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第 15 讲 沉淀溶解平衡
1.认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡,能通过实验证明难溶电解质沉淀溶解平衡的存在,
进一步发展粒子观、平衡观。
2.通过实验了解沉淀的生成、溶解与转化,能应用化学平衡理论解释沉淀的生成、溶解和转化。
3.学会通过比较Q与K 的大小判断难溶电解质的沉淀与溶解,学会从定量的角度分析沉淀的生成与
sp
转化。
1.难溶电解质沉淀溶解平衡的原理。
2.能运用溶度积常数进行简单计算。
3.沉淀的溶解、生成和转化的本质。
1.应用化学平衡理论解释沉淀的生成、溶解和转化。
2.沉淀溶解平衡图像的判断。
20℃时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系:
NaCl能不能和盐酸反应?
NaCl 与 HCl 不发生反应。
在NaCl饱和溶液中,加入浓盐酸。
现象:产生白色沉淀。
解释:在饱和NaCl溶液中存在溶解平衡:NaCl(s) Na++Cl-,加入浓盐酸,增大了c(Cl-),平
衡向左移动,从而析出NaCl。
可溶的电解质在溶液中存在溶解平衡,难溶电解质是否也存在溶解平衡呢?用药匙取少量Mg(OH) 固体粉末放入小烧杯中加约30 mL蒸馏水搅拌,向悬浊液中滴加两滴酚酞试液。
2
现象:溶液变成红色。
解释:Mg(OH) 有少量溶解并电离出足以使酚酞变红的OH-,即悬浊液中存在以下平衡:Mg(OH) (s)
2 2
Mg2++(aq)+2OH-(aq)。
思考:
①请根据Mg(OH) 在水溶液中存在的下列可逆过程,叙述什么是沉淀溶解平衡状态?
2
Mg(OH) (s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)
2
②沉淀溶解平衡有哪些特点?
③在一定温度下上述沉淀溶解平衡的平衡常数如何表达?
一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
1.概念
在一定温度下,当难溶电解质在水中形成饱和溶液时,沉淀速率与溶解速率相等,达到平衡状态。
2.沉淀溶解平衡的建立
3.沉淀溶解平衡方程式
Mg(OH) (s) Mg2++(aq)+2OH-(aq)
2
沉淀、溶解之间这种动态平衡也决定了 Mg 2 + 与 OH - 的反应不能完全进行到底。一般情况下,当溶液
中剩余离子的浓度小于 1×10 - 5 mol·L-1时,化学上通常认为生成沉淀的反应进行完全了。
已知沉淀溶解平衡:Mg(OH) (s) Mg2++(aq)+2OH-(aq),勒夏特列原理也适用于沉淀溶解平衡,
2
请分析当改变下列条件时,对该沉淀溶解平衡的影响,填写下表(浓度变化均指平衡后和原平衡比较):
条件改变 移动方向 c(Mg2+) c(OH-)
加少量水 正向移动 不变 不变
升温 正向移动 增大 增大
加MgCl (s) 逆向移动 增大 减小
2
加盐酸 正向移动 增大 减小
加NaOH(s) 逆向移动 减小 增大
3.难溶电解质沉淀溶解平衡的影响因素
内因 难溶电解质本身的性质,即难溶电解质的溶解能力
温度 升温,大多数溶解平衡向溶解方向移动,但Ca(OH) 升温向生成沉淀方向移动
2
外因
浓度 加水稀释,平衡溶解方向移动相同离子 加入与难溶电解质含有相同离子的物质,平衡向生成沉淀的方向移动
反应离子 加入能消耗难溶电解质中所含离子的物质,平衡向溶解方向移动
二、溶度积常数
概念 难溶电解质的沉淀溶解平衡常数称为溶度积常数,简称溶度积,符号为K
sp
意义 K 的大小反映难溶电解质在水中的溶解能力
sp
A B (s) mAn+(aq)+nBm-(aq),K = c m (A n + )· c n (B m - ) 。
m n sp
表达式
如:Mg(OH) (s) Mg2++(aq)+2OH-(aq) K = c (Mg 2 + )· c 2 (OH - )
2 sp
影响因素 溶度积K 值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关
sp
定量判断给定条件下有无沉淀生成。
Q:离子积对于A B (s) mAn+(aq)+nBm-(aq)任意时刻Q=cm(An+)·cn(Bm-)。
m n
①Q>K ,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。
sp
应用
②Q=K ,溶液饱和,沉淀与溶解处于衡状态。
sp
③Q<K ,溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶
sp
液饱和。
同类型的难溶电解质,在同温度下,K 越大,溶解度越大;不同类型的难溶电解质,应通过计算才能
sp
进行比较。
当我们外出旅游,沉醉于秀美的湖光山色时,一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石岩层在经历了数
万年的岁月侵蚀之后,会形成各种奇形异状的溶洞。你知道它是如何形成的吗?
