第三章 第四节 第2课时
一、选择题
1．下列说法中正确的是( D )
A．钡中毒患者可尽快使用苏打溶液洗胃，随即导泻使Ba2＋转化为BaCO3而排出
B．工业上不可以用FeS等不溶性硫化物除去废水中的Hg2＋
C．水中的Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2受热易分解生成难溶性的MgCO3、CaCO3，故水垢的主要成分是MgCO3、CaCO3
D．珊瑚虫从周围海水中获取Ca2＋和HCO，经反应形成石灰石(CaCO3)外壳，从而逐渐形成珊瑚
解析：A项中不能用苏打洗胃，胃酸的主要成分为HCl，酸性较强，BaCO3会反应而溶解，应用Na2SO4；B项，由于Ksp(FeS)>Ksp(HgS)，可以用FeS除去废水中的Hg2＋；C项，水垢的主要成分为CaCO3、Mg(OH)2。
2．已知几种难溶电解质的溶度积常数Ksp(25 ℃)如下：
难溶电解质 ZnS CuS HgS
Ksp 1.6×10－24 6.3×10－36 1.6×10－52
向100 mL含Zn2＋、Cu2＋和Hg2＋浓度均为0.01 mol·L－1的溶液中逐滴加入0.001 mol·L－1的Na2S溶液，下列说法正确的是( C )
A．Zn2＋先沉淀 B．Cu2＋先沉淀
C．Hg2＋先沉淀 D．同时沉淀
解析：向Zn2＋、Cu2＋和Hg2＋浓度均为0.01 mol·L－1的溶液中逐滴加入0.001 mol·L－1的Na2S溶液，当溶液中离子开始沉淀时，溶液中c(金属离子)×c(S2－)＝Ksp，Ksp越小的难溶物最先生成，Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)>Ksp(HgS)，因此Hg2＋先沉淀，故选C。
3．下列化学原理的应用，主要是利用沉淀溶解平衡原理来解释的是( A )
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、珊瑚的形成
④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡则能
⑤泡沫灭火器灭火的原理
A．②③④ B．①②③
C．③④⑤ D．①②③④⑤
解析：热纯碱液去污力强，应用了盐类水解原理；误服BaCl2、Ba(NO3)2后，用0.5%的Na2SO4解毒，是由于Ba2＋与SO生成的难溶的BaSO4，可用沉淀溶解平衡原理解释；Ca2＋与CO生成难溶的CaCO3，溶洞、珊瑚的形成可用沉淀溶解平衡原理解释；BaCO3与盐酸反应，BaSO4与盐酸不反应，BaCO3不能作钡餐，而用BaSO4可作钡餐，能用沉淀溶解平衡原理解释；泡沫灭火器利用了盐类水解原理，故选A。
4．已知相同温度下的溶解度：Zn(OH)2>ZnS，MgCO3>Mg(OH)2。就溶解或电离出S2－的能力而言，FeS>H2S>CuS，则下列离子方程式错误的是( C )
A．Mg2＋＋2HCO＋2Ca2＋＋4OH－===Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O
B．Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋
C．Zn2＋＋S2－＋2H2O===Zn(OH)2↓＋H2S↑
D．FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑
解析：由于溶解度MgCO3＞Mg(OH)2，反应生成Mg(OH)2和CaCO3，A项正确；由溶解或电离出S2－的能力，FeS＞H2S＞CuS，Cu2＋与H2S反应生成CuS，离子方程式正确，B项正确；因ZnS比Zn(OH)2难溶，S2－和Zn2＋先结合成ZnS沉淀，而不是双水解，C项错误；由于电离出S2－能力FeS＞H2S，FeS可溶于酸生成H2S，D项正确。
5．不法分子曾用含有可溶性钡盐的工业废盐腌制咸鸭蛋而引发了钡盐中毒事件。根据资料得知，当胃液中Ba2＋浓度小于10－4 mol·L－1时，可以达到解毒目的。已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10、Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9。下列有关说法错误的是( B )
A．可溶性钡盐使人体蛋白质变性引起中毒
B．误食碳酸钡不会引起中毒
C．医学上用0.38 mol·L－1的硫酸钠溶液给患者洗胃，可以达到有效解毒效果
D．BaSO4在一定条件下也可以转化为BaCO3
解析：钡离子属于重金属离子，可使蛋白质变性而引发中毒，则可溶性钡盐能使人体蛋白质变性引起中毒，故A正确；人体胃酸的成分是盐酸，误食碳酸钡会与胃酸反应转化为可溶性的氯化钡，能使人体蛋白质变性引起中毒，故B错误；Ksp(BaSO4)＝c(Ba2＋)×c(SO)＝1.1×10－10，c(Ba2＋)＝＝＝2.9×10－10 mol·L－1<10－4 mol·L－1，则医学上用0.38 mol·L－1的硫酸钠溶液给患者洗胃，可以达到有效解毒效果，故C正确；根据溶度积常数可知，BaSO4比BaCO3更难溶，但在饱和的碳酸钠溶液中，硫酸钡溶解在水中的钡离子可与碳酸根离子结合形成碳酸钡沉淀，则在一定条件下BaSO4也可以转化为BaCO3，故D正确。
6．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]。下列说法不正确的是( D )
