2019届一轮复习人教版难溶电解质的溶解平衡学案(1)

2019届一轮复习人教版难溶电解质的溶解平衡学案(1)

第4讲　难溶电解质的溶解平衡 ‎【2019·备考】‎ 最新考纲：1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.理解溶度积的含义及其表达式，能进行相关的计算。‎ 考点一　沉淀的溶解平衡及应用 ‎(频数：★☆☆　难度：★★★)‎ ‎1．沉淀溶解平衡 ‎(1)含义 在一定温度下的水溶液中，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了溶解平衡状态。‎ ‎(2)建立过程 固体溶质溶液中的溶质 ‎(3)特征 ‎2．影响沉淀溶解平衡的因素 ‎(1)内因 难溶电解质本身的性质，这是决定因素。‎ ‎(2)外因 ‎①浓度：加水稀释，平衡向沉淀溶解的方向移动；‎ ‎②温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向沉淀溶解的方向移动；‎ ‎③同离子效应：向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子，平衡向生成沉淀的方向移动；‎ ‎④其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子时，平衡向沉淀溶解的方向移动。‎ 例如：以AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)为例，填写外界条件对溶解平衡的影响。‎ 外界条件 移动方向 平衡后c(Ag＋)‎ 平衡后c(Cl－)‎ Ksp 升高温度 正向 增大 增大 增大 加水稀释 正向 不变 不变 不变 加入少量 AgNO3‎ 逆向 增大 减小 不变 通入HCl 逆向 减小 增大 不变 通入H2S 正向 减小 增大 不变 ‎(3)电解质在水中的溶解度 ‎20 ℃‎时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：‎ AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)与AgCl===Ag＋＋Cl－所表示的意义不同。前者表示难溶电解质AgCl在水溶液中的沉淀溶解平衡方程式，后者表示强电解质AgCl在水溶液中的电离方程式。‎ ‎3．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至3～4，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。‎ ‎②沉淀剂法 如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。‎ ‎(2)沉淀的溶解 ‎①酸溶解法 如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。‎ ‎②盐溶液溶解法 如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O。‎ ‎③氧化还原溶解法 如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。‎ ‎④配位溶解法 如AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。‎ ‎(3)沉淀的转化 ‎①实质：沉淀溶解平衡的移动(沉淀的溶解度差别越大，越容易转化)。‎ ‎②应用：锅炉除垢、矿物转化等。‎ 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。‎ ‎1．教材基础知识判断 ‎(1)沉淀达到溶解平衡时，溶液中溶质离子浓度一定相等，且保持不变(　　)‎ ‎(2)升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动(　　)‎ ‎(3)室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度(　　)‎ ‎(4)BaSO4在同物质的量浓度的Na2SO4溶液和Al2(SO4)3溶液中的溶解度相同(　　)‎ ‎(5)根据AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，CH3COOHCH3COO－＋H＋，可以判断AgCl、CH3COOH均为弱电解质(　　)‎ 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×‎ ‎2．(RJ选修4·P672改编)下列叙述中正确的是(　　)‎ A．升高温度，沉淀溶解平衡都是向促进沉淀溶解的方向移动 B．绝对不溶解的物质是不存在的 C．难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，沉淀和溶解即停止 D．BaSO4(s)SO(aq)＋Ba2＋(aq)表示溶解平衡；H2O＋HSOSO＋H3O＋表示水解平衡 答案　B ‎3．