1、二十六 沉淀溶解平衡原理的应用【基础通关】(40分钟 70分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分)1下列化学原理的应用，主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是()Al(OH)3具有两性误将钡盐BaCl2、Ba(NO3)2当作食盐食用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒蛋壳能溶于食醋碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡能A BC D【解析】选 D。HAlO2 H2OAl(OH)3Al33OH，加强酸或强碱分别使上述平衡向碱式电离或酸式电离方向移动；因能形成更难溶解的BaSO4 而解毒；CaCO3(s)Ca2(aq)CO23(aq)，加入 CH3COOH，与 CO23反应，使平衡正向移动；BaC
2、O3 能溶于胃酸，而 BaSO4 不能。2在pH为45的环境中，Cu2、Fe2不能生成沉淀，而Fe3几乎完全沉淀。工业上制取CuCl2是将浓盐酸用蒸气加热到80 左右，再慢慢加入粗氧化铜(含杂质FeO)，充分搅拌使之溶解，欲除去溶液中的杂质离子，下列方法正确的是()A加入纯Cu将Fe2还原B向溶液中加入(NH4)2S使Fe2沉淀C直接加水加热使杂质离子水解除去D.在溶液中通入Cl2，再加入CuO粉末调节pH为45【解析】选D。A项，Cu与Fe2不反应；B项，引入新杂质，且Cu2转化为CuS；C项，直接加水加热Cu2也会发生水解；D项，通入Cl2，把Fe2氧化为Fe3，再加入CuO调节pH为45
3、，使Fe3沉淀完全即可。3实验室测定水体中氯离子的含量时常使用AgNO3溶液滴定法，已知在25 时几种银盐的Ksp：难溶盐AgClAgBrAgIAg2CrO4Ag2CO3 Ksp1.810105.410138.510171.1210128.11012 颜色白色淡黄色黄色砖红色白色可用作滴定Cl的指示剂的是()AK2CrO4 BNa2CO3CNaBr DNaI【解析】选A。硝酸银溶液滴定氯离子，当氯离子消耗完后，银离子应与指示剂反应，生成一种有色沉淀，那么选择的指示剂的阴离子应在氯离子之后沉淀，由于溴化银和碘化银的Ksp均小于氯化银的Ksp，所以不能选择溴化钠和碘化钠；碳酸银沉淀为白色，无法与氯
4、化银沉淀区分，只能选择K2CrO4作指示剂，A项正确。4一定温度下，向盛有Mg(OH)2悬浊液的试管中滴加2滴0.1 molL1 FeCl3溶液，静置、观察。下列结论错误的是()A实验中观察到红褐色沉淀生成，说明发生了沉淀的转化B反应前后c(OH)保持不变C由现象可知，Fe3更易与OH结合DFe(OH)3 的Kspc(Fe3)c3(OH)【解析】选 B。氢氧化镁悬浊液中滴加 2 滴 0.1 molL1 FeCl3 溶液，Mg(OH)2 转化为溶解度更小的 Fe(OH)3 沉淀，其反应的离子方程式为 3Mg(OH)22Fe3=3Mg22Fe(OH)3，实验中生成红褐色的 Fe(OH)3 沉淀，说
5、明氢氧化镁沉淀转化为氢氧化铁沉淀，A 项正确；该过程发生了反应：3Mg(OH)22Fe3=3Mg22Fe(OH)3，c(Mg2)增大，由 Ksp 公式可知 c(OH)减小，B 项错误；实验中氢氧化镁沉淀转化为氢氧化铁沉淀，说明 Fe3比 Mg2更易结合 OH，C 项正确；由溶度积的概念可知，Fe(OH)3 的 Kspc(Fe3)c3(OH)，D 项正确。5实验：0.1 molL1 AgNO3溶液和0.1 molL1 NaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；向滤液b中滴加0.1 molL1 KI溶液，出现浑浊；向沉淀c中滴加0.1 molL1 KI溶液，沉淀变为黄色。下列分
6、析不正确的是()A浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)B滤液b中不含有AgC中颜色变化说明AgCl转化为AgID实验可以证明AgI比AgCl更难溶【解析】选 B。A.向二者恰好反应后的滤液 b 中滴加 0.1 molL1 KI 溶液出现碘化银沉淀，则说明浊液 a 中存在沉淀溶解平衡，A 正确。B.向滤液 b 中加入 0.1 molL1 KI 溶液，出现浑浊，则说明 b 中含有 Ag，B 错误。C.中颜色变化是沉淀进行了转化，即 AgCl 转化为 AgI，C 正确。D.因 AgCl 沉淀能转化为 AgI 沉淀，所以Ksp(AgI)Ksp(AgCl)，AgI 更难溶，D
7、 正确。6(2021武汉高二检测)在t时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t时AgCl的Ksp41010，下列说法不正确的是()A在t时，AgBr的Ksp为4.91013B在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点变到b点C图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液D在t时，AgCl(s)Br(aq)AgBr(s)Cl(aq)平衡常数K816【解析】选 B。根据图中 c 点的 c(Ag)和 c(Br)可得该温度下 AgBr 的 Ksp 为 4.91013，A 正确。在 AgBr 饱和溶液中加入 NaBr 固体后，c(Br)增大，溶解平衡逆向移动，c(Ag)减小，故 B 错。在
