2019-2020年高三化学一轮总复习 第八章 第4讲 难溶电解质的溶解平衡 新人教版.doc

2019-2020年高三化学一轮总复习 第八章 第4讲 难溶电解质的溶解平衡 新人教版考纲要求1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.了解难溶电解质的沉淀转化的本质。考点一沉淀溶解平衡及应用1沉淀溶解平衡(1)沉淀溶解平衡的概念在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。(2)溶解平衡的建立固体溶质溶液中的溶质v溶解v沉淀，固体溶解v溶解v沉淀，溶解平衡v溶解0为例外界条件移动方向平衡后c(Ag)平衡后c(Cl)Ksp升高温度正向增大增大增大加水稀释正向减小减小不变加入少量AgNO3逆向增大减小不变通入HCl逆向减小增大不变通入H2S正向减小增大不变(5)电解质在水中的溶解度20 时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：2沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成调节pH法如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至78，离子方程式为Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH。沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2，离子方程式为H2SCu2=CuS2H。(2)沉淀的溶解酸溶解法如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO32H=Ca2H2OCO2。盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)22NH=Mg22NH3H2O。氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。配位溶解法如AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl2NH3H2O=Ag(NH3)2Cl2H2O。(3)沉淀的转化实质：沉淀溶解平衡的移动(沉淀的溶解度差别越大，越容易转化)。应用：锅炉除垢、矿物转化等。深度思考1沉淀的溶解平衡是怎样建立的？勒夏特列原理是否适用于该平衡？答案难溶电解质的溶解度虽然很小，但不可能为零(完全不溶解)，溶液中的离子结合成难溶电解质时，也不可能完全进行到底。故难溶电解质在水中会建立如下平衡：MmAn(s)mMn(aq)nAm(aq)。勒夏特列原理同样适用于沉淀溶解平衡。2难溶的氯化银在水中也存在着溶解平衡AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)，怎样用实验证明溶液中可以同时存在着少量的Ag和Cl？答案取适量的AgCl溶解于试管中，滴加酸化的AgNO3溶液，生成白色沉淀，证明溶液中含Cl，另取适量AgCl溶解于试管中，滴加Na2S溶液，生成黑色沉淀，证明溶液中含Ag。3(1)0.1 molL1的盐酸与0.1 molL1的AgNO3溶液等体积混合完全反应后溶液中含有的微粒有_。(2)下列方程式AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)、AgCl=AgCl、CH3COOHCH3COOH各表示什么意义？答案(1)H2O、H、OH、Ag、Cl、NO、AgCl(2)AgCl的溶解平衡；AgCl是强电解质，溶于水的AgCl完全电离；CH3COOH的电离平衡。4(1)在实验室中怎样除去NaCl溶液中的BaCl2?(2)怎样除去AgI中的AgCl?答案(1)向溶液中加入过量的Na2CO3溶液充分反应过滤，向滤液中加适量盐酸。(2)把混合物与饱和KI溶液混合，振荡静置，溶度积大的AgCl就慢慢转化为溶度积小的AgI。5试用平衡移动原理解释下列事实：(1)BaCO3不溶于水，为什么不能作钡餐？(2)CaCO3难溶于稀H2SO4，却能溶于醋酸中；(3)分别用等体积的蒸馏水和0.01 molL1的盐酸洗涤AgCl沉淀，用水洗涤造成的AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。答案(1)BaCO3(s)Ba2(aq)CO(aq)，HCl=HCl，2HCO=H2OCO2，盐酸电离的H与BaCO3产生的CO结合生成CO2和H2O，破坏了BaCO3的溶解平衡，c(Ba2)增大，引起人体中毒。(2)CaCO3(s)Ca2(aq)CO(aq)，H2SO4=SO2H，因为生成的CaSO4溶解度较小，会附在CaCO3的表面，阻止平衡的右移。而CH3COOHCH3COOH生成的醋酸钙易溶于水；当H与CO结合生成CO2和H2O时，CaCO3的溶解平衡右移。(3)用水洗涤AgCl，AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)平衡右移，AgCl的质量减少，用HCl洗涤AgCl，稀释的同时HCl电离产生的Cl会使平衡左移，AgCl减少的质量要小些。