高考化学离子反应常见题型及答题技巧及练习题含答案.docx
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高考化学离子反应常见题型及答题技巧及练习题含答案
高考化学离子反应常见题型及答题技巧及练习题(含答案)
一、高中化学离子反应
1.某固体混合物X,含有NH4NO3、AgNO3、Cu(NO3)2和NaNO3中的一种或几种,进行如下实验:
①取少量X溶于水,逐滴加入NaOH溶液直至过量,先出现沉淀Y,后沉淀溶解得到溶液Z,并释放出能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体A;
②往溶液Z中逐滴加入稀盐酸直至过量,先产生沉淀,后沉淀全部溶解。
下列说法不正确的是()
A.气体A为NH3,溶液Z呈碱性
B.通过上述实验无法确定是否存在NaNO3
C.X中一定有NH4NO3和Cu(NO3)2,且n(NH4NO3)≥4n[Cu(NO3)2]
D.向X中中直接加入过量稀盐酸,最终固体能全部溶解
【答案】C
【解析】
【分析】
①能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气,则由①可知:
混合物X中一定有NH4NO3,因出现沉淀Y,则至少含Cu(NO3)2、AgNO3的一种,沉淀Y至少含AgOH、Cu(OH)2中的一种,Z至少含[Ag(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+中的一种;
②往溶液Z中逐滴加入稀盐酸直至过量,先产生沉淀,后沉淀全部溶解,则Z中含[Cu(NH3)4]2+,不含[Ag(NH3)2]+,沉淀Y为Cu(OH)2,混合物X中一定有Cu(NO3)2,一定不含AgNO3;
③综上所述,混合物X中一定有Cu(NO3)2和NH4NO3,一定不含AgNO3,可能含有NaNO3,发生如下反应:
Cu(NO3)2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3,NH4NO3+NaOH=NaNO3+NH3↑+H2O,Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-,据此解答。
【详解】
A.氢氧化钠过量,溶液Z一定呈碱性,A正确;
B.由分析可知,无法确定是否存在NaNO3,B正确;
C.由分析可知:
Cu(NO3)2~Cu(OH)2~[Cu(NH3)4]2+~4NH4NO3,使生成的Cu(OH)2完全溶解,n(NH4NO3)=4n[Cu(NO3)2],实验②中还有氨气生成,根据N原子守恒可知:
n(NH4NO3)>4n[Cu(NO3)2],C错误;
D.由分析可知,混合物X中一定有Cu(NO3)2和NH4NO3,一定不含AgNO3,可能含有NaNO3,一定能溶于过量HCl,D正确。
答案选C。
【点睛】
溶液中一定不含AgNO3,否则实验②会产生白色AgCl沉淀。
2.天然海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-、CO32-、HCO3-等离子。
火力发电时燃煤排放的含SO2的烟气可利用海水脱硫,其工艺流程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.天然海水pH≈8的原因是由于海水中的CO32-、HCO3-水解
B.“氧化”是利用氧气将H2SO3、HSO3-、SO32-等氧化生成SO42-
C.“反应、稀释”时加天然海水的目的是中和、稀释经氧化后海水中生成的酸
D.“排放”出来的海水中SO42-的物质的量浓度与进入吸收塔的天然海水相同
【答案】D
【解析】
【分析】
火力发电时燃煤排放的含SO2的烟气通入吸收塔和天然海水,得到溶液通入氧气氧化亚硫酸生成硫酸,加入天然海水中和、稀释经氧化后海水中生成的酸。
【详解】
