为Fe(OH)3沉淀除去
B.用ZnO调节浸出液的酸碱性,可使某些离子形成氢氧化物沉淀
C.在实际生产过程中,加入Ag2SO4可除去Cl-,利用的是沉淀转化的原理
D.可以用ZnCO3代替ZnO调节溶液的酸碱性
7.以下是三种难溶金属硫化物的溶度积常数(25℃):
化学式
FeS
CuS
MnS
溶度积
6.3×10-18
1.3×10-36
2.5×10-13
下列说法中不正确的是
A.25℃时,CuS的溶解度小于MnS的溶解度
B.FeS沉淀在溶液中不能转化为MnS沉淀
C.除去某溶液中的Cu2+,可以选用FeS作沉淀剂
D.当c(Mn2+)<10-5mol·L-1时,说明Mn2+沉淀完全
8.在常温下Cu(OH)2的Ksp=2×10-20,某CuSO4溶液中,c(Cu2+)=0.02mol·L-1,在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,需要向CuSO4溶液中加入碱来调整pH,使溶液的pH大于
A.2
B.3
C.4
D.5
9.对滴有酚酞试液的下列溶液,操作后颜色变深的是
A.明矾溶液加热
B.CH3COONa溶液加热
C.氨水中加入少量NH4Cl固体
D.小苏打溶液中加入少量NaCl固体
10.牙齿表面覆盖的牙釉质是人体中最坚硬的部分,起着保护牙齿的作用,其主要成分为羟基磷酸钙[Ca5(PO4)3OH]。在牙齿表面存在着如下平衡:
Ca5(PO4)3OH(s)
5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-
(aq)
Ksp
=
6.8×10-37
mol9·L-9
下列说法错误的是
[
Ca5(PO4)3F(s)的Ksp
=
2.8×10-61
mol9·L-9]
A.残留在牙齿上的糖发酵会产生H+,经常吃糖易造成龋齿
B.由上述平衡可知,小孩长牙时要少吃糖多补钙
C.若减小OH-的浓度,上述平衡将向右移动,Ksp的值相应增大
D.使用含氟牙膏能防止龋齿,是因为Ca5(PO4)3OH(s)转化为更难溶的Ca5(PO4)3F(s)
11.下列关于难溶电解质溶解平衡的说法正确的是
A.可直接根据Ksp的数值大小比较难溶电解质在水中的溶解度大小
B.在AgCl的饱和溶液中,加入蒸馏水,Ksp(AgCl)不变
C.难溶电解质的溶解平衡过程是可逆的,且在平衡状态时,v溶解=v沉淀=0
D.25℃时,Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),向
AgCl
的饱和溶液中加入少量KI固体,一定有黄色沉淀
12.某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液pH,金属阳离子浓度变化如图所示。据图分析,下列判断正确的是(
)
A.Ksp[Cu(OH)2]数量级为10-20
B.d点表示Cu(OH)2形成饱和溶液
C.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
D.b、c两点表示Fe(OH)3、Cu(OH)2溶解度相等
13.硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是
A.283K时,图中a点对应的溶液是不饱和溶液
B.温度一定时,Ksp(SrSO4)随c(SO42-)的增大而减小
C.283
K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液
D.三个不同温度中,363
K时Ksp(SrSO4)最大
14.在25℃和100℃两种温度下,碳酸钙(CaCO3)在水中的溶解平衡曲线如图所示:下列有关说法正确的是(
)
A.CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)
ΔH<0
B.a、b、c、d四点对应的溶度积Ksp相等
C.25℃时,水分挥发,可使溶液由a点移动到c点
D.25℃,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9
15.下列对沉淀溶解平衡的描述,不正确的是( )
A.沉淀溶解达到平衡时,加水稀释,再达平衡后各离子浓度与第一次平衡相同
B.沉淀溶解达到平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等