题组一沉淀溶解平衡及其影响因素1有关AgCl的沉淀溶解平衡的说法正确的是()AAgCl沉淀生成和溶解同时在不断进行，且速率相等BAgCl难溶于水，溶液中没有Ag和ClC只要向含有AgCl的饱和溶液中加入盐酸，一定会有沉淀生成D向含有AgCl的悬浊液中加入NaBr固体，AgCl沉淀不变化答案A解析A项，沉淀溶解平衡是一个动态平衡，正确；B项，沉淀溶解平衡存在，则肯定存在Ag和Cl，故不正确；C项，如果加入盐酸后溶液中Cl的浓度小于原饱和溶液中的Cl浓度，则不产生沉淀；D项，向含有AgCl的悬浊液中加入NaBr固体，AgCl沉淀会转变为AgBr沉淀。2已知溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)HKsp：溶液过饱和，有沉淀析出QcKsp：溶液饱和，处于平衡状态QcKsp，有沉淀生成。2利用生成沉淀的方法能否全部除去要沉淀的离子？答案不可能将要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1105 molL1时，沉淀已经完全。3下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是()A常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小B溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp减小C溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp增大D常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变答案D解析温度不变，溶度积常数不变，故A项不正确；大多数的难溶物温度升高，Ksp增大，但也有少数物质相反，故B、C均不正确。(1)溶解平衡一般是吸热的，温度升高平衡右移，Ksp增大，但Ca(OH)2相反。(2)对于溶解平衡：AmBn(s)mAn(aq)nBm(aq)，Kspcm(An)cn(Bm)，对于相同类型的物质，Ksp的大小，反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小，也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。与平衡常数一样，Ksp与温度有关。不过温度改变不大时，Ksp变化也不大，常温下的计算可不考虑温度的影响。题组一溶度积的有关计算及应用1在25 时，FeS的Ksp6.31018，CuS的Ksp1.31036，ZnS的Ksp1.31024。下列有关说法中正确的是()A25 时，CuS的溶解度大于ZnS的溶解度B25 时，饱和CuS溶液中Cu2的浓度为1.31036 molL1C向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S，只有FeS沉淀生成D除去某溶液中的Cu2，可以选用FeS作沉淀剂答案D解析1 L溶液中溶解的CuS的质量为101896 g，同理1 L溶液中溶解的ZnS的质量为101297 g，所以CuS的溶解度小于ZnS的溶解度，A、B错误；FeS的Ksp大于ZnS，所以C选项应只有ZnS生成；D选项依据沉淀的转化，溶度积大的FeS可以转化为溶度积小的CuS。2(1)已知Ksp(AgCl)1.81010，则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液，溶液中的c(Ag)是多少？(2)已知KspMg(OH)21.81011，则将Mg(OH)2放入蒸馏水中形成饱和溶液，溶液的pH为多少？(3)在0.01 molL1的MgCl2溶液中，逐滴加入NaOH溶液，刚好出现沉淀时，溶液的pH是多少？当Mg2完全沉淀时，溶液的pH为多少？答案(1)由AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)知c(Ag)c(Cl)所以Ksp(AgCl)1.81010c(Ag)c(Cl)c2(Ag)解得c(Ag)1.3105molL1(2)由Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)知KspMg(OH)21.81011c(Mg2)c2(OH)c2(OH)解得c(OH)3.3104molL1所以c(H)3.01011molL1所以pH10.5(3)由KspMg(OH)21.81011c(Mg2)c2(OH)0.01c2(OH)c(OH)4.2105molL1c(H)2.41010molL1所以pH9.6，即当pH9.6时，开始出现Mg(OH)2沉淀。由于一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1105molL1时，沉淀已经完全。故Mg2完全沉淀时有：1105c2(OH)1.81011所以c(OH)1.34103molL1c(H)7.461012 molL1所以pH11.13已知Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(Ag2CrO4)1.91012，现在向0.001 molL1 K2CrO4和0.01 molL1 KCl混合液中滴加0.01 molL1 AgNO3溶液，通过计算回答：(1)Cl、CrO谁先沉淀？(2)刚出现Ag2CrO4沉淀时，溶液中Cl浓度是多少？(设混合溶液在反应中体积不变)答案(1)Cl先沉淀(2)4.13106 molL1解析由Ksp(AgCl)c(Ag)c(Cl)得c(Ag) molL11.8108 molL1。