三、沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成
(1)生成溶解能力小的难溶电解质,越小越好。
(2)沉淀生成的应用
在无机物的制备和提纯、废水处理等领域,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
(3)方法与实例
方法 举例 解释
除去 CuCl 溶液中的 FeCl ,可向溶液中加入 CuO[或 CuO与H+反应,促进Fe3+水解
2 3
调节 Cu(OH) 或CuCO 或Cu (OH) CO] 生成Fe(OH) 沉淀
2 3 2 2 3 3
pH法 除去NH Cl溶液中的FeCl 杂质,可加入氨水调节pH至 Fe3 + 与 NH ·H O 反 应 生 成
4 3 3 2
4左右 Fe(OH) 沉淀
3
以NaS等沉淀污水中的Hg2+、Cu2+等重金属离子 NaS与Cu2+、Hg2+反应生成沉
2 2
沉淀剂法
淀
Mg(OH) 沉淀溶解
2操作
现象 ①浑浊 ②澄清
理论分析
2.沉淀的溶解
(1)沉淀溶解的原理
根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去平衡体系中的相应离子,使Q
<K ,平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。
sp
(2)沉淀溶解的方法
用强酸溶解的难溶电解质有CaCO 、FeS、Al(OH) 、Ca(OH) 等。
3 3 2
如 CaCO 难溶于水,却易溶于盐酸,原因是:CaCO 在水中存在沉淀溶解平衡为
3 3
酸溶解法 CaCO (s) Ca 2 + (aq) + CO (aq) ,当加入盐酸后发生反应: CO + 2H + = H O + CO ↑,
3 2 2
c (CO ) 降低,溶液中 CO 与 Ca 2 + 的离子积Q(CaCO)<K (CaCO),沉淀溶解平衡向溶解
3 sp 3
方向移动。
Mg(OH) 难溶于水,能溶于盐酸、NH Cl 溶液中。溶于NH Cl溶液反应的离子方程式为
2 4 4
盐溶液溶解法
Mg(OH) + 2NH = M g 2 + + 2NH ·H O。
2 3 2
沉淀转化的过程探究
(1)实验探究AgCl、AgI、Ag S的转化
2
实验操作
白色沉淀转化 黄色沉淀转化为黑
实验现象 有白色沉淀析出
为黄色沉淀 色沉淀
NaCl + AgNO = AgCl + KI = 2AgI + Na S =
3 2
化学方程式
AgCl↓ + NaNO AgI + KCl Ag S + 2NaI
3 2
实验结论:AgCl沉淀转化为AgI 沉淀,AgI沉淀又转化为Ag S 沉淀,说明溶解度由小到大的顺序为
2
Ag S < AgI < AgCl 。
2
理论分析:
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) K =1.8×10-10
spAgI(s) Ag+(aq)+I-(aq) K =8.5×10-17
sp
由K 值可看出AgI的溶解度远比AgCl小得多。
sp
当向AgCl沉淀中滴加KI溶液时, Q (AgI) > K (AgI)导致AgCl溶解,AgI生成,离子方程式可表示为:
sp
I-(aq)+AgCl(s) AgI(s)+Cl-(aq),K===≈2.1×106>1×105。
反应向正方向进行完全,即AgCl可转化为AgI沉淀。
(2)实验探究Mg(OH) 与Fe(OH) 的转化
2 3
实验操作
实验现象 产生白色沉淀 白色沉淀转化为红褐色沉淀
MgCl + 2NaOH = Mg(OH ) ↓ 3Mg(OH) + 2FeC l =
2 2 2 3
化学方程式
+ 2NaC l 2Fe(OH) + 3MgC l
3 2
实验结论:Mg(OH) 沉淀转化为Fe(OH) 沉淀,说明溶解度:Fe(OH) <Mg(OH) 。
2 3 3 2
2.沉淀的转化
实质 沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程,其实质是沉淀溶解平衡的移动
两种沉淀的溶解度不同,溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀,两者溶解度相差越大
条件
转化越容易。
锅炉除水垢 CaSO(s)―――――→CaCO (s)―――――→Ca2 + (aq) , 反 应 为 CaSO +
4 3 4
(含有CaSO) NaCO=CaCO +NaSO ,CaCO + 2HC l = CaC l + H O + CO ↑
4 2 3 3 2 4 3 2 2 2
应用 自然界 原生铜的硫化物――――→CuSO 溶液――――――――――――――→铜
4
中矿物的转化 蓝(CuS),反应为CuSO + ZnS = CuS + ZnSO ,CuSO + PbS = CuS + PbSO
4 4 4 4
工业废水处理 FeS(s) + Hg 2 + (aq) = HgS(s) + Fe 2 + (aq)
考点一:难容电解质的溶解平衡
例1.(2023·辽宁凌源市高二上学期11月月考)下列有关BaSO 沉淀溶解平衡的说法中错误
