第2课时 沉淀溶解平衡的应用
1.C [解析] 饱和FeS溶液中存在沉淀溶解平衡:FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq),加入少量Na2S固体后,溶液中硫离子浓度增大,平衡逆向移动,有浑浊出现,A正确;FeS的溶度积常数大于CuS的溶度积常数,除去FeSO4溶液中的CuSO4,可选用FeS作沉淀剂,B正确;等物质的量MgCl2和FeCl3的混合溶液中Mg2+与Fe3+浓度相等,设混合溶液中Mg2+与Fe3+的浓度均为a mol·L-1,Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=5.6×10-12,开始生成Mg(OH)2沉淀时,
c(OH-)= mol·L-1=×10-6 mol·L-1,Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,开始生成Fe(OH)3沉淀时,c(OH-)= mol·L-1=×10-13 mol·L-1,则形成氢氧化铁沉淀所需的OH-浓度小于形成氢氧化镁沉淀的,故最先出现的沉淀是氢氧化铁,C错误;向1 mL 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液中滴加2 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,恰好反应生成氢氧化镁沉淀,Mg(OH)2饱和溶液中存在氢氧化镁的沉淀溶解平衡,取澄清溶液,滴加2滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,由于Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3],因此会生成氢氧化铁沉淀,有浑浊出现,D正确。
2.B [解析] 溶液中含有FeCl3杂质,将溶液pH调至4,可使Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀而除去,为了不引入新的杂质,可加入ZnO和酸反应,调节溶液pH,使铁离子全部沉淀。
3.A [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,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;C项中的操作会引入新的杂质离子N,错误;由金属的活动性:Fe>Cu知,D项错误。
4.A [解析] 向硝酸银溶液中加入KSCN溶液,硝酸银过量,生成白色AgSCN沉淀,滴加硝酸铁溶液,试管②不变红,说明溶液中SCN-的浓度很小,由于硝酸银过量,加入碘化钾溶液,会产生黄色沉淀AgI,但试管③中溶液变红,说明发生反应:AgSCN(s)+I-(aq)SCN-(aq)+AgI(s)。据分析,加入碘化钾溶液,由于硝酸银在第一步反应中未完全反应,会生成黄色的AgI沉淀,但是②试管不变红,③试管变红,说明溶液中SCN-浓度增大,则AgSCN与I-反应转化成了AgI和SCN-,故A错误;Q(离子积)>Ksp时有沉淀生成,所以①中产生白色沉淀的原因是c(Ag+)·c(SCN-)>Ksp(AgSCN),故B正确;难溶固体存在沉淀溶解平衡,①中有AgSCN固体,存在平衡:AgSCN(s)Ag+(aq) +SCN-(aq),故C正确;Fe3+遇含有SCN-的溶液变红,②中无明显变化是因为溶液中SCN-的浓度过低,故D正确。
5.B [解析] ZnS和CuS的阴、阳离子个数比均为1∶1,且Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),可得ZnS溶解度大于CuS,因此在ZnS饱和溶液中加适量CuSO4溶液,会使ZnS沉淀转化生成黑色CuS沉淀。
6.A [解析] 对于组成类型相似的物质,溶度积常数越小,溶解度越小;对于组成类型不相似的物质,不能通过溶度积的大小直接判断出溶解度的大小,A错误。BaSO4(s)+C(aq)S(aq)+BaCO3(s)的K==
==≈0.042,C浓度较大时,Q7.C [解析] 残留在牙齿上的糖发酵会产生H+,H+与OH-反应生成H2O,促使Ca5(PO4)3OH(s)的溶解平衡正向移动,易造成龋齿,A正确;小孩长牙时,要在牙齿表面形成Ca5(PO4)3OH(s),从平衡移动角度分析,应增大牙齿表面的c(Ca2+)、c(OH-),故小孩长牙时要少吃糖多补钙,B正确;减少OH-的浓度,平衡将向右移动,由于温度不变,则Ksp的值不变,C错误;由于Ca5(PO4)3F(s)的Ksp小于Ca5(PO4)3OH(s)的Ksp,使用含氟牙膏,Ca5(PO4)3OH(s)可转化为更难溶的Ca5(PO4)3F(s),可有效防止龋齿,D正确。
8.D [解析] BaCO3是难溶性盐,饱和BaCO3溶液中存在:BaCO3(s)Ba2+(aq)+C(aq),根据元素守恒:c(Ba2+)=c(HC)+c(C)+c(H2CO3),A错误;BaCO3、BaSO4的饱和混合溶液中存在平衡:BaCO3(s)+S(aq)
BaSO4(s)+C(aq),溶液中=,加入少量BaCl2,由于温度不变,Ksp(BaCO3)和Ksp(BaSO4)不变,不变,B错误;胃液中含有盐酸,不用碳酸钡作为内服造影剂的原因是碳酸钡能和盐酸反应而溶解,与溶度积常数无关,C错误;向BaSO4中加入Na2CO3溶液,发生反应BaSO4(s)+C(aq)BaCO3(s)+S(aq),该反应的平衡常数K====,若每次加入1 L 2 mol·L-1的Na2CO3溶液,能处理BaSO4物质的量为x mol,则K===,x=,=5.1,所以至少6次可以将0.2 mol BaSO4转化为BaCO3,D正确。
9.C [解析] 将燃煤烟气(含SO2、O2等)通入软锰矿粉(主要成分为MnO2,含少量Fe、Al的氧化物杂质)悬浊液中制备硫酸锰,二氧化硫溶于水生成亚硫酸,少量Fe、Al氧化物杂质都能溶于酸,得到相应的离子,MnO2与SO2发生氧化还原反应,得到Mn2+,氧气将所有的铁元素全部转化为铁离子,搅拌并加入相应物质调节溶液的pH使铝元素与铁元素转化为对应的氢氧化铝和氢氧化铁沉淀,过滤除去。二氧化锰有氧化性,能与还原性气体二氧化硫发生氧化还原反应,MnO2和SO2反应的化学方程式为MnO2+SO2MnSO4,A正确;反应本身放热,采用冷水浴控温25 ℃,降低温度可提高悬浊液对含硫烟气中SO2的吸收率,B正确;副反应为2SO2+O2+2H2O2H2SO4,主反应为MnO2+SO2MnSO4,吸收反应过程中H2SO4的生成速率逐渐加快,说明生成的Mn2+对副反应有催化作用,不是MnO2对该体系中的副反应具有催化作用,C错误;Ksp[Al(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3],当Al3+沉淀完全时,Fe3+已经沉淀完全,吸收液pH为5时,溶液中c(H+)=10-5 mol·L-1,c(OH-)== mol·L-1=10-9 mol·L-1,此时溶液中Al3+的浓度c(Al3+)== mol·L-1=10-6 mol·L-1<10-5 mol·L-1,则Fe3+、Al3+均沉淀完全,故调节吸收液pH为5,可除去Fe3+、Al3+杂质,且此时c(Mn2+)·c2(OH-)=0.2×(10-9)2=2×10-1910.(1)增大反应物的接触面积,加快反应速率
