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易错点 26 沉淀溶解平衡
易错题【01】沉淀溶解平衡图像
(1)明确图像中纵、横坐标的含义:纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
(2)理解图像中线上点、线外点的含义:难溶电解质(以BaSO 沉淀曲线为例说明)Q 和
4 c
K 间的关系有以下三种可能:在曲线上任何一点,Q=K ,沉淀与溶解达到动态平衡,溶
sp c sp
液是饱和溶液。
在曲线右上方Q>K ,溶液处于过饱和,有沉淀析出,直至Q=K 。
c sp c sp
在曲线左下方Q<K ,为不饱和溶液,无沉淀析出,直至Q=K 。
c sp c sp
(3)抓住K 的特点,结合选项分析判断:溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子
sp
浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同。原溶液不饱和时,离子浓度都增大,原溶液
饱和时,离子浓度都不。
易错题【02】有关K 的相关计算
sp
(1)已知溶度积,求溶液中的某种离子的浓度,如K (AgCl)=a的饱和AgCl溶液中,c(Ag+)=√a
sp
mol·L-1。
(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中的另一种离子的浓度,如某温度下AgCl的
K =a,在0.1 mol·L-1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,达到平衡后c(Ag+)=10a mol·L-1。
sp
(3)计算反应的平衡常数,如对于反应Cu2+(aq)+MnS(s) CuS(s)+Mn2+
(aq),K (MnS)=c(Mn2+)·c(S2-),K (CuS)=c(Cu2+)·c(S2-),该反应的平衡常数K=
sp sp
c(Mn2+) K (MnS)
= sp 。
c(Cu2+) K (CuS)
sp
易错题【03】沉淀的生成
(1)利用生成沉淀分离或除去某种离子,首先要使生成沉淀的反应能够发生,其次沉淀生成的
反应进行的越完全越好。如除去溶液中的Mg2+,用NaOH溶液比使用NaCO 溶液好,原因是
2 3
Mg(OH) 的溶解度比MgCO 的小。
2 3
(2)若一种沉淀剂可使溶液中多种离子产生沉淀时,则可以控制条件,使这些离子先后分别沉
淀。
①对同一类型的沉淀,K 越小越先沉淀,且K 相差越大分步沉淀效果越好。例如在浓度相差
sp sp
不大的Cl-、Br-、I-的混合溶液中,由于AgCl、AgBr、AgI的K 相差较大,可向混合溶液中逐
sp渐滴加AgNO 溶液,可按AgI、AgBr、AgCl的顺序先后沉淀。
3
②对不同类型的沉淀,其沉淀先后顺序要通过计算才能确定
典例分析
例题1、t ℃时,两种碳酸盐MCO (M表示X2+或Y2+)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:
3
pM=-lgc(M2+),p(CO)=-lgc(CO),K (XCO )<K (YCO )。下列说法正确的是( )
sp 3 sp 3
A.线a表示YCO 的溶解平衡曲线
3
B.K (XCO )=1.0×10-8
sp 3
C.t ℃时,向XCO 悬浊液中加入饱和Y(NO) 溶液,可能有YCO 生成
3 3 2 3
D.t ℃时,向饱和YCO 溶液中加入NaCO 溶液,一定能产生YCO 沉淀
3 2 3 3
C【解析】K (XCO )=c(X2+)c(CO),K (YCO )=c(Y2+)c(CO);又因K (XCO )<
sp 3 sp 3 sp 3
K (YCO ),所以c(CO)相同时,c(X2+)<c(Y2+),pc(X2+)>pc(Y2+),所以a为XCO 的溶解
sp 3 3
平衡曲线,b为YCO 的溶解平衡曲线,A错误;K (XCO )=c(X2+)c(CO)=10-4 mol·L-
3 sp 3
1×100 mol·L-1=10-4,B错误;虽然K (XCO )<K (YCO ),溶解度小的沉淀转化成溶解度
sp 3 sp 3
更小的沉淀容易实现,沉淀转化的平衡移动原理为X2+(aq)+YCO (s) XCO (s)+Y2+(aq),
3 3
但加入饱和Y(NO) 溶液,增大了c(Y2+),使平衡逆向移动,可能会有⇌YCO 生成,C正确;
3 2 3
YCO 沉淀溶解的原理,YCO (s) CO(aq)+Y2+(aq),向饱和YCO 溶液中加入NaCO 溶
3 3 3 2 3
液,不知NaCO 溶液的浓度,无法确定是否一定能产生YCO 沉淀,D错误。
2 3 3
例题2、25 ℃时,下列4种盐的溶度积常数(K )分别如下表,结合相关数据分析,下列说法错误
sp
的是 (
Ag SO (白色) Ag S(黑色) FeS(黑色) MnS(肉色)
2 4 2
1.4×10-5 6.3×10-50 3.3×10-18 2.5×10-13
mol3·L-3 mol3·L-3 mol2·L-2 mol2·L-2
A.除去某溶液中的Ag+用NaS溶液比NaSO 溶液效果好
2 2 4
B.25 ℃时,MnS的溶解度大于FeS的溶解度
C.向少量FeS悬浊液中加入足量饱和MnCl 溶液,沉淀颜色会由黑色变为肉色
2D.向Ag S(s) 2Ag+(aq)+S2-(aq)平衡体系中加入少量NaS固体,溶液中c(Ag+)不变
2 2
D【解析】K (Ag S) ×104
4 3
C.过滤后所得清液中一定存在:c(Ca2+)= 且c(Ca2+)≤
D.滤渣中加入醋酸发生反应的离子方程式:CaCO +2H+=Ca2++CO ↑+H O
3 2 2
2.(2022·重庆一中模拟预测)室温下,在 悬浊液中存在如下平衡:
,已知
下列说法错误的是
A.平衡时,
B.平衡时,
C.该温度下,
D.加入少量 固体, 减小, 增大
3.(2022·山西晋中·二模)下列实验中,现象及结论都正确,且二者之间有因果关系的是
选项 实验操作 现象 结论
A 向FeI 溶液中通入少量Cl 溶液变黄 Cl 的氧化性强于Fe3+
2 2 2
向NaCl、NaBr的混合稀溶液中滴入少量 有浅黄色
B K (AgCl) > K (AgBr)
稀AgNO 3 溶液 沉淀生成 sp sp
C 常温下,向NaHS溶液中滴加石蕊试液 溶液变蓝 K >K (H S)·K (H S)
w a1 2 a2 2
向盛有2 mL一定浓度的Na [Ag(S O)]
3 2 3 2 产生黄色沉
D [Ag(S O)]3- 能够完全电离
淀 2 3 2
溶液的试管中,滴入5滴2 mol· L-1KI溶液
4.(2022·山东·高考真题)工业上以 为原料生产 ,对其工艺条件进行研
究。现有含 的 、 溶液,含 的 、溶液。在一定pH范围内,四种溶液中 随pH的变化
关系如图所示。下列说法错误的是
A.反应 的平衡常数
B.
