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1、1 训练训练 9沉淀反应的应用沉淀反应的应用 基础过关 一、沉淀溶解平衡的应用 1 工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法都正确的是 ()选项 污染物 处理措施 方法类别 A 废酸 加生石灰中和 物理法 B Cu2等重金属离子 加硫酸盐沉降 化学法 C 含苯废水 用活性炭吸附 物理法 D 含纯碱的废水 加石灰水反应 化学法 2.25 时，已知下列三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。下列关于常温时的有关叙述正确的是()A硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增
2、大 B将足量的 ZnSO4晶体加入到 0.1 molL1的 Na2S 溶液中，Zn2的浓度最大只能达到1.61023 molL1 C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 3 已知：25 时，KspMg(OH)25.611012，KspMgF27.421011。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，Mg(OH)2的悬浊液加入少量的 NH4Cl 固体，c(Mg2)增大 C25
3、 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 MgF2 4 已知几种难溶电解质的溶度积常数 Ksp(25)见下表：难溶 电解质 AgCl AgBr AgI Ag2SO4 Ag2CrO4 Ksp 1.81010 5.41013 8.51017 1.4 105 1.12 1012 下列叙述不正确的是 ()A由溶度积常数可判断在相同条件下一些物质的溶解性大小 B 将等体积的 4103 molL1的 AgNO3溶
4、液和 4103 molL1的 K2CrO4溶液混合，有 Ag2CrO4沉淀产生 2 C向 AgCl 的悬浊液中滴加饱和 NaBr 溶液可以得到黄色 AgBr 悬浊液 D向 100 mL 0.1 molL1的 Na2SO4溶液中加入 1 mL 0.1 molL1的 AgNO3溶液，有白色沉淀生成 5 根据实验回答问题：(1)在一支试管中加入 2 mL 0.1 molL1的 ZnSO4溶液，再滴加 1 molL1的 Na2S 溶液可观察到的现象是_。(2)静置后倾去上层清液，并用蒸馏水洗涤沉淀 23 次，然后向白色沉淀中滴加适量的0.1 molL1的 CuSO4溶液，振荡试管。观察到的现象是_。(
5、3)上述实验中反应的离子方程式是 _。_。(4)试用沉淀溶解平衡的原理分析解释(2)中实验现象的变化。二、分步沉淀 6 在 Cl和 CrO24离子浓度都是 0.100 molL1的混合溶液中逐滴加入 AgNO3溶液(忽略体积改变)时，问 AgCl 和 Ag2CrO4哪一种先沉淀？当 Ag2CrO4开始沉淀时，溶液中 Cl离子浓度是多少？已知：Ksp(AgCl)1.561010 Ksp(Ag2CrO4)9.01012。7 一溶液中含有 Fe3和 Fe2，它们的浓度都是 0.050 molL1。如果要求 Fe3沉淀完全而Fe2不生成沉淀 Fe(OH)2，需控制 pH 在何范围？已知：KspFe(O
6、H)31.11036 KspFe(OH)21.641014(提示：当某离子浓度小于 105 molL1时可以认为该离子沉淀完全了)8 试利用平衡移动原理解释下列事实：(1)FeS 不溶于水，但能溶于稀盐酸中_ _。(2)分别用等体积的蒸馏水和 0.010 molL1硫酸洗涤 BaSO4沉淀，用水洗涤造成 BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤造成的损失量_ _。能力提升 9 某小型化工厂生产皓矾(ZnSO47H2O)的工艺流程如下图所示：3 已知：开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的 pH 范围分别为 Fe(OH)3：2.73.7；Fe(OH)2：7.69.6；Zn(OH)2：5.78.0。试回答下列
7、问题：(1)加入的试剂应是_，其目的是_。(2)加入的试剂，供选择使用的有：氨水、NaClO 溶液、20%H2O2溶液、浓硫酸、浓硝酸等，应选用_，其理由是_。(3)加入的试剂是_，目的是_。10已知在 25 的水溶液中，AgX、AgY、AgZ 均难溶于水，但存在溶解平衡。当达到平衡时，溶液中离子浓度的乘积是一个常数(此常数用 Ksp表示，Ksp和水的 Kw相似)。如：AgX(s)Ag(aq)X(aq)Ksp(AgX)c(Ag)c(X)1.81010 AgY(s)Ag(aq)Y(aq)Ksp(AgY)c(Ag)c(Y)1.01012 AgZ(s)Ag(aq)Z(aq)Ksp(AgZ)c(Ag)