(2)将Fe2+氧化为Fe3+
(3)4.7≤pH<8.1
(4)SiO2 Fe(OH)3、Al(OH)3
(5)4×10-3
(6)Mn2++2HCMnCO3↓+CO2↑+H2O 取少量“沉锰”后反应液于试管中,滴入Na2S2O8溶液,溶液不变为紫红色
[解析] 根据菱锰矿的成分,先用盐酸溶解,SiO2不溶,向“浸出液”中加入二氧化锰将Fe2+氧化为Fe3+,用氨水调节溶液的pH来除去铁离子与铝离子,加入NH4F的目的是将Ca2+、Mg2+沉淀除去,最后利用锰离子和碳酸氢铵的反应来生成碳酸锰,最后得到高纯度碳酸锰产品。
(1)对菱锰矿预处理时需要粉碎,可以增大反应物的接触面积,加快反应速率。
(2)根据题目信息可得,Fe3+沉淀的pH比Fe2+小,向“浸出液”中加入MnO2可以将Fe2+氧化为Fe3+,防止除铁元素时将Mn2+同时沉淀。
(3)用氨水调节溶液的pH来除去铁离子与铝离子,但不能使锰离子沉淀,故加入氨水调节溶液pH的范围为4.7≤pH<8.1。
(4)菱锰矿(主要成分为MnCO3,还含少量的FeCO3、MgCO3、CaCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)粉碎后加入足量盐酸,只有SiO2与盐酸不反应,故“滤渣1”为SiO2;加氨水调pH将Fe3+、Al3+生成氢氧化铁和氢氧化铝沉淀除去,“滤渣2”的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3。
(5)已知:CaF2、MgF2的溶度积常数分别为1.60×10-10、6.40×10-11,则Ca2+沉淀完全时,Mg2+一定沉淀完全,完全沉淀时,c(Ca2+)≤1.0×10-5 mol·L-1,c(Ca2+)c2(F-)=1.60×10-10,解得c(F-)≥4×10-3 mol·L-1。
(6)在30~35 ℃下,将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中,控制反应液的最终pH在6.5~7.0,得到MnCO3沉淀,说明Mn2+与HC反应产生MnCO3和CO2,该反应的离子方程式为Mn2++2HCMnCO3↓+CO2↑+H2O;如果Mn2+没有完全反应,加入Na2S2O8溶液发生反应:2Mn2++5S2+8H2O16H++10S+2Mn,溶液会变为紫红色,则滴入Na2S2O8溶液,溶液不变为紫红色,确定Mn2+已完全反应。第2课时 沉淀溶解平衡的应用
◆ 学习任务一 沉淀的生成与溶解
1.某实验小组探究某温度下难溶电解质的沉淀溶解平衡,查得如下表所示资料,依据表中数据进行的预测不合理的是 ( )
难溶电 解质 FeS CuS Mg(OH)2 Fe(OH)3
Ksp 6.3×10-18 6.3×10-36 5.6×10-12 2.8×10-39
A.向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体,有浑浊出现
B.除去FeSO4溶液中的CuSO4,可选用FeS作沉淀剂
C.向含等物质的量MgCl2和FeCl3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先出现的沉淀是Mg(OH)2
D.向1 mL 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液中滴加2 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,取澄清溶液,滴加2滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,有浑浊出现
2.某pH=1的ZnCl2和HCl的混合溶液中含有FeCl3杂质,为了除去FeCl3杂质,需将溶液pH调至4。在调节溶液pH时,应选用的试剂是 ( )
A.NaOH B.ZnO C.ZnSO4 D.Fe2O3
3.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,下述方法中可行的是 ( )
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
◆ 学习任务二 沉淀的转化
4.[2024·北京密云区二中高二期中] 为研究沉淀的生成及转化,同学们进行如图所示实验。
下列关于该实验的分析不正确的是 ( )
A.上述实验不能证明AgSCN向AgI沉淀转化反应的发生
B.①中产生白色沉淀的原因是c(Ag+)·c(SCN-)>Ksp(AgSCN)
C.①中存在平衡:AgSCN(s)Ag+(aq) +SCN-(aq)
D.②中无明显变化是因为溶液中的c(SCN-)过低
5.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
6.在25 ℃时,几种难溶电解质的溶度积常数(Ksp)如表所示,下列说法不正确的是 ( )
难溶 电解质 BaSO4(白) BaCO3(白) AgCl(白) AgBr(浅黄)
Ksp 1.1×10-10 2.6×10-9 1.8×10-10 5.4×10-13
A.由溶度积常数可直接判断相同条件下的物质的溶解性大小
B.重晶石的主要成分是BaSO4,工业上常用饱和碳酸钠溶液反复浸泡重晶石,将难处理的BaSO4转化为更易处理的BaCO3
C.向AgCl的悬浊液中滴加饱和NaBr溶液,可以得到浅黄色AgBr悬浊液
D.在食盐除杂时,利用BaCl2除去溶液中的S后,应先过滤,再加入Na2CO3除去溶液中的Ba2+和Ca2+,过滤的目的是防止BaSO4转化为BaCO3
7.牙齿表面覆盖的牙釉质是人体中最坚硬的部分,起着保护牙齿的作用,其主要成分为羟基磷酸钙[Ca5(PO4)3OH]。在牙齿表面存在着如下平衡:Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3P(aq)+OH-(aq) Ksp=6.8×10-37。已知Ca5(PO4)3F(s)的Ksp=2.8×10-61。下列说法错误的是 ( )
A.残留在牙齿上的糖发酵会产生H+,经常吃糖易造成龋齿
B.由上述平衡可知,小孩长牙时要少吃糖多补钙
C.若减少OH-的浓度,上述平衡将向右移动,Ksp的值相应增大
D.使用含氟牙膏能防止龋齿,是因为Ca5(PO4)3OH(s)转化为更难溶的Ca5(PO4)3F(s)
8.可溶性钡盐有毒,医院中常用硫酸钡这种钡盐作为内服造影剂。已知:Ksp(BaCO3)=5.0×10-9;
Ksp(BaSO4)=1.0×10-10。下列推断正确的是 ( )
A.饱和BaCO3溶液中存在:c(Ba2+)=c(HC)+c(C)