8、 a 点时 Q7.421011 时，也可以生成 MgF2 沉淀，即由 Mg(OH)2 转化为MgF2，故 D 项错误。二、非选择题(本题包括 1 小题，共 22 分)9金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的 pH，达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同 pH 下的溶解度(S/molL1)如图所示。(1)pH3时溶液中铜元素的主要存在形式是_。(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3，应该控制溶液的pH_。A1 B4左右 C6(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2杂质，_(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是_。(4)已知一些难溶物
9、的溶度积常数如下表：物质FeSMnSCuS Ksp1.5910194.6510141.31035 物质PbSHgSZnS Ksp3.410286.410331.61024为除去某工业废水中含有的Cu2、Pb2、Hg2杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的_。ANaOH BFeS CNa2S【解析】(1)由图可知，在pH3时溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀，铜元素以Cu2形式存在。(2)要除去Fe3的同时必须保证Cu2不能沉淀，因此pH应保持在4左右。(3)从图示关系可看出，Co2和Ni2沉淀的pH范围相差太小，不能通过调节溶液pH而除去Ni(NO3)2溶液中的Co2。(4)要使三种离子生成沉淀，
10、最好选择难溶于水的FeS，使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时又不会引入其他离子。答案：(1)Cu2(2)B(3)不能 Co2和Ni2沉淀的pH范围相差太小(4)B【能力进阶】(20分钟 30分)一、选择题(本题包括1小题，共10分)10(2021大庆高二检测)T 下，三种硫酸盐MSO4(M：Pb2、Ba2、Sr2)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知p(M)lgc(M)，p(SO24)lgc(SO24)。下列说法正确的是()A溶度积：BaSO4PbSO4SrSO4BY点对应的SrSO4是不饱和溶液，能继续溶解SrSO4CZ点对应的溶液中c(Ba2)c(SO24)，c(Ba2)c(S
11、O24)等于11025DBaSO4不可能转化成PbSO4【解析】选 B。A.p(M)lgc(M)，pM 越大，Pb2、Ba2、Sr2的浓度越小；p(SO24)lgc(SO24)，p(SO24)越大，c(SO24)越小；所以溶度积 Kspc(M)c(SO24)，所以溶度积 BaSO4PbSO4SrSO4，故 A 错误；B.由图可知 Y 点对应的 SrSO4溶液，c(Sr2)c(SO24)Ksp(SrSO4)，所以为不饱和溶液，能继续溶解 SrSO4，故B 正确；C.由图可知 Z 点对应溶液中 c(Ba2)c(SO24)，温度不变，Ksp 不变，Z点和 C 点的溶度积相等，c(Ba2)c(SO24
12、)105.0105.01010.0，故 C 错误；D.由图可知，Ksp(BaSO4)Ksp(PbSO4)，但增大 Pb2的浓度，即 c(Pb2)c(SO24)Ksp(PbSO4)，可使 BaSO4 转化为 PbSO4，故 D 错误。【互动探究】(1)你能求出 PbSO4 的 Ksp 吗？提示：Kspc(Pb2)c(SO24)103.8103.8107.6。(2)Y 点对应的 PbSO4 溶液是否为饱和溶液？为什么？提示：对于 Y 点，c(Pb2)与 c(SO24)浓度均大于 B 点，所以 QKsp，所以此时为 PbSO4 的过饱和溶液。二、非选择题(本题包括1小题，共20分)11以下是25 时
13、几种难溶电解质的溶解度：难溶电 解质 Mg(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 溶解 度/g 910-4 1.710-6 1.510-4 3.010-9 在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如：为了除去氯化铵中的杂质Fe3，先将混合物溶于水，加入一定量的试剂反应，过滤结晶。为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3，先将混合物溶于水，加入足量的Mg(OH)2，充分反应，过滤结晶。为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2，先将混合物溶于水，加入一定量的H2O2，将Fe2氧化成Fe3，调节溶液的pH4，过滤结晶。请回答下列问题：(1)上述三个除杂方案都能够达到很
14、好效果，Fe2、Fe3都被转化为_而除去。(2)中加入的试剂应该选择_为宜。(3)中除去Fe3所发生的总反应的离子方程式为_。(4)下列与方案相关的叙述中，正确的是_(填字母)。AH2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染B将Fe2氧化为Fe3的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤C调节溶液pH4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜DCu2可以大量存在于pH4的溶液中E在pH4的溶液中Fe3一定不能大量存在【解析】中为了不引入杂质离子，应加入氨水使Fe3沉淀，而不能用NaOH溶液。中根据溶解度表可明确Mg(OH)2能较容易转化为Fe(OH)3，因此在MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2可除去Fe3，然后将沉淀一并过滤。中利用高价阳离子Fe3极易水解的特点，据题意可知调节溶液的pH4可使Fe3沉淀完全，为了不引入杂质离子，因此可使用CuO、Cu(OH)2、CuCO3或碱式碳酸铜等调节溶液的pH。答案：(1)氢氧化铁 (2)氨水(3)2Fe33Mg(OH)2=3Mg22Fe(OH)3(4)ACDE