(溯源题)(2016·海南化学，5)向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化)，下列数值变小的是________，增大的是________。‎ ‎①c(CO) ②c(Mg2＋)‎ ‎③c(H＋) ④Ksp(MgCO3)‎ 答案　①　②③‎ 探源：本题源于RJ选修4 P63“实验3－‎3”‎对沉淀的溶解过程进行了分析和判断。‎ 题组一　沉淀溶解平衡过程及其影响因素 ‎1．下列有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中，正确的是(　　)‎ A．升高温度，AgCl的溶解度减小 B．在任何含AgCl固体的水溶液中，c(Ag＋)＝c(Cl－)且二者乘积是一个常数 C．AgCl沉淀生成和溶解不断进行，但速率相等 D．向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体，AgCl溶解的质量不变 解析　升高温度，AgCl的溶解度增大，A错误；在任何含AgCl固体的水溶液中，c(Ag＋)与c(Cl－)不一定相等，但二者乘积在一定温度下是一个常数，B错误；当达到平衡时，AgCl沉淀生成和溶解不断进行，但速率相等，C正确；向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体，溶解平衡逆向移动，AgCl溶解的质量减小，D错误。‎ 答案　C ‎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正确的是(　　)‎ ‎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 A．①⑥ B．①⑥⑦ ‎ C．②③④⑥ D．①②⑥⑦‎ 解析　加入碳酸钠粉末会生成CaCO3，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固体平衡向左移动，Ca(OH)2固体质量增加，⑦错。‎ 答案　A 题组二　溶解平衡原理的应用 ‎3．下列化学原理的应用，主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是(　　)‎ ‎①热纯碱溶液去油污能力强 ‎②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐混用后，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　①⑤是水解平衡原理。‎ 答案　A ‎4．(2018·湖南怀化期末)向MnCl2‎ 溶液中加入过量难溶电解质MnS，可使溶液中含有的Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等金属离子转化为硫化物沉淀，从而得到纯净的MnCl2。下列分析正确的是(　　)‎ A．MnS具有吸附性 B．MnS有还原性，可将Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋还原后除去 C．MnS溶解度大于CuS、PbS、CdS D．MnS与Cu2＋反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓‎ 解析　MnS是难溶物，它能将溶液中的Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋转化为硫化物沉淀，发生的是沉淀的转化，说明生成的硫化物是更难溶的物质，即MnS溶解度大于CuS、PbS、CdS，故C项正确；A、B项错误；MnS与Cu2＋反应的离子方程式应为MnS＋Cu2＋CuS＋Mn2＋，D项错误。‎ 答案　C ‎【规范模板】‎ 某工厂用六水合氯化镁和粗石灰制取的氢氧化镁含有少量氢氧化铁杂质，通过如下流程进行提纯精制，获得阻燃剂氢氧化镁。‎ 已知EDTA只能与溶液中的Fe2＋反应生成易溶于水的物质，不与Mg(OH)2反应。虽然Fe(OH)2难溶于水，但步骤②中随着EDTA的加入，最终能够将Fe(OH)2除去并获得纯度高的Mg(OH)2。请从沉淀溶解平衡的角度加以解释：Fe(OH)2悬浊液中存在如下平衡：Fe(OH)2(s)Fe2＋(aq)＋2OH－(aq)，当不断滴入EDTA时，EDTA将结合Fe2＋促使平衡向右移动而使Fe(OH)2不断溶解。‎ 考点二　沉淀溶解平衡常数及其应用 ‎(频数：★★★　难度：★★★)‎ ‎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 沉淀溶解的平衡常数 溶液中有关离子浓度幂的乘积 符号 Ksp Qc 表达式 Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度都是平衡浓度 Qc(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度都是任意浓度 应用 判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解 ‎①Qc＞Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出 ‎②Qc＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态 ‎③Qc＜Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出 ‎2.Ksp的影响因素 ‎(1)内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。