第三章 第四节 第2课时 沉淀溶解平衡的应用 课时对点练（含答案）
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| 名称 | 第三章 第四节 第2课时 沉淀溶解平衡的应用 课时对点练（含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 477.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-12-21 23:02:57 | ||
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文档简介
第2课时 沉淀溶解平衡的应用
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题组一 沉淀的生成与溶解
1．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 1.03×10－4 1.81×10－7 1.84×10－14
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
2．已知在pH为4～5的环境中，Cu2＋、Fe2＋几乎不水解，而Fe3＋几乎完全水解。工业上制CuCl2溶液是将浓盐酸用蒸气加热到80 ℃左右，再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质FeO)，充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子，下述方法可行的是( )
A．向溶液中通入Cl2，再加入纯净的CuO粉末调节pH为4～5
B．向溶液中通入H2S使Fe2＋沉淀
C．向溶液中通入Cl2，再通入NH3，调节pH为4～5
D．加入纯Cu将Fe2＋还原为Fe
3．探究Mg(OH)2的沉淀溶解平衡时，利用下表三种试剂进行试验，下列说法不正确的是( )
编号 ① ② ③
分散质 Mg(OH)2 HCl NH4Cl
备注 悬浊液 1 mol·L－1 1 mol·L－1
A.向①中滴入几滴酚酞溶液后，溶液显红色说明Mg(OH)2是一种弱电解质
B．为使Mg(OH)2悬浊液溶解得更快，加入过量的NH4Cl浓溶液并充分振荡，效果更好
C．①③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2NH(aq)Mg2＋(aq)＋2NH3·H2O(aq)
D．向①中加入②，H＋与OH－反应生成H2O，使c(OH－)减小，Mg(OH)2沉淀溶解平衡向溶解的方向移动
题组二 沉淀的转化
4．已知：Ksp(CuS)＝1.3×10－36，Ksp(MnS)＝2.6×10－13。工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)。下列说法错误的是( )
A．反应达平衡后，继续加入MnS，废水中的Cu2＋的去除率增加
B．该反应可将工业废水中的Cu2＋沉淀完全
C．往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2＋)变大
D．该反应的平衡常数K＝2.0×1023
5．已知：25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11。下列说法正确的是( )
A．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大
B．25 ℃时，Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大
C．25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小
D．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2
6．25 ℃时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)＝6.3×10－18；Ksp(CuS)＝1.3×10－36；Ksp(ZnS)＝1.6 ×10－24。下列关于常温时的有关叙述正确的是( )
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 mol·L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的浓度最大只能达到1.6×
10－23 mol·L－1
C．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(S2－)变小，但Ksp(FeS)变大
题组三 沉淀溶解平衡的综合应用
7．下列应用或现象主要体现的是沉淀溶解平衡原理的有( )
①热纯碱溶液洗涤油污的能力强 ②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒 ③溶洞的形成 ④碳酸钡不能作“钡餐”但硫酸钡能 ⑤泡沫灭火器灭火
A．仅②③④ B．仅①②③
C．仅③④⑤ D．全部
8．在AgCl悬浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。下列叙述正确的是( )
A．常温下，AgCl悬浊液中c(Cl－)≈1.34×10－5 mol·L－1
B．温度不变，向AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，Ksp(AgCl)减小
C．向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgBr)
D．常温下，将0.001 mol·L－1 AgNO3溶液与0.001 mol·L－1KCl溶液等体积混合，无沉淀析出
9．工业上用化学法除锅炉的水垢时，先向锅炉中注入饱和Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去[已知：Ksp(CaCO3)＝1×10－10，Ksp(CaSO4)＝9×10－6]，下列说法错误的是( )
A．升高温度，Na2CO3溶液的Kw和c(OH－)均会增大
B．沉淀转化的离子方程式为CO(aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋SO(aq)
C．该条件下，CaCO3溶解度约为1×10－3 g
D．CaSO4和CaCO3共存的悬浊液中，＝9×104
10. 不同温度(T1和T2)时，硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。下列说法正确的是( )
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A．T1＞T2
B．加入BaCl2固体，可使溶液由a点变到c点
C．c点时，在T1、T2两个温度下均有固体析出
D．a点和b点的Ksp相等
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11．(1)①25 ℃时，潮湿的石膏雕像表面会发生反应：
CaSO4(s)＋CO(aq)CaCO3(s)＋SO(aq)，其平衡常数K＝ [已知Ksp(CaSO4)＝9.1×10－6，Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9]。
②溶洞景区限制参观的游客数量，主要原因之一是游客呼吸产生的气体对钟乳石有破坏作用，从化学平衡的角度说明其原因
。
(2)已知某温度下Ksp(CaF2)＝3.4×10－11，Ksp(MgF2)＝7.1×10－11。该温度下，“沉淀除杂”时加入足量的NaF溶液可将Ca2＋、Mg2＋沉淀除去，若所得滤液中c(Mg2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1，则滤液中c(Ca2＋)为 (保留2位有效数字)。
12．(2022·黄石高二检测)废弃电池随意丢弃会对土壤或水产生污染，电池中含有的重金属离子对植物生长有毒害作用，摄入人体还会伤害人的脑细胞、神经、肝、肾、骨骼等等。某同学查阅一些难溶物常温下的溶度积常数如表：