C.曲线④代表含 的 溶液的变化曲线
D.对含 且 和 初始浓度均为 的混合溶液, 时才
发生沉淀转化
5.(2022·湖南·高考真题)室温时,用 的标准 溶液滴定 浓度
相等的 、 和 混合溶液,通过电位滴定法获得 与 的关系曲线如
图所示(忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于 时,认为该离
子沉淀完全。 , , )。下列说
法正确的是A.a点:有白色沉淀生成
B.原溶液中 的浓度为
C.当 沉淀完全时,已经有部分 沉淀
D.b点:
6.(2022·江苏·南京市第十三中学模拟预测)相同温度下, 。某
温度下 、 的饱和溶液中 、 与 的关系如
下图所示。下列关于 、 的说法正确的是
A.加适量 固体可使溶液由a点变到b点
B.利用 溶液一定能将 固体转化为C. 时,两者饱和液中
D.向 、 饱和溶液中加入少量 固体,溶液中 减小
7.(2022·安徽蚌埠·三模)已知298K时,K (NiS)=1.0×10-21,K (FeS)=6.0×10-18,其沉淀
sp sp
溶解平衡曲线如图所示(图中R表示Ni或Fe),下列说法正确的是(已知: ≈2.4,
≈3.2)
A.M点对应的溶液中,c(S2-)≈3.2×10-11mol·L-1
B.与P点相对应的NiS的分散系是均一稳定的
C.向Q点对应的溶液中加水,可转化成N点对应的溶液
D.FeS+Ni2+ NiS+Fe2+的平衡常数K=6000
8.(2022·四川省泸县第二中学一模)某温度下,向10mL0.1mol/LCuCl 溶液中滴加
2
0.1mol/L的NaS溶液,滴加过程中溶液里-lgc(Cu2+)与NaS溶液体积[V(Na S)]的关系如图
2 2 2
所示。已知:K (ZnS)=3.0×10-25,下列有关说法正确的是
sp
A.a、b、c三点中,水的电离程度最大的为b点
B.该温度下K (CuS)=1.0×10-18
sp
C.该温度下反应:ZnS(s)+Cu2+(aq) CuS(s)+Zn2+(aq)的平衡常数为3.33×10-11D.如果忽略CuS的溶解,则c点溶液有:2[c(S2-)+c(HS-)+c(H S)]=c(Cl-)
2
9.(2022·广西柳州·模拟预测)难溶盐MA在水中溶解为吸热过程,其沉淀溶解平衡曲线
如图所示。下列说法错误的是
A.图中温度
B. 温度下, 值为
C.在 温度下,加适量的NaA固体可使饱和溶液由p点变到n点
D.向q点的饱和溶液中滴加NaA溶液,立即析出MA沉淀
10.(2022·河南濮阳·模拟预测)常温下,将0.025molBaSO 粉末置于盛有蒸馏水的烧杯中
4
形成1L悬浊液,然后向烧杯中加入NaCO 固体(忽略溶液体积的变化)并充分搅拌,加入
2 3
NaCO 固体的过程中,溶液中几种离子的浓度变化曲线如图所示,下列说法中正确的是
2 3
A.曲线MP表示c(Ba2+)的变化
B.BaSO 在BaCl 溶液中的K 随着BaCl 溶液浓度增大而减小
4 2 sp 2
C.若要使反应BaSO+CO BaCO +SO 正向进行,需满足 <4×10-2
4 3
D.BaSO 恰好全部转化为BaCO 时,溶液中离子浓度大小关系为c(CO )>c(SO
4 3
)>c(Ba2+)>c(OH-)
11.(2022·四川内江·三模)已知SrF 属于难溶于水、可溶于酸的强碱弱酸盐。常温下,
2
用HCl调节SrF 浊液的pH,测得在不同pH条件下,体系中-1gc(X)(X为Sr2+或F-)与1g
2的关系如图所示。
下列说法错误的是
A.L 代表-lgc(F-)与lg 的变化曲线
1
B.K (SrF )的数量级为10-9
sp 2
C.a、c两点的溶液中均存在:2c(Sr2+)=c(F-)+c(HF)+c(Cl-)
D.c点的溶液中存在c(Cl-)>c(Sr2+)=c(HF)>c(H+)
12.(2022·湖北·华中师大一附中模拟预测)硫酸钙是烧水的锅炉垢的主要成分,由于导
热性能差,锅炉垢极易引起锅炉爆炸事故,所以需要定期进行处理,通常处理方法为先用
碳酸钠溶液浸泡,再用稀盐酸或醋酸处理。已知:25℃时, 的 ,
的 , 和 的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法中错误
的是A.水垢处理过程中,加入稀盐酸时主要离子反应为
B.M和N分别代表 和 的沉淀溶解平衡曲线
C.图中
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉垢,可实现图中a点到b点的转化
13.(2022·贵州贵阳·模拟预测)T℃时,CdCO 和Cd(OH) 的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
3 2
已知pCd2+为Cd2+浓度的负对数,pN为阴离子浓度的负对数。下列说法正确的是
A.曲线II是Cd(OH) 的沉淀溶解平衡曲线
2
B.加热可使溶液由X点变到Z点
C.Y点对应的Cd(OH) 溶液是过饱和溶液
2
D.T℃时,在 平衡体系中,平衡常数
K=102
14.(2022·吉林长春·模拟预测)难溶物在水溶液中存在沉淀溶解平衡,已知
K (CaSO)=9.0×10-6,K (CaCO)=2.8×10-9,离子浓度与物质常温下的溶解度关系如图所示,
sp 4 sp 3
