1、第四讲 沉淀溶解平衡一、选择题1下列说法正确的是()A难溶电解质作比较时，Ksp小的，溶解度一定小BKsp大小取决于难溶电解质的量，所以离子浓度改变时，沉淀溶解平衡会发生移动C所谓沉淀完全就是用沉淀剂将溶液中某一离子完全除去D温度一定，当溶液中Ag和Cl浓度的乘积等于Ksp时，溶液为AgCl的饱和溶液解析 Ksp是温度的函数，B错误；绝对不溶的物质不存在，C错误。答案 D2已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp5.61012，取适量的MgCl2溶液，加入一定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡，测得pH13，则下列说法不正确的是()A所得溶液中的c(H)1.01013 molL1B所得溶液
2、中由水电离产生的c(OH)1.01013 molL1C所加的烧碱溶液的pH13.0D所得溶液中的c(Mg2)5.61010 molL1解析 A项，pH13的溶液中，c(H)1013 mol/L；B项，NaOH抑制水的电离，水电离产生的c(OH)1013 mol/L；C项，因为向MgCl2溶液中加NaOH溶液后，混合溶液的pH13，所以所加的NaOH溶液pH13；D项，溶液中的c(Mg2)Ksp/c2(OH)5.61010 mol/L。答案 C3有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中，不正确的是()。AAgCl沉淀的生成和溶解不断进行，但速率相等BAgCl难溶于水，溶液中没有Ag和ClC升高温度，Ag
3、Cl沉淀的溶解度增大D向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度降低解析AgCl固体在溶液中达到溶解平衡后，溶解与沉淀速率相等，但不为0，一般说来，升高温度，有利于固体物质的溶解，A、C正确；AgCl难溶于水，但溶解的部分电离出Ag和Cl，B错误；向AgCl沉淀中加入NaCl固体，增大了Cl浓度，促使溶解平衡向左移动，降低了AgCl的溶解度，D正确。答案B4将AgCl分别加入盛有：5 mL水；6 mL 0.5 molL1 NaCl溶液；10 mL 0.2 molL1 CaCl2溶液；50 mL 0.1 molL1盐酸的烧杯中，均有固体剩余，各溶液中c(Ag)从大到小的顺序排列正确的
4、是()。A B C D解析根据沉淀溶解平衡，溶液中Cl浓度越大，Ag浓度越小，则选项C符合题意。答案C5已知：25 时，KspMg(OH)25.611012，Ksp(MgF2)7.421011。下列说法正确的是()。A25 时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2)大B25 时，在Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2)增大C25 时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 molL1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 molL1NH4Cl溶液中的Ksp小D25 时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为Mg
5、F2答案 B解析 A项，由于Mg(OH)2的溶度积小，故其电离出的Mg2浓度要小一些，所以A项错。B项，NH可以结合Mg(OH)2电离出的OH，从而促使Mg(OH)2的电离平衡正向移动，c(Mg2)增大，B项正确。C项，Ksp仅与温度有关，故C项错。D项，虽Mg(OH)2的Ksp较小，但二者的Ksp相近，当c(F)较大时，仍会出现c(Mg2)c(F)2Ksp(MgF2)，从而生成MgF2沉淀，故D错。6下列说法正确的是()。A向饱和食盐水中加入少量的浓盐酸，看不到明显的现象B将硫酸铜溶液与碳酸钠溶液混合，得到的沉淀是以Cu(OH)2为主，说明了在相同条件下Cu(OH)2的溶解度比CuCO3的更
6、小C在0.01 molL1 NaCl溶液中加入少量的AgNO3溶液，有白色沉淀生成，接着向上述溶液中加入足量的浓氨水，白色沉淀不会溶解DCaCO3溶液的导电能力很弱，是因为CaCO3是弱电解质，存在如下电离平衡：CaCO3Ca2CO32解析A项有NaCl晶体析出，A错误；C中AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)，加入浓氨水后生成Ag(NH3)2，沉淀溶解平衡右移，白色沉淀会溶解，C错误；选项D中，溶液的导电性只与离子浓度和离子所带电荷有关，CaCO3溶液的导电能力很弱是因为CaCO3溶解度很小，但CaCO3是强电解质，D错误。答案B7往含I和Cl的稀溶液中滴入AgNO3溶液，沉淀的质量与加入
