2019届一轮复习苏教版难溶电解质的沉淀溶解平衡学案
第4讲 难溶电解质的沉淀溶解平衡
【2019·备考】
最新考纲：1.理解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.能够运用溶度积(Ksp)进行简单计算。
最新考情：沉淀溶解平衡是近几年的高考热点。考查的主要内容是沉淀的生成、溶解和转化、溶度积和浓度商的关系及应用。考查方式以选择题为主，一是考查Ksp的应用，2017年T12C、2016年T13B；二是以图像分析题的形式出现，如2013年T14；三是在填空题中考查溶度积常数的计算以及沉淀溶解平衡在工业生产中的应用，如2015年T18(2)、2015年T20(4)，预测2019年高考延续这一命题特点，应给予重要关注。
考点一 沉淀的溶解平衡及应用
[知识梳理]
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
(4)沉淀溶解平衡的影响因素
以AgCl为例：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
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
名师助学：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。
2．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。
名师助学：①难溶电解质的溶解平衡也是动态平衡，通过改变外界条件可以使平衡发生移动——溶液中的离子转化为沉淀、沉淀转化为溶液中的离子或一种沉淀向另一种沉淀转化。
②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。
[题组诊断]
沉淀溶解平衡及其影响因素
1．把Ca(OH)2放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。下列说法正确的是( )
A．恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高
B．给溶液加热，溶液的pH升高
C．向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加
D．向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变
解析 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，A项错误；加热，Ca(OH)2的溶解度减小，溶液的pH降低，B项错误；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，C项正确；加入NaOH固体，溶液温度升高，Ca(OH)2溶解度减小，且溶液中
c(OH－)增大，平衡向左移动，Ca(OH)2固体质量增加，D项错误。
答案 C
2．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项错误；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项错误；当达到平衡时，AgCl沉淀生成和溶解不断进行，但速率相等，C项正确；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项错误。
答案 C
【方法技巧】
(1)难溶电解质不一定是弱电解质，如BaSO4、AgCl等都是强电解质。
(2)沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡的移动也同样遵循勒夏特列原理。
(3)绝大多数固体的溶解度随温度的升高而增大，但有少数物质的溶解度随着温度的升高而减小，如Ca(OH)2。
沉淀的生成、溶解与转化
3．下列说法中正确的是( )
A．升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动
B．AgCl悬浊液中存在平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，往其中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，溶液中离子的总浓度减小
C．AgCl悬浊液中加入KI溶液，白色沉淀变成黄色，证明此条件下Ksp(AgCl)>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 如Ca(OH)2升高温度溶解度降低，溶解平衡逆向移动，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
