第47讲 沉淀溶解平衡
一、选择题(本题包括9小题,每小题只有一个选项符合题意)
1.牙齿表面存在如下平衡:Ca5(PO4)3OH(s)5C(aq)+3P(aq)+OH-(aq) Ksp=6.8×10-37,Ca5(PO4)3F的Ksp=2.8×10-61。下列说法错误的是( )
A.在牙膏中添加适量的磷酸盐,能起到保护牙齿的作用
B.口腔中的食物残渣能产生有机酸,容易导致龋齿,使Ksp增大
C.正常口腔的pH接近中性,有利于牙齿健康
D.使用含氟牙膏,当Ca5(PO4)3OH(s)与Ca5(PO4)3F(s)共存时,≈2.4×1024
2.下列有关BaSO3沉淀溶解平衡的说法中错误的是( )
A.BaSO3的溶度积常数表达式Ksp(BaSO3)=c(Ba2+)·c(S)
B.BaSO3难溶于水,溶液中没有Ba2+和S
C.升高温度,BaSO3的溶解度增大
D.向BaSO3悬浊液中加入Na2SO3固体,BaSO3溶解的量减少
3.探究Mg(OH)2的沉淀溶解平衡时,利用下表三种试剂进行实验,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中滴加几滴酚酞溶液后,溶液显红色,说明Mg(OH)2是一种弱电解质
B.为了使悬浊液中Mg(OH)2溶解得更快,加入过量NH4Cl浓溶液并充分振荡,效果更好
C.①、③混合后发生反应:Mg(OH)2(s)+2N(aq)M(aq)+2NH3·H2O(aq)
D.向少量Mg(HCO3)2溶液中加入足量NaOH溶液,反应的离子方程式是M+2HC+4OH-Mg(OH)2↓+2C+2H2O
4.(2024·信阳模拟)已知Ksp(CaSO4)=5×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9。按下列图示进行实验,下列说法正确的是( )
A.0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中存在:c(OH-)-c(H+)=c(HC)+c(H2CO3)
B.反应CaSO4+CCaCO3+S正向进行,需满足>×104
C.过滤后所得清液中一定存在:c(Ca2+)=
D.滤渣中加入醋酸发生反应的离子方程式:CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O
5.(2024·柳州模拟)下表是五种银盐的溶度积常数(25 ℃):
化学式 AgCl Ag2SO4 Ag2S AgBr AgI
溶度积 1.8×10-10 1.4×10-5 6.3×10-50 7.7×10-13 8.51×10-16
下列说法错误的是( )
A.因AgI难溶于水,故其为弱电解质
B.五种物质在常温下溶解度最小的是Ag2S
C.在c(Cl-)=c(Br-)=c(I-)=0.01 mol·L-1的混合溶液中,逐滴滴加硝酸银溶液,依次产生AgI、AgBr、AgCl沉淀
D.AgCl沉淀中加入NaBr溶液,可能会转化为AgBr沉淀
6.已知室温时Ksp(CaCO3)=3.36×10-9,Ksp(CaF2)=3.45×10-11。下列关于CaCO3和CaF2两悬浊液说法错误的是( )
A.CaCO3和CaF2两悬浊液中,前者的c(Ca2+)较小
B.分别滴加稀硫酸,CaCO3与CaF2的溶度积常数均增大
C.分别加入0.1 mol·L-1的CaCl2溶液,c(C)和c(F-)均减小
D.CaCO3和CaF2共存的饱和溶液中,的值约为97.4
7.(2024·佛山模拟)探究Mg(OH)2沉淀溶解平衡的形成及移动情况,实验过程中溶液pH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Mg(OH)2固体
B.加入少量蒸馏水,可实现b~c段变化
C.饱和Mg(OH)2溶液中,c(OH-)=10-3.5 mol·L-1
D.常用Mg(OH)2处理废水中的Cu2+,可推测Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]
8.(2024·台州模拟)已知:(ⅰ)2Cu2++4I-2CuI↓+I2;
(ⅱ)CuI为白色沉淀,CuOH为橙色沉淀,Ksp[Cu(OH)2]=10-19.66。
现进行如下实验:
①将0.2 mol·L-1 CuSO4溶液与0.4 mol·L-1 KI溶液等体积混合,充分反应后过滤,测得滤液pH=2;
②向滤液中滴加1滴稀NaOH溶液,出现白色沉淀;
③继续滴加NaOH溶液,数滴后又出现蓝色沉淀。
对该实验的解释不正确的是( )
A.①充分反应后可观察到白色沉淀和棕黄色溶液
B.②中未生成蓝色沉淀,说明Ksp[Cu(OH)2]>Ksp(CuI)
C.③中出现蓝色沉淀时,反应(ⅰ)中的平衡可能逆向移动
D.无论②还是③,随着NaOH溶液的加入,c(I2)始终降低
9.分析化学中以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,测定c(Cl-)。
已知:ⅰ.K2CrO4溶液中存在平衡:2Cr+2H+Cr2+H2O;
ⅱ.25 ℃时,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12(砖红色),Ksp(AgCl)=1.8×10-10(白色)。
下列分析不正确的是( )
A.实验中先产生白色沉淀,滴定终点时产生砖红色沉淀
B.产生白色沉淀时,存在AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
C.当产生砖红色沉淀时,如果c(Cr)=5.0×10-3 mol·L-1,Cl-已沉淀完全
D.滴定时应控制溶液pH在合适范围内,若pH过低,会导致测定结果偏低
二、非选择题(本题包括2小题)
10.我国《生活饮用水卫生标准》中规定生活用水中镉的排放量不超过0.005 mg·L-1。处理含镉废水可采用化学沉淀法。
(1)写出磷酸镉[Cd3(PO4)2]沉淀溶解平衡常数的表达式:Ksp[Cd3(PO4)2]= 。
(2)一定温度下,CdCO3的Ksp=4.0×10-12,Cd(OH)2的Ksp=3.2×10-14,该温度下 [填“CdCO3”或“Cd(OH)2”]的饱和溶液中Cd2+浓度较大。
(3)向某含镉废水中加入Na2S,当S2-浓度达到7.9×10-8 mol·L-1时,废水中Cd2+的浓度为 mol·L-1[已知Ksp(CdS)=7.9×10-27],此时 (填“符合”或“不符合”)《生活饮用水卫生标准》。
(4)要将等体积的4×10-3 mol·L-1的AgNO3溶液和4×10-3 mol·L-1的K2CrO4溶液混合,是否能析出Ag2CrO4沉淀 [列式计算,不考虑溶液体积的变化,已知Ksp(Ag2CrO4)=2×10-12]。
11.(1)向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液,当有BaCO3沉淀生成时溶液中= (结果保留两位有效数字)。已知Ksp(BaCO3)=2.6×10-9,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。
(2)若FeCl2与MgCl2混合溶液中c(Mg2+)=0.02 mol·L-1,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5 mol·L-1,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?