3
的是
A.BaSO 的溶度积常数表达式K (BaSO)=c(Ba2+)×c(SO 2-)
3 sp 3 3
B.BaSO 难溶于水,溶液中没有Ba2+和SO 2-
3 3
C.升高温度,BaSO 的溶解度增大
3
D.向BaSO 悬浊液中加入NaSO 固体,BaSO 溶解的量减少
3 2 3 3【答案】B
【解析】A项,BaSO 难溶于水,悬浊液中存在BaSO(s) Ba2+(aq)+SO 2-(aq),根据溶度积表达
3 3 3
式,推出K =c(Ba2+)×c(SO 2-),说法正确;B项,BaSO 虽难溶于水,BaSO 在水中溶解度较小,但溶液
sp 3 3 3
中有极少量的Ba2+和SO 2-,说法错误;C项,多数物质的溶解度随着温度升高而升高,升高温度,BaSO
3 3
的溶解度增大,说法正确;D项,BaSO 悬浊液中存在BaSO(s) Ba2+(aq)+SO 2-(aq),加入NaSO 固
3 3 3 2 3
体,溶液中c(SO 2-)增大,c(Ba2+)减少,BaSO 溶解的量减少,说法正确。
3 3
考点二:溶度积常数
例2.(2022·山东烟台高二上学期期中)在t℃时,Ag CrO(橘红色)在水溶液中的沉淀溶解平
2 4
衡曲线如图所示。又知K (AgCl)=1.8×10-10 mol2·L-2。下列说法错误的是
sp
A.a=2×10-4
B.向X点Ag CrO 溶液中加入0.1 mol·L-1 AgNO 溶液,可使溶液由X点变为Y点
2 4 3
C.t℃时,Y点和Z点时Ag CrO 的K 相等
2 4 sp
D.向Ag CrO 悬浊液中加入NaCl固体,可生成白色沉淀
2 4
【答案】D
【解析】A项,K =c2(Ag+)×c(CrO2-)=(1×10-3)2×1×10-5=1×10-11,当c(CrO2-)=25×10-5 mol·L-1时,
sp 4 4
c(Ag+)===2×10-4 mol·L-1,正确;B项,X点为Ag CrO 的不饱和溶液,加入0.1 mol·L-1 AgNO 溶液,
2 4 3
c(Ag+)增大,c(CrO2-)在达到饱和前不变,向X点Ag CrO 溶液中加入0.1 mol·L-1 AgNO 溶液,可使溶
4 2 4 3
液由X点变为Y点,正确;C项,K 只受温度影响,温度不变平衡常数不变,t℃时,Y点和Z点时
sp
Ag CrO 的K 相等,正确;D项,NaCl固体没有给出加入量,不能确定此时c(Ag+)×c(Cl-)>K (AgCl),
2 4 sp sp
不能确定是否生成白色沉淀,错误。
考点三:沉淀溶解平衡与实验探究
例3.(2022·无锡模拟)取1 mL 0.1 mol·L-1 AgNO 溶液进行如下实验(实验中所用试剂浓度
3
均为0.1 mol·L-1),下列说法不正确的是A.实验①白色沉淀是难溶的AgCl
B.若按②①顺序实验,能看到白色沉淀
C.若按①③顺序实验,能看到黑色沉淀
D.由实验②说明AgI比AgCl更难溶
【答案】B
【解析】A项,AgNO 溶液中的Ag+和过量的NaCl溶液中的Cl-生成AgCl白色沉淀,离子方程式为
3
Ag++Cl-=AgCl↓,所以沉淀为难溶的AgCl,正确;B项,一般来说,溶解度小的沉淀转化为溶解度更
小的沉淀容易实现,AgI的溶解度比AgCl小,所以AgI不易转化为AgCl,所以若按②①顺序实验,看不
到白色沉淀,错误;C项,2AgCl(s)+S2-(aq) Ag S(s)+2Cl-(aq),Ag S比AgCl更难溶,溶解度更小,
2 2
所以若按①③顺序实验,能看到黑色沉淀,正确;D项,实验②白色沉淀AgCl转化为黄色沉淀AgI,说明
AgI比AgCl更难溶,正确。
考点四:沉淀溶解平衡图像
例4.(2023·河北邯郸高二上学期期末)常温时,三种金属硫化物在水中的沉淀溶解平衡曲线
如图所示。已知pA=-lgc(A)。下列说法正确的是
A.常温下,三种物质中CuS的溶解度最小
B.常温下,K (MnS)=10-30
sp
C.加热可使b点移动到a点
D.若要除去ZnCl 溶液中混有的少量MnCl ,则可加入CuS固体
2 2
【答案】A
【解析】A项,由图可知,常温下,硫离子浓度相同时,铜离子的浓度最小,则三种物质中CuS的溶
解度最小,正确;B项,由图可知,p(S2-)=5时,即c(S2-)=10-5,查图可得c(Mn2+)=10-10,K (MnS)=
sp
10-15,错误;C项,升高温度,硫化铜的溶度积增大,铜离子和硫离子均增大,不可能使b点移动到a点,错误;D项,三种物质中CuS的溶解度最小,则加入溶解度小的CuS固体不可能除去ZnCl 溶液中混有的
2
少量MnCl ,错误。
2
1.(2022·河北保定模拟)在一定温度下,当过量的 Mg(OH) 固体在水溶液中达到平衡时:
2
Mg(OH) (s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),要使Mg(OH) 固体增加,c(OH-)增加,可采取的措施是
2 2
A.加适量的水 B.通入少量HCl气体
C.加少量NaOH固体 D.加少量MgSO 固体
4
【答案】C
