1、一、难溶电解质的溶解平衡1概念在一定温度下，当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时，沉淀_速率和沉淀_速率相等的状态。溶解生成(1)v溶解_v沉淀，固体溶解(2)v溶解_v沉淀，溶解平衡(3)v溶解_v沉淀，析出固体3溶解平衡的特征(1)等：_。(2)动：动态平衡。(3)定：达到平衡时，溶液中各离子浓度保持_。(4)变：当外界条件改变，溶解平衡将发生_，达到新的平衡。Ksp（AgI）,向 AgCl 的悬浊液中加入 KI 固体,有黄色沉淀生成D【解析】Ksp 只和温度有关,A 错；CaCO3 的沉淀溶解平衡体系中加入稀盐酸,有弱电解质 H2CO3 生成,沉淀平衡被破坏,会发生移动,B 错；如果化学式的
2、类型不同,就不能根据 Ksp 的数值大小比较难溶物在水中的溶解度大小,C错；Ksp（AgCl）Ksp（AgI）,则 AgI 的溶解度更小,AgCl可以转化为 AgI,D 对。2.常 温 下,CaSO4 的 沉 淀 溶 解 平 衡 曲 线 如 图,Ksp（CaSO4）9106。下列判断正确的是（）A.在任何溶液中,c（Ca2）、c（SO24）均相等B.a 点对应的 Ksp 等于 c 点对应的 KspC.b 点将有沉淀生成,平衡后溶液中 c（SO24）一定等于 3103 molL1D.d 点溶液通过蒸发可以变到 c 点B【解析】A.从图上可以看出 c（Ca2）、c（SO24）不一定相等,错误；B.
3、Ksp 只与温度有关。由于温度不变,所以a 点对应的 Ksp 等于 c 点对应的 Ksp,正确；C.b 点 Qc9106,所以将有沉淀生成,由于平衡向产生沉淀的方向移动,平衡后溶液中 c（SO24）c（SO24）,所以 c（SO24）pM,所以 c（Ca2）c（CO23）,错误；D.c 点在碳酸镁的溶解平衡曲线之上,越偏上,则离子浓度越小,离子的浓度积小于溶度积,所以 c 点表示碳酸镁的不饱和溶液,且 c（Mg2）c（CO23）,正确。4.一定温度下,难溶强电解质的饱和溶液中存在着沉淀溶解平衡,其平衡常数为物质Fe（OH）2 Cu（OH）2 Fe（OH）3 Ksp（25）8.010162.21
4、0204.01038对于含 Fe2（SO4）3、FeSO4 和 CuSO4 各 0.5 mol 的混合溶液 1 L,根据上表数据判断,说法错误的是（）A.向混合溶液中逐滴加入 NaOH 溶液,最先看到红褐色沉淀B.向溶液中加入双氧水,并用 CuO 粉末调节 pH,过滤后可获较纯净的 CuSO4 溶液C.该溶液中 c（SO24）c（Fe3）c（Fe2）c（Cu2）54D.将少量 FeCl3 粉末加入到含 Cu（OH）2 的悬浊液中,其中 c（Cu2）增大C【解析】A.向混合溶液中逐滴加入 NaOH 溶液,根据沉淀溶解平衡常数可知形成 Fe（OH）3 沉淀需要的溶液的 OH的浓度最小,因此最先看到
5、红褐色沉淀,正确；B.向溶液中加入双氧水,可以把溶液中的 Fe2氧化为 Fe3,然后用 CuO 粉末调节 pH,就可以将溶液中的杂质 Fe3形成 Fe（OH）3 沉淀,过滤后可获较纯净的 CuSO4 溶液,正确；C.Fe3、Cu2、Fe2会发生水解,故比值将大于54,错误；D.Fe3结合 OH使 Cu（OH）2 溶解平衡正向进行,c（Cu2）增大,正确。5.一定温度下,将 0.1 mol AgCl 固体加入 1 L 0.1 molL1Na2CO3 溶液中,充分搅拌（不考虑液体体积变化）,已知：Ksp（AgCl）21010、Ksp（Ag2CO3）1 1011,下列有关说法正确的是（）A.沉 淀
6、转 化 反 应 2AgCl（s）CO 23（aq）Ag2CO3（s）2Cl（aq）的平衡常数为 20B.约有 105 mol AgCl 溶解C.反应后溶液中的：c（Na）c（CO23）c（Cl）c（Ag）c（H）D.反应后溶液中的：c（Na）c（Ag）2c（CO23）c（HCO3）c（Cl）C【解析】A.根据化学方程式可知,2AgCl（s）CO23（aq）Ag2CO3（s）2Cl（aq）的平衡常数 KKsp（AgCl）2/Ksp（Ag2CO3）4109,错误；B.设溶解 AgCl 的物质的量是 x,则 2AgCl（s）CO23（aq）Ag2CO3（s）2Cl（aq）开始 0.1 mol 0.1
