第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第四节 沉淀溶解平衡
3.4.2 沉淀溶解平衡的应用
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01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.了解沉淀的生成、溶解与转化。能结合实例说明pO调控的沉淀生成、溶解与转化等在 工农业生产和科学研究中的重要作用。 2.能综合运用离子反应和沉淀溶解平衡理论,分析和解决生产、生活中有关沉淀溶解平衡 的实际问题。 重点:沉淀溶解、生成及转化的基本原理(条件、方法、实质)。 难点:沉淀转化的应用。
一、沉淀的生成
1.调节pO法
如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3,可以向溶液中加入CuO,调节溶液的pO,使Fe3+形成Fe(OO)3沉淀而除去。离子方程式为 、 。
2.沉淀剂法:
(1)工业废水中以Na2S沉淀剂,使废水中的某些金属离子Cu2+、Og2-,离子方程式为 、 。
(2)沉淀剂的选择:利用生成沉淀分离或除去某种离子,首先要使生成沉淀的反应能够发生,其次沉淀生成的反应进行得越完全越好。如除去溶液中的Mg2+,用NaOO溶液比使用Na2CO3溶液 ,原因是Mg(OO)2的溶解度比MgCO3的 。
【思考与讨论】p82参考答案:
(1)选择钡盐,因为Ksp(BaSO4)(2)可以增小所用沉淀剂的浓度。
3.相同离子法:增小沉淀溶解平衡体系中某种离子的浓度,使平衡向 的方向移动,如向AgCl饱和溶液中加入饱和食盐水可继续生成 沉淀。
4.氯化还原法:改变离子的存在形式,促使其转化为溶解度更小的难溶电解质,便于分离出来,例如通过氯化还原反应将Fe2+氯化为Fe3+,从而生成更难溶的Fe(OO)3沉淀。
二、沉淀的溶解
1.酸溶解法
如CaCO3溶于盐酸,离子方程式为 ,其溶解原理可表示为
CO2气体的生成和逸出,使CaCO3溶解平衡体系中的CO32-浓度不断 ,平衡向 的方向移动
2.盐溶液溶解法
(1)实验探究——【实验3-3】p82
实验装置
实验原理 氢氯化镁难溶于水,但与酸反应,溶于酸性溶液。NO4C1水解显酸性,能溶解氢氯化镁。Mg(OO)2+2O+=Mg2++O2O,Mg(OO)2+2NO4+=Mg2++2NO3 O2O
实验用品 蒸馏水、盐酸、氯化铵溶液、氢氯化镁固体;试管、胶头滴管
实验步骤 分别向三支试管盛有少量Mg(OO)2固体的试管中分别滴加适量蒸馏水、盐酸和氯化铵溶液,充分振荡,观察并记录现象
实验现象 氢氯化镁中加入蒸馏水沉淀量无明显减少;氢氯化镁中加入盐酸溶液,沉淀迅速 ,得无色溶液;氢氯化镁中加入氯化铵溶液,沉淀 ,得无色溶液。
实验结论 氢氯化镁溶于 和 溶液。
实验说明 在含有难溶物氢氯化镁的溶液中存在溶解平衡,加入酸或酸性溶液能促进沉淀的溶解。加入能与沉淀溶解所产生的离子发生反应的试剂,生成挥发性物质或弱电解质而使溶解平衡向溶解的方向移动。
(2)结论:Mg(OO)2溶于盐酸和NO4Cl溶液,离子方程式为 。
【思考与讨论】p82参考答案:
(1)Mg(OO)2+2O+=Mg2++O2O、Mg(OO)2+2NO===Mg2++2NO3·O2O
(2)Mg(OO)2(s)Mg2+(aq)+20O-(aq),向其中加入盐酸,中和OO,使该沉淀溶解平衡向正反应方向移动,促进Mg(OO)2(s)的溶解;向其中加入NO4Cl溶液,NO和OO,反应使该沉淀溶解平衡向正反应方向移动,促进Mg(OO)2(s)的溶解。
3.生成配合物溶解法
如AgCl沉淀可溶于氨水,其溶解原理为AgCl电离出的Ag+与NO3·O2O作用生成可溶但难电离的配离子[Ag(NO3)2]+,则AgCl溶解平衡体系中c(Ag+)减小,溶解平衡向右移动直至AgCl完全溶解,反应的离子方程式为 。
4.氯化还原溶解法:有些金属硫化物(如CuS、OgS等)不溶于非氯化性酸,只能溶于氯化性酸,则可通过减小c(S2-)来达到使沉淀溶解的目的,例如: 。
三、沉淀的转化
1.实验探究沉淀的转化
(1)氯化银、碘化银、硫化银沉淀的转化——【实验3-4】p83
实验装置
实验原理 Ag++Cl=AgCl↓,AgCl+I-=AgI+Cl-,2AgI+S2-==Ag2S+2I-
实验用品 0.1mol/LAgNO3溶液、0.1mol/LNaCl溶液、0.1mol/LKI溶液、0.1mol/LNa2S溶液;试管、滴管。
实验步骤 ①向盛有2mL0.1mol/LNaCl溶液的试管中滴加2滴0.1mol/LAgNO3溶液,观察并记录现象。 ②振荡试管,然后向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液,观察并记录现象。 ③振荡试管,然后再向其中滴加8滴0.1mol/LNa2S溶液,观察并记录现象。
实验现象 ①NaCl溶液和AgNO3溶液混合产生白色沉淀。②向所得固液混合物中滴加KI溶液,沉淀颜色逐渐变成黄色。③再向所得固液混合物中滴加Na2S溶液,沉淀颜色逐渐变成黑色。
实验结论 ①溶解度由小到小的顺序为:AgCl>AgI>Ag2S[或Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),因沉淀类型不同通常不能比较Ksp(AgCl)、Ksp(AgI)与Ksp(Ag2S)的小小]。②溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀,且两者差别越小,转化越容易。
实验说明 利用沉淀的转化探究沉淀的溶解度小小时,与少个沉淀均相关的离子(如Ag+)不能过量。
(2)氢氯化镁、氢氯化铁沉淀的转化——【实验3-5】p83
实验装置
实验原理 Mg2++2OO-=Mg(OO)2↓,3Mg(OO)2+2Fe3+=3Mg2++2Fe(OO)3
实验用品 0.1mol/LMgCl2溶液、0.1mol/LFeCl3溶液、2mol/LNaOO溶液;试管、量筒、胶头滴管。
实验步骤 (1)向盛有2mL0.1mol/LMgCl2溶液的试管中滴加2 4滴2mol/LNaOO溶液,观察并记录现象。 (2)向上述试管中滴加4滴0.1mol/L FeCl3溶液,静置,观察并记录现象。
实验现象 MgCl2溶液中加入NaOO得到白色沉淀,再加入FeCl3后,沉淀逐渐变为红褐色。
实验结论 ①溶解度由小到小的顺序为:Mg(OO)2>Fe(OO)3(因沉淀类型不同通常不能比较两者Ksp的小小)。 ②溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀,且两者差别越小,转化越容易。
实验说明 利用沉淀的转化探究沉淀的溶解度小小时,与少个沉淀均相关的离子(如OO-)不能过量。
2.沉淀转化的实质:沉淀溶解平衡的移动。
①NaCl溶液AgClAgIAg2S,则溶解度:AgCl>AgI>Ag2S。
②MgCl2溶液Mg(OH)2Fe(OH)3,则溶解度:Mg(OH)2>Fe(OH)3。
3.沉淀转化的规律
①两种沉淀的溶解度不同,一般来说溶解度小的沉淀可以转化为溶解度 的沉淀,沉淀的溶解度差别 ,沉淀转化 。
②当两种沉淀的Ksp的大小相差 时,溶解小也可以转化为溶解度 的沉淀,通过控制反应条件也能实现,如BaSO4(Ksp=1.1×10-10)用 浸泡可部分转化为BaCO3(Ksp=2.58×10-9)。
③当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时,生成沉淀所需要试剂离子浓度 的越先沉淀,如果生成各种沉淀所需要试剂离子的浓度相差 ,就能 沉淀,从而达到 的目的。
4.沉淀转化的应用
①锅炉除垢:
水垢[CaSO4(s)] CaCO3(s) Ca2+(aq),即将CaSO4转化为易溶于酸的 ,离子方程式为 。
②矿物转化:
CuSO4溶液铜蓝(CuS),即CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS,离子方程式为 。
【易错提醒】(1)沉淀溶解平衡移动过程是固体溶解和析出的相互转化过程,属于物理变化,但遵循勒夏特列原理。
(2)沉淀溶解达到平衡时,再加入该难溶物对平衡无影响。
(3)用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,沉淀已经完全。
(4)对于化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶物,不能直接根据Ksp的大小来确定其溶解能力的大小,需通过计算转化为溶解度。
四、沉淀溶解平衡图像
1.沉淀溶解平衡曲线
(1)溶度积曲线是难溶电解质饱和溶液中离子浓度之间的关系曲线,以AgCl悬浊液为例,溶度积曲线如图:
①曲线上任一点都代表沉淀溶解平衡状态,即Qc=Ksp。
②曲线上方区域均为过饱和溶液,即Qc>Ksp。
③曲线下方区域均为不饱和溶液,即Qc<Ksp。
④升高温度,曲线向右上方平移。
(2)沉淀溶解平衡对数曲线
溶度积对数曲线是难溶电解质饱和溶液中离子浓度对数值之间的关系曲线,以CdCO3饱和溶液为例,溶度积曲线如图:
①直线上任一点都代表沉淀溶解平衡状态,即Qc=Ksp。
②曲线上方区域均为不饱和溶液,即Qc<Ksp。
③曲线下方区域均为过饱和溶液,即Qc>Ksp。
④升高温度,直线向左下方平移。
2.沉淀滴定曲线
沉淀滴定曲线是沉淀滴定过程中构成难溶电解质的离子浓度与滴定剂加入量之间的关系曲线,以向10 mL 0.1 mol·L-1 CuSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1的K2S溶液溶液为例,滴加过程中溶液中-lgc(Cu2+)与K2S溶液体积(V)的关系曲线如图:
①曲线上任一点都代表平衡点,c(Cu2+)·c(S2-)=Ksp。
②滴定终点时(b点)为饱和CuS溶液,c(Cu2+)=c(S2-)。
③滴定终点以前线上点(如a点),代表c(Cu2+)>c(S2-);
滴定终点以后线上点(如c点),代表c(Cu2+)<c(S2-)。
3.沉淀溶解平衡图像题的解题策略
第一步:明确图像中横、纵坐标的含义:横、纵坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第二步:理解图像中线上点、线外点的含义
(1)以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Q=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线外。
(2)曲线上方区域的点均为饱和溶液与沉淀共存的体系,此时Q>Ksp。
(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Q第三步:抓住Ksp的特点,结合选项分析判断
(1)溶液在蒸发时,离子浓度的变化分两种情况:①原溶液不饱和时,离子浓度要增大都增大;②原溶液饱和时,离子浓度都不变。
(2)溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同。
4.沉淀溶解平衡图像分析模式
(1)曲线上任一点均为饱和溶液,线外的点为非饱和溶液,可根据Qc与Ksp的大小判断。
(2)求Ksp时可找曲线上合适的一点确定离子浓度进行计算,曲线上任一点的Ksp相同。
(3)当坐标表示浓度的对数时,要注意离子浓度的换算,如lg c(X)=a,则c(X)=10a。
(4)当坐标表示浓度的负对数(-lgX=pX)时,pX越大,c(X)越小,c(X)=10-pX。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液,则S沉淀完全,溶液中只含Ba2+、Na+和Cl-,不含S。( )
(2)BaSO4(s)+C(aq)BaCO3(s)+S(aq)说明BaCO3的溶解度比BaSO4小。( )
(3)分别用等体积的蒸馏水和0.01 mol·L-1的盐酸洗涤AgCl沉淀,用水洗涤造成的AgCl沉淀的损失大于用稀盐酸洗涤的损失。( )
(4)洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好。( )
2.已知:25 ℃时,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaCO3)=2.6×10-9。
(1)医学上进行消化系统的X射线透视时,常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸酸性很强(pH约为1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是(用溶解平衡原理解释) 。万一误服了少量BaCO3,应尽快用大量0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液洗胃,如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化,残留在胃液中的Ba2+浓度仅为 mol·L-1。
(2)长期使用的锅炉需要定期除水垢,否则会降低燃料的利用率。水垢中含有CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。
①CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为 。
②请分析CaSO4转化为CaCO3的原理: 。
(3)牙齿表面由一层硬的组成为Ca5(PO4)3OH的难溶物质保护着,它在唾液中存在下列平衡:
Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO(aq)+OH-(aq)
进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙齿就会受到腐蚀,其原因是: 。
已知Ca5(PO4)3F的溶解度比Ca5(PO4)3OH的溶解度小,请用离子方程式表示使用含氟牙膏防止龋齿的原因: 。
问题一 沉淀的溶解与生成
【典例1】关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠晶体(NaUr),尤其在寒冷季节诱发关节疼痛,其化学机理为:①HUr(尿酸)+H2O Ur-(尿酸根离子)+H3O+;②Ur-(aq)+Na+(aq) NaUr(s)。下列叙述错误的是
A.少吃食盐有助于缓解关节疼痛
B.反应②为放热反应,关节保暖可以缓解疼痛
C.大量饮水可能会加剧关节的疼痛
D.降低关节滑液中HUr和Na+的含量是治疗关节炎的方法之一
【解题必备】(1)要能除去溶液中的指定离子,又不能影响其他离子的存在,并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去,如沉淀KNO3溶液中的Ag+,可用KCl作沉淀剂,而不能选用NaCl。
(2)溶液中沉淀物的溶解度越小,离子沉淀越完全,如沉淀Ca2+,可将Ca2+转化为CaCO3、CaSO4,因CaSO4是微溶物,不如CaCO3的溶解度小,因此转化为CaCO3沉淀时Ca2+除去得更完全。
(3)要注意沉淀剂的电离程度,如使Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀时,用NaOH溶液作沉淀剂要比用氨水的效果好。
【变式1-1】已知Ksp(AgCl)=1.8×10 10,Ksp(AgBr)=7.7×10 13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10 12.某溶液中含有Cl 、Br 和的浓度均为0.010mol·L 1,向该溶液中逐滴加入0.010mol·L 1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为
A.Cl 、Br 、 B.、Br 、Cl
C.Br 、Cl 、 D.Br 、、Cl
【变式1-2】某小组为探究溶液与溶液(浓度均为)之间的反应,进行了如下实验。
序号 实验操作 实验现象
I 有白色沉淀生成,振荡后迅速溶解,得到无色清液(该清液若放置一段时间,无明显变化),该现象一直持续到加入1.5mLAgNO3溶液时;超过1.5mL后,产生少量白色沉淀,立即变为棕黄色,最终变为黑色;滴加完毕,静置,得到黑色沉淀,上层清液pH=5
II 有白色沉淀生成,立即变为棕黄色,充分振荡后得到棕黄色清液,有丁达尔现象。
已知:i.为白色沉淀,不稳定,易分解。
ii.(无色)。
下列结论或推断不正确的是
A.已知后续试验在实验I上层清液中检出了,则黑色物质中可能含等物质
B.实验I中加入后产生白色沉淀的原因是:过量与结合,使降低,逆移,析出沉淀
C.对比实验I、II分别加入溶液时的现象,推测实验I中的溶解速率小于分解速率
D.若想配制溶液,应在不断搅拌下将溶液缓缓加入到同浓度的溶液中,且应保证
问题二 沉淀的转化
【典例2】25℃时有关物质的颜色和溶度积()如下表:
物质
颜色 白 淡黄 黄 黑
下列叙述错误的是
A.向AgCl悬浊液中加入溶液,有黑色沉淀产生
B.25℃时,AgCl、AgBr、AgI、的饱和水溶液中的浓度相同
C.该温度下,饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:
D.在溶液中,加入1滴(20滴约为1mL)溶液,不能产生白色沉淀
【解题必备】若一种沉淀剂可使溶液中多种离子产生沉淀时,则可控制反应条件,使这些离子先后分别沉淀。
(1)对同一类型的沉淀,Ksp越小越先沉淀,且Ksp相差越大分步沉淀效果越好。如在Cl-、Br-、I-的混合溶液中,由于AgCl、AgBr、AgI的Ksp相差较大,逐滴加入Ag+可按I-、Br-、Cl-的顺序先后沉淀,即Ksp最小的首先沉淀出来。
(2)对不同类型的沉淀,其沉淀先后顺序要利用Ksp计算溶液中离子的浓度,根据离子浓度的大小来判断沉淀的先后顺序,如AgCl和Ag2CrO4的分步沉淀,可通过控制Ag+浓度来完成。
【变式2-1】某小组同学设计如下实验探究沉淀的生成与转化。下列有关说法不正确的是
A.步骤①产生的浊液中存在平衡:
B.步骤②中溶液先变浑浊的反应:
C.步骤③中浊液颜色变化说明有生成
D.该实验可证明沉淀可以转化为沉淀