7、AgNO3溶液体积的关系如图所示。则原溶液中c(I)/c(Cl)的比值为()。A. B.C. D.解析根据IAg=AgI(黄色)，ClAg=AgCl(白色)，结合图示，可知I、Cl消耗AgNO3溶液的体积分别为V1、(V2V1)，因此在原溶液中。答案C二、非选择题8以水氯镁石(主要成分为MgCl26H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：(1)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常温下Mg(OH)2的Ksp1.81011，若溶液中c(OH)3.0106 molL1，则溶液中c(Mg2)_。(2)上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式_(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取
8、碱式碳酸镁4.66 g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00 g和标准状况下CO2 0.896 L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。(4)若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有MgCO3，则产品中镁的质量分数_(填“升高”、“降低”或“不变”)。解析 (1)Kspc(Mg2)c2(OH)，则c(Mg2)2.0 (molL1)。(2)滤液中的溶质主要成分为NH4Cl，可根据元素守恒解答该题。(4)Mg(OH)24MgCO34H2O中Mg的质量分数为：100%25.75%，MgCO3中Mg的质量分数为：100%28.57%，所以产品中混有MgCO3，则Mg的质量分数升高。答案 (1)2.0 molL1
9、(2)NH4Cl(3)n(CO2)4.00102 moln(MgO)5.00102 moln(H2O)5.00102 moln(MgO)n(CO2)n(H2O)5.001024.001025.00102545碱式碳酸镁的化学式为Mg(OH)24MgCO34H2O。(4)升高9据报道，有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在氧气存在下的酸性溶液中，能将黄铜矿(CuFeS2)氧化成硫酸盐，发生的反应为：4CuFeS22H2SO417O2=4CuSO42Fe2(SO4)32H2O(1)CuFeS2中Fe的化合价为2，上述反应中被氧化的元素是_。(2)工业生产中利用上述反应后的溶
10、液，按如下流程可制备胆矾(CuSO45H2O)：分析下列表格(其中Ksp是相应金属氢氧化物的沉淀溶解平衡常数)：Ksp氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pHFe32.610391.93.2Cu22.210204.76.7步骤一应调节溶液的pH范围是_，请运用沉淀溶解平衡的有关理论解释加入CuO能除去CuSO4溶液中Fe3的原因_。步骤三中的具体操作方法是_。答案 (1)Fe、S或铁、硫(2)3.2pH4.7加入CuO与H反应使c(H)减小，c(OH)增大，使溶液中c(Fe3)c3(OH)KspFe(OH)3，导致Fe3生成沉淀而除去蒸发浓缩，冷却结晶，过滤解析 (1)CuFeS2中F
11、e为2价，Cu为2价，S元素为2价，反应后Cu元素化合价不变，Fe元素变为3价，S元素变为6价，故被氧化的元素是Fe和S。(2)步骤一调节溶液pH的目的是将Fe3全部沉淀出来，而Cu2不能沉淀，故应调节pH的范围为3.2pH4.7；步骤三中是将硫酸铜溶液变为硫酸铜晶体，故采用的方法是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤。10食盐中的抗结剂是亚铁氰化钾，其化学式为K4Fe(CN)63H2O。42.2 g K4Fe(CN)63H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度的变化曲线)如下图所示。试回答下列问题：(1) 试确定150 时固体物质的化学式_。(2) 查阅资料知：虽然亚铁氰化钾自身毒性很低，但其水