下列说法正确的是A.L 为CaSO 曲线,L 为CaCO 曲线
1 4 2 3
B.c 的数量级为10-4,c=3.0×10-3mol/L
1 2
C.常温下L 溶解度:a>d,a>e
1
D.降低温度a点可移动至c点
15.(2022·贵州贵阳·模拟预测)常温下,向10mL0.1mol·L-1CuCl 溶液中滴入0.1mol·L-l的
2
NaS溶液,溶液中-lgc(Cu2+)随滴入的NaS溶液体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
2 2
A.NaS溶液中:c(S2-)+c(HS-)+c(H S)=2c(Na+)
2 2
B.K (CuS)的数量级为10-36
sp
C.a、b、c三点对应溶液中,b点水的电离程度最大
D.c点对应溶液成分只有NaS
2
16.(2022·北京·高考真题)白云石的主要化学成分为 ,还含有质量分数约为
2.1%的Fe O 和1.0%的SiO。利用白云石制备高纯度的碳酸钙和氧化镁,流程示意图如下。
2 3 2
已知:
物质
(1)白云石矿样煅烧完全分解的化学方程式为___________。
(2) 用量对碳酸钙产品的影响如下表所示。
氧化物( )浸出率/% 产品中 纯度/% 产品中Mg杂质含量/%
(以 计)
计算值 实测值2.1∶1 98.4 1.1 99.1 99.7 ——
2.2∶1 98.8 1.5 98.7 99.5 0.06
2.4∶1 99.1 6.0 95.2 97.6 2.20
备注:ⅰ、 浸出率=(浸出的 质量/煅烧得到的 质量) (M代表Ca或Mg)
ⅱ、 纯度计算值为滤液A中钙、镁全部以碳酸盐形式沉淀时计算出的产品中
纯度。
①解释“浸钙”过程中主要浸出 的原因是___________。
②沉钙反应的离子方程式为___________。
③“浸钙”过程不适宜选用 的比例为___________。
④产品中 纯度的实测值高于计算值的原因是___________。
(3)“浸镁”过程中,取固体B与一定浓度的 溶液混合,充分反应后 的浸出
率低于60%。加热蒸馏, 的浸出率随馏出液体积增大而增大,最终可达98.9%。从化
学平衡的角度解释浸出率增大的原因是___________。
(4)滤渣C中含有的物质是___________。
(5)该流程中可循环利用的物质是___________。
17.(2022·湖北·高考真题)全球对锂资源的需求不断增长,“盐湖提锂”越来越受到重
视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后,得到浓缩卤水(含有 和少
量 ),并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。时相关物质的参数如下:
的溶解度:
化合物
回答下列问题:
(1)“沉淀1”为___________。
(2)向“滤液1”中加入适量固体 的目的是___________。
(3)为提高 的析出量和纯度,“操作A”依次为___________、___________、洗涤。
(4)有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备 。查阅资料后,发现文献对常温下的
有不同的描述:①是白色固体;②尚未从溶液中分离出来。为探究 的性质,
将饱和 溶液与饱和 溶液等体积混合,起初无明显变化,随后溶液变浑浊并伴
有气泡冒出,最终生成白色沉淀。上述现象说明,在该实验条件下 ___________(填
“稳定”或“不稳定”),有关反应的离子方程式为___________。(5)他们结合(4)的探究结果,拟将原流程中向“滤液2”加入 改为通入 。这一改
动能否达到相同的效果,作出你的判断并给出理由___________。
18.(2022·全国·高考真题)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有 、 、 和Pb。
还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实
现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的 如下表:
金属氢氧化物
开始沉淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1
回答下列问题:
(1)在“脱硫”中 转化反应的离子方程式为________,用沉淀溶解平衡原理解释选择
的原因________。
(2)在“脱硫”中,加入 不能使铅膏中 完全转化,原因是________。
(3)在“酸浸”中,除加入醋酸( ),还要加入 。
(ⅰ)能被 氧化的离子是________;
(ⅱ) 促进了金属Pb在醋酸中转化为 ,其化学方程式为________;(ⅲ) 也能使 转化为 , 的作用是________。
(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9,滤渣的主要成分是________。
(5)“沉铅”的滤液中,金属离子有________。
19.(2022·山东·高考真题)工业上以氟磷灰石[ ,含 等杂质]为原料生产
磷酸和石膏,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)酸解时有 产生。氢氟酸与 反应生成二元强酸 ,离子方程式为_______。