。
[列式计算,FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24]。
(3)已知:Sn与Si同族,25 ℃时相关的溶度积见表。
化学式 Sn(OH)4(或SnO2·2H2O) Fe(OH)3 Cu(OH)2
溶度积 1.0×10-56 4×10-38 2.5×10-20
①滤液中Fe3+和Cu2+的浓度相近,加入NaOH溶液,先得到的沉淀是 。②25 ℃时,为了使Cu2+沉淀完全,需调节溶液H+浓度不大于 mol·L-1。
第47讲 沉淀溶解平衡
1.B 在牙膏中添加适量的磷酸盐,使平衡逆向移动,生成Ca5(PO4)3OH(s)覆盖在牙齿表面,能起到保护牙齿的作用,A正确;Ksp只与温度有关,与溶液的酸碱性无关,B错误;=
==≈2.4×1024,D正确。
2.B BaSO3难溶于水,其悬浊液中存在平衡:BaSO3(s)Ba2+(aq)+S(aq),根据溶度积表达式,推出Ksp=c(Ba2+)·c(S),A正确;BaSO3虽难溶于水,BaSO3在水中溶解度较小,但溶液中有极少量的Ba2+和S,B错误;多数物质的溶解度随着温度升高而增大,升高温度,BaSO3的溶解度增大,C正确;BaSO3悬浊液中存在平衡:BaSO3(s)Ba2+(aq)+S(aq),加入Na2SO3固体,溶液中c(S)增大,c(Ba2+)减小,BaSO3溶解的量减少,D正确。
3.A 向Mg(OH)2悬浊液中滴加几滴酚酞溶液后,溶液显红色,则溶液呈碱性,说明Mg(OH)2能电离出OH-,是一种电解质,不能判断是否为弱电解质,A错误;Mg(OH)2溶解产生的OH-与NH4Cl溶液中的N结合生成NH3·H2O,能加快悬浊液中Mg(OH)2的溶解,B正确;因相同温度下,氢氧化镁比碳酸镁更难溶,碱过量时生成Mg(OH)2,D正确。
4.C 0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中存在质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3),A错误;该反应的平衡常数K=====×104,当浓度商<K时,反应正向进行,B错误;上层清液为碳酸钙的饱和溶液,所以清液中满足c(Ca2+)=,C正确;醋酸为弱酸,不能拆成离子形式,D错误。
5.A AgI难溶于水,但是溶于水的AgI完全电离,故其为强电解质,A错误;从表格中数据可知,虽然硫化银与AgCl等不是同种类型的沉淀,但是Ag2S的溶度积常数远小于其他四种物质,因此五种物质中溶解度最小的为Ag2S,B正确;AgI、AgBr、AgCl三种沉淀为同类型沉淀,在c(Cl-)=c(Br-)=c(I-)=0.01 mol·L-1的混合溶液中,逐滴滴加硝酸银溶液,溶度积小的先生成沉淀,即依次产生AgI、AgBr、AgCl沉淀,C正确;由于AgCl的Ksp大于AgBr的Ksp,AgCl沉淀中加入NaBr溶液,可能会生成AgBr沉淀,D正确。
6.B CaCO3悬浊液中c(Ca2+)= mol·L-1≈5.8×10-5 mol·L-1,CaF2悬浊液中,Ksp(CaF2)=c(Ca2+)·c2(F-)=4c3(Ca2+),故c(Ca2+)= mol·L-1≈2.1×10-4 mol·L-1,因此CaCO3和CaF2两悬浊液中,前者的c(Ca2+)较小,A正确;溶度积只与温度有关,温度不变,溶度积常数不变,B错误;加入CaCl2溶液,Ca2+浓度增大,CaCO3、CaF2的沉淀溶解平衡均逆向移动,c(C)和c(F-)均减小,C正确;同一溶液中,Ca2+浓度相等,故=≈97.4,D正确。
7.B a点前溶液的pH=7,为纯水,a点后,溶液的pH逐渐增大,保持pH=10.5,a点表示蒸馏水中加入过量Mg(OH)2固体,A正确;加入少量蒸馏水,平衡右移,但溶液仍为Mg(OH)2饱和溶液,pH不变,但b点和c点pH不同,B错误;饱和Mg(OH)2溶液中,pH=10.5,则c(H+)= 10-10.5 mol·L-1,c(OH-)== mol·L-1=10-3.5 mol·L-1,C正确;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],D正确。
8.B 将0.2 mol·L-1 CuSO4溶液与0.4 mol·L-1 KI溶液等体积混合发生反应:2Cu2++4I-2CuI↓+I2,故得到CuI白色沉淀和棕黄色溶液,A正确;②中未出现蓝色沉淀,说明I2反应得到I-后,继续生成CuI白色沉淀,但是c(OH-)与c(I-)大小未知,且两个沉淀是不同类型的沉淀,故无法比较Ksp[Cu(OH)2]和Ksp(CuI)的大小关系,B错误;继续滴加NaOH溶液,数滴后又出现蓝色沉淀,即Cu2+与OH-反应,导致Cu2+浓度减小,2Cu2++4I-2CuI↓+I2平衡逆向移动,C正确;②中加入NaOH溶液,I2与NaOH反应导致平衡正移,根据勒夏特列原理,c(I2)仍然降低;③中随着NaOH溶液的加入,2Cu2++4I-2CuI↓+I2平衡逆向移动,c(I2)降低,D正确。
9.D K2CrO4为指示剂,则硝酸银应该先和氯离子反应,然后再和铬酸根离子反应,故实验中先产生白色沉淀,滴定终点时产生砖红色沉淀,A正确;白色沉淀是氯化银,存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),B正确;当c(Cr)=5.0×10-3 mol·L-1时,此时c(Ag+)== mol·L-1=2.0×10-5 mol·L-1,则c(Cl-)== mol·L-1=9×10-6 mol·L-1,则氯离子沉淀完全,C正确;根据2Cr+2H+Cr2+H2O,滴定时若pH过低,平衡正向移动,则铬酸根离子浓度低,需要更多的银离子,消耗更多的硝酸银溶液,会导致测定结果偏高,D错误。
10.(1)c3(Cd2+)·c2(P) (2)Cd(OH)2 (3)1.0×10-19 符合 (4)能,混合后c(Ag+)=c(Cr)=2×10-3 mol·L-1,Q=c2(Ag+)·c(Cr)=(2×10-3)2×2×10-3=8×10-9>2×10-12,故有Ag2CrO4沉淀析出
解析:(1)Cd3(PO4)2沉淀溶解平衡常数表达式为Ksp[Cd3(PO4)2]=c3(Cd2+)·c2(P)。(2)CdCO3饱和溶液中c(Cd2+)== mol·L-1=2.0×10-6 mol·L-1,Cd(OH)2饱和溶液中c(Cd2+)== mol·L-1=2.0×10-5 mol·L-1,则Cd(OH)2的饱和溶液中Cd2+浓度较大。(3)当S2-浓度达到7.9×10-8 mol·L-1时,废水中Cd2+的浓度c(Cd2+)== mol·L-1=1.0×10-19 mol·L-1,即为1.0×10-19×112×103 mg·L-1<0.005 mg·L-1,符合《生活饮用水卫生标准》。(4)根据溶度积常数和溶液混合后离子的浓度值,能析出Ag2CrO4沉淀。混合后c(Ag+)=c(Cr)=2×10-3 mol·L-1,Q=c2(Ag+)·c(Cr)=(2×10-3)2×2×10-3=8×10-9>2×10-12,故有Ag2CrO4沉淀析出。
11.(1)24
(2)Fe3+恰好沉淀完全时,c(P)= mol·L-1=1.3×10-17 mol·L-1,则c3(Mg2+)·c2(P)=0.013×(1.3×10-17)2≈1.7×10-40<Ksp[Mg3(PO4)2],因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀
(3)①Fe(OH)3 ②2×10-7
解析:(1)沉淀转化的离子方程式:BaSO4(s)+C(aq)BaCO3(s)+S(aq),则有===≈24。(2)根据c(Fe3+)·c(P)=Ksp(FePO4),可得c(P)= mol·L-1=1.3×10-17 mol·L-1。混合后,溶液中镁离子浓度为c(Mg2+)=0.01 mol·L-1,c3(Mg2+)·c2(P)=0.013×(1.3×10-17)2≈1.7×10-40<Ksp[Mg3(PO4)2],故没有磷酸镁沉淀生成。(3)①由溶度积可知,向滤液中加入氢氧化钠溶液,溶解度小的氢氧化铁先沉淀;②由溶度积可知,25 ℃时,铜离子沉淀完全时,溶液中的氢氧根离子浓度为 mol·L-1=5×10-8mol·L-1,则溶液中的氢离子浓度应不大于2×10-7mol·L-1。
3 / 3第47讲 沉淀溶解平衡
课标要求
1.认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡,了解沉淀的生成、溶解与转化。
2.能综合运用离子反应、化学平衡原理,分析和解决生产、生活中有关难溶电解质的实际问题。
考点一 难溶电解质的沉淀溶解平衡及其应用
(一)沉淀溶解平衡
1.概念
在一定温度下的水溶液中,当沉淀和溶解的速率相等时,即建立了沉淀溶解平衡状态。
2.影响因素
(1)内因:难溶电解质本身的性质,这是决定因素。
(2)外因
以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0为例,说明外因对沉淀溶解平衡的影响。
条件 移动方向 平衡后c(Ag+) 平衡后c(Cl-)
加入AgNO3 增大 减小
加H2O 正向 不变
升温 增大
通入HCl 逆向 增大
加入K2S 减小 增大
归纳总结
(1)浓度:加水稀释,平衡向沉淀溶解的方向移动,Ksp不变。
(2)温度:绝大多数难溶电解质的溶解是吸热的,升温,平衡向沉淀溶解的方向移动,Ksp增大。
(3)同离子效应:加入与难溶电解质构成微粒相同离子组成的物质,平衡向生成沉淀的方向移动,Ksp不变。
(二)沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成
(1)调节pH法:如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH,使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而除去,离子方程式为 。
(2)沉淀剂法:以H2S、Na2S等沉淀污水中的Hg2+、Cu2+等重金属离子。写出用H2S除去Cu2+的离子方程式: 。
2.沉淀的溶解
如要使Mg(OH)2沉淀溶解,可加入盐酸、NH4Cl溶液等。
3.沉淀的转化
(1)实验探究AgCl、AgI、Ag2S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 色沉淀 黄色沉淀转化为 色沉淀
化学方程式 NaCl+AgNO3AgCl↓+NaNO3
(2)实验探究Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化
实验 操作
实验 现象 产生白色沉淀 白色沉淀转化为 色沉淀
化学 方程式 MgCl2+2NaOHMg(OH)2↓+2NaCl
实验结论:Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀,说明溶解度: 。
(3)沉淀转化的应用
锅炉除垢,将CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为 ;
ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液得到CuS沉淀的离子方程式为 。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)沉淀达到沉淀溶解平衡时,溶液中溶质离子浓度一定相等,且保持不变。( )
(2)BaSO4Ba2++S和BaSO4(s)Ba2+(aq)+S(aq),两式所表示的意义相同。( )
(3)在同浓度的盐酸中,ZnS可溶而CuS不溶,说明CuS的溶解度比ZnS的小。( )
(4)在含有Mg(OH)2沉淀的饱和溶液中加入固体NH4Cl,沉淀量不变。( )
(5)室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。( )
