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备战2026 年高考化学【一轮·夯基提能】精讲精练复习讲义
第49 讲 沉淀溶解平衡及图像分析 (讲义)
讲义
夯基·知识精讲
【知识点1】沉淀溶解平衡及其影响因素+5 道例题
【知识点2】溶度积常数及其影响因素+5 道例题
【知识点3】沉淀溶解平衡的应用+5 道例题
【知识点4】溶度积(Ksp)的有关计算+5 道例题
【知识点5】沉淀溶解平衡图像分析+5 道例题
练习
提能·课后精练
选择题:
15
题
非选择题:
5
题
建议时长:
75
分钟
实际时长: 分钟
【知识点1】沉淀溶解平衡及其影响因素
1.难溶、微溶、可溶、易溶界定
25 ℃时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系,尽管难溶电解质的溶解度很小,但在水中并
不是绝对不溶。
2.沉淀溶解平衡
(1)溶解平衡的含义
在一定温度下,当难溶电解质沉淀和溶解的速率相等时,形成饱和溶液,达到平衡状态,把这种平衡
称为沉淀溶解平衡。
固体溶质
溶解
沉淀
溶液中的溶质
(2)特点(同其他化学平衡):逆、等、定、动、变(适用平衡移动原理)。
(3)表达式:沉淀溶解平衡方程式各物质要标明聚集状态,易溶电解质作溶质时只要是饱和溶液也可存
在溶解平衡。
难溶电解质(s)
溶质离子(aq)
如AgCl 的溶解平衡表达式为AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)。
如Fe(OH)3的溶解平衡表达式为Fe(OH)3(s)
Fe3+(aq)+3OH-(aq)
3.沉淀溶解平衡的影响因素(勒夏特列原理同样适用于沉淀溶解平衡)
(1)内因:难溶电解质本身的性质,这是决定因素。
(2)外因
①浓度:加水稀释,平衡向沉淀溶解的方向移动。
②温度:绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向沉淀溶解的方向移动[特例Ca(OH)2]。
③同离子效应:向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子,平衡向生成沉淀的方向移动。
④其他:向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子时,平衡向
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沉淀溶解的方向移动。
如:CaCO3中加入稀盐酸,盐酸电离出来的H+与结合CO,CO 浓度减小,使平衡向右移动。
⑤加入难溶物本身:平衡不移动。
例如:AgCl 的澄清饱和溶液,加水稀释,沉淀溶解平衡右移,但离子浓度减小,而AgCl 悬浊液加水
稀释,平衡右移,但c(Ag+)和c(Cl-)不变。AgCl 沉淀溶解达到平衡时,再加入AgCl 固体对平衡无影响。
(3)以AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0 为例,填写外因对溶解平衡的影响
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
不变
不变
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
①沉淀、溶解之间这种动态平衡也决定了Ag+与Cl-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。
②AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)和AgCl===Ag++Cl-表示的意义不同:前者表示AgCl 的溶解平衡,
后者表示AgCl 在水中完全电离(是指溶解的那一部分)。
【例1】下列关于沉淀溶解平衡
的说法正确的是
A.“
”说明
没有完全电离,
是弱电解质
B.等物质的量的
和
溶于水,溶液中一定有
和
C.向
饱和溶液中加入盐酸,一定会有沉淀生成
D.向
饱和溶液中滴加少量
饱和溶液,生成黄色沉淀,说明
【答案】B
【详解】A.“
”说明AgCl 是极少部分溶解,但溶解部分完全电离,AgCl 是强电解质,A 错误;
B.等物质的量的
和
溶于水生成AgCl 沉淀,但AgCl 存在沉淀溶解平衡,则溶液中一定有Ag
+和Cl−,B 正确;
C.向
饱和溶液中加入盐酸,若加入盐酸后溶液中Cl-的浓度小于原饱和溶液中Cl-的浓度,此时不产
生沉淀,则不一定会有沉淀生成,C 错误;
D.向
饱和溶液中滴加少量
饱和溶液,生成AgI 黄色沉淀,即
沉淀向AgI 沉淀转化,说明
AgI 的溶解度小于AgCl,且两者组成和结构相似,则
,D 错误;
故选B。
【例2】化学用语是学习化学的工具和基础,下列有关化学用语的使用正确的是
A.纯碱溶液呈碱性的原因是:
B.食醋呈酸性的原因是:
C.NaHS 水溶液呈碱性的原因:
D.
