第2课时 沉淀溶解平衡原理的应用
[核心素养发展目标] 1.了解沉淀的生成、溶解与转化，能用化学平衡理论解释沉淀的生成、溶解和转化，会应用沉淀的生成、溶解与转化。2.学会从定量的角度分析沉淀的生成与转化。
一、沉淀转化原理
1．沉淀转化的过程探究
(1)实验探究AgCl、AgI、Ag2S的转化
实验操作
实验现象 有______沉淀析出 ______沉淀转化为______沉淀 ______沉淀转化为________________沉淀
实验结论 (1)AgCl沉淀可转化为AgI沉淀 (2)AgI沉淀又可转化为Ag2S沉淀
(2)理论分析
①根据溶解度数据可知三种沉淀溶解能力从大到小的顺序是________________。
②向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，溶液中的________________________________，溶液中Ag＋浓度______，促使________________________________________，最终AgCl完全转化为AgI。
AgI转化为Ag2S的原理相同。
③沉淀的转化示意图
④沉淀转化的离子方程式：______________________________________________；
________________________________________________________________________。
2．沉淀转化的实质：____________________。
3．沉淀转化的条件：溶液中的离子浓度幂之积______Ksp。
(1)一般来说，____________的沉淀转化成____________的沉淀容易实现。两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。
(2)在特殊情况下，控制反应条件，也可使__________________________________的物质转化为_______________的物质。
(1)向AgCl沉淀中加入KI溶液，沉淀颜色转变成黄色沉淀，是由于Ksp(AgI)(2)所谓沉淀完全就是用沉淀剂将溶液中的某一离子除尽( )
(3)沉淀转化可用勒夏特列原理解释( )
(4)沉淀的转化只能由难溶的转化为更难溶的( )
1．化工生产中常用MnS作沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋＋MnS(s) CuS(s)＋Mn2＋，下列说法错误的是( )
A．MnS的溶解度比CuS的溶解度大
B．该反应达平衡时c(Mn2＋)＝c(Cu2＋)
C．向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2＋)变大
D．也可以用FeS作沉淀剂
2．在25 ℃时，向AgCl的白色悬浊液中，依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液，观察到的现象是先出现黄色沉淀，最终出现黑色沉淀。
AgCl AgI Ag2S
Ksp 1.77×10－10 8.51×10－17 6.3×10－50
下列叙述错误的是( )
A．沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动
B．溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀
C．AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解度相同
D．25 ℃时，在饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中，所含Ag＋的浓度不同
二、沉淀转化的应用
1．锅炉除垢
CaCO3(s)Ca2＋(aq)
(1)沉淀转化
由于CaCO3的溶解能力______CaSO4，用碳酸钠溶液很容易将水垢中的CaSO4转化为疏松、易溶于酸的CaCO3沉淀，离子方程式为_____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)沉淀溶解
H＋与碳酸钙电离的CO结合生成______脱离固体，使碳酸钙溶解，离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．重晶石转化为可溶性钡盐
BaCO3(s)Ba2＋(aq)
(1)沉淀转化
虽然BaSO4比BaCO3更难溶于水，由于饱和Na2CO3溶液中的CO浓度较大，BaSO4电离出的________________________________________________________________________。
用饱和Na2CO3溶液多次重复处理，可使大部分BaSO4转化为BaCO3，离子方程式为
________________________________________________________________________。
(2)沉淀溶解
用盐酸溶解碳酸钡，可使Ba2＋转入溶液中，离子方程式为___________________________。
3．物质的提纯——除去CuSO4溶液中混有的少量Fe3＋
由于Fe(OH)3的溶解度比Cu(OH)2__________，调节溶液的pH至3～4时，Cu2＋________中， Fe3＋________________________________________________________________________，
达到除去Fe3＋的目的。
4．铜蓝矿的形成过程
原生铜的硫化物CuSO4(溶液)CuS(铜蓝)
生成铜蓝的有关化学方程式：______________________________________________，
________________________________________________________________________。
1．牙齿表面的牙釉质起着保护牙齿的作用，其主要成分为Ca5(PO4)3(OH)(羟基磷灰石), 它是一种难溶电解质，Ksp＝2.5×10－59；氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]是一种更难溶的电解质。
