沉淀溶解平衡的应用溶度积的相关计算及溶解图像 突破训练二.docx

沉淀溶解平衡的应用溶度积的相关计算及溶解图像 突破训练二.docx

《沉淀溶解平衡的应用溶度积的相关计算及溶解图像 突破训练二.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《沉淀溶解平衡的应用溶度积的相关计算及溶解图像 突破训练二.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

沉淀溶解平衡的应用溶度积的相关计算及溶解图像突破训练二

沉淀溶解平衡的应用、溶度积的相关计算及溶解图像

突破训练

（二）

1．化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2＋：

Cu2＋（aq）＋MnS（s）

CuS（s）＋Mn2＋（aq），下列说法错误的是（　　）

A．MnS的Ksp比CuS的Ksp大

B．该反应达平衡时c（Mn2＋）＝c（Cu2＋）

C．往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＝

解析：

选B　根据沉淀转化向溶度积小的方向进行，Ksp（MnS）＞Ksp（CuS），A对；该反应达平衡时c（Mn2＋）、c（Cu2＋）保持不变，但不一定相等，B错；往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，平衡正向移动，c（Mn2＋）变大，C对；该反应的平衡常数K＝

＝

＝

，D对。

2．如图是NaCl、MgSO4的溶解度曲线。

下列说法正确的是（　　）

A．只有在t1℃时，NaCl和MgSO4的溶解度才相等

B．t1～t2℃，MgSO4的溶解度随温度升高而减小

C．在t2℃时，MgSO4饱和溶液的溶质质量分数最大

D．把MgSO4饱和溶液的温度从t3℃降至t2℃时，有晶体析出

解析：

选C　A项，在t1℃、t3℃时，NaCl、MgSO4的溶解度都相等；B项，t2之前，MgSO4的溶解度随温度的升高而增大，t2之后，随温度的升高而减小；C项，w＝

×100%，S越大，w越大；D项，把MgSO4饱和溶液的温度从t3℃降至t2℃时，由饱和溶液变成不饱和溶液，不会有晶体析出。

3．已知四种盐的溶解度（S）曲线如图所示，下列说法不正确的是（　　）

A．将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体

B．将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体

C．Mg（ClO3）2中混有少量NaCl杂质，可用重结晶法提纯

D．可用MgCl2和NaClO3制备Mg（ClO3）2

解析：

选B　因为NaCl加热时不水解，也不反应，所以将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体，A正确；因为MgCl2能够水解，水解产生Mg（OH）2和HCl，加热水解平衡正向移动，HCl易挥发，所以将MgCl2溶液蒸干可得固体Mg（OH）2，故B错误；因为Mg（ClO3）2的溶解度受温度影响变化较大，NaCl的溶解度受温度影响较小，所以Mg（ClO3）2中混有少量NaCl杂质，可用重结晶法提纯，故C正确；反应MgCl2＋2NaClO3===Mg（ClO3）2＋2NaCl类似于侯德榜制碱法生成NaHCO3的原理，因为NaCl溶解度小而从溶液中析出，使反应向生成Mg（ClO3）2的方向进行，故D正确。

4.某温度下，难溶物FeR的水溶液中存在平衡：

FeR（s）

Fe2＋（aq）＋R2－（aq），其沉淀溶解平衡曲线如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．可以通过升温实现由a点变到c点

B．b点对应的Ksp等于a点对应的Ksp

C．d点可能有沉淀生成

D．该温度下，Ksp＝4×10－18

[解析]　升高温度，Fe2＋和R2－的浓度同时增大，A项错误；曲线上的点，均为平衡点，温度不变，Ksp不变，B项正确；d点相对于平衡点a点，c（Fe2＋）相同，d点c（R2－）小于a点，没有沉淀生成，C项错误；选a点或b点计算，Ksp（FeR）＝2×10－18，D项错误。

5.在t℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图K31-1所示。

又知t℃时AgCl的Ksp=4×10-10,下列说法不正确的是（　　）

A.图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液

B.在t℃时,AgBr的Ksp为4.9×10-13

C.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点

D.在t℃时,AgCl（s）+Br-（aq）

AgBr（s）+Cl-（aq）的平衡常数K≈816

[解析]根据图像可知,在a点时Qc=c（Ag+）·c（Br-）

该温度下AgBr的Ksp=7×10-7×7×10-7=4.9×10-13,B正确;在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后,c（Br-）增大,溶解平衡逆向移动,c（Ag+）减小,C错误;反应AgCl（s）+Br-（aq）