由Ksp(Ag2CrO4)c2(Ag)c(CrO)，得c(Ag)molL14.36105molL1，生成AgCl沉淀需c(Ag)小于生成Ag2CrO4沉淀时所需c(Ag)，故Cl先沉淀。刚开始生成Ag2CrO4沉淀时，c(Cl)molL14.13106 molL1。题组二溶度积与溶解平衡曲线4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)的平衡常数K816答案B解析根据图中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a点时QcKsp，故为AgBr的不饱和溶液，C正确。选项D中Kc(Cl)/c(Br)Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr)，代入数据得K816，D正确。5.已知25 时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，向100 mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400 mL 0.01 molL1 Na2SO4溶液，下列叙述正确的是 ()A溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中c(SO)比原来的大B溶液中无沉淀析出，溶液中c(Ca2)、c(SO)都变小C溶液中析出CaSO4固体沉淀，溶液中c(Ca2)、c(SO)都变小D溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c(SO)比原来的大答案D解析本题是一道考查沉淀溶解平衡的图像题。由题意知，Ksp(CaSO4)c(Ca2)c(SO)3.01033.01039106，CaSO4饱和溶液中c(Ca2)c(SO)3.0103 molL1。加入400 mL 0.01 molL1 Na2SO4溶液后，c(Ca2)6104 (molL1)，c(SO)8.6103(molL1)，Qcc(Ca2)c(SO)61048.61035.16106Ksp(CaCO3)，因此X为CaCO3，A正确；Ca2反应完后剩余浓度大于1.0105 molL1，则滤液M中存在Mg2、Ca2，B不正确；pH11.0时可求得c(OH)103 molL1，KspMg(OH)25.611012，c(Mg2)1.0105，因此N中只存在Ca2不存在Mg2，C不正确；加入4.2 g NaOH固体时沉淀物应是Mg(OH)2，D错误。3(xx山东理综，15)某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是()AKspFe(OH)3KspCu(OH)2B加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点Cc、d两点代表的溶液中c(H)与c(OH)乘积相等DFe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和答案B解析根据题意，图中曲线为沉淀溶解平衡曲线，曲线上的所有点对应的溶液都是达到沉淀溶解平衡的溶液，D正确；选取曲线上的b、c两点，当溶液中两种阳离子浓度相同时，Fe(OH)3饱和溶液中的OH浓度小于Cu(OH)2饱和溶液中的OH浓度，所以KspFe(OH)3KspCu(OH)2，A正确；向Fe(OH)3饱和溶液中加入NH4Cl固体，促进了氢氧化铁的溶解，溶液中铁离子浓度增大，B错误；由于一定温度下的水溶液中，水的离子积是一个常数，所以c、d两点代表的溶液中c(H)与c(OH)乘积相等，C正确。4xx山东理综，28(3)在25 下，向浓度均为0.1 molL1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离子方程式为_。已知25时KspMg(OH)21.81011，KspCu(OH)22.21020。答案Cu(OH)2Cu22NH3H2O=Cu(OH)2 2NH解析因为KspCu(OH)2(2)xx浙江理综，26(1)已知：I22S2O=S4O2I相关物质的溶度积常数见下表：物质Cu(OH)2Fe(OH)3CuClCuIKsp2.210202.610391.71071.31012某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，为得到纯净的CuCl22H2O晶体，加入_，调至pH4，使溶液中的Fe3转化为Fe(OH)3沉淀，此时溶液中的c(Fe3)_。过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl22H2O晶体。答案Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3或CuO或CuCO326109 molL1解析Fe(OH)3、Cu(OH)2的Ksp分别为2.61039、2.21020，则Fe3、Cu2开始产生沉淀时c(OH)分别为2.971010 molL1、3.53107 molL1。除去酸性CuCl2溶液中的少量FeCl3，可加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3或CuO或CuCO3调节溶液的pH，使Fe3先转化为沉淀析出。pH4时，c(H)104 molL1，则c(OH) molL111010 molL1，此时c(Fe3) molL12.6109 molL1。