C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变
D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,平衡不移动
二、非选择题(本大题共5小题)
16.试利用平衡移动原理解释下列事实:
(1)FeS不溶于水,但能溶于稀盐酸中_____;
(2)CaCO3难溶于稀硫酸,却能溶于醋酸中______;
(3)分别用等体积的蒸馏水和0.010
mol·L-1硫酸洗涤BaSO4沉淀,用水洗涤造成BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量______。
17.电子工业中,常用氯化铁溶液作为印刷电路铜板蚀刻液。请按要求回答下列问题:
(1)若向氯化铁溶液中加入一定量的澄清石灰水,调节溶液pH,可得红褐色沉淀,该反应的离子方程式为:______________________________________,该过程中调节溶液的pH为5,则c(Fe3+)为:____________mol·L-1。(已知:Ksp[Fe(OH)3]=
4.0×10-38)
(2)某探究小组设计如下线路处理废液和资源回收:
①用足量FeCl3溶液蚀刻铜板后的废液中含有的金属阳离子有:_______________。
②FeCl3蚀刻液中通常加入一定量的盐酸,其中加入盐酸的目的是:_________________。
③步骤①中加入H2O2溶液的目的是:______________________________________。
④已知:生成氢氧化物沉淀的pH
Cu(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
4.7
7.0
1.9
沉淀完全时
6.7
9.0
3.2
根据表中数据推测调节pH的范围是:________________。
⑤写出步骤②中生成CO2的离子方程式:__________(已知Cu2(OH)2CO3难溶于水)。
18.已知在25
℃的水溶液中,AgX、AgY、AgZ均难溶于水,但存在溶解平衡。当达到平衡时,溶液中离子浓度的乘积是一个常数(此常数用Ksp表示,Ksp和水的KW相似)。
如:AgX(s)Ag+(aq)+X-(aq)
Ksp(AgX)=c(Ag+)·c(X-)=1.8×10-10
AgY(s)Ag+(aq)+Y-(aq)
Ksp(AgY)=c(Ag+)·c(Y-)=1.0×10-12
AgZ(s)Ag+(aq)+Z-(aq)
Ksp(AgZ)=c(Ag+)·c(Z-)=8.7×10-17
(1)根据以上信息,判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度(用已被溶解的溶质的物质的量的浓度表示)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为____________________________。
(2)若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体,则c(Y-)________(填“增大“减小”或“不变”)。
(3)在25
℃时,若取0.188
g的AgY(相对分子质量为188)固体放入100
mL水中(忽略溶液体积的变化),则溶液中Y-的物质的量浓度为________。
(4)①由上述Ksp判断,在上述(3)的体系中,能否实现AgY向AgZ的转化,并简述理由:________________。
②在上述(3)体系中,能否实现AgY向AgX的转化?根据你的观点选答一项。
若不能,请简述理由;
若能,则实现转化的必要条件是:__________________________________。
19.工业废水中常含有一定量的Cr2O72-,易被人体吸收积累而导致肝癌。处理工业含铬废水的方法通常是将Cr2O72-转化为Cr3+,再将Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀。
(1)利用硫酸工业废气中的SO2
可以处理酸性含铬废水,用离子方程式表示反应原理___________。
(2)已知Ksp[Cr(OH)3]=1×10-30。室温下,除去被SO2还原所得溶液中的Cr3+[使c(Cr3+)≤1×10-6mol·L-1],需调节溶液的pH至少为__________________。