(1)解释吃糖后不刷牙容易形成蛀牙的原因。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)请解释含氟牙膏使牙齿变坚固的原因并写出此反应的离子方程式。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2．BaCO3和BaSO4都难溶于水，在医学上常用BaSO4作钡餐透视，而不能用BaCO3的原因是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3．(1)常温下，要去除ZnSO4溶液中混有的Fe3＋，可以通过调节溶液的pH来实现，试通过计算确定，当调节溶液的pH超过多少时可认为Fe3＋沉淀完全？{已知：Ksp[Fe(OH)3]≈1×10－39，溶液中c(Fe3＋)＝10－5 mol·L－1时可认为Fe3＋沉淀完全}
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)常温下，如何去除ZnSO4溶液中混有的Fe2＋？{已知：Ksp[Fe(OH)2]＝4.9×10－17，Ksp[Zn(OH)2]＝1.2×10－17}
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
第2课时 沉淀溶解平衡原理的应用
一、
1．(1)白色 白色 黄色 黄色 黑色 (2)①AgCl＞AgI＞Ag2S ②Ag＋和I－结合生成了更难溶解的AgI 减小 AgCl的沉淀溶解平衡向其溶解的方向移动 ④AgCl(s)＋I－AgI(s)＋Cl－ 2AgI(s)＋S2－Ag2S(s)＋2I－
2．沉淀溶解平衡的移动
3．大于 (1)溶解度小 溶解度更小 (2)溶解能力相对较弱
溶解能力相对较强
正误判断
(1)√ (2)× (3)√ (4)×
应用体验
1．B [根据沉淀转化的条件可知，Ksp(MnS)＞Ksp(CuS)，A项正确；该反应达平衡时c(Mn2＋)、c(Cu2＋)保持不变，但不相等，B项错误；向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，平衡正向移动，c(Mn2＋)变大，C项正确；溶解度比CuS(s)大的FeS(s)、MnS(s)、ZnS(s)等难溶物都可作为沉淀剂，D项正确。]
2．C
二、
1．(1)小于 CaSO4(s)＋COCaCO3(s)＋SO
(2)CO2 CaCO3(s)＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
2．(1)Ba2＋仍有部分能与CO结合形成BaCO3沉淀 BaSO4(s)＋CO??BaCO3(s)＋SO (2)BaCO3(s)＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑
3．小得多 留在溶液 水解生成Fe(OH)3而析出
4．ZnS(s)＋CuSO4CuS(s)＋ZnSO4 PbS(s)＋CuSO4CuS(s)＋PbSO4
思考交流
1．(1)存在沉淀溶解平衡：Ca5(PO4)3(OH)(s) 5Ca2＋＋3PO＋OH－，糖分解产生的有机酸能中和OH－，使平衡向溶解方向移动，加速牙齿腐蚀。
(2)F－与难溶于水的羟基磷灰石[Ca5(PO4)3(OH)]反应生成更难溶且耐酸的氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]，覆盖在牙齿表面，抵抗H＋的侵袭；Ca5(PO4)3(OH)(s)＋F－Ca5(PO4)3F(s)＋OH－。
2．因为BaCO3能溶于胃酸(主要成分为盐酸)，反应原理为BaCO3(s) Ba2＋＋CO、CO＋2H＋===CO2↑＋H2O。可见，胃酸消耗CO，使溶液中c(CO)降低，从而使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，c(Ba2＋)增大引起人体重金属中毒。
3．(1)Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝10－5·c3(OH－)＝10－39，则c(OH－)＝ mol·L－1≈10－11.3 mol·L－1，c(H＋)＝＝ mol·L－1＝10－2.7 mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－lg 10－2.7＝2.7。即调节溶液的pH大于2.7时，Fe3＋沉淀完全。
(2)先加入氧化剂如H2O2把Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入ZnO等调节溶液的pH大于2.7。(共64张PPT)
沉淀溶解平衡原理的应用
第2课时
专题3 第四单元
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1.了解沉淀的生成、溶解与转化，能用化学平衡理论解释沉淀的生成、溶解和转化，会应用沉淀的生成、溶解与转化。
2.学会从定量的角度分析沉淀的生成与转化。
核心素养
发展目标
一、沉淀转化原理
二、沉淀转化的应用
课时对点练
内容索引
沉淀转化原理
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一
1.沉淀转化的过程探究
(1)实验探究AgCl、AgI、Ag2S的转化
一
沉淀转化原理
实验操作
实验现象 有 沉淀析出 沉淀转化为 沉淀 沉淀转化为
沉淀
实验结论 (1)AgCl沉淀可转化为AgI沉淀 (2)AgI沉淀又可转化为Ag2S沉淀
白色
白色
黄色
黄色
黑色
(2)理论分析
①根据溶解度数据可知三种沉淀溶解能力从大到小的顺序是________
。
②向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，溶液中的________________________
，溶液中Ag＋浓度 ，促使__________________________
，最终AgCl完全转化为AgI。
AgI转化为Ag2S的原理相同。
AgCl＞
AgI＞Ag2S
Ag＋和I－结合生成了更难溶
解的AgI
减小
AgCl的沉淀溶解平衡向其溶解
的方向移动
③沉淀的转化示意图
④沉淀转化的离子方程式：
；
。
AgCl(s)＋I－ AgI(s)＋Cl－
2AgI(s)＋S2－ Ag2S(s)＋2I－
2.沉淀转化的实质： 。
3.沉淀转化的条件：溶液中的离子浓度幂之积 Ksp。
(1)一般来说， 的沉淀转化成 的沉淀容易实现。两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。
(2)在特殊情况下，控制反应条件，也可使 的物质转化为 的物质。
沉淀溶解平衡的移动
大于
溶解度小
溶解度更小
溶解能力相对较弱
溶解能力相对较强
(1)向AgCl沉淀中加入KI溶液，沉淀颜色转变成黄色沉淀，是由于Ksp(AgI)(2)所谓沉淀完全就是用沉淀剂将溶液中的某一离子除尽
(3)沉淀转化可用勒夏特列原理解释
(4)沉淀的转化只能由难溶的转化为更难溶的