6xx福建理综，24(3)已知25 时，KspFe(OH)32.791039，该温度下反应Fe(OH)33HFe33H2O的平衡常数K_。答案2.79103解析根据氢氧化铁的平衡常数表达式：KspFe(OH)3c(Fe3)c3(OH)，而该反应的平衡常数K的表达式为Kc(Fe3)/c3(H)，又由于25 时水的离子积为Kw11014，从而推得KKspFe(OH)3/(Kw)3，即K2.791039/(11014)32.79103。1下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是()A反应开始时，溶液中各离子浓度相等B沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等C沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变D沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解答案B解析A项反应开始时，各离子的浓度没有必然的关系；C项沉淀溶解达到平衡时溶液中溶质的离子浓度保持不变，但不一定相等；D项沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，由于固体的浓度为常数，故平衡不发生移动。2对饱和AgCl溶液(有AgCl固体存在)进行下列操作后，c(Ag)和Ksp(AgCl)均保持不变的是()A加热 B加少量水稀释C加入少量盐酸 D加入少量AgNO3答案B解析加热促进AgCl固体溶解，c(Ag)和Ksp(AgCl)都增大，A项错；加少量水稀释，由于溶液中存在未溶解的AgCl固体，所以溶液仍饱和，故c(Ag)和Ksp(AgCl)保持不变，B项正确；加入盐酸，Cl会与Ag反应，c(Ag)减小，Ksp不变，C项错；加入AgNO3，c(Ag)增大，Ksp不变，D项错。3已知25 时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp5.61012，MgF2的溶度积常数Ksp7.41011。下列说法正确的是()A25 时，向饱和MgF2溶液中加入饱和NaOH溶液后，不可能有Mg(OH)2生成B25 时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者c(Mg2)大C25 时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2)增大D25 时，Mg(OH)2固体在同体积同浓度的氨水和NH4Cl溶液中的Ksp相比较，前者小答案C解析在Mg(OH)2的悬浊液中存在平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，加入少量NH4Cl固体，其电离出的NH与OH结合为NH3H2O，使沉淀溶解平衡正向移动，故c(Mg2)增大，C正确。4某酸性化工废水中含有Ag、Pb2等重金属离子。有关数据如下：难溶电解质AgIAg2SPbI2Pb(OH)2PbSKsp(25 )8.310126.310507.11091.210153.41026在废水排放之前，用沉淀法除去这两种离子，应该加入的试剂是()A氢氧化钠 B硫化钠C碘化钾 D氢氧化钙答案B解析根据表格中的数据知，硫化银和硫化铅的溶度积很小，故应加入硫化钠除去这两种金属离子。525 时，PbCl2固体在不同浓度盐酸中的溶解度如图。在制备PbCl2的实验中，洗涤PbCl2固体最好选用()A蒸馏水B1.00 molL1盐酸C5.00 molL1盐酸D10.00 molL1盐酸答案B解析观察题图知，PbCl2固体在浓度为1.00 molL1的盐酸中，溶解度最小。6已知AgCl的溶解平衡：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)，下列说法不正确的是()A除去溶液中Ag加盐酸盐比硫酸盐好B加入H2O，溶解平衡不移动C用NaCl溶液代替蒸馏水洗涤AgCl，可以减少沉淀损失D反应2AgCl(s)Na2SAg2S(s)2NaCl说明溶解度：AgClAg2S答案B解析加水能促进AgCl的溶解，平衡向溶解的方向移动，B错误；A项，AgCl难溶，Ag2SO4微溶，正确；C项，NaCl溶液洗涤AgCl沉淀，可抑制AgCl的溶解，正确。溶解度越小，沉淀越易转化，D正确。7常温时，KspMg(OH)21.11011，Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(Ag2CrO4)1.91012，Ksp(CH3COOAg)2.3103，下列叙述不正确的是()A浓度均为0.2 molL1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等体积混合一定产生CH3COOAg沉淀B将0.001 molL1的AgNO3溶液滴入0.001 molL1的KCl和0.001 molL1的K2CrO4溶液中，先产生Ag2CrO4沉淀Cc(Mg2)为0.11 molL1的溶液中要产生Mg(OH)2沉淀，溶液的pH要控制在9以上D在其他条件不变的情况下，向饱和AgCl水溶液中加入NaCl溶液，Ksp(AgCl)不变答案B解析A项，c(Ag)c(CH3COO)0.10.111022.3103，所以有CH3COOAg沉淀生成，正确；B项，使Cl沉淀，所需Ag浓度的最小值为c(Ag)1.8107 molL1，使CrO沉淀所需Ag浓度的最小值为c(Ag)4.36105 molL1，所以先产生AgCl沉淀，不正确；C项，c(OH)105 molL1，所以pH5，所以要产生Mg(OH)2沉淀，pH应控制在9以上；D项，Ksp只受温度影响。