B.向BaCO3、BaSO4的饱和混合溶液中加入少量BaCl2,溶液中减小
C.不用碳酸钡作为内服造影剂,是因为Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)
D.若每次加入1 L 2 mol·L-1的Na2CO3溶液,至少需要6次可将0.2 mol BaSO4转化为BaCO3
9.将燃煤烟气(含SO2、O2等)通入软锰矿粉(主要成分为MnO2,含少量Fe、Al的氧化物杂质)悬浊液中反应制备MnSO4。反应放热,采用冷水浴控温25 ℃。实验时吸收液中H2SO4和MnSO4的浓度随吸收时间的变化如图所示。吸收完成后,溶液中c(Mn2+)=0.2 mol·L-1。已知:室温下Ksp[Al(OH)3]=10-33、Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39、Ksp[Mn(OH)2]=2×10-13。溶液中离子浓度小于等于10-5 mol·L-1即认为已经除尽。下列说法不正确的是 ( )
A.MnO2和SO2反应的化学方程式为MnO2+SO2MnSO4
B.控温25 ℃有利于提高悬浊液对SO2的吸收率
C.MnO2对该体系中的副反应具有催化作用
D.调节吸收液pH为5,可除去Fe3+、Al3+杂质
10.(18分)工业上以菱锰矿(主要成分为MnCO3,还含少量的FeCO3、MgCO3、CaCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下。
已知:①该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子 Al3+ Fe3+ Fe2+ Mn2+ Mg2+
开始沉淀的pH 3.4 1.9 7.0 8.1 9.1
沉淀完全的pH 4.7 3.2 9.0 10.1 11.1
②常温下,Ksp(CaF2)=1.60×10-10,Ksp(MgF2)=6.40×10-11。
回答下列问题:
(1)(3分)对菱锰矿预处理时需要粉碎,从反应速率角度分析其原因: 。
(2)(3分)向“浸出液”中加入MnO2的作用是 。
(3)(2分)加入氨水调节溶液pH的范围: 。
(4)(4分)“滤渣1”和“滤渣2”的主要成分的化学式分别为 , 。
(5)(2分)加入NH4F的目的是将Ca2+、Mg2+沉淀除去,常温下,当溶液中Ca2+、Mg2+完全除去时c(Mn+)≤1.0×10-5 mol·L-1,则c(F-)≥ mol·L-1。
(6)(4分)“沉锰”:在30~35 ℃下,将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中,控制反应液的最终pH在6.5~7.0,得到MnCO3沉淀,该反应的离子方程式为 ;
实验室可利用Na2S2O8溶液来检验Mn2+是否反应完全:2Mn2++5S2+8H2O16H++
10S+2Mn,如何确定“沉锰”中Mn2+已完全反应 。 (共106张PPT)
第2课时 沉淀溶解平衡的应用
学习任务 沉淀溶解平衡的应用
学习任务 沉淀溶解平衡的应用
【课前自主预习】
1.沉淀的生成
(1)调节 法
工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,将含杂质的氯化铵溶解于水,再加入
氨水调节至,可使______生成 沉淀而除去。
反应的离子方程式为_____________________________________。
(2)加沉淀剂法
以、等作沉淀剂,使、 等金属阳离子生成极难溶的
硫化物、 等沉淀而除去。离子方程式为
、 、
和 。
2.沉淀的溶解
(1)原理:根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,只要不断移去平
衡体系中的相应离子,平衡就向沉淀溶解的方向移动,从而使沉淀溶解。
(2)溶解沉淀的试剂
①用______溶解:例如,用盐酸溶解、、、
等难溶电解质。
②用某些盐溶液溶解:例如,沉淀可溶于 溶液,化学方程
式为_______________________________________。
强酸
3.沉淀的转化
(1)沉淀转化实验
①难溶性银盐之间的转化
.实验步骤
.离子方程式
ⅲ.
.实验结论
溶解度小的沉淀可转化
为溶解度更小的沉淀。
②与 的转化
.实验步骤
.实验现象
___________________________________________________________
____________________。
先产生白色沉淀，加入溶液后产生的白色沉淀逐渐变为红褐色，静置后红褐色加深
.化学方程式
___________________________________________________________
____________________________________________________。
，
(2)沉淀转化的实质
实质是沉淀溶解平衡的移动。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。两者的溶解度差别越大,转化越容易。
(3)沉淀转化的应用
①锅炉除水垢
水垢中的
反应的化学方程式如下:
，
。
②自然界中矿物的转化
原生铜的硫化物 溶液
铜蓝
反应的化学方程式如下:
，
。
［问题思考］
除去溶液中的 ，选择钙盐还是钡盐 为什么
提示：根据微溶于水,难溶于水,除去 时,应选择钡盐,
因为钡盐可使 沉淀得更完全。
【核心知识讲解】
(1)勒夏特列原理同样适用于沉淀溶解平衡。溶液中离子浓度的变化只能使
沉淀溶解平衡移动，并不能改变溶度积。
(2)用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部转化为沉淀除去，一般认为残留在
溶液中的离子浓度小于 时沉淀完全。利用生成沉淀以分
离或除去某种离子，首先要求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 ，用溶液比用
溶液好，原因是 的溶解度比 的小。
(3)沉淀的生成和溶解相互转化的条件是离子浓度的大小发生改变。
改变反应所需的离子浓度，可使反应向着所需的方向转化。
(4)当两种难溶电解质的 相差不是很大时，通过调节某种离子的浓
度，可由溶度积小的难溶电解质向溶度积大的难溶电解质转化。
(5)若一种沉淀剂可使溶液中多种离子产生沉淀，则可以控制条件，
使这些离子先后沉淀。
①对同一类型的沉淀，越小越先沉淀，且 相差越大，分步沉
淀效果越好。
例如：含、、的混合溶液中，由于、、的
相差较大，逐滴滴加可按、、 的顺序先后沉淀。
②对不同类型的沉淀，其沉淀先后顺序要通过计算才能确定，如
和 的分步沉淀。
【知识迁移应用】
例1 ［2024·安徽合肥高二期中］ 将工厂产生的污水处理后再排放，
符合国家法律法规和可持续发展。已知的 ，
浓度为的溶液与 溶液等体积混合
(忽略体积变化)，若要产生沉淀，则所用 溶液的浓度至少应大
于( )