AgBr（s）+Cl-（aq）的平衡常数为:

K=

=

=

=

≈816,D正确。

6.已知25℃时物质的溶度积常数为Ksp（FeS）=6.3×10-18;Ksp（CuS）=1.3×10-36;Ksp（ZnS）=1.6×10-24。

下列说法正确的是（　　）

A.相同温度下,CuS的溶解度大于ZnS的溶解度

B.除去工业废水中的Cu2+,可选用FeS作沉淀剂

C.足量CuSO4溶解在0.1mol/L的H2S溶液中,Cu2+能达到的最大浓度为1.3×10-35mol/L

D.在ZnS的饱和溶液中,加入FeCl2溶液,一定不产生FeS沉淀

[解析]具有相同结构的物质Ksp越大,溶解度越大,所以硫化锌的溶解度大于硫化铜,A错误;因为硫化铜的溶度积小于硫化亚铁,所以可以将硫化亚铁转化为硫化铜,沉淀铜离子,B正确;硫化氢是弱酸,硫离子浓度小于0.1mol/L,根据溶度积计算,铜离子浓度大于1.3×10-35mol/L,C错误;硫化锌的饱和溶液中存在硫离子,加入氯化亚铁溶液,当Qc>Ksp（FeS）时,就会生成硫化亚铁沉淀,D错误。

7.下列说法错误的是（　　）

A.向2支盛有2mL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,则Ksp（AgI）

B.室温下,向浓度均为0.1mol·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）

C.常温下,Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10-11,pH=10的含Mg2+的溶液中,c（Mg2+）≤1.8×10-3mol·L-1

D.Mg（OH）2固体在溶液中存在平衡:

Mg（OH）2（s）

Mg2+（aq）+2OH-（aq）,该固体可溶于NH4Cl溶液

[解析]向银氨溶液中分别加入相同浓度的NaCl和NaI溶液,Ag+与相同浓度的I-和Cl-作用仅有黄色沉淀生成,说明Ksp（AgI）

与OH-结合为NH3·H2O,c（OH-）减小,平衡Mg（OH）2（s）

Mg2+（aq）+2OH-（aq）正向移动,Mg（OH）2逐渐溶解,D正确。

8.一定温度时,Cu2+、Mn2+、Fe2+、Zn2+等四种金属离子（M2+）形成硫化物沉淀所需S2-最低浓度的对数值lgc（S2-）与lgc（M2+）的关系如图K31-2所示。

下列有关判断不正确的是（　　）

图K31-2

A.该温度下,Ksp（MnS）大于1.0×10-35

B.向含Mn2+、Zn2+的稀溶液中滴加Na2S溶液,Mn2+最有可能先沉淀

C.向c（Fe2+）=0.1mol·L-1的溶液中加入CuS粉末,有FeS沉淀析出

D.该温度下,溶解度:

CuS>MnS>FeS>ZnS

[解析]在25℃时,MnS饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:

MnS（s）

Mn2+（aq）+S2-（aq）。

Ksp（CuS）=c（Cu2+）×c（S2-）=1.0×10-35,MnS的图像在CuS的上方,则Ksp（MnS）大于1.0×10-35,A正确;依据此图可知,Ksp由小到大的顺序排列CuS、MnS、FeS、ZnS,所以向含Mn2+、Zn2+的稀溶液中滴加Na2S溶液,Mn2+最有可能先沉淀,B正确、D错误;由于硫化铜溶液中硫离子浓度是

mol/L,向c（Fe2+）=0.1mol·L-1的溶液中加入CuS粉末后c（Fe2+）×c（S2-）=

×0.1>10-20,所以有FeS沉淀析出,C正确。

9.25℃时,Fe（OH）2和Cu（OH）2的饱和溶液中,金属阳离子的物质的量浓度的负对数[-lgc（M2+）]与溶液pH的变化关系如图K31-3所示,已知该温度下,Ksp[Cu（OH）2]