‎ ‎(2)外因 ‎①浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。‎ ‎②温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。‎ ‎③其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。‎ ‎(1)溶解平衡一般是吸热的，温度升高平衡右移，Ksp增大，但Ca(OH)2相反。‎ ‎(2)对于沉淀溶解平衡：AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)，对于相同类型的物质，Ksp的大小反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小，也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。‎ ‎1．教材基础知识判断 ‎(1)Ksp既与难溶电解质的性质和温度有关，也与沉淀的量和溶液中离子浓度有关(　　)‎ ‎(2)在一定条件下，溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀(　　)‎ ‎(3)常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小(　　)‎ ‎(4)溶度积常数Ksp只受温度的影响，温度升高Ksp增大(　　)‎ ‎(5)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变(　　)‎ ‎(6)Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，则AB2的溶解度小于CD的溶解度(　　)‎ ‎(7)不可能使要除去的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1.0×10－5 mol·L－1时，沉淀已经完全(　　)‎ 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)√‎ ‎2．(溯源题)判断下列说法是否正确。‎ ‎(1)‎ 实验 现象 结论 向2支盛有2 mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2 滴相同浓度的NaCl和NaI溶液 一只试管中产生黄色沉淀，另一支中无明显现象 Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)‎ ‎(　　)‎ ‎(2017·课标全国Ⅱ，‎13C)‎ ‎(2)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(　　)‎ ‎(2016·天津理综，3D)‎ ‎(3)向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中不变(　　)‎ ‎(2016·课标全国Ⅲ，13D)‎ ‎(4)室温下，向浓度均为0.1 mol·L－1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液，出现白色沉淀。可推出Ksp(BaSO4)Ksp(AgI)‎ D．硬水中含有较多的Ca2＋、Mg2＋、HCO、SO，加热煮沸可以完全除去其中的Ca2＋、Mg2＋‎ 解析　饱和石灰水中加入一定量生石灰，溶液温度明显升高，但Ca(OH)2的溶解度降低，溶液中c(OH－‎ ‎)减小，溶液的pH减小，A错；AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，但离子的总浓度增大，B错；由沉淀的转化规律可得，Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，C对；加热煮沸硬水，只能软化具有暂时硬度的硬水，D错。‎ 答案　C ‎2．现将足量的AgCl分别放入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的顺序是(　　)‎ ‎①30 mL 0.03 mol·L－1 AgNO3溶液 ‎②30 mL 0.02 mol·L－1 CaCl2溶液 ‎③30 mL 0.03 mol·L－1 HI溶液 ‎④30 mL蒸馏水 A．①＞②＞③＞④ B．③＞④＞①＞②‎ C．②＞①＞④＞③ D．④＞③＞②＞①‎ 解析　溶液中Cl－或Ag＋浓度越大，AgCl在该溶液中的溶解度越小，另外Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)，故在HI溶液里HI会促进AgCl的溶解，B符合题意。