4．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＋CaSO4CaCO3＋SO，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，阴离子浓度增大，D选项错误。
答案 D
5．(2017·江苏淮安模拟)下表为有关化合物的pKsp，pKsp＝－lg Ksp。某同学设计实验如下：①向AgNO3溶液中加入适量NaX溶液，得到沉淀AgX；②向①中加NaY，则沉淀转化为AgY；③向②中加入Na2Z，沉淀又转化为Ag2Z。则表中a、b、c的大小关系为( )
相关化合物
AgX
AgY
Ag2Z
pKsp
a
b
c
A．a>b>c B．a
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
2．下表是25 ℃时某些盐的溶度积常数和弱酸的电离平衡常数，下列说法正确的是( )
化学式
CH3COOH
H2CO3
AgCl
Ag2CrO4
Ka或Ksp
Ka＝1.8×10－5
Ka1＝4.1×10－7
Ka2＝5.6×10－11
Ksp＝1.8×10－10
Ksp＝2.0×10－12
A.常温下，相同浓度①CH3COONH4 ②NH4HCO3 ③(NH4)2CO3溶液中，c(NH)由大到小的顺序是：①＞②＞③
B．AgCl易溶于氨水难溶于水，所以AgCl 在氨水中的Ksp大于水中的Ksp
C．向饱和氯水中滴加NaOH 溶液至溶液刚好为中性时，c(Na＋)＝2c(ClO－)＋c(HClO)
D．向浓度均为1×10－3 mol·L－1的KCl和K2CrO4混合液中滴加1×10－3 mol·
L－1的AgNO3溶液，CrO先形成沉淀
解析 电离常数越大，酸性越强，由图可知酸性：CH3COOH＞H2CO3＞HCO；酸性越弱，对应的酸根离子水解能力越强，则水解能力：CH3COO－＜HCO＜CO，醋酸根离子、碳酸氢根离子和碳酸根离子促进铵根离子水解，弱酸根离子水解程度越大，则铵根离子水解程度越大，但(NH4)2CO3溶液中(NH)的量是CH3COONH4、NH4HCO3 的两倍，水解是极其微弱的，所以(NH4)2CO3中c(NH)最大，应为③＞①＞②，A项错误；AgCl易溶于氨水难溶于水，说明AgCl在氨水中的溶解度大于水中的溶解度，B项错误；向饱和氯水中滴加NaOH溶液，根据电荷守恒有：c(H＋)＋c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)＋c(OH－)，溶液呈中性，则c(H＋)＝c(OH－)，所以c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)，根据物料守恒得：c(Cl－)＝c(ClO－)＋c(HClO)，二者结合可得：c(Na＋)＝c(HClO)＋2c(ClO－)，C项正确；AgCl溶液饱和所需Ag＋浓度：c(Ag＋)＝＝ mol·L－1＝1.8×10－7，Ag2CrO4饱和所需Ag＋浓度c(Ag＋)＝＝ mol·
L－1＝4.472×10－5 mol·L－1，1.8×10－7＜4.472×10－5，所以Cl－先沉淀，D项错误。
答案 C
3．(1)[2015·江苏化学，18(2)]已知：Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33，Ksp[Fe(OH)3]＝3×
10－39，pH＝7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下，除MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋(使其浓度均小于1×10－6 mol·L－1)，需调节溶液pH范围为________。
(2)(2017·江苏苏州模拟)已知常温下，在0.10 mol·L－1 AlCl3溶液中加入氨水充分搅拌，有Al(OH)3沉淀生成，当溶液的pH＝4时，c(Al3＋)＝________ mol·L－1。(Ksp[Al(OH)3]＝3×10－34)
(3)(2017·江苏扬州模拟)已知：Ksp[Cr(OH)3]＝1×10－30。室温下，除去被SO2还原所得溶液中的Cr3＋(使其浓度小于1×10－6 mol·L－1)，需调节溶液pH________。
解析 (1)由Al(OH)3和Fe(OH)3的Ksp知，使Al3＋完全沉淀时，Fe3＋肯定已沉淀。Ksp[Al(OH)3]＝c(Al3＋)·c3(OH－)，c3(OH－)＝＝10－27，c(OH－)＝10－9 mol·
L－1，pH＝5，为了不使Mn2＋沉淀，所以pH要小于7.1。(2)根据溶液的pH＝4，得c(OH－)＝1×10－10 mol·L－1，有Al(OH)3沉淀生成，所得混合液为氢氧化铝的饱和溶液，则有c(Al3＋)＝＝3×10－4 mol·L－1。(3)根据c(Cr3＋)＜1×10－6 mol·L－1，则c(OH－)＞ mol·L－1＝1×10－8 mol·L－1，c(H＋)＜1×10－6 mol·L－1，pH＞6。
答案 (1)5.06
【归纳总结】