(6)溶解度较小的沉淀不可以转化成溶解度较大的沉淀。( )
一 沉淀溶解平衡移动及影响因素
1.某兴趣小组对氢氧化镁的溶解进行如图探究实验。下列说法错误的是( )
A.c(OH-):①=③
B.③中存在:2c(Mg2+)>c(Cl-)
C.③中溶液又变红的原因:沉淀溶解平衡正向移动
D.①中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)
2.已知溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq) ΔH<0,下列有关该平衡体系的说法不正确的是 (填序号)。
①升高温度,平衡逆向移动 ②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子的浓度 ③除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子,可以向溶液中加入适量的NaOH溶液 ④恒温下,向溶液中加入CaO,溶液的pH升高 ⑤给溶液加热,溶液的pH升高 ⑥向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加 ⑦向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变
二 沉淀溶解平衡的应用
3.(2024·福建福州模拟)为研究沉淀的生成及其转化,某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是( )
A.①中浊液中存在平衡:Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+Cr(aq)
B.②中溶液变澄清的原因:AgOH+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]OH+2H2O
C.③中颜色变化说明有AgCl生成
D.该实验可以证明Ag2CrO4沉淀可以转化为AgCl沉淀
沉淀先后顺序的判断
向溶液中加入沉淀剂,当可能有多种沉淀生成时,哪种沉淀的溶解度最小(当各种沉淀的Ksp表达式相同时,Ksp越小,沉淀的溶解度越小),则最先生成该沉淀。如:
(1)向含等浓度Cl-、Br-、I-的混合液中加入AgNO3溶液,最先生成的沉淀是AgI。
(2)向含等浓度C、OH-、S2-的混合液中加入CuSO4溶液,最先生成的沉淀是CuS。
(3)向Mg(HCO3)2溶液中加入适量NaOH溶液,生成的沉淀是Mg(OH)2而不是MgCO3[原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小]。
考点二 溶度积常数及应用
1.溶度积和离子积
以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)为例:
溶度积 离子积
概念 沉淀溶解平衡的平衡常数 溶液中有关离子浓度幂的乘积
符号 Ksp Q
表达式 Ksp(AmBn)= ,式中的浓度为平衡浓度 Q(AmBn)= ,式中的浓度是任意浓度
应用 判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解: ①Q Ksp,溶液中无沉淀析出 ②Q=Ksp,沉淀与溶解处于平衡状态 ③Q Ksp,溶液中有沉淀析出
2.Ksp的影响因素
(1)内因:溶度积与难溶电解质溶解能力的关系
①阴、阳离子个数比相同的难溶电解质,溶度积越大,则溶解能力 。如Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI),则溶解能力: 。
②阴、阳离子个数比不相同的难溶电解质,若Ksp差别不大,应通过计算才能比较其溶解能力。
(2)外因:仅与 有关,与浓度、压强、催化剂等无关。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)已知:Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl),则Ag2CrO4的溶解度小于AgCl的溶解度。( )
(2)AgCl(s)+I-(aq)AgI(s)+Cl-(aq)的化学平衡常数K=。( )
(3)向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液,有黄色沉淀生成,则Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。( )
(4)AgCl的Ksp=1.8×10-10,则在任何含AgCl固体的溶液中,c(Ag+)=c(Cl-)=×10-5 mol·L-1。( )
一 溶度积常数及影响因素
1.下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是( )
A.常温下,向CaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体,CaCO3的Ksp减小
B.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高Ksp减小
C.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高Ksp增大
D.常温下,向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体,Mg(OH)2的Ksp不变
2.化工生产中常用FeS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2+:Cu2+(aq)+FeS(s)CuS(s)+Fe2+(aq)。下列说法错误的是( )
A.FeS的Ksp比CuS的Ksp大
B.该反应达到平衡时c(Fe2+)=c(Cu2+)
C.向平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c(Fe2+)变大
D.该反应的平衡常数K=
二 比较Ksp大小的实验设计
3.下列液体均处于25 ℃,有关叙述不正确的是( )
A.向饱和CaSO4溶液(无固体)中加入相同浓度的Na2CO3溶液,产生白色沉淀,说明Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3)
B.向MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入少量氨水,先生成Cu(OH)2沉淀,说明Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]
C.AgCl在等物质的量浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度不相同
D.将AgCl与AgBr饱和溶液等体积混合,再加入足量AgNO3溶液,生成的AgBr少于AgCl
4.分别进行下列操作,由现象得出的结论正确的是( )
选项 操作 现象 结论
A 将稀硫酸和Na2S反应生成的气体通入AgNO3与AgCl组成的悬浊液中 出现黑色沉淀 Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)
B 向盛有2 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液的试管中滴加1 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液,再向其中滴加4~5滴0.1 mol·L-1 KI溶液 先有白色沉淀生成,后又产生黄色沉淀 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
C 向AgI悬浊液中滴入Na2S溶液 固体变黑 Ksp(Ag2S)<Ksp(AgI)
D 将H2S气体通入浓度均为 0.01 mol·L-1的ZnSO4和 CuSO4溶液中 先出现CuS黑色沉淀 Ksp(CuS)>Ksp(ZnS)
比较Ksp大小的实验设计方法
方法一:利用沉淀的先后顺序进行比较
相同温度、相同浓度的不同离子,逐滴加入沉淀剂,一般先产生沉淀的溶解度小,即Ksp小。如相同浓度的NaCl、NaI的混合溶液中,逐滴加入AgNO3溶液,观察到先产生黄色沉淀,说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。
【易错点】 若起始NaCl和NaI混合溶液中c(Cl-)与c(I-)不相等,则不能说明AgCl、AgI的Ksp的相对大小。
方法二:利用沉淀的转化进行比较
沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动,一般来说,Ksp小的沉淀转化为Ksp更小的沉淀更易实现,两者Ksp差别越大,转化越容易。如向盛有2 mL、0.1 mol·L-1的NaCl溶液中加入2滴0.1 mol·L-1的AgNO3溶液,产生白色沉淀,然后再加入4滴0.1 mol·L-1的KI溶液,观察到白色沉淀变为黄色,说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。
【易错点】 起始制取AgCl时要求Cl-过量,若AgNO3过量,则可能是Ag+直接与I-结合生成AgI沉淀,而不是沉淀的转化。故Ag+过量不能比较二者Ksp的大小。
三 溶度积的应用与计算
5.(1)(判断能否生成沉淀)25 ℃时,在1.00 L 0.03 mol·L-1 AgNO3溶液中加入0.50 L 0.06 mol·L-1的CaCl2溶液,能否生成AgCl沉淀?(已知:AgCl的Ksp=1.8×10-10)
(2)(判断沉淀能否转化)Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp(CaSO4)=9.1×10-6,溶解能力:CaSO4大于CaCO3。请用数据说明溶解能力小的CaCO3能否转化为溶解能力大的CaSO4?
(3)(判断沉淀的先后顺序)已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。某溶液中含有Cl-、Br-和Cr,浓度均为0.01 mol·L-1,向该溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1的AgNO3溶液时,通过计算分析三种阴离子沉淀的先后顺序。
(4)(计算沉淀开始和沉淀完全时的pH)常温下,Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20,计算有关溶液中Cu2+沉淀时的pH。
①某CuSO4溶液中c(Cu2+)=0.02 mol·L-1,如果生成Cu(OH)2沉淀,应调节溶液的pH,使之大于 。
②要使0.2 mol·L-1 CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原来的千分之一),则应向溶液中加入NaOH溶液,使溶液的pH为 。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)(2024·湖南高考)用饱和Na2CO3溶液浸泡锅炉水垢:CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq)。( )
(2)(2024·浙江6月选考)已知室温下,Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17,则溶解度FeS大于Fe(OH)2。( )
(3)(2024·江苏高考)向2 mL浓度均为0.1 mol·L-1的CaCl2和BaCl2混合溶液中滴加少量0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,振荡、产生白色沉淀。得出的实验结论是溶度积常数:CaCO3>BaCO3。( )