A．温度升高，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的溶解度小于CaSO4
D．CaCO3和CaSO4共存的悬浊液中，c(SO)/c(CO)＝1×105
解析：水电离、盐水解都吸热，温度升高，Na2CO3溶液的Kw和c(OH－)均会增大，故A正确；加入碳酸钠溶液，把硫酸钙转化为碳酸钙：CO(aq)＋CaSO4(s)??CaCO3(s)＋SO(aq)，故B正确；该条件下，设溶液为1 L，由c(CO)＝c(Ca2＋)＝＝10－5 mol·L－1，则＝，解得S＝1×10－4 g，CaCO3的溶解度约为1×10－4；由c(SO)＝c(Ca2＋)＝＝3×10－3 mol·L－1，则＝，解得S＝4.08×10－2 g，该条件下CaSO4的溶解度约为4.08×10－2 g，显然，CaCO3的溶解度小于CaSO4，故C正确；CaCO3和CaSO4共存的悬浊液中，＝＝＝9×104，故D错误。
7．MnS作为一种P型半导体，具有较大的带宽，作为一种窗口或缓冲材料在太阳能电池的应用上有巨大的潜力。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 )
A．该反应平衡时c(Mn2＋)＝c(Cu2＋)
B．MnS的Ksp大于CuS的Ksp
C．向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2＋)增大
D．该反应的平衡常数K＝
解析：反应达到平衡时，离子浓度不变，但不一定相等，A项错误；分子式相似的物质，溶度积大的可转化为溶度积小的沉淀，所以MnS的Ksp大于CuS的Ksp，B项正确；根据反应物浓度增大，平衡正向移动，所以c(Mn2＋)增大，C项正确；反应的平衡常数K＝＝＝，D项正确。
8．已知下表数据：
物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3
Ksp(25 ℃) 8.0×10－16 2.2×10－20 4.0×10－38
完全沉淀时的pH 9.6 6.4 3.4
对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法，不正确的是( C )
A．向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到红褐色沉淀
B．该溶液中c(SO)?[c(Cu2＋)＋c(Fe2＋)＋c(Fe3＋)]>5?4
C．向该溶液中加入适量氯水，并调节pH到3.4后过滤，可获得纯净的CuSO4溶液
D．在pH＝5的溶液中Fe3＋不能大量存在
解析：从表格中可以看出，Fe(OH)3的Ksp是最小的，所以它最先出现沉淀，故A正确；因为Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋对应的碱全是弱碱，所以这三种离子在溶液中都会发生水解，因此它们的物质的量会减少，故B正确；加入氯水，可以把亚铁离子全氧化成三价，但它的还原产物Cl－肯定还在溶液中，而且在调节pH时加入的试剂也会在溶液中有所保留，所以得到的溶液中不可能只含CuSO4一种溶质，故C错误；在pH＝5的溶液中c(H＋)＝10－5mol·L－1，c(Fe3＋)＝ mol·L－1＝4×10－11 mol·L－1，Fe3＋不能大量存在，故D正确。
9．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汽加热到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，下述方法中可行的是( A )
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
解析：根据题干信息，A项中的操作可将Fe2＋先转化为Fe3＋再转化为Fe(OH)3而除去，A正确；在酸性溶液中H2S与Fe2＋不反应，而H2S与Cu2＋生成CuS沉淀，B错误；C项中的操作会引入新的杂质离子NH，C错误；由金属的活泼性Fe>Cu知，D错误。
10．某小组研究沉淀之间的转化，实验设计如下(已知：AgCl为白色固体，AgI为黄色固体)：
下列分析不正确的是( B )
A．浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)??Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
B．实验①和②说明Ag＋(aq)与Cl－(aq)的反应是有限度的
C．实验③中颜色变化说明AgCl转化为AgI
D．实验①和③可以证明AgI比AgCl更难溶
11．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 )
A．反应达平衡后，继续加入MnS，废水中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．向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
解析：达到平衡后，增加MnS的使用量，平衡不移动，废水中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。
12．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( B )