A.b线表示Fe（OH）2饱和溶液中的变化关系,且Ksp[Fe（OH）2]=10-15.1

B.当Fe（OH）2和Cu（OH）2沉淀共存时,溶液中:

c（Fe2+）∶c（Cu2+）=1∶104.6

C.向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH,可转化为Y点对应的溶液

D.除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2+,可加入适量CuO

[解析]该温度下,Ksp[Cu（OH）2]c（Cu2+）,离子浓度越大,-lgc（M2+）值越小,则相同条件下,饱和溶液中c（Fe2+）较大,所以Fe（OH）2饱和溶液中-lgc（Fe2+）较小,则b线表示Fe（OH）2饱和溶液中的变化关系,由图像可知,pH=8时,-lgc（Fe2+）=3.1,Ksp[Fe（OH）2]=10-3.1×（10-6）2=10-15.1,A正确;当pH=10时,-lgc（Cu2+）=11.7,则Ksp[Cu（OH）2]=10-11.7×（10-4）2=10-19.7,

c（Fe2+）∶c（Cu2+）=

=

=

B错误;向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH,溶液中会生成Cu（OH）2沉淀,溶液中c（Cu2+）减小,C错误;Ksp[Cu（OH）2]

10．在自然界中，原生铜的硫化物经氧化、淋滤后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到深层闪锌矿（ZnS）和方铅矿（PbS），慢慢转化为铜蓝（CuS）。

已知：

Ksp（PbS）＝1.3×10－24，Ksp（CuS）＝4×10－36，Ksp（ZnS）＝1.0×10－22，溶液中离子浓度≤10－5mol·L－1时，表明已除尽。

（1）①PbS、ZnS均可以转化为铜蓝的原因是______________________________________。

写出PbS转化为CuS的离子方程式：

______________________________________。

②下列有关ZnS和PbS的说法不正确的是________。

A．向同浓度的ZnCl2和PbCl2的混合溶液中滴加Na2S溶液，PbS先析出

B．将某工业废水中的Pb2＋除去，则加入Na2S溶液后应保证c（S2－）不低于1.3×10－19mol·L－1

C．ZnS和PbS共存的悬浊液中，c（Pb2＋）/c（Zn2＋）＝1.3×10－2

D．PbS悬浊液中加入ZnCl2浓溶液，PbS不可能转化为ZnS

（2）铜蓝中除含有大量CuS外，还含有少量铁的化合物，工业上以铜蓝为原料生产CuCl2·2H2O的工艺流程如下：

铜蓝粉碎

焙烧

酸浸

调节pH

为3～4

过滤

滤液B…

已知：

Fe（OH）2、Fe（OH）3、Cu（OH）2完全沉淀时的pH分别为9.0、3.2、6.7。

CuCl2与Na2SO4的溶解度曲线如图所示。

①配平焙烧过程中发生反应的主要方程式：

CuS＋____NaCl＋____

____CuCl2＋____Na2SO4。

②试剂F可选用NaClO，其电子式为________________，则加入试剂F发生反应的离子方程式为______________________________________。