(4)(2024·山东高考)向等物质的量浓度的NaCl、Na2CrO4混合溶液中滴加AgNO3溶液,先生成AgCl白色沉淀,得出的实验结论是Ksp(AgCl)<Ksp(Ag2CrO4)。( )
(5)(2024·江西高考)久置的FeCl2溶液中出现红褐色沉淀,得出的实验结论是Ksp[Fe(OH)3]>Ksp[Fe(OH)2]。( )
2.(1)(2024·湖南高考16题节选)已知:①当某种离子的浓度低于1.0×10-5 mol·L-1时,可忽略该离子的存在;
②AgCl(s)+Cl-(aq)[AgCl2]-(aq) K=2.0×10-5。
为了不使AgCl转化为[AgCl2]-,则Cl-浓度不能超过 mol·L-1。
(2)(2024·甘肃高考15题节选)CaSO4与(NH4)2CO3溶液反应得到碳酸钙,反应的化学方程式为 ;该反应能进行的原因是 。
[已知:Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,Ksp(CaCO3)=3.4×10-9]
(3)(2023·湖北高考16题节选)已知Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15,若pH控制为10.0,则溶液中Co2+浓度为 mol·L-1。
3.(1)(2024·江苏高考16题节选)贵金属银应用广泛。Ag与稀HNO3制得AgNO3,常用于循环处理高氯废水。
沉淀Cl-。在高氯水样中加入K2CrO4使Cr浓度约为5×10-3 mol·L-1,当滴加AgNO3溶液至开始产生Ag2CrO4沉淀(忽略滴加过程的体积增加),此时溶液中Cl-浓度约为 mol·L-1。
[已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12]
(2)(2024·江西高考15题节选)已知:Ksp[Th(OH)4]=4.0×10-45,Ksp[Ce(OH)3]=1.6×10-20,Ksp[Ce(OH)4]=2.0×10-48。溶解阶段,将溶液pH先调到1.5~2.0,得到含Ce3+的溶液,反应后再回调至4.5。
①盐酸溶解Ce(OH)4的离子方程式为 。
②当溶液pH=4.5时,c(Th4+)= mol·L-1,此时完全转化为氢氧化钍沉淀。
(3)(2023·福建高考11题节选)25 ℃时,Ksp(CuS)=6.3×10-36,H2S的Ka1=1.1×10-7,Ka2=1.3×10-13。反应CuS(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+H2S(aq)的平衡常数K= (列出计算式即可)。经计算可判断CuS难溶于稀硫酸。
第47讲 沉淀溶解平衡
【考点·全面突破】
考点一
必备知识夯实
(一)
2.(2)逆向 不变 正向 增大 减小 正向
(二)
1.(1)Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3N (2)H2S+Cu2+CuS↓+2H+ 3.(1)黄 黑 AgCl+KIAgI+KCl 2AgI+Na2SAg2S+2NaI (2)红褐 3Mg(OH)2+2FeCl32Fe(OH)3+3MgCl2 Fe(OH)3<Mg(OH)2
(3)CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq) ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq)
易错辨析
(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)×
关键能力突破
1.A ①中含有氢氧化镁,③中除了氢氧化镁还有氯化镁,同温度下Ksp[Mg(OH)2]相同,③中镁离子浓度大,则c(OH-):③<①,A错误;③中除了有Mg(OH)2还有MgCl2,则2c(Mg2+)>c(Cl-),B正确;加入浓盐酸后,Mg(OH)2电离出的氢氧根离子与HCl反应被消耗,促使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动,电离出氢氧根离子,溶液又变红,C正确;①为Mg(OH)2的悬浊液,存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),D正确。
2.②③④⑤⑦
解析:加入碳酸钠粉末会生成CaCO3沉淀,使Ca2+浓度减小,②错;加入氢氧化钠溶液会使平衡左移,有Ca(OH)2沉淀生成,但Ca(OH)2的溶度积较大,要除去Ca2+,应把Ca2+转化为更难溶的CaCO3,③错;恒温下Ksp不变,加入CaO后,溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液,pH不变,④错;加热,Ca(OH)2的溶解度减小,溶液的pH降低,⑤错;加入Na2CO3溶液,沉淀溶解平衡向右移动,Ca(OH)2固体转化为CaCO3固体,固体质量增加,⑥正确;加入NaOH固体,沉淀溶解平衡向左移动,Ca(OH)2固体质量增加,⑦错。
3.D 反应①中生成的沉淀是Ag2CrO4,存在沉淀溶解平衡:Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+Cr(aq),A正确;反应①中Ag+过量,即①的上层清液中存在Ag+,加入NH3·H2O,先发生反应:Ag++NH3·H2OAgOH↓+N,继续滴加NH3·H2O,发生反应:AgOH+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]OH+2H2O,因此溶液先变浑浊,再变澄清,B正确;浊液中加入KCl,有白色沉淀产生,该沉淀为AgCl,C正确;实验①中AgNO3溶液过量,则余下浊液中含有过量的Ag+,故③中加入KCl溶液会产生白色沉淀AgCl,因此本实验不能证明Ag2CrO4沉淀可以转化为AgCl沉淀,D不正确。
考点二
必备知识夯实
1.cm(An+)·cn(Bm-) cm(An+)·cn(Bm-) < >
2.(1)①越大 AgCl>AgBr>AgI (2)温度
易错辨析
(1)× (2)√ (3)× (4)×
关键能力突破
1.D 温度不变,溶度积常数不变,A错误,D正确;升高温度,大多数的难溶物的Ksp增大,但也有少数物质相反,B、C错误。
2.B 组成相似的难溶性盐,溶度积大的沉淀可以转化为溶度积小的沉淀,所以FeS的Ksp比CuS的Ksp大,A正确;该反应达到平衡时离子的浓度保持不变,但不一定相等,B错误;反应物的浓度增大,平衡正向移动,所以c(Fe2+)变大,C正确;该反应的平衡常数K===,D正确。
3.B A项中能产生白色沉淀,说明CaSO4转化为CaCO3,在S和C浓度相等的条件下出现白色沉淀,即说明Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3),A正确;MgCl2、CuCl2溶液的浓度未知,先生成Cu(OH)2沉淀,不能说明氢氧化铜更难溶,则Ksp[Cu(OH)2]和Ksp[Mg(OH)2]的大小不能确定,B错误;等物质的量浓度的CaCl2和NaCl溶液相比,氯化钙溶液中氯离子浓度更大,对氯化银的溶解抑制程度更大,故氯化银的溶解度不相同,C正确;由于AgCl的溶解度大于AgBr,在AgCl和AgBr的饱和溶液中,c(Cl-)>c(Br-),当将AgCl、AgBr的饱和溶液等体积混合,再加入足量AgNO3溶液时,由于原等体积的饱和溶液中Cl-的物质的量大于Br-,则生成的AgCl沉淀比AgBr沉淀多,D正确。
4.C 生成的硫化氢与硝酸银溶液反应生成硫化银沉淀,没有沉淀的转化,无法判断Ksp(AgCl)与Ksp(Ag2S)的相对大小,A错误;AgNO3溶液过量,KI直接与AgNO3反应,无法判断Ksp(AgCl)与Ksp(AgI)的大小关系,B错误;溶度积常数大的物质能转化为溶度积常数小的物质,AgI悬浊液中滴入Na2S溶液,固体变黑,说明Ksp(Ag2S)<Ksp(AgI),C正确;难溶的物质先沉淀出来,说明Ksp(CuS)<Ksp(ZnS),D错误。
5.(1)c(Ag+)==0.02 mol·L-1,c(Cl-)==0.04 mol·L-1,Q=c(Ag+)·c(Cl-)=0.02×0.04=8.0×10-4>Ksp,所以有AgCl沉淀生成。
(2)在CaCO3的饱和溶液中,c(Ca2+)== mol·L-1≈5.3×10-5 mol·L-1,若向CaCO3饱和溶液中加入Na2SO4固体,产生CaSO4(s)时S的最小浓度为c(S)== mol·L-1≈0.17 mol·L-1,则当溶液中c(S)大于0.17 mol·L-1时,CaCO3(s)可以转化为CaSO4(s)。
(3)三种阴离子浓度均为0.01 mol·L-1时,分别产生AgCl、AgBr和Ag2CrO4沉淀,所需要Ag+浓度依次为
c1(Ag+)== mol·L-1=1.56×10-8 mol·L-1,
c2(Ag+)== mol·L-1=7.7×10-11 mol·L-1,
c3(Ag+)== mol·L-1=3×10-5 mol·L-1,沉淀时Ag+浓度最小的优先沉淀,因而沉淀的先后顺序为Br-、Cl-、Cr。
(4)①5 ②6
解析:(4)①根据题给信息,当c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20时开始出现沉淀,则c(OH-)= mol·L-1=10-9 mol·L-1,c(H+)=10-5 mol·L-1,pH=5,所以要生成Cu(OH)2沉淀,应调节pH>5。
②要使Cu2+浓度降至=2×10-4 mol·L-1,c(OH-)= mol·L-1=10-8 mol·L-1,c(H+)=10-6 mol·L-1,此时溶液的pH=6。
【真题·体验品悟】
1.(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
2.(1)0.5 (2)CaSO4+(NH4)2CO3CaCO3+(NH4)2SO4 Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3),微溶的硫酸钙可转化为更难溶的碳酸钙 (3)5.9×10-7
解析:(1)由已知②可知,AgCl(s)+Cl-(aq)(aq),若Cl-加入过多,则AgCl会转化为,由已知①可知,当某离子的浓度低于1.0×10-5mol·L-1时,可忽略该离子的存在,为了不让AgCl发生转化,则令c{}=1.0×10-5mol·L-1,由K==2.0×10-5,可得c(Cl-)=0.5 mol·L-1,即Cl-浓度不能超过0.5 mol·L-1。
(2)结合题给已知条件Ksp(CaSO4)=4.9×10-5、Ksp(CaCO3)=3.4 × 10-9可知,微溶的硫酸钙转化为溶解度更小的碳酸钙,反应的化学方程式为CaSO4+(NH4)2CO3CaCO3+(NH4)2SO4。
(3)Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15,pH=10时c(OH-)=10-4 mol·L-1,则c(Co2+)·c2(OH-)=c(Co2+)×10-8=5.9×10-15,c(Co2+)=5.9×10-7 mol·L-1。
3.(1)9×10-6
(2)①2Ce(OH)4+8H++2Cl-2Ce3++8H2O+Cl2↑
②4.0×10-7
(3)或
解析:(1)高氯水样中c(Cl-)很高,滴加Ag+时会产生AgCl沉淀,则溶液中满足Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-);生成Ag2CrO4沉淀时,溶液中满足Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(Cr)。联立两式可得:c(Cl-)=== mol·L-1=9×10-6 mol·L-1。(2)①盐酸溶解Ce(OH)4得到含Ce3+的溶液,Ce元素由+4价降低为+3价,则氯离子被氧化为Cl2,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,配平离子方程式为2Ce(OH)4+8H++2Cl-2Ce3++8H2O+Cl2↑。②溶液pH=4.5时,c(OH-)=10-9.5 mol·L-1,Ksp[Th(OH)4]=c(Th4+)·c4(OH-)=4.0×10-45,则c(Th4+)= mol·L-1=4.0×10-7 mol·L-1。(3)CuS(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+H2S(aq)的平衡常数K===。