1．江苏高考中涉及Ksp计算的题目都比较简单，只需要利用Ksp的表达式，通过已知的其中一种离子的物质的量浓度，求算另一种离子的物质的量浓度；或者通过离子的浓度幂大小与Ksp数值的比较来判断沉淀的生成。
提醒：涉及Qc的计算时，易忽视等体积混合后离子的浓度均减半而使计算出错。故离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度，所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。
2．沉淀的先后次序
举例
结论
Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp
Ksp越小，越先沉淀
同类型(如AB型)
(AgBr)＝7.7×10－13；向Cl－、Br－浓度均为0.010 mol·L－1的溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1 AgNO3溶液，先有AgBr沉淀生成
不同类型(AB、A2B)
Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝9×10－11；向Cl－、CrO浓度均为0.010 mol·L－1的溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1 AgNO3溶液，先有AgCl沉淀生成
不同类型的沉淀不能根据Ksp大小直接比较，要通过计算达到平衡时所需c(Ag＋)，达到平衡时需要的c(Ag＋)越小，越先沉淀
溶解平衡曲线及其应用
4．已知：pAg＝－lg c(Ag＋)，Ksp(AgCl)＝1.56×10－10。如图是向10 mL AgNO3溶液中逐渐加入0.1 mol·L－1的NaCl溶液时，溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积(单位mL)变化的图像(实线)。根据图像所得下列结论正确的是[提示：Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)]( )
A．原AgNO3溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L－1
B．图中x点的坐标为(100，6)
C．图中x点表示溶液中Ag＋恰好完全沉淀
D．把0.1 mol·L－1的NaCl换成0.1 mol·L－1 NaI则图像在终点后变为虚线部分
解析 当氯化钠溶液的体积为0时，pAg＝0，所以硝酸银溶液的浓度是1.0 mol·
L－1，A项错误；pAg＝6时，二者恰好反应，所以氯化钠溶液的体积是100 mL，B项正确；当溶液中离子浓度小于1.0×10－5 mol·L－1时可以认为沉淀达到完全，而x点溶液中银离子的浓度是1.0×10－6 mol·L－1，所以C项错误；由于碘化银的溶解度小于氯化银的，所以如果换成0.1 mol·L－1 NaI，则图像在终点后变为实线的上方，D项错误。
答案 B
5．硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下。下列说法正确的是( )
A．温度一定时，Ksp(SrSO4)随c(SO)的增大而减小
B．三个不同温度中，313 K时Ksp(SrSO4)最大
C．283 K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液
D．283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液
解析 温度一定，Ksp(SrSO4)不变，A项错误；由题中沉淀溶解平衡曲线可看出，313 K时，c(Sr2＋)、c(SO)最大，Ksp最大，B项正确；283 K时，a点c(Sr2＋)小于平衡时c(Sr2＋)，故未达到饱和，沉淀继续溶解，C项错误；从283 K升温到363 K要析出固体，依然为饱和溶液，D项错误。
答案 B
6．(2013·江苏化学，14)一定温度下，三种碳酸盐MCO3(M：Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋)的沉淀溶解平衡曲线如右图所示。已知：pM＝－lg c(M)，p(CO)＝－lg c(CO)。下列说法正确的是( )
A．MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大
B．a点可表示MnCO3的饱和溶液，且c(Mn2＋)＝c(CO)
C．b点可表示CaCO3的饱和溶液，且c(Ca2＋)Ksp(AgI)，向AgCl悬浊液中加入KI固体，有黄色沉淀生成
解析 Ksp只与温度有关，A项错误；加入稀盐酸，H＋能与CO反应，使碳酸钙的溶解平衡正向移动，最终使CaCO3溶解，B项错误；只有物质的化学式相似的难溶物，可根据Ksp的数值大小比较它们在水中的溶解度大小，C项错误；由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，向AgCl悬浊液中加入KI固体，有黄色AgI生成，D正确。