【解析】】A项,加入适量水,使沉淀溶解平衡正向移动,悬浊液中Mg(OH) 固体的质量减少,不符
2
合题意;B项,通入少量HCl,平衡正向移动,氢氧化镁固体减少,不符合题意;C项,加少量NaOH固
体,平衡逆向移动,则Mg(OH) 固体增加,且c(OH-)增加,符合题意;D项,加少量MgSO 固体,平衡
2 4
逆向移动,c(OH-)减小,不符合题意。
2.(2022·首都师范大学附中模拟)25℃时,在含有大量PbI 的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:
2
PbI (s) Pb2+(aq)+2I-(aq),加入KI固体,下列说法正确的是
2
A.溶液中Pb2+和I-的浓度都增大
B.K (PbI )增大
sp 2
C.PbI 的沉淀溶解平衡向右移动
2
D.溶液中c(Pb2+)减小
【答案】D
【解析】加入KI固体,溶液中c(I-)增大,使PbI 的沉淀溶解平衡向左移动,所以溶液中c(Pb2+)减小,
2
A、C项错误,D项正确;溶液的温度未发生改变,K (PbI )不变,B项错误。
sp 2
的
3.(2023·广西桂林市高二上学期期末)在自然界中,原生铜 硫化物转变成CuSO 后遇到地壳深层
4
的ZnS和PbS便慢慢转变为CuS。由此可知,下列物质中溶解度最小的是
A.CuSO B.ZnS C.PbS D.CuS
4
【答案】D
【解析】CuSO 易溶于水,而ZnS、PbS、CuS难溶于水,原生铜的硫化物转变成CuSO 后遇到地壳深
4 4
层的ZnS和PbS便慢慢转变为CuS,根据溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的知,ZnS和PbS溶解度
大于CuS,溶解度最小的是CuS;故答案为D项。
4.(2023·河北保定市高二上学期期中)现将某浓度的CaCl 溶液与2.0×10-3 mol·L-1的NaSO 溶液
2 2 4等体积混合,若要产生沉淀,则所用CaCl 溶液的浓度至少为(已知该温度下CaSO 的K =4.9×10-5)
2 4 sp
A.9.8×10-2 mol·L-1 B.4.9×10-2 mol·L-1
C.2.0×10-3 mol·L-1 D.1.0×10-3 mol·L-1
【答案】A
【解析】由硫酸钙的溶度积可知,氯化钙溶液与2.0×10—3 mol·L-1硫酸钠溶液等体积混合生成硫酸钙
沉淀时,氯化钙溶液的浓度为==4.9×10—2 mol·L-1,原溶液CaCl 溶液溶液的最小浓度为混合溶液中
2
c(Ca2+)的2倍,所以原溶液CaCl 溶液溶液的最小浓度为4.9×10—2 mol·L-1×2=9.8×10—2 mol·L-1,故选A
2
项。
5.(2022·湖南益阳市高二上学期期末)MgCO 是常用于治疗胃酸过多的药剂的主要成分之一、在实
3
验室中,向含有MgCO 固体的悬浊液中滴加少许浓盐酸(忽略体积和温度变化),下列数值变小的是
3
A.c(H+) B.c(CO2-) C.c(Mg2+) D.K (MgCO )
3 sp 3
【答案】B
【解析】A项,加入少量浓盐酸,c(H+)增大,错误;B项,MgCO 固体的悬浊液中存在沉淀溶解平衡
3
MgCO (s) Mg2+(aq)+CO2-(aq),加入少量浓盐酸可与消耗碳酸根,而使碳酸根离子的浓度减小,正
3 3
确;C项,由B项知加入浓盐酸消耗碳酸根,使溶解平衡MgCO (s) Mg2+(aq)+CO2-(aq)正向移动,
3 3
则镁离子浓度增大,错误;D项,K (MgCO )只与温度有关,温度不变溶度积常数不变,错误。
sp 3
6.(2023·北京昌平区高二上学期期末)某同学探究MgCl 、CaCl 与饱和NaHCO 溶液的反应。
2 2 3
实验I 实验II
无明显现象 先产生白色沉淀,后产生无色气泡
常温下:K (MgCO )=6.82×10-6,K (CaCO )=4.96×10-9
sp 3 sp 3
下列说法不正确的是
A.实验II中产生的气体为CO
2
B.实验II证明CaCl 能促进NaHCO 的水解
2 3
C.实验II反应后溶液的pH降低
D.实验I、II现象不同的原因是K (CaCO )<K (MgCO ),Ca2+结合CO2-能力比Mg2+强
sp 3 sp 3 3
【答案】B
【解析】A项,碳酸氢根离子存在电离平衡,HCO - H++CO2-,加入氯化钙溶液后,钙离子和
3 3
碳酸根离子生成碳酸钙沉淀,导致平衡正向移动,氢离子浓度增大与碳酸氢根离子生成二氧化碳气体,实验II中产生的气体为CO ,正确;B项,实验II加入CaCl 能促进碳酸氢根离子的电离正向移动,错误;C
2 2
项,实验II反应后碳酸氢根离子浓度减小,碳酸氢根离子水解生成的氢氧根离子浓度减小,溶液的 pH降
低,正确;D项,实验I、II现象不同的原因是K (CaCO )<K (MgCO ),Ca2+结合CO2-能力比Mg2+强,
sp 3 sp 3 3
导致加入钙离子能使HCO - H++CO2-正向进行更显著,正确。
3 3
7.(2022·山东高二上学期12月月联合调研)已知:K (CaCO )=2.8×10-9,K (CaSO)=8.4×10-6。