√
×
×
√
1.化工生产中常用MnS作沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋＋MnS(s) CuS(s)＋Mn2＋，下列说法错误的是
A.MnS的溶解度比CuS的溶解度大
B.该反应达平衡时c(Mn2＋)＝c(Cu2＋)
C.向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2＋)变大
D.也可以用FeS作沉淀剂
√
根据沉淀转化的条件可知，Ksp(MnS)＞Ksp(CuS)，A项正确；
该反应达平衡时c(Mn2＋)、c(Cu2＋)保持不变，但不相等，B项错误；
向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，平衡正向移动，c(Mn2＋)变大，C项正确；
溶解度比CuS(s)大的FeS(s)、MnS(s)、ZnS(s)等难溶物都可作为沉淀剂，D项正确。
2.在25 ℃时，向AgCl的白色悬浊液中，依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液，观察到的现象是先出现黄色沉淀，最终出现黑色沉淀。
下列叙述错误的是
A.沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动
B.溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀
C.AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解度相同
D.25 ℃时，在饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中，所含Ag＋的浓度不同
AgCl AgI Ag2S
Ksp 1.77×10－10 8.51×10－17 6.3×10－50
√
等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中c(Cl－)不相等，Ksp＝c(Ag＋)·
c(Cl－)，所以c(Ag＋)不相等，溶解的n(AgCl)等于n(Ag＋)，即溶解度
不相等，C错误。
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沉淀转化的应用
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二
1.锅炉除垢
二
沉淀转化的应用
(1)沉淀转化
由于CaCO3的溶解能力 CaSO4，用碳酸钠溶液很容易将水垢中的CaSO4转化为疏松、易溶于酸的CaCO3沉淀，离子方程式为_________
。
小于
CaSO4(s)＋
(2)沉淀溶解
H＋与碳酸钙电离的 结合生成 脱离固体，使碳酸钙溶解，离子方程式为 。
CO2
CaCO3(s)＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
2.重晶石转化为可溶性钡盐
(1)沉淀转化
虽然BaSO4比BaCO3更难溶于水，由于饱和Na2CO3溶液中的 浓度较大，BaSO4电离出的 。用饱和Na2CO3溶液多次重复处理，可使大部分BaSO4转化为BaCO3，离子方程式为 。
(2)沉淀溶解
用盐酸溶解碳酸钡，可使Ba2＋转入溶液中，离子方程式为__________
。
BaCO3(s)＋
2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑
3.物质的提纯——除去CuSO4溶液中混有的少量Fe3＋
由于Fe(OH)3的溶解度比Cu(OH)2 ，调节溶液的pH至3～4时，Cu2＋ 中， Fe3＋ ，达到除去Fe3＋的目的。
小得多
留在溶液
水解生成Fe(OH)3而析出
4.铜蓝矿的形成过程
生成铜蓝的有关化学方程式：
，
。
ZnS(s)＋CuSO4 CuS(s)＋ZnSO4
PbS(s)＋CuSO4 CuS(s)＋PbSO4
1.牙齿表面的牙釉质起着保护牙齿的作用，其主要成分为Ca5(PO4)3(OH)
(羟基磷灰石), 它是一种难溶电解质，Ksp＝2.5×10－59；氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]是一种更难溶的电解质。
(1)解释吃糖后不刷牙容易形成蛀牙的原因。
(2)请解释含氟牙膏使牙齿变坚固的原因并写出此反应的离子方程式。
提示 F－与难溶于水的羟基磷灰石[Ca5(PO4)3(OH)]反应生成更难溶且耐酸的氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]，覆盖在牙齿表面，抵抗H＋的侵袭；Ca5(PO4)3(OH)(s)＋F－ Ca5(PO4)3F(s)＋OH－。
2.BaCO3和BaSO4都难溶于水，在医学上常用BaSO4作钡餐透视，而不能用BaCO3的原因是什么？
3.(1)常温下，要去除ZnSO4溶液中混有的Fe3＋，可以通过调节溶液的pH来实现，试通过计算确定，当调节溶液的pH超过多少时可认为Fe3＋沉淀完全？{已知：Ksp[Fe(OH)3]≈1×10－39，溶液中c(Fe3＋)＝10－5 mol·L－1时可认为Fe3＋沉淀完全}
(2)常温下，如何去除ZnSO4溶液中混有的Fe2＋？{已知：Ksp[Fe(OH)2]＝4.9×10－17，Ksp[Zn(OH)2]＝1.2×10－17}
答案 先加入氧化剂如H2O2把Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入ZnO等调节溶液的pH大于2.7。
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课时对点练
对点训练
题组一 沉淀的转化
1.已知：Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液，产生的实验现象是
A.固体逐渐溶解，最后消失
B.固体由白色变为黑色
C.固体颜色变化但质量不变
D.固体逐渐增多，但颜色不变
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对点训练
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ZnS和CuS的阴、阳离子个数比均为1∶1，且Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，可得ZnS的溶解度大于CuS的溶解度，因此在ZnS饱和溶液中加CuSO4，会使ZnS沉淀转化生成黑色的CuS沉淀。
对点训练