A.海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-、CO32-、HCO-3等离子,在这些离子中能发生水解的是CO32-、HCO-3离子,CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-,HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-它们水解呈碱性,所以天然海水的pH≈8,呈弱碱性,故A正确;
B.天然海水吸收了含硫烟气后,要用O2进行氧化处理,因为氧气具有氧化性,被氧化的硫元素的化合价为+4价,具有还原性,所以氧气将H2SO3、HSO3-、SO32-等氧化为硫酸,如亚硫酸被氧化的反应为2H2SO3+O2=2H2SO4,故B正确;
C.氧化后的“海水”需要用大量的天然海水与之混合后才能排放,是因中和稀释经氧气氧化后海水中生成的酸(H+),故C正确;
D.从框图可知:
排放”出来的海水,是经过加天然海水中和、稀释经氧化后海水中生成的酸后排放的,溶液的体积显然比进入吸收塔的天然海水大,所以SO42-的物质的量浓度排放出来的海水中浓度小,故D错误;
故答案为D。
3.下列反应的离子方程式书写错误的是()
A.向Na2CO3溶液中滴入少量的盐酸:
CO32-+H+=HCO3-
B.向KAl(SO4)2溶液滴加过量NaOH溶液反应:
Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
C.氯气溶于水生成盐酸和次氯酸:
Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
D.固体SiO2和NaOH溶液反应:
SiO2+2OH-=SiO32-+H2O
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.Na2CO3溶液中滴入少量的盐酸生成碳酸氢钠,离子方程式为:
CO32-+H+=HCO3-,A项正确;
B.铝离子与过量的NaOH溶液反应生成偏铝酸根和水,离子方程式为:
Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,B项正确;
C.氯气溶于水生成盐酸和次氯酸,次氯酸为弱酸,离子方程式为:
Cl2+H2O=H++Cl-+HClO,C项错误;
D.固体SiO2和NaOH溶液反应生成硅酸钠和水,离子方程式为:
SiO2+2OH-=SiO32-+H2O,D项正确;
答案选C。
4.在含有Na+的溶液中,还可能存在NH4+、Fe2+、Br-、CO32-、I-、SO32-六种离子中的一种或几种,进行如下实验:
(1)原溶液滴加少量氯水后,有气泡生成,溶液呈橙黄色;
(2)向橙黄色溶液中加BaCl2溶液无沉淀生成;
(3)橙黄色溶液不能使淀粉变蓝。
由此推断原溶液中一定不存在的离子是
A.NH4+、Br-、CO32-B.Fe2+、I-、SO32-
C.Fe2+、I-、CO32-D.NH4+、I-、SO32-
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
(1)加足量氯水后,有气泡产生、溶液呈橙黄色,氯水中含有氯气、盐酸和次氯酸,氯气和溴离子反应生成溴单质溶液呈橙黄色,推断一定含有Br-,生成气体,是溶液中盐酸和阴离子反应生成气体,说明含有CO32-;
(2)若原溶液中含有亚硫酸根离子,在氯水中会被氧化为硫酸根离子,加入氯化钡会生成沉淀,橙黄色的溶液中加入BaCl2溶液时无沉淀生成,证明一定不含SO42-离子;
(3)橙黄色溶液不能使淀粉变蓝,没有I2,说明原溶液一定不含I-;
根据离子共存问题,含有CO32-就不含Fe2+;NH4+可能存在;所以一定不含有的离子是:
Fe2+、I-、SO32-,B正确;
答案选B。
【点睛】
离子推断需要的四个原则,肯定原则、互斥原则、引入原则、电中性原则;根据氯水中含有氢离子及溶液中的离子具有氧化性分析第一问,根据亚硫酸根具有还原性分析第二问,根据淀粉遇碘变蓝分析第三问。
5.离子互换反应的实质是“永远向着某些离子浓度减少的方向进行”,下列反应不符合这一实质的是
A.AgCl+2NH3·H2O→[Ag(NH3)2]Cl+2H2O
