1、高考资源网（） 您身边的高考专家基础课时15沉淀溶解平衡的应用学 习 任 务1能用平衡移动原理分析理解沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质，培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。2能举例说明沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题，培养科学态度与社会责任的化学核心素养。1沉淀的生成(1)调节pH法加入氨水调节pH至78，可除去氯化铵中的杂质氯化铁。反应离子方程式：Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH。(2)加沉淀剂法以Na2S、H2S等作沉淀剂，使Cu2、Hg2等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。反应的离子方程式如下：Cu2S2=CuS、Cu2H2S=CuS2H、Hg2S2=HgS
2、、Hg2H2S=HgS2H。(3)化学沉淀法废水处理工艺流程示意图水垢中含有CaCO3和Mg(OH)2为什么不是MgCO3和Ca(OH)2?提示CaCO3和Mg(OH)2都是难溶物，它们的溶解度都很小，而MgCO3和Ca(OH)2都是微溶物质，它们的溶解度比CaCO3和Mg(OH)2大。要使工业废水中的重金属离子Pb2沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2与这些离子形成的化合物的溶解度如下：化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.031041.811071.841014由上述数据可知，选用的沉淀剂最好是()A硫化物B硫酸盐C碳酸盐 D以上沉淀剂均可A产生的沉淀的溶解度越小
3、，沉淀反应进行的越完全。在某种沉淀中加入适当的沉淀剂，可使原来的沉淀溶解而转化为另一种溶解度更小的沉淀。2沉淀的溶解(1)原理：根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地除去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。(2)溶解沉淀的试剂类型用强酸溶解：例如，溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。用某些盐溶液溶解：例如Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液，化学方程式为Mg(OH)22NH4Cl=MgCl22NH3H2O。(正确的打“”，错误的打“”)(1)为减少洗涤过程中固体的损耗，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤Ba
4、SO4沉淀。()(2)洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好。()(3)在一定条件下，溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀。()3沉淀的转化(1)沉淀转化的实验银盐之间的转化实验操作各步反应的离子方程式Ag(aq)Cl(aq)=AgCl(s)，AgCl(s)I(aq) AgI(s)Cl(aq)，2AgI(s)S2(aq) Ag2S(s)2I(aq)。实验结论溶解度小的沉淀能转化为溶解度更小的沉淀。MgCl2溶液产生白色沉淀沉淀转化为红褐色。(2)沉淀转化的实质：溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀。两者的溶解度差别越大，转化越容易。(3)应用锅炉除水垢：水垢CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2
5、(aq)其反应的化学方程式如下：CaSO4(s)Na2CO3(aq)Na2SO4(aq)CaCO3(s)、CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2。自然界中矿物的转化：原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝(CuS)。其反应的化学方程式如下：CuSO4(aq)ZnS(s)CuS(s)ZnSO4(aq)、CuSO4(aq)PbS(s)CuS(s)PbSO4(aq)。(1)难溶性银盐之间的转化实验中沉淀颜色由“白色黄色黑色”的原因是什么？与溶解度的大小有何联系？提示颜色变化是由于AgCl转化成AgI，AgI再转化成Ag2S，其转化的原因是溶解度：AgClAgIAg2S。(2)AgCl可以转化为AgBr
6、，那AgBr有可能转化为AgCl吗？提示有可能。当溶液中c(Ag)c(Br)之积小于Ksp(AgBr)而c(Cl)c(Ag)之积大于Ksp(AgCl)时，就会使AgBr转化为AgCl沉淀。下表是三种银盐的溶度积常数Ksp(25 )。下列说法不正确的是()化学式AgClAgBrAgI颜色白浅黄黄Ksp(25 )1.410107.710138.511016A25 时，三种银盐的饱和溶液中，c(Ag)最大的是AgCl溶液B在AgCl的悬浊液中加入0.1 molL1的KI溶液，可能有黄色沉淀产生C25 时，AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl，CaCl2溶液中的溶度积相同D在AgBr的悬浊液中加入0