(3)Cr(OH)3和Al(OH)3类似,也是两性氢氧化物,写出Cr(OH)3的酸式电离方程式__________。
(4)Cr3+在强碱中可被双氧水氧化为CrO42-,发生反应的离子方程式为_________________。控制其他条件不变,反应温度对Cr3+转化率的影响如下图所示。请分析温度超过70℃时,Cr3+转化率下降的原因是__________________。
参考答案
1.B
【解析】A、两者是等体积等浓度混合,应是恰好完全反应,溶质是KA,反应后溶液显碱性,说明HA是弱酸,A-发生水解,A-+H2OHA+OH-,离子浓度大小顺序是c(K+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),故A说法正确;
B、根据电荷守恒,有c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),则有c(OH-)=c(K+)+c(H+)-c(A-)=Kw/10-9mol·L-1,故B说法错误;
C、因为HA是弱酸,反应后溶液显中性,溶质为HA和KA,因此HA的浓度应大于0.2mol,根据物料守恒,c(A-)+c(HA)>0.2/2mol·L-1=0.1mol·L-1,故C说法正确;
D、根据电中性,c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),溶液显中性,即c(H+)=c(OH-),c(K+)=c(A-),离子浓度大小顺序是c(K+)=c(A-)>
c(H+)=c(OH-),故D说法正确;
答案选B。
2.C
【解析】A.反应后仍为饱和溶液,溶液中氢氧根离子浓度不变,故A错误;
B.反应后仍为饱和溶液,溶液中钡离子浓度不变,故B错误;
C.加入氧化钡粉末,消耗水,由于原溶液已达到饱和,则平衡向逆反应方向移动,溶液中Ba2+数目减少,故C正确;
D.反应后仍为饱和溶液,溶液中氢氧根离子浓度不变,则氢离子浓度也不变,pH不变,故D错误;
故选:C。
3.C
【解析】向悬浊液中加少量生石灰,发生CaO+H2O=Ca(OH)2反应,
A.反应后仍为饱和溶液,c(OH-)不变,溶液pH不变,故A错误;
B.加入CaO,消耗水,因为原溶液已达到饱和,则平衡向逆反应方向移动,溶液中Ca2+数目减少,但浓度不变,故B错误;
C.加入CaO,消耗水,因为原溶液已达到饱和,则平衡向逆反应方向移动,溶液中Ca2+数目减少,故C正确;
D.反应后仍为饱和溶液,溶液中溶质的质量分数不变,故D错误;
故答案选C。
4.A
【解析】A选项,AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,速率相等,就达到了溶解平衡,故A正确;
B选项,AgCl虽然难溶于水,但存在溶解平衡,因此溶液中有Ag+和Cl-,故B错误;
C选项,升高温度,AgCl沉淀溶解平衡正向移动,溶解度变大,故C错误;
D选项,向AgCl沉淀中加入NaCl固体,平衡逆向移动,故D错误;
综上所述,答案为A。
5.C
【解析】A.
因为Ksp(Ag2S)<
Ksp(AgCl),所以反应2AgCl+Na2S===2NaCl+Ag2S能够进行,A正确;
B.
因为Ksp[Mg(OH)2]<
Ksp(MgCO3),所以反应MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑能够进行,B正确;
C.
因为Ksp[Zn(OH)2]>Ksp(ZnS),所以反应ZnS+2H2O===Zn(OH)2↓+H2S↑不能进行,C错误;
D.
因为两溶液反应后,生成两种沉淀,所以反应Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O能够进行,D正确。
故选C。
6.A
【解析】A、Fe3+比Fe2+更易水解形成Fe(OH)3沉淀,但用酸性KMnO4溶液氧化Fe2+时,会引入Mn2+等杂质离子,这些离子在后续反应中难以除去,影响生产,工业上采用H2O2溶液将Fe2+氧化Fe3+,故A符合题意;
B、加入ZnO的目的是消耗溶液中的H+,调节溶液的pH,使Fe3+等形成氢氧化物沉淀而不引入新的杂质,故B不符合题意;
C、利用AgCl比Ag2SO4更难溶的性质,从而发生沉淀的转化,故C不符合题意;
D、ZnCO3也可消耗溶液中的氢离子,调节溶液的酸碱性,故D不符合题意;
综上所述,本题应选A。
7.B
【解析】A、的溶度积小于的溶度积,、属于同类型的难溶电解质,时的溶解度小于的溶解度,选项A正确;