2.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，向Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的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
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对点训练
A项，Mg(OH)2与MgF2同属于AB2型沉淀，Ksp[Mg(OH)2]1
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C项，Ksp只与温度有关；
D项，Ksp[Mg(OH)2]与Ksp(MgF2)数量级接近，若F－浓度足够大，Mg(OH)2也能转化为MgF2。
对点训练
3.可溶性钡盐有毒，医院中常用无毒硫酸钡作为内服“钡餐”造影剂。医院抢救钡离子中毒者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：某温度下，Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9；Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10。下列推断正确的是
A.不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为碳酸钡比硫酸钡更难溶
B.可以用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃
C.抢救钡离子中毒者时，若没有硫酸钠也可以用碳酸钠溶液代替
D.误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒
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对点训练
碳酸钡能与胃酸反应生成可溶性钡盐，所以不能用碳酸钡作为内服造影剂，A错误；
碳酸钡与胃酸反应转化为可溶性钡盐，起不到解毒的作用，C错误；
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对点训练
题组二 沉淀的生成与溶解
4.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
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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
对点训练
A.向①中滴入几滴酚酞试液后，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
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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
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
√
对点训练
向Mg(OH)2悬浊液中滴入几滴酚酞试液后，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；
在Mg(OH)2悬浊液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s) Mg2＋＋2OH－，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。
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对点训练
5.(2024·福建三明高二调研)Cu(OH)2在水中存在着如下沉淀溶解平衡：Cu(OH)2(s) Cu2＋＋2OH－，在常温下，Ksp＝2×10－20。某CuSO4溶液中，c(Cu2＋)＝0.02 mol·L－1，在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀，需要向CuSO4溶液加入碱溶液来调整pH，使溶液的pH大于
A.2 B.3 C.4 D.5
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对点训练
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对点训练
6.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：
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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
√
对点训练
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。
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对点训练
7.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
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对点训练
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；
由金属的活动性Fe＞Cu知，D项错误。
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对点训练
题组三 沉淀溶解平衡的综合应用
8.在AgCl悬浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s) Ag＋＋Cl－。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0.000 5 mol·L－1 AgNO3溶液与0.000 5 mol·L－1 NaCl溶液等体积混合，
无沉淀析出
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对点训练
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；
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；