8、c(Z)8.71017(1)根据以上信息，判断 AgX、AgY、AgZ 三者的溶解度(用已被溶解的溶质的物质的量/1 L 溶液表示)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为_ _。(2)若向 AgY 的饱和溶液中加入少量的 AgX 固体，则 c(Y)_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)在 25 时，若取 0.188 g 的 AgY(相对分子质量 188)固体放入 100 mL 水中(忽略溶液体积的变化)，则溶液中 Y的物质的量浓度为_。(4)由上述 Ksp判断，在上述(3)的体系中，能否实现 AgY 向 AgZ 的转化，并简述理由：_ _。11 工业废水中常含有一定量的 C
9、r2O27和 CrO24，它们会对人类及生态系统产生很大危害，必须进行处理。还原沉淀法是常用的一种方法，其过程如下：CrO24 H 转化Cr2O27 Fe2 还原Cr3 OH 沉淀Cr(OH)3(1)转化过程中存在平衡：2CrO242HCr2O27H2O。能说明该反应达平衡状态的是_。aCr2O27和 CrO24的浓度相同 b2v(Cr2O27)v(CrO24)4 c溶液的 pH 保持不变(2)若 1 L 废水转化后所得溶液中含铬元素的质量为 28.6 g，CrO24有1011转化为Cr2O27(已知铬的相对原子质量为 52)。转化后所得溶液中 c(Cr2O27)_。已知：常温时该反应的平衡常
10、数 K1014。上述转化后所得溶液的 pH_。(3)若在还原过程中还原 1 mol Cr2O27，需要_mol 的 FeSO47H2O。(4)沉淀过程中生成的 Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)Cr3(aq)3OH(aq)，常温下，Cr(OH)3的溶度积 Ksp1032，要使 c(Cr3)降至 105 molL1，溶液的 pH 应调至_。拓展探究 12难溶性杂卤石(K2SO4MgSO42CaSO42H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO42CaSO42H2O(s)2Ca22KMg24SO242H2O 为能充分利用钾资源，用饱和 Ca(OH)2
11、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见右图。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)CO23CaCO3(s)SO24 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
12、字)。5 答案答案 1 D2C3B4D 5(1)有白色沉淀生成(2)白色沉淀变为黑色沉淀(3)Zn2S2=ZnS ZnS(s)Cu2=CuS(s)Zn2(4)第一次生成的白色沉淀为 ZnS，在水中建立了沉淀溶解平衡：ZnS(s)Zn2(aq)S2(aq)，Ksp1.61024，此时 QcKsp(ZnS)。加入 CuSO4溶液后，Cu2、S2的离子积Qc大于 Ksp(CuS)。Ksp(CuS)1.31036；故 Cu2、S2结合生成 CuS 沉淀，即 ZnS 白色沉淀转化为溶度积更小的 CuS 黑色沉淀。6 AgCl 先沉淀；当 Ag2CrO4开始沉淀时，溶液中 Cl离子浓度是 1.64105
13、molL1 7 溶液的 pH 控制在 3.77.8 之间。8(1)FeS(s)Fe2(aq)S2(aq)，加入稀盐酸后，S22H=H2S，破坏了 FeS 的溶解平衡，使上述平衡向正方向移动，故 FeS 溶解(2)BaSO4(s)Ba2(aq)SO24(aq)，用水洗涤使 BaSO4的溶解平衡向正反应方向移动，造成 BaSO4的损失；而用 H2SO4洗涤，H2SO4=2HSO24，SO24的存在抑制了BaSO4的溶解，故 BaSO4的损失量少 9(1)Zn将 Cu2、Fe3、Fe2等杂质离子除去(2)20%H2O2溶液H2O2作氧化剂，可将 Fe2氧化为 Fe3，且不引入其他杂质(3)ZnO或
14、Zn(OH)2(答案合理即可)调节溶液的 pH，使 Fe3转化为 Fe(OH)3沉淀 10(1)S(AgX)S(AgY)S(AgZ)(2)减小(3)1.0106 molL1(4)能，因为 Ksp(AgY)1.01012Ksp(AgZ)8.71017 11(1)c(2)0.25 molL16(3)6(4)5 12(1)Mg(OH)2CaSO4(2)加入 Ca(OH)2溶液，Mg2与 OH结合生成 Mg(OH)2沉淀，Mg2浓度减小，平衡正向移动，K增多(3)K2CO3H2SO4(4)溶浸平衡向右移动K的溶浸速率增大(5)CaSO4(s)CO23CaCO3(s)SO24的平衡常数 KcSO24cCO23，据 Ksp(CaSO4)、Ksp(CaCO3)可知，c(SO24)KspCaSO4cCa2，c(CO23)KspCaCO3cCa2，则有 KcSO24cCO23KspCaSO4KspCaCO34.90 1052.80 1091.75104。