sp 3 sp 4
在CaSO 和CaCO 的悬浊混合液中,的值为
4 3
A. B.2.8 C.8.4 D.3 000
【答案】D
【解析】在CaSO 和CaCO 的悬浊混合液中,====3 000,故合理选项是D项。
4 3
8.(2023·北京清华附中高二上学期期末)某同学进行如下实验:
下列说法不正确的是
A.①中存在沉淀溶解平衡:BaCO (s) Ba2+(aq)+CO2-(aq)
3 3
B.比较离子浓度大小:c(CO2-):③>①;c(Ba2+):③>①
3
C.③中存在水解平衡:CO2-+HO HCO -+OH-
3 2 3
D.综合上述实验现象,说明BaCO 能转化为BaSO
3 4
【答案】B
【解析】①中加入酚酞后无现象说明碱性很小,又知BaCO (s) a2+(aq)+CO2-(aq),CO2-+HO
3 3 3 2
HCO -+OH-,则溶液中CO2-浓度极小,水解程度也很小,②中NaSO 为强酸强碱盐,溶液呈中
3 3 2 4
性故无明显现象,③混合后变红说明CO2-水解后生成的OH-浓度增大,即发生了BaCO +SO 2-
3 3 4
BaSO+CO2-的转化,BaSO 更难溶于水,以此解答。
4 3 4
A项,由沉淀溶解平衡得知存在BaCO (s) Ba2+(aq)+CO2-(aq),正确;B项,由上述分析可知,
3 3
c(CO2-):③>①,BaSO 更难溶于水,随着沉淀的转化:BaCO +SO 2- BaSO+CO2-,溶液中Ba2+
3 4 3 4 4 3
的浓度降低,即c(Ba2+):③<①,错误;C项,①、③中均存在CO2-,CO2-为弱酸根,溶液中存在水解
3 3
平衡,离子方程式为:CO2-+HO HCO -+OH-,正确;D项,③混合后变红说明溶液中CO2-浓
3 2 3 3
度增大,即发生了BaCO +SO 2- BaSO+CO2-的转化,正确。
3 4 4 31.(2022·辽宁丹东高二上学期期末)在T、T 温度下,BaSO 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示
1 2 4
(已知BaSO 在水中溶解时吸收热量)。下列说法正确的是
4
A.加入BaCl 固体,可使a点变成c点 B.升高温度,可使b点变成c点
2
C.c点时,在T 温度下有固体析出 D.a点的K 大于5.0×10-9
1 sp
【答案】C
【解析】A项,加入BaCl 固体,溶液中钡离子浓度会增大,溶解平衡逆向移动,c(SO42-)减小,因此
2
不会由a点变为c点,错误;B项,升高温度,BaSO 的溶解度增大,c(Ba2+)、c(SO42-)均增大,因此不会
4
由 b 点变 c 点,错误;C 项,由图可知 T 温度下 K (BaSO)大于 T ,由于溶解过程吸热,温度越高
2 sp 4 1
K (BaSO)越大,因此T 大于T ,c点为T 温度下的饱和溶液,则降温到T 时,溶解度减小,析出沉淀,
sp 4 2 1 2 1
正确;D项,c点时,K 等于5.0×10-9,a点对应温度低于c点,则a点K 小于5.0×10-9,错误。
sp sp
2.(2022·江苏徐州市高二下学期期中)一种以烟气中CO 制取轻质CaCO 的流程如下:
2 3
已知K (CaCO )=4.96×10-9且c(Ca2+)<10-5 mol·L-1时视为沉淀完全。下列说法错误的是
sp 3
A.“反应I”中增大氨水浓度能提高烟气中CO 去除率
2
B.“反应II”中溶液的导电能力随石灰乳的加入快速上升
C.若测得“滤液”中c(CO2-)=10-2 mol·L-1时,则Ca2+沉淀完全
3
D.所得“滤液”可转移到“反应I”中循环利用
【答案】B
【解析】将烟气通入氨水中发生反应Ⅰ生成碳酸铵,再加入石灰乳发生反应Ⅱ生成碳酸钙和氨水,过
滤得到的滤液中含有氨水,可循环使用;所得碳酸钙沉淀进行洗涤干燥,得到轻质CaCO 。
3
A项,“反应I”中增大氨水浓度,可以充分吸收二氧化碳,能提高烟气中CO 去除率,正确;B项,
2加入石灰乳时生成碳酸钙沉淀和氨水,故初始时溶液中的铵根离子、碳酸根离子因反应而快速降低导致导
电能力快速降低,后加入过量的氢氧化钙,由于生成氨水的电离及过量氢氧化钙的电离导致离子浓度增大,
导电能力逐渐上升,错误;C项,若测得“滤液”中 c(CO2-)=10-2 mol·L-1,则K (CaCO )=c(Ca2
3 sp 3
+)·c(CO2-)=c(Ca2+)×10-2 mol·L-1=4.96×10-9,c(Ca2+)=4.96×10-7<10-5 mol·L-1,故Ca2+沉淀完全,
3
正确;D.所得“滤液”中含有氨水,可转移到“反应I”中循环利用,正确。
3.(2022·山东日照高二上学期期中)下列有关沉淀溶解平衡说法错误的是
A.用稀硫酸洗涤BaSO 沉淀,可以减少BaSO 溶解损失
4 4
B.牙膏中添加NaF,可将Ca (PO )OH转化为更难溶的Ca (PO )F抵抗酸的侵蚀
5 4 3 5 4 3
C.25℃时,向含有AgCl固体的AgCl饱和溶液中加入少量稀盐酸,则AgCl的溶解度不变
D.已知25℃时,AgCl和砖红色沉淀Ag CrO 的K 分别为1.8×10-10和2.0×10-12,则用AgNO 标准溶