A. B.
C. D.
√
[解析] 若要产生沉淀，应大于 ，因为是等体积混合，所以体积
加倍，混合时浓度减半。
假设溶液的浓度为 ，即，
求得 。
例2 水体污染关系着人们的饮用水安全。某化工厂排出的废水
中含有、 等重金属离子，其浓度均约为
。排放前要除去这两种离子，查找有关数据如表所示，
已知离子浓度小于 时可认为沉淀完全，下列说法错误
的是( )
难溶电 解质
A.向废水中投入用于沉淀、的效果比用 好
B.沉淀完全后的废液经过滤后送往污水处理厂处理达标后再排放
C.若通入硫化氢气体作沉淀剂，则反应后废液的酸性增强
D.若用作沉淀剂，则、 完全沉淀时，溶液中
√
难溶电 解质
[解析] 根据表中数值可知，、的 很小，易转化为沉淀，因
此用沉淀、的效果比 好，故A正确；
沉淀完全后的废液经过滤，除去沉淀，将滤液送往污水处理厂达标后再排
放，减少对环境的污染，故B正确；
难溶电 解质
通入硫化氢气体，硫化氢与、等离子反应，生成硫化物沉淀和 ，
使溶液酸性增强，故C正确；
若用 作沉淀剂，完全沉淀时，溶液中
，故D错误。
难溶电 解质
1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)除废水中的某些重金属离子，如、时，常用 等，是
因为生成的、极难溶，使废水中、 浓度降得很低
( )
√
(2)溶解时常用盐酸而不用稀硫酸，是因为稀硫酸不与 反
应( )
×
(3)除去溶液中的，先加入双氧水，再加入 即可( )
√
(4)在洗涤 沉淀时,为了减少洗涤过程中固体的损耗,最好选用稀
硫酸来洗涤( )
√
[解析] 稀硫酸中的能抑制的溶解,可以减少 的溶解
损耗。
2.［2024·山东青岛高二期中］工业上用化学法除锅炉的水垢时，先向锅炉
中注入饱和溶液浸泡，将水垢中的 转化为，再用
盐酸除去［已知： ， 。
下列说法错误的是( )
A.升高温度，溶液的和 均会增大
B.沉淀转化的离子方程式为
C.该条件下，溶解度约为
D.和共存的悬浊液中，
√
[解析] 升高温度，水的电离平衡正向移动，增大， 水解
平衡正向移动， 增大，故A项正确；
沉淀由难溶物质转变为更难溶的物质，故B项正确；
由可知饱和 溶液的浓度为，
饱和溶液中溶解 的质量为，溶解度约
为，故C项错误；
和 共存的悬浊液中， ，
故D项正确。
3.已知锌及其化合物的性质与铝及其化合物相似。 时，有关数
据如图所示，横坐标为溶液的，纵坐标为或 的
物质的量浓度(假设浓度为时， 已沉淀完全)。
下列说法不正确的是( )
A.向 溶液中加入过量的氢氧化钠溶液，反应的离子方程式可表
示为
B.从图中数据计算可得的溶度积
C.某废液中含，沉淀可以控制溶液的范围是
D.向溶液中加入固体至，需
的物质的量为
√
[解析] 由题图知，溶液与溶液反应先生成 沉淀，
当溶液时，又转化成，A项正确；
依据 时， 计算，此时有沉淀溶解平衡
存在， ，B项正确；
当时认为废液中 已完全沉淀，所以控制
在范围内可将沉淀完全，C项正确；
当 即时，由 可知此时
，即有转化为 ，需的物质的
量为 ，D项不正确。
1.实验：溶液和 溶液等体积
混合得到浊液，过滤得到滤液和白色沉淀 ；
②向滤液中滴加 溶液，出现浑浊；
③向沉淀中滴加 溶液，沉淀变为黄色。
下列分析不正确的是( )