物质 FeS CuS(黑色) MnS(红色) PbS HgS ZnS
Ksp 6.3×10－18 1.3×10－35 2.5×10－13 3.4×10－28 6.4×10－33 1.6×10－24
物质 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn(OH)2 Pb(OH)2 Zn(OH)2
Ksp 2.6×10－39 3.2×10－34 4.5×10－13 1.0×10－16 1.2×10－17
(1)该同学在含有相同浓度Mn2＋和Cu2＋的溶液中滴加Na2S的稀溶液，观察到先出现的沉淀颜色是 ，该实验说明在相同条件下Ksp越小，物质的溶解度 (填“越大”或“越小”)。
(2)已知室温下铁离子开始沉淀的pH为1.0，则此溶液中Fe3＋的物质的量浓度为 ，若溶液中含有与Fe3＋等浓度的Al3＋，调节pH使Fe3＋沉淀完全时，其中 (填“含有”或“不含有”)Al(OH)3沉淀。
(3)某工业废水中含有Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋杂质，利用沉淀转化原理最适宜加入过量的 (填字母)。
A．FeS B．Fe2O3
C．Na2S D．ZnO
写出加入该试剂除去Pb2＋时发生反应的离子方程式： 。
(4)由FeCl3·6H2O晶体得到纯的无水FeCl3，需要进行的操作是
。
13．(2022·重庆高二期末)某研究小组进行Mg(OH)2的沉淀溶解平衡的实验探究。
[查阅资料] 25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39。
[制备试剂]向2支均盛有1 mL 0.1 mol·L－1MgCl2溶液的试管中分别加入2滴2 mol·L－1NaOH溶液，制得等量Mg(OH)2沉淀。
(1)分别向两支试管中加入不同试剂，请填写下表中的实验现象。
试管编号 加入试剂 实验现象
Ⅰ 2滴0.1 mol·L－1FeCl3溶液
Ⅱ 4 mL 2 mol·L－1NH4Cl溶液 白色沉淀溶解，得无色溶液
(2)同学们猜想产生试管Ⅱ中现象的主要原因有以下两种。
猜想1：NH结合Mg(OH)2电离出的OH－，使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动。
猜想2： 。
(3)为验证猜想，同学们取少量相同质量的氢氧化镁固体盛放在两支试管中，一支试管中加入V mL醋酸铵溶液(pH＝7)，另一支试管中加入V mL NH4Cl和氨水混合液(pH＝8)，两支试管中氢氧化镁均溶解。该实验证明(2)中 (填“猜想1”或“猜想2”)正确。
14．以硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图所示：
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(1)“酸溶”中加快溶解的方法为
(任意写出一种)。
(2)“还原”过程中的离子方程式为 。
(3)写出“滤渣”中主要成分的化学式： 。
(4)①“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为
。
②若用CaCO3“沉铁”，则生成FeCO3沉淀。当反应完成时，溶液中＝ [已知Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9，Ksp(FeCO3)＝2×10－11]。
(5)“氧化”时，用NaNO2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液，能缩短氧化时间，但缺点是
。
(6)焦炭还原硫酸渣炼铁能充分利用铁资源，在1 225 ℃、＝1.2时，焙烧时间与金属产率的关系如图，时间超过15min时，金属产率下降的原因是 。
INCLUDEPICTURE "F:\\源文件\\2022\\同步\\化学\\3-92.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\张春兰\\2022\\同步\\化学\\3-92.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张春兰\\2022\\同步\\化学\\3-92.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张春兰\\2022\\同步\\化学\\3-92.TIF" \* MERGEFORMATINET
第2课时 沉淀溶解平衡的应用
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题组一 沉淀的生成与溶解
1．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 1.03×10－4 1.81×10－7 1.84×10－14
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，就要形成溶解度最小的物质，由表中数据可知，PbS的溶解度最小，故选用的沉淀剂最好为硫化物。
2．已知在pH为4～5的环境中，Cu2＋、Fe2＋几乎不水解，而Fe3＋几乎完全水解。工业上制CuCl2溶液是将浓盐酸用蒸气加热到80 ℃左右，再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质FeO)，充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子，下述方法可行的是( )
A．向溶液中通入Cl2，再加入纯净的CuO粉末调节pH为4～5
B．向溶液中通入H2S使Fe2＋沉淀
C．向溶液中通入Cl2，再通入NH3，调节pH为4～5
D．加入纯Cu将Fe2＋还原为Fe
答案 A
解析 根据题干信息，通入Cl2可将Fe2＋先转化为Fe3＋，再转化为Fe(OH)3而除去，A项正确；在酸性溶液中H2S与Fe2＋不反应，而H2S与Cu2＋反应生成CuS沉淀，B项错误；通入NH3会引入新的杂质离子NH，C项错误；由金属的活动性Fe＞Cu知，D项错误。
3．探究Mg(OH)2的沉淀溶解平衡时，利用下表三种试剂进行试验，下列说法不正确的是( )
编号 ① ② ③
分散质 Mg(OH)2 HCl NH4Cl
备注 悬浊液 1 mol·L－1 1 mol·L－1
A.向①中滴入几滴酚酞溶液后，溶液显红色说明Mg(OH)2是一种弱电解质
B．为使Mg(OH)2悬浊液溶解得更快，加入过量的NH4Cl浓溶液并充分振荡，效果更好
C．①③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2NH(aq)Mg2＋(aq)＋2NH3·H2O(aq)
D．向①中加入②，H＋与OH－反应生成H2O，使c(OH－)减小，Mg(OH)2沉淀溶解平衡向溶解的方向移动
答案 A
解析 向Mg(OH)2悬浊液中滴入几滴酚酞溶液后，溶液显红色只能说明Mg(OH)2能电离，但不能判断是部分电离还是完全电离，A项不正确；Mg(OH)2沉淀电离出来的OH－与NH4Cl电离出来的NH结合生成一水合氨，所以加入过量的NH4Cl浓溶液，可使Mg(OH)2悬浊液溶解得更快，B项正确；NH能结合Mg(OH)2电离出的OH－，生成弱电解质NH3·H2O，所以①③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2NH(aq)Mg2＋(aq)＋2NH3·H2O(aq)，C项正确；在Mg(OH)2悬浊液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，所以向①中加入②，c(OH－)减小，Mg(OH)2沉淀溶解平衡正向移动，D项正确。
题组二 沉淀的转化
4．已知：Ksp(CuS)＝1.3×10－36，Ksp(MnS)＝2.6×10－13。工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)。下列说法错误的是( )