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－1NH4Cl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
解析：A项，Mg(OH)2与MgF2同属于AB2型沉淀，Ksp[Mg(OH)2]二、非选择题
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、骨骼等等。某同学查阅一些难溶物常温下的溶度积常数如表：
(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黑色，该实验说明在相同条件下Ksp越小，物质的溶解度越小(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2.6mol·L－1，若溶液中含有与Fe3＋等浓度的Al3＋，调节pH使Fe3＋沉淀完全时，其中含有Al(OH)3沉淀(填“含有”或“不含有”)。
(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A(填序号)。
A．FeS B．Fe2O3
C．Na2S D．ZnO
写出加入该试剂除去Pb2＋时发生的离子反应方程式 FeS＋Pb2＋??Fe2＋＋PbS 。
(4)由FeCl3·6H2O晶体得到纯的无水FeCl3，需要进行的操作是在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＋)＝＝＝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 mol·L－1，此时c(Al3＋)·c3(OH－)＝2.6×2.6×10－34＝6.76×10－34＞Ksp[Al(OH)3]，所以有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＋时发生的离子反应方程式为FeS＋Pb2＋??Fe2＋＋PbS。
(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。
14．钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用，它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在，BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。
已知：SrSO4(s)??Sr2＋(aq)＋SO(aq)
Ksp＝2.5×10－7mol2·L－2
SrCO3(s)??Sr2＋(aq)＋CO(aq)
Ksp＝2.5×10－9 mol2·L－2
(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为 SrSO4(s)＋CO(aq)??SrCO3(s)＋SO(aq) ，该反应的平衡常数表达式为 K＝ ；该反应能发生的原因是 Ksp(SrCO3)(2)对于上述反应，实验证明增大CO的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。判断在下列两种情况下，平衡常数K的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”)：
①升高温度，平衡常数K将减小；
②增大CO的浓度，平衡常数K将不变。
(3)已知，SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似，设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。实验所用的试剂为盐酸；实验现象及其相应结论为若沉淀完全溶解，则证明SrSO4完全转化成SrCO3，否则，未完全转化。
解析：(1)SrSO4转化成SrCO3的离子反应为SrSO4(s)＋CO(aq)??SrCO3(s)＋SO(aq)，平衡常数表达式为K＝，根据沉淀转化的原理，该反应能够发生，是因为Ksp(SrCO3)(2)①降低温度有利于提高SrSO4的转化率，说明降温平衡向正反应方向移动，因此升高温度，平衡向逆反应方向移动，故平衡常数K减小。②平衡常数只与温度有关，增大CO的浓度，平衡常数不变。
(3)根据提供的信息，可以推断SrSO4难溶于盐酸，而SrCO3可溶于盐酸，因此向溶液中加入盐酸，若沉淀全部溶解，则SrSO4完全转化成SrCO3，若沉淀没有全部溶解，则SrSO4没有完全转化成SrCO3，需要注意的是，不能选择稀硫酸，因为SrCO3与稀硫酸反应生成SrSO4。
15．软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等杂质，工业上用软锰矿制取MnSO4·H2O的流程如图：
已知：部分金属阳离子完全沉淀时的pH如下表
金属阳离子 Fe3＋ Al3＋ Mn2＋ Mg2＋
完全沉淀时的pH 3.2 5.2 10.4 12.4
(1)“浸出”过程中MnO2转化为Mn2＋的离子方程式为 MnO2＋SO2===SO＋Mn2＋ 。
(2)第1步除杂中形成滤渣1的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3(填化学式)，调pH至5～6所加的试剂，可选择ab(填字母)。
a．CaO B．MgO
C．Al2O3 D．氨水