B.CuSO4+H2S→CuS↓+H2SO4
C.KCl(l)+Na(l)→K↑+NaCl(l)
D.2[Ag(NH3)2]Cl+Na2S→Ag2S↓+2NaCl+4NH3
【答案】C
【解析】
【分析】
如离子之间发生反应生成沉淀、气体或弱电解质,或发生氧化还原反应、络合反应等,则离子浓度减小,向着某些离子浓度减少的方向进行,据此分析。
【详解】
A.AgCl难溶于水,NH3∙H2O为弱电解质,生成络合物[Ag(NH3)2]Cl, A正确;
B.生成CuS沉淀,硫离子浓度减小,B正确;
C.KCl和Na为熔融状态发生反应,反应时离子浓度不变,C错误;
D.生成Ag2S沉淀和氨气,硫离子浓度降低,D正确;
答案选C。
6.在给定条件下,下列离子组的离子共存判断及反应的离子方程式均正确的是( )
选项
条件
离子组
离子共存判断及离子方程式
A
滴加氨水
Na+、Fe3+、Cl﹣、NO3﹣
不能大量共存
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
B
由水电离出的c(H+)=1×10﹣13mol•L﹣1
K+、NH4+、Cl﹣、AlO2﹣
能大量共存
C
pH=1的溶液
Fe3+、NH4+、I﹣、SO42﹣
不能大量共存,2Fe3++2I﹣═2Fe2++I2
D
通入少量SO2气体
K+、Na+、ClO﹣、SO42﹣
不能大量共存,2ClO﹣+SO2+H2O═2HClO+SO32﹣
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】
【详解】
A.滴加氨水后,Fe3+与其发生离子反应,离子方程式为Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+,A不正确;
B.由水电离出的c(H+)=1×10﹣13mol•L﹣1,水的电离受到酸或碱抑制,溶液可能显酸性,也可能显碱性,NH4+在碱性溶液中不能大量存在,AlO2﹣在酸性溶液中不能大量存在,B不正确;
C.pH=1的溶液显酸性,Fe3+可以把I﹣氧化,故不能大量共存,离子方程式为2Fe3++2I﹣═2Fe2++I2,C正确;
D.ClO﹣有强氧化性,通入少量SO2气体后,可以发生氧化还原反应,其离子方程式为3ClO﹣+SO2+H2O═Cl﹣+2HClO+SO42﹣,D不正确。
综上所述,离子共存判断及反应的离子方程式均正确的是C。
7.某黄色溶液中可能含有Na+、NH4+、Fe2+、Fe3+、Cl﹣、SO42﹣、CO32﹣等离子(不考虑水的电离和离子的水解)。
某同学为了确定其组分,设计并完成了如下实验:
下列说法正确的是()
A.c(Fe3+)一定为0.2mol•L﹣1
B.Cl﹣一定存在
C.Na+、SO42﹣一定存在,NH4+一定不存在
D.Na+、Fe2+可能存在,CO32﹣一定不存在
【答案】BD
【解析】
【分析】
某黄色溶液中可能含有Na+、NH4+、Fe2+、Fe3+、Cl-、SO42-、CO32-等离子,因为显黄色,则溶液一定含Fe3+,加入过量NaOH溶液,加热,产生的红褐色沉淀为氢氧化铁,灼烧得到1.6g固体为Fe2O3,其物质的量
,则原溶液中含有0.02mol含铁的粒子,一定有Fe3+,可能含有Fe2+。
由于CO32-与Fe3+会相互促进水解,而不能大量共存,则原溶液中一定没有CO32-,可知4.66g固体为BaSO4,其物质的量
,则原溶液中含有0.02molSO42-。
由于加入了过量的NaOH,无法判断原溶液中是否含有Na+。
由电荷守恒,若含铁的粒子全部为Fe3+,则正电荷的物质的量=3n(Fe3+)=0.06mol,负电荷的物质的量=2n(SO42-)=0.04mol,原溶液中一定有Cl-,物质的量应为0.02mol×3-0.02mol×2=0.02mol,若含铁的粒子有Fe2+时,则Cl-物质的量小于0.02mol。
【详解】
A.溶液中含铁粒子的物质的量为0.02mol,溶液中Fe2+加入NaOH后,生成Fe(OH)2,最终被氧化成Fe(OH)3,也会转化为Fe2O3,则原溶液中c(Fe3+)≤
,A错误;