A．反应达平衡后，继续加入MnS，废水中的Cu2＋的去除率增加
B．该反应可将工业废水中的Cu2＋沉淀完全
C．往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2＋)变大
D．该反应的平衡常数K＝2.0×1023
答案 A
解析 达到平衡后，增加MnS的使用量，平衡不移动，废水中的Cu2＋的去除率不改变，故A错误；利用此反应可将工业废水中的Cu2＋沉淀完全，故B项正确；c(Cu2＋)增大，平衡正向移动，所以c(Mn2＋)变大，故C正确；该反应的平衡常数K＝＝＝2.0×1023，故D正确。
5．已知：25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11。下列说法正确的是( )
A．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大
B．25 ℃时，Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大
C．25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小
D．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2
答案 B
解析 A项，Mg(OH)2与MgF2同属于AB2型沉淀，Ksp[Mg(OH)2]比Ksp(MgF2)小，说明饱和Mg(OH)2溶液中的c(Mg2＋)更小；B项，Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，NH与OH－反应而使平衡右移，c(Mg2＋)增大；C项，Ksp只与温度有关；D项，Mg(OH)2的Ksp与MgF2的Ksp数量级接近，若F－浓度足够大，Mg(OH)2也能转化为MgF2。
6．25 ℃时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)＝6.3×10－18；Ksp(CuS)＝1.3×10－36；Ksp(ZnS)＝1.6 ×10－24。下列关于常温时的有关叙述正确的是( )
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 mol·L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的浓度最大只能达到1.6×
10－23 mol·L－1
C．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(S2－)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；因CuS比FeS更难溶，FeS沉淀可转化为CuS沉淀，故C对；温度不变，Ksp(FeS)不变，故D错。
题组三 沉淀溶解平衡的综合应用
7．下列应用或现象主要体现的是沉淀溶解平衡原理的有( )
①热纯碱溶液洗涤油污的能力强 ②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒 ③溶洞的形成 ④碳酸钡不能作“钡餐”但硫酸钡能 ⑤泡沫灭火器灭火
A．仅②③④ B．仅①②③
C．仅③④⑤ D．全部
答案 A
解析 ①利用的是水解原理，⑤利用两种离子水解的相互促进作用，②③④体现的均是沉淀溶解平衡原理。
8．在AgCl悬浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。下列叙述正确的是( )
A．常温下，AgCl悬浊液中c(Cl－)≈1.34×10－5 mol·L－1
B．温度不变，向AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，Ksp(AgCl)减小
C．向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgBr)
D．常温下，将0.001 mol·L－1 AgNO3溶液与0.001 mol·L－1KCl溶液等体积混合，无沉淀析出
答案 A
解析 AgCl的溶度积Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝1.8×10－10，则AgCl悬浊液中c(Cl－)＝
c(Ag＋)≈1.34×10－5 mol·L－1，A正确；Ksp(AgCl)只与温度有关，温度不变，Ksp(AgCl)不变，B错误；向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明AgBr的溶解度小于AgCl，则有Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)，C错误；0.001 mol·L－1 AgNO3溶液与0.001 mol·
L－1KCl溶液等体积混合，此时离子积Q＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.000 52＝2.5×10－7＞Ksp(AgCl)，故可以生成AgCl沉淀，D错误。
9．工业上用化学法除锅炉的水垢时，先向锅炉中注入饱和Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去[已知：Ksp(CaCO3)＝1×10－10，Ksp(CaSO4)＝9×10－6]，下列说法错误的是( )
A．升高温度，Na2CO3溶液的Kw和c(OH－)均会增大
B．沉淀转化的离子方程式为CO(aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋SO(aq)
C．该条件下，CaCO3溶解度约为1×10－3 g
D．CaSO4和CaCO3共存的悬浊液中，＝9×104
答案 C
解析 升高温度，水的电离平衡正向移动，Kw增大，Na2CO3的水解平衡正向移动，c(OH－)增大，故A项正确；沉淀由难溶物质转变为更难溶的物质，故B项正确；由Ksp(CaCO3)可知饱和CaCO3溶液的浓度为1×10－5 mol·L－1,100 mL饱和CaCO3溶液中含有CaCO3的质量为1×10－4 g，溶解度约为1×10－4 g，故C项错误；CaSO4和CaCO3共存的悬浊液中，＝＝9×104，故D项正确。
10. 不同温度(T1和T2)时，硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。下列说法正确的是( )
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A．T1＞T2
B．加入BaCl2固体，可使溶液由a点变到c点
C．c点时，在T1、T2两个温度下均有固体析出
D．a点和b点的Ksp相等
答案 D
解析 因为硫酸钡在水中溶解时吸收热量，则温度升高硫酸钡的Ksp增大，T2时硫酸钡的Ksp大于T1时硫酸钡的Ksp，故T2＞T1，A错误；硫酸钡溶液中存在着沉淀溶解平衡，a点在平衡曲线上，加入BaCl2，c(Ba2＋)增大，平衡左移，c(SO)应降低，所以不能使溶液由a点变到c点，B错误；在T1时c点溶液的Q＞Ksp，有沉淀析出，在T2时c点溶液的Q＜Ksp，没有沉淀析出，C错误；温度不变，Ksp不变，同一温度下，在曲线上的任意一点Ksp都相等，D正确。
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11．(1)①25 ℃时，潮湿的石膏雕像表面会发生反应：
CaSO4(s)＋CO(aq)CaCO3(s)＋SO(aq)，其平衡常数K＝ [已知Ksp(CaSO4)＝9.1×10－6，Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9]。
②溶洞景区限制参观的游客数量，主要原因之一是游客呼吸产生的气体对钟乳石有破坏作用，从化学平衡的角度说明其原因
。
(2)已知某温度下Ksp(CaF2)＝3.4×10－11，Ksp(MgF2)＝7.1×10－11。该温度下，“沉淀除杂”时加入足量的NaF溶液可将Ca2＋、Mg2＋沉淀除去，若所得滤液中c(Mg2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1，则滤液中c(Ca2＋)为 (保留2位有效数字)。