8一定温度下，在氢氧化钡的悬浊液中，存在氢氧化钡固体与其电离的离子间的溶解平衡关系：Ba(OH)2(s)Ba2(aq)2OH(aq)。向此种悬浊液中加入少量的氧化钡粉末，下列叙述正确的是()A溶液中钡离子数目减小B溶液中钡离子浓度减小C溶液中氢氧根离子浓度增大DpH减小答案A解析由于温度不变，c(Ba2)、c(OH)不变，但其数目减小。9已知：pAglgc(Ag)，Ksp(AgCl)11012。如图是向10 mL AgNO3溶液中逐渐加入0.1 molL1的NaCl溶液时，溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积(单位mL)变化的图像(实线)。根据图像所得下列结论正确的是提示：Ksp(AgCl)Ksp(AgI)()A原AgNO3溶液的物质的量浓度为0.1 molL1B图中x点的坐标为(100,6)C图中x点表示溶液中Ag被恰好完全沉淀D把0.1 molL1的NaCl换成0.1 molL1 NaI则图像在终点后变为虚线部分答案B解析A项，加入NaCl之前，pAg0，所以c(AgNO3)1 molL1，错误；B项，由于c(Ag)106 molL1，所以Ag沉淀完全，n(NaCl)n(AgNO3)0.01 L1 molL10.01 mol，所以V(NaCl)100 mL，B正确，C错误；若把NaCl换成NaI，由于Ksp(AgI)更小，所以c(Ag)更小，D错误。10已知常温下反应，NH3HNH(平衡常数为K1)，AgClAgCl(平衡常数为K2)，Ag2NH3Ag(NH3)(平衡常数为K3)。、的平衡常数关系为K1K3K2，据此所做的以下推测合理的是()A氯化银不溶于氨水B银氨溶液中加入少量氯化钠有白色沉淀C银氨溶液中加入盐酸有白色沉淀D银氨溶液可在酸性条件下稳定存在答案C解析因为K3K2，所以Ag与NH3的络合能力大于Ag与Cl之间沉淀能力，AgCl溶于氨水，A、B错误；由于K1K3，所以在Ag(NH3)Ag2NH3中加入HCl，HNH3NH，致使平衡右移，c(Ag)增大，AgCl=AgCl，D错误，C正确。11某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。请回答下列问题：(1)下列说法正确的是_(填序号)。A向BaSO4饱和溶液中加入固体Na2SO4可以由a点变到b点B通过蒸发可以由d点变到c点Cd点无BaSO4沉淀生成Da点对应的Ksp大于c点对应的Ksp(2)将100 mL 1 molL1 H2SO4溶液加入100 mL含Ba2 0.137 g的溶液中充分反应后，过滤，滤液中残留的Ba2的物质的量浓度约为_。(3)若沉淀分别用100 mL纯水和100 mL 0.01 molL1的H2SO4溶液洗涤，两种情况下损失的BaSO4的质量之比为_。答案(1)C(2)2.021010 molL1(3)1031解析(1)沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上的任一点如a点和c点均表示BaSO4饱和溶液；曲线上方的任一点均表示过饱和溶液，如b点说明溶液中有BaSO4沉淀析出，此时QcKsp；曲线下方的任一点均表示不饱和溶液，如d点，此时QcKsp，故C正确，D错误；A项，向BaSO4饱和溶液中加入固体Na2SO4，增大了c(SO)，使平衡向生成BaSO4的方向移动，c(Ba2)减小，A错误；B项，蒸发使得溶液体积减小，c(Ba2)和c(SO)均增大，B错误。(2)由图像知BaSO4的Ksp11010。根据离子方程式SOBa2=BaSO4可知SO过量，滤液中c(SO)0.495 molL1，则c(Ba2)2.021010(molL1)。(3)根据BaSO4的Ksp11010可知若用100 mL纯水洗涤，损失的BaSO4的物质的量n(BaSO4)n(Ba2)n(SO)1105 molL10.1 L1106 mol。若用100 mL 0.01 molL1的H2SO4溶液洗涤，损失的BaSO4的物质的量n(BaSO4)n(Ba2)0.10.11109(mol)，由此可得两者的质量之比为1031。12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)如下图所示。(1)pH3时溶液中铜元素的主要存在形式是_(写化学式)。(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3，应该控制溶液的pH为_。A6(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)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：物质FeSMnSCuSPbSHgSZnSKsp6.310182.510131.310363.410286.410531.61024某工业废水中含有Cu2、Pb2、Hg2，最适宜向此工业废水中加入过量的_除去它们(选填序号)。ANaOH BFeS CNa2S答案(1)Cu2(2)B(3)不能Co2和Ni2沉淀的pH范围相差太小(4)B解析(1)由图可知，在pH3时，溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀。(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，操作时无法控制溶液的pH。(4)要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使它们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。1325 时几种难溶电解质的溶解度如表所示：难溶电解质Mg(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3溶解度/g91041.71061.51043.0109沉淀完全时的pH11.16.79.63.7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，再加入一定量的试剂反应，过滤结晶即可；为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶即可；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，过滤结晶即可。请回答下列问题：(1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果，Fe2、Fe3都被转化为_(填化学式)而除去。(2)中加入的试剂应该选择_，其原因是_。(3)中除去Fe3所发生的离子方程式为_。(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答案(1)Fe(OH)3(2)氨水不会引入新的杂质(3)2Fe3(aq)3Mg(OH)2(s)3Mg2(aq)2Fe(OH)3(s)(4)ACDE解析实验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。实验中根据溶解度数据可知Mg(OH)2能转化为Fe(OH)3，因此在MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2除去Fe3，然后将沉淀一并过滤。实验中利用Fe3极易水解的特点，根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等调节溶液的pH。(4)选项B显然是错误的，原因是若不把Fe2氧化为Fe3，当Fe2沉淀完全时，Cu2也沉淀完全。14减少SO2的排放、回收利用SO2已成为世界性的研究课题。我国研究人员设计的利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)吸收高温焙烧废渣产生的SO2来制备硫酸锰的生产流程如下：浸出液的pH2，其中的金属离子主要是Mn2，还含有少量的Fe2、Al3、Ca2、Pb2等其他金属离子。有关金属离子的半径以及形成氢氧化物沉淀时的pH如表所示，阳离子吸附剂吸附金属离子的效果如图所示。离子离子半径(pm)开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe2747.69.7Fe3642.73.7Al3503.84.7Mn2808.39.8Pb21218.08.8Ca299已知PbO2的氧化性大于MnO2的氧化性。请回答下列问题：(1)废渣的主要成分是硫铁矿，1 mol FeS2高温焙烧转移_mol电子。(2)在氧化后的浸出液中加入石灰浆，用于调节浸出液的pH，pH应调节至_。(3)阳离子吸附剂用于除去杂质金属离子。决定阳离子吸附剂吸附效果的因素是_(填写序号)。A溶液的pHB金属离子的电荷C金属离子的半径D吸附时间(4)操作a包括_等过程。答案(1)11(2)4.78.0(3)BCD(4)蒸发、浓缩、结晶解析(1)根据反应：4FeS211O22Fe2O38SO2，可知1 mol FeS2与O2反应，转移11 mol电子。(2)浸出液中含有的Fe2对Mn2的分离具有严重的干扰作用，加入MnO2氧化剂，可将Fe2氧化为Fe3，2Fe2MnO24H=2Fe3Mn22H2O，便于调节溶液的pH，使Fe3等与Mn2分离，观察表中给出的各种离子沉淀时的pH，当pH4.7时，Fe3、Al3完全生成沉淀，而Mn2、Pb2、Ca2没有产生沉淀，当pH8.0时，Pb2开始生成沉淀，而Mn2未沉淀，所以溶液的pH应调节至4.78.0，使Fe3、Al3与Mn2分离，浸出液中剩余的Pb2、Ca2可通过吸附方法除去。(3)对比吸附效果图和离子半径可知，离子半径越大，离子被吸附的吸附率越高。离子所带电荷越少，被吸附的吸附率越高。吸附时间越长，被吸附的吸附率越高。吸附率与溶液的pH没有直接关系。(4)过滤后的滤液为MnSO4溶液，该溶液经蒸发、浓缩、结晶，可得到MnSO4H2O晶体。15欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将Cr2O转化为Cr(OH)3沉淀除去。已知该条件下：离子氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pHFe27.09.0Fe31.93.2Cr36.08.0(1)某含铬废水处理的主要流程如图所示：初沉池中加入的混凝剂是K2SO4Al2(SO4)32H2O，其作用为(用离子方程式表示)_。反应池中发生主要反应的离子方程式是Cr2O3HSO5H=2Cr33SO4H2O。根据“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，此过程中发生主要反应的离子方程式是_、_。证明Cr3沉淀完全的方法是_。(2