7、 mol 转化 x 0.5x x 平衡 0.1 molx 0.1 mol0.5x x 根据 A 的计算结果,4109x2/（0.1 mol0.5x）,解得x 近似为 2105 mol,错误；C.根据以上分析,AgCl 只是溶解了很少的一部分,c（CO23）c（Cl）,所以 c（Na）c（CO23）c（Cl）c（Ag）c（H）,正确；D.根据电荷守恒,则 c（Na）c（Ag）c（H）2c（CO23）c（HCO3）c（Cl）c（OH）,错误。6.实验：0.1 molL1AgNO3 溶液和 0.1 molL1NaCl溶液等体积混合得到浊液,过滤。分别取少量的滤液,分别滴加等浓度等体积的饱和 Na2S
8、 溶液、饱和 Na2SO4 溶液,前者出现浑浊,后者溶液仍澄清。取少量的沉淀,滴加几滴氨水,沉淀逐渐溶解。下列分析不正确的是（）A.实验证明了的滤液中含有 Ag,由此推断的滤液中也含有 ClB.实验证明了该温度下 Ag2S 比 Ag2SO4 更难溶解C.实验的溶液中含有 Ag（NH3）2 微粒D.由实验推测：若在的沉淀中滴加 NaOH 溶液,沉淀也能溶解D【解析】A.实验滴加饱和 Na2S 溶液出现浑浊,证明了的滤液中含有 Ag,根据电荷守恒可由此推断的滤液中也含有 Cl,A 正确；B.实验证明了该温度下Ag2S 比 Ag2SO4 更难溶解,B 正确；C.实验的溶液生成银氨溶液,含有 Ag（N
9、H3）2 微粒,C 正确；D.由实验推测：沉淀溶解是因为含有氨生成了银氨溶液,不是与氢氧根离子反应,D 错误。7.已知某难溶电解质 Ag2SO4的 Ksp为 2105,将适量Ag2SO4 固体溶于 100 mL 水中至刚好饱和,该过程中 Ag和 SO24 浓度随时间变化关系如图（饱和 Ag2SO4 溶液中 c（Ag）0.034 molL1）。若 t1 时刻在上述体系中加入100 mL 0.02 molL1 Na2SO4 溶液,下列示意图中,能正确表示 t1 时刻后 Ag和 SO24 浓度随时间变化趋势的是（）A【解析】100 mL 饱和 Na2SO4 溶液中,c（Ag）0.034 molL1,
10、c（SO24）12c（Ag）0.017 molL1；加入100 mL 0.02 molL1 Na2SO4 溶液后,c（SO24）0.020.01720.0185 molL1,c（Ag）120.0340.017（molL 1）此 时 Qc （0.017）2 0.0185 Ksp（Ag2SO4）,Ag2SO4 溶液属于不饱和溶液,对比图像,只有 A 项符合题意。8.以铬铁矿（主要成分是 FeOCr2O3,含少量 MgCO3、Al2O3、SiO2 等）为原料制取铬酸钠（Na2CrO4）晶体的工艺流程如下：已知：3 价 Cr 在酸性溶液中性质稳定,当 pH9时以 CrO2 形式存在且易氧化；常温下,部
11、分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH 如下：阳离子Fe3 Fe2 Mg2Al3Cr3 开始沉淀时的 pH2.77.69.0 沉淀完全时的 pH3.79.611.089（9溶解）（1）流程中两次使用了 H2O2,分别写出反应的离子方程式：_、_。（2）加入 NaOH 调节溶液的 pH8 时,被除去的离子是_；调节溶液的 pH11 时,被除去的离子是_。（3）“调 pH8”和“调 pH11”中间的“过滤”步骤能否省略,为什么？请用必要的文字和离子方程式解释：_。（4）流程图中“”内的操作是_、_、_、洗涤、干燥。【解析】（1）根据流程图可知第一次使用双氧水是为了氧化溶液中的亚铁离子以便于形成氢氧
12、化铁沉淀而除去,反应的离子方程式为 2Fe2H2O22H=2Fe32H2O；由于当 pH9 时铬元素以 CrO2 形式存在且易氧化,第二次加入双氧水的目的是氧化 CrO2 为 CrO24,反应的离子方程式为 2CrO2 3H2O22OH=2CrO244H2O。（2）根据表中数据可知 pH8 时铁离子、铝已经全部转化为氢氧化物而沉淀,则被除去的离子是 Fe3、Al3。pH大于 9 时镁离子就全部沉淀,则调节溶液的 pH11 时,被除去的离子是 Mg2。（3）由于当 pH8 时 Al3已经完全转化为 Al（OH）3,若不经过滤除去,当继续加入 NaOH 时 Al（OH）3 会溶解,从而引入杂质离子