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第47讲 沉淀溶解平衡
高中总复习·化学
课标要求
1. 认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡,了解沉淀的生成、溶解
与转化。
2. 能综合运用离子反应、化学平衡原理,分析和解决生产、生活中有关难
溶电解质的实际问题。
考点·全面突破
01
真题·体验品悟
03
课时·跟踪检测
04
考点·全面突破
锁定要点,聚焦应用
考点一 难溶电解质的沉淀溶解平衡及其应用
(一)沉淀溶解平衡
1. 概念
在一定温度下的水溶液中,当沉淀和溶解的速率相等时,即建立了沉淀溶
解平衡状态。
2. 影响因素
(1)内因:难溶电解质本身的性质,这是决定因素。
(2)外因
以AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0为例,说明外因对沉淀溶
解平衡的影响。
条件 移动方向 平衡后c(Ag+) 平衡后c(Cl-)
加入AgNO3 增大 减小
加H2O 正向 不变
升温 增大
通入HCl 逆向 增大
加入K2S 减小 增大
逆向
不变
正向
增大
减小
正向
归纳总结
(1)浓度:加水稀释,平衡向沉淀溶解的方向移动,Ksp不变。
(2)温度:绝大多数难溶电解质的溶解是吸热的,升温,平衡向沉
淀溶解的方向移动,Ksp增大。
(3)同离子效应:加入与难溶电解质构成微粒相同离子组成的物
质,平衡向生成沉淀的方向移动,Ksp不变。
(二)沉淀溶解平衡的应用
1. 沉淀的生成
(1)调节pH法:如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH,
使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而除去,离子方程式为
。
(2)沉淀剂法:以H2S、Na2S等沉淀污水中的Hg2+、Cu2+等重金属离
子。写出用H2S除去Cu2+的离子方程式: 。
2. 沉淀的溶解
如要使Mg(OH)2沉淀溶解,可加入盐酸、NH4Cl溶液等。
Fe3++3NH3·H2O
Fe(OH)3↓+3N
H2S+Cu2+ CuS↓+2H +
3. 沉淀的转化
(1)实验探究AgCl、AgI、Ag2S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 色沉淀 黄色沉淀转化
为 色沉淀
化学方
程式 NaCl+AgNO3 AgCl↓+NaNO3
黄
黑
AgCl+KI AgI+KCl
2AgI+Na2S Ag2S+
2NaI
(2)实验探究Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化
实验 操作
实验 现象 产生白色沉淀 白色沉淀转化为 色沉淀
化学方
程式 MgCl2+2NaOH Mg
(OH)2↓+2NaCl
红褐
3Mg(OH)2+2FeCl3 2Fe(OH) 3
+3MgCl2
实验结论:Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀,说明溶解度:
。
(3)沉淀转化的应用
锅炉除垢,将CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为
;ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液得到
CuS沉淀的离子方程式为
。
Fe (OH)3<Mg(OH)2
CaSO4(s)+C
(aq) CaCO3(s)+S (aq)
ZnS(s)+Cu2+(aq) CuS(s)+Zn2+
(aq)
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)沉淀达到沉淀溶解平衡时,溶液中溶质离子浓度一定相等,且保持
不变。 ( × )
(2)BaSO4 Ba2++S 和BaSO4(s) Ba2+(aq)+S
(aq),两式所表示的意义相同。 ( × )
(3)在同浓度的盐酸中,ZnS可溶而CuS不溶,说明CuS的溶解度比ZnS的
小。 ( √ )
(4)在含有Mg(OH)2沉淀的饱和溶液中加入固体NH4Cl,沉淀量不变。
( × )
×
×
√
×
(5)室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。
( × )
(6)溶解度较小的沉淀不可以转化成溶解度较大的沉淀。 ( × )
×
×
一 沉淀溶解平衡移动及影响因素
1. 某兴趣小组对氢氧化镁的溶解进行如图探究实验。下列说法错误的是
( )
A. c(OH-):①=③
B. ③中存在:2c(Mg2+)>c(Cl-)
C. ③中溶液又变红的原因:沉淀溶解平衡正向移动
D. ①中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-
(aq)
√
解析: ①中含有氢氧化镁,③中除了氢氧化镁还有氯化镁,同温度下
Ksp[Mg(OH)2]相同,③中镁离子浓度大,则c(OH-):③<①,A错
误;③中除了有Mg(OH)2还有MgCl2,则2c(Mg2+)>c(Cl-),B正
确;加入浓盐酸后,Mg(OH)2电离出的氢氧根离子与HCl反应被消耗,
促使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动,电离出氢氧根离子,溶液又变
红,C正确;①为Mg(OH)2的悬浊液,存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2
(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),D正确。
2. 已知溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)
ΔH<0,下列有关该平衡体系的说法不正确的是 (填序号)。
①升高温度,平衡逆向移动
②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子的浓度
③除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子,可以向溶液中加入适量的NaOH
溶液
④恒温下,向溶液中加入CaO,溶液的pH升高
⑤给溶液加热,溶液的pH升高
⑥向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加
②③④⑤⑦
⑦向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变
解析:加入碳酸钠粉末会生成CaCO3沉淀,使Ca2+浓度减小,②错;加入
氢氧化钠溶液会使平衡左移,有Ca(OH)2沉淀生成,但Ca(OH)2的溶
度积较大,要除去Ca2+,应把Ca2+转化为更难溶的CaCO3,③错;恒温下
Ksp不变,加入CaO后,溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液,pH不变,④错;
加热,Ca(OH)2的溶解度减小,溶液的pH降低,⑤错;加入Na2CO3溶
液,沉淀溶解平衡向右移动,Ca(OH)2固体转化为CaCO3固体,固体质
量增加,⑥正确;加入NaOH固体,沉淀溶解平衡向左移动,Ca(OH)2
固体质量增加,⑦错。
二 沉淀溶解平衡的应用
3. (2024·福建福州模拟)为研究沉淀的生成及其转化,某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是( )
A. ①中浊液中存在平衡:Ag2CrO4(s)
2Ag+(aq)+Cr (aq)
B. ②中溶液变澄清的原因:AgOH+2NH3·H2O [Ag(NH3)2]OH+
2H2O
C. ③中颜色变化说明有AgCl生成
D. 该实验可以证明Ag2CrO4沉淀可以转化为AgCl沉淀
√
解析: 反应①中生成的沉淀是Ag2CrO4,存在沉淀溶解平衡:Ag2CrO4
(s) 2Ag+(aq)+Cr (aq),A正确;反应①中Ag+过量,即①的
上层清液中存在Ag+,加入NH3·H2O,先发生反应:Ag++NH3·H2O
AgOH↓+N ,继续滴加NH3·H2O,发生反应:AgOH+2NH3·H2O
[Ag(NH3)2]OH+2H2O,因此溶液先变浑浊,再变澄清,B正确;浊液
中加入KCl,有白色沉淀产生,该沉淀为AgCl,C正确;实验①中AgNO3
溶液过量,则余下浊液中含有过量的Ag+,故③中加入KCl溶液会产生白
色沉淀AgCl,因此本实验不能证明Ag2CrO4沉淀可以转化为AgCl沉淀,D
不正确。
沉淀先后顺序的判断
向溶液中加入沉淀剂,当可能有多种沉淀生成时,哪种沉淀的溶解度
最小(当各种沉淀的Ksp表达式相同时,Ksp越小,沉淀的溶解度越小),
则最先生成该沉淀。如:
(1)向含等浓度Cl-、Br-、I-的混合液中加入AgNO3溶液,最先生
成的沉淀是AgI。
(2)向含等浓度C 、OH-、S2-的混合液中加入CuSO4溶液,最
先生成的沉淀是CuS。
(3)向Mg(HCO3)2溶液中加入适量NaOH溶液,生成的沉淀是Mg
(OH)2而不是MgCO3[原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小]。
考点二 溶度积常数及应用
1. 溶度积和离子积
以AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)为例:
溶度积 离子积
概
念 沉淀溶解平衡的平衡常数 溶液中有关离子浓度幂的乘积
符
号 Ksp Q
表
达
式 Ksp(AmBn)=
,式中的
浓度为平衡浓度 Q(AmBn)=
,式中的浓度是任意浓度
cm(An
+)·cn(Bm-)
cm(An+)·cn(Bm
-)
溶度积 离子积
应
用 判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解: ①Q Ksp,溶液中无沉淀析出 ②Q=Ksp,沉淀与溶解处于平衡状态 ③Q Ksp,溶液中有沉淀析出
<
>
①阴、阳离子个数比相同的难溶电解质,溶度积越大,则溶解能力
。如Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI),则溶解能力:
。
②阴、阳离子个数比不相同的难溶电解质,若Ksp差别不大,应通过计算才
能比较其溶解能力。
越
大
AgCl
>AgBr>AgI
2. Ksp的影响因素
(1)内因:溶度积与难溶电解质溶解能力的关系
(2)外因:仅与 有关,与浓度、压强、催化剂等无关。
温度
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)已知:Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl),则Ag2CrO4的溶解度小于
AgCl的溶解度。 ( × )
(2)AgCl(s)+I-(aq) AgI(s)+Cl-(aq)的化学平衡常数K=
。 ( √ )
×
√
(4)AgCl的Ksp=1.8×10-10,则在任何含AgCl固体的溶液中,c(Ag
+)=c(Cl-)= ×10-5 mol·L-1。 ( × )
×
(3)向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液,有黄色沉淀生