答案 D
2．已知部分钡盐的溶度积如下：Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9，Ksp[Ba(IO3)2]＝6.5×
10－10，Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，Ksp(BaCrO4)＝1.6×10－10。一种溶液中存在相同浓度的CO、CrO、IO、SO，且浓度均为0.001 mol·L－1，若向该溶液中逐滴滴入BaCl2溶液，首先发生的离子反应为( )
A．Ba2＋＋CO===BaCO3↓
B．Ba2＋＋CrO===BaCrO4↓
C．Ba2＋＋2IO===Ba(IO3)2↓
D．Ba2＋＋SO===BaSO4↓
解析 根据溶度积公式及溶液中阴离子的浓度，可以计算出开始出现BaCO3、BaCrO4、Ba(IO3)2、BaSO4沉淀时c(Ba2＋)分别为5.1×10－6 mol·L－1、1.6×10
－7 mol·L－1、6.5×10－4 mol·L－1、1.1×10－7 mol·L－1，故最先出现的沉淀是BaSO4，D项正确。
答案 D
3．除了酸以外，某些盐也能溶解沉淀。利用下表三种试剂进行试验，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②、③均能使沉淀快速彻底溶解
C．①、③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2NHMg2＋＋2NH3·H2O
D．向①中加入②， c(OH－)减小，Mg(OH)2溶解平衡正向移动
解析 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度，电离使溶液呈碱性，A项正确；同浓度NH4Cl溶液酸性比盐酸弱，B项错误；NH结合Mg(OH)2溶液中的OH－，促使Mg(OH)2沉淀溶解，C项正确；盐酸能够与Mg(OH)2发生中和反应，促使Mg(OH)2的溶解，D项正确。
答案 B
4．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
一、选择题
1．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，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
2．已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10、Ksp(AgI)＝1.5×10－16、Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，则下列难溶盐的饱和溶液中Ag＋浓度大小顺序正确的是( )
A．AgCl>AgI>Ag2CrO4 B．AgCl>Ag2CrO4>AgI
C．Ag2CrO4>AgCl>AgI D．Ag2CrO4>AgI>AgCl
解析 由Ksp(AgCl)＝1.8×10－10可求出c(Ag＋)＝1.34×10－5 mol·L－1，由Ksp(AgI)＝1.5×10－16可求出c(Ag＋)＝1.22×10－8 mol·L－1，由Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12可求出c(Ag＋)＝1.59×10－4 mol·L－1，所以c(Ag＋)大小顺序为Ag2CrO4>AgCl>AgI，C项正确。
答案 C
3．25 ℃时，电离常数Ka(HF)＝3.6×10－4mol·L－1，溶度积Ksp(CaF2)＝1.46×
10－10，Ksp(AgCl)＝4×10－10，Ksp(AgI)＝1.0×10－16。下列说法正确的是( )
A．25 ℃时，0.1 mol·L－1HF溶液pH＝1
B．向AgI饱和溶液中加入NaCl溶液，不会有AgCl沉淀析出
C．25℃时，使AgCl转化为AgI，则加入KI溶液的浓度不低于5×10－12mol·
L－1
D．向1 L 0.1 mol·L－1HF溶液中加入1 L 0.1 mol·L－1CaCl2溶液，没有沉淀产生
解析 A．HF为弱酸，不能完全电离，则25 ℃时，0.1 mol·L－1HF溶液中pH＞1，故A错误；B.虽然Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，但只要c(Ag＋)·c(Cl－)>Ksp(AgCl)，就会有AgCl沉淀生成，故B错误；C.AgCl中c(Ag＋)＝＝2×10－5 mol/L，要使AgCl转化为AgI，加入KI溶液的浓度不低于＝＝5×10－12 mol/L，故C正确；D.向1 L 0.1 mol·L－1HF溶液中加入1 L 0.1 mol·