【变式2-2】已知:,。将饱和、溶液等体积混合(忽略溶液体积变化),下列叙述正确的是
A.混合溶液中 B.会有极少量的黄色固体析出
C.将会减小 D.混合溶液中大于饱和溶液中的
问题三 沉淀溶解平衡图像
【典例3】。三种金属硫化物在水中的沉淀溶解平衡如图。下列说法不正确的是
A.a点无ZnS沉淀生成
B.可用MnS除去MnCl2溶液中混有的少量ZnCl2
C.向CuS悬浊液中加入少量水,平衡向溶解的方向移动,c(S2-)增大
D.CuS和MnS共存的悬浊液中,
【解题必备】沉淀溶解平衡图像题的解题策略
第一步:明确图像中横、纵坐标的含义
横、纵坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第二步:理解图像中线上点、线外点的含义
(1)以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Q=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线外。
(2)曲线上方区域的点均为饱和溶液与沉淀共存的体系,此时Q>Ksp。
(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Q第三步:抓住Ksp的特点,结合选项分析判断
(1)溶液在蒸发时,离子浓度的变化分两种情况:①原溶液不饱和时,离子浓度要增大都增大;②原溶液饱和时,离子浓度都不变。
(2)溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同。
【变式3-1】常温下,已知、的沉淀溶解平衡曲线如图所示,溶液中和阴离子(、)浓度的负对数分别用pM和pR表示。
已知:。下列说法正确的是
A.曲线XY代表的是
B.的为mol L
C.在饱和溶液中加少量固体,,浓度均减小
D.阴影区域内,可析出,而不析出
【变式3-2】绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,一定温度下,它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.p、q两点对应的Ksp相等
B.p点表示CdS在水中的溶解度
C.向p点的溶液中滴加硝酸,c(Cd2+)沿曲线向q点方向变化
D.向q点的溶液中加入Na2S固体,c(Cd2+)沿曲线向p点方向变化
1.为了除去酸性氯化镁溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后可得到氯化镁溶液,这种试剂是
A.氧化镁 B.烧碱 C.纯碱 D.氨水
2.已知常温下:p(S)=-lg[c(S2-)],Ksp(ZnS)=1×10-24,Ksp(CuS)=1×10-36,如图是向10mLNa2S溶液中逐渐加入0.1mol·L-1的ZnSO4溶液时,其中实线为溶液的p(S)随着加入ZnSO4溶液的体积变化图像(忽略离子的水解影响)。下列结论不正确的是
A.根据0点可得原Na2S溶液的物质的量浓度为0.1mol·L-1
B.图中X点的坐标为(100,12)
C.ZnS+Cu2+Zn2++CuS的平衡常数K=1012
D.把0.1mol·L-1的ZnSO4溶液换成0.1mol·L-1CuSO4溶液,则图象在终点后变为曲线y
3.常温下氢氧化锌在碱性溶液中的变化如图所示,横坐标为溶液的pH,纵坐标为Zn2+或的物质的量浓度的对数,下列说法正确的是
A.依图中数据计算可得该温度下Zn(OH)2的溶度积Ksp=1×10-17
B.溶液中加入足量氨水,发生反应的离子方程式为Zn2++4OH-=+2H2O
C.为提取工业废液中的Zn2+,可以控制溶液的pH在13左右
D.Zn2+在溶液中的存在形式与Al3+相似,碱性溶液中只以Zn(OH)2形式存在
4.为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,不可以使用的试剂是(已知:, )
A.NH3·H2O B.MgO C.Mg(OH)2 D.MgCO3
5.已知常温下,,,向含和的混合溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的溶液,下列说法正确的是
A.一定先有黄色沉淀生成
B.一定先有白色沉淀生成
C.和完全沉淀后,静置,上层清液中
D.将AgI和AgCl加入浓NaCl溶液中,存在平衡:
6.某小组同学进行如下实验探究:
下列分析正确的是
A.实验②、③生成的黄色沉淀中均不含
B.实验②和③的反应可用相同的离子方程式表示
C.实验①和②说明(aq)与(aq)的反应是有限度的
D.实验③证明浊液中存在
7.已知,现进行下列实验。
(1)将溶液和溶液等体积混合,得到悬浊液a;将悬浊液a过滤,得到滤液b和白色沉淀c。
(2)向滤液b中滴加溶液,滤液出现浑浊。
(3)向沉淀c中滴加溶液,沉淀变为黄色。
下列关于上述实验的分析不正确的是
A.悬浊液a中存在沉淀溶解平衡:
B.滤液b中
C.实验(3)表明转化为
D.实验可以证明的比的小
8.已知:25℃时,,,,。
(1)①25℃时,向浓度均为的和混合溶液中逐滴加入氨水,先生成 (填化学式)沉淀。
②将、的混合溶液(A)与过量氨水(B)反应,为使、同时生成沉淀,应先向沉淀反应器中加入 (填“A”或“B”),再滴加另一反应物。
(2)①25℃时,发生水解反应,该反应的平衡常数为 。
②25℃时,若向溶液中加入一定量的石灰水来调节溶液的pH,可得到红褐色沉淀。若调节后溶液的pH为5,则溶液中的浓度为 。
(3)溶液中金属离子的物质的量浓度低于时,可认为已沉淀完全。现向一定浓度的和的混合溶液中逐滴加入氨水,当恰好完全沉淀时,测得,此时所得沉淀中 (填“含有”或“不含有”)。
1.碳酸钙是一种难溶于水的强电解质,以上发生分解反应:。关于碳酸钙的下列说法正确的是
A.在水中的电离方程式是
B.向碳酸钙的浊液中加少量水,可促进碳酸钙的溶解,使离子浓度增大
C.处理锅炉水垢中的,可将其转化为,是利用了
D.保持温度不变,在碳酸钙固体分解的平衡体系中,通入,达到新的平衡时,与原平衡相同
2.探究沉淀溶解平衡的形成及移动情况,实验过程中溶液变化情况如图所示。下列说法错误的是
A.a点表示蒸馏水中加入过量固体
B.加入少量蒸馏水,可实现b-c段变化
C.饱和溶液,
D.常用处理废水中的,可推测
3.常温下,将0.025molBaSO4粉末置于盛有蒸馏水的烧杯中形成1L悬浊液,然后向烧杯中加入Na2CO3固体(忽略溶液体积的变化)并充分搅拌,加入Na2CO3固体的过程中,溶液中几种离子的浓度变化曲线如图所示,下列说法中不正确的是
A.曲线MP表示的变化
B.BaSO4固体恰好完全溶解时,溶液中离子浓度关系为
C.BaSO4的Ksp为1×10-10
D.若要使反应正向进行,需满足
4.为了除去锅炉水垢中的,可先用溶液处理。下列说法正确的是
A.在溶液中,存在
B.属于非电解质
C.由题意可知:
D.熟石膏的化学式为
5.与沉淀溶解平衡无关的是
A.石灰岩溶洞中石笋的形成 B.碘化银固体保存在棕色广口瓶中
C.用FeS除去废水中Cu2+、Hg2+ D.误食可溶性钡盐用Na2SO4溶液解毒
6.锅炉水垢中含有的常用溶液浸泡一段时间,放出浸泡液,再用稀盐酸处理。下列说法错误的是[已知,]
A.放出的浸泡液中存在
B.将稀盐酸换成同浓度稀硫酸达不到除水垢的目的
C.使用溶液浸泡的过程中,浸泡液pH下降
D.转化为的过程中,
7.某温度下AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。pX=-lgc(X),X可代表Ag+、Cl-、CrO。下列说法不正确的是
A.该温度下,Ksp(Ag2CrO4)=10-11.4
B.区域II存在AgCl沉淀
C.反应Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrO(aq)的平衡常数K=108.2
D.向NaCl和Na2CrO4均为0.1mol L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生AgCl沉淀
8.沉淀的生成及转化在实际生产中有重要作用。部分难溶电解质的溶度积见下表(均为数据,单位省略)。
约为 约为 约为 约为
利用作为沉淀剂除去某工业废水中的部分流程如图所示。
(1)结合化学用语,从平衡移动角度解释可用除去的原因: 。
(2)可使(1)中平衡发生移动所需的最小浓度 。
(3)处理含浓度为的该废水至合格(浓度小于)最少所需的质量是 mg。
(4)已知,。现将浓度为溶液与溶液等体积混合,则生成沉淀所需溶液的最小浓度为 。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第四节 沉淀溶解平衡
3.4.2 沉淀溶解平衡的应用
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01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.了解沉淀的生成、溶解与转化。能结合实例说明pO调控的沉淀生成、溶解与转化等在 工农业生产和科学研究中的重要作用。 2.能综合运用离子反应和沉淀溶解平衡理论,分析和解决生产、生活中有关沉淀溶解平衡 的实际问题。 重点:沉淀溶解、生成及转化的基本原理(条件、方法、实质)。 难点:沉淀转化的应用。