12、溶液与酸反应放出极毒的氰化氢(HCN)气体；亚铁氰化钾加热至一定温度时能分解产生氰化钾(KCN)。据此判断，烹饪食品时应注意的问题为_。(3) 在25 时，将a molL1的KCN溶液与0.01 molL1的盐酸等体积混合，反应达到平衡时，测得溶液pH7，则KCN溶液的物质的量浓度a_0.01 molL1(填“”、“”或“”)；用含a的代数式表示HCN的电离常数Ka_。(4)在Fe2、Fe3的催化作用下，可实现2SO2O22H2O=2H2SO4的转化。已知，含SO2的废气通入含Fe2、Fe3的溶液中时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2O24H=4Fe32H2O，则另一个反应的离子方程式为_。
13、上述转化的重要意义在于_。(5)已知Fe(OH)3的溶度积常数Ksp1.11036。室温时在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液，当溶液pH为3时，通过计算说明Fe3是否沉淀完全_。(提示：当某离子浓度小于105 molL1时可以认为该离子沉淀完全)解析(1)对于加热失去结晶水的研究，注意开始时质量变化为失去水的质量：K4Fe(CN)63H2OK4Fe(CN)6xH2O(3x)H2O13x01 mol0.3 molx0则150 时固体物质的化学式为K4Fe(CN)6。(2)为防止有毒的HCN和KCN生成，应避免与酸性物质接触和控制烹饪温度。(3)由于KCNHCl=HCNKCl，当反应后pH7，则溶
14、液中有过量的KCN，故a0.01 molL1由溶液中电荷守恒得：c(K)c(H)c(OH)c(CN)c(Cl)，又因为pH7，则c(H)c(OH)，故c(K)c(CN)c(Cl)0.5a molL1由物料守恒得：c(K)c(CN)c(HCN)，则c(HCN)c(Cl)0.005 molL1c(CN)(0.5a0.005)molL1平衡常数Kc(CN)c(H)/c(HCN)(0.5a0.005)107/0.005 molL1。答案(1)K4Fe(CN)6(2)避免与醋等酸性物质一起烹饪；控制烹饪温度不超过400 (3)(0.5a0.005)107/0.005 molL1(4)2Fe3SO22H2
15、O=2Fe2SO424H变废为宝，消除污染(5)c(Fe3)1.1103 molL11105 molL1，故Fe3没有沉淀完全11难溶性杂卤石(K2SO4MgSO42CaSO42H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO42CaSO42H2O(s)2Ca2(aq)2K(aq)Mg2(aq)4SO42(aq)2H2O为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：(1)滤渣主要成分有_和_以及未溶杂卤石。(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K的原因：_。(3)“除杂”环节中，先加入_溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入_溶
16、液调滤液pH至中性。(4)不同温度下，K的浸出浓度与溶浸时间的关系如图。由图可得，随着温度升高，_，_。(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO4(s)CO32CaCO3(s)SO42已知298 K时，Ksp(CaCO3)2.80109，Ksp(CaSO4)4.90105，求此温度下该反应的平衡常数K(计算结果保留三位有效数字)。解析(1)根据杂卤石在水中的电离平衡，可以判断滤渣应为氢氧化镁和硫酸钙。(3)浸出液中有大量Ca2及OH，可加K2CO3溶液及H2SO4溶液除杂。(4)图中显示随着温度升高，K的浸出浓度增大，浸出速率加快。答案(1)Mg(OH)2CaSO4(二者位置互换也正确)(2)加入Ca(OH)2溶液后，生成Mg(OH)2、CaSO4沉淀，溶液中Mg2浓度减小，使平衡右移(3)K2CO3H2SO4(4)溶浸达到平衡的时间缩短平衡时K的浸出浓度增大(其他合理答案也给分)(5)CaSO4(s)Ca2(aq)SO42(aq)Ksp(CaSO4)c(Ca2)c(SO42)CaCO3(s)Ca2(aq)CO32(aq)Ksp(CaCO3)c(Ca2)c(CO32)K1.75104