答案 (1)①3.25×103 ②游客呼出的CO2可与钟乳石的主要成分CaCO3发生反应：CO2＋H2O＋CaCO3Ca2＋＋2HCO，CO2增加，平衡正向移动，CaCO3减少，钟乳石被破坏 (2)4.8×10－6 mol·L－1
解析 (1)①由方程式可知，反应的平衡常数K＝＝＝＝＝3.25×103。
②二氧化碳和碳酸钙在溶液中存在如下平衡：CO2＋H2O＋CaCO3Ca2＋＋2HCO，当游客数量增大时，反应物二氧化碳的浓度增大，平衡正向移动，碳酸钙因反应而减少，导致钟乳石被破坏。
(2)c(Ca2＋)∶c(Mg2＋)＝[c(Ca2＋)·c2(F－)]∶[c(Mg2＋)·c2(F－)]＝Ksp(CaF2)∶Ksp(MgF2)＝34∶71，所以c(Ca2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1×≈4.8×10－6 mol·L－1。
12．(2022·黄石高二检测)废弃电池随意丢弃会对土壤或水产生污染，电池中含有的重金属离子对植物生长有毒害作用，摄入人体还会伤害人的脑细胞、神经、肝、肾、骨骼等等。某同学查阅一些难溶物常温下的溶度积常数如表：
物质 FeS CuS(黑色) MnS(红色) PbS HgS ZnS
Ksp 6.3×10－18 1.3×10－35 2.5×10－13 3.4×10－28 6.4×10－33 1.6×10－24
物质 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn(OH)2 Pb(OH)2 Zn(OH)2
Ksp 2.6×10－39 3.2×10－34 4.5×10－13 1.0×10－16 1.2×10－17
(1)该同学在含有相同浓度Mn2＋和Cu2＋的溶液中滴加Na2S的稀溶液，观察到先出现的沉淀颜色是 ，该实验说明在相同条件下Ksp越小，物质的溶解度 (填“越大”或“越小”)。
(2)已知室温下铁离子开始沉淀的pH为1.0，则此溶液中Fe3＋的物质的量浓度为 ，若溶液中含有与Fe3＋等浓度的Al3＋，调节pH使Fe3＋沉淀完全时，其中 (填“含有”或“不含有”)Al(OH)3沉淀。
(3)某工业废水中含有Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋杂质，利用沉淀转化原理最适宜加入过量的 (填字母)。
A．FeS B．Fe2O3
C．Na2S D．ZnO
写出加入该试剂除去Pb2＋时发生反应的离子方程式： 。
(4)由FeCl3·6H2O晶体得到纯的无水FeCl3，需要进行的操作是
。
答案 (1)黑色 越小 (2)2.6 mol·L－1 含有 (3)A FeS(s)＋Pb2＋(aq)Fe2＋(aq)＋PbS(s) (4)在HCl气流中加热
解析 (1)同类型沉淀，Ksp越小，溶解度越小，越优先析出，根据表中数据，由于Ksp(MnS)>Ksp(CuS)，所以CuS更难溶，在含有相同浓度的Mn2＋和Cu2＋的溶液中滴加Na2S的稀溶液，优先析出CuS沉淀，为黑色沉淀。
(2)室温下铁离子开始沉淀的pH为1.0，则溶液中c(OH－)＝10－13 mol·L－1，此溶液中Fe3＋的物质的量浓度为c(Fe3＋)＝＝ mol·L－1＝2.6 mol·L－1，调节pH使Fe3＋沉淀完全时，认为溶液中c(Fe3＋)<10－5 mol·L－1，此时溶液中c3(OH－)＝＝＝2.6×10－34，此时c(Al3＋)·c3(OH－)＝2.6×2.6×10－34＝6.76×10－34>Ksp[Al(OH)3]，所以含有Al(OH)3沉淀。
(3)加入试剂应足量，为避免引入更多新的杂质，要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使它们转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时避免引入更多的杂质，试剂除去Pb2＋时发生反应的离子方程式为FeS(s)＋Pb2＋(aq)Fe2＋(aq)＋PbS(s)。
(4)在空气中直接加热FeCl3·6H2O晶体得不到纯的无水FeCl3，原因是在空气中直接加热FeCl3·6H2O晶体会发生水解生成氢氧化铁和HCl，为了抑制其水解应该在干燥的HCl气流中加热脱水。
13．(2022·重庆高二期末)某研究小组进行Mg(OH)2的沉淀溶解平衡的实验探究。
[查阅资料] 25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39。
[制备试剂]向2支均盛有1 mL 0.1 mol·L－1MgCl2溶液的试管中分别加入2滴2 mol·L－1NaOH溶液，制得等量Mg(OH)2沉淀。
(1)分别向两支试管中加入不同试剂，请填写下表中的实验现象。
试管编号 加入试剂 实验现象
Ⅰ 2滴0.1 mol·L－1FeCl3溶液
Ⅱ 4 mL 2 mol·L－1NH4Cl溶液 白色沉淀溶解，得无色溶液
(2)同学们猜想产生试管Ⅱ中现象的主要原因有以下两种。
猜想1：NH结合Mg(OH)2电离出的OH－，使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动。
猜想2： 。
(3)为验证猜想，同学们取少量相同质量的氢氧化镁固体盛放在两支试管中，一支试管中加入V mL醋酸铵溶液(pH＝7)，另一支试管中加入V mL NH4Cl和氨水混合液(pH＝8)，两支试管中氢氧化镁均溶解。该实验证明(2)中 (填“猜想1”或“猜想2”)正确。
答案 (1)白色沉淀转化为红褐色沉淀
(2)铵根离子水解使溶液显酸性，消耗氢氧化镁电离出的氢氧根离子，促进氢氧化镁沉淀溶解平衡正向移动 (3)猜想1
解析 (1)Ksp[Mg(OH)2] Ksp[Fe(OH)3]，则试管Ⅰ中Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀，可观察到白色沉淀转化为红褐色沉淀。
(3)分别加入醋酸铵溶液(pH＝7)、NH4Cl和氨水混合液(pH＝8)，Mg(OH)2均溶解，可知是铵根离子与氢氧根离子结合使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动，则猜想1成立。
14．以硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图所示：
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(1)“酸溶”中加快溶解的方法为
(任意写出一种)。
(2)“还原”过程中的离子方程式为 。
(3)写出“滤渣”中主要成分的化学式： 。
(4)①“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为
。
②若用CaCO3“沉铁”，则生成FeCO3沉淀。当反应完成时，溶液中＝ [已知Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9，Ksp(FeCO3)＝2×10－11]。
(5)“氧化”时，用NaNO2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液，能缩短氧化时间，但缺点是
。
(6)焦炭还原硫酸渣炼铁能充分利用铁资源，在1 225 ℃、＝1.2时，焙烧时间与金属产率的关系如图，时间超过15min时，金属产率下降的原因是 。
INCLUDEPICTURE "F:\\源文件\\2022\\同步\\化学\\3-92.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\张春兰\\2022\\同步\\化学\\3-92.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张春兰\\2022\\同步\\化学\\3-92.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\张春兰\\2022\\同步\\化学\\3-92.TIF" \* MERGEFORMATINET