B.根据以上分析,原溶液中一定有Cl-,B正确;
C.由于加入了氢氧化钠溶液,无法判断原溶液中是否含有钠离子,C错误;
D.根据以上分析,Na+、Fe2+可能存在,CO32-一定不存在,D正确;
答案选BD。
8.某碳酸钠样品中可能含有氢氧化钠、碳酸钙、生石灰、氯化钠、硫酸铜五种杂质中的三种。
现进行下列实验:
①称取4.7g样品,加入足量水,样品部分溶解。
②向①中所得悬浊液中加入100mL1mol/LHCl,最终得到无色澄清溶液,此过程中共产生0.04mol气体。
③向②中反应后溶液中加入足量的硝酸银与稀硝酸,得到15.8g白色沉淀,
由此可知杂质中()
A.一定含NaCl,一定不含CuSO4B.可能含CaO、NaOH
C.一定含CaCO3,可能含NaOHD.可能含CaO而不含CaCO3
【答案】AC
【解析】
【分析】
向①中所得悬浊液中加入100mL1mol/LHCl,最终得到无色澄清溶液,可知样品中不含CuSO4,此过程中共产生0.04mol气体,即CO2,由CO32-+2H+=CO2+H2O可知反应中消耗n(HCl)=2n(CO2)=0.08mol,则HCl有剩余,CO32-完全反应;称取4.7g样品,加入足量水,样品部分溶解,可知样品中含有CaCO3、CaCO3和CaO、CaO三种情况其中一种,向②中反应后溶液中加入足量的硝酸银与稀硝酸,得到15.8g白色沉淀,即AgCl,n(AgCl)=
>0.1mol,则原样品中一定有NaCl且质量为(
-0.1mol)×58.5g/mol
0.59g,则原样品中其它成分总质量为4.7g-0.59g=4.11g,若不含CaCO3,则碳元素物质的量<
,不符合题意,故原样品中一定含有CaCO3;由于原样品只有三种杂质,则CaO和NaOH只含其中一种。
【详解】
向①中所得悬浊液中加入100mL1mol/LHCl,最终得到无色澄清溶液,可知样品中不含CuSO4,此过程中共产生0.04mol气体,即CO2,由CO32-+2H+=CO2+H2O可知反应中消耗n(HCl)=2n(CO2)=0.08mol,则HCl有剩余,CO32-完全反应;称取4.7g样品,加入足量水,样品部分溶解,可知样品中含有CaCO3、CaCO3和CaO、CaO三种情况其中一种,向②中反应后溶液中加入足量的硝酸银与稀硝酸,得到15.8g白色沉淀,即AgCl,n(AgCl)=
>0.1mol,则原样品中一定有NaCl且质量为(
-0.1mol)×58.5g/mol
0.59g,则原样品中其它成分总质量为4.7g-0.59g=4.11g,若不含CaCO3则碳元素物质的量<
,不符合题意,故原样品中一定含有CaCO3;由于原样品只有三种杂质,则CaO和NaOH只含其中一种;
A.由分析可知,原样品中一定含NaCl,一定不含CuSO4,故A正确;
B.由分析可知,原样品中不可能同时含CaO、NaOH,故B错误;
C.由分析可知,原样品中一定含CaCO3,可能含NaOH,故C正确;
D.由分析可知,原样品中可能含CaO,一定含有CaCO3,故D错误;
故答案选AC。
【点睛】
注意本题要理清题目中所给信息,要定性判断,更要通过计算得到原样品中所含的杂质种类,此为本题易错点。
9.往NH4HSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,发生的离子反应方程式可能为
A.NH4++2H++SO42¯+Ba2++3OH¯
BaSO4↓+NH3·H2O+2H2O
B.NH4++H++SO42¯+Ba2++2OH¯
BaSO4↓+NH3·H2O+H2O
C.2NH4++H++2SO42¯+2Ba2++3OH¯
2BaSO4↓+2NH3·H2O+H2O
D.NH4++3H++2SO42¯+2Ba2++4OH¯
2BaSO4↓+NH3·H2O+3H2O
【答案】BD
【解析】
【分析】
往NH4HSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,当NH4HSO4过量时,Ba2+、OH¯必须满足组成1:
2关系;若Ba(OH)2过量,则NH4+、H+、SO42¯必须满足组成1:
1:
1关系。
【详解】
A.不管是(NH4++2H++SO42¯)还是(Ba2++3OH¯)都不满足组成关系,A不正确;
B.表示NH4HSO4与Ba(OH)2等物质的量反应,B正确;
C.不管是(2NH4++H++2SO42¯)还是(2Ba2++3OH¯),都不满足组成关系,C不正确;
D.表示3molNH4HSO4与2molBa(OH)2发生反应,D正确;
故选BD。
10.今有一混合物的水溶液,只可能肯有以下离子中的若干种:
K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-,现取三份100mL溶液进行如下实验:
(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀生成;
(2)第二份加足量NaOH溶液后,收集到气体0.05mol;
(3)第三份加足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀4.3g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33g。
根据上述实验,以下推测正确的是
A.K+可能存在B.混合溶液中c(CO32-)为1mol/L
C.Cl-一定存在D.Ba2+一定不存在,Mg2+可能存在
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
①与AgNO3溶液有沉淀产生的离子有Cl-、CO32-、SO42-;②加足量NaOH溶液加热产生气体,气体是氨气,故一定有NH4+,且物质的量是0.05mol,其浓度是0.05mol÷0.1L=0.5mol/L。
③不溶于盐酸的2.33g沉淀为硫酸钡,物质的量是2.33g÷233g/mol=0.01mol;4.3g沉淀是硫酸钡和碳酸钡的混合物,碳酸钡质量为4.3g-2.33g=1.97g,物质的量为1.97g÷197g/mol=0.01mol,故一定存在CO32-、SO42-,因而一定没有Mg2+、Ba2+;c(CO32-)=0.01mol÷0.1L=0.1mol/L,c(SO42-)=0.01mol÷0.1L=0.1mol/L。
根据电荷守恒可知,c(NH4+)-2c(CO32-)+2c(SO42-)==0.5mol/L-0.1mol/L×2-0.1mol/L×2=0.1mol/L,所以一定还含有阴离子,即一定含有氯离子,则K+也可能存在,综合以上可以得出,一定存在的离子有NH4+、K+、CO32-、SO42-、Cl-,一定没有的离子Mg2+、Ba2+,因此答案选AC。
11.下列离子方程式正确的是()
A.将过量NaOH溶液滴入Ca(HCO3)2溶液中:
Ca2++HCO
+OH-→CaCO3↓+H2O
B.Fe(OH)3溶于氢碘酸:
2Fe(OH)3+6H++2Iˉ→2Fe2++I2+6H2O
C.向硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2]溶液中加入氢氧化钡溶液至SO42ˉ离子沉淀完全Al3++2SO42ˉ+2Ba2++4OHˉ→AlO2ˉ+2BaSO4↓+2H2O
D.4mol·L-1的NaAlO2溶液和7mol·L-1的HCl等体积互相均匀混合4AlO2-+7H++H2O→3Al(OH)3↓+Al3+
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
A.二者反应生成碳酸钙、碳酸钠和水,离子方程式为Ca2++2HCO3−+2OH−=CaCO3↓+2H2O+CO32−,故A错误;
B.二者发生氧化还原反应生成亚铁离子和碘、水,离子方程式为2Fe(OH)3+6H++2I−=2Fe2++I2+6H2O,故B正确;
C.向硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2]溶液中加入氢氧化钡溶液至SO42−离子沉淀完全,二者的物质的量之比为1:
2,二者反应生成硫酸钡、氢氧化铝和一水合氨,离子方程式为Al3++NH4++2SO42−+2Ba2++4OH−=Al(OH)3↓+NH3