一、沉淀的生成
1.调节pO法
如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3,可以向溶液中加入CuO,调节溶液的pO,使Fe3+形成Fe(OO)3沉淀而除去。离子方程式为Fe3++3O2OFe(OO)3+3O+、CuO+2O+===Cu2++O2O。
2.沉淀剂法:
(1)工业废水中以Na2S沉淀剂,使废水中的某些金属离子Cu2+、Og2-,离子方程式为S2-+Cu2+=CuS↓、S2-+Og2-=OgS↓。
(2)沉淀剂的选择:利用生成沉淀分离或除去某种离子,首先要使生成沉淀的反应能够发生,其次沉淀生成的反应进行得越完全越好。如除去溶液中的Mg2+,用NaOO溶液比使用Na2CO3溶液好,原因是Mg(OO)2的溶解度比MgCO3的小。
【思考与讨论】p82参考答案:
(1)选择钡盐,因为Ksp(BaSO4)(2)可以增小所用沉淀剂的浓度。
3.相同离子法:增小沉淀溶解平衡体系中某种离子的浓度,使平衡向生成沉淀的方向移动,如向AgCl饱和溶液中加入饱和食盐水可继续生成AgCl沉淀。
4.氯化还原法:改变离子的存在形式,促使其转化为溶解度更小的难溶电解质,便于分离出来,例如通过氯化还原反应将Fe2+氯化为Fe3+,从而生成更难溶的Fe(OO)3沉淀。
二、沉淀的溶解
1.酸溶解法
如CaCO3溶于盐酸,离子方程式为CaCO3+2O+===Ca2++O2O+CO2↑,其溶解原理可表示为
CO2气体的生成和逸出,使CaCO3溶解平衡体系中的CO32-浓度不断减小,平衡向沉淀溶解的方向移动
2.盐溶液溶解法
(1)实验探究——【实验3-3】p82
实验装置
实验原理 氢氯化镁难溶于水,但与酸反应,溶于酸性溶液。NO4C1水解显酸性,能溶解氢氯化镁。Mg(OO)2+2O+=Mg2++O2O,Mg(OO)2+2NO4+=Mg2++2NO3 O2O
实验用品 蒸馏水、盐酸、氯化铵溶液、氢氯化镁固体;试管、胶头滴管
实验步骤 分别向三支试管盛有少量Mg(OO)2固体的试管中分别滴加适量蒸馏水、盐酸和氯化铵溶液,充分振荡,观察并记录现象
实验现象 氢氯化镁中加入蒸馏水沉淀量无明显减少;氢氯化镁中加入盐酸溶液,沉淀迅速完全溶解,得无色溶液;氢氯化镁中加入氯化铵溶液,沉淀完全溶解,得无色溶液。
实验结论 氢氯化镁溶于酸和酸性溶液。
实验说明 在含有难溶物氢氯化镁的溶液中存在溶解平衡,加入酸或酸性溶液能促进沉淀的溶解。加入能与沉淀溶解所产生的离子发生反应的试剂,生成挥发性物质或弱电解质而使溶解平衡向溶解的方向移动。
(2)结论:Mg(OO)2溶于盐酸和NO4Cl溶液,离子方程式为Mg(OO)2+2O+=Mg2++O2O、Mg(OO)2+2NO===Mg2++2NO3·O2O。
【思考与讨论】p82参考答案:
(1)Mg(OO)2+2O+=Mg2++O2O、Mg(OO)2+2NO===Mg2++2NO3·O2O
(2)Mg(OO)2(s)Mg2+(aq)+20O-(aq),向其中加入盐酸,中和OO,使该沉淀溶解平衡向正反应方向移动,促进Mg(OO)2(s)的溶解;向其中加入NO4Cl溶液,NO和OO,反应使该沉淀溶解平衡向正反应方向移动,促进Mg(OO)2(s)的溶解。
3.生成配合物溶解法
如AgCl沉淀可溶于氨水,其溶解原理为AgCl电离出的Ag+与NO3·O2O作用生成可溶但难电离的配离子[Ag(NO3)2]+,则AgCl溶解平衡体系中c(Ag+)减小,溶解平衡向右移动直至AgCl完全溶解,反应的离子方程式为AgCl+2NO3·O2O[Ag(NO3)2]++Cl-+2O2O。
4.氯化还原溶解法:有些金属硫化物(如CuS、OgS等)不溶于非氯化性酸,只能溶于氯化性酸,则可通过减小c(S2-)来达到使沉淀溶解的目的,例如:3CuS+8ONO3(稀)===3Cu(NO3)2+3S+2NO↑+4O2O。
三、沉淀的转化
1.实验探究沉淀的转化
(1)氯化银、碘化银、硫化银沉淀的转化——【实验3-4】p83
实验装置
实验原理 Ag++Cl=AgCl↓,AgCl+I-=AgI+Cl-,2AgI+S2-==Ag2S+2I-
实验用品 0.1mol/LAgNO3溶液、0.1mol/LNaCl溶液、0.1mol/LKI溶液、0.1mol/LNa2S溶液;试管、滴管。
实验步骤 ①向盛有2mL0.1mol/LNaCl溶液的试管中滴加2滴0.1mol/LAgNO3溶液,观察并记录现象。 ②振荡试管,然后向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液,观察并记录现象。 ③振荡试管,然后再向其中滴加8滴0.1mol/LNa2S溶液,观察并记录现象。
实验现象 ①NaCl溶液和AgNO3溶液混合产生白色沉淀。②向所得固液混合物中滴加KI溶液,沉淀颜色逐渐变成黄色。③再向所得固液混合物中滴加Na2S溶液,沉淀颜色逐渐变成黑色。
实验结论 ①溶解度由小到小的顺序为:AgCl>AgI>Ag2S[或Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),因沉淀类型不同通常不能比较Ksp(AgCl)、Ksp(AgI)与Ksp(Ag2S)的小小]。②溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀,且两者差别越小,转化越容易。
实验说明 利用沉淀的转化探究沉淀的溶解度小小时,与少个沉淀均相关的离子(如Ag+)不能过量。
(2)氢氯化镁、氢氯化铁沉淀的转化——【实验3-5】p83
实验装置
实验原理 Mg2++2OO-=Mg(OO)2↓,3Mg(OO)2+2Fe3+=3Mg2++2Fe(OO)3
实验用品 0.1mol/LMgCl2溶液、0.1mol/LFeCl3溶液、2mol/LNaOO溶液;试管、量筒、胶头滴管。
实验步骤 (1)向盛有2mL0.1mol/LMgCl2溶液的试管中滴加2 4滴2mol/LNaOO溶液,观察并记录现象。 (2)向上述试管中滴加4滴0.1mol/L FeCl3溶液,静置,观察并记录现象。
实验现象 MgCl2溶液中加入NaOO得到白色沉淀,再加入FeCl3后,沉淀逐渐变为红褐色。
实验结论 ①溶解度由小到小的顺序为:Mg(OO)2>Fe(OO)3(因沉淀类型不同通常不能比较两者Ksp的小小)。 ②溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀,且两者差别越小,转化越容易。
实验说明 利用沉淀的转化探究沉淀的溶解度小小时,与少个沉淀均相关的离子(如OO-)不能过量。
2.沉淀转化的实质:沉淀溶解平衡的移动。
①NaCl溶液AgClAgIAg2S,则溶解度:AgCl>AgI>Ag2S。
②MgCl2溶液Mg(OH)2Fe(OH)3,则溶解度:Mg(OH)2>Fe(OH)3。
3.沉淀转化的规律
①两种沉淀的溶解度不同,一般来说溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀,沉淀的溶解度差别越大,沉淀转化越容易。
②当两种沉淀的Ksp的大小相差不大时,溶解小也可以转化为溶解度稍大的沉淀,通过控制反应条件也能实现,如BaSO4(Ksp=1.1×10-10)用饱和Na2CO3溶液浸泡可部分转化为BaCO3(Ksp=2.58×10-9)。
③当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时,生成沉淀所需要试剂离子浓度越小的越先沉淀,如果生成各种沉淀所需要试剂离子的浓度相差较大,就能分步沉淀,从而达到分离的目的。
4.沉淀转化的应用
①锅炉除垢:
水垢[CaSO4(s)] CaCO3(s) Ca2+(aq),即将CaSO4转化为易溶于酸的CaCO3,离子方程式为CaSO4(s)+CO(aq)===CaCO3(s)+SO(aq)。
②矿物转化:
CuSO4溶液铜蓝(CuS),即CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS,离子方程式为ZnS(s)+Cu2+(aq)===CuS(s)+Zn2+(aq)。
【易错提醒】(1)沉淀溶解平衡移动过程是固体溶解和析出的相互转化过程,属于物理变化,但遵循勒夏特列原理。
(2)沉淀溶解达到平衡时,再加入该难溶物对平衡无影响。
(3)用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,沉淀已经完全。
(4)对于化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶物,不能直接根据Ksp的大小来确定其溶解能力的大小,需通过计算转化为溶解度。
四、沉淀溶解平衡图像
1.沉淀溶解平衡曲线
(1)溶度积曲线是难溶电解质饱和溶液中离子浓度之间的关系曲线,以AgCl悬浊液为例,溶度积曲线如图:
①曲线上任一点都代表沉淀溶解平衡状态,即Qc=Ksp。
②曲线上方区域均为过饱和溶液,即Qc>Ksp。
③曲线下方区域均为不饱和溶液,即Qc<Ksp。