成,则Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。 ( × )
×
一 溶度积常数及影响因素
1. 下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是( )
A. 常温下,向CaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体,CaCO3的Ksp减小
B. 溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高Ksp减小
C. 溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高Ksp增大
D. 常温下,向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体,Mg(OH)2的Ksp
不变
解析: 温度不变,溶度积常数不变,A错误,D正确;升高温度,大多
数的难溶物的Ksp增大,但也有少数物质相反,B、C错误。
√
2. 化工生产中常用FeS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2+:Cu2+(aq)+
FeS(s) CuS(s)+Fe2+(aq)。下列说法错误的是( )
A. FeS的Ksp比CuS的Ksp大
B. 该反应达到平衡时c(Fe2+)=c(Cu2+)
C. 向平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c(Fe2+)变大
D. 该反应的平衡常数K=
√
解析: 组成相似的难溶性盐,溶度积大的沉淀可以转化为溶度积小的
沉淀,所以FeS的Ksp比CuS的Ksp大,A正确;该反应达到平衡时离子的浓
度保持不变,但不一定相等,B错误;反应物的浓度增大,平衡正向移
动,所以c(Fe2+)变大,C正确;该反应的平衡常数K= =
= ,D正确。
二 比较Ksp大小的实验设计
3. 下列液体均处于25 ℃,有关叙述不正确的是( )
A. 向饱和CaSO4溶液(无固体)中加入相同浓度的Na2CO3溶液,产生白色
沉淀,说明Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3)
B. 向MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入少量氨水,先生成Cu(OH)2沉
淀,说明Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]
C. AgCl在等物质的量浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度不相同
D. 将AgCl与AgBr饱和溶液等体积混合,再加入足量AgNO3溶液,生成的
AgBr少于AgCl
√
解析: A项中能产生白色沉淀,说明CaSO4转化为CaCO3,在S 和
C 浓度相等的条件下出现白色沉淀,即说明Ksp(CaSO4)>Ksp
(CaCO3),A正确;MgCl2、CuCl2溶液的浓度未知,先生成Cu(OH)2
沉淀,不能说明氢氧化铜更难溶,则Ksp[Cu(OH)2]和Ksp[Mg(OH)2]
的大小不能确定,B错误;等物质的量浓度的CaCl2和NaCl溶液相比,氯化
钙溶液中氯离子浓度更大,对氯化银的溶解抑制程度更大,故氯化银的溶
解度不相同,C正确;由于AgCl的溶解度大于AgBr,在AgCl和AgBr的饱和
溶液中,c(Cl-)>c(Br-),当将AgCl、AgBr的饱和溶液等体积混
合,再加入足量AgNO3溶液时,由于原等体积的饱和溶液中Cl-的物质的
量大于Br-,则生成的AgCl沉淀比AgBr沉淀多,D正确。
4. 分别进行下列操作,由现象得出的结论正确的是( )
选项 操作 现象 结论
A 将稀硫酸和Na2S反应生成的气体通入
AgNO3与AgCl组成的悬浊液中 出现黑色沉淀 Ksp(AgCl)
>Ksp(Ag2S)
B 向盛有2 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液的试管中滴加1 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液,再向其中滴加4~5滴0.1 mol·L-1 KI溶液 先有白色沉淀生成,后又产生黄色沉淀 Ksp(AgCl)
>Ksp(AgI)
C 向AgI悬浊液中滴入Na2S溶液 固体变黑 Ksp(Ag2S)<
Ksp(AgI)
D 将H2S气体通入浓度均为0.01 mol·L-1的ZnSO4和CuSO4溶液中 先出现CuS黑色沉淀 Ksp(CuS)>Ksp
(ZnS)
√
解析: 生成的硫化氢与硝酸银溶液反应生成硫化银沉淀,没有沉淀
的转化,无法判断Ksp(AgCl)与Ksp(Ag2S)的相对大小,A错误;
AgNO3溶液过量,KI直接与AgNO3反应,无法判断Ksp(AgCl)与Ksp
(AgI)的大小关系,B错误;溶度积常数大的物质能转化为溶度积常
数小的物质,AgI悬浊液中滴入Na2S溶液,固体变黑,说明Ksp
(Ag2S)<Ksp(AgI),C正确;难溶的物质先沉淀出来,说明Ksp
(CuS)<Ksp(ZnS),D错误。
比较Ksp大小的实验设计方法
方法一:利用沉淀的先后顺序进行比较
相同温度、相同浓度的不同离子,逐滴加入沉淀剂,一般先产生沉淀
的溶解度小,即Ksp小。如相同浓度的NaCl、NaI的混合溶液中,逐滴加入
AgNO3溶液,观察到先产生黄色沉淀,说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。
【易错点】 若起始NaCl和NaI混合溶液中c(Cl-)与c(I-)不相
等,则不能说明AgCl、AgI的Ksp的相对大小。
沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动,一般来说,Ksp小的沉淀转
化为Ksp更小的沉淀更易实现,两者Ksp差别越大,转化越容易。如向盛有2
mL、0.1 mol·L-1的NaCl溶液中加入2滴0.1 mol·L-1的AgNO3溶液,产生
白色沉淀,然后再加入4滴0.1 mol·L-1的KI溶液,观察到白色沉淀变为黄
色,说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。
【易错点】 起始制取AgCl时要求Cl-过量,若AgNO3过量,则可能是
Ag+直接与I-结合生成AgI沉淀,而不是沉淀的转化。故Ag+过量不能比较
二者Ksp的大小。
方法二:利用沉淀的转化进行比较
三 溶度积的应用与计算
5. (1)(判断能否生成沉淀)25 ℃时,在1.00 L 0.03 mol·L-1 AgNO3溶
液中加入0.50 L 0.06 mol·L-1的CaCl2溶液,能否生成AgCl沉淀?(已知:
AgCl的Ksp=1.8×10-10)
答案:c(Ag+)= =0.02 mol·L-1,c(Cl-)=
=0.04 mol·L-1,Q=c(Ag+)·c(Cl-)=
0.02×0.04=8.0×10-4>Ksp,所以有AgCl沉淀生成。
(2)(判断沉淀能否转化)Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp(CaSO4)=
9.1×10-6,溶解能力:CaSO4大于CaCO3。请用数据说明溶解能力小的
CaCO3能否转化为溶解能力大的CaSO4?
答案: 在CaCO3的饱和溶液中,c(Ca2+)= =
mol·L-1≈5.3×10-5 mol·L-1,若向CaCO3饱和溶液中加入
Na2SO4固体,产生CaSO4(s)时S 的最小浓度为c(S )=
= mol·L-1≈0.17 mol·L-1,则当溶液中c(S )
大于0.17 mol·L-1时,CaCO3(s)可以转化为CaSO4(s)。
(3)(判断沉淀的先后顺序)已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp
(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。某溶液中含有Cl
-、Br-和Cr ,浓度均为0.01 mol·L-1,向该溶液中逐滴加入0.01
mol·L-1的AgNO3溶液时,通过计算分析三种阴离子沉淀的先后顺序。
答案:三种阴离子浓度均为0.01 mol·L-1时,分别产生AgCl、AgBr
和Ag2CrO4沉淀,所需要Ag+浓度依次为c1(Ag+)= =
mol·L-1=1.56×10-8 mol·L-1,c2(Ag+)= =
mol·L-1=7.7×10-11 mol·L-1,
c3(Ag+)= = mol·L-1=3×10-5 mol·L-1,沉
淀时Ag+浓度最小的优先沉淀,因而沉淀的先后顺序为Br-、Cl-、Cr 。
(4)(计算沉淀开始和沉淀完全时的pH)常温下,Ksp[Cu(OH)2]=
2×10-20,计算有关溶液中Cu2+沉淀时的pH。
①某CuSO4溶液中c(Cu2+)=0.02 mol·L-1,如果生成Cu(OH)2沉淀,
应调节溶液的pH,使之大于 。
②要使0.2 mol·L-1 CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原
来的千分之一),则应向溶液中加入NaOH溶液,使溶液的pH为 。
5
6
解析:①根据题给信息,当c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20时开
始出现沉淀,则c(OH-)= mol·L-1=10-9 mol·L-1,c(H+)
=10-5 mol·L-1,pH=5,所以要生成Cu(OH)2沉淀,应调节pH>5。
②要使Cu2+浓度降至 =2×10-4 mol·L-1,c(OH-)=
mol·L-1=10-8 mol·L-1,c(H+)=10-6 mol·L-1,此时溶液的pH=6。
真题·体验品悟
感悟高考,明确方向
1. 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)(2024·湖南高考)用饱和Na2CO3溶液浸泡锅炉水垢:CaSO4(s)+
C (aq) CaCO3(s)+S (aq)。 ( √ )
(2)(2024·浙江6月选考)已知室温下,Ksp(FeS)=6.3×10-18,
Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17,则溶解度FeS大于Fe(OH)2。
( × )
(3)(2024·江苏高考)向2 mL浓度均为0.1 mol·L-1的CaCl2和BaCl2混合
溶液中滴加少量0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,振荡、产生白色沉淀。得出的
实验结论是溶度积常数:CaCO3>BaCO3。 ( × )
√
×
×
(4)(2024·山东高考)向等物质的量浓度的NaCl、Na2CrO4混合溶液中
滴加AgNO3溶液,先生成AgCl白色沉淀,得出的实验结论是Ksp(AgCl)
<Ksp(Ag2CrO4)。 ( × )
(5)(2024·江西高考)久置的FeCl2溶液中出现红褐色沉淀,得出的实验
结论是Ksp[Fe(OH)3]>Ksp[Fe(OH)2]。 ( × )
×
×
2. (1)(2024·湖南高考16题节选)已知:①当某种离子的浓度低于
1.0×10-5 mol·L-1时,可忽略该离子的存在;
②AgCl(s)+Cl-(aq) [AgCl2]-(aq) K=2.0×10-5。
为了不使AgCl转化为[AgCl2]-,则Cl-浓度不能超过 mol·L-1。
解析:由已知②可知,AgCl(s)+Cl-(aq) (aq),
若Cl-加入过多,则AgCl会转化为 ,由已知①可知,当某离子的
浓度低于1.0×10-5mol·L-1时,可忽略该离子的存在,为了不让AgCl发生