B、的溶度积虽然小于的溶度积,但是,只要向的悬浊液中加入高浓度的溶液,可实现沉淀转化成沉淀,选项B错误;
C、的溶度积远小于的溶度积,向含的溶液中加入可实现沉淀转化为更难溶的沉淀,将沉淀而除去,选项C正确;
D、当溶液中某种离子浓度时,表明该离子沉淀完全,D正确。
答案选D。
8.D
【解析】氢氧化铜的溶度积
,如果生成沉淀,则氢氧根离子的物质的量浓度至少为,所以溶液中氢离子浓度为,若要生成沉淀,应调整溶液。
答案选D。
9.B
【解析】A.明矾溶液中电离后产生的Al3+水解使溶液呈酸性,加热导致水解程度增大,但酚酞遇酸性溶液颜色不变化,A错误;
B.CH3COONa为强碱弱酸盐,水解呈碱性,滴加酚酞后溶液显红色,加热使碱性增强,因此红色变深,B正确;
C.氨水为弱碱,部分电离:NH3?H2ONH4++OH-,加入酚酞后溶液变为红色,而NH4Cl=NH4++Cl-,其中的NH4+会抑制氨水的电离,使溶液碱性减弱,颜色变浅,C错误;
D.加入少量NaCl固体不影响小苏打的电离和水解,酚酞溶液不变深,D错误。
答案选B。
10.C
【解析】A.残留在牙齿上的糖发酵会产生H+,和沉淀溶解平衡中的氢氧根离子反应,促使平衡右移,保护牙齿的羟基磷酸钙[Ca5(PO4)3OH]溶解,易造成龋齿,故A正确;
B.根据Ca5(PO4)3OH(s)
5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-
(aq)分析可知,增大钙离子浓度,平衡左移,防止了牙齿中羟基磷酸钙[Ca5(PO4)3OH]溶解,起到保护牙齿作用,故B正确;
C.若减小OH-的浓度,上述平衡将向右移动,但溶度积常数为温度常数,温度不变,溶度积常数Ksp的值保持不变,故C错误;
D.羟基磷酸钙的Ksp大于氟磷酸钙,两种物质阴阳离子比相同,证明氟磷酸钙更难溶解,使用含氟牙膏能防止龋齿,能够起到保护牙齿的作用,故D正确;
故选C。
11.B
【解析】A、比较不同类型的难溶物的溶解度大小,必须通过计算溶解度比较,不能通过溶度积直接比较,比较同类型的难溶物的溶解度大小,可通过溶度积直接比较溶解度大小,故A错误;
B、在纯水中物质的溶解度和Ksp都只受物质性质和温度的影响,与其它外界条件无关,所以B选项是正确的;
C、平衡状态时v溶解=v沉淀0,电解质的溶解和离子结晶形成电解质都在继续,故C错误;
D、加入KI后碘离子浓度增大,使得碘离子浓度与银离子浓度之积增大,可能会大于Ksp(AgI),若加入足量的碘化钾,则有黄色沉淀碘化银生成,但不一定,故D错误;
故选B。
12.A
【解析】A.由c点可知Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=1.0×(10-9.6)2=10-19.2,因此氢氧化铜的溶度积常数的数量级为10-20,A正确;
B.曲线为沉淀溶解平衡曲线,曲线上的点为平衡点,曲线上方的点为过饱和溶液,曲线下方的浓度积常数未达到溶度积常数的值,因此形成的不是饱和溶液,所以d点表示Cu(OH)2形成的不饱和溶液,B错误;
C.加适量NH4Cl固体,NH4+与OH-结合形成NH3·H2O,导致溶液中c(OH-)减小,因此不能使溶液由a点变到b点,C错误;
D.
b、c两点表示其中的金属阳离子的浓度相等,由于Fe(OH)3、Cu(OH)2的溶度积常数不同,所以不能表示二者的溶解度相等,D错误;
故合理选项是A。
13.A
【解析】A项、由图可知,283
K时Ksp(SrSO4)=c(SO42—)?c(Sr2+)=10?1.5×10?1.65,而a点时,c(SO42—)=10?1.5,c(Sr2+)<10?1.65,所以a点Qc(SrSO4)B项、沉淀溶解平衡常数(Ksp)只受温度影响,温度一定时,Ksp(SrSO4)一定,故B错误;
C项、由图可知,363
K时的Ksp(SrSO4)小于283
K时的Ksp(SrSO4),故283
K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后,会析出固体,得到的溶液仍为饱和溶液,故C错误;
D项、由图可知,
313
K时Ksp(SrSO4)最大,D错误;
故选A。
14.D
【解析】A、根据图中信息可知,升高温度,反应CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)的溶度积增大,沉淀溶解平衡是吸热过程,ΔH>0,选项A错误;
B.