④升高温度,曲线向右上方平移。
(2)沉淀溶解平衡对数曲线
溶度积对数曲线是难溶电解质饱和溶液中离子浓度对数值之间的关系曲线,以CdCO3饱和溶液为例,溶度积曲线如图:
①直线上任一点都代表沉淀溶解平衡状态,即Qc=Ksp。
②曲线上方区域均为不饱和溶液,即Qc<Ksp。
③曲线下方区域均为过饱和溶液,即Qc>Ksp。
④升高温度,直线向左下方平移。
2.沉淀滴定曲线
沉淀滴定曲线是沉淀滴定过程中构成难溶电解质的离子浓度与滴定剂加入量之间的关系曲线,以向10 mL 0.1 mol·L-1 CuSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1的K2S溶液溶液为例,滴加过程中溶液中-lgc(Cu2+)与K2S溶液体积(V)的关系曲线如图:
①曲线上任一点都代表平衡点,c(Cu2+)·c(S2-)=Ksp。
②滴定终点时(b点)为饱和CuS溶液,c(Cu2+)=c(S2-)。
③滴定终点以前线上点(如a点),代表c(Cu2+)>c(S2-);
滴定终点以后线上点(如c点),代表c(Cu2+)<c(S2-)。
3.沉淀溶解平衡图像题的解题策略
第一步:明确图像中横、纵坐标的含义:横、纵坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第二步:理解图像中线上点、线外点的含义
(1)以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Q=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线外。
(2)曲线上方区域的点均为饱和溶液与沉淀共存的体系,此时Q>Ksp。
(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Q第三步:抓住Ksp的特点,结合选项分析判断
(1)溶液在蒸发时,离子浓度的变化分两种情况:①原溶液不饱和时,离子浓度要增大都增大;②原溶液饱和时,离子浓度都不变。
(2)溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同。
4.沉淀溶解平衡图像分析模式
(1)曲线上任一点均为饱和溶液,线外的点为非饱和溶液,可根据Qc与Ksp的大小判断。
(2)求Ksp时可找曲线上合适的一点确定离子浓度进行计算,曲线上任一点的Ksp相同。
(3)当坐标表示浓度的对数时,要注意离子浓度的换算,如lg c(X)=a,则c(X)=10a。
(4)当坐标表示浓度的负对数(-lgX=pX)时,pX越大,c(X)越小,c(X)=10-pX。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液,则S沉淀完全,溶液中只含Ba2+、Na+和Cl-,不含S。( )
(2)BaSO4(s)+C(aq)BaCO3(s)+S(aq)说明BaCO3的溶解度比BaSO4小。( )
(3)分别用等体积的蒸馏水和0.01 mol·L-1的盐酸洗涤AgCl沉淀,用水洗涤造成的AgCl沉淀的损失大于用稀盐酸洗涤的损失。( )
(4)洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好。( )
【答案】(1)×(2)×(3)√(4)×
2.已知:25 ℃时,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaCO3)=2.6×10-9。
(1)医学上进行消化系统的X射线透视时,常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸酸性很强(pH约为1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是(用溶解平衡原理解释) 。万一误服了少量BaCO3,应尽快用大量0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液洗胃,如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化,残留在胃液中的Ba2+浓度仅为 mol·L-1。
(2)长期使用的锅炉需要定期除水垢,否则会降低燃料的利用率。水垢中含有CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。
①CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为 。
②请分析CaSO4转化为CaCO3的原理: 。
(3)牙齿表面由一层硬的组成为Ca5(PO4)3OH的难溶物质保护着,它在唾液中存在下列平衡:
Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO(aq)+OH-(aq)
进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙齿就会受到腐蚀,其原因是: 。
已知Ca5(PO4)3F的溶解度比Ca5(PO4)3OH的溶解度小,请用离子方程式表示使用含氟牙膏防止龋齿的原因: 。
【答案】(1)对沉淀溶解于平衡BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq),H+不能减少Ba2+或SO的浓度,平衡不能向沉淀溶解的方向移动 2.2×10-10
(2)CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq) CaSO4存在沉淀溶解平衡,加入Na2CO3溶液后,CO与Ca2+结合生成CaCO3沉淀,Ca2+浓度减小,使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动
(3)发酵生成的有机酸能中和OH-,使平衡向右移动,加速牙齿腐蚀 Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)
【解析】(1)BaSO4不溶于酸的原因是:对沉淀溶解平衡:BaSO4(s)Ba2+(aq)+(aq),H+不能减少Ba2+或的浓度,平衡不能向沉淀溶解的方向移动;误服了少量BaCO3,应尽快用大量0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液洗胃,如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化,残留在胃液中的Ba2+浓度仅为;
(2)①用Na2CO3溶液处理,使CaSO4转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为:CaSO4(s)+(aq)CaCO3(s)+(aq);
②CaSO4转化为CaCO3的原理:CaSO4存在沉淀溶解平衡,加入Na2CO3溶液后,与Ca2+结合生成CaCO3沉淀,Ca2+浓度减小,使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动;
(3)有机酸腐蚀牙齿的原因是:发酵生成的有机酸能中和OH-,使平衡向右移动,加速牙齿腐蚀;Ca5(PO4)3F的溶解度比Ca5(PO4)3OH的溶解度小,含氟牙膏防止龋齿的原因是Ca5(PO4)3OH转化为更难溶的Ca5(PO4)3F:Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)。
问题一 沉淀的溶解与生成
【典例1】关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠晶体(NaUr),尤其在寒冷季节诱发关节疼痛,其化学机理为:①HUr(尿酸)+H2O Ur-(尿酸根离子)+H3O+;②Ur-(aq)+Na+(aq) NaUr(s)。下列叙述错误的是
A.少吃食盐有助于缓解关节疼痛
B.反应②为放热反应,关节保暖可以缓解疼痛
C.大量饮水可能会加剧关节的疼痛
D.降低关节滑液中HUr和Na+的含量是治疗关节炎的方法之一
【答案】C
【解析】A.少吃食盐,减少体内Na+浓度,使得反应②沉淀溶解平衡,逆向移动,减少关节疼痛,故A正确;B.在寒冷季节诱发关节疼痛,说明降低温度,有利于尿酸钠晶体的形成,平衡正向移动,则反应②的正反应是放热反应,升高温度,平衡会向吸热的逆反应方向移动,会减少尿酸钠的形成,因而可以缓解疼痛症状,因此冬天要注意关节的保暖,故B正确;C.大量饮水会降低关节滑液中Ur-离子和Na+离子浓度,使反应②平衡逆向移动,因此会缓解关节疼痛,不是增加关节疼痛感,故C错误;D.降低关节滑液中HUr和Na+含量可减少关节滑液中尿酸钠的形成,因此是治疗关节炎疾病的方法之一,故D正确;故选C。
【解题必备】(1)要能除去溶液中的指定离子,又不能影响其他离子的存在,并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去,如沉淀KNO3溶液中的Ag+,可用KCl作沉淀剂,而不能选用NaCl。