13、 AlO2,使用过滤操作不能省略。（4）从溶液中得到铬酸钠晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即可。【答案】（1）2Fe2H2O22H=2Fe32H2O 2CrO2 3H2O22OH=2CrO24 4H2O（2）Fe3、Al3 Mg2（3）不能,当 pH8 时 Al3已经完全转化为Al（OH）3,若不经过滤除去,当继续加入 NaOH 时Al（OH）3 会溶解,引入杂质离子 AlO2 （4）蒸发浓缩 冷却结晶 过滤9.以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。表 1 几种砷酸盐的 Ksp难溶物Ksp Ca3（AsO
14、4）26.8109AlAsO41.61016FeAsO47.21021表 2 工厂污染物排放浓度及允许排放标准污染物H2SO4As 浓度19.6 gL11.6 gL1排放标准pH 690.5 mgL1回答以下问题：（1）该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c（H2SO4）_ molL1。（2）写出难溶物 Ca3（AsO4）2 的 Ksp 表达式：KspCa3（AsO4）2_,若混合溶液中 Al3、Fe3的浓度均为 1.0104 molL1,c（AsO34）的最大是_ molL1。（3）工厂排放出的酸性废水中的三价砷（H3AsO3弱酸）不易沉降,可投入 MnO2 先将其氧化成五价砷（H3As
15、O4 弱酸）,写出该反应的离子方程式：_。（4）在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入生石灰调节 pH 到 2,再投入生石灰将 pH 调节到 8 左右使五价砷以 Ca3（AsO4）2 形式沉降。将 pH 调节到 2 时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为_；Ca3（AsO4）2 在 pH 调节到 8 左右才开始沉淀的原因为_。【解析】（1）根据废水中硫酸的浓度可知该废水中硫酸的物质的量浓度是 19.6 g/98 gmol1/1 L0.2 molL1；（2）根据沉淀的化学式及溶度积的定义,可知难溶物 Ca3（AsO4）2 的 Ksp 表达式：KspCa3（AsO4）2c3（Ca2）c
16、2（AsO34）；若混合溶液中 Al3、Fe3的浓度均为 1.0104 molL1,根据沉淀的溶度积的大小,溶度积越小,越易沉淀,则铁离子先沉淀,所以此时 c（AsO34）的最大是 7.21021/1.01047.21017 molL1；（3）酸性条件下,H3AsO3 与二氧化锰废水氧化还原反应生成 H3AsO4,Mn 元素被还原为锰离子,根据元素守恒,则产物中还有水生成,因为两种酸均是弱酸,所以离子方程式中均不能拆开,离子方程式是 2HMnO2H3AsO3=H3AsO4Mn2H2O；（4）pH2 的溶液为酸性溶液,此时主要含有硫酸,则加入氧化钙后,氧化钙与硫酸反应生成硫酸钙,硫酸钙是微溶物质
17、,所以开始产生的沉淀的主要成分是CaSO4；H3AsO4是弱酸,酸性条件下主要以分子形式存在,不能与钙离子结合生成沉淀；当溶液中 pH 调节到 8 左右时 AsO34 浓度增大,Ca3（AsO4）2 的浓度商大于其 Ksp 时,则开始沉淀。【答案】（1）0.2（2）c3（Ca2）c2（AsO34）7.21017（3）2HMnO2H3AsO3=H3AsO4Mn2 H2O（4）CaSO4 H3AsO4 是弱酸,当溶液中 pH 调节到 8 左右时AsO34 浓度增大,Ca3（AsO4）2 开始沉淀10.（1）工业废水中常含有 Cu2等重金属离子,直接排放会造成污染,目前在工业废水处理过程中,依据沉淀
18、转化的原理,常用 FeS 等难溶物质作为沉淀剂除去这些离子。已知室温下 Ksp（FeS）6.31018,Ksp（CuS）1.310 36。请 用 离 子 方 程 式 说 明 上 述 除 杂 的 原 理_。（2）工业上为了处理含有 Cr2O27 的酸性工业废水,用绿矾（FeSO47H2O）把废水中的六价铬离子还原成三价铬离子,再加入过量的石灰水,使铬离子转变为Cr（OH）3 沉淀。氧化还原过程的离子方程式为：_。常温下,Cr（OH）3 的溶度积 Ksp11032,溶液的pH 至少为_,才能使 Cr3沉淀完全。现用上述方法处理 100 m3 含铬（6 价）78 mgL1 的废水,需用绿矾的质量为_