‎ 答案　B ‎3．工业上向锅炉里注入Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，而后用盐酸去除。下列叙述不正确的是(　　)‎ 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．盐酸溶液中，CaCO3的溶解性大于CaSO4‎ D．Na2CO3溶液遇CO2后，阴离子浓度均减小 解析　温度升高，Kw增大，温度升高促进碳酸钠溶液水解，c(OH－)增大，A选项正确；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)，B选项正确；因为碳酸钙与盐酸反应，而硫酸钙不与盐酸反应，所以在盐酸溶液中碳酸钙的溶解性大于硫酸钙，C选项正确；根据CO＋CO2＋H2O===2HCO知，HCO浓度增大，D选项错误。‎ 答案　D ‎4．某些盐能溶解沉淀，利用下表三种试剂进行实验，相关分析不正确的是(　　)‎ 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中加入酚酞溶液显红色，说明物质的“不溶性”是相对的 B．分别向少量Mg(OH)2沉淀中加入适量等体积的②、③，沉淀均能快速彻底溶解 C．①③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2NH(aq)Mg2＋(aq)＋2NH3·H2O(l)‎ D．向①中加入②，c(OH－)减小，Mg(OH)2溶解平衡正向移动 解析　使酚酞显红色的溶液呈碱性，说明Mg(OH)2在水中有一定的溶解，溶解后的Mg(OH)2电离使溶液呈碱性，A正确；Mg(OH)2与NH4Cl溶液反应速率较小，沉淀不能快速彻底溶解，B错误；NH结合Mg(OH)2悬浊液中的OH－，促进Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动，促使Mg(OH)2沉淀溶解，C正确；盐酸能够与Mg(OH)2发生中和反应，促使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动，D正确。‎ 答案　B ‎5．已知AgCl的溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，下列说法不正确的是(　　)‎ A．除去溶液中Ag＋加盐酸盐比硫酸盐好 B．加入H2O，溶解平衡不移动 C．用NaCl溶液代替蒸馏水洗涤AgCl，可以减少沉淀损失 D．反应2AgCl(s)＋Na2S(aq)Ag2S(s)＋2NaCl(aq)说明溶解度：AgCl>Ag2S 解析　AgCl难溶于水、Ag2SO4微溶于水，因此除去溶液中的Ag＋加盐酸盐比加硫酸盐好，A项正确；加水稀释，Ag＋和Cl－浓度均减小，平衡正向移动，B项错误；NaCl溶液中Cl－的浓度较大，洗涤沉淀时可以减少氯化银的溶解损失，C项正确。AgCl能够生成硫化银沉淀，说明硫化银更难溶，D项正确。‎ 答案　B ‎6．已知Fe2＋结合S2－的能力大于结合OH－的能力，而Al3＋则正好相反，I2的氧化性比S强。在Fe2(SO4)3和AlCl3的混合溶液中，先加入过量的KI溶液，再加入足量的Na2S溶液，所得沉淀是(　　)‎ A．FeS、Al(OH)3和S B．Fe(OH)3和Al(OH)3‎ C．Fe2S3和Al(OH)3 D．Al2S3、FeS和S 解析　加入过量的KI溶液后，Fe3＋和I－发生氧化还原反应生成Fe2＋和I2。接着生成的I2把Na2S氧化：I2＋S2－===S↓＋2I－，同时Fe2＋＋S2－===FeS↓，还发生相互促进的水解反应：2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，所以最终的沉淀是FeS、Al(OH)3和S。‎ 答案　A ‎7．‎25 ℃‎时，PbCl2固体在不同浓度盐酸中的溶解度曲线如图。在制备PbCl2的实验中，洗涤PbCl2固体最好选用(　　)‎ A．蒸馏水 B．1.00 mol·L－1盐酸 C．5.00 mol·L－1盐酸 D．10.00 mol·L－1盐酸 解析　观察题图知，PbCl2固体在浓度为1.00 mol·L－1的盐酸中溶解度最小，为了减少PbCl2固体的溶解，应选择1 mol·L－1盐酸来洗涤PbCl2固体。‎ 答案　B ‎8．已知‎25 ℃‎时BaSO4饱和溶液中存在BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)，Ksp＝1.102 5×10－10，下列有关BaSO4的溶度积和溶解平衡的叙述正确的是(　　)‎ A．‎25 ℃‎时，向c(SO)＝1.05×10－5 mol·L－1的BaSO4溶液中，加入BaSO4固体，c(SO)增大 B．向该饱和溶液中加入Ba(NO3)2固体，则BaSO4的溶度积常数增大 C．向该饱和溶液中加入Na2SO4固体，则该溶液中c(Ba2＋)＞c(SO)‎ D．