第3章 第3节 第2课时 沉淀溶解平衡的应用Word格式.docx

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盐溶液溶解法

Mg（OH）2难溶于水，能溶于NH4Cl溶液中。

溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为Mg（OH）2＋2NH

===Mg2＋＋2NH3·

H2O

2.沉淀的生成

（1）沉淀生成的原理

当溶液中电解质对应离子的浓度商（Q）大于溶度积（Ksp）时，则有沉淀生成。

误食可溶性钡盐[如BaCl2、Ba（NO3）2]可用5%的Na2SO4溶液洗胃解毒

BaCl2

Na2SO4

服用后

BaCl2===Ba2＋＋2Cl－

Na2SO4===2Na＋＋SO

解毒原因

由于Q（BaSO4）＝c（Ba2＋）·

c（SO

）＞Ksp（BaSO4），Ba2＋和SO

会生成BaSO4沉淀，c（Ba2＋）小于使人中毒的危险值，从而解毒

（3）沉淀生成的方法

调节pH法

加入氨水调节pH至4左右，可除去氯化铵溶液中的氯化铁。

反应的离子方程式为：

Fe3＋＋3NH3·

H2O===Fe（OH）3↓＋3NH

加沉淀剂法

用Na2S、H2S等做沉淀剂，使Cu2＋、Hg2＋等生成难溶硫化物沉淀。

①通入H2S除去Cu2＋的离子方程式：

H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。

②加入Na2S除去Hg2＋的离子方程式：

Hg2＋＋S2－===HgS↓

（1）洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好（　　）

（2）为了减少BaSO4的损失，洗涤BaSO4沉淀时可用稀硫酸代替水（　　）

（3）除去废水中某些重金属离子如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（　　）

（4）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（　　）

（5）化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：

Cu2＋（aq）＋MnS（s）CuS（s）＋Mn2＋（aq），该反应达平衡时c平（Mn2＋）＝c平（Cu2＋）（　　）

答案　

（1）×

（2）√　（3）√　（4）×

　（5）×

1．溶洞里美丽的石笋、钟乳石和石柱是大自然创造的奇迹，请从沉淀溶解平衡的角度解释这一现象？

提示　石灰岩中的CaCO3和H2O、CO2反应生成Ca（HCO3）2，存在下列平衡：

CaCO3＋CO2＋H2OCa（HCO3）2，溶有Ca（HCO3）2的水从洞顶滴落时，水分蒸发，压强减小，温度升高，CO2的溶解度减小，导致上述平衡向逆向移动而析出CaCO3，日积月累就形成了这些奇迹。

2．已知三种化合物的溶解度：

PbSO4　1.03×

10－4g，PbCO3　1.81×

10－7g，PbS　1.84×

10－14g，为了除去工业废水中的重金属离子Pb2＋，应选用哪种沉淀剂？

理由是什么？

答案　应选用硫化物作为沉淀剂，因为生成的PbS更难溶，可以更好地除去Pb2＋。

沉淀反应的应用

（1）沉淀的生成和溶解是两个方向相反的过程，控制离子浓度，可以使反应向我们需要的方向转化。

（2）利用生成沉淀除去某种离子，首先要使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。

（3）根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。

如常用强酸溶解CaCO3、FeS等难溶电解质。

二、沉淀的转化

1．实验探究沉淀的转化

ZnS沉淀转化为CuS沉淀

实验步骤

实验现象

有白色沉淀

有黑色沉淀

离子方程式

S2－（aq）＋Zn2＋（aq）===ZnS（s）

ZnS（s）＋Cu2＋（aq）===CuS（s）＋Zn2＋（aq）

实验结论

溶解能力小的沉淀可以转化成溶解能力更小的沉淀

2.沉淀转化的实质和条件

（1）实质：

沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动，即将溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀。

（2）条件：

对于沉淀的转化，关键是满足一个条件，即两种沉淀的溶解度不同，一般说来，溶解能力小的沉淀转化为溶解能力更小的沉淀容易实现；

两者差别越大，沉淀转化越容易。

3．沉淀转化的应用

应用

原理分析

反应方程式

锅炉除水垢

水垢CaSO4（s）

CaCO3（s）

Ca2＋（aq）

CaSO4（s）＋Na2CO3（aq）CaCO3（s）＋Na2SO4（aq）、CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