19、kg。（保留到小数点后一位）【解析】（1）由于 Ksp（FeS）Ksp（CuS）,所以在相同条件下 CuS 的溶解度更小,沉淀会向着生成 CuS 的方向进行,离子方程式为 FeSCu2=CuSFe2；（2）工业上为了处理含有 Cr2O27 的酸性工业废水,用绿矾（FeSO47H2O）把废水中的六价铬离子还原成三价铬离子,Cr2O27 的酸性工业废水中加入硫酸亚铁反应生成铁离子,三价铬离子和水,反应的离子方程式为Cr2O27 6Fe214H=2Cr36Fe37H2O；常温下,Cr3沉淀完全浓度小于 105 molL1,Cr（OH）3 的溶度积 Ksp11032c（Cr3）c3（OH）,c3（OH
20、）（11032）/1051027,c（OH）1 109 molL1,依据离子积 Kwc（H）c（OH）,c（H）105 molL1,溶液 pH5；Cr6 3FeSO47H2O 1 3 78 gm3100 m3/52 gmol1 n（FeSO47H2O）解得 n（FeSO47H2O）450 mol,m（FeSO47H2O）450 mol278 g mol1125.1 kg【答案】（1）FeSCu2=CuSFe2（2）Cr2O27 6Fe214H=2Cr36Fe37H2O 5 125.111.CoCl26H2O 是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿主要成分为 Co2O3、Co（OH）3,还含少量
21、Fe2O3、Al2O3、MnO 等制取 CoCl26H2O 的工艺流程如下：已知：浸出液含有的阳离子主要有 H、Co2、Fe2、Mn2、Al3等；部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 见下表：（1）写出浸出过程中 Co2O3 发生反应的离子方程式：_。（2）NaClO3 的作用是_。（3）加 Na2CO3 调 pH 至 5.2 所 得 沉 淀 为_。（4）萃取剂对金属离子的萃取率与 pH 的关系如图。萃取剂的作用是_；其使用的较适宜 pH 范围是_。A.2.02.5 B.3.03.5C.4.04.5（5）为测定粗产品中 CoCl26H2O 含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量 Ag
22、NO3 溶液,过滤、洗涤,将 沉 淀 烘 干 后 称 其 质 量。通 过 计 算 发 现 粗 产 品 中CoCl26H2O 的质量分数大于 100%,其原因可能是_。（答一条即可）【解析】（1）根据流程图,结合题给信息浸出液中含有的阳离子主要有 H、Co2、Fe2、Mn2、Al3等,Co2O3和 Na2SO3 在酸性条件下发生氧化还原反应,反应的离子方程式为 Co2O3SO23 4H=2Co2SO24 2H2O；（2）NaClO3 中氯元素化合价为5 价,FeCl2 中铁元素化合价为2 价,两者发生氧化还原反应,NaClO3 把 Fe2氧化生成 Fe3；（3）加入 Na2CO3 调 pH 至
23、5.2,结合部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 表,可知生成的沉淀为 Fe（OH）3、Al（OH）3；（4）根据流程图可知,溶液中存在 Mn2、Co2,由萃取剂对金属离子的萃取率与 pH 的关系可知调节溶液 pH 在3.03.5 之间,可使 Mn2完全沉淀,并防止 Co2转化为氢氧化物沉淀；（5）根据 CoCl26H2O 的组成分析,造成产品中质量分数大于 100%的原因可能是：含有氯离子含量高的可溶性杂质或晶体失去部分结晶水,导致相同质量的晶体中氯离子含量变大。【答案】（1）Co2O3SO23 4H=2Co2SO24 2H2O（2）将 Fe2氧化成 Fe3（3）Fe（OH）3、Al（OH）3（4）除去溶液中的 Mn2 B（5）粗产品中混有 Cl含量比样品高的可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水等