向该饱和溶液中加入BaCl2固体，则该溶液中c(SO)减小 解析　BaSO4的溶度积等于c(Ba2＋)和c(SO)的乘积，故饱和溶液中c(SO)＝1.05×10－5mol·L－1，再加入BaSO4固体不溶解，c(SO)不变，A项错误；溶度积常数只与温度有关，B项错误；加入Na2SO4固体，BaSO4的溶解平衡向左移动，c(Ba2＋)减小，应为c(SO)>c(Ba2＋)，C项错误；加入BaCl2固体，BaSO4的溶解平衡向左移动，c(SO)减小。‎ 答案　D ‎9．298 K时，AgSCN的沉淀溶解平衡曲线如图所示，下列判断错误的是(　　)‎ A．298 K时，Ksp(AgSCN)＝1.0×10－12‎ B．b点溶液蒸发部分水后恢复至室温可移动到c点 C．向a点溶液中加入等物质的量的AgNO3、KSCN固体后，可能使a点移动到 c点 D．欲使溶液由c点移到d点，可滴入少量KSCN浓溶液 解析　由c点可知Ksp(AgSCN)＝1.0×10－12，A项不符合题意。b、c点的c(Ag＋)相等，由于b点c(Ag＋)·c(SCN－)＜Ksp(AgSCN)，b点表示AgSCN的不饱和溶液，当蒸发部分水时c(Ag＋)、c(SCN－)均增大，B项符合题意。a点为AgSCN的不饱和溶液，加入等物质的量的AgNO3、KSCN固体时，c(Ag＋)、c(SCN－)同时增大，a点可能移动到c点，C项不符合题意。向c点溶液中滴入KSCN浓溶液时生成AgSCN沉淀，c(Ag＋)减小，可使c点移到d点，D项不符合题意。‎ 答案　B ‎10．工业上常用还原沉淀法处理含铬废水(Cr2O和CrO)，其流程为 已知：步骤③生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：‎ Cr(OH)3(s)Cr3＋(aq)＋3OH－(aq)‎ Ksp＝c(Cr3＋)·c3(OH－)＝10－32‎ 下列有关说法不正确的是(　　)‎ A．步骤①中当v正(CrO)＝2v逆(Cr2O)时，说明反应：2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O达到平衡状态 B．若向K2Cr2O7溶液中加NaOH浓溶液，溶液可由橙色变黄色 C．步骤②中，若要还原1 mol Cr2O，需要12 mol (NH4)2Fe(SO4)2‎ D．步骤③中，当将溶液的pH调节至5时，可认为废水中的铬元素已基本除尽[当溶液中c(Cr3＋)≤10－5 mol·L－1时，可视作该离子沉淀完全]‎ 解析　C项，Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，1 mol Cr2O可氧化6 mol (NH4)2Fe(SO4)2；D项，c(OH－)＝ mol·L－1＝10－9 mol·L－1，则c(H＋)＝ mol·L－1＝10－5 mol·L－1，pH＝5。‎ 答案　C ‎11．一定温度下，三种硫化物MS(M2＋指Pb2＋、Cu2＋或Hg2＋)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：pM＝－lg c(M2＋)，pS＝－lg c(S2－)。下列说法正确的是(　　)‎ A．PbS、CuS、HgS的Ksp依次增大 B．b点可以表示HgS的不饱和溶液，向b点溶液中加入Na2S固体可达a点 C．b点可以表示CuS的饱和溶液，且c(Cu2＋)＜c(S2－)‎ D．c点可以表示CuS的不饱和溶液，也可以表示PbS的过饱和溶液 解析　由pM、pS的计算公式可知，Ksp(PbS)＞Ksp(CuS)＞Ksp(HgS)，A项错误。b点、a点对应的c(Hg2＋)相等，但b点对应的c(S2－)大于a点对应的c(S2－‎ ‎)，故b点c(Hg2＋)·c(S2－)大于Ksp(HgS)，是过饱和溶液，B项错误。b点在CuS的沉淀溶解平衡曲线上，pM＞pS，说明c(Cu2＋)＜c(S2－)，C项正确。c点在PbS和CuS沉淀溶解平衡曲线之间，有Ksp(CuS)＜c(M2＋)·c(S2－)＜Ksp(PbS)，故c点表示CuS的过饱和溶液，表示PbS的不饱和溶液，D项错误。‎ 答案　C ‎12．某溶液中含SO、CO的浓度均为0.01 mol·L－1。已知Ksp(CaCO3)＝4.8×10－9，Ksp(CaSO4)＝2.4×10－5，离子浓度小于或等于1×10－5 mol·L－1时认为沉淀完全，下列叙述不正确的是(　　)‎ A．向该溶液中逐滴滴加CaCl2溶液，形成沉淀的先后顺序为CO、SO B．混合溶液中SO完全沉淀时，c(SO)∶c(CO)＝5×103∶1‎ C．CaSO4(s)＋CO(aq)CaCO3(s)＋SO(aq)，其平衡常数K＝5×103‎ D．向CaCO3悬浊液中加入饱和Na2SO4溶液，CaCO3不能转化为CaSO4‎ 解析　CO沉淀时的c(Ca2＋)＝4.8×10－7 mol·L－1，SO沉淀时的c(Ca2＋)＝2.4×10－3 mol·L－1，故CO先形成沉淀，A项不符合题意。SO完全沉淀时，c(Ca2＋)＝2.4 mol·L－1，溶液中c(CO)＝2×10－9 mol·L－1，则c(SO)∶c(CO)＝5×103∶1，B项不符合题意。结合B项，K＝＝5×103，C项不符合题意。由两种盐的Ksp大小可知，CaCO3能转化为CaSO4，D项符合题意。‎ 答案　D 二、填空题 ‎13．已知：‎25 ℃‎时，Ksp(BaSO4)＝1×10－10，Ksp(BaCO3)＝1×10－9。