(2)部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中,按物质的量之比 加入
脱氟,充分反应后, _______ ;再分批加入一定量的 ,首
先转化为沉淀的离子是_______。
(3) 浓度(以 计)在一定范围时,石膏存在形式与温度、 浓度(以 计)的
关系如图甲所示。酸解后,在所得 、 为45的混合体系中,石膏存在形式为
_______(填化学式);洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水,原因是_______,回收
利用洗涤液X的操作单元是_______;一定温度下,石膏存在形式与溶液中 和
的关系如图乙所示,下列条件能实现酸解所得石膏结晶转化的是_______(填标号)。A. 、 、 B. 、 、
C. 、 、 D. 、 、
20.(2022·江苏·高考真题)硫铁化合物( 、 等)应用广泛。
(1)纳米 可去除水中微量六价铬 。在 的水溶液中,纳米 颗粒表面带
正电荷, 主要以 、 、 等形式存在,纳米 去除水中 主要
经过“吸附→反应→沉淀”的过程。
已知: , ; 电离常数分别为 、
。
①在弱碱性溶液中, 与 反应生成 、 和单质S,其离子方程式为
_______。
②在弱酸性溶液中,反应 的平衡常数K的数值为_______。
③在 溶液中,pH越大, 去除水中 的速率越慢,原因是_______。
(2) 具有良好半导体性能。 的一种晶体与 晶体的结构相似,该 晶体的一
个晶胞中 的数目为_______,在 晶体中,每个S原子与三个 紧邻,且 间距相等,如图给出了 晶胞中的 和位于晶胞体心的 ( 中的 键位于晶胞体对角
线上,晶胞中的其他 已省略)。如图中用“-”将其中一个S原子与紧邻的 连接起来
_______。
(3) 、 在空气中易被氧化,将 在空气中氧化,测得氧化过程中剩余固体的质量
与起始 的质量的比值随温度变化的曲线如图所示。 时, 氧化成含有两种元
素的固体产物为_______(填化学式,写出计算过程)。
参考答案
1.C【详解】A.0.5mol·L-1NaCO 溶液中存在质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HCO )
2 3
+2c(H CO),A错误;
2 3
B.该反应的平衡常数K= = = = = ×104,当浓度商
<K时,反应正向进行,B错误;C.上层清液为碳酸钙的保护溶液,所以清液中满足c(Ca2+)= ,由于硫酸钙沉
淀转化为碳酸钙沉淀,所以清液为硫酸钙的不饱和溶液,则c(Ca2+)≤ ,C正确;
D.醋酸为弱酸,不能拆成离子形式,D错误;
综上所述答案为C。
2.D【详解】A.由 ,平衡时,
,A正确;
B.由 ,平衡时,
,解得
,则
,B正确;
C.将两个平衡式相加可得 ,该温度下,
,C正确;
D.加入少量 固体,Ca2+与 结合生成CaCO 沉淀,促进沉淀溶解平衡正向移动,
3
增大,由于仍是饱和溶液,温度不变则 不变,D错误;
故选:D。
3.C【详解】A.铁离子和碘单质的水溶液均为黄色,还原性碘离子大于亚铁离子,只能
得出氯气的氧化性强于碘单质,A错误;B.氯化钠、溴化钠溶液浓度未知,不能判断两种沉淀的Ksp,B错误;
C.溶液为蓝色,故NaHS溶液呈碱性,即HS-的水解程度大于电离程度,即
,C正确;
D.从现象这能判断出[Ag(S O)]3-能够电离,并不能够判断其完全电离,D错误;
2 3 2
故选C。
4.D【详解】溶液pH变化,含硫酸锶固体的硫酸钠溶液中锶离子的浓度几乎不变,pH相
同时,溶液中硫酸根离子越大,锶离子浓度越小,所以曲线①代表含硫酸锶固体的
0.1mol/L硫酸钠溶液的变化曲线,曲线②代表含硫酸锶固体的1mol/L硫酸钠溶液的变化曲
线;碳酸是弱酸,溶液pH减小,溶液中碳酸根离子离子浓度越小,锶离子浓度越大,pH
相同时,1mol/L碳酸钠溶液中碳酸根离子浓度大于0.1mol/L碳酸钠溶液,则曲线③表示含
碳酸锶固体的0.1mol/L碳酸钠溶液的变化曲线,曲线④表示含碳酸锶固体的1mol/L碳酸钠
溶液的变化曲线。
A.反应SrSO (s)+CO SrCO (s)+SO 的平衡常数K= = =
4 3
,A正确;
B.由分析可知,曲线①代表含硫酸锶固体的0.1mol/L硫酸钠溶液的变化曲线,则硫酸锶
的溶度积K (SrSO )=10—5.5×0.1=10—6.5,温度不变,溶度积不变,则溶液pH为7.7时,锶离
sp 4
子的浓度为 =10—6.5,则a为-6.5,B正确;
C.由分析可知,曲线④表示含碳酸锶固体的1mol/L碳酸钠溶液的变化曲线,C正确;
D.对含SrSO (s)且NaSO 和NaCO 初始浓度均为1.0mol·L-1的混合溶液中锶离子的浓度
4 2 4 2 3
为10-6, 5,根据图示, 锶离子的降低,所以 发生沉淀转化,D错误;
故选D。
5.C【详解】向含浓度相等的 Cl-、 Br-和 I-混合溶液中滴加硝酸银溶液,根据三种沉淀的溶度积常数,三种离子沉淀的先后顺序为I-、Br-、Cl-,根据滴定图示,当滴入4.50mL硝
酸银溶液时,Cl-恰好沉淀完全,此时共消耗硝酸银的物质的量为4.50mL×10-3L/