0.000 5 mol·L－1 AgNO3溶液与0.000 5 mol·L－1 NaCl溶液等体积混合，此时浓度商Qc＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.000 252＝6.25×10－8＞Ksp(AgCl)，故生成AgCl沉淀，D错误。
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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
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对点训练
C.该条件下，CaCO3溶解度约为1×10－3 g
√
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对点训练
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；
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；
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
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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综合强化
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；
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综合强化
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。
综合强化
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11.氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)是重要的化工
原料，可用作反应的催化剂、消毒剂等。
由孔雀石[主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量
FeCO3、SiO2]制备氯化铜晶体的方案如右：
下列有关说法不正确的是
A.酸溶时适当升高温度并不断搅拌，有利于提高铜的浸取率
B.滤渣Ⅰ为SiO2
C.常温下，已知Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，欲使调pH后溶液中c(Fe3＋)
≤4.0×10－5 mol·L－1，必须控制溶液pH≥3
D.在坩埚中加热CuCl2·xH2O晶体可得到纯净的无水CuCl2
√
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孔雀石加入稀酸进行酸浸，根据孔雀
石的成分可知产生的气体为CO2，过
滤得到的滤渣Ⅰ为难溶物SiO2，滤液
中含有Cu2＋、Fe2＋等，通入氯气将Fe2＋氧化为Fe3＋，为了不引入新的杂质，加入Cu(OH)2调节pH过滤得到Fe(OH)3沉淀，结晶得到CuCl2·xH2O。酸溶时适当升高温度并不断搅拌，可以加快反应速率，并使反应充分进行，有利于提高铜的浸取率，A正确；
综合强化
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加热CuCl2·xH2O晶体时会促进Cu2＋的水解，HCl易挥发，会有Cu(OH)2生成，Cu(OH)2受热分解生成CuO，所以最终得到的固体为CuO，D错误。
综合强化
12.工业上制取CuCl2的生产流程如下：
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请结合下表数据，回答问题：
物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3
溶度积(25 ℃) 8.0×10－16 2.2×10－20 4.0×10－38
完全沉淀时的pH范围 ≥9.6 ≥6.4 3～4
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(1)在溶液A中加入NaClO的目的是________________________________
_____。
将Fe2＋氧化为Fe3＋，使后续分离更加
完全
(2)在溶液B中加入CuO的作用是__________________________________
_________________。
调节溶液的pH为3～4，使Fe3＋完全转
化为Fe(OH)3沉淀
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溶液B呈酸性，加入的CuO可以与酸反应，提高溶液的pH，当溶液的pH为3～4时，Fe3＋就会以Fe(OH)3的形式沉淀出来。
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(3)操作a的目的是_____________________________。
洗涤Cu(OH)2表面的可溶性杂质
(4)在Cu(OH)2中加入盐酸使Cu(OH)2转化为CuCl2，采用稍过量盐酸和低温蒸干的目的是________________。
抑制Cu2＋的水解
综合强化
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CuCl2溶液在蒸发结晶过程中会发生水解：Cu2＋＋2H2O Cu(OH)2＋2H＋，加入稍过量盐酸和采用低温蒸干可抑制Cu2＋水解，从而得到较高纯度的产品。
综合强化
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13.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。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
综合强化
(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”)。
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黑色
越小
同类型沉淀，Ksp越小，溶解度越小，越先析出沉淀，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，优先析出黑色CuS沉淀。