答案 (1)加热(或搅拌或适当增大硫酸浓度)
(2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
(3)SiO2、Fe (4)①FeSO4＋2NH4HCO3===Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑ ②140
(5)NaNO2被还原为氮氧化物，污染空气 (6)还原剂消耗完后，空气进入使铁再次氧化
解析 (3)SiO2与硫酸不能发生反应，Fe与Fe3＋反应生成Fe2＋，过量的Fe以固体形式存在，故“滤渣”中主要成分的化学式为SiO2、Fe。
(4)②若用CaCO3“沉铁”，则生成FeCO3沉淀，当反应完成时，溶液中＝＝＝140。
(6)超过一定时间，若还原剂消耗完，空气可氧化铁，导致产率下降。
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题组一 沉淀的生成与溶解
1．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 1.03×10－4 1.81×10－7 1.84×10－14
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
2．已知在pH为4～5的环境中，Cu2＋、Fe2＋几乎不水解，而Fe3＋几乎完全水解。工业上制CuCl2溶液是将浓盐酸用蒸气加热到80 ℃左右，再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质FeO)，充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子，下述方法可行的是( )
A．向溶液中通入Cl2，再加入纯净的CuO粉末调节pH为4～5
B．向溶液中通入H2S使Fe2＋沉淀
C．向溶液中通入Cl2，再通入NH3，调节pH为4～5
D．加入纯Cu将Fe2＋还原为Fe
3．探究Mg(OH)2的沉淀溶解平衡时，利用下表三种试剂进行试验，下列说法不正确的是( )
编号 ① ② ③
分散质 Mg(OH)2 HCl NH4Cl
备注 悬浊液 1 mol·L－1 1 mol·L－1
A.向①中滴入几滴酚酞溶液后，溶液显红色说明Mg(OH)2是一种弱电解质
B．为使Mg(OH)2悬浊液溶解得更快，加入过量的NH4Cl浓溶液并充分振荡，效果更好
C．①③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2NH(aq)Mg2＋(aq)＋2NH3·H2O(aq)
D．向①中加入②，H＋与OH－反应生成H2O，使c(OH－)减小，Mg(OH)2沉淀溶解平衡向溶解的方向移动
题组二 沉淀的转化
4．已知：Ksp(CuS)＝1.3×10－36，Ksp(MnS)＝2.6×10－13。工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)。下列说法错误的是( )
A．反应达平衡后，继续加入MnS，废水中的Cu2＋的去除率增加
B．该反应可将工业废水中的Cu2＋沉淀完全
C．往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2＋)变大
D．该反应的平衡常数K＝2.0×1023
5．已知：25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11。下列说法正确的是( )
A．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大
B．25 ℃时，Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大
C．25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小
D．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2
6．25 ℃时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)＝6.3×10－18；Ksp(CuS)＝1.3×10－36；Ksp(ZnS)＝1.6 ×10－24。下列关于常温时的有关叙述正确的是( )
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 mol·L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的浓度最大只能达到1.6×
10－23 mol·L－1
C．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(S2－)变小，但Ksp(FeS)变大
题组三 沉淀溶解平衡的综合应用
7．下列应用或现象主要体现的是沉淀溶解平衡原理的有( )
①热纯碱溶液洗涤油污的能力强 ②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒 ③溶洞的形成 ④碳酸钡不能作“钡餐”但硫酸钡能 ⑤泡沫灭火器灭火
A．仅②③④ B．仅①②③
C．仅③④⑤ D．全部
8．在AgCl悬浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。下列叙述正确的是( )
A．常温下，AgCl悬浊液中c(Cl－)≈1.34×10－5 mol·L－1
B．温度不变，向AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，Ksp(AgCl)减小
C．向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgBr)
D．常温下，将0.001 mol·L－1 AgNO3溶液与0.001 mol·L－1KCl溶液等体积混合，无沉淀析出
9．工业上用化学法除锅炉的水垢时，先向锅炉中注入饱和Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去[已知：Ksp(CaCO3)＝1×10－10，Ksp(CaSO4)＝9×10－6]，下列说法错误的是( )
A．升高温度，Na2CO3溶液的Kw和c(OH－)均会增大
B．沉淀转化的离子方程式为CO(aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋SO(aq)
C．该条件下，CaCO3溶解度约为1×10－3 g
D．CaSO4和CaCO3共存的悬浊液中，＝9×104
10. 不同温度(T1和T2)时，硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。下列说法正确的是( )
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A．T1＞T2
B．加入BaCl2固体，可使溶液由a点变到c点
C．c点时，在T1、T2两个温度下均有固体析出
D．a点和b点的Ksp相等
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11．(1)①25 ℃时，潮湿的石膏雕像表面会发生反应：
CaSO4(s)＋CO(aq)CaCO3(s)＋SO(aq)，其平衡常数K＝ [已知Ksp(CaSO4)＝9.1×10－6，Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9]。
②溶洞景区限制参观的游客数量，主要原因之一是游客呼吸产生的气体对钟乳石有破坏作用，从化学平衡的角度说明其原因
。
(2)已知某温度下Ksp(CaF2)＝3.4×10－11，Ksp(MgF2)＝7.1×10－11。该温度下，“沉淀除杂”时加入足量的NaF溶液可将Ca2＋、Mg2＋沉淀除去，若所得滤液中c(Mg2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1，则滤液中c(Ca2＋)为 (保留2位有效数字)。