工业废水处理

重金属离子可利用沉淀转化原理用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀

用FeS除去Hg2＋的离子方程式：

FeS（s）＋Hg2＋（aq）HgS（s）＋Fe2＋（aq）

水垢

硬水煮沸形成的水垢主要成分是CaCO3和Mg（OH）2

Mg（HCO3）2

MgCO3↓＋H2O＋CO2↑、Ca（HCO3）2

CaCO3↓＋H2O＋CO2↑、MgCO3＋H2O

Mg（OH）2＋CO2↑

（1）沉淀的转化只能由难溶的转化为更难溶的（　　）

（2）向AgCl沉淀中加入KI溶液，沉淀颜色转变成黄色沉淀，是由于Ksp（AgI）<

Ksp（AgCl）（　　）

（3）可用FeS除去废水中的Hg2＋、Ag＋等，是因为HgS、Ag2S比FeS更难溶（　　）

（4）向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液沉淀变为黑色，可推知同温下Ksp（ZnS）<

Ksp（CuS）（　　）

已知：

Ksp（CdS）＝3.6×

10－29mol2·

L－2，Ksp（ZnS）＝1.6×

10－24mol2·

L－2。

某溶液中含0.10mol·

L－1Cd2＋和0.10mol·

L－1Zn2＋。

为使Cd2＋形成CdS沉淀而与Zn2＋分离，S2－的浓度应控制在什么范围？

答案　c（S2－）在3.6×

10－28～1.6×

10－23mol·

L－1之间可以使CdS沉淀而Zn2＋留在溶液中。

解析　沉淀Cd2＋时所需S2－的最低浓度：

c平（S2－）＝

＝

mol·

L－1＝3.6×

10－28mol·

L－1；

不使ZnS沉淀，S2－的最高浓度：

L－1＝1.6×

L－1。

沉淀转化的规律

（1）组成类型相同的难溶电解质，Ksp较大的难溶电解质容易转化为Ksp较小的难溶电解质。

（2）Ksp相差不大的难溶电解质，Ksp较小的难溶电解质在一定条件下（满足Q＞Ksp）可以转化为Ksp较大的难溶电解质。

如在BaSO4饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，也可以转化成Ksp较大的BaCO3。

1．T℃时，Ksp[Cu（OH）2]＝2.2×

10－20mol3·

L－3，Ksp[Fe（OH）3]＝1.1×

10－38mol4·

L－4。

此温度下要除去CuCl2溶液中的少量FeCl3，可以边搅拌边加入一种试剂，这种试剂是（　　）

A．CuOB．NaOH溶液

C．氨水D．CuSO4溶液

答案　A

解析　根据溶度积常数可知氢氧化铜的溶度积大于氢氧化铁的溶度积，因此要除去混在CuCl2溶液中的FeCl3，可加入氢氧化铜粉末，CuO或CuCO3，通过调节溶液的pH，促进铁离子水解生成氢氧化铁沉淀而除去，且不引入新的杂质，本题选A。

【考点】　沉淀的溶解与生成

【题点】　沉淀的生成——调pH法

2．自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝（CuS）。

下列分析正确的是（　　）

A．CuS的溶解度大于PbS的溶解度

B．原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性

C．CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓

D．整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应

答案　D

解析　CuSO4与PbS反应可以生成CuS，所以CuS的溶解度小于PbS的；

硫化物中硫的化合价为－2，具有还原性；

ZnS难溶于水，不能写成离子形式；

铜的硫化物首先被氧化成CuSO4，然后硫酸铜与ZnS、PbS发生复分解反应生成更难溶的CuS。

【考点】　沉淀的转化

【题点】　沉淀转化的应用

3．①已知t℃时AgCl的Ksp＝2×

L－2；

②在t℃时Ag2CrO4的溶解平衡曲线如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．在t℃时，Ag2CrO4的Ksp为10－12mol3·