2 4 sp 3
液滴定Cl-时,可采用KCrO 为指示剂
2 4
【答案】C
【解析】A项,BaSO 沉淀在溶液中存在沉淀溶解平衡,用稀硫酸洗涤时,增大了水中SO 2-的浓度,
4 4
使沉淀溶解平衡逆向移动,因而比用水洗涤可以减少BaSO 溶解损失,正确;B项,Ca (PO )OH在口腔溶
4 5 4 3
液中存在沉淀溶解平衡,用含有NaF的牙膏刷牙时,发生沉淀转化,生成更难溶的Ca (PO )F,从而可增
5 4 3
强抵抗酸的侵蚀的能力,正确;C项,25℃时,向含有AgCl固体的AgCl饱和溶液中加入少量稀盐酸,Cl
-的浓度增大,沉淀溶解平衡逆向移动,则AgCl的溶解度减小,错误;D项,25℃时Ag CrO 、AgCl的
2 4
K 分别为2.0×10-12和1.8×10-10,当离子浓度小于10-5 mol·L-1时认为沉淀完全,因此恰好沉淀完全时,
sp
c(Ag+)===1.8×10-5 mol·L-1,此时溶液中c(CrO2-)===6.17×10-3 mol·L-1,6.17×10-3 mol·L-1>
4
1.0×10-5 mol·L-1,可以使用可采用KCrO 为指示剂,正确。
2 4
4.(2023·北京延庆区高二上学期期末)小组同学用以下流程去除粗盐水中的SO 2-、Ca2+、Mg2+,
4
获得了精制盐水。
已知:ⅰ.
物质 BaSO BaCO CaCO Mg(OH)
4 3 3 2
K (25℃) 1.1×10-10 2.6×10-9 3.4×10-9 5.6×10-12
sp
ⅱ.粗盐水中c(SO42-)>c(Ca2+)
下列说法不正确的是的
A.① 反应为:BaCO +SO 2- BaSO+CO2-
3 4 4 3
B.②中当溶液pH=11时,Mg2+已沉淀完全(即浓度小于10-5 mol·L-1)
C.③的滤渣中除泥沙外,还有BaSO、CaCO 、Mg(OH) 、BaCO 等物质
4 3 2 3
D.④中用稀盐酸调溶液pH为中性或微酸性,以除去OH-、CO2-
3
【答案】A
【解析】A项,加入碳酸钡的目的是沉淀法除掉硫酸根和钙离子,故①的反应为:BaCO (s)+SO 2-
3 4
(aq) BaSO(s)+CO2-(aq)、Ca2++CO2-=CaCO ↓,错误;B项,②中当溶液pH=11时,c(Mg2+)=
4 3 3 3
==5.6×10-6<10-5,Mg2+已沉淀完全(即浓度小于1.0×10-5 mol·L-1),正确;C项,由上述分析③的滤渣
中除泥沙外,还有①生成的BaSO 、CaCO ,②生成的Mg(OH) 和过量的BaCO 等物质,正确;D项,④
4 3 2 3
中用稀盐酸调溶液pH为中性或微酸性,以除去OH-、CO2-,正确。
3
5.(2023·山东枣庄市高二上学期期末)已知pAg+=−lgc(Ag+),pX−=−lgc(X−)。某温度下,AgBr、
AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是
A.a和c两点的K 相同
w
B.K (AgCl)=1.0×10−14 mol2·L−2
sp
C.向饱和AgCl溶液中加入NaCl固体,可使a点变到d点
D.AgCl(s)+Br-(aq) AgBr(s)+Cl-(aq)平衡常数K=K (AgCl)/K (AgBr)
sp sp
【答案】B
【解析】由图可知,纵横坐标的乘积越大,K (AgX)越小,则a、d点在AgCl的沉淀溶解平衡曲线上,
sp
b点在AgBr在沉淀溶解平衡曲线上,据此判断。
A项,K 只受温度的影响,a、c在相同的温度下,则K 相同,正确;B项,b点AgBr在沉淀溶解平
w w
衡曲线上,不能计算AgCl的溶度积,错误;C项,向饱和AgCl溶液中加入NaCl固体,氯离子浓度增大,
平衡逆向移动,阴离子浓度减小,可使 a点变到d点,正确;D项,AgCl(s)+Br-(aq) AgBr(s)+Cl-
(aq)平衡常数K=c(Cl-)/c(Br-)=c(Cl-)c(Ag+)/c(Br-)c(Ag+)=K (AgCl)/K (AgBr),正确。
sp sp
6.(2023·辽宁鞍山市高二上学期第三次月考)室温时,CaCO 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
3
已知CaCO 的溶度积(室温)2.8×10-9,下列说法中不正确的是
3A.x的数值为2×10-5 B.c点时有CaCO 生成
3
C.加入蒸馏水可使溶液由d点变成a点 D.b点与d点对应的溶度积相等
【答案】C
【解析】图像为CaCO 在水中的沉淀溶解平衡曲线,曲线上b点和d点为饱和状态,a点不饱和,而c
3
为过饱和状态,据此分析。
A项,在d点c(CO2-)=1.4×10-4 mol·L-1,因室温时,CaCO 的溶度积K =2.8×10-9,所以c(Ca2+)=
3 3 sp
2×10-5 mol·L-1,故x的数值为2×10-5,正确;B项,在c点c(Ca2+)>2×10-5 mol·L-1,即相当于增大钙
离子浓度,平衡左移,有CaCO 生成,正确;C项,d点为饱和溶液,加入蒸馏水后如仍为饱和溶液,则