12．(2022·黄石高二检测)废弃电池随意丢弃会对土壤或水产生污染，电池中含有的重金属离子对植物生长有毒害作用，摄入人体还会伤害人的脑细胞、神经、肝、肾、骨骼等等。某同学查阅一些难溶物常温下的溶度积常数如表：
物质 FeS CuS(黑色) MnS(红色) PbS HgS ZnS
Ksp 6.3×10－18 1.3×10－35 2.5×10－13 3.4×10－28 6.4×10－33 1.6×10－24
物质 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn(OH)2 Pb(OH)2 Zn(OH)2
Ksp 2.6×10－39 3.2×10－34 4.5×10－13 1.0×10－16 1.2×10－17
(1)该同学在含有相同浓度Mn2＋和Cu2＋的溶液中滴加Na2S的稀溶液，观察到先出现的沉淀颜色是 ，该实验说明在相同条件下Ksp越小，物质的溶解度 (填“越大”或“越小”)。
(2)已知室温下铁离子开始沉淀的pH为1.0，则此溶液中Fe3＋的物质的量浓度为 ，若溶液中含有与Fe3＋等浓度的Al3＋，调节pH使Fe3＋沉淀完全时，其中 (填“含有”或“不含有”)Al(OH)3沉淀。
(3)某工业废水中含有Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋杂质，利用沉淀转化原理最适宜加入过量的 (填字母)。
A．FeS B．Fe2O3
C．Na2S D．ZnO
写出加入该试剂除去Pb2＋时发生反应的离子方程式： 。
(4)由FeCl3·6H2O晶体得到纯的无水FeCl3，需要进行的操作是
。
13．(2022·重庆高二期末)某研究小组进行Mg(OH)2的沉淀溶解平衡的实验探究。
[查阅资料] 25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39。
[制备试剂]向2支均盛有1 mL 0.1 mol·L－1MgCl2溶液的试管中分别加入2滴2 mol·L－1NaOH溶液，制得等量Mg(OH)2沉淀。
(1)分别向两支试管中加入不同试剂，请填写下表中的实验现象。
试管编号 加入试剂 实验现象
Ⅰ 2滴0.1 mol·L－1FeCl3溶液
Ⅱ 4 mL 2 mol·L－1NH4Cl溶液 白色沉淀溶解，得无色溶液
(2)同学们猜想产生试管Ⅱ中现象的主要原因有以下两种。
猜想1：NH结合Mg(OH)2电离出的OH－，使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动。
猜想2： 。
(3)为验证猜想，同学们取少量相同质量的氢氧化镁固体盛放在两支试管中，一支试管中加入V mL醋酸铵溶液(pH＝7)，另一支试管中加入V mL NH4Cl和氨水混合液(pH＝8)，两支试管中氢氧化镁均溶解。该实验证明(2)中 (填“猜想1”或“猜想2”)正确。
14．以硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图所示：
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(1)“酸溶”中加快溶解的方法为
(任意写出一种)。
(2)“还原”过程中的离子方程式为 。
(3)写出“滤渣”中主要成分的化学式： 。
(4)①“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为
。
②若用CaCO3“沉铁”，则生成FeCO3沉淀。当反应完成时，溶液中＝ [已知Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9，Ksp(FeCO3)＝2×10－11]。
(5)“氧化”时，用NaNO2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液，能缩短氧化时间，但缺点是
。
(6)焦炭还原硫酸渣炼铁能充分利用铁资源，在1 225 ℃、＝1.2时，焙烧时间与金属产率的关系如图，时间超过15min时，金属产率下降的原因是 。
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第2课时 沉淀溶解平衡的应用
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题组一 沉淀的生成与溶解
1．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 1.03×10－4 1.81×10－7 1.84×10－14
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，就要形成溶解度最小的物质，由表中数据可知，PbS的溶解度最小，故选用的沉淀剂最好为硫化物。
2．已知在pH为4～5的环境中，Cu2＋、Fe2＋几乎不水解，而Fe3＋几乎完全水解。工业上制CuCl2溶液是将浓盐酸用蒸气加热到80 ℃左右，再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质FeO)，充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子，下述方法可行的是( )
A．向溶液中通入Cl2，再加入纯净的CuO粉末调节pH为4～5
B．向溶液中通入H2S使Fe2＋沉淀
C．向溶液中通入Cl2，再通入NH3，调节pH为4～5
D．加入纯Cu将Fe2＋还原为Fe
答案 A
解析 根据题干信息，通入Cl2可将Fe2＋先转化为Fe3＋，再转化为Fe(OH)3而除去，A项正确；在酸性溶液中H2S与Fe2＋不反应，而H2S与Cu2＋反应生成CuS沉淀，B项错误；通入NH3会引入新的杂质离子NH，C项错误；由金属的活动性Fe＞Cu知，D项错误。
3．探究Mg(OH)2的沉淀溶解平衡时，利用下表三种试剂进行试验，下列说法不正确的是( )
编号 ① ② ③
分散质 Mg(OH)2 HCl NH4Cl
备注 悬浊液 1 mol·L－1 1 mol·L－1
A.向①中滴入几滴酚酞溶液后，溶液显红色说明Mg(OH)2是一种弱电解质
B．为使Mg(OH)2悬浊液溶解得更快，加入过量的NH4Cl浓溶液并充分振荡，效果更好
C．①③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2NH(aq)Mg2＋(aq)＋2NH3·H2O(aq)
D．向①中加入②，H＋与OH－反应生成H2O，使c(OH－)减小，Mg(OH)2沉淀溶解平衡向溶解的方向移动
答案 A
解析 向Mg(OH)2悬浊液中滴入几滴酚酞溶液后，溶液显红色只能说明Mg(OH)2能电离，但不能判断是部分电离还是完全电离，A项不正确；Mg(OH)2沉淀电离出来的OH－与NH4Cl电离出来的NH结合生成一水合氨，所以加入过量的NH4Cl浓溶液，可使Mg(OH)2悬浊液溶解得更快，B项正确；NH能结合Mg(OH)2电离出的OH－，生成弱电解质NH3·H2O，所以①③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2NH(aq)Mg2＋(aq)＋2NH3·H2O(aq)，C项正确；在Mg(OH)2悬浊液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，所以向①中加入②，c(OH－)减小，Mg(OH)2沉淀溶解平衡正向移动，D项正确。
题组二 沉淀的转化
4．已知：Ksp(CuS)＝1.3×10－36，Ksp(MnS)＝2.6×10－13。工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)。下列说法错误的是( )
A．反应达平衡后，继续加入MnS，废水中的Cu2＋的去除率增加
B．该反应可将工业废水中的Cu2＋沉淀完全
C．往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2＋)变大
D．该反应的平衡常数K＝2.0×1023
答案 A