L－1CaCl2溶液，混合后，c(HF)＝0.05 mol·L－1，有＝＝3.6×10－4，则c2(F－)＝1.8×10－5，c(Ca2＋)＝0.05 mol·L－1，c2(F－)×c(Ca2＋)＝1.8×
10－5×0.05＝9×10－7＞1.46×10－10，该体系中有CaF2沉淀产生，故D错误。
答案 C
4．下列说法错误的是( )
A．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，一支试管中产生黄色沉淀，另一支中无明显现象，说明 Ksp(AgI)Ksp(MgCO3)时生成MgCO3沉淀，B正确；因为向MgCl2溶液中加NaOH溶液后混合溶液的pH＝13，所以所加NaOH溶液pH>13，C错误；溶液中的c(Mg2＋)＝(5.6×10－12÷10－2) mol·L－1＝5.6×10－10 mol·L－1，D正确。
答案 C
6．海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：
模拟海水中的离子浓度
/mol·L－1
Na＋
Mg2＋
Ca2＋
Cl－
HCO
0.439
0.050
0.011
0.560
0.001
注：溶液中某种离子的浓度小于1.0×10－5 mol·L－1，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变。
Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9
Ksp(MgCO3)＝6.82×10－6
Ksp[Ca(OH)2]＝4.68×10－6
Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12
下列说法正确的是( )
A．沉淀物X为CaCO3
B．滤液M中存在Mg2＋，不存在Ca2＋
C．滤液N中存在Mg2＋、Ca2＋
D．步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体，沉淀物Y为Ca(OH)2 和 Mg(OH)2的混合物
解析 第①步加1.0 mL 1.0 mol/L NaOH溶液即n(NaOH)＝0.001 mol，由于Ksp(CaCO3)＜Ksp(MgCO3)，会发生HCO＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O，而n(HCO)＝0.001 mol，n(Ca2＋)＝0.011 mol，故剩余n(Ca2＋)＝0.01 mol，所以沉淀物X为CaCO3，A项正确；M中存在Mg2＋和Ca2＋，B项错误；第②步加NaOH调至pH＝11.0，c(OH－)＝1×10－3 mol/L，比较Ksp知，先生成Mg(OH)2沉淀，由Ksp[Mg(OH)2]得c(Mg2＋)＝Ksp[Mg(OH)2]/c2(OH－)＝5.61×10－12/(10－3)2 mol/L＝5.61×10－6 mol/L＜1.0×10－5 mol/L，所以N中无Mg2＋，c(Ca2＋)＝0.01 mol/L，Qc[Ca(OH)2]＝0.01×(1.0×10－3)2＝1×10－8＜4.68×10－6，所以N中有Ca
2＋，C项错误；若改为加入4.2 g NaOH，n(NaOH)＝＝0.105 mol，Mg2＋消耗OH－为n(OH－)＝2n(Mg2＋)＝0.1 mol，剩余n(OH－)＝0.005 mol，c(OH－)＝＝0.005 mol/L，Qc[Ca(OH)2]＝0.01×(0.005)2＝2.5×10－7＜4.68×10－6，故无Ca(OH)2沉淀，D项错误。
答案 A
7．已知难溶性物质K2SO4·MgSO4·2CaSO4在水中存在如下平衡：
K2SO4·MgSO4·2CaSO4(s)2Ca2＋(aq)＋2K＋(aq)＋Mg2＋(aq)＋4SO(aq)，不同温度下，K＋的浸出浓度与溶浸时间的关系如图所示，则下列说法错误的是( )
A．向该体系中加入饱和NaOH溶液，溶解平衡向右移动
B．向该体系中加入饱和碳酸钠溶液，溶解平衡向右移动
C．升高温度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动
D．该平衡的Ksp＝c(Ca2＋)·c(K＋)·c(Mg2＋)·c(SO)
解析 已知K2SO4·MgSO4·2CaSO4(s)2Ca2＋(aq)＋2K＋(aq)＋Mg2＋(aq)＋4SO(aq)，加入饱和NaOH溶液，OH－和Mg2＋结合生成Mg(OH)2沉淀，
c(Mg2＋)减小，溶解平衡右移，A项正确；加入饱和碳酸钠溶液，CO和Ca2＋结合生成CaCO3沉淀，c(Ca2＋)减小，溶解平衡右移，B项正确；由图可知，升高温度，反应速率增大，且c(K＋)增大，说明平衡正向移动，C项正确；K2SO4·MgSO4·2CaSO4(s)2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO，则该平衡的Ksp＝c2(Ca2＋)·c2(K＋)·c(Mg2＋)·c4(SO)，D项错误。