mL×0.1000mol/L=4.5×10-4mol,所以Cl-、 Br-和 I-均为1.5×10-4mol。
A.I-先沉淀,AgI是黄色的,所以a点有黄色沉淀AgI生成,故A错误;
B.原溶液中I-的物质的量为1.5×10-4mol,则I-的浓度为 =0.0100molL-1,故B
⋅
错误;
C.当Br-沉淀完全时(Br-浓度为1.0×10-5mol/L),溶液中的c(Ag+)=
=5.4×10-8mol/L,若Cl-已经开始沉淀,则此时溶液中的c(Cl-)=
=3.3×10-3mol/L,原溶液中的c(Cl-)= c(I-)=0.0100molL-1,则已经有部分Cl-沉淀,故C正确;
D.b点加入了过量的硝酸银溶液,溶液中的I-、Br-⋅、Cl-全部转化为沉淀,则Ag+浓度最大,
根据溶度积可知,b点各离子浓度为: ,故D错误;
故选C。
6.C【详解】相同温度下K (BaSO)<K (BaCO),则c(Ba2+)或-lg[c(Ba2+)]相同时,c(
sp 4 sp 3
)>c( ),即-lg[c( )]>-lg[c( )],所以曲线①表示-lg[c( )]与-lg[c(Ba2+)]的关系
曲线,曲线②表示-lg[c( )]与-lg[c(Ba2+)]的关系曲线,由c、d点数值计算K (BaSO)=c(
sp 4
)•c(Ba2+)=10-(5.1+y),K (BaCO)=c( )•c(Ba2+)=10-(5.1+y),据此分析解答。
2 sp 3 1
A.曲线②表示-lg[c( )]与-lg[c(Ba2+)]的关系曲线,K (BaCO)=c( )•c(Ba2+),加适量
sp 3
BaCl 固体时c(Ba2+)增大,c( )减小,即-lg[c( )]增大,-lg[c(Ba2+)]减小,即加适量
2
BaCl 固体,溶液中不可能由a点变到b点,故A错误;
2B.由于K (BaSO)<K (BaCO),则加入浓度较大的NaCO 溶液才能将BaSO 固体转化为
sp 4 sp 3 2 3 4
BaCO ,浓度过低则不能转化,故B错误;
3
C.饱和液中c( ):c( )=c( )×c(Ba2+):c( )×c(Ba2+)=K (BaSO):
sp 4
K (BaCO)=10-(5.1+y):10-(5.1+y)=10(y-y),故C正确;
sp 3 2 1 1 2
D.BaCO 、BaSO 饱和溶液中 ,为常数,则加入
3 4
少量BaCl 固体,溶液中 不变,故D错误;
2
故选:C。
7.D【详解】A.饱和的NiS溶液中c(Ni2+)=c(S2-)= =3.2×10-11mol·L-1,同
理饱和FeS溶液中c(Fe2+)=c(S2-)=2.4×10-9mol·L-1,因此I曲线代表的是FeS,Ⅱ曲线代表的
是NiS,即M点c(S2-)=2.4×10-9mol·L-1,故A错误;
B.此时P点对应的NiS为过饱和溶液,不是稳定分散系,有沉淀产生,故B错误;
C.Q点加水,溶液中c(Ni2+)、c(S2-)减小,Q不能转化到N点,故C错误;
D.该反应的平衡常数K= =6000,故D正确。
答案选D。
8.D【详解】A.CuCl 、NaS水解促进水电离,b点是CuCl 与NaS溶液恰好完全反应的
2 2 2 2
点,溶质几乎为强酸强碱盐氯化钠,对水的电离没有影响,水的电离程度最小的为b点,
故A错误;
B.b点是CuCl 与NaS溶液恰好完全反应的点,溶液中c(Cu2+)=c(S2-),根据b点数据可知
2 2
c(Cu2+)=1×10-18.0mol/L,则该温度下K (CuS)=c(Cu2+)•c(S2-)=1×10-36.0mol2/L2,故B错误;
sp
C.ZnS(s)+Cu2+(aq) CuS(s)+Zn2+(aq)平衡常数 ,
⇌
故C错误;
D.c点时,溶液中的n(Cl-)为0.002mol,NaS过量0.001mol,由物料守恒可得2[c(S2-)
2
+c(HS-)+c(H S)]═c(Cl-),故D正确;
2故选:D。
9.D【详解】A.难溶盐MA在水中溶解为吸热过程,温度越高离子浓度越大,溶液离子
浓度:T c(CO )> c(Ba2+)>c(OH-) ,D错误;
故选C。
11.C【详解】HF为弱酸,存在电离平衡:HF H++F-,K = , =
a,温度不变,电离常数不变,lg[ ]越大,c(F-)越大,-lgc(F-)越小,c(Sr2+)越小,-
lgc(Sr2+)越大,所以L、L 分别代表-lgc(F-)、-lgc(Sr2+)与lg[ ]的变化曲线。
1 2
A.由分析可知,L、L 分别代表-lgc(F-)、-lgc(Sr2+)与lg[ ]的变化曲线,A正确;
1 2
B.当lg[ ]=1时,c(Sr2+)=10-4mol/L,c(F-)=10-2.2mol/L,代入图示数据,K (SrF )
sp 2
=c(Sr2+)c2(F-)=10-4×(10-2.2)2=10-8.4,数量级为10-9,B正确;
⋅
C.根据原子守恒,由溶解平衡可知2c(Sr2+)=c(F-),有平衡HF H++F-可知,溶解得到
的c(F-)等于溶液中存在的c(F-)与生成的c(HF)之和,故溶液中均存在2c(Sr2+)=c(F-)+c(HF),
C错误;
D.由图可知,c点处c(Sr2+)=c(F-),则与H+结合的F-占了SrF 溶解出来的一半,则加入的
2
HCl多于生成的HF;c点对应lg[ ]值大于0,则 >1,即c(HF)>c(H+),故溶液