转化,则令c{ }=1.0×10-5mol·L-1,由K= =2.0×10
-5,可得c(Cl-)=0.5 mol·L-1,即Cl-浓度不能超过0.5 mol·L-1。
0.5
(2)(2024·甘肃高考15题节选)CaSO4与(NH4)2CO3溶液反应得到碳酸
钙,反应的化学方程式为 ;
该反应能进行的原因是
。
[已知:Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,Ksp(CaCO3)=3.4×10-9]
解析: 结合题给已知条件Ksp(CaSO4)=4.9×10-5、Ksp(CaCO3)
=3.4 × 10-9可知,微溶的硫酸钙转化为溶解度更小的碳酸钙,反应的化
学方程式为CaSO4+(NH4)2CO3 CaCO3+(NH4)2SO4。
CaSO4+(NH4)2CO3 CaCO3+(NH4)2SO4
Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3),微溶的硫酸钙可
转化为更难溶的碳酸钙
(3)(2023·湖北高考16题节选)已知Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15,若
pH控制为10.0,则溶液中Co2+浓度为 mol·L-1。
解析: Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15,pH=10时c(OH-)=10-4
mol·L-1,则c(Co2+)·c2(OH-)=c(Co2+)×10-8=5.9×10-15,c
(Co2+)=5.9×10-7 mol·L-1。
5.9×10-7
3. (1)(2024·江苏高考16题节选)贵金属银应用广泛。Ag与稀HNO3制
得AgNO3,常用于循环处理高氯废水。
沉淀Cl-。在高氯水样中加入K2CrO4使Cr 浓度约为5×10-3 mol·L-1,
当滴加AgNO3溶液至开始产生Ag2CrO4沉淀(忽略滴加过程的体积增
加),此时溶液中Cl-浓度约为 mol·L-1。[已知:Ksp
(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12]
9×10-6
解析:高氯水样中c(Cl-)很高,滴加Ag+时会产生AgCl沉淀,则
溶液中满足Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-);生成Ag2CrO4沉淀时,溶
液中满足Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(Cr )。联立两式可得:c
(Cl-)= = = mol·L-1=9×10-6
mol·L-1。
(2)(2024·江西高考15题节选)已知:Ksp[Th(OH)4]=4.0×10-45,
Ksp[Ce(OH)3]=1.6×10-20,Ksp[Ce(OH)4]=2.0×10-48。溶解阶段,将溶液pH先调到1.5~2.0,得到含Ce3+的溶液,反应后再回调至4.5。
①盐酸溶解Ce(OH)4的离子方程式为
。
②当溶液pH=4.5时,c(Th4+)= mol·L-1,此时完全转
化为氢氧化钍沉淀。
2Ce(OH)4+8H++2Cl-
2Ce3++8H2O+Cl2↑
4.0×10-7
解析: ①盐酸溶解Ce(OH)4得到含Ce3+的溶液,Ce元素由+4价降
低为+3价,则氯离子被氧化为Cl2,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子
守恒,配平离子方程式为2Ce(OH)4+8H++2Cl- 2Ce3++8H2O+
Cl2↑。②溶液pH=4.5时,c(OH-)=10-9.5 mol·L-1,Ksp[Th(OH)4]
=c(Th4+)·c4(OH-)=4.0×10-45,则c(Th4+)= mol·L
-1=4.0×10-7 mol·L-1。
(3)(2023·福建高考11题节选)25 ℃时,Ksp(CuS)=6.3×10-
36,H2S的Ka1=1.1×10-7,Ka2=1.3×10-13。反应CuS(s)+2H+
(aq) Cu2+(aq)+H2S(aq)的平衡常数K= 或
(列出计算式即可)。经计算可判断CuS难溶于稀
硫酸。
解析:CuS(s)+2H+(aq) Cu2+(aq)+H2S(aq)的平衡常
数K= = = 。
或
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一、选择题(本题包括9小题,每小题只有一个选项符合题意)
1. 牙齿表面存在如下平衡:Ca5(PO4)3OH(s) 5C (aq)+
3P (aq)+OH-(aq) Ksp=6.8×10-37,Ca5(PO4)3F的Ksp=
2.8×10-61。下列说法错误的是( )
A. 在牙膏中添加适量的磷酸盐,能起到保护牙齿的作用
B. 口腔中的食物残渣能产生有机酸,容易导致龋齿,使Ksp增大
C. 正常口腔的pH接近中性,有利于牙齿健康
D. 使用含氟牙膏,当Ca5(PO4)3OH(s)与Ca5(PO4)3F(s)共存时,
≈2.4×1024
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√
解析: 在牙膏中添加适量的磷酸盐,使平衡逆向移动,生成Ca5
(PO4)3OH(s)覆盖在牙齿表面,能起到保护牙齿的作用,A正确;Ksp
只与温度有关,与溶液的酸碱性无关,B错误; =
= = ≈2.4×1024,D正确。
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2. 下列有关BaSO3沉淀溶解平衡的说法中错误的是( )
A. BaSO3的溶度积常数表达式Ksp(BaSO3)=c(Ba2+)·c(S )
B. BaSO3难溶于水,溶液中没有Ba2+和S
C. 升高温度,BaSO3的溶解度增大
D. 向BaSO3悬浊液中加入Na2SO3固体,BaSO3溶解的量减少
√
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解析: BaSO3难溶于水,其悬浊液中存在平衡:BaSO3(s) Ba2+
(aq)+S (aq),根据溶度积表达式,推出Ksp=c(Ba2+)·c
(S ),A正确;BaSO3虽难溶于水,BaSO3在水中溶解度较小,但溶
液中有极少量的Ba2+和S ,B错误;多数物质的溶解度随着温度升高而
增大,升高温度,BaSO3的溶解度增大,C正确;BaSO3悬浊液中存在平
衡:BaSO3(s) Ba2+(aq)+S (aq),加入Na2SO3固体,溶液中
c(S )增大,c(Ba2+)减小,BaSO3溶解的量减少,D正确。
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3. 探究Mg(OH)2的沉淀溶解平衡时,利用下表三种试剂进行实验,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中滴加几滴酚酞溶液后,溶液显红色,说明Mg(OH)2是一种弱电解质
B. 为了使悬浊液中Mg(OH)2溶解得更快,加入过量NH4Cl浓溶液并充分振荡,效果更好
C. ①、③混合后发生反应:Mg(OH)2(s)+2N (aq) M (aq)+2NH3·H2O(aq)
D. 向少量Mg(HCO3)2溶液中加入足量NaOH溶液,反应的离子方程式是M +2HC +4OH- Mg(OH)2↓+2C +2H2O
√
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解析: 向Mg(OH)2悬浊液中滴加几滴酚酞溶液后,溶液显红
色,则溶液呈碱性,说明Mg(OH)2能电离出OH-,是一种电解质,
不能判断是否为弱电解质,A错误;Mg(OH)2溶解产生的OH-与
NH4Cl溶液中的N 结合生成NH3·H2O,能加快悬浊液中Mg(OH)2
的溶解,B正确;因相同温度下,氢氧化镁比碳酸镁更难溶,碱过量时
生成Mg(OH)2,D正确。
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4. (2024·信阳模拟)已知Ksp(CaSO4)=5×10-5,Ksp(CaCO3)=
3×10-9。按下列图示进行实验,下列说法正确的是( )
A. 0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中存在:c(OH-)-c(H+)=c(HC )+c(H2CO3)
B. 反应CaSO4+C CaCO3+S 正向进行,需满足 > ×104
C. 过滤后所得清液中一定存在:c(Ca2+)=
D. 滤渣中加入醋酸发生反应的离子方程式:CaCO3+2H+ Ca2++CO2↑+H2O
√
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解析: 0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中存在质子守恒:c(OH-)=c(H
+)+c(HC )+2c(H2CO3),A错误;该反应的平衡常数K=
= = = = ×104,当浓
度商 <K时,反应正向进行,B错误;上层清液为碳酸钙的饱和
溶液,所以清液中满足c(Ca2+)= ,C正确;醋酸为弱酸,
不能拆成离子形式,D错误。
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5. (2024·柳州模拟)下表是五种银盐的溶度积常数(25 ℃):
化学式 AgCl Ag2SO4 Ag2S AgBr AgI
溶度积 1.8×10-
10 1.4×10-5 6.3×10-
50 7.7×10-
13 8.51×10-
16
下列说法错误的是( )
A. 因AgI难溶于水,故其为弱电解质
B. 五种物质在常温下溶解度最小的是Ag2S
C. 在c(Cl-)=c(Br-)=c(I-)=0.01 mol·L-1的混合溶液中,逐
滴滴加硝酸银溶液,依次产生AgI、AgBr、AgCl沉淀
D. AgCl沉淀中加入NaBr溶液,可能会转化为AgBr沉淀
√
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解析: AgI难溶于水,但是溶于水的AgI完全电离,故其为强电解质,
A错误;从表格中数据可知,虽然硫化银与AgCl等不是同种类型的沉淀,
但是Ag2S的溶度积常数远小于其他四种物质,因此五种物质中溶解度最小
的为Ag2S,B正确;AgI、AgBr、AgCl三种沉淀为同类型沉淀,在c(Cl
-)=c(Br-)=c(I-)=0.01 mol·L-1的混合溶液中,逐滴滴加硝酸银
溶液,溶度积小的先生成沉淀,即依次产生AgI、AgBr、AgCl沉淀,C正
确;由于AgCl的Ksp大于AgBr的Ksp,AgCl沉淀中加入NaBr溶液,可能会
生成AgBr沉淀,D正确。
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6. 已知室温时Ksp(CaCO3)=3.36×10-9,Ksp(CaF2)=3.45×10-11。
下列关于CaCO3和CaF2两悬浊液说法错误的是( )
A. CaCO3和CaF2两悬浊液中,前者的c(Ca2+)较小
B. 分别滴加稀硫酸,CaCO3与CaF2的溶度积常数均增大
C. 分别加入0.1 mol·L-1的CaCl2溶液,c(C )和c(F-)均减小
D. CaCO3和CaF2共存的饱和溶液中, 的值约为97.4
√
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解析: CaCO3悬浊液中c(Ca2+)= mol·L-1≈5.8×10-5
mol·L-1,CaF2悬浊液中,Ksp(CaF2)=c(Ca2+)·c2(F-)=4c3(Ca2
+),故c(Ca2+)= mol·L-1≈2.1×10-4 mol·L-1,因此