答案 D
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。医院抢救钡离子中毒患者时，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Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)
B．抢救钡离子中毒患者时，若没有硫酸钠，可以用碳酸钠溶液代替
C．若误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5mol·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒
D．可以用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃
解析 胃液中为盐酸环境，难溶的碳酸盐在胃液中会溶解，故A、B错误；硫酸钡作内服造影剂，说明硫酸钡电离出的钡离子浓度是安全的，此时c(Ba2＋)＝＝1.05×10－5mol·L－1>1.0×10－5mol·L－1，故误饮c(Ba2＋)＝1.0×
10－5mol·L－1的溶液时，不会引起钡离子中毒，故C错误；用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液洗胃时，胃液中：c(Ba2＋)＝Ksp(BaSO4)/c(SO)＝mol·L－1＝3.1×10－10mol·L－1<1.05×10－5mol·L－1，故D正确。
答案 D
9．常温下，金属离子(Mn＋)浓度的负对数值随溶液pH变化关系如图所示[已知：pM＝－lg c(Mn＋)，且假设c(Mn＋)≤10－6 mol/L认为该金属离子已沉淀完全]。根据判断下列说法正确的是( )
A．常温下，Ksp[Mg(OH)2]c(Fe2＋)，所以Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)2]，A项错误；当Cu2＋完全沉淀时，Fe2＋已经开始沉淀，所以不能通过调节溶液pH的方法分步沉淀Cu2＋和Fe2＋，B项错误；当3≤pH<4时，Fe3＋完全沉淀，而
Cu2＋不会沉淀，所以除去Cu2＋中少量Fe3＋，可控制溶液3≤pH<4，C项正确；Ksp＝c(Mn＋)cn(OH－)，c(Mn＋)＝Ksp/cn(OH－)，pM＝－lg c(Mn＋)＝－lg[Ksp/cn(OH－)]＝－lg Ksp＋nlg c(OH－)，D项错误。
答案 C
10．一定温度下，难溶强电解质的饱和溶液中存在着沉淀溶解平衡，其平衡常数如表所示：
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
对于含Fe2(SO4)3、FeSO4和CuSO4各0.5 mol的混合溶液1 L，根据表中数据判断下列说法中错误的是( )
A．向混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到红褐色沉淀
B．向混合溶液中加入双氧水，并用CuO粉末调节pH，过滤后可得到较纯净的CuSO4溶液
C．该溶液中c(SO)∶[c(Fe3＋)＋c(Fe2＋)＋c(Cu2＋)]＝5∶4
D．将少量FeCl3粉末加入Cu(OH)2的悬浊液中，其中c(Cu2＋)增大
解析 Ksp[Fe(OH)3]最小，所以向混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先形成红褐色的Fe(OH)3沉淀，A项正确；向混合溶液中加入双氧水，FeSO4会被氧化为Fe2(SO4)3，用CuO粉末调节pH，生成Fe(OH)3沉淀而Cu2＋不沉淀，过滤后可得到较纯净的CuSO4溶液，B项正确；Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋都会发生水解，所以c(SO)∶[c(Fe3＋)＋c(Fe2＋)＋c(Cu2＋)]>5∶4，C项错误；FeCl3水解会促进Cu(OH)2的沉淀溶解平衡右移，c(Cu2＋)增大，D项正确。
答案 C
11．(2017·江苏扬州中学质检)化工生产中常用FeS作沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋FeS(s)CuS(s)＋Fe2＋(aq)，下列有关叙述中正确的是 ( )
A．FeS的Ksp小于CuS的Ksp
B．该反应平衡常数K＝
C．溶液中加入少量Na2S固体后，溶液中c(Cu2＋)、c(Fe2＋)保持不变
D．达到平衡时c(Fe2＋)＝c(Cu2＋)
解析 分子式相似的分子，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项错误；反应的平衡常数K＝c(Fe2＋)/c(Cu2＋)＝
c(Fe2＋)·c(S2－)/[c(Cu2＋)·c(S2－)]＝Ksp(FeS)/Ksp(CuS)，B项正确；溶液中加入少量Na2S固体后，硫离子浓度增大，平衡向左移动，则溶液中c(Cu2＋)、c(Fe2＋)均减小，C项错误；该反应达到平衡时离子的浓度不变，但不一定相等，D项错误。