3
c(Ca2+)、c(CO2-)都不变,如为不饱和溶液,则二者浓度都减小,故不可能使溶液由 d点变成a点,错误;
3
D项,b点与d点在相同的温度下,溶度积相等,正确。
7.(2023·北京平谷区高二上学期期末)某小组同学进行如下实验探究:
下列分析正确的是
A.实验②、③黄色沉淀中均不含AgCl
B.实验③证明浊液a中存在AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
C.实验②和③的反应可用相同的离子方程式表示
D.实验②的黄色沉淀中再滴加几滴0.1 mol·L-1的NaCl溶液后,可转变为白色
【答案】B【解析】1 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液和2 mL 0.1 mol·L-1 AgNO 溶液混合,反应生成1.0×10-4 mol
3
AgCl和1.0×10-4 mol NaNO ,剩余1.0×10-4 mol AgNO ,静置后得到浊液a;过滤后,滤渣为AgCl白色
3 3
沉淀,经多次洗涤后,滴加1 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,生成黄色沉淀,此沉淀应为AgI;滤液中含1.4×10-
4 mol AgNO ,滴加1 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,生成AgI黄色沉淀,据此分析解答。
3
A项,实验③中,由于存在平衡AgCl(s)+I-(aq) AgI(s)+Cl-(aq)(aq),AgCl不能完全转化为
AgI,错误;B项,实验③中,往AgCl白色沉淀中滴加1 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,由于存在平衡AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq),且AgI的溶解度小于AgCl,则I-结合AgCl电离出的Ag+生成AgI沉淀,从而将
AgCl转化为AgI,由此可知,浊液a中也存在平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),正确;C项,实验②反
应的离子方程式为Ag++I-=AgI↓,实验③反应的离子方程式为AgCl(s)+I-(aq) AgI(s)+Cl-(aq)
(aq),二者离子方程式不同,错误;D项,往AgI沉淀中再滴加足量0.1 mol·L-1的NaCl溶液后,可转变为
白色,错误。
8.(2023·北京朝阳区高二上学期期末)以石灰石矿(主要成分为CaCO ,含少量MgCO 、Fe O、
3 3 2 3
SiO 等)为原料制备高纯轻质碳酸钙的一种工艺流程如下。
2
已知:固体B中含有SiO、Fe O、MgO及Mg(OH) 。
2 2 3 2
下列说法不正确的是
A.过程Ⅱ中,NH Cl溶液浸出Ca2+而非Mg2+是因为K [Ca(OH) ]>K [Mg(OH) ]
4 sp 2 sp 2
B.过程Ⅲ中,反应的离子方程式为Ca2++2NH ·HO+CO=CaCO ↓+HO+2NH
3 2 2 3 2
C.过程Ⅱ和过程Ⅲ的操作均应在较高温度下进行
D.整个流程中,“变废为宝、循环利用”的物质是CO、NH Cl
2 4
【答案】C
【解析】煅烧石灰石矿(主要成分为CaCO ,含少量MgCO 、Fe O 、SiO 等),CaCO 、MgCO 分解分
3 3 2 3 2 3 3
别生成CaO和MgO,并放出CO ,煅烧后固体Fe O 、SiO 、CaO、MgO,加氯化铵浸取,溶解CaO,得
2 2 3 2
到含氯化钙和NH ·HO的滤液A,过滤,固体B中含有SiO、CaO、MgO及Mg(OH) ,滤液A中通CO,
3 2 2 2 2
发生反应Ca2++2NH ·HO+CO=CaCO ↓+HO+2NH,生成沉淀CaCO 。
3 2 2 3 2 3
A项,过程Ⅱ中,NH Cl溶液浸出Ca2+而非Mg2+,因为K [Ca(OH) ]>K [Mg(OH) ],正确;B项,过
4 sp 2 sp 2
程Ⅲ中,CO 和氯化钙和NH ·HO反应生成CaCO ,的离子方程式为Ca2++2NH ·HO+CO=CaCO ↓+
2 3 2 3 3 2 2 3HO+2NH,正确;C项,过程Ⅱ的反应物氯化铵受热易分解,过程Ⅲ中NH ·HO受热易分解、易挥发,
2 3 2
不能在较高温度下进行,错误;D项,过程Ⅰ产生的CO 是过程Ⅲ的反应物,过程Ⅲ中的生成物NH Cl是
2 4
过程Ⅱ的反应物,所以CO、NH Cl可循环利用,正确。
2 4
9.(2022·广东汕尾高二上学期期末)常温下,K (ZnS)=1.6×10-24,K (FeS)=6.4×10-18,其中FeS
sp sp
为黑色晶体,ZnS是一种白色颜料的组成成分。下列说法不正确的是
A.向FeS悬浊液中通入少量HCl,K (FeS)不变
sp
B.向物质的量浓度相等的FeCl 和ZnCl 混合液中滴加NaS溶液,先产生白色沉淀
2 2 2
C.在ZnS的饱和溶液中,加入FeCl 溶液,可能产生FeS沉淀
2