解析 达到平衡后，增加MnS的使用量，平衡不移动，废水中的Cu2＋的去除率不改变，故A错误；利用此反应可将工业废水中的Cu2＋沉淀完全，故B项正确；c(Cu2＋)增大，平衡正向移动，所以c(Mn2＋)变大，故C正确；该反应的平衡常数K＝＝＝2.0×1023，故D正确。
5．已知：25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11。下列说法正确的是( )
A．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大
B．25 ℃时，Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大
C．25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小
D．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2
答案 B
解析 A项，Mg(OH)2与MgF2同属于AB2型沉淀，Ksp[Mg(OH)2]比Ksp(MgF2)小，说明饱和Mg(OH)2溶液中的c(Mg2＋)更小；B项，Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，NH与OH－反应而使平衡右移，c(Mg2＋)增大；C项，Ksp只与温度有关；D项，Mg(OH)2的Ksp与MgF2的Ksp数量级接近，若F－浓度足够大，Mg(OH)2也能转化为MgF2。
6．25 ℃时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)＝6.3×10－18；Ksp(CuS)＝1.3×10－36；Ksp(ZnS)＝1.6 ×10－24。下列关于常温时的有关叙述正确的是( )
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 mol·L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的浓度最大只能达到1.6×
10－23 mol·L－1
C．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(S2－)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；因CuS比FeS更难溶，FeS沉淀可转化为CuS沉淀，故C对；温度不变，Ksp(FeS)不变，故D错。
题组三 沉淀溶解平衡的综合应用
7．下列应用或现象主要体现的是沉淀溶解平衡原理的有( )
①热纯碱溶液洗涤油污的能力强 ②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒 ③溶洞的形成 ④碳酸钡不能作“钡餐”但硫酸钡能 ⑤泡沫灭火器灭火
A．仅②③④ B．仅①②③
C．仅③④⑤ D．全部
答案 A
解析 ①利用的是水解原理，⑤利用两种离子水解的相互促进作用，②③④体现的均是沉淀溶解平衡原理。
8．在AgCl悬浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。下列叙述正确的是( )
A．常温下，AgCl悬浊液中c(Cl－)≈1.34×10－5 mol·L－1
B．温度不变，向AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，Ksp(AgCl)减小
C．向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgBr)
D．常温下，将0.001 mol·L－1 AgNO3溶液与0.001 mol·L－1KCl溶液等体积混合，无沉淀析出
答案 A
解析 AgCl的溶度积Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝1.8×10－10，则AgCl悬浊液中c(Cl－)＝
c(Ag＋)≈1.34×10－5 mol·L－1，A正确；Ksp(AgCl)只与温度有关，温度不变，Ksp(AgCl)不变，B错误；向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明AgBr的溶解度小于AgCl，则有Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)，C错误；0.001 mol·L－1 AgNO3溶液与0.001 mol·
L－1KCl溶液等体积混合，此时离子积Q＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.000 52＝2.5×10－7＞Ksp(AgCl)，故可以生成AgCl沉淀，D错误。
9．工业上用化学法除锅炉的水垢时，先向锅炉中注入饱和Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去[已知：Ksp(CaCO3)＝1×10－10，Ksp(CaSO4)＝9×10－6]，下列说法错误的是( )
A．升高温度，Na2CO3溶液的Kw和c(OH－)均会增大
B．沉淀转化的离子方程式为CO(aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋SO(aq)
C．该条件下，CaCO3溶解度约为1×10－3 g
D．CaSO4和CaCO3共存的悬浊液中，＝9×104
答案 C
解析 升高温度，水的电离平衡正向移动，Kw增大，Na2CO3的水解平衡正向移动，c(OH－)增大，故A项正确；沉淀由难溶物质转变为更难溶的物质，故B项正确；由Ksp(CaCO3)可知饱和CaCO3溶液的浓度为1×10－5 mol·L－1,100 mL饱和CaCO3溶液中含有CaCO3的质量为1×10－4 g，溶解度约为1×10－4 g，故C项错误；CaSO4和CaCO3共存的悬浊液中，＝＝9×104，故D项正确。
10. 不同温度(T1和T2)时，硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。下列说法正确的是( )
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A．T1＞T2
B．加入BaCl2固体，可使溶液由a点变到c点
C．c点时，在T1、T2两个温度下均有固体析出
D．a点和b点的Ksp相等
答案 D
解析 因为硫酸钡在水中溶解时吸收热量，则温度升高硫酸钡的Ksp增大，T2时硫酸钡的Ksp大于T1时硫酸钡的Ksp，故T2＞T1，A错误；硫酸钡溶液中存在着沉淀溶解平衡，a点在平衡曲线上，加入BaCl2，c(Ba2＋)增大，平衡左移，c(SO)应降低，所以不能使溶液由a点变到c点，B错误；在T1时c点溶液的Q＞Ksp，有沉淀析出，在T2时c点溶液的Q＜Ksp，没有沉淀析出，C错误；温度不变，Ksp不变，同一温度下，在曲线上的任意一点Ksp都相等，D正确。
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11．(1)①25 ℃时，潮湿的石膏雕像表面会发生反应：
CaSO4(s)＋CO(aq)CaCO3(s)＋SO(aq)，其平衡常数K＝ [已知Ksp(CaSO4)＝9.1×10－6，Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9]。
②溶洞景区限制参观的游客数量，主要原因之一是游客呼吸产生的气体对钟乳石有破坏作用，从化学平衡的角度说明其原因
。
(2)已知某温度下Ksp(CaF2)＝3.4×10－11，Ksp(MgF2)＝7.1×10－11。该温度下，“沉淀除杂”时加入足量的NaF溶液可将Ca2＋、Mg2＋沉淀除去，若所得滤液中c(Mg2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1，则滤液中c(Ca2＋)为 (保留2位有效数字)。
答案 (1)①3.25×103 ②游客呼出的CO2可与钟乳石的主要成分CaCO3发生反应：CO2＋H2O＋CaCO3Ca2＋＋2HCO，CO2增加，平衡正向移动，CaCO3减少，钟乳石被破坏 (2)4.8×10－6 mol·L－1