答案 B
12．(2018·江苏盐城模拟)常温下，四种金属的氢氧化物的pKsp(pKsp＝－lg Ksp)，以及金属离子(起始浓度均为0.10 mol·L－1)开始沉淀和沉淀完全(金属离子浓度≤10－6)时的pH等相关数据如下表：
化学式
pKsp
pH
开始沉淀时
沉淀完全时
Mg(OH)2
/
10.8
13.3
Cu(OH)2
/
4.4
/
Fe(OH)3
/
1.5
/
Al(OH)3
33
/
/
下列说法正确的是( )
A．Mg(OH)2不溶于pH＝7的CH3COONH4溶液
B．pKsp[Mg(OH)2]>pKsp[Cu(OH)2]
C．Fe(OH)3的pKsp＝38.5
D．Al3＋在溶液中沉淀完全的pH＝5
解析 Mg(OH)2存在溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入CH3COONH4，NH与OH－结合生成NH3·H2O，促进Mg(OH)2的溶解，故Mg(OH)2溶于CH3COONH4溶液，A项错误；根据开始沉淀的pH：Mg(OH)2＞Cu(OH)2，得溶度积：Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]，则pKsp[Mg(OH)2]＜pKsp[Cu(OH)2]，B项错误；根据Fe(OH)3开始沉淀的pH为1.5，在该pH条件下Fe(OH)3溶液刚好达到饱和状态，则有c(OH－)＝1×10－12.5 mol·L－1，Ksp[Fe(OH)3]＝0.10 mol·L－1×(1×10－12.5 mol·L－1)3＝1×10－38.5，则pKsp＝38.5，C项正确；根据pKsp[Al(OH)3]＝33，Al3＋在溶液中沉淀完全时，c(Al3＋)＝1×10－6 mol·L－1，则c(OH－)＝＝1×10－9 mol·L－1，pH＝5，D项正确。
答案 CD
二、填空题
13．(2017·江苏盐城三模)Cr(Ⅵ)对A体具有致癌、致突变作用。铁氧体法(铁氧体是组成类似于Fe3O4的复合氧化物，其中部分Fe(Ⅲ)可被Cr(Ⅲ)等所代换)是目前处理Cr(Ⅵ)废水的常见方法之一，其工艺流程如下：
(1)Cr(Ⅵ)包括CrO和Cr2O，我国排放标准是每升废水铬元素含量不超过0.5 mg·L－1。
①转化反应：2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O的平衡常数表达式K＝________________。
②取某Cr(Ⅵ)废水(只含CrO)与2.0×1 0－4 mol·L－1 AgNO3溶液等体积混合，有棕红色Ag2CrO4沉淀，则原废水中六价铬超标________倍以上[已知Ksp(Ag2CrO4)＝1.0×10－12]。
(2)铁氧体法处理含Cr2O废水的工艺流程中：
①“反应槽”中发生反应的离子方程式为__________________________________
____________________________________________________________________。
②在“加热曝气槽”中通入压缩空气的目的是____________________________
____________________________________________________________________。
解析 (1)①平衡常数中不写入固体和纯液体，则K＝c(Cr2O)/c2(CrO)·c2(H＋)。②设废水中CrO的浓度为x mol·L－1，与AgNO3溶液等体积混合后，CrO的浓度变成 mol·L－1，c(AgNO3)＝ mol·L－1＝1.0×10－4 mol·L－1，Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝(1.0×10－4)2×＝1.0×10－12，得x＝2.0×10－4 mol·L－1，Cr含量：(2.0×10－4 mol ×52 g·mol－1×1 000 mg/g)/L＝10.4 mg·L－1，超标为：＝20.8倍。(2)①反应槽中，Cr2O在酸性条件下氧化Fe2＋，生成Fe3＋和Cr3＋
，根据Fe和Cr得失电子守恒，用H＋平衡电荷。②反应槽中Fe2＋是过量的，在“加热曝气槽”中，加入NaOH会生成Fe(OH)2，压入空气，可以将Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3，最终可以转化铁氧体中的Fe3＋。
答案 (1)① ②20.8
(2)①Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
②将部分Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3以形成铁氧体