A.浊液中存在沉淀溶解平衡：
B.滤液中不含有
C.③中颜色变化说明转化为
D.实验可以证明比 更难溶
√
[解析] 在浊液中，存在的沉淀溶解平衡，A项正确；
在滤液 中，仍含有少量，故在中加入溶液生成了 沉淀，
B项错误；
由于比更难溶解，向即中加入 溶液，能
发生沉淀的转化，生成黄色的 ，C、D项均正确。
2.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
选项 实验操作和现象 结论
A
B
√
选项 实验操作和现象 结论
C 硫元素的非金属
性强于氮元素
D
续表
[解析] 用计测定相同浓度的溶液和溶液的 ，
前者的小于后者的，可知次氯酸根离子的水解程度大， 的酸
性弱，则的酸性弱于 ，故A正确；
亚铁离子、氯离子均可被酸性高锰酸钾溶液氧化，溶液褪色，不能
证明 有还原性，故B错误；
硫酸为二元酸，硝酸为一元酸，由等浓度两种酸溶液的，不能比较
、的非金属性强弱，故C错误；
溶液过量，分别与氯化镁、氯化铁溶液反应生成沉淀，由实验
操作和现象，不能比较、 的大小，故D错误。
3.Ⅰ.我国规定生活用水中镉排放的最大允许浓度为 。处
理含镉废水可采用化学沉淀法。试回答下列问题：
(1)磷酸镉沉淀溶解平衡常数的表达式 ___________
_________。
[解析] 磷酸镉沉淀溶解方程式为
，则其沉淀溶解平衡常数表
达式为 。
(2)一定温度下，的， 的
，欲将某含镉废水中的 沉淀下来，最好选用
______(填“”或“ ”)。
[解析] 的远小于 ，溶解度更小，沉淀更完全，故沉淀
剂最好选用 。
(3)若往某含镉废水中加入，当浓度达到
时，水体中浓度为_______［已知： 的
， 的相对原子质量为 ；此时是否符合排放
标准？____(填“是”或“否”)。
是
[解析] 含镉废水中加入，当浓度达到 时，
溶液中，则水体中的质量浓度为
，因此符合排放标准。
Ⅱ.炼锌烟尘(主要成分为，含少量和 )作为原料可以制取
氯化锌和金属锌。制取氯化锌的主要工艺如下：
[解析] 根据流程可知，除铜过滤后溶液中杂质离子为亚铁离子，再
依据表格数据，加过氧化氢溶液的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，
便于后续调 时沉淀除去。
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的 。
金属离子
1.1 5.2 5.8
3.2 6.4 8.8
(4)加入 溶液的作用是____________________________________
_________。
使被氧化为，便于后续调时沉淀除去
(5)调节时，加入的试剂可以是____(填序号)。 应调整到
________________。
A. B. C. D.
金属离子
1.1 5.2 5.8
3.2 6.4 8.8
[解析] 调节时要消耗氢离子，但是不能引入杂质， 、、
均与氢离子反应生成锌离子，消耗氢离子的同时不引入杂质；
不能与氢离子反应，所以不能调节 ，加入时引入杂质离子
，故选A和C。
调节 使铁离子转化为沉淀，而锌离子不沉淀，由表中数据可知
时，铁离子完全沉淀，而锌离子开始沉淀的为，所以要调节 为
。
金属离子
1.1 5.2 5.8
3.2 6.4 8.8
4.钛铁矿的主要成分为，含少量、 等氧化物，某实
验室利用钛铁矿制取 的流程如图所示。
已知：①“酸浸”时转化为 ， 为橘黄色的稳
定离子，易溶于水。
②室温下，溶液中离子沉淀完全的 如表所示。
离子
3.2 8.8 1.05
[解析] 钛铁矿经过酸浸后过滤除去二氧化硅，加入大量的水使
发生水解生成 ，从而分离出钛元素，通过加入萃取剂除
去亚铁离子，洗钛时加入的双氧水可以与形成
稳定离子而进入水层，便于分液除钛，还可以将氧化成 ，
便于后续调使 沉淀完全，从而除铁完全，加入氢氧化钠溶液
进行反萃取，沉淀出和 ，向沉淀中加入浓盐酸后再
加入氨水调节以除去铁离子，加入氟化铵沉淀 ，沉淀经过滤、
洗涤、干燥即可得到 。
回答下列问题：
(1)“酸浸”前将钛铁矿
粉碎的目的是______
__________________
__________________
___。
增加固液接触面积，加快反应速率，提高浸出率
[解析] “酸浸”前将钛铁矿粉碎的目的是增加固液接触面积，加快反应速
率，提高浸出率。
(2)“水解”中生成 沉淀的离子方程式为
__________________________________________。
[解析] 据题意知,“水解”时反应物有，生成物有 沉
淀，从而可写出“水解”反应的离子方程式为
。
(3)“萃取”操作之前，需要检漏的玻璃仪器是__________。
分液漏斗
[解析] “萃取”操作需使用分液漏斗，分液漏斗使用前需检漏。
(4)“洗钛”时有两个作用，其一是氧化 ，离子方程式为
___________________________________，另一作用是____________
___________________________________________________________。
可以与形成稳定离子而进入水层，便于分液除钛
[解析] “洗钛”时加入的可以与 形成稳定离子
而进入水层，便于分液时除钛，还可以将 氧化成
，便于后续调使 沉淀完全，从而除铁完全。
(5)“酸溶”所得溶液中含有、等。若此溶液中 的浓度为
，“氨水调”时应控制的范围是_________ 已知
， 。
离子
3.2 8.8 1.05
[解析] 第一步：分析“氨水调”的目的，用氨水调节溶液 的目的
是使沉淀完全而 不沉淀。第二步：根据题给信息找到使
沉淀完全所需的 。
由表知，使完全沉淀需。第三步：通过计算 开
始沉淀的，， 开始沉淀时
，对应的
为，，故除杂过程中应控制的 范
围是 。
离子
3.2 8.8 1.05
(6)制取 的“系列操作”包括______、______、干燥。
过滤
洗涤
[解析] “沉钪”后经过滤、洗涤、干燥可得 。
练习册
学习任务一 沉淀的生成与溶解
1.某实验小组探究某温度下难溶电解质的沉淀溶解平衡,查得如下表
所示资料,依据表中数据进行的预测不合理的是( )
难溶电解质
A.向饱和溶液中加入少量 固体,有浑浊出现
B.除去溶液中的,可选用 作沉淀剂
C.向含等物质的量和的混合溶液中逐滴加入 溶液,最
先出现的沉淀是
D.向溶液中滴加 溶
液,取澄清溶液，滴加2滴 溶液,有浑浊出现
√
难溶电解质
[解析] 饱和 溶液中存在沉淀溶解平衡:,加入
少量 固体后,溶液中硫离子浓度增大,平衡逆向移动,有浑浊出现,A正确;
的溶度积常数大于 的溶度积常数,除去溶液中的,可选用
作沉淀剂,B正确;
难溶电解质
等物质的量和的混合溶液中与 浓度相等,设混合溶液中
与的浓度均为 ,
,开始生成 沉淀时，
,,开始生成 沉淀时，
,则形成氢氧
化铁沉淀所需的 浓度小于形成氢氧化镁沉淀的,故最先出现的沉
淀是氢氧化铁,C错误;
难溶电解质
向 溶液中滴加溶液,恰好反
应生成氢氧化镁沉淀, 饱和溶液中存在氢氧化镁的沉淀溶解平衡,
取澄清溶液,滴加2滴溶液,由于
，因此会生成氢氧化铁沉淀,有浑浊出现,D正确。
难溶电解质
2.某的和的混合溶液中含有 杂质，为了除去
杂质，需将溶液调至4。在调节溶液 时，应选用的试剂是
( )