H2O+2BaSO4↓+2H2O,故C错误;
D.4mol•L−1的NaAlO2溶液和7mol•L−1的HCl等体积混合,二者反应生成氢氧化铝和氯化铝,且二者的物质的量之比为3:
1,离子方程式为4AlO2−+7H++H2O=3Al(OH)3↓+Al3+,故D正确;
故答案选:
BD。
【点睛】
本题根据物质之间的反应及离子方程式书写规则分析解答,注意B中发生氧化还原反应、D中生成物的量为易错点。
12.下列离子方程式书写正确的是( )
A.澄清石灰水与过量的小苏打溶液反应:
B.往明矾溶液中加入氢氧化钡溶液至Al3+完全沉淀:
A13++2SO42-+2Ba2++3OH-
A1(OH)3↓+2BaSO4↓
C.向NaHSO4溶液中滴加
至刚好沉淀完全:
↓
D.向含有0.1mol溶质的FeI2溶液中通入0.1mol的Cl2:
2I—+Cl2
I2+2Cl--
【答案】CD
【解析】
【分析】
离子方程式的书写要点:
沉淀、气体、弱电解质、金属氧化物不拆;有过量、少量时,少量物质要遵循物质构成比例书写;氧化还原的强弱规律等。
【详解】
A.清石灰水与过量的小苏打溶液反应,则氢氧化钙少量,反应系数要遵循组成比例,离子反应方程式应为:
,故A错误;
B.往明矾溶液中加入氢氧化钡溶液至Al3+完全沉淀,离子方程式为:
A13++SO42-+Ba2++3OH-
A1(OH)3↓+BaSO4↓,故B错误;
C.NaHSO4溶液中滴加
至刚好沉淀完全,两物质1:
1反应恰好生成硫酸钡沉淀,故C正确;
D.还原性:
碘离子>亚铁离子,碘离子优先参与反应,故D正确;
答案为CD。
13.
在工业上可作蓄电池中良好的正极材料。
以废铅蓄电池拆解出来的“铅泥”(主要成分为
,另有少量Pb、
和
等)为原料制备
的一种工艺流程如图所示:
已知:
i.常温下,单质铅与盐酸或硫酸几乎都不反应。
ii.铅盐中,(CH3COO)2Pb、Pb(NO3)2均易溶于水,
难溶于水。
请回答下列问题:
(1)“酸溶”时,Pb和PbO2转化为可溶性Pb2+盐,则“酸溶”时所用的强酸X为____;此条件下的氧化性:
X___PbO2(选填“>”或“<”)
(2)用Pb(NO3)2溶液反复多次洗涤沉淀,以达到“除钙”的目的,其原理是_____________。
(3)(CH3COO)2Pb属于__________(选填“强电解质”或“弱电解质”);“滤液3”中除CH3COONa和NaClO外,所含钠盐主要还有___________(填化学式)
(4)“析铅”反应的离子方程式为____________________。
(5)从环境保护的角度分析,该工艺流程可能存在的缺点是_______________(任写一条)
(6)铅蓄电池中的电解液是H2SO4,放电后两个电极上均沉积有PbSO4。
则放电时的负极反应式为___;充电时当电极上通过1mol电子,阳极的质量减少__________g。
【答案】硝酸(或HNO3);<PbSO4比CaSO4更难溶解,加入Pb(NO3)2溶液,可使CaSO4不断转化为PbSO4,Ca2+进入到溶液中弱电解质NaCl、Na2SO4(CH3COO)2Pb+ClO-+2OH-=PbO2↓+Cl-+2CH3COO-+H2O“酸溶”时会产生大气污染物NOx(重金属铅盐可污染土壤或水源)Pb+SO42--2e-=PbSO432
【解析】
【分析】
【详解】
(1)“酸溶”的目的是将Pb、PbO2转化为可溶性Pb2+,而常温下,单质铅与盐酸或硫酸几乎都不反应,故所用的强酸应为硝酸;在有硝酸存在的环境下,PbO2转化为Pb2+,表现出氧化性,说明PbO2的氧化性比硝酸强,故答案为:
硝酸(或HNO3);<;
(2)CaSO4的溶解平衡:
CaSO4(s)
Ca2+(aq)+SO42-(aq),加入Pb(NO3)2溶液,Pb2+与SO42-结合成更难溶的PbSO4,使CaSO4的溶解平衡不断正向移动,最终完全溶解,达到“除钙”的目的,故答案为:
PbSO4比CaSO4更难溶解,加入Pb(NO3)2溶液,可使CaSO4不断转化为PbS