‎ ‎(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－1Na2SO4溶液给患者洗胃，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。水垢中含有的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：______________________________‎ ‎_________________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ 解析　(1)BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)，由于Ba2＋、SO均不与H＋反应，无法使平衡移动。c(Ba2＋)＝＝2×10－10mol·L－1。‎ 答案　(1)对于平衡BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)，H＋不能减少Ba2＋或SO的浓度，平衡不能向溶解的方向移动　2×10－10‎ ‎(2)①CaSO4(s)＋CO(aq)===CaCO3(s)＋SO(aq)‎ ‎②CaSO4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方向移动 ‎14．已知：I2＋2S2O===S4O＋2I－‎ 相关物质的溶度积常数见下表：‎ 物质 Cu(OH)2‎ Fe(OH)3‎ CuCl CuI Ksp ‎2.2×10－20‎ ‎2.6×10－39‎ ‎1.7×10－7‎ ‎1.3×10－12‎ ‎(1)某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体，加入________，调至pH＝4，使溶液中的Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，此时溶液中的c(Fe3＋)＝________。过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl2·2H2O晶体。‎ ‎(2)在空气中直接加热CuCl2·2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2，原因是_________________________________________________________________‎ ‎(用化学方程式表示)。由CuCl2·2H2O晶体得到纯的无水CuCl2‎ 的合理方法是________________________________________________________________。‎ ‎(3)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2·2H2O晶体的试样(不含能与I－发生反应的氧化性杂质)的纯度，过程如下：取‎0.36 g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。‎ ‎①可选用________作滴定指示剂，滴定终点的现象是__________________‎ ‎__________________________________________________________________。‎ ‎②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为_____________________________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ ‎③该试样中CuCl2·2H2O的质量分数为________。‎ 解析　(1)考虑到不引入新的杂质，调节至溶液pH为4，使Fe3＋沉淀的试剂可以是Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、CuO等。pH＝4时，c(OH－)＝＝10－10mol·L－1，此时溶液中c(Fe3＋)＝＝mol·L－1＝2.6×10－9mol·L－1。‎ ‎(2)CuCl2·2H2O在空气中加热会发生水解反应：‎ ‎2CuCl2·2H2OCu(OH)2·CuCl2＋2HCl＋2H2O或CuCl2·2H2OCuO＋2HCl＋H2O，要得到无水CuCl2，应将CuCl2·2H2O晶体在干燥的HCl气流中加热脱水以抑制其水解。‎ ‎(3)依题给信息，用“间接碘量法”测定CuCl2·2H2O晶体试样纯度的反应原理是：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，I2＋2S2O===S4O＋2I－，用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，指示剂选择淀粉溶液，终点时溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复原色。由2Cu2＋～I2～2S2O得CuCl2·2H2O试样的纯度为×100%＝95%。