A. B. C. D.
[解析] 溶液中含有杂质，将溶液调至4，可使 水解生成
沉淀而除去，为了不引入新的杂质，可加入 和酸反应，
调节溶液 ，使铁离子全部沉淀。
√
3.已知在为的环境中，、几乎不水解，而 几乎
完全水解。工业上制溶液是将浓盐酸用蒸气加热到 左右，
再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质 )，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.向溶液中通入，再加入纯净的粉末调节为
B.向溶液中通入使 沉淀
C.向溶液中通入，再通入，调节为
D.加入纯将还原为
√
[解析] 根据题干信息，A项中的操作可将先转化为 再转化
为而除去，正确；
在酸性溶液中与不反应，而 与反应生成 沉淀，
B项错误；
C项中的操作会引入新的杂质离子，错误；
由金属的活动性： 知，D项错误。
学习任务二 沉淀的转化
4.［2024·北京密云区二中高二期中］为研究沉淀的生成及转化，同
学们进行如图所示实验。
下列关于该实验的分析不正确的是( )
A.上述实验不能证明向 沉淀转化反应的发生
B.①中产生白色沉淀的原因是
C.①中存在平衡：
D.②中无明显变化是因为溶液中的 过低
√
[解析] 向硝酸银溶液中加入 溶液，硝酸银过量，生成白色沉淀，
滴加硝酸铁溶液，试管②不变红，说明溶液中 的浓度很小，由于硝酸
银过量，加入碘化钾溶液，会产生黄色沉淀 ，但试管③中溶液变红，说
明发生反应： 。
据分析，加入碘化钾溶液，由于硝酸银在第一步反应中未完全反应，会生
成黄色的 沉淀，但是②试管不变红，③试管变红，说明溶液中 浓
度增大，则与反应转化成了和 ，故A错误；
(离子积) 时有沉淀生成，所以①中产生白色沉淀的原因是
，故B正确；
难溶固体存在沉淀溶解平衡，①中有 固体，存在平衡：
，故C正确；
遇含有 的溶液变红，②中无明显变化是因为溶液中 的浓度
过低，故D正确。
5.已知：，在有白色固体 存在的饱和溶液中
滴加适量 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
[解析] 和的阴、阳离子个数比均为 ，且
，可得溶解度大于，因此在 饱和溶液中加适量
溶液，会使沉淀转化生成黑色 沉淀。
√
6.在时，几种难溶电解质的溶度积常数 如表所示，下列说
法不正确的是( )
难溶电解质
A.由溶度积常数可直接判断相同条件下的物质的溶解性大小
B.重晶石的主要成分是 ，工业上常用饱和碳酸钠溶液反复浸泡重晶
石，将难处理的转化为更易处理的
C.向的悬浊液中滴加饱和溶液，可以得到浅黄色 悬浊液
D.在食盐除杂时，利用除去溶液中的 后，应先过滤，再加入
除去溶液中的和，过滤的目的是防止 转化为
√
难溶电解质
[解析] 对于组成类型相似的物质，溶度积常数越小，溶解度越小；对于组
成类型不相似的物质，不能通过溶度积的大小直接判断出溶解度的大小，
A错误。
的
，浓度较大时，
，反应正向进行，可生成 沉淀，故工业上常用饱和碳酸钠溶液
反复浸泡重晶石，将难处理的 转化为更易处理的，B正确。
难溶电解质
，向 的悬浊液中滴加饱和 溶液，可以发生
沉淀转化，生成更难溶的浅黄色沉淀，C正确。
由B项分析可知，可在 溶液浓度较大时发生沉淀转化，导致
除不尽，则为了防止 转化为，应将生成的过滤后再
加入 溶液，D正确。
难溶电解质
7.牙齿表面覆盖的牙釉质是人体中最坚硬的部分,起着保护牙齿的作用,其主
要成分为羟基磷酸钙 。在牙齿表面存在着如下平衡:
。
已知的 。下列说法错误的是 ( )
A.残留在牙齿上的糖发酵会产生 ,经常吃糖易造成龋齿
B.由上述平衡可知,小孩长牙时要少吃糖多补钙
C.若减少的浓度,上述平衡将向右移动, 的值相应增大
D.使用含氟牙膏能防止龋齿,是因为 转化为更难溶的
√
[解析] 残留在牙齿上的糖发酵会产生,与反应生成 ,促使
的溶解平衡正向移动,易造成龋齿,A正确;
小孩长牙时,要在牙齿表面形成 ,从平衡移动角度分析,应增
大牙齿表面的、 ,故小孩长牙时要少吃糖多补钙,B正确;
减少的浓度,平衡将向右移动,由于温度不变,则 的值不变,C错误;
由于的小于的 ,使用含氟牙膏,
可转化为更难溶的 ,可有效防止龋齿,D正确。
8.可溶性钡盐有毒,医院中常用硫酸钡这种钡盐作为内服造影剂。已知:
; 。下列推断正确的是
( )
A.饱和溶液中存在:
B.向、的饱和混合溶液中加入少量,溶液中减小
C.不用碳酸钡作为内服造影剂,是因为
D.若每次加入的 溶液,至少需要6次可将
转化为
√
[解析] 是难溶性盐,饱和 溶液中存在:
,根据元素守恒:,A错误;
、 的饱和混合溶液中存在平衡:
,溶液中,加入少量,由于温度
不变, 和不变, 不变,B错误;
胃液中含有盐酸,不用碳酸钡作为内服造影剂的原因是碳酸钡能和盐酸反应
而溶解,与溶度积常数无关, C错误;
向中加入 溶液,发生反应
,该反应的平衡常数,若每次
加入 的溶液,能处理物质的量为 ,则
,, ,所以至少6次可以将
转化为 ,D正确。
9.将燃煤烟气(含、 等)通入软锰矿粉(主要成分为，含少量
、 的氧化物杂质)悬浊液中反应制备 。反应放热，采用冷水
浴控温 。实验时吸收液中和 的浓度随吸收时间的变化
如图所示。
吸收完成后，溶液中 。已知：室温下
、 、
。溶液中离子浓度小于等于
即认为已经除尽。下列说法不正确的是( )
A.和 反应的化学方程式为
B.控温有利于提高悬浊液对 的吸收率
C. 对该体系中的副反应具有催化作用
D.调节吸收液为5，可除去、 杂质
√
[解析] 将燃煤烟气(含、 等)通入软锰矿粉(主要成分为，含少量
、 的氧化物杂质)悬浊液中制备硫酸锰，二氧化硫溶于水生成亚硫酸，
少量、 氧化物杂质都能溶于酸，得到相
应的离子， 与发生氧化还原反应，
得到 ，氧气将所有的铁元素全部转化
为铁离子，搅拌并加入相应物质调节溶液
的 使铝元素与铁元素转化为对 应的氢氧
化铝和氢氧化铁沉淀，过滤除去。
二氧化锰有氧化性，能与还原性气体二氧化硫发生氧化还原反应，和 反应的化学方程式为 ，A正确；
反应本身放热，采用冷水浴控温，降低温度可提高悬浊液对含硫烟气中 的吸收率，B正确；
副 反应为 ，主反应为
，吸收反应过程中 的生成速率逐渐加快，说明生成的对副反应有催化作用，不是 对该体系中的副反应具有催化作用，C错误；
，当 沉淀完全时，已经沉淀完全，吸收液 为5时，溶液中 ，，此时溶液中 的浓度
， 则 、均沉淀完全，故调节吸
收液 为5，可除去、杂质，
且此时 ，主体锰离子并未开始沉淀，D正确。
10.(18分)工业上以菱锰矿(主要成分为，还含少量的 、
、、、、 等杂质)为原料制备高纯度碳
酸锰的工艺流程如下。
已知：①该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的
如下表所示：
金属离子
3.4 1.9 7.0 8.1 9.1
4.7 3.2 9.0 10.1 11.1
②常温下，， 。
回答下列问题：
[解析] 根据菱锰矿的成分，先用盐酸溶解， 不溶，向“浸出液”
中加入二氧化锰将氧化为，用氨水调节溶液的 来除去铁
离子与铝离子，加入的目的是将、 沉淀除去，最后
利用锰离子和碳酸氢铵的反应来生成碳酸锰，最后得到高纯度碳酸
锰产品。
(1)(3分)对菱锰矿预处理时需要粉碎，从反应速率角度分析其原因：