溶液中存在沉淀溶解平衡:
【答案】A
【详解】A.纯碱(Na2CO3)溶液呈碱性是因CO
水解生成HCO 和OH-,方程式正确使用可逆符号且符合
主要水解过程,A 正确;
2
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B.醋酸为弱酸,电离应使用可逆符号(
),电离方程式为
,B 错误;
C.NaHS 溶液呈碱性是因HS-水解生成H2S 和OH-,水解方程式为
,C 错误;
D.BaSO4的沉淀溶解平衡应使用可逆符号(
),表示为
,D 错误;
答案选A。
【例3】
难溶于水,但可溶于氨水生成
。常温下,向
悬浊液I 中加入少量氨水,
部分悬浊物溶解后获得悬浊液II,下列分析正确的是
A.向悬浊液I 中加少量水稀释,平衡后溶液中
减小
B.悬浊液II 中存在平衡:
C.向悬浊液II 中加入
固体,
增大
D.向悬浊液II 中加入稀硝酸,无明显现象
【答案】B
【详解】A.悬浊液I 加少量水稀释,仍有固体剩余,则溶液还是AgCl 的饱和溶液,只要温度不变,溶液
中的c(Ag+)不变,A 错误;
B.悬浊液II 中AgCl 与氨水反应生成[Ag(NH3)2]+,反应式包含NH3·H2O 作为反应物,生成物中还有H2O,
所给离子方程式符合实际反应过程,B 正确;
C.向悬浊液II 中加入NaCl 会增大Cl-浓度,使配位平衡
逆向移动,则c([Ag(NH3)2]+)减小,C 错误;
D.稀硝酸会与NH3反应生成
,破坏配位平衡,Ag+与Cl-重新生成AgCl 沉淀,现象明显,D 错误;
故选B。
【例4】某温度下,
,
,生产中用MnS 作为沉淀剂除去工业废水中
,其反应原理为
。下列说法正确的是
A.该反应的平衡常数
B.PbS 悬浊液中:
C.该反应达平衡时
D.其他条件不变,使平衡体系中
增大,则
减小
【答案】A
【详解】A.该反应的平衡常数
,A 项正确;
B.PbS 悬浊液中,
,则
,
,B 项错误;
C.
,达到平衡时,
,所以
,C 项错误;
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D.
为常数,平衡体系中
增大,则
也增大,D 项错误;
答案选A。
【例5】已知
在水中存在以下平衡:
,
。
(1)测得25℃时,0.1
溶液中,
,则该条件下
的电离平衡常数为
。
(2)常温下
的钙盐(CaA)的饱和溶液中存在以下平衡:
,若要
使该溶液中
浓度变大,可采取的措施有___________。
A.升高温度
B.通入HCl
C.加入
D.加入
【答案】(1)0.012 (2)AB
【详解】(1)由题可知,
第一步完全电离,第二步部分电离,0.1
溶液中,
,则
、
,该条件下
的电离平衡常数为
;
(2)A.升高温度,平衡正向移动,溶液中
浓度变大,A 正确,
B.通入HCl,消耗A2-,生成弱电解质,平衡正向移动,溶液中
浓度变大,B 正确;
C.加入
,平衡不移动,
浓度几乎不变,C 错误;
D.加入
,增大A2-浓度,平衡逆向移动,溶液中
浓度减小,D 错误;
故选AB。
【知识点2】溶度积常数及其影响因素
1.溶度积和离子积
在一定条件下,难溶强电解质达到沉淀溶解平衡时,存在平衡常数,称为溶度积常数,简称溶度积,
符号为Ksp。
对于AmBn(s)
mAn+(aq)+nBm-(aq) Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)。
Ksp的意义:Ksp可以反映难溶电解质在水中的溶解能力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比
相同时,Ksp越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强,一般溶解度也越大;但阴、阳离子个数比不相同
时,Ksp大的难溶电解质的溶解度不一定大。
如:相同条件下:Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI),则S(AgCl)>S(AgBr)>S(AgI),但不能比较AgCl 和
Ag2CrO4的溶解度大小。
以AmBn(s)
mAn+(aq)+nBm-(aq)为例:
溶度积
离子积
概念
难溶电解质的沉淀溶解的平衡常数
溶液中有关离子浓度幂的乘积
符号
Ksp
Q
表达式
Ksp(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-),表达式中
的浓度都是平衡浓度
Q(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-),表达式中的
浓度是任意浓度
应用
判断在一定温度下溶液中难溶电解质的沉淀或溶解情况:
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①Q>Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。
②Q=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态。
③Q<Ksp,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
直至溶液饱和。
2.Ksp的影响因素
(1)内因:难溶物质本身的性质,这是主要决定因素。
(2)外因:只受温度的影响,绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向溶解方向移动,Ksp
增大。
【例1】已知反应
,该反应的平衡常数表达式为
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】固体纯物质的浓度为定值,不列入化学平衡常数,已知反应
,则化学平衡常数K=
,答案选C。
【例2】下列说法正确的是
A.往氢氧化镁饱和溶液中加少量
固体,会使
固体增加
B.