解析 (1)①由方程式可知，反应的平衡常数K＝＝＝＝＝3.25×103。
②二氧化碳和碳酸钙在溶液中存在如下平衡：CO2＋H2O＋CaCO3Ca2＋＋2HCO，当游客数量增大时，反应物二氧化碳的浓度增大，平衡正向移动，碳酸钙因反应而减少，导致钟乳石被破坏。
(2)c(Ca2＋)∶c(Mg2＋)＝[c(Ca2＋)·c2(F－)]∶[c(Mg2＋)·c2(F－)]＝Ksp(CaF2)∶Ksp(MgF2)＝34∶71，所以c(Ca2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1×≈4.8×10－6 mol·L－1。
12．(2022·黄石高二检测)废弃电池随意丢弃会对土壤或水产生污染，电池中含有的重金属离子对植物生长有毒害作用，摄入人体还会伤害人的脑细胞、神经、肝、肾、骨骼等等。某同学查阅一些难溶物常温下的溶度积常数如表：
物质 FeS CuS(黑色) MnS(红色) PbS HgS ZnS
Ksp 6.3×10－18 1.3×10－35 2.5×10－13 3.4×10－28 6.4×10－33 1.6×10－24
物质 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn(OH)2 Pb(OH)2 Zn(OH)2
Ksp 2.6×10－39 3.2×10－34 4.5×10－13 1.0×10－16 1.2×10－17
(1)该同学在含有相同浓度Mn2＋和Cu2＋的溶液中滴加Na2S的稀溶液，观察到先出现的沉淀颜色是 ，该实验说明在相同条件下Ksp越小，物质的溶解度 (填“越大”或“越小”)。
(2)已知室温下铁离子开始沉淀的pH为1.0，则此溶液中Fe3＋的物质的量浓度为 ，若溶液中含有与Fe3＋等浓度的Al3＋，调节pH使Fe3＋沉淀完全时，其中 (填“含有”或“不含有”)Al(OH)3沉淀。
(3)某工业废水中含有Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋杂质，利用沉淀转化原理最适宜加入过量的 (填字母)。
A．FeS B．Fe2O3
C．Na2S D．ZnO
写出加入该试剂除去Pb2＋时发生反应的离子方程式： 。
(4)由FeCl3·6H2O晶体得到纯的无水FeCl3，需要进行的操作是
。
答案 (1)黑色 越小 (2)2.6 mol·L－1 含有 (3)A FeS(s)＋Pb2＋(aq)Fe2＋(aq)＋PbS(s) (4)在HCl气流中加热
解析 (1)同类型沉淀，Ksp越小，溶解度越小，越优先析出，根据表中数据，由于Ksp(MnS)>Ksp(CuS)，所以CuS更难溶，在含有相同浓度的Mn2＋和Cu2＋的溶液中滴加Na2S的稀溶液，优先析出CuS沉淀，为黑色沉淀。
(2)室温下铁离子开始沉淀的pH为1.0，则溶液中c(OH－)＝10－13 mol·L－1，此溶液中Fe3＋的物质的量浓度为c(Fe3＋)＝＝ mol·L－1＝2.6 mol·L－1，调节pH使Fe3＋沉淀完全时，认为溶液中c(Fe3＋)<10－5 mol·L－1，此时溶液中c3(OH－)＝＝＝2.6×10－34，此时c(Al3＋)·c3(OH－)＝2.6×2.6×10－34＝6.76×10－34>Ksp[Al(OH)3]，所以含有Al(OH)3沉淀。
(3)加入试剂应足量，为避免引入更多新的杂质，要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使它们转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时避免引入更多的杂质，试剂除去Pb2＋时发生反应的离子方程式为FeS(s)＋Pb2＋(aq)Fe2＋(aq)＋PbS(s)。
(4)在空气中直接加热FeCl3·6H2O晶体得不到纯的无水FeCl3，原因是在空气中直接加热FeCl3·6H2O晶体会发生水解生成氢氧化铁和HCl，为了抑制其水解应该在干燥的HCl气流中加热脱水。
13．(2022·重庆高二期末)某研究小组进行Mg(OH)2的沉淀溶解平衡的实验探究。
[查阅资料] 25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39。
[制备试剂]向2支均盛有1 mL 0.1 mol·L－1MgCl2溶液的试管中分别加入2滴2 mol·L－1NaOH溶液，制得等量Mg(OH)2沉淀。
(1)分别向两支试管中加入不同试剂，请填写下表中的实验现象。
试管编号 加入试剂 实验现象
Ⅰ 2滴0.1 mol·L－1FeCl3溶液
Ⅱ 4 mL 2 mol·L－1NH4Cl溶液 白色沉淀溶解，得无色溶液
(2)同学们猜想产生试管Ⅱ中现象的主要原因有以下两种。
猜想1：NH结合Mg(OH)2电离出的OH－，使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动。
猜想2： 。
(3)为验证猜想，同学们取少量相同质量的氢氧化镁固体盛放在两支试管中，一支试管中加入V mL醋酸铵溶液(pH＝7)，另一支试管中加入V mL NH4Cl和氨水混合液(pH＝8)，两支试管中氢氧化镁均溶解。该实验证明(2)中 (填“猜想1”或“猜想2”)正确。
答案 (1)白色沉淀转化为红褐色沉淀
(2)铵根离子水解使溶液显酸性，消耗氢氧化镁电离出的氢氧根离子，促进氢氧化镁沉淀溶解平衡正向移动 (3)猜想1
解析 (1)Ksp[Mg(OH)2] Ksp[Fe(OH)3]，则试管Ⅰ中Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀，可观察到白色沉淀转化为红褐色沉淀。
(3)分别加入醋酸铵溶液(pH＝7)、NH4Cl和氨水混合液(pH＝8)，Mg(OH)2均溶解，可知是铵根离子与氢氧根离子结合使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动，则猜想1成立。
14．以硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图所示：
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(1)“酸溶”中加快溶解的方法为
(任意写出一种)。
(2)“还原”过程中的离子方程式为 。
(3)写出“滤渣”中主要成分的化学式： 。
(4)①“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为
。
②若用CaCO3“沉铁”，则生成FeCO3沉淀。当反应完成时，溶液中＝ [已知Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9，Ksp(FeCO3)＝2×10－11]。
(5)“氧化”时，用NaNO2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液，能缩短氧化时间，但缺点是
。
(6)焦炭还原硫酸渣炼铁能充分利用铁资源，在1 225 ℃、＝1.2时，焙烧时间与金属产率的关系如图，时间超过15min时，金属产率下降的原因是 。
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答案 (1)加热(或搅拌或适当增大硫酸浓度)
(2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
(3)SiO2、Fe (4)①FeSO4＋2NH4HCO3===Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑ ②140
(5)NaNO2被还原为氮氧化物，污染空气 (6)还原剂消耗完后，空气进入使铁再次氧化
解析 (3)SiO2与硫酸不能发生反应，Fe与Fe3＋反应生成Fe2＋，过量的Fe以固体形式存在，故“滤渣”中主要成分的化学式为SiO2、Fe。
(4)②若用CaCO3“沉铁”，则生成FeCO3沉淀，当反应完成时，溶液中＝＝＝140。
(6)超过一定时间，若还原剂消耗完，空气可氧化铁，导致产率下降。