在25
℃时,b、c二点在曲线上,对应的溶度积Ksp相等,a点是不饱和溶液,d是过饱和溶液,选项B错误;
C.
a点是不饱和溶液,对a点的碳酸钙溶液恒温蒸发水,溶液中离子浓度均增大,选项C错误;
D.
25
℃时,d点表示CaCO3在溶液中刚好达到饱和,查得钙离子、碳酸根离子浓度,Ksp=2.0×10-5×1.4×10-4==2.8×10-9,选项D正确。
答案选D。
15.C
【解析】A.沉淀溶解达到平衡时,加水稀释,平衡正向移动,由于温度不变,所以再达平衡后各离子浓度与第一次平衡相同,A正确;
B.沉淀溶解达到平衡时,任何物质的浓度不变,所以沉淀的速率和溶解的速率相等,所以物质的浓度不变,B正确;
C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度保持不变,但不一定相等,C错误;
D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,由于固体物质的浓度不变,因此对平衡移动无影响,所以沉淀溶解平衡不移动,D正确;
故合理选项是C。
16.FeS(s)?Fe2+(aq)+S2-(aq),加入稀盐酸后,S2-+2H+=H2S↑,破坏了FeS的溶解平衡,使上述平衡向FeS溶解的方向移动,故FeS溶解
CaCO3(s)?CO(aq)+Ca2+(aq),在稀硫酸中生成的CaSO4微溶,附着在CaCO3的表面,很难破坏CaCO3的溶解平衡,故难溶于稀硫酸;而在醋酸中,C
O+2CH3COOH=2CH3COO-+H2O+CO2↑,破坏了CaCO3的溶解平衡,故CaCO3能溶于醋酸
BaSO4(s)?Ba2+(aq)+SO(aq),用水洗涤使BaSO4的溶解平衡向BaSO4溶解的方向移动,造成BaSO4损失;而用硫酸洗涤,H2SO4=2H++SO,S的存在抑制了BaSO4的溶解,故BaSO4损失量少
【解析】(1)FeS(s)
Fe2+(aq)+S2-(aq),加入稀盐酸后,S2-+2H+H2S↑,破坏了FeS的溶解平衡,使上述平衡向FeS溶解的方向移动,故FeS溶解。
(2)CaCO3(s)
C(aq)+Ca2+(aq),在稀硫酸中生成的CaSO4微溶,附着在CaCO3的表面,很难破坏CaCO3的溶解平衡,故难溶于稀硫酸;而在醋酸中,C+2CH3COOH2CH3COO-+H2O+CO2↑,破坏了CaCO3的溶解平衡,故CaCO3能溶于醋酸。
(3)BaSO4(s)
Ba2+(aq)+S(aq),用水洗涤使BaSO4的溶解平衡向BaSO4溶解的方向移动,造成BaSO4损失;而用硫酸洗涤,H2SO42H++S,S的存在抑制了BaSO4的溶解,故BaSO4损失量少。
17.Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
4.0×10-11
Fe3+、Fe2+和Cu2+
抑制氯化铁水解
将Fe2+氧化成Fe3+,以便后续转化为Fe(OH)3沉淀除去
3.2≤pH<4.7
4H++Cu2(OH)2CO3=3H2O
+2Cu2++
CO2↑或4Fe3++3Cu2(OH)2CO3+3H2O=4Fe(OH)3+6
Cu2++3CO2↑
【解析】(1)石灰水与氯化铁反应的离子方程式为Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,该过程中调节溶液的pH为5,溶液中氢氧根的浓度为10-9mol/L,则根据溶度积常数可知c(Fe3+)==4.0×10-11mol/L。
(2)FeCl3~HCl溶液蚀刻铜板后的废液,发生2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,得到氯化铜、氯化亚铁和氯化铁的混合溶液,向废液中滴入过氧化氢将亚铁离子氧化成极易除去的铁离子,然后过滤得沉淀氢氧化铁和氯化铜溶液,将沉淀溶解于盐酸得到氯化铁,向滤液中加入碳酸氢钠得到碱式碳酸铜。
①氯化铁与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,铁离子可能过量,因此废液中含有的金属阳离子有Fe3+、Fe2+和Cu2+;