L－3

B．在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4可使溶液由Y点到X点

C．在t℃时，用0.01mol·

L－1AgNO3溶液滴定20mL0.01mol·

L－1KCl和0.01mol·

L－1K2CrO4的混合溶液，CrO

先沉淀

D．在t℃时，反应Ag2CrO4（s）＋2Cl－（aq）2AgCl（s）＋CrO

（aq）的平衡常数K＝2.5×

107mol－1·

L

答案　AD

解析　A项，Ag2CrO4的Ksp＝c

（Ag＋）·

c平（CrO

）＝（10－3）2×

10－6mol3·

L－3＝10－12mol3·

L－3；

B项，加入K2CrO4可使沉淀溶解平衡左移，c平（Ag＋）减小；

C项，CrO

形成沉淀所需Ag＋的最低浓度为c平（Ag＋）＝

L－1＝1×

10－5mol·

L－1，Cl－形成沉淀所需Ag＋的最低浓度为c平（Ag＋）＝

L－1＝2×

10－8mol·

L－1，所以先析出氯化银沉淀；

D项，K＝

＝2.5×

L。

【题点】　沉淀溶解平衡曲线及应用

4．已知Ksp（AgCl）＝1.56×

L－2，Ksp（AgBr）＝7.7×

10－13mol2·

L－2，Ksp（Ag2CrO4）＝9.0×

10－12mol3·

L－3。

某溶液中含有Cl－、Br－和CrO

，浓度均为0.010mol·

L－1，向该溶液中逐滴加入0.010mol·

L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为（　　）

A．Cl－、Br－、CrO

B．CrO

、Br－、Cl－

C．Br－、Cl－、CrO

D．Br－、CrO

、Cl－

答案　C

解析　要产生AgCl沉淀，c平（Ag＋）＞

L－1＝1.56×

要产生AgBr沉淀，c平（Ag＋）＞

L－1＝7.7×

10－11mol·

要产生Ag2CrO4，需c

）＞Ksp（Ag2CrO4）＝9.0×

L－3，

即c平（Ag＋）＞

L－1＝3.0×

显然产生沉淀的顺序为Br－、Cl－、CrO

。

5．已知25℃时：

难溶电解质

CaCO3

CaSO4

MgCO3

Ksp

2.8×

9.1×

10－6mol2·

6.8×

某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性，实验步骤如下：

①向0.1mol·

L－1的CaCl2溶液100mL中加入0.1mol·

L－1的Na2SO4溶液100mL，立即有白色沉淀生成。

②向上述悬浊液中加入固体Na2CO33g，搅拌，静置沉淀后弃去上层清液。

③再加入蒸馏水搅拌，静置后再弃去上层清液。

④________________________________________________________________________。

（1）由题中信息知Ksp越大，表示电解质的溶解度越______（填“大”或“小”）。

（2）写出第②步发生反应的化学方程式：

_____________________________________________。

（3）设计第③步的目的是：

_____________________________________________________。

（4）请补充第④步操作及发生的现象：

_______________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）请写出该原理在实际生活、生产中的一个应用：

____________________________________

答案　

（1）大　

（2）Na2CO3（aq）＋CaSO4（s）CaCO3（s）＋Na2SO4（aq）　（3）洗去沉淀中附着的SO

　（4）向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解，并放出无色无味的气体　（5）将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去

解析　Ksp越大，表示电解质的溶解度越大，溶解度大的沉淀会向溶解度小的沉淀转化，要证明CaSO4完全转化为CaCO3，可以加入盐酸，因为CaSO4不和盐酸反应，而CaCO3可完全溶于盐酸。

在实际生活、生产中利用此反应可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3再用盐酸除去。

一、选择题：

每小题只有一个选项符合题意。

1．当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg（OH）2（s）Mg2＋（aq）＋2OH－（aq）时，为使Mg（OH）2固体的量减少，需加入少量的（　　）