中存在c(Cl-)>c(Sr2+)=c(HF)>c(H+),D正确;
故选C。
12.D【详解】A.水垢处理过程中,先通过碳酸钠溶液浸泡将CaSO 转化为CaCO ,再用
4 3
稀盐酸处理,主要是盐酸与CaCO 反应,A选项正确;
3
B. K (CaCO)< K (CaSO)可知,M和N分别代表CaCO 和CaSO 的沉淀溶解平衡曲线,
sp 3 sp 4 3 4
B选项正确;
C.a点 K (CaCO)=4×10-4·x 解得x=7×10-6,C选项正确;
sp 3
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉垢,溶液中的c(Ca2+)将减小,不可能实现图中a点到b点的转化,
D选项错误;
答案选D。
13.D【详解】 的溶解平衡为 ,即
,则 ; 的溶解平衡为,即 ,则
;
A.由于 ,而 ,结合 和
的沉淀溶解平衡曲线图可知, ,即
;而 ,
即 ;由此可以判断曲线I为 的沉淀溶解平衡曲线,曲线II为
的溶解平衡曲线,A错误;
B.曲线I为 的沉淀溶解平衡曲线,若加热, 的溶解会增大,溶液中的
和 浓度会增大,阴阳离子的负对数均发生改变,B错误;
C.Y点在 的沉淀溶解平衡曲线的上方, 为4,即 ; 为
6,即 ,则 ,故
Y点对应的 溶液为不饱和溶液,C错误;
D.由反应 可知,
,D正确;
故合理选项为D。
14.C【详解】K (CaSO)=9.0×10-6则饱和CaSO 溶液中
sp 4 4。K (CaCO)=2.8×10-9,则
sp 3
。计算得知 ,则L2为
CaSO,L1为CaCO 。
4 3
A.由以上分析L 为CaSO,L 为CaCO ,A项错误;
2 4 1 3
B.c、c 分别为饱和溶液中的离子浓度,则c 的数量级为10-5而c=3×10-3,B项错误;
1 2 1 2
C.a→d点溶液中Ca2+增加而 减少,说明向该溶液中加入了Ca2+溶解平衡
逆向,所有CaCO 溶解度降低。所有溶解度a>d。a→e点溶
3
液中 增加而Ca2+减少,说明向该溶液中加入了 溶解平衡
逆向,所有CaCO 溶解度降低。所有溶解度a>e。C项正确;
3
D.降低温度,CaCO 溶解平衡逆向,饱和溶液中离子浓度降低,a不会移向c点,D项错
3
误;
故选C。
15.B【详解】A.根据物料守恒NaS溶液中:2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H S)=c(Na+),A项错误;
2 2
B.b点是CuCl 与NaS溶液恰好完全反应的点,c(Cu2+)=c(S2-),根据b点数据,
2 2
c(Cu2+)=1×10-18mol·L-1,该温度下K (CuS)=1×10-36,K (CuS)的数量级为10-36,B项正确;
sp sp
C.CuCl 、NaS均能水解,促进水电离,b点是CuCl 与NaS溶液恰好完全反应的点,溶
2 2 2 2
质是氯化钠,对水的电离平衡没有影响,水的电离程度最小的为b点,C项错误;
D.c点溶液中NaS过量,则对应溶液成分为NaCl和NaS,D项错误;
2 2
答案选B。
16.(1)
(2) ,在一定量 溶液中,氢氧化钙会和氯化铵反
应而氢氧化镁不能,故 先浸出2.4∶1 , 优先析出,且氧化钙也能转化为碳
酸钙
(3) , ,随大量氨逸出,平衡
正向移动
(4)
(5)
【解析】白云石矿样煅烧后 转化为氧化钙、氧化镁,加入氯化铵溶解浸钙,
大部分钙离子进入滤液A,通入二氧化碳生成碳酸钙;过滤分离出含有镁、铁、硅元素的
固体B,加入硫酸铵将镁离子转化为硫酸镁溶液,加入碳酸铵生成碳酸镁沉淀,煅烧得到
氧化镁;
(1)白云石矿样煅烧完全分解生成氧化钙、氧化镁、二氧化碳气体,化学方程式为
;
(2)①氯化铵水解生成一水合氨与氢离子,可以调节溶液的pH,由图表可知,
,在一定量 溶液中,氢氧化钙会和氯化铵反应而
氢氧化镁不能,故 首先溶解被浸出;
②沉钙反应中通入二氧化碳和滤液中钙离子、氨气反应生成碳酸钙沉淀和铵根离子,离子
方程式为 。
③由图表可知,“浸钙”过程 的比例为2.4∶1时,产品中镁元素杂质最
多且碳酸钙纯度最低,故不适宜选用 的比例为2.4∶1。
④ ,在反应中 会优先析出,且氧化钙也能转化为碳酸钙,导致产品中 纯度的实测值高于计算值;
(3)“浸镁”过程中,发生反应: ,
,加热蒸馏随大量氨逸出,平衡正向移动,利于氢
氧化镁转化为硫酸镁;
(4)白云石的主要化学成分为 ,还含有质量分数约为2.1%的Fe O 和1.0%的
2 3
SiO;煅烧浸钙后,绝大部分钙进入滤液中,部分钙进入B中加入硫酸铵后转化为微溶于
2
的硫酸钙,氧化铁、二氧化硅几乎不反应进入滤渣中;“浸镁”过程中, 的浸出率最
终可达98.9% ,则还有部分氧化镁进入滤渣中,故滤渣C中含有的物质是
;
(5)沉钙反应中通入二氧化碳生成碳酸钙和氯化铵;“浸镁”过程中加热蒸馏会有大量氨
逸出;滤液D加入碳酸铵生成碳酸镁和硫酸铵,碳酸镁煅烧生成二氧化碳;白云石煅烧也
会生成二氧化碳;在流程中 既是反应物又是生成物,故该
流程中可循环利用的物质是 。
17.(1)Mg(OH)
2
(2)将 转化成CaCO 沉淀除去,同时不引入新杂质
3
(3) 蒸发浓缩 趁热过滤
(4) 不稳定 Li+ + HCO = LiHCO ,2LiHCO = LiCO↓ + CO ↑+ H O