③为了获得CuCl2·2H2O晶体，对滤液B进行蒸发浓缩、趁热过滤。

则“趁热过滤”得到的固体是_______________________________________________________________。

解析：

（1）①一般地，化合物的组成类型相同时，溶度积较小的物质易向溶度积更小的物质转化。

②向同浓度的ZnCl2和PbCl2的混合溶液中滴加Na2S溶液，Ksp（PbS）

但向PbS悬浊液中加入ZnCl2浓溶液时，PbS也可转化为ZnS。

（2）①硫元素化合价升高，CuS作还原剂，因此需补充氧化剂（O2）。

②NaClO是离子化合物，电子式为Na＋

③由①中反应方程式可知溶液中有Na2SO4，结合CuCl2和Na2SO4的溶解度曲线知，趁热过滤得到的固体为Na2SO4。

答案：

（1）①PbS、ZnS和CuS的组成类型相同，且Ksp（CuS）小于Ksp（PbS）和Ksp（ZnS）

PbS（s）＋Cu2＋（aq）

CuS（s）＋Pb2＋（aq）　②D

（2）①CuS＋2NaCl＋2O2

CuCl2＋Na2SO4

②

　ClO－＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O　③Na2SO4

10.等体积混合0.2mol·L－1的AgNO3和NaAc溶液是否会生成AgAc沉淀？

（已知AgAc的Ksp为2.3×10－3）

[解析]　c（Ag＋）＝c（Ac－）＝

mol·L－1＝0.1mol·L－1

Qc＝c（Ag＋）·c（Ac－）＝1.0×10－2>Ksp

故有AgAc沉淀生成。

[答案]　生成AgAc沉淀

11.取5mL0.002mol·L－1BaCl2与等体积的0.02mol·L－1Na2SO4的混合，是否有沉淀产生？

若有，计算Ba2＋是否沉淀完全。

（该温度下BaSO4的Ksp＝1.1×10－10）

[解析]　此题中，Qc＝c（Ba2＋）·c（SO

）＝1×10－5>Ksp，故有沉淀生成。

两种溶液混合之后，SO

浓度变为9×10－3mol·L－1，根据Ksp＝c（Ba2＋）·c（SO

），计算得c（Ba2＋）<1×10－5，故可认为Ba2＋已经沉淀完全。

[答案]　有；沉淀完全

12.已知在室温时，Mg（OH）2的溶度积Ksp＝4×10－12，求室温下Mg（OH）2饱和溶液中Mg2＋和OH－的物质的量浓度。

[解析]　本题根据Mg（OH）2的沉淀溶液平衡常数表达式中OH－浓度和Mg2＋浓度的关系，可以直接进行计算。

Mg（OH）2

Mg2＋＋2OH－

设饱和溶液中c（Mg2＋）＝xmol·L－1，则c（OH－）＝2xmol·L－1。

故Ksp[Mg（OH）2]＝c（Mg2＋）·c2（OH－）＝x·（2x）2＝4x3＝4×10－12，

则x＝1×10－4，

故c（Mg2＋）＝1.0×10－4mol·L－1，c（OH－）＝2.0×10－4mol·L－1。

[答案]　c（Mg2＋）＝1.0×10－4mol·L－1，c（OH－）＝2.0×10－4mol·L－1

13.已知：

Cu（OH）2（s）

Cu2＋（aq）＋2OH－（aq），Ksp＝c（Cu2＋）·c2（OH－）＝2×10－20。

当溶液中各种离子的浓度幂的乘积大于溶度积时，则产生沉淀，反之固体溶解。

（1）某CuSO4溶液里c（Cu2＋）＝0.02mol·L－1，如果生成Cu（OH）2沉淀，应调整溶液的pH，使之大于________。

（2）要使0.2mol·L－1CuSO4溶液中Cu2＋沉淀较为完全（使Cu2＋浓度降至原来的千分之一），则应向溶液里加入NaOH溶液，使溶液的pH为________。

[解析]　

（1）根据信息，当c（Cu2＋）·c2（OH－）＝2×10－20时开始出现沉淀，则c（OH－）＝

mol·L－1＝

mol·L－1＝10－9mol·L－1，c（H＋）＝10－5mol·L－1，pH＝5，所以要生成Cu（OH）2沉淀，应调整pH>5。

（2）要使Cu2＋浓度降至0.2mol·L－1÷1000＝2×10－4mol·L－1，c（OH－）＝

mol·L－1＝10－8mol·L－1，c（H＋）＝10－6mol·L－1，此时溶液的pH＝6。

[答案]　

（1）5　

（2）6

14．以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。

其工作流程如下：

PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：

PbO（s）＋NaOH（aq）NaHPbO2（aq），其溶解度曲线如图所示。

（1）过程Ⅱ的目的是脱硫。

滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用，其目的是________（填标号）。

A．减小PbO的损失，提高产品的产率

B．重复利用NaOH，提高原料的利用率

C．增加Na2SO4浓度，提高脱硫效率

（2）过程Ⅲ的目的是提纯。

结合上述溶解度曲线，简述过程Ⅲ的操作：

________________________________________________________________________。

解析：

（1）过程Ⅱ脱硫过程中发生的反应为PbSO4＋2NaOH===PbO＋Na2SO4＋H2O，滤液1中还有剩余的NaOH，部分PbO溶解在滤液1中，所以重复使用的目的是减少PbO的损失，提高产率，重复利用NaOH，提高原料的利用率，应选A、B。

（2）根据溶解度曲线，PbO在35%的NaOH溶液中的溶解度随温度升高而增大较快，可将粗PbO溶解在35%NaOH溶液中配成高温下的饱和溶液，然后降温结晶、过滤，得到高纯PbO。

答案：

（1）A、B　

（2）向PbO粗品中加入一定量的35%NaOH溶液，加热至110℃，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤得到PbO固体

15．工业上用重铬酸钠（Na2Cr2O7）结晶后的母液（含少量杂质Fe3＋）生产重铬酸钾（K2Cr2O7）。

工艺流程及相关物质溶解度曲线如图：

（1）由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为___________________________________。

通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是_________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是__________________________________。

（3）固体A主要为________（填化学式）。

固体B主要为________（填化学式）。

（4）用热水洗涤固体A，回收的洗涤液转移到母液________（填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）中，既能提高产率又可使能耗最低。