____________________________________。
增大反应物的接触面积，加快反应速率
[解析] 对菱锰矿预处理时需要粉碎，可以增大反应物的接触面积，
加快反应速率。
(2)(3分)向“浸出液”中加入 的作用是__________________。
将氧化为
[解析] 根据题目信息可得，沉淀的比 小，向“浸出液”中
加入可以将氧化为，防止除铁元素时将 同时沉淀。
金属离子
3.4 1.9 7.0 8.1 9.1
4.7 3.2 9.0 10.1 11.1
(3)(2分)加入氨水调节溶液 的范围：______________。
[解析] 用氨水调节溶液的 来除去铁离子与铝离子，但不能使锰离
子沉淀，故加入氨水调节溶液的范围为 。
金属离子
3.4 1.9 7.0 8.1 9.1
4.7 3.2 9.0 10.1 11.1
(4)(4分)“滤渣1”和“滤渣2”的主要成分的化学式分别为_____，
____________________。
、
金属离子
3.4 1.9 7.0 8.1 9.1
4.7 3.2 9.0 10.1 11.1
[解析] 菱锰矿(主要成分为，还含少量的、 、
、、、 等杂质)粉碎后加入足量盐酸，只有
与盐酸不反应，故“滤渣1”为；加氨水调将、 生
成氢氧化铁和氢氧化铝沉淀除去，“滤渣2”的主要成分是 、
。
(5)(2分)加入的目的是将、 沉淀除去，常温下，当溶
液中、完全除去时 ，则
_________ 。 ，
[解析] 已知：、的溶度积常数分别为 、
，则沉淀完全时， 一定沉淀完全，完全沉淀
时，， ，
解得 。
(6)(4分)“沉锰”：在 下，将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化
液中，控制反应液的最终在，得到 沉淀，该反应
的离子方程式为______________________________________；
[解析] 在 下，将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中，控
制反应液的最终在，得到沉淀，说明 与
反应产生和 ，该反应的离子方程式为
；
实验室可利用溶液来检验 是否反应完全：
，如何确定
“沉锰”中 已完全反应？__________________________________
_______________________________。
取少量“沉锰”后反应液于试管中，滴入溶液，溶液不变为紫红色
[解析] 如果 没有完全反应，加入 溶液发生反应：
，溶液会变
为紫红色，则滴入溶液，溶液不变为紫红色，确定 已
完全反应。
快速核答案
新课探究
学习任务 沉淀溶解平衡的应用
【课前自主预习】
1. 2. （2） ①强酸
3. （1）②先产生白色沉淀，加入溶液后产生的白色沉淀逐渐变
为红褐色，静置后红褐色加深
，
［问题思考］
提示：根据微溶于水,难溶于水,除去时,应选择钡盐,
因为钡盐可使沉淀得更完全。
【知识迁移应用】
例1 D 例2 D
课堂评价
1.（1）√ （2）× （3）√ （4）√
2.C 3.D
练习册
1.C 2.B 3.A 4.A 5.B 6.A 7.C 8.D 9.C
10.（1）增大反应物的接触面积，加快反应速率 （2）将氧化
为 （3） （4） 、
（5） （6）
取少量“沉锰”后反应液于试管中，滴入溶液，溶液不变为紫
红色第2课时 沉淀溶解平衡的应用
【新课探究】
学习任务
课前自主预习
1.(1)Fe3+ Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3N
2.(2)①强酸
②Mg(OH)2+2NH4ClMgCl2+2NH3·H2O
3.(1)②b.先产生白色沉淀,加入FeCl3溶液后产生的白色沉淀逐渐变为红褐色,静置后红褐色加深 c.MgCl2+2NaOHMg(OH)2↓+2NaCl,3Mg(OH)2(s)+2FeCl3(aq)2Fe(OH)3(s)+3MgCl2(aq)
[问题思考] 提示:根据CaSO4微溶于水,BaSO4难溶于水,除去S时,应选择钡盐,因为钡盐可使S沉淀得更完全。
知识迁移应用
例1 D [解析] 若要产生沉淀,Q应大于Ksp,因为是等体积混合,所以体积加倍,混合时浓度减半。假设CaCl2溶液的浓度为X mol·L-1,即×>3.4×10-9,求得X>6.8×10-5。
例2 D [解析] 根据表中Ksp数值可知,Ag2S、PbS的Ksp很小,易转化为沉淀,因此用Na2S沉淀Ag+、Pb2+的效果比NaOH好,故A正确;沉淀完全后的废液经过滤,除去沉淀,将滤液送往污水处理厂达标后再排放,减少对环境的污染,故B正确;通入硫化氢气体,硫化氢与Ag+、Pb2+等离子反应,生成硫化物沉淀和H+,使溶液酸性增强,故C正确;若用Na2S作沉淀剂,完全沉淀时,溶液中====8.0×10-23,故D错误。
【课堂评价】
1.(1)√ (2)× (3)√ (4)√
[解析] (4)稀硫酸中的S能抑制BaSO4的溶解,可以减少BaSO4的溶解损耗。
2.C [解析] 升高温度,水的电离平衡正向移动,KW增大,Na2CO3水解平衡正向移动,c(OH-)增大,故A项正确;沉淀由难溶物质转变为更难溶的物质,故B项正确;由Ksp(CaCO3)可知饱和CaCO3溶液的浓度为6×10-5 mol·L-1,100 mL饱和CaCO3溶液中溶解CaCO3的质量为6×10-4 g,溶解度约为6×10-4 g,故C项错误;CaSO4和CaCO3共存的悬浊液中,=≈1.4×104,故D项正确。
3.D [解析] 由题图知,ZnCl2溶液与NaOH溶液反应先生成Zn(OH)2沉淀,当溶液pH>12时,又转化成[Zn(OH)4]2-,A项正确;依据pH=7时,c(Zn2+)=10-3 mol·L-1计算,此时有沉淀溶解平衡存在,Ksp=10-3×(10-7)2=10-17,B项正确;当c(Zn2+)=10-5 mol·L-1时认为废液中Zn2+已完全沉淀,所以控制pH在8~12范围内可将Zn2+沉淀完全,C项正确;当pH=6即c(OH-)=10-8 mol·L-1时,由Ksp可知此时c(Zn2+)=10-1 mol·L-1,即有0.9 mol Zn2+转化为Zn(OH)2,需NaOH的物质的量为0.9 mol×2+10-8 mol≈1.8 mol,D项不正确。第2课时 沉淀溶解平衡的应用
◆ 学习任务 沉淀溶解平衡的应用
【课前自主预习】
1.沉淀的生成
(1)调节pH法
工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,将含杂质的氯化铵溶解于水,再加入氨水调节pH至7~8,可使 生成Fe(OH)3沉淀而除去。
反应的离子方程式为 。
(2)加沉淀剂法
以Na2S、H2S等作沉淀剂,使Cu2+、Hg2+等金属阳离子生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀而除去。离子方程式为Cu2++S2-CuS↓、Cu2++H2SCuS↓+2H+、Hg2++S2-HgS↓和Hg2++H2SHgS↓+2H+。
2.沉淀的溶解
(1)原理:根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,只要不断移去平衡体系中的相应离子,平衡就向沉淀溶解的方向移动,从而使沉淀溶解。