(2)溶液中沉淀物的溶解度越小,离子沉淀越完全,如沉淀Ca2+,可将Ca2+转化为CaCO3、CaSO4,因CaSO4是微溶物,不如CaCO3的溶解度小,因此转化为CaCO3沉淀时Ca2+除去得更完全。
(3)要注意沉淀剂的电离程度,如使Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀时,用NaOH溶液作沉淀剂要比用氨水的效果好。
【变式1-1】已知Ksp(AgCl)=1.8×10 10,Ksp(AgBr)=7.7×10 13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10 12.某溶液中含有Cl 、Br 和的浓度均为0.010mol·L 1,向该溶液中逐滴加入0.010mol·L 1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为
A.Cl 、Br 、 B.、Br 、Cl
C.Br 、Cl 、 D.Br 、、Cl
【答案】C
【解析】析出沉淀时,AgCl溶液中,AgBr溶液中,Ag2CrO4溶液中,越小越先生成沉淀,所以三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br 、Cl 、,故选C。
【变式1-2】某小组为探究溶液与溶液(浓度均为)之间的反应,进行了如下实验。
序号 实验操作 实验现象
I 有白色沉淀生成,振荡后迅速溶解,得到无色清液(该清液若放置一段时间,无明显变化),该现象一直持续到加入1.5mLAgNO3溶液时;超过1.5mL后,产生少量白色沉淀,立即变为棕黄色,最终变为黑色;滴加完毕,静置,得到黑色沉淀,上层清液pH=5
II 有白色沉淀生成,立即变为棕黄色,充分振荡后得到棕黄色清液,有丁达尔现象。
已知:i.为白色沉淀,不稳定,易分解。
ii.(无色)。
下列结论或推断不正确的是
A.已知后续试验在实验I上层清液中检出了,则黑色物质中可能含等物质
B.实验I中加入后产生白色沉淀的原因是:过量与结合,使降低,逆移,析出沉淀
C.对比实验I、II分别加入溶液时的现象,推测实验I中的溶解速率小于分解速率
D.若想配制溶液,应在不断搅拌下将溶液缓缓加入到同浓度的溶液中,且应保证
【答案】C
【解析】A.已知后续试验在实验I上层清液中检出了,硫元素化合价升高,发生氧化还原反应,银、硫元素化合价可能降低,黑色物质中可能含等物质,A正确;B.验I中加入后产生白色沉淀,白色沉淀应为,因为过量与结合,使降低,逆向移动,析出沉淀,B正确;C.实验I和实验II区别再与硝酸银的滴加方式不同,实验I是逐滴滴加硝酸银时,的溶解速率大于分解速率,实验II是迅速混合时部分Ag2S2O3来不及溶解即发生分解,分解产物不能再溶于Na2S2O3,对比实验I、II分别加入溶液时的现象,推测实验I中的溶解速率大于分解速率,C错误;D.中和的物质的量之比为2:1,因为平衡的存在,为提高产量,应在不断搅拌下将溶液缓缓加入到同浓度的溶液中,且应保证,D正确;答案选C。
问题二 沉淀的转化
【典例2】25℃时有关物质的颜色和溶度积()如下表:
物质
颜色 白 淡黄 黄 黑
下列叙述错误的是
A.向AgCl悬浊液中加入溶液,有黑色沉淀产生
B.25℃时,AgCl、AgBr、AgI、的饱和水溶液中的浓度相同
C.该温度下,饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:
D.在溶液中,加入1滴(20滴约为1mL)溶液,不能产生白色沉淀
【答案】B
【解析】A.对于相同类型的难溶性盐,一般情况下溶度积大的沉淀较易转化成溶度积小的沉淀,由表格数据可知的溶解度小于,故向AgCl的白色悬浊液中加入溶液,有黑色沉淀产生,故A正确;B.25℃时,AgCl、AgBr、AgI、饱和水溶液中Ag+的浓度分别为:mol/L、mol/L、mol/L、 mol/L,故各饱和水溶液中的浓度不相同,故B错误;C.是难溶性沉淀,该温度下,饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:,故C正确;D.1滴溶液体积为0.05mL,加入到5mL溶液中,混合溶液体积几乎不变,当硝酸银加入后,溶液中,Qc(AgCl)=c(Ag+) c(Cl )=1.8×10 6mol L 1×1×10 5mol L 1=1.8×10 11<1.8×10 10,所以不能产生白色沉淀,故D正确;故选B。
【解题必备】若一种沉淀剂可使溶液中多种离子产生沉淀时,则可控制反应条件,使这些离子先后分别沉淀。
(1)对同一类型的沉淀,Ksp越小越先沉淀,且Ksp相差越大分步沉淀效果越好。如在Cl-、Br-、I-的混合溶液中,由于AgCl、AgBr、AgI的Ksp相差较大,逐滴加入Ag+可按I-、Br-、Cl-的顺序先后沉淀,即Ksp最小的首先沉淀出来。
(2)对不同类型的沉淀,其沉淀先后顺序要利用Ksp计算溶液中离子的浓度,根据离子浓度的大小来判断沉淀的先后顺序,如AgCl和Ag2CrO4的分步沉淀,可通过控制Ag+浓度来完成。
【变式2-1】某小组同学设计如下实验探究沉淀的生成与转化。下列有关说法不正确的是
A.步骤①产生的浊液中存在平衡:
B.步骤②中溶液先变浑浊的反应:
C.步骤③中浊液颜色变化说明有生成
D.该实验可证明沉淀可以转化为沉淀
【答案】D
【解析】A.反应①中沉淀是Ag2CrO4,存在溶解平衡:,故A正确;B.反应①中存在溶解体系,即①的上层清液中存在Ag+,加入NH3·H2O,先发生,继续滴加NH3·H2O,发生AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]OH+2H2O,因此溶液显变浑浊,再变澄清,故B正确;C.浊液中加入NaCl,有白色沉淀产生,该沉淀为AgCl,故C正确;D.根据实验,加入AgNO3是过量的,加入NaCl会有AgCl沉淀产生,因此本实验不能证明沉淀可以转化为AgCl沉淀,故D错误;故选D。
【变式2-2】已知:,。将饱和、溶液等体积混合(忽略溶液体积变化),下列叙述正确的是
A.混合溶液中 B.会有极少量的黄色固体析出
C.将会减小 D.混合溶液中大于饱和溶液中的
【答案】B
【解析】A.由题中给出的Ksp数值可知,在相同条件下,氯化银比碘化银溶解能力强,故,A错误;B.混合液中,由于氯化银比碘化银的溶解能力强,所以相对于平衡而言,由于氯化银的溶解使银离子浓度增大,上述平衡左移,会有极少量黄色固体碘化银析出,B正确;C.Ksp只与温度有关,现在温度没变,故不变,C错误;D.两饱和溶液中不存在剩余的固体情况下,等体积混合后,对于氯化银而言,由饱和变为不饱和溶液,所以溶液中的氯离子浓度不能根据溶度积常数求算,应看成等体积混合,氯离子浓度减半,故混合溶液中等于饱和溶液中的,D错误;答案选B。
问题三 沉淀溶解平衡图像
【典例3】。三种金属硫化物在水中的沉淀溶解平衡如图。下列说法不正确的是
A.a点无ZnS沉淀生成
B.可用MnS除去MnCl2溶液中混有的少量ZnCl2
C.向CuS悬浊液中加入少量水,平衡向溶解的方向移动,c(S2-)增大
D.CuS和MnS共存的悬浊液中,
【答案】C
【解析】A.a点在ZnS溶解平衡曲线的上方,此时若p(S2-)相同的情况下,a点对应的p(Zn2+)>沉淀溶解平衡曲线对应的p(Zn2+),即a点c(Zn2+)<沉淀溶解平衡曲线对应的c(Zn2+),因此此时无ZnS沉淀生成,A正确;B.从图中可知,p(S2-)相同的情况下,MnS沉淀时对应的c(Mn2+)>ZnS沉淀时对应的c(Zn2+),即Ksp(MnS)>Ksp(ZnS),因此MnS会与ZnCl2反应生成ZnS,B正确;C.向CuS悬浊液中加入少量水,平衡向溶解的方向移动,但是溶液仍为悬浊液的情况下,CuS悬浊液仍为饱和状态,且Ksp(CuS)不变,且饱和溶液中c(Cu2+)=c(S2-),则c(S2-)不变,C错误;D.根据图示可知,MnS的Ksp(MnS)=10-15,CuS的Ksp(CuS)=10-35,CuS和MnS共存的悬浊液中,硫离子浓度相同,则,D正确;故答案选C。
【解题必备】沉淀溶解平衡图像题的解题策略
第一步:明确图像中横、纵坐标的含义
横、纵坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第二步:理解图像中线上点、线外点的含义
(1)以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Q=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线外。
(2)曲线上方区域的点均为饱和溶液与沉淀共存的体系,此时Q>Ksp。
(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Q第三步:抓住Ksp的特点,结合选项分析判断
(1)溶液在蒸发时,离子浓度的变化分两种情况:①原溶液不饱和时,离子浓度要增大都增大;②原溶液饱和时,离子浓度都不变。
(2)溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同。
【变式3-1】常温下,已知、的沉淀溶解平衡曲线如图所示,溶液中和阴离子(、)浓度的负对数分别用pM和pR表示。