②氯化铁是强酸弱碱盐水解呈酸性,所以加盐酸防止弱离子铁离子的水解,水解的方程式为:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,向其中加盐酸促使平衡逆向移动;
(3)加入氧化剂把亚铁离子氧化为铁离子但不能引入新的杂质,氧化剂选择过氧化氢氧化亚铁离子的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
④调节溶液的pH目的是使铁离子全部沉淀,铜离子不沉淀,依据图表数据分析可知pH应为3.2≤pH<4.7;
⑤用碱式碳酸铜来调节溶液的pH,强制弱,所以离子反应方程式为4H++Cu2(OH)2CO3=3H2O
+2Cu2++
CO2↑。
18.S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)
减小
1.0×10-6
mol·L-1
能;Ksp(AgY)=1.0×10-12>Ksp(AgZ)=8.7×10-17
能;当溶液中c(X-)>1.8×10-4
mol·L-1时,可实现AgY向AgX的转化,若要实现AgY向AgX的完全转化,必须保持溶液中的c(X-)>1.8×10-4
mol·L-1
【解析】(1)
AgX、AgY、AgZ三种物质组成和结构相似,根据各物质的Ksp可知其溶解度S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ);
(2)由于AgY比AgX更难溶,则向AgY饱和溶液中加入AgX固体,则发生沉淀的转化:AgX(s)+Y-(aq)AgY(s)+X-(aq),c(Y-)减小;
(3)25℃时,Ksp(AgY)=1.0×10-12,即溶液达到饱和时,c(Ag+)=c(Y-)=1.0×10-6mol·L-1,可知100
mL水溶解AgY的质量约为:0.10
L×1.0×10-6
mol·L-1×188
g·mol-1=1.88×10-5
g<0.188
g,即0.188
g
AgY固体放入100
mL水中,形成AgY的饱和溶液且固体还有剩余,则溶液中c(Y)=1.0×10-6
mol·L-1;
(4)①AgY、AgZ二种物质组成和结构相似,由于Ksp(AgZ)②在(3)中c(Ag+)=1.0×10-6
mol·L-1,虽然Ksp(AgX)>Ksp(AgY),但当c(X-)>
=1.8×10-4
mol·L-1时,也可实现AgY向AgX的转化。
19.Cr2O72-+3SO2+2H+=2Cr3++3SO42-+H2O
6
Cr(OH)3+H2OH++[Cr(OH)4]-?[或Cr(OH)3H++CrO2-+H2O]
2Cr3++3H2O2+10OH-=2CrO42-+8H2O
双氧水在较高温度下发生分解,浓度降低
【解析】(1)
SO2具有还原性,能将Cr2O72-转化为Cr3+,用硫酸工业废气中的SO2处理酸性含铬废水,离子方程式为:Cr2O72-+3SO2+2H+=2Cr3++3SO42-+H2O;(2)已知Ksp[Cr(OH)3]=1×10-30。室温下,除去被SO2还原所得溶液中的Cr3+[使c(Cr3+)≤1×10-6mol·L-1],Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr)×c3(OH-)==1×10-6×c3(OH-)=1×10-30,c(OH-)=10-8
mol·L-1,需调节溶液的pH至少为6;(3)由于Cr(OH)3和Al(OH)3类似,也是两性氢氧化物,则Cr(OH)3的酸式电离方程式为:Cr(OH)3+H2OH++[Cr(OH)4]-?[或Cr(OH)3H++CrO2-+H2O];
(4)Cr3+在强碱中可被双氧水氧化为CrO42-,发生反应的离子方程式为:2Cr3++3H2O2+10OH-=2CrO42-+8H2O
,双氧水在温度超过70℃时发生分解,浓度降低,氧化能力降低,Cr3+转化率下降。