综合强化
(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。
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2.6 mol·L－1
含有
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综合强化
(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：________________
_____________。
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A
FeS(s)＋Pb2＋
Fe2＋＋PbS(s)
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加入试剂应足量，为避免引入新的杂质，且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，同时可避免引入新的杂质；FeS除去Pb2＋时发生反应的离子方程式为FeS(s)＋Pb2＋ Fe2＋＋PbS(s)。
综合强化
(4)由FeCl3·6H2O晶体得到纯的无水FeCl3，需要进行的操作是________________。
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在HCl气流中加热
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。
返回作业36 沉淀溶解平衡原理的应用
(选择题1～11题，每小题7分，共77分)
题组一 沉淀的转化
1．已知：Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液，产生的实验现象是( )
A．固体逐渐溶解，最后消失
B．固体由白色变为黑色
C．固体颜色变化但质量不变
D．固体逐渐增多，但颜色不变
2．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，向Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的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
3．可溶性钡盐有毒，医院中常用无毒硫酸钡作为内服“钡餐”造影剂。医院抢救钡离子中毒者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：某温度下，Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9；Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10。下列推断正确的是( )
A．不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为碳酸钡比硫酸钡更难溶
B．可以用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃
C．抢救钡离子中毒者时，若没有硫酸钠也可以用碳酸钠溶液代替
D．误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒
题组二 沉淀的生成与溶解
4．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中滴入几滴酚酞试液后，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)＋2NHMg2＋＋2NH3·H2O
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
5．(2024·福建三明高二调研)Cu(OH)2在水中存在着如下沉淀溶解平衡：Cu(OH)2(s) Cu2＋＋2OH－，在常温下，Ksp＝2×10－20。某CuSO4溶液中，c(Cu2＋)＝0.02 mol·L－1，在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀，需要向CuSO4溶液加入碱溶液来调整pH，使溶液的pH大于( )
A．2 B．3 C．4 D．5
6．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
7．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
题组三 沉淀溶解平衡的综合应用
8．在AgCl悬浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s) Ag＋＋Cl－。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0.000 5 mol·L－1 AgNO3溶液与0.000 5 mol·L－1 NaCl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＋CaSO4(s) CaCO3(s)＋SO
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( )
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
11．氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)是重要的化工原料，可用作反应的催化剂、消毒剂等。由孔雀石[主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量FeCO3、SiO2]制备氯化铜晶体的方案如下：
下列有关说法不正确的是( )
A．酸溶时适当升高温度并不断搅拌，有利于提高铜的浸取率
B．滤渣Ⅰ为SiO2
C．常温下，已知Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，欲使调pH后溶液中c(Fe3＋)≤4.0×10－5 mol·L－1，必须控制溶液pH≥3
D．在坩埚中加热CuCl2·xH2O晶体可得到纯净的无水CuCl2
12．(9分)工业上制取CuCl2的生产流程如下：
请结合下表数据，回答问题：
物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3
溶度积(25 ℃) 8.0×10－16 2.2×10－20 4.0×10－38