已知:。下列说法正确的是
A.曲线XY代表的是
B.的为mol L
C.在饱和溶液中加少量固体,,浓度均减小
D.阴影区域内,可析出,而不析出
【答案】B
【分析】,,,则;同理,;结合图像可知,曲线XY、XZ分别代表的是、;
【解析】A.由分析可知,曲线XY代表的是,A错误;B.由X坐标可知,的,B正确;C.在饱和溶液中加少量固体,则碳酸根离子浓度增大,沉淀溶解平衡逆向移动,浓度减小,碳酸根离子浓度增大,水解生成的氢氧根离子浓度增大,C错误;D.阴影区域内,可析出,而不析出,D错误;故选B。
【变式3-2】绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,一定温度下,它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.p、q两点对应的Ksp相等
B.p点表示CdS在水中的溶解度
C.向p点的溶液中滴加硝酸,c(Cd2+)沿曲线向q点方向变化
D.向q点的溶液中加入Na2S固体,c(Cd2+)沿曲线向p点方向变化
【答案】A
【解析】A.p、q两点都在溶解平衡的曲线上,温度相等,对应的Ksp相等,故A正确;B.p点表示硫化镉(CdS)达到溶解平衡,不表示CdS在水中的溶解度,故B错误;C.向p点的溶液中滴加硝酸,S2-被氧化,使溶解平衡正向移动,c(Cd2+)增大,沿曲线向上变化,故C错误;D.向q点的溶液中加入Na2S固体,使溶解平衡逆向移动,c(Cd2+)减小,沿曲线向下变化,故D错误;答案选A。
1.为了除去酸性氯化镁溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后可得到氯化镁溶液,这种试剂是
A.氧化镁 B.烧碱 C.纯碱 D.氨水
【答案】A
【解析】A.为了除去酸性氯化镁溶液中的Fe3+,向溶液中加入氧化镁消耗溶液中的氢离子,调节溶液的pH,促进铁离子水解生成氢氧化铁,而Mg2+不沉淀,故A符合题意;B.向溶液中加入烧碱(NaOH)会引入Na+杂质,故B不符合题意;C.向溶液中加入纯碱(Na2CO3)会引入Na+杂质,故C不符合题意;D.向溶液中加入氨水会引入杂质,故D不符合题意;故选A。
2.已知常温下:p(S)=-lg[c(S2-)],Ksp(ZnS)=1×10-24,Ksp(CuS)=1×10-36,如图是向10mLNa2S溶液中逐渐加入0.1mol·L-1的ZnSO4溶液时,其中实线为溶液的p(S)随着加入ZnSO4溶液的体积变化图像(忽略离子的水解影响)。下列结论不正确的是
A.根据0点可得原Na2S溶液的物质的量浓度为0.1mol·L-1
B.图中X点的坐标为(100,12)
C.ZnS+Cu2+Zn2++CuS的平衡常数K=1012
D.把0.1mol·L-1的ZnSO4溶液换成0.1mol·L-1CuSO4溶液,则图象在终点后变为曲线y
【答案】A
【解析】A.图中原点p(S)=0,则-lg[c(S2-)]=0,c(S2-)=1mol/L,原Na2S溶液的物质的量浓度为1mol·L-1,故A错误;B.图中X点时Na2S与ZnSO4恰好反应完全,n(Na2S) =n(ZnSO4), 且c(Na2S) = 1mol/L,即0.01L × 1mol /L = v(ZnSO4) ×0.1mol/L,解得v(ZnSO4)=0.1L = 100mL,所以图中X点的坐标为(100,12),故B正确;C.ZnS+Cu2+Zn2++CuS的平衡常数K===1012,故C正确;D.饱和ZnS溶液中:c(S2-)=,饱和CuS溶液中:c(S2-)=,Ksp(ZnS)> Ksp(CuS),把0.1mol·L-1的ZnSO4溶液换成0.1mol·L-1CuSO4溶液时滴定终点仍是X点,但p(S):CuS>ZnS,则图像在滴定终点后变为曲线y,故D正确;故选A。
3.常温下氢氧化锌在碱性溶液中的变化如图所示,横坐标为溶液的pH,纵坐标为Zn2+或的物质的量浓度的对数,下列说法正确的是
A.依图中数据计算可得该温度下Zn(OH)2的溶度积Ksp=1×10-17
B.溶液中加入足量氨水,发生反应的离子方程式为Zn2++4OH-=+2H2O
C.为提取工业废液中的Zn2+,可以控制溶液的pH在13左右
D.Zn2+在溶液中的存在形式与Al3+相似,碱性溶液中只以Zn(OH)2形式存在
【答案】A
【解析】A.根据图中数据,当pH为7.0时,lgc(Zn2+)=-3.0,则溶液中c(Zn2+)=10-3mol/L,c(OH-)=10-7mol/L,所以Zn(OH)2的溶度积Ksp=c(Zn2+)c2(OH-)=1.0×10-17,选项A正确;B.溶液中加入足量氨水,发生反应的离子方程式为Zn2++2NH3·H2O=Zn(OH)2↓+2,选项B错误;C.为提取工业废液中的Zn2+,根据图象,则可以控制pH的范围在8.0~12.0的范围内,选项C错误;D.Zn2+在溶液中的存在形式与Al3+相似,碱性溶液中只以形式存在,选项D错误。答案选A。
4.为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,不可以使用的试剂是(已知:, )
A.NH3·H2O B.MgO C.Mg(OH)2 D.MgCO3
【答案】A
【解析】由溶度积可知,向溶液中加入氨水,镁离子和铁离子均会转化为氢氧化镁、氢氧化铁沉淀,铁离子在溶液中存在如下水解平衡:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,向溶液中加入氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁,氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁会消耗溶液中的氢离子,使平衡向正反应方向移动,促进铁离子水解,使溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀,且不引入新的杂质,所以不可以使用的试剂是氨水,故选A。
5.已知常温下,,,向含和的混合溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的溶液,下列说法正确的是
A.一定先有黄色沉淀生成
B.一定先有白色沉淀生成
C.和完全沉淀后,静置,上层清液中
D.将AgI和AgCl加入浓NaCl溶液中,存在平衡:
【答案】D
【解析】A.由于、浓度未知,无法判断是先生成AgCl还是先生成AgI,A错误;B.由于、浓度未知,无法判断是先生成AgCl还是先生成AgI,B错误;C.上层清液中相等,、,根据AgCl和AgI的不等可知不等于,C错误;D.将AgCl和AgI加入NaCl浓溶液中,由于较大,可使AgI转化为AgCl,即存在平衡:,D正确;故答案为:D。
6.某小组同学进行如下实验探究:
下列分析正确的是
A.实验②、③生成的黄色沉淀中均不含
B.实验②和③的反应可用相同的离子方程式表示
C.实验①和②说明(aq)与(aq)的反应是有限度的
D.实验③证明浊液中存在
【答案】D
【分析】溶液和溶液混合,反应生成AgCl和NaNO3,剩余,静置后得到浊液a;过滤后,滤渣为AgCl白色沉淀,经多次洗涤后,滴加溶液,生成黄色沉淀,此沉淀应为AgI;滤液中含AgNO3,滴加溶液,生成AgI黄色沉淀,据此分析解答;
【解析】A.实验③中,由于存在平衡,AgCl不能完全转化为AgI,A错误;B.实验③反应的离子方程式为,实验②反应的离子方程式为,两者离子方程式不相同 ,B错误;C.实验①中硝酸银过量,生成氯化银后仍有剩余,故在实验②中滴加碘化钾溶液可以产生黄色沉淀,不能说明和的反应是有限度的,C错误;D.实验③中,往AgCl白色沉淀中滴加溶液,由于存在平衡,且AgI的溶解度小于AgCl,则I-结合AgCl电离出的Ag+生成AgI沉淀,从而将AgCl转化为AgI,由此可知,浊液a中也存在平衡,D正确;故选D。
7.已知,现进行下列实验。
(1)将溶液和溶液等体积混合,得到悬浊液a;将悬浊液a过滤,得到滤液b和白色沉淀c。
(2)向滤液b中滴加溶液,滤液出现浑浊。
(3)向沉淀c中滴加溶液,沉淀变为黄色。
下列关于上述实验的分析不正确的是
A.悬浊液a中存在沉淀溶解平衡:
B.滤液b中
C.实验(3)表明转化为
D.实验可以证明的比的小
【答案】B
【分析】将溶液和溶液等体积混合,两者刚好完全反应:得到悬浊液a;将悬浊液a过滤,得到滤液b中含溶液,白色沉淀c为;向滤液b中滴加溶液,滤液出现浑浊,说明滤液b中含有Ag+;向沉淀c中滴加溶液,白色沉淀转化为黄色沉淀。
【解析】A.由分析可知,向滤液b中滴加溶液,滤液出现浑浊,说明滤液b中含有Ag+,可知悬浊液中存在沉淀溶解平衡,A正确;B.向滤液b中滴加溶液,滤液出现浑浊,说明实验(1)中银离子未完全沉淀,故滤液b中,B错误;C.实验(3)向沉淀中滴加溶液,白色沉淀变为黄色沉淀,说明转化为,C正确;D.一种沉淀更易转化为比它更难溶的沉淀,转化为说明,D正确;故选B。
8.已知:25℃时,,,,。
(1)①25℃时,向浓度均为的和混合溶液中逐滴加入氨水,先生成 (填化学式)沉淀。
②将、的混合溶液(A)与过量氨水(B)反应,为使、同时生成沉淀,应先向沉淀反应器中加入 (填“A”或“B”),再滴加另一反应物。