A．NH4NO3B．NaOH

C．MgSO4D．Na2SO4

解析　要使Mg（OH）2固体的量减小，应使Mg（OH）2的溶解平衡右移，可减小c（Mg2＋）或

c（OH－）。

NH4NO3电离出的NH

能结合OH－，使平衡右移。

2．一定温度下，在下列溶液中，BaSO4的溶解量最大的是（　　）

A．1mol·

L－1H2SO4溶液

B．2mol·

C．纯水

D．0.1mol·

解析　一定温度下，在BaSO4饱和溶液中，c平（Ba2＋）·

c平（SO

）＝Ksp（BaSO4）是一个定值，则c（SO

）越大，BaSO4的溶解量越小。

四个选项中只有纯水中c（SO

）最小，所以在纯水中BaSO4的溶解量最大。

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

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，A项正确；

在酸性溶液中H2S与Fe2＋不反应，而H2S与Cu2＋生成CuS沉淀，B项错误；

C项中的操作会引入新的杂质离子NH

，C项错误；

由金属的活动性Fe＞Cu知，D项错误。

4．已知几种难溶电解质的溶度积常数Ksp（25℃）见下表：

AgCl

AgBr

AgI

Ag2SO4

Ag2CrO4

1.8×

5.4×

8.5×

10－17mol2·

1.4×

10－5mol3·

1.12×

下列叙述不正确的是（　　）

A．由溶度积常数可判断在相同条件下一些物质的溶解度大小

B．将等体积的4×

10－3mol·

L－1的AgNO3溶液和4×

L－1的K2CrO4溶液混合，有Ag2CrO4沉淀产生

C．向AgCl的悬浊液中滴加饱和NaBr溶液可以得到淡黄色AgBr悬浊液

D．向100mL0.1mol·

L－1的Na2SO4溶液中加入1mL0.1mol·

L－1的AgNO3溶液，有白色沉淀生成

解析　D项，混合溶液中c平（Ag＋）＝0.1mol·

L－1×

≈0.001mol·

L－1，c

）＝（0.001mol·

L－1）2×

0.1mol·

10－7mol3·

L－3<

10－5mol3·

L－3，故不会产生沉淀。

【题点】　沉淀的生成——加沉淀剂法

5．已知：

25℃时，Ksp[Mg（OH）2]＝5.61×

L－3，Ksp（MgF2）＝7.42×

10－11mol3·

A．25℃时，饱和Mg（OH）2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c平（Mg2＋）大

B．25℃时，Mg（OH）2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c平（Mg2＋）增大

C．25℃时，Mg（OH）2固体在20mL0.01mol·

L－1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·

L－1NH4Cl溶液中的Ksp小

D．25℃时，在Mg（OH）2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg（OH）2不可能转化为MgF2

答案　B

解析　A项，Mg（OH）2与MgF2同属于AB2型沉淀，Ksp[Mg（OH）2]比Ksp（MgF2）小，说明饱和Mg（OH）2溶液中的c平（Mg2＋）更小；

B项，Mg（OH）2（s）Mg2＋（aq）＋2OH－（aq），NH

与OH－反应而使平衡右移，c平（Mg2＋）增大；

C项，Ksp只与温度有关；

D项，Mg（OH）2的Ksp与MgF2的Ksp数量级接近，若F－浓度足够大，Mg（OH）2也能转化为MgF2。

【题点】　沉淀转化的实质

6．含有较多Ca2＋、Mg2＋和HCO

的水称为暂时硬水，加热可除去Ca2＋、Mg2＋，使水变为软水。

现有一锅炉厂使用这种水，试判断其水垢的主要成分为（　　）

[已知Ksp（MgCO3）＝6.82×

L－2，Ksp[Mg（OH）2]＝5.61×

L－3]

A．CaO、MgOB．CaCO3、MgCO3

C．CaCO3、Mg（OH）2D．CaCO3、MgO

解析　考查沉淀转化的原理，加热暂时硬水，发生分解反应：

Ca（HCO3）2

CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，Mg（HCO3）2

MgCO3↓＋CO2↑＋H2O，生成的MgCO3在水中建立起平衡：

MgCO3（s）Mg2＋（aq）＋CO

（aq），而CO

发生水解反应：

＋H2OHCO

＋OH－，使水中的OH－浓度增大，由Ksp（MgCO3）和Ksp[Mg（OH）2]的数值计算可知Mg（OH）2比MgCO3更难溶，在持续加热的条件下，使MgCO3逐渐转化为更难溶的Mg（OH）2，因此水垢的主要成分就成为CaCO3和Mg（OH）2。

7．下列说法不正确的是（　　）

A．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

B．向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液沉淀变为黑色，可推知同温下Ksp（ZnS）<

Ksp（CuS）

C．向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色，反应方程式为2AgCl（s）＋

S2－（aq）Ag2S（s）＋2Cl－（aq）

D．向2mL浓度均为1.2mol·

L－1的KCl、KI混合溶液中滴加1～2滴0.01mol·

L－1的AgNO3溶液，振荡沉淀呈黄色，说明Ksp（AgCl）>

Ksp（AgI）

【题点】　沉淀转化的现象与分析

8．（2019·

九江校级期末）20℃时某些物质的溶解度（g）数据如表所示：

Mg（OH）2

溶解度/（g/100g水）

10－3

0.21

9×

10－4

10－2

下列说法不正确的是（　　）

A．硫酸钙悬浊液中存在沉淀溶解平衡：

CaSO4（s）Ca2＋（aq）＋SO

B．用Na2CO3溶液浸泡锅炉中的水垢，可将水垢中的CaSO4转化为CaCO3

C．向Mg（OH）2悬浊液中滴加FeCl3溶液，沉淀变为红褐色，说明溶解度：

Fe（OH）3＜Mg（OH）2

D．向2mL饱和MgCl2溶液中先后滴加0.1mol·

L－1的Na2CO3溶液、NaOH溶液各2滴，产生的白色沉淀为Mg（OH）2

二、选择题：

每小题有一个或两个选项符合题意。

9．工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋，Cu2＋（aq）＋MnS（s）CuS（s）＋Mn2＋（aq）。

下列说法错误的是（　　）

A．该反应平衡时c平（Mn2＋）＝c平（Cu2＋）

B．MnS的Ksp大于CuS的Ksp

C．向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c平（Mn2＋）增大

D．该反应的平衡常数K＝

解析　根据反应Cu2＋（aq）＋MnS（s）CuS（s）＋Mn2＋（aq），可以推断Ksp（MnS）>

Ksp（CuS），该反应的平衡常数K＝

>

1，c平（Mn2＋）>

c平（Cu2＋）。

向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c平（Cu2＋）增大