解析：

（1）由框图中加入的物质为Na2Cr2O7和KCl可知，制备K2Cr2O7的反应物为Na2Cr2O7和KCl，结合化学反应中的元素守恒可知，另外的生成物为NaCl，故制备K2Cr2O7的化学方程式为Na2Cr2O7＋2KCl===K2Cr2O7＋2NaCl。

由物质的溶解度曲线可知，K2Cr2O7的溶解度受温度的影响较大，即随着温度的降低，该物质的溶解度明显减小，因此降低温度可析出K2Cr2O7。

（2）在Na2Cr2O7母液中加碱，可使杂质Fe3＋生成沉淀，从而达到除去杂质的目的。

（3）由物质的溶解度曲线可知，NaCl的溶解度受温度影响不大，而K2Cr2O7的溶解度受温度的影响较大，降温时会大量析出K2Cr2O7。

由此可知固体A为NaCl，而固体B为K2Cr2O7。

（4）因析出的NaCl表面有K2Cr2O7，热水洗涤后的溶液中既含有K2Cr2O7，又含有NaCl，故需要将洗涤液转移到母液Ⅱ中，再分离NaCl与K2Cr2O7。

答案：

（1）Na2Cr2O7＋2KCl===K2Cr2O7＋2NaCl　低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随温度的降低，K2Cr2O7溶解度明显减小（合理即可）

（2）除去Fe3＋

（3）NaCl　K2Cr2O7

（4）Ⅱ

16．在自然界中，原生铜的硫化物经氧化、淋滤后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到深层闪锌矿（ZnS）和方铅矿（PbS），慢慢转化为铜蓝（CuS）。

已知：

Ksp（PbS）＝1.3×10－24，Ksp（CuS）＝4×10－36，Ksp（ZnS）＝1.0×10－22，溶液中离子浓度≤10－5mol·L－1时，表明已除尽。

（1）①PbS、ZnS均可以转化为铜蓝的原因是_______________________________。

写出PbS转化为CuS的离子方程式：

______________________________________。

②下列有关ZnS和PbS的说法不正确的是________。

A．向同浓度的ZnCl2和PbCl2的混合溶液中滴加Na2S溶液，PbS先析出

B．将某工业废水中的Pb2＋除去，则加入Na2S溶液后应保证c（S2－）不低于1.3×10－19mol·L－1

C．ZnS和PbS共存的悬浊液中，c（Pb2＋）/c（Zn2＋）＝1.3×10－2

D．PbS悬浊液中加入ZnCl2浓溶液，PbS不可能转化为ZnS

（2）铜蓝中除含有大量CuS外，还含有少量铁的化合物，工业上以铜蓝为原料生产CuCl2·2H2O的工艺流程如下：

铜蓝粉碎

焙烧

酸浸

调节pH

为3～4

过滤

滤液B…

已知：

Fe（OH）2、Fe（OH）3、Cu（OH）2完全沉淀时的pH分别为9.0、3.2、6.7。

CuCl2与Na2SO4的溶解度曲线如图所示。

①配平焙烧过程中发生反应的主要方程式：

CuS＋____NaCl＋____

____CuCl2＋____Na2SO4。

②试剂F可选用NaClO，其电子式为________________，则加入试剂F发生反应的离子方程式为______________________________________。

③为了获得CuCl2·2H2O晶体，对滤液B进行蒸发浓缩、趁热过滤。

则“趁热过滤”得到的固体是_______________________________________________________________。

解析：

（1）①一般地，化合物的组成类型相同时，溶度积较小的物质易向溶度积更小的物质转化。

②向同浓度的ZnCl2和PbCl2的混合溶液中滴加Na2S溶液，Ksp（PbS）

但向PbS悬浊液中加入ZnCl2浓溶液时，PbS也可转化为ZnS。

（2）①硫元素化合价升高，CuS作还原剂，因此需补充氧化剂（O2）。

②NaClO是离子化合物，电子式为

③由①中反应方程式可知溶液中有Na2SO4，结合CuCl2和Na2SO4的溶解度曲线知，趁热过滤得到的固体为Na2SO4。

答案：

（1）①PbS、ZnS和CuS的组成类型相同，且Ksp（CuS）小于Ksp（PbS）和Ksp（ZnS）

PbS（s）＋Cu2＋（aq）

CuS（s）＋Pb2＋（aq）　②D

（2）①CuS＋2NaCl＋2O2

CuCl2＋Na2SO4

②

　ClO－＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O　③Na2SO4

17．毒重石的主要成分为BaCO3（含Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质），实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下：

（1）写出“浸取”环节发生的主要反应的离子方程式：

_________