(2)溶解沉淀的试剂
①用 溶解:例如,用盐酸溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。
②用某些盐溶液溶解:例如,Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液,化学方程式为 。
3.沉淀的转化
(1)沉淀转化实验
①难溶性银盐之间的转化
a.实验步骤
b.离子方程式
ⅰ.Ag++Cl-AgCl↓
ⅱ.AgCl(s)+I-(aq) AgI(s)+Cl-(aq)
ⅲ.2AgI(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2I-(aq)
c.实验结论
溶解度小的沉淀可转化为溶解度更小的沉淀。
②Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化
a.实验步骤
b.实验现象
。
c.化学方程式
。
(2)沉淀转化的实质
实质是沉淀溶解平衡的移动。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。两者的溶解度差别越大,转化越容易。
(3)沉淀转化的应用
①锅炉除水垢
水垢中的CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2+(aq)
反应的化学方程式如下:
CaSO4(s)+Na2CO3(aq)Na2SO4(aq)+CaCO3(s),
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。
②自然界中矿物的转化
原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝(CuS)
反应的化学方程式如下:
CuSO4(aq)+ZnS(s)CuS(s)+ZnSO4(aq),
CuSO4(aq)+PbS(s)CuS(s)+PbSO4(s)。
[问题思考]
除去溶液中的S,选择钙盐还是钡盐 为什么
【核心知识讲解】
(1)勒夏特列原理同样适用于沉淀溶解平衡。溶液中离子浓度的变化只能使沉淀溶解平衡移动,并不能改变溶度积。
(2)用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部转化为沉淀除去,一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时沉淀完全。利用生成沉淀以分离或除去某种离子,首先要求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NaOH溶液比用Na2CO3溶液好,原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。
(3)沉淀的生成和溶解相互转化的条件是离子浓度的大小发生改变。改变反应所需的离子浓度,可使反应向着所需的方向转化。
(4)当两种难溶电解质的Ksp相差不是很大时,通过调节某种离子的浓度,可由溶度积小的难溶电解质向溶度积大的难溶电解质转化。
(5)若一种沉淀剂可使溶液中多种离子产生沉淀,则可以控制条件,使这些离子先后沉淀。
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。
例如:含Cl-、Br-、I-的混合溶液中,由于AgCl、AgBr、AgI的Ksp相差较大,逐滴滴加Ag+可按I-、Br-、Cl-的顺序先后沉淀。
②对不同类型的沉淀,其沉淀先后顺序要通过计算才能确定,如AgCl和Ag2CrO4的分步沉淀。
【知识迁移应用】
例1 [2024·安徽合肥高二期中] 将工厂产生的污水处理后再排放,符合国家法律法规和可持续发展。已知CaCO3的Ksp=3.4×10-9,浓度为2×10-4 mol·L-1的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合(忽略体积变化),若要产生沉淀,则所用CaCl2溶液的浓度至少应大于 ( )
A.3.4×10-2 mol·L-1 B.1.7×10-5 mol·L-1
C.3.4×10-5 mol·L-1 D.6.8×10-5 mol·L-1
例2 水体污染关系着人们的饮用水安全。某化工厂排出的废水(pH=2.0)中含有Ag+、Pb2+等重金属离子,其浓度均约为0.01 mol·L-1。排放前要除去这两种离子,查找有关数据如表所示,已知离子浓度小于10-5 mol·L-1时可认为沉淀完全,下列说法错误的是 ( )
难溶 电解质 AgI AgOH Ag2S PbI2 Pb(OH)2 PbS
Ksp 8.5× 10-17 5.6× 10-8 6.4× 10-50 9.8× 10-9 1.4× 10-15 8.0× 10-28
A.向废水中投入Na2S用于沉淀Ag+、Pb2+的效果比用NaOH好
B.沉淀完全后的废液经过滤后送往污水处理厂处理达标后再排放
C.若通入硫化氢气体作沉淀剂,则反应后废液的酸性增强
D.若用Na2S作沉淀剂,则Ag+、Pb2+完全沉淀时,溶液中=8.0×10-23
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)除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+浓度降得很低 ( )
(2)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 ( )
(3)除去MgCl2溶液中的Fe2+,先加入双氧水,再加入MgO即可 ( )
(4)在洗涤BaSO4沉淀时,为了减少洗涤过程中固体的损耗,最好选用稀硫酸来洗涤 ( )
2.[2024·山东青岛高二期中] 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(s)转化为CaCO3(s),再用盐酸除去[已知:Ksp(CaCO3)=3.6×10-9,Ksp(CaSO4)=4.9×10-5]。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C(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+S(aq)
C.该条件下,CaCO3溶解度约为6×10-5 g
D.CaSO4(s)和CaCO3(s)共存的悬浊液中,≈1.4×104
3.已知锌及其化合物的性质与铝及其化合物相似。25 ℃时,有关数据如图所示,横坐标为溶液的pH,纵坐标为Zn2+或[Zn(OH)4]2-的物质的量浓度(假设Zn2+浓度为10-5 mol·L-1时,Zn2+已沉淀完全)。下列说法不正确的是 ( )
A.向ZnCl2溶液中加入过量的氢氧化钠溶液,反应的离子方程式可表示为Zn2++4OH-[Zn(OH)4]2-
B.从图中数据计算可得Zn(OH)2的溶度积Ksp=10-17
C.某废液中含Zn2+,沉淀Zn2+可以控制溶液pH的范围是8~12
D.向1 L 1 mol·L-1 ZnCl2溶液中加入NaOH固体至pH=6,需NaOH的物质的量为0.2 mol