‎ 答案　(1)Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3　2.6×10－9mol·L－1‎ ‎(2)2CuCl2·2H2OCu(OH)2·CuCl2＋2HCl＋2H2O[主要产物写成Cu(OH)2、Cu(OH)Cl、CuO均可]‎ 在干燥的HCl气流中加热脱水 ‎(3)①淀粉溶液　蓝色褪去，放置30 s后不恢复原色 ‎②2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2　③95%‎ ‎15．(2018·日照模拟)软锰矿(主要成分为MnO2)可用于制备锰及其化合物。‎ ‎(1)早期冶炼金属锰的一种方法是先煅烧软锰矿生成Mn3O4，再利用铝热反应原理制得锰，该铝热反应的化学方程式为_____________________________。‎ ‎(2)现代冶炼金属锰的一种工艺流程如下图所示：‎ 下表为t ℃时，有关物质的pKsp(注：pKsp＝－lg Ksp)。‎ 物质 Fe(OH)3‎ Cu(OH)2‎ Ca(OH)2‎ Mn(OH)2‎ CuS CaS MnS MnCO3‎ pKsp ‎37.4‎ ‎19.32‎ ‎5.26‎ ‎12.7‎ ‎35.2‎ ‎5.86‎ ‎12.6‎ ‎10.7‎ 软锰矿还原浸出的反应为12MnO2＋C6H12O6＋12H2SO4===12MnSO4＋6CO2↑＋18H2O ‎①该反应中，还原剂为________。写出一种能提高还原浸出速率的措施：__________________________________________________________________。‎ ‎②滤液1的pH________(填“＞”“＜”或“＝”)MnSO4浸出液的pH。‎ ‎③加入MnF2的主要目的是除去________(填“Ca2＋”“Fe3＋”或“Cu2＋”)。‎ ‎(3)由MnSO4制取MnCO3。‎ 往MnSO4溶液中加入过量NH4HCO3溶液，该反应的离子方程式为_____________________________________________________________；‎ 若往MnSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液，还会产生Mn(OH)2，可能的原因有：MnCO3(s)＋2OH－(aq)Mn(OH)2(s)＋CO(aq)，t ℃时，计算该反应的平衡常数K＝________(填数值)。‎ 解析　(1)高温下，Al和Mn3O4发生铝热反应生成Mn，根据反应物、生成物及反应条件可知反应的化学方程式为8Al＋3Mn3O44Al2O3＋9Mn；‎ ‎(2)软锰矿还原浸出得到硫酸锰溶液，说明浸取液为稀硫酸，同时溶液中还含有Ca2＋、Fe3＋、Cu2＋等杂质，调节溶液的pH，Fe(OH)3的pKsp为37.4，与其他离子相比最大，调节pH可以将Fe(OH)3沉淀下来，向滤液中加入硫化铵，CuS的pKsp为35.2，可以将铜离子形成硫化物沉淀下来，再加入MnF2，形成CaF2沉淀，除去Ca2＋，最后对得到的含有锰离子的盐电解，可以得到金属锰。‎ ‎①软锰矿还原浸出的反应为12MnO2＋C6H12O6＋12H2SO4===12MnSO4＋6CO2↑＋18H2O，该反应中，锰元素化合价由＋4价变为＋2价、碳元素化合价由0价变为＋4价，失电子化合价升高的反应物是还原剂，所以C6H12O6为还原剂；反应物接触面积越大、温度越高反应速率越快，所以能提高还原浸出速率的措施：升高反应温度或将软锰矿研细等。‎ ‎②软锰矿还原浸出的反应为12MnO2＋C6H12O6＋12H2SO4===12MnSO4＋6CO2↑＋18H2O，溶液呈强酸性，还原浸出液中含有Mn2＋、Ca2＋、Fe3＋、Cu2＋，此时未形成沉淀，Ksp为电离平衡常数，pKsp＝－lgKsp，pKsp越大，沉淀溶解平衡常数越小，滤液1为形成Fe(OH)3沉淀，pKsp＝－lgKsp＝37.4，Ksp＝10－37.4，Ksp＝c(Fe3＋)×c3(OH－)＝10－37.4，c(OH－)≈10－10 mol·L－1，c(H＋)＝1×10－4 mol·L－1，pH＝4，所以滤液1的pH大于MnSO4浸出液的pH＝4，才能形成氢氧化铁沉淀。‎ ‎③CaF2难溶于水，滤液2为Mn2＋、Ca2＋、NH、SO，加入MnF2的目的是形成CaF2沉淀，除去Ca2＋。‎ ‎(3)锰离子和碳酸氢根离子反应生成碳酸锰沉淀、水和二氧化碳气体，离子方程式为Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋H2O＋CO2↑；由MnCO3(s)＋2OH－(aq)Mn(OH)2(s)＋CO(aq)可知，K＝c(CO)/c2(OH－)＝＝10－10.7/10－12.7＝100。‎ 答案　(1)8Al＋3Mn3O44Al2O3＋9Mn ‎(2)①C6H12O‎6　‎升高反应温度(或将软锰矿研细等其他合理答案)‎ ‎②＞　③Ca2＋‎ ‎(3)Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋H2O＋CO2↑　100‎