D.常温下,反应FeS(s)+Zn2+(aq) ZnS(s)+Fe2+(aq)的平衡常数K=4.0×10-6
【答案】D
【解析】A项,K (FeS)只与温度有关,温度不变,K (FeS)不变,正确;B项,K (ZnS)<K (FeS),
sp sp sp sp
根据K 小的先沉淀可知,先产生ZnS白色沉淀,正确;C项,在ZnS的饱和溶液中,加入FeCl 溶液,由
sp 2
于FeCl 浓度未知,则Q(FeS)可能大于K (FeS),故可能产生FeS沉淀,正确;D项,反应FeS(s)+Zn2+
2 c sp
(aq) ZnS(s)+Fe2+(aq)的平衡常数K====4.0×106,错误。
10.(2023·北京东城区高二上学期期末)常温下,某小组同学用如下装置探究Mg(OH) 的沉淀溶解平
2
衡。
实验装置 实验序号 传感器种类 实验操作
向蒸馏水中加入足量Mg(OH) 粉末,一段
① 电导率传感器 2
时间后再加入少量蒸馏水
向滴有酚酞的蒸馏水中加入Mg(OH) 粉
2
② pH传感器 末,隔一段时间后,再向所得悬浊液中加
入一定量稀硫酸
Ⅰ.实验①测得电导率随时间变化的曲线如图l所示。
已知:ⅰ.在稀溶液中,离子浓度越大,电导率越大。
(1)a点电导率不等于0的原因是水能发生____________。(2)由图1可知,在Mg(OH) 悬浊液中加入少量水的时刻为_______(填“b”、“c”或“d”)点。
2
(3)分析电导率在de段逐渐上升的原因:d时刻,Q[Mg(OH) ]_______(填“>”、“<”或
2
“=”)K [Mg(OH) ],导致_________________________________________________(结合沉淀溶解平衡解
sp 2
释原因)。
Ⅱ.实验②测得pH随时间变化的曲线如图2所示。
已知:ⅱ.25℃,K [Mg(OH) ]=5.6×10-12
sp 2
ⅲ.酚酞的变色范围:
pH <8.2 8.2~10 >10
颜色 无色 淡粉色 红色
(4)依据图2可判断:A点加入的Mg(OH) 的物质的量大于C点加入的硫酸的物质的量,判据是
2
________________________________________________________________。
(5)0~300 s时,实验②中溶液先变红,后__________________________________。
(6)Mg(OH) 常被用于水质改良剂,能够使水体pH约为9,进而抑制细菌的生长。25℃时水体中
2
c(Mg2+)约为_______mol·L-1。
【答案】(1)电离 (2)c (3)①< ②平衡向着沉淀溶解的方向移动 (4)DE段pH大于7,溶
液显碱性,氢氧化镁过量 (5)变为淡粉色 (6)5.6×10-2
【解析】I.ab段,HO是弱电解质,能发生微弱的电离,电离方程式为HO H++OH-;bc段,
2 2
向蒸馏水中加入足量Mg(OH) 粉末,Mg(OH) 溶解,产生Mg2+和OH-,电导率增大;cd段,再加入少量
2 2
蒸馏水,相当于稀释,Mg2+和OH-浓度减小,电导率减小;de段,沉淀溶解平衡移动,cd段再加入少量
蒸馏水,Mg2+和OH-浓度减小,使得Q[Mg(OH) ]<K [Mg(OH) ],平衡向着沉淀溶解的方向移动;Ⅱ.
2 sp 2
AB段pH不断增大,氢氧化镁不断溶解,BC段pH不变,存在平衡 Mg(OH) (s) Mg2+(aq)+2OH-
2
(aq),CD段加入稀硫酸,消耗氢氧化镁,pH减小,稀硫酸消耗完,氢氧化镁继续溶解,pH增大,DE段
pH不变,建立新的平衡。
(1)HO是弱电解质,能发生微弱的电离,电离方程式为 HO H++OH-,因此a点电导率不等
2 2于0;(2)cd段,再加入少量蒸馏水,相当于稀释,Mg2+和OH-浓度减小,电导率减小,则在Mg(OH)
2
悬浊液中加入少量水的时刻为c点;(3)cd段再加入少量蒸馏水,Mg2+和OH-浓度减小,使得d时刻
Q[Mg(OH) ]<K [Mg(OH) ],平衡Mg(OH) (s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)向右移动,即平衡向着沉淀溶解的
2 sp 2 2
方向移动;(4)由图像可知,最后的 pH大于 7,溶液显碱性,氢氧化镁过量,所以 A点时加入的
n[Mg(OH)]大于C点时加入的n(HSO );(5)由图像可知,AB段pH不断增大,氢氧化镁不断溶解,BC
2 2 4
段pH不变,存在平衡Mg(OH) (s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),此时溶液pH>10,因此实验②中溶液变红,
2
CD段加入稀硫酸,消耗氢氧化镁,pH减小,稀硫酸消耗完,氢氧化镁继续溶解,pH增大,最终溶液的
pH值范围为9<pH<10,由酚酞的变色范围知,此时溶液变为淡粉色;(6)25℃时,水体pH约为9,则
c(OH-)=1.0×10-5 mol·L-1,由K [Mg(OH) ]=c(Mg2+)·c2(OH-)=5.6×10-12,得c(Mg2+)===5.6×10-2
sp 2
mol·L-1。