CaCO3和CaF2两悬浊液中,前者的c(Ca2+)较小,A正确;溶度积只与温
度有关,温度不变,溶度积常数不变,B错误;加入CaCl2溶液,Ca2+浓度
增大,CaCO3、CaF2的沉淀溶解平衡均逆向移动,c(C )和c(F-)
均减小,C正确;同一溶液中,Ca2+浓度相等,故 = ≈97.4,D正确。
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7. (2024·佛山模拟)探究Mg(OH)2沉淀溶解平衡的形成及移动情况,
实验过程中溶液pH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Mg(OH)2固体
B. 加入少量蒸馏水,可实现b~c段变化
C. 饱和Mg(OH)2溶液中,c(OH-)=10-3.5 mol·L-1
D. 常用Mg(OH)2处理废水中的Cu2+,可推测Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu
(OH)2]
√
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解析: a点前溶液的pH=7,为纯水,a点后,溶液的pH逐渐增大,保
持pH=10.5,a点表示蒸馏水中加入过量Mg(OH)2固体,A正确;加入
少量蒸馏水,平衡右移,但溶液仍为Mg(OH)2饱和溶液,pH不变,但b
点和c点pH不同,B错误;饱和Mg(OH)2溶液中,pH=10.5,则c(H
+)= 10-10.5 mol·L-1,c(OH-)= = mol·L-1=10-3.5
mol·L-1,C正确;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],D正确。
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8. (2024·台州模拟)已知:(ⅰ)2Cu2++4I- 2CuI↓+I2;
(ⅱ)CuI为白色沉淀,CuOH为橙色沉淀,Ksp[Cu(OH)2]=10-19.66。
现进行如下实验:
①将0.2 mol·L-1 CuSO4溶液与0.4 mol·L-1 KI溶液等体积混合,充分反应
后过滤,测得滤液pH=2;
②向滤液中滴加1滴稀NaOH溶液,出现白色沉淀;
③继续滴加NaOH溶液,数滴后又出现蓝色沉淀。
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对该实验的解释不正确的是( )
A. ①充分反应后可观察到白色沉淀和棕黄色溶液
B. ②中未生成蓝色沉淀,说明Ksp[Cu(OH)2]>Ksp(CuI)
C. ③中出现蓝色沉淀时,反应(ⅰ)中的平衡可能逆向移动
D. 无论②还是③,随着NaOH溶液的加入,c(I2)始终降低
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解析: 将0.2 mol·L-1 CuSO4溶液与0.4 mol·L-1 KI溶液等体积混合发生
反应:2Cu2++4I- 2CuI↓+I2,故得到CuI白色沉淀和棕黄色溶液,A正
确;②中未出现蓝色沉淀,说明I2反应得到I-后,继续生成CuI白色沉淀,
但是c(OH-)与c(I-)大小未知,且两个沉淀是不同类型的沉淀,故
无法比较Ksp[Cu(OH)2]和Ksp(CuI)的大小关系,B错误;继续滴加
NaOH溶液,数滴后又出现蓝色沉淀,即Cu2+与OH-反应,导致Cu2+浓度
减小,2Cu2++4I- 2CuI↓+I2平衡逆向移动,C正确;②中加入NaOH溶
液,I2与NaOH反应导致平衡正移,根据勒夏特列原理,c(I2)仍然降
低;③中随着NaOH溶液的加入,2Cu2++4I- 2CuI↓+I2平衡逆向移动,
c(I2)降低,D正确。
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9. 分析化学中以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,
测定c(Cl-)。
已知:ⅰ.K2CrO4溶液中存在平衡:2Cr +2H+ Cr2 +H2O;
ⅱ.25 ℃时,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12(砖红色),Ksp(AgCl)=
1.8×10-10(白色)。
下列分析不正确的是( )
A. 实验中先产生白色沉淀,滴定终点时产生砖红色沉淀
B. 产生白色沉淀时,存在AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
C. 当产生砖红色沉淀时,如果c(Cr )=5.0×10-3 mol·L-1,Cl-已
沉淀完全
D. 滴定时应控制溶液pH在合适范围内,若pH过低,会导致测定结果偏低
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解析: K2CrO4为指示剂,则硝酸银应该先和氯离子反应,然后再和铬
酸根离子反应,故实验中先产生白色沉淀,滴定终点时产生砖红色沉淀,
A正确;白色沉淀是氯化银,存在沉淀溶解平衡:AgCl(s) Ag+(aq)
+Cl-(aq),B正确;当c(Cr )=5.0×10-3 mol·L-1时,此时c
(Ag+)= = mol·L-1=2.0×10-5 mol·L-1,
则c(Cl-)= = mol·L-1=9×10-6 mol·L-1,则氯离
子沉淀完全,C正确;根据2Cr +2H+ Cr2 +H2O,滴定时若pH过低,平衡正向移动,则铬酸根离子浓度低,需要更多的银离子,消耗更多的硝酸银溶液,会导致测定结果偏高,D错误。
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二、非选择题(本题包括2小题)
10. 我国《生活饮用水卫生标准》中规定生活用水中镉的排放量不超过
0.005 mg·L-1。处理含镉废水可采用化学沉淀法。
(1)写出磷酸镉[Cd3(PO4)2]沉淀溶解平衡常数的表达式:Ksp[Cd3
(PO4)2]= 。
解析:Cd3(PO4)2沉淀溶解平衡常数表达式为Ksp[Cd3(PO4)2]=
c3(Cd2+)·c2(P )。
c3(Cd2+)·c2(P )
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(2)一定温度下,CdCO3的Ksp=4.0×10-12,Cd(OH)2的Ksp=3.2×10
-14,该温度下 [填“CdCO3”或“Cd(OH)2”]的饱和
溶液中Cd2+浓度较大。
解析:CdCO3饱和溶液中c(Cd2+)= = mol·L-1=2.0×10-6 mol·L-1,Cd(OH)2饱和溶液中c(Cd2+)= = mol·L-1=2.0×10-5 mol·L-1,则Cd(OH)2的饱和溶液中Cd2+浓度较大。
Cd(OH)2
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(3)向某含镉废水中加入Na2S,当S2-浓度达到7.9×10-8 mol·L-1时,废
水中Cd2+的浓度为 mol·L-1[已知Ksp(CdS)=7.9×10-
27],此时 (填“符合”或“不符合”)《生活饮用水卫生标
准》。
解析:当S2-浓度达到7.9×10-8 mol·L-1时,废水中Cd2+的浓度c(Cd2+)= = mol·L-1=1.0×10-19 mol·L-1,即为1.0×10-19×112×103 mg·L-1<0.005 mg·L-1,符合《生活饮用水卫生标准》。
1.0×10-19
符合
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(4)要将等体积的4×10-3 mol·L-1的AgNO3溶液和4×10-3 mol·L-1的
K2CrO4溶液混合,是否能析出Ag2CrO4沉淀
[列式计
算,不考虑溶液体积的变化,已知Ksp(Ag2CrO4)=2×10-12]。
解析:根据溶度积常数和溶液混合后离子的浓度值,能析出Ag2CrO4沉淀。混合后c(Ag+)=c(Cr )=2×10-3 mol·L-1,Q=c2(Ag+)·c(Cr )=(2×10-3)2×2×10-3=8×10-9>2×10-12,故有Ag2CrO4沉淀析出。
能,混合后c(Ag+)=c
(Cr )=2×10-3 mol·L-1,Q=c2(Ag+)·c(Cr )=(2×10-
3)2×2×10-3=8×10-9>2×10-12,故有Ag2CrO4沉淀析出
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11. (1)向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液,当有BaCO3沉淀生
成时溶液中 = (结果保留两位有效数字)。已知Ksp
(BaCO3)=2.6×10-9,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。
解析:沉淀转化的离子方程式:BaSO4(s)+C (aq)
BaCO3(s)+S (aq),则有 = =
= ≈24。
24
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(2)若FeCl2与MgCl2混合溶液中c(Mg2+)=0.02 mol·L-1,加入双氧水
和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)
=1.0×10-5 mol·L-1,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?
。
Fe3+恰好沉
淀完全时,c(P )= mol·L-1=1.3×10-17 mol·L-1,则c3
(Mg2+)·c2(P )=0.013×(1.3×10-17)2≈1.7×10-40<Ksp[Mg3
(PO4)2],因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀
[列式计算,FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24]。
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解析:根据c(Fe3+)·c(P )=Ksp(FePO4),可得c
(P )= mol·L-1=1.3×10-17 mol·L-1。混合后,溶液中
镁离子浓度为c(Mg2+)=0.01 mol·L-1,c3(Mg2+)·c2(P )=
0.013×(1.3×10-17)2≈1.7×10-40<Ksp[Mg3(PO4)2],故没有
磷酸镁沉淀生成。
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(3)已知:Sn与Si同族,25 ℃时相关的溶度积见表。
化学式 Sn(OH)4(或
SnO2·2H2O) Fe(OH)3 Cu(OH)2
溶度积 1.0×10-56 4×10-38 2.5×10-20
①滤液中Fe3+和Cu2+的浓度相近,加入NaOH溶液,先得到的沉淀是
。②25 ℃时,为了使Cu2+沉淀完全,需调节溶液H+浓度不大
于 mol·L-1。
Fe
(OH)3
2×10-7
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解析:①由溶度积可知,向滤液中加入氢氧化钠溶液,溶解度小的氢氧化铁先沉淀;②由溶度积可知,25 ℃时,铜离子沉淀完全时,溶液中的氢氧根离子浓度为 mol·L-1=5×10-8mol·L-1,则溶液中的氢离子浓度应不大于2×10-7mol·L-1。
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THANKS
演示完毕 感谢观看