7、.1 molL1的KI溶液，发生反应的离子方程式为IAg=AgID由表中数据可知溶度积最大的是AgCl，其溶解度也最大，所以c(Ag)最大的是AgCl溶液，A正确；AgI溶度积小于AgCl，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的容易实现，所以在AgCl的悬浊液中加入0.1 molL1的KI溶液，可能有黄色沉淀产生，B正确；溶度积只与温度有关，所以25 时，AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同，C正确；AgBr属于难溶电解质，在离子方程式中写为化学式，所以在AgBr的悬浊液中加入0.1 molL1的KI溶液，发生反应的离子方程式为AgBr(s)I(aq)AgI(s)Br
8、(aq),D错误。沉淀反应的应用素材1利用X射线对钡的穿透能力较差的特性，医学上在进行消化系统的X射线透视时，常使用BaSO4做内服造影剂，这种透视技术俗称钡餐透视。由于Ba2有剧毒，水溶性钡盐不能用作钡餐。BaCO3和BaSO4的沉淀溶解平衡分别为：BaCO3(s)Ba2(aq)CO(aq)Ksp5.1109BaSO4(s)Ba2(aq)SO(aq)Ksp1.11010素材2如果误将可溶性钡盐如BaCl2、Ba(NO3)2等当作食盐或纯碱食用，会造成钡中毒。中毒者应尽快用5%的Na2SO4溶液洗胃，随后腹泻使钡盐尽快排出。问题1由溶度积常数可知BaSO4、BaCO3都难溶于水，而且二者的溶解
9、度均不大，医学上能用BaCO3作钡餐吗？为什么？提示由于胃酸的酸性很强(pH为0.91.5)，如果BaCO3入胃，胃酸可与CO反应生成二氧化碳和水，使CO的浓度降低，QKsp，此时BaCO3的沉淀溶解平衡正向移动，使Ba2浓度增大而导致人体中毒，因此不能用碳酸钡作钡餐。问题2可溶性钡盐(如BaCl2等)误作食盐食用，会造成钡中毒。中毒患者常用5.0%的Na2SO4溶液洗胃的原因是什么？提示中毒后服用5.0%的Na2SO4溶液洗胃，SO与Ba2结合生成BaSO4沉淀，可缓解Ba2对人体的毒害。问题3已知不同金属离子在溶液中完全沉淀时，溶液的pH不同。溶液中被沉淀的离子Fe3Cu2完全生成氢氧化物
10、沉淀时溶液的pH3.74.4据信息分析除去CuCl2中的FeCl3应选什么试剂，原理是什么？提示因FeCl3发生水解反应：Fe33H2OFe(OH)33H，故可选择CuO或CuCO3，消耗Fe3水解生成的H，调节溶液pH于3.74.4之间，从而促进Fe3完全以Fe(OH)3形式沉淀出来，并通过过滤除去Fe(OH)3及过量的CuO或CuCO3。沉淀反应的应用(1)沉淀的生成和溶解这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
11、能设法不断地移去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、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。1为研究沉淀的生成及其转化，某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是()A浊液中存在平衡：AgSCN(s)Ag(aq)SCN(aq)B中颜色变化说明上层清液中含有SCNC中颜色变化说明有AgI生成D该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶D0.01 molL1AgNO3溶液中加入0.005 molL1 KSCN溶液，产生白色沉淀AgSCN，该沉淀在溶液中存在溶解平衡：AgSCN(s)Ag(aq)SCN(aq)，A正确；取上层清液加
12、入2 molL1 Fe(NO3)3溶液，溶液变成红色，说明有Fe(SCN)3生成，从而推知上层清液中含有SCN，B正确；中余下浊液中加入2 molL1KI溶液，产生黄色沉淀，该沉淀应为AgI，C正确；中反应后AgNO3溶液有剩余，则余下浊液中除含有AgSCN外，还有AgNO3，再加入2 mL 2 molL1 KI溶液生成AgI沉淀，不能说明AgSCN转化为AgI，故不能证明AgI比AgSCN更难溶，D错误。2工业制氯化铜时，是将浓盐酸用蒸气加热至80 左右，慢慢加入粗制氧化铜粉(含杂质氧化亚铁)，充分搅拌使之溶解，反应：CuO2HCl=CuCl2H2O，FeO2HCl=FeCl2H2O。已知：
13、pH9.6时，Fe2以Fe(OH)2的形式完全沉淀；pH6.4时，Cu2以Cu(OH)2的形式完全沉淀；pH为34时，Fe3以Fe(OH)3的形式完全沉淀。(1)为除去溶液中的Fe2，可采用的方法是()A直接加碱，调整溶液pH9.6B加纯铜粉，将Fe2还原出来C先将Fe2氧化成Fe3，再调整pH到34D通入硫化氢，使Fe2直接沉淀(2)工业上为除去溶液中的Fe2，常使用NaClO，当溶液中加入NaClO后，溶液pH变化情况是()A肯定减小B肯定增大C可能减小 D可能增大(3)若此溶液中只含有Fe3时，要调整pH为34，此时最好向溶液中加入()ANaOH溶液 B氨水CCuCl2溶液 DCuO固体
