高考化学一轮复习8.4难溶电解质的沉淀溶解平衡1含解析.docx
难溶电解质的沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡及其影响因素 1.(2020·大连模拟)常温下,以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等杂质离子,通过添加过量的难溶物MnS,可使杂质离子转化成沉淀并过滤除去,下列说法正确的是()A.过滤后的溶液中一定没有S2-B.MnS难溶于水,可溶于MnCl2溶液中C.加入MnS后生成CuS的离子方程式是Cu2+S2-CuSD.常温时,Ksp(PbS)<Ksp(MnS)【解析】选D。难溶不是不溶,只是溶解度小,故A错误;MnS难溶于水也难溶于MnCl2溶液,故B错误;沉淀转化的离子方程式为Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),故C错误;通过添加过量的难溶电解质MnS,除去Cu2+、Pb2+、Cd2+等离子,是沉淀转化的原理,利用CuS、PbS、CdS比MnS更难溶于水的原理转化,故D正确。2.已知溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)H<0,下列有关该平衡体系的说法正确的是()升高温度,平衡逆向移动向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子,可以向溶液中加入适量的NaOH溶液恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高给溶液加热,溶液的pH升高向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变A.B.C.D.【解析】选A。会生成CaCO3,使Ca2+浓度减小,错误;加入氢氧化钠溶液会使平衡左移,有Ca(OH)2沉淀生成,但Ca(OH)2的溶度积较大,要除去Ca2+,应把Ca2+转化为更难溶的CaCO3,错误;恒温下Ksp不变,加入CaO后,溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液,pH不变,错误;加热,Ca(OH)2的溶解度减小,溶液的pH降低,错误;加入Na2CO3溶液,沉淀溶解平衡向右移动,Ca(OH)2固体转化为CaCO3固体,固体质量增加,正确;加入NaOH固体平衡向左移动,Ca(OH)2固体质量增加,错误。沉淀反应的应用3.要使工业废水中的Pb2+沉淀,可用S2-、S、C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/g1.03×10-41.81×10-71.84×10-14由上述数据可知,沉淀剂最好选用()A.S2-B.SC.CD.以上离子均可【解析】选A。沉淀工业废水中的Pb2+时,生成沉淀的反应进行得越完全越好,由于PbS的溶解度最小,故最好选硫化物作为沉淀剂。4.已知:25 时,Ksp(BaSO4)=1×10-10,Ksp(BaCO3)=1×10-9。(1)医学上进行消化系统的X射线透视时,常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸酸性很强(pH约为1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是(用溶解平衡原理解释) _。 万一误服了少量BaCO3,应尽快用大量0.5 mol·L-1Na2SO4溶液给患者洗胃,如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化,残留在胃液中的Ba2+浓度仅为_mol·L-1。 (2)长期使用的锅炉需要定期除水垢,否则会降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为 _。 请分析CaSO4转化为CaCO3的原理: _。 【解析】(1)BaSO4(s)Ba2+(aq)+S(aq),由于Ba2+、S均不与H+反应,无法使平衡移动。c(Ba2+)=2×10-10mol·L-1。(2)CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq);由平衡CaSO4(s)Ca2+(aq)+S(aq)可知,加入Na2CO3溶液后,C和Ca2+结合生成CaCO3沉淀,c(Ca2+)减小,使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动,发生反应CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq)。答案:(1)对于平衡BaSO4(s)Ba2+(aq)+S(aq),H+不能减少Ba2+或S的浓度,平衡不能向溶解的方向移动2×10-10(2)CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq)CaSO4存在沉淀溶解平衡,加入Na2CO3溶液后,C与Ca2+结合生成CaCO3沉淀,Ca2+浓度减小,使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动1.沉淀先后顺序的判断向溶液中加入沉淀剂,当可能有多种沉淀生成时,哪种沉淀的溶解度最小(当各种沉淀的Ksp表达式相同时,Ksp越小,沉淀的溶解度越小),则最先生成该沉淀。如:(1)向含等浓度Cl-、Br-、I-的混合液中加入AgNO3溶液,最先生成的沉淀是AgI。(2)向含等浓度C、OH-、S2-的混合液中加入CuSO4溶液,最先生成的沉淀是CuS。(3)向Mg(HCO3)2溶液中加入适量NaOH溶液,生成的沉淀是Mg(OH)2而不是MgCO3,原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。2.沉淀生成的两大应用(1)分离离子:同一类型的难溶电解质,如AgCl、AgBr、AgI,溶度积小的物质先析出,溶度积大的物质后析出。(2)控制溶液的pH来分离物质,如除去CuCl2中的FeCl3就可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2等物质,将Fe3+转化为Fe(OH)3而除去。 【加固训练】1.为除去MgCl2酸性溶液中的Fe2+,可在一定条件下分步加入两种试剂,过滤后再加入适量盐酸,这种试剂是()A.氯水NH3·H2OB.HNO3NaOHC.KMnO4Na2CO3D.H2O2MgCO3【解析】选D。除去MgCl2溶液中的Fe2+,不能混入新杂质,因此加入的试剂不能带入新的杂质离子,应选D。2.氧化铁是一种重要的无机材料,化学性质稳定,催化活性高,具有良好的耐光性、耐热性和对紫外线的屏蔽性,从某种酸性工业废液(主要含Na+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+、Cl-、S)中回收氧化铁的流程如图所示:已知:常温下KspMg(OH)2=1.2×10-11、KspFe(OH)2=2.2×10-16;KspFe(OH)3=3.5×10-38、KspAl(OH)3=1.0×10-33。(1)写出在该酸性废液中通入空气时发生的反应的离子方程式:_,使用空气的优点是 _。 (2)常温下,在pH=5的溶液中Fe3+存在的最大浓度为_。 (3)有人利用氨水调节溶液pH,在pH=5时将Fe(OH)3沉淀出来,此时可能混有的杂质是_(填化学式,下同),用_试剂可将其除去。 【解析】(1)向酸性废液中通入空气时,Fe2+可被空气中的氧气氧化,反应的离子方程式为4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O;该方法的优点是耗费少且无污染。(2)溶液pH=5,则c(OH-)=10-9 mol·L-1,根据KspFe(OH)3=3.5×10-38,即可计算出 c(Fe3+)为3.5×10-11 mol·L-1。(3)根据KspAl(OH)3=1.0×10-33,可计算出溶液pH=5 时,c(Al3+)=1.0×10-6 mol·L-1<1.0×10-5 mol·L-1,Al3+也完全沉淀,故可能混有的杂质是Al(OH)3;Al(OH)3能溶于强碱,而Fe(OH)3 不溶,故可用NaOH溶液除去Al(OH)3沉淀。答案:(1)4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O耗费少且无污染(2)3.5×10-11 mol·L-1(3)Al(OH)3NaOH