(2)①25℃时,发生水解反应,该反应的平衡常数为 。
②25℃时,若向溶液中加入一定量的石灰水来调节溶液的pH,可得到红褐色沉淀。若调节后溶液的pH为5,则溶液中的浓度为 。
(3)溶液中金属离子的物质的量浓度低于时,可认为已沉淀完全。现向一定浓度的和的混合溶液中逐滴加入氨水,当恰好完全沉淀时,测得,此时所得沉淀中 (填“含有”或“不含有”)。
【答案】(1)① ②B (2)①② (3)不含有
【解析】(1)①Ksp小的先沉淀,因为K sp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],向浓度均为0.1mol/L的氯化镁和氯化铜混合溶液中逐渐加入氨水,先生成Cu(OH)2沉淀,故答案为:Cu(OH)2;②若要使Mg2+、Al3+同时生成沉淀,氨水应过量,则先向沉淀反应器中加入B,在滴加另一反应物,故答案为B;
(2)①
。
②时,。
(3)恰好完全沉淀时,
,
,所以不含有沉淀。
1.碳酸钙是一种难溶于水的强电解质,以上发生分解反应:。关于碳酸钙的下列说法正确的是
A.在水中的电离方程式是
B.向碳酸钙的浊液中加少量水,可促进碳酸钙的溶解,使离子浓度增大
C.处理锅炉水垢中的,可将其转化为,是利用了
D.保持温度不变,在碳酸钙固体分解的平衡体系中,通入,达到新的平衡时,与原平衡相同
【答案】D
【解析】A.碳酸钙是强电解质,溶解于水的部分,完全电离,电离方程式为,A错误;B.向碳酸钙的浊液中加少量水,可促进碳酸钙的溶解,仍然是饱和溶液,温度不变,离子浓度不变,B错误;C.处理锅炉水垢中的,可将其转化为,是利用了,C错误;D.碳酸钙分解的平衡常数,温度不变,平衡常数不变,不变,D正确;故选D。
2.探究沉淀溶解平衡的形成及移动情况,实验过程中溶液变化情况如图所示。下列说法错误的是
A.a点表示蒸馏水中加入过量固体
B.加入少量蒸馏水,可实现b-c段变化
C.饱和溶液,
D.常用处理废水中的,可推测
【答案】B
【解析】A.a点后前溶液的pH=7,为纯水,d点后,溶液的pH逐渐增大,保持pH=10.5,表示a点中蒸馏水加入过量Mg(OH)2固体,故A项正确;B.加入少量水,平衡右移,但溶液为Mg(OH)2饱和溶液,pH不变,故B项错误;C.饱和Mg(OH)2溶液中,此时pH=10.5,则c(H+)= 10-10.5,,故C项正确;D.用Mg(OH)2处理废水中的Cu2+,Mg(OH)2可转化为Cu(OH)2,根据难溶电解质可转化为更难溶电解质,可知,Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],故D项正确;故答案选B。
3.常温下,将0.025molBaSO4粉末置于盛有蒸馏水的烧杯中形成1L悬浊液,然后向烧杯中加入Na2CO3固体(忽略溶液体积的变化)并充分搅拌,加入Na2CO3固体的过程中,溶液中几种离子的浓度变化曲线如图所示,下列说法中不正确的是
A.曲线MP表示的变化
B.BaSO4固体恰好完全溶解时,溶液中离子浓度关系为
C.BaSO4的Ksp为1×10-10
D.若要使反应正向进行,需满足
【答案】B
【解析】A.加入碳酸钠使硫酸钡转化为碳酸钡,那么溶液中的的浓度会逐渐增大,所以曲线MP表示的是,A项正确;B.BaSO4固体恰好完全溶解时,即恰好全部转化为BaCO3时,硫酸根离子浓度最大,溶液中离子浓度大小关系为c()>c()> c(Ba2+)>c(OH-),B项错误;C.通过分析可知,Ksp(BaSO4)=10-10,C项正确;D.该反应的平衡常数表达式为:,当浓度熵Q4.为了除去锅炉水垢中的,可先用溶液处理。下列说法正确的是
A.在溶液中,存在
B.属于非电解质
C.由题意可知:
D.熟石膏的化学式为
【答案】A
【解析】A.碳酸根是弱酸根,水解生成氢氧根和碳酸氢根,碳酸氢根可以继续水解为碳酸和氢氧根,即每生成1分子H2CO3的同时生成2个OH-离子,加上水的电离,故在Na2CO3溶液中,存在c(OH-)>c()+c(H2CO3),A项正确;B.属于电解质,是强电解质,可以完全电离生成钙离子和硫酸根离子,B项错误;C.用Na2CO3溶液处理可以除去锅炉水垢中的CaSO4,是将CaSO4转化为更难溶的CaCO3,故有,C项错误;D.熟石膏的化学式为,CaSO4 2H2O是生石膏的化学式,D项错误;本题选A。
5.与沉淀溶解平衡无关的是
A.石灰岩溶洞中石笋的形成 B.碘化银固体保存在棕色广口瓶中
C.用FeS除去废水中Cu2+、Hg2+ D.误食可溶性钡盐用Na2SO4溶液解毒
【答案】B
【解析】A.石笋的主要成分是碳酸钙,其存在沉淀溶解平衡:,在一定条件下碳酸钙与水和二氧化碳反应生成能溶于水的碳酸氢钙,溶有碳酸氢钙的水在流动的过程中或滴落的时候,温度发生变化,可溶的碳酸氢钙分解生成了不溶的碳酸钙,于是就出现了不同形状的石笋和钟乳石。该过程中碳酸钙的溶解平衡逆向移动,故与难溶电解质的溶解平衡有关,故A不符合题意;B.碘化银是一种见光易分解的化学物质,将其保存在棕色广口瓶中的主要目的是为了避免光照引起的分解或变质,与沉淀溶解平衡无关,故B符合题意;C.用FeS除去废水中Cu2+、Hg2+,FeS转化为溶解度更小的CuS、HgS,与难溶电解质的溶解平衡有关,故C不符合题意;D.误将可溶性钡盐当作食盐食用时,若服用Na2SO4溶液,就会发生沉淀反应产生BaSO4沉淀,降低了人体内的Ba2+的浓度,从而达到解毒的目的,这与沉淀溶解平衡有关,故D不符合题意;故选B。
6.锅炉水垢中含有的常用溶液浸泡一段时间,放出浸泡液,再用稀盐酸处理。下列说法错误的是[已知,]
A.放出的浸泡液中存在
B.将稀盐酸换成同浓度稀硫酸达不到除水垢的目的
C.使用溶液浸泡的过程中,浸泡液pH下降
D.转化为的过程中,
【答案】D
【分析】锅炉水垢中含有的常用溶液浸泡一段时间,发生反应。
【解析】A.放出的浸泡液是CaCO3的饱和溶液,其中存在,A正确;B.将稀盐酸换成同浓度稀硫酸,则又会生成CaSO4,达不到除水垢的目的,B正确;C.使用溶液浸泡的过程中生成CaCO3和Na2SO4,浸泡液碱性降低,pH下降,C正确;D.转化为的过程中,溶液中和均达到饱和,有,D错误;故选D。
7.某温度下AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。pX=-lgc(X),X可代表Ag+、Cl-、CrO。下列说法不正确的是
A.该温度下,Ksp(Ag2CrO4)=10-11.4
B.区域II存在AgCl沉淀
C.反应Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrO(aq)的平衡常数K=108.2
D.向NaCl和Na2CrO4均为0.1mol L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生AgCl沉淀
【答案】B
【分析】利用b点坐标(10,0.7)可得Ksp(Ag2CrO4)===10-11.4,同理,利用a点坐标(2.8,7)可得Ksp(AgCl)===10-9.8。
【解析】A.该温度下,利用b点坐标(10,0.7)可得Ksp(Ag2CrO4)===10-11.4,A正确;B.区域II在AgCl曲线的上方,坐标是浓度的负对数,坐标值越大则浓度越小,故曲线上方各点的浓度积小于Ksp(AgCl),则不存在AgCl沉淀,B不正确;C.反应Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrO(aq)的平衡常数K==108.2,C正确;D.向NaCl和Na2CrO4均为0.1mol L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,产生沉淀时最低Ag+浓度分别是和,则先产生AgCl沉淀,D正确;故选B。
8.沉淀的生成及转化在实际生产中有重要作用。部分难溶电解质的溶度积见下表(均为数据,单位省略)。
约为 约为 约为 约为
利用作为沉淀剂除去某工业废水中的部分流程如图所示。
(1)结合化学用语,从平衡移动角度解释可用除去的原因: 。
(2)可使(1)中平衡发生移动所需的最小浓度 。
(3)处理含浓度为的该废水至合格(浓度小于)最少所需的质量是 mg。
(4)已知,。现将浓度为溶液与溶液等体积混合,则生成沉淀所需溶液的最小浓度为 。
【答案】(1)由于,加入Pb2+时发生反应:,c(S2-)减小,使平衡右移,FeS溶解,转化为沉淀
(2)10-19 (3)0.88 (4)
【解析】(1)由于,加入Pb2+时发生反应:,c(S2-)减小,使平衡右移,FeS溶解,转化为沉淀。
(2)由可知,FeS的饱和溶液中c(S2-)==10-9mol/L,若S2-和Pb2+结合成PbS沉淀,则所需c(Pb2+)最小浓度为=10-19mol/L。
(3)根据沉淀转化反应,含浓度为的该废水至合格,即浓度小于,所需的质量。
(4)将浓度为溶液与溶液等体积混合,则c()=10-4mol/L,根据可知,生成沉淀时等体积混合的溶液中Ba2+的最小浓度为,则所需溶液的最小浓度为=mol/L。
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