14．(1)含铬废水中常含有六价铬[Cr(Ⅵ)]。利用Na2S2O5和FeSO4·7H2O先后分两个阶段处理含Cr2O的废水，实验结果见图。
①实验过程中溶液的pH不断升高的原因是______________________________
____________________________________________________________________。
②已知：Ksp[Cr(OH)3]＝6.4×10－31，lg 2≈0.3，c(Cr3＋)<1.0×10－5 mol·L－1时视为完全沉淀。现将废水中Cr2O全部转化为Cr(OH)3而除去，需调节溶液的pH范围为________。
(2)氯化磷酸三钠(Na3PO4·0.25NaClO·12H2O)可用于减小水的硬度，相关原理可用离子方程式表示：3CaSO4(s)＋2PO(aq)Ca3(PO4)2(s)＋3SO(aq)。
该反应的平衡常数K＝________。
[已知Ksp[Ca3(PO4)2]＝2.0×10－29，Ksp(CaSO4)＝9.1×10－6]
(3)已知：Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10－39，Ksp[Mg(OH)2]＝1.0×10－12。室温下，若溶液中c(Mg2＋)＝0.01 mol·L－1，欲使溶液中的c(Fe3＋)≤1×10－6 mol·L－1，需调节溶液pH范围为________。
(4)已知室温下Mn(OH)2的Ksp＝4.5×10－13，向MnSO4溶液中滴加氨水使溶液的pH＝10，此时溶液中残留的Mn2＋的浓度为________ mol·L－1。
解析 (1)①由于两个阶段中Na2S2O5和FeSO4·7H2O分别与Cr2O
反应时均消耗H＋，会导致溶液的pH变大。②由于c(Cr3＋)<1.0×10－5 mol·L－1，则c(OH－)＞＝4×10－9 mol·L－1，c(H＋)＜ mol·L－1，得pH＞5.6。(2)该反应的平衡常数K＝＝＝＝3.77×1013。(3)要使Mg2＋不沉淀，则有c(OH－)＜ mol·L－1＝1×10－5 mol·L－1，即pH＜9；要使Fe3＋完全沉淀，则有c(OH－)≥ mol·L－1＝1×10－11 mol·L－1，即pH≥3，综上得3≤pH＜9。(4)根据信息，pH＝10，c(OH－)＝1×10－4 mol·L－1，溶液中残留的Mn2＋的浓度为c(Mn2＋)＝ mol·L－1＝4.5×10－5 mol·L－1。
答案 (1)①Na2S2O5和FeSO4·7H2O与Cr2O反应时均消耗H＋，使溶液的pH变大 ②pH>5.6
(2)3.77×1013 (3)3≤pH<9 (4)4.5×10－5
15．根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题：
(1)已知25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12；酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下：
pH
<8.0
8.0～9.6
>9.6
颜色
黄色
绿色
蓝色
25 ℃时，在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为________。
(2)25 ℃向50 mL 0.018 mol·L－1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L－1的盐酸，生成沉淀。已知该温度下，AgCl的Ksp＝1.8×10－10，忽略溶液的体积变化，请计算：
①完全沉淀后，溶液中c(Ag＋)＝________。
②完全沉淀后，溶液中的pH＝________。
③如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L－1的盐酸，是否有白色沉淀生成？________(填“是”或“否”)。
解析 设Mg(OH)2饱和溶液中c(OH－)为x mol·L－1，则0.5x3＝5.6×10－12，x＝1×10－4，c(H＋)＝1×10－10mol·L－1，pH＝10，溶液为蓝色。
(2)①反应前，n(Ag＋)＝0.018 mol·L－1×0.05 L＝0.9×10－3mol，n(Cl－)＝0.020 mol·L－1×0.05 L＝1×10－3mol；反应后剩余的Cl－为0.1×10－3mol，则混合溶液中，c(Cl－)＝1.0×10－3mol·L－1，c(Ag＋)＝Ksp(AgCl)/c(Cl－)＝1.8×10－7mol·L－1。②H＋没有参与反应，完全沉淀后，c(H＋)＝0.010 mol·L－1，pH＝2。③因为加入的盐酸中，c(Cl－)和反应后所得溶液中的c(Cl－)相同，c(Cl－)没有改变，c(Ag＋)变小，所以Qc＝c(Ag＋)·c(Cl－)
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