14、解析(1)A项中pH9.6时，Cu2也将沉淀；B项中，铜粉不能将Fe2还原出来；D项中，Fe2与H2S不反应。(2)NaClO具有强氧化性，能将Fe2氧化：2Fe2ClO2H=2Fe3ClH2O，反应中消耗H，pH一定增大。(3)此溶液中只含杂质Fe3，要调整pH到34，加入的物质必须能与酸反应，使c(H)减小，且不引入新的杂质离子，D项符合条件。答案(1)C(2)B(3)D1锅炉水垢是一种安全隐患，除去水垢中的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去。下列说法不正确的是()ACaCO3的溶解度小于CaSO4的B沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动C沉
15、淀转化的难易与溶解度差别的大小无关DCaSO4到CaCO3的沉淀转化中并存着两个沉淀溶解平衡C沉淀转化的方向是难溶物向生成更难溶物的方向转化，所以沉淀的溶解度差别越大，越易转化，C选项错误。2已知：Ksp(ZnS)Ksp(CuS)，在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液，产生的实验现象是()A固体逐渐溶解，最后消失B固体由白色变为黑色C固体颜色变化但质量不变D固体逐渐增多，但颜色不变BZnS和CuS的阴、阳离子个数比为11，且Ksp(ZnS)Ksp(CuS)，可得ZnS溶解度大于CuS，因此在ZnS饱和溶液中加CuSO4会使ZnS沉淀转化生成黑色CuS。325 时，已知下列三
16、种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)6.31018；Ksp(CuS)1.31036；Ksp(ZnS)1.61024。常温时下列有关叙述正确的是()A硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大B将足量的ZnSO4晶体加入0.1 molL1的Na2S溶液中，Zn2的浓度最大只能达到1.61023 molL1C除去工业废水中含有的Cu2，可采用FeS固体作为沉淀剂D向饱和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后，混合液中c(Fe2)变大、c(S2)变小，但Ksp(FeS)变大C化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强，由Ksp可知，常温下
17、，CuS的溶解度最小，故A错；将足量的ZnSO4晶体加入0.1 molL1的Na2S溶液中，c(S2)将减至非常小，而Zn2的浓度远远大于1.61023 molL1；因CuS比FeS更难溶，FeS沉淀可转化为CuS沉淀；温度不变，Ksp(FeS)不变。425 时，5种银盐的溶度积常数(Ksp)分别是：AgClAg2SO4Ag2SAgBrAgI1.810101.41056.310507.710138.511016下列说法正确的是()A氯化银、溴化银和碘化银的溶解度依次增大B将硫酸银溶解于水后，向其中加入少量硫化钠溶液，不可能得到黑色沉淀C在5 mL 1.8105 molL1的NaCl溶液中，加入
18、1滴(1 mL约20滴)0.1 molL1的AgNO3溶液，不能观察到白色沉淀D将浅黄色溴化银固体浸泡在饱和氯化钠溶液中，可以有少量白色固体生成DA选项在组成类型相同时，可以利用Ksp直接比较盐的溶解度，Ksp值越小越难溶，所以氯化银、溴化银、碘化银溶解度依次减小，错误；B选项硫酸银的Ksp大于硫化银的Ksp，因此会有更难溶的黑色硫化银生成，错误；C选项，c(Ag)0.1 molL1(1/20) mL/5 mL0.001 molL1，Q0.0011.81051.8108，大于氯化银的Ksp，故会有白色沉淀生成，错误；D选项在氯化钠的饱和溶液中，氯离子的浓度大约是8 molL1，溴化银固体浸泡在
19、其中，会使氯离子与银离子浓度商大于其溶度积，所以会有少量白色固体生成，D正确。5(情境素养题)已知25 ：难溶电解质CaCO3CaSO4MgCO3Ksp2.81099.11066.8106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：向0.1 molL1的100 mLCaCl2溶液中加入100 mL 0.1 molL1的Na2SO4溶液，立即有白色沉淀生成。向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g，搅拌，静置沉淀后弃去上层清液。再加入蒸馏水搅拌，静置后再弃去上层清液。_。(1)由题中信息Ksp越大，表示电解质的溶解度越_(填“大”或“小”)。(2)写出第步发生的化
20、学反应方程式： _。(3)设计第步的目的是_。(4)请补充第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：_。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(合理即可)。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(合理即可)- 10 - 版权所有高考资源网