3 3 2 3 2 2
(5)能达到相同效果,因为改为通入过量的 ,则LiOH转化为LiHCO ,结合(4)的探究结
3
果,LiHCO 也会很快分解产生LiCO,所以这一改动能达到相同的效果
3 2 3
【解析】浓缩卤水(含有 和少量 )中加入石灰乳[Ca(OH) ]后得到含
2
有 和 的滤液1,沉淀1为Mg(OH) ,向滤液1中加入LiCO 后,得到滤
2 2 3液2,含有的离子为 和OH-,沉淀2为CaCO ,向滤液2中加入NaCO,得
3 2 3
到LiCO 沉淀,再通过蒸发浓缩,趁热过滤,洗涤、干燥后得到产品LiCO。
2 3 2 3
(1)浓缩卤水中含有 ,当加入石灰乳后,转化为Mg(OH) 沉淀,所以沉淀1为
2
Mg(OH) ;
2
(2)滤液1中含有 和 ,结合已知条件:LiOH的溶解度和化合物的溶度
积常数,可推测,加入LiCO 的目的是将 转化成CaCO 沉淀除去,同时不引入新杂质;
2 3 3
(3)由LiCO 的溶解度曲线可知,温度升高,LiCO 的溶解度降低,即在温度高时,溶
2 3 2 3
解度小,有利于析出,所以为提高 的析出量和纯度,需要在较高温度下析出并过滤
得到沉淀,即依次蒸发浓缩,趁热过滤,洗涤。故答案为:蒸发浓缩,趁热过滤;
(4)饱和LiCl和饱和NaHCO 等体积混合后,产生了LiHCO 和NaCl,随后LiHCO 分解
3 3 3
产生了CO 和LiCO。故答案为:不稳定,Li+ + HCO = LiHCO ,2LiHCO = LiCO↓ +
2 2 3 3 3 2 3
CO↑+ H O;
2 2
(5)“滤液2”中含有LiOH,加入 ,目的是将LiOH转化为LiCO。若改为通入过
2 3
量的 ,则LiOH转化为LiHCO ,结合(4)的探究结果,LiHCO 也会很快分解产生
3 3
LiCO,所以这一改动能达到相同的效果。故答案为:能达到相同效果,因为改为通入过
2 3
量的 ,则LiOH转化为LiHCO ,结合(4)的探究结果,LiHCO 也会很快分解产生
3 3
LiCO,所以这一改动能达到相同的效果。
2 3
18.(1) PbSO (s)+CO (aq)= PbCO (s)+SO (aq) 反应PbSO (s)+CO (aq)= PbCO (s)
4 3 4 3
+SO (aq)的平衡常数K= =3.4 105>105,PbSO 可以比较彻底的转化为PbCO
4 3(2)反应BaSO(s)+CO (aq)= BaCO (s)+SO (aq)的平衡常数K= =0.04<<105,反应正
4 3
向进行的程度有限
(3) Fe2+ Pb+HO+2HAc=Pb(Ac) +2H O 作还原剂
2 2 2 2
(4)Fe(OH) 、Al(OH)
3 3
(5)Ba2+、Na+
【解析】铅膏中主要含有PbSO 、PbO 、PbO和Pb,还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物
4 2
等,向铅膏中加入碳酸钠溶液进行脱硫,硫酸铅转化为碳酸铅,过滤,向所得固体中加入
醋酸、过氧化氢进行酸浸,过氧化氢可将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,酸浸后溶液的
pH约为4.9,依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知,滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁,
过滤后,向滤液中加入氢氧化钠溶液进行沉铅,得到氢氧化铅沉淀,滤液中的金属阳离子
主要为钠离子和钡离子,氢氧化铅再进行处理得到PbO。
(1)“脱硫”中,碳酸钠溶液与硫酸铅反应生成碳酸铅和硫酸钠,反应的离子方程式为:
PbSO (s)+CO (aq)= PbCO (s)+SO (aq),由一些难溶电解质的溶度积常数的数据可知,
4 3
K (PbCO )=7.4 10-14,K (PbSO )=2.5 10-8,反应PbSO (s)+CO (aq)= PbCO (s)+SO (aq)
sp 3 sp 4 4 3
的平衡常数K= = = = ≈3.4 105>105,说明可以
转化的比较彻底,且转化后生成的碳酸铅可由酸浸进入溶液中,减少铅的损失。
(2)反应BaSO(s)+CO (aq)= BaCO (s)+SO (aq)的平衡常数K= = =
4 3
= ≈0.04<<105,说明该反应正向进行的程度有限,因此加入碳酸钠不
能使铅膏中的BaSO 完全转化。
4
(3)(i)过氧化氢有氧化性,亚铁离子有还原性,会被过氧化氢氧化为铁离子。
(ii)过氧化氢促进金属Pb在醋酸溶液中转化为Pb(Ac) ,过氧化氢与Pb、HAc发生氧还
2
原反应生成Pb(Ac) 和HO,依据得失电子守恒和原子守恒可知,反应的化学方程式为:
2 2Pb+HO+2HAc=Pb(Ac) +2H O。
2 2 2 2
(iii)过氧化氢也能使PbO 转化为Pb(Ac) ,铅元素化合价由+4价降低到了+2价,PbO 是
2 2 2
氧化剂,则过氧化氢是还原剂。
(4)酸浸后溶液的pH约为4.9,依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知,滤渣主要成分为氢氧
化铝、氢氧化铁。