(3)第2步除杂，主要是将Ca2＋、Mg2＋转化为相应氟化物沉淀除去，写出MnF2除去Mg2＋的离子方程式： MnF2(s)＋Mg2＋(aq)??Mn2＋(aq)＋MgF2(s) ，该反应的平衡常数为7.2×107(结果保留一位小数)(已知：MnF2的Ksp＝5.3×10－3；CaF2的Ksp＝1.5×10－10；MgF2的Ksp＝7.4×10－11)。
(4)取少量MnSO4·H2O溶于水，配成溶液，测其pH发现该溶液显酸性，原因是 Mn2＋＋2H2O??Mn(OH)2＋2H＋ (用离子方程式表示)。
解析：(1)SO2将MnO2还原为MnSO4，故“浸出”过程中MnO2转化为Mn2＋的离子方程式为MnO2＋SO2===SO＋Mn2＋。(2)调节pH至5～6，由氢氧化物完全沉淀的pH可知，铁离子、铝离子转化为沉淀，则滤渣1为Fe(OH)3、Al(OH)3，除杂过程中不能引入新杂质，所以可加氧化钙或氧化镁调节溶液的pH。(3)氟化锰是难溶物，书写离子方程式用化学式形式，反应的离子方程式是MnF2(s)＋Mg2＋(aq)??Mn2＋(aq)＋MgF2(s)；K＝＝＝＝≈7.2×107。
(4)MnSO4是强酸弱碱盐，水解使溶液呈酸性，离子方程式为Mn2＋＋2H2O??Mn(OH)2＋2H＋。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共62张PPT)
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第四节 沉淀溶解平衡
第2课时 沉淀溶解平衡的应用与Ksp的计算
1．通过实验探究，了解沉淀的生成、溶解与转化。
2．能够根据化学平衡原理分析沉淀的生成、溶解与转化。
3．能举例说明沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用。能运用沉淀溶解平衡原理，分析和解决生产、生活中有关的实际问题。
4．能利用Ksp进行计算并解决生产、生活中的相关问题。
1．运用化学平衡移动原理分析、理解沉淀的生成、溶解及转化，培养变化观念与平衡思想。
2．通过沉淀的生成、溶解与转化在生产、生活和科学研究中的应用，培养科学态度与社会责任。
3．设计简单的实验方案验证沉淀的生成、溶解与转化，培养科学探究与创新意识。
1．沉淀的生成
(1)沉淀生成的应用
在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，常利用生成沉淀来达到____________________的目的。
一、沉淀的生成和溶解
分离或除去某些离子
(2)沉淀生成的方法
①调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH，使Q[Fe(OH)3]____Ksp[Fe(OH)3]，Fe3＋转变为___________沉淀而除去。反应如下：_____________________________
___________________。
②加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子如Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物________________等沉淀而除去。
>
Fe(OH)3
Fe3＋＋3NH3·H2O===
CuS、HgS
a．通入H2S除去Cu2＋的离子方程式：_______________________。
b．加入Na2S除去Hg2＋的离子方程式：__________________。
③相同离子法：增大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。
H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋
Hg2＋＋S2－===HgS↓
④氧化还原法：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，例如通过氧化还原反应将Fe2＋氧化为
Fe3＋，从而生成更难溶的Fe(OH)3沉淀。
[特别提醒]①一般来说，当溶液中有多种可以沉淀的离子且生成相同类型的沉淀时，越难溶(Ksp越小)的越先沉淀。②当离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，认为该离子已完全沉淀。
2．沉淀的溶解
(1)沉淀溶解的原理
根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去平衡体系中的__________，使平衡向__________的方向移动，就可以使沉淀溶解。
相应离子
沉淀溶解
(2)实验探究：Mg(OH)2沉淀溶解
操作
现象 ①______；②______
理论
分析
浑浊
澄清
降低
<
溶解
正|误|判|断
(1)洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好。( )
(2)除去废水中的某些重金属离子如Cu2＋，Hg2＋时，常用Na2S等，是因为生成的CuS、HgS极难溶，使废水中Cu2＋、Hg2＋浓度降的很低。( )
(3)CaCO3溶解时常用盐酸而不用稀硫酸，是因为稀硫酸不与CaCO3反应。( )
(4)除去MgCl2溶液中的Fe2＋，先加入双氧水，再加入MgO即可。( )
×
√
×
√
深|度|思|考
1.(1)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？