完全沉淀时 的pH范围 ≥9.6 ≥6.4 3～4
(1)在溶液A中加入NaClO的目的是___________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在溶液B中加入CuO的作用是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)操作a的目的是________________________________________________________。
(4)(3分)在Cu(OH)2中加入盐酸使Cu(OH)2转化为CuCl2，采用稍过量盐酸和低温蒸干的目的是________________________________________________________________________。
13．(14分)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。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____________________
________________________________________________________________________。
作业36 沉淀溶解平衡原理的应用
1．B [ZnS和CuS的阴、阳离子个数比均为1∶1，且Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，可得ZnS的溶解度大于CuS的溶解度，因此在ZnS饱和溶液中加CuSO4，会使ZnS沉淀转化生成黑色的CuS沉淀。]
2．B [A项，Mg(OH)2与MgF2同属于AB2型沉淀，Ksp[Mg(OH)2]3．B
4．A [向Mg(OH)2悬浊液中滴入几滴酚酞试液后，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、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＋＋2OH－，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。]
5．D [Cu(OH)2(s)Cu2＋＋2OH－，其中Ksp＝c(Cu2＋)·c2(OH－)，如果要生成Cu(OH)2沉淀，故c(OH－)>＝ mol·L－1＝1×10－9 mol·L－1，则c(H＋)<1×10－5 mol·L－1，因此溶液的pH应大于5。]
6．A [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。]
7．A [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。]
8．A [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；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；0.000 5 mol·L－1 AgNO3溶液与0.000 5 mol·L－1 NaCl溶液等体积混合，此时浓度商Qc＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.000 252＝6.25×10－8＞Ksp(AgCl)，故生成AgCl沉淀，D错误。]
9．C
10．D [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固体，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c(Ba2＋)·c(SO)＞Ksp，有沉淀析出，在T2时c点溶液的c(Ba2＋)·c(SO)＜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。]
11．D [孔雀石加入稀酸进行酸浸，根据孔雀石的成分可知产生的气体为CO2，过滤得到的滤渣Ⅰ为难溶物SiO2，滤液中含有Cu2＋、Fe2＋等，通入氯气将Fe2＋氧化为Fe3＋，为了不引入新的杂质，加入Cu(OH)2调节pH过滤得到Fe(OH)3沉淀，结晶得到CuCl2·xH2O。酸溶时适当升高温度并不断搅拌，可以加快反应速率，并使反应充分进行，有利于提高铜的浸取率，A正确；当c(Fe3＋)＝4.0×10－5 mol·L－1时，溶液中c(OH－)＝ mol·L－1＝10－11 mol·L－1，则此时溶液中c(H＋)＝10－3 mol·L－1，所以需要控制溶液pH≥3，C正确；加热CuCl2·xH2O晶体时会促进Cu2＋的水解，HCl易挥发，会有Cu(OH)2生成，Cu(OH)2受热分解生成CuO，所以最终得到的固体为CuO，D错误。]
12．(1)将Fe2＋氧化为Fe3＋，使后续分离更加完全
(2)调节溶液的pH为3～4，使Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀 (3)洗涤Cu(OH)2表面的可溶性杂质 (4)抑制Cu2＋的水解
解析 (2)溶液B呈酸性，加入的CuO可以与酸反应，提高溶液的pH，当溶液的pH为3～4时，Fe3＋就会以Fe(OH)3的形式沉淀出来。(4)CuCl2溶液在蒸发结晶过程中会发生水解：Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋，加入稍过量盐酸和采用低温蒸干可抑制Cu2＋水解，从而得到较高纯度的产品。
13．(1)黑色 越小 (2)2.6 mol·L－1 含有 (3)A
FeS(s)＋Pb2＋Fe2＋＋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，越先析出沉淀，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，优先析出黑色CuS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－)≥＝ mol3·L－3＝2.6×10－34 mol3·L－3，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，为避免引入新的杂质，且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，同时可避免引入新的杂质；FeS除去Pb2＋时发生反应的离子方程式为FeS(s)＋Pb2＋Fe2＋＋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。