(5)依据分析可知,加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO 完全转化,铁离子、铝离子转化为了
4
氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,铅转化为了氢氧化铅、最终变为了氧化铅,因此沉铅的滤液中,
金属离子有Ba2+和加入碳酸钠、氢氧化钠时引入的Na+。
19.(1)6HF+SiO =2H++ +2H O
2 2
(2)
(3) CaSO•0.5HO 抑制CaSO 的溶解,提高产品石膏的产率 酸解
4 2 4
AD
【解析】氟磷灰石用硫酸溶解后过滤,得到粗磷酸和滤渣,滤渣经洗涤后结晶转化为石膏;
粗磷酸以精制I脱氟、除硫酸根离子和 ,过滤,滤液经精制II等一系列操作得到磷酸。
(1)氢氟酸与SiO 反应生成二元强酸HSiF,该反应的离子方程式为6HF+SiO =2H++
2 2 6 2
+2H O。
2
(2)精制1中,按物质的量之比n(Na CO):n( )= 1:1加入NaCO 脱氟,该反应的化学
2 3 2 3
方程式为HSiF+ Na CO= Na SiF↓+CO ↑+ H O,充分反应后得到沉淀NaSiF,溶液中有
2 6 2 3 2 6 2 2 2 6
饱和的NaSiF,且c(Na+)=2c( ),根据NaSiF 的溶度积可知Ksp= c2(Na+)• c(
2 6 2 6
)=4c3( ),c( ) = mol•L-1,因此c(Na+)=2c( )=
mol•L-1;同时,粗磷酸中还有硫酸钙的饱和溶液,c(Ca2+)=c( )=
mol•L-1;分批加入一定量的BaCO ,当BaSiF 沉淀开始生成时,c(Ba2+)=
3 6mol•L-1,当BaSO 沉淀开始生成时,c(Ba2+)=
4
mol•L-1,因此,首先转化为沉淀的离子是 ,然后才是 。
(3)根据图中的坐标信息,酸解后,在所得100℃、PO%为45的混合体系中,石膏存在
2 5
形式为CaSO•0.5HO;CaSO 在硫酸中的溶解度小于在水中的,因此,洗涤时使用一定浓
4 2 4
度的硫酸溶液而不使用水的原因是:减少CaSO 的溶解损失,提高产品石膏的产率;洗涤
4
液X中含有硫酸,其具有回收利用的价值,由于酸解时使用的也是硫酸,因此,回收利用
洗涤液X的操作单元是:酸解。由图甲信息可知,温度越低,越有利于实现酸解所得石膏
结晶的转化,由图乙信息可知,体系温度为65℃时,位于65℃线上方的晶体全部以
CaSO•0.5HO形式存在,位于65℃线下方的晶体全部以CaSO•2H O。体系温度为80℃时,
4 2 4 2
位于80℃线下方的晶体全部以CaSO•2H O形式存在,位于80℃线上方的晶体全部以
4 2
CaSO•0.5HO形式存在,据此分析:
4 2
A. PO%= l5、SO %= 15,由图乙信息可知,该点坐标位于65℃线以下,晶体以
2 5 3
CaSO•2H O形式存在,可以实现石膏晶体的转化,A符合题意;
4 2
B. PO%= 10、SO %= 20,由图乙信息可知,该点坐标位于80℃线的上方,晶体全部以
2 5 3
CaSO•0.5HO形式存在,故不能实现晶体的转化, B不符合题意;
4 2
C.PO%= 10、SO %= 30,由图乙信息可知,该点坐标位于65℃线上方,晶体全部以
2 5 3
CaSO•0.5HO形式存在,故不能实现晶体转化, C不符合题意;
4 2
D. PO%=10、SO %= 10,由图乙信息可知,该点坐标位于80℃线下方,晶体全部以
2 5 3
CaSO•2H O形式存在,故能实现晶体的完全转化,D符合题意;
4 2
综上所述,能实现酸解所得石膏结晶转化的是AD。
20.(1) 5 c(OH-)越大, 表
面吸附的 的量越少, 溶出量越少, 中 物质的量分数越大(2) 4
(3)Fe O;设 氧化成含有两种元素的固体产物化学式为FeO, ,则
2 3 x
,则56+16x=80.04,x= ,即固体产物为Fe O
2 3
【解析】(1)在弱碱性溶液中, 与 反应生成 、 和单质S的离子
方程式为: ;反应 的
平衡常数K= ,由题目信息可知, ,
电离常数 ,所以K= = =5 ;在
溶液中,pH越大, 去除水中 的速率越慢,是由于c(OH-)越大, 表
面吸附的 的量越少, 溶出量越少, 中 物质的量分数越大;故答案为:
;5 ;c(OH-)越大, 表面吸附的
的量越少, 溶出量越少, 中 物质的量分数越大。
(2)因为 的晶体与 晶体的结构相似,由NaCl晶体结构可知,一个 晶胞含有4个 和4个Cl,则该 晶体的一个晶胞中 的数目也为4; 晶体中,每个S
原子与三个 紧邻,且 间距相等,根据 晶胞中的 和 的位置( 中的
键位于晶胞体对角线上)可知,每个S原子与 键所在体对角线上距离最近的顶点相邻的
三个面的三个面心位置的 紧邻且间距相等,其中一个S原子与紧邻的 连接图如下:
;故答案为:4; 。
(3)由图可知, 时,氧化过程中剩余固体的质量与起始 的质量的比值为
66.7%,设 氧化成含有两种元素的固体产物化学式为FeO, ,则
x
,56+16x=80.04,x= ,所以固体产物为Fe O;故
2 3
答案为:Fe O;设 氧化成含有两种元素的固体产物化学式为FeO,
2 3 x
,则 ,则56+16x=80.04,x= ,即固体产物为
Fe O。
2 3