2．已知常温下，CuCO3、Cu(OH)2、CuS的Ksp分别为1.4×10－10、2.2×10－20、6.3×10－36。要除去溶液中的Cu2＋，选用下列哪种沉淀剂更好？为什么？
①Na2CO3 ②NaOH ③Na2S
提示：选用Na2S更好。原因是CuS的Ksp最小，溶解度最小，Cu2＋沉淀得更完全，溶液中剩余的Cu2＋最少。
A
C
A．溶液为紫色 B．溶液中有灰绿色沉淀
C．溶液为亮绿色 D．无法判断
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}
解析：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。
(2)氧化还原法：有些金属硫化物(如CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，则可通过减小c(S2－)来达到使沉淀溶解的目的，例如：3CuS＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋3S＋2NO↑＋4H2O。
1．沉淀转化的过程探究
(1)实验探究AgCl、AgI、Ag2S的转化
二、沉淀的转化
实验
操作
实验
现象 有白色沉淀析出 白色沉淀转化
为黄色沉淀 黄色沉淀转化
为黑色沉淀
化学
方程式 ________________________________________________ ____________________________________ ________________________________________
NaCl＋AgNO3
===AgCl↓＋NaNO3
2.沉淀转化的实质与条件
(1)沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程，其实质是____________________。
(2)条件：一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现，两者溶解度相差______，转化越______。
[特别提醒]沉淀的转化也可以由溶解度小的沉淀转化为溶解度较大的沉淀。
沉淀溶解平衡的移动
越大
容易
＋Na2SO4(aq)，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
CuSO4＋ZnS
(3)工业废水处理
工业废水处理过程中，重金属离子可利用沉淀转化原理用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。
用FeS除去Hg2＋的离子方程式：____________________________
_____________________。
HgS(s)＋Fe2＋(aq)
正|误|判|断
(1)溶解度小的沉淀不能转化为溶解度比其大的沉淀。( )
(2)向AgCl沉淀中加入KI溶液，由白色沉淀转变成黄色沉淀，是由于Ksp(AgI)(3)可用FeS除去废水中的Hg2＋，Ag＋等，是因为HgS、Ag2S比FeS更难溶。( )
×
√
√
应|用|体|验
1.下列说法正确的是( )
A．向AgI沉淀中加入饱和KCl溶液，有白色沉淀生成，说明AgCl比AgI更难溶
B．向浓度均为0.1 mol·L－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，若先生成蓝色Cu(OH)2沉淀，则Ksp[Mg(OH)2]C．向BaSO4饱和溶液中加入饱和Na2CO3溶液，有白色沉淀产生，说明Ksp(BaSO4)大于Ksp(BaCO3)
D．向1 mL 0.2 mol·L－1的NaOH溶液中滴入1 mL 0.1 mol·L－1的MgCl2溶液，产生白色沉淀后，再滴加2滴0.1 mol·L－1的FeCl3溶液，又生成红褐色沉淀，说明在相同温度下的溶解度：Mg(OH)2>Fe(OH)3
D
2．酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnO(OH)。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示：
化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3
Ksp近似值 10－17 10－17 10－39
用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是加稀硫酸和H2O2溶解，铁变为__________，加碱调节至pH为________时，铁元素恰好沉淀完全(离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为____时，锌开始沉淀(假定Zn2＋浓度为0.1 mol·L－1)。若上述过程不加H2O2后果是____________________，原因是______________________________。
Fe3＋
2.7
6
Zn2＋和Fe2＋分离不开
Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近
解析：由Zn(OH)2、Fe(OH)2、Fe(OH)3的Ksp可分别计算出Zn2＋、Fe2＋、Fe3＋完全沉淀时的pH为8、8、2.7。所以要除去Zn皮中的杂质铁，需先把Fe转化为Fe3＋，再调节溶液pH＝2.7时Fe3＋恰好沉淀完全，再加碱至溶液pH＝6时，Zn2＋开始沉淀[因c(Zn2＋)＝0.1 mol·L－1，所以c(Zn2＋)·c2(OH－)＝10－17，得出对应pH＝6]。所以溶解金属时加H2O2的目的就是使Fe转化为Fe3＋，否则Fe2＋和Zn2＋一起沉淀，无法分离出杂质。
三、Ksp的计算
4．判断沉淀的生成或沉淀是否完全
(1)把离子浓度数据代入离子积表达式得Q，若Q>Ksp，则有沉淀生成。
(2)利用Ksp的数值计算某一离子浓度，若该离子浓度小于10－5 mol·
L－1，则该离子沉淀完全。
5．沉淀先后的计算与判断
(1)若沉淀类型相同，则Ksp小的物质先沉淀。
(2)若沉淀类型不同，则需要根据Ksp计算出沉淀时所需离子浓度，所需离子浓度小的物质先沉淀。
1.65×10－4mol·L－1
2.0×10－29
(1)该溶液中的Fe3＋刚好沉淀完全时溶液的pH约为________。
(2)该溶液中的Cu2＋开始形成Cu(OH)2沉淀时的pH约为____。
(3)若将该溶液的pH调至3.5，____(填“是”或“否”)可以达到除去Fe3＋杂质而不损失Cu2＋的目的。
(注：lg 2≈0.3，lg 5≈0.7)
3.3
4
是
7.7×10－10
2.0×10－10
(3)常温下，若向50 mL 0.002 mol·L－1的CuSO4溶液中加入50 mL 0.004 4 mol·L－1的NaOH溶液，生成了沉淀。已知Ksp[Cu(OH)2]＝2.0×10－20，计算沉淀生成后溶液中c(Cu2＋)＝____________mol·L－1。
5.0×10－13
随堂演练·知识落实
1．25 ℃时，三种难溶银盐的Ksp与颜色如下表，下列说法正确的是( )
AgCl Ag2CrO4 AgI
颜色 白 砖红 黄
Ksp 1.8×10－10 1.0×10－12 8.5×10－17
C
A.AgCl、Ag2CrO4、AgI饱和溶液中c(Ag＋)依次减小
B．Ag2CrO4饱和溶液中c(Ag＋)约为1.0×10－6 mol·L－1
C．向AgCl悬浊液中加入足量KI溶液，沉淀将由白色转化为黄色
D．向等浓度的KCl与K2CrO4混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，将生成砖红色沉淀
D
解析：BaSO4可作钡餐是因为硫酸钡不溶于酸。而BaCO3能与酸反应：BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑，生成的Ba2＋进入人体，会造成重金属盐中毒。
3．已知如下物质的溶度积常数：FeS：Ksp＝6.3×10－18；CuS：Ksp＝6.3×10－36。下列说法正确的是( )
A．同温度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度
B．同温度下，向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后，Ksp(FeS)变小
C．向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出现的沉淀是FeS
D．除去工业废水中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂
D
解析：A项，由于FeS的Ksp大，且FeS与CuS的Ksp表达式是相同类型的，因此FeS的溶解度比CuS大；B项，Ksp不随浓度变化而变化，它只与温度有关；C项，先达到CuS的Ksp，先生成CuS沉淀；D项，向含有Cu2＋的工业废水中加入FeS，FeS会转化为更难溶的CuS，可以用FeS作沉淀剂。
4．锅炉内如结有水垢后会产生以下危害：(1)锅炉钢板、管路因过热而被烧损；(2)燃料大量浪费；(3)增加锅炉检修量；(4)威胁人身安全。
某学习小组欲探究使CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀，从而将其除去的可能性，查得如下资料(25 ℃)
难溶电解质 CaCO3 CaSO4
Ksp 3.4×10－9 4.9×10－5
实验步骤如下：
①向100 mL 0.1 mol·L－1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol·L－1的Na2SO4溶液，立即有白色沉淀生成；
②向上述悬浊液中加入3 g Na2CO3固体，搅拌，静置，沉淀后弃去上层清液；
③再加入蒸馏水搅拌，静置，沉淀后再弃去上层清液；
④_______________________________。
请思考下列问题：
(1)题给的两种物质，Ksp越大，表示电解质的溶解度越____(填“大”或“小”)。
(2)写出第②步发生反应的化学方程式：_______________________
_______________。
(3)设计第③步操作的目的是什么？
________________________。
大
Na2CO3＋CaSO4===
Na2SO4＋CaCO3
(4)请补充第④步操作及发生的现象。
________________________________________________。
(5)请写出该转化在实际生活、生产中的一个应用。
____________________________________________________。
向沉淀中加入足量的稀盐酸，沉淀完全溶解
将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3，易于除去