,则
的溶解度小于
的溶解度
C.溶度积常数
与温度有关,温度越高,溶度积越大
D.升高温度,某沉淀溶解平衡正向移动,说明它的溶解度是减小的,
也变小
【答案】A
【详解】A.Mg(OH)2固体存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)
Mg
⇌
2+(aq)+2OH-(aq),加少量MgSO4固体时,
溶液中c(Mg2+)增大,平衡逆向移动,会使Mg(OH)2固体增加,故A 正确;
B.Ag2CrO4和AgCl 是两种物质类型不同的物质,不能根据Ksp大小判断其溶解度大小,故B 错误;
C.溶度积常数Ksp与温度有关,温度越高,溶度积不一定越大,可能反而越小,如氢氧化钙固体,故C 错
误;
D.升高温度时某沉淀溶解平衡正向移动,说明它的溶解度是增大的,Ksp也增大,故D 错误;
故选:A。
【例3】下列说法错误的是
A.离子键成分的百分数:
B.同温下溶度积:
C.
和
的键角大小关系:
D.基态原子的未成对电子数关系:C<P
【答案】B
【详解】A.Cl 和Na 的电负性差值大于Cl 和Mg 的电负性差值,电负性差值越大,离子键成分的百分数
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越高,A 项正确;
B.Mg(OH)2难溶于水,Ca(OH)2微溶于水,两者阴阳离子比都是2:1,
的溶解度更小,溶度积常
数也更小,B 项错误;
C.
中心C 原子是
杂化,且无孤电子对,键角为120°,
中心S 原子为
杂化,且无孤电子
对,键角为
,C 项正确;
D.基态C 原子核外电子排布为1s22s22p2,未成对电子数为2,基态P 原子核外电子排布为
1s22s22p63s23p3,未成对电子数为3,D 项正确;
故本题选B。
【例4】已知
、
、
、
分别表示水的离子积常数、弱酸的电离常数、盐的水解平衡常数和溶度
积常数,下列判断错误的是
A.它们都能反映出对应变化进行的程度
B.当某溶液中
时,该溶液呈中性
C.一定温度下,在
溶液中,
D.
与物质本身的性质、温度、溶液中离子浓度有关
【答案】D
【详解】A.它们均属于平衡常数,所以它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度,故A 项正确;
B.某温度时的混合溶液中
,可知c(H+)=c(OH-),则溶液为中性,故B 项正确;
C.一定温度下,在CH3COONa 溶液中
,
,
,则
,故C 项正确;
D.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与溶液中离子浓度无关,故D 项错误;
故本题选D。
【例5】已知磷酸银是一种难溶于水的黄色沉淀,
,现在室温下等体积混合
溶液与
溶液, 析出
沉淀。
A.能 B.不能 C.无法确定
【答案】A
【详解】室温下等体积混合
溶液与
溶液,混合后
,
离
子
积
,则能析出
沉淀,
故选A。
【知识点3】沉淀溶解平衡的应用
1、沉淀的生成(当离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,认为已完全沉淀)
当Q>Ksp时,难溶电解质的溶解平衡向左移动,生成沉淀,可利用生成沉淀来达到除去溶液中杂质离
子的目的。
(1)调节pH 法:
如除去NH4Cl 溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH 至7~8,使Q[Fe(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3],使Fe3
+生成Fe(OH)3沉淀而除去,离子方程式为Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH。
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如除去CuSO4溶液中少量Fe3+,可向溶液中加入Cu(OH) 2或Cu2(OH)2CO3,调节pH 至3~4,使Fe3+转
化为Fe(OH)3沉淀除去。离子方程式为:Fe3++3H2O
Fe(OH)3+3H+、CuO+2H+===Cu2++H2O
(2)加沉淀剂法:以Na2S、H2S 等作沉淀剂,使Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS 等沉淀。
即离子积Q>Ksp时,生成沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。反应离子方程式如下:
Cu2++S2-===CuS↓,Cu2++H2S===CuS↓+2H+,
Hg2++S2-===HgS↓,Hg2++H2S===HgS↓+2H+。
2、沉淀的溶解
当Q<Ksp时,难溶电解质的溶解平衡向右移动,沉淀溶解。
(1)酸溶解法:用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。
如CaCO3难溶于水,却易溶于盐酸,原因是CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡为CaCO3(s)
Ca2+(aq)
+CO(aq),当加入盐酸后发生反应:CO+2H+===H2O+CO2↑,c(CO)降低,溶液中CO 与Ca2+的离子积
Q(CaCO3)<Ksp(CaCO3),沉淀溶解平衡向溶解方向移动。
(2)盐溶液溶解法:Mg(OH)2溶于NH4Cl 溶液,离子方程式为Mg(OH)2+2NH===Mg2++2NH3·H2O。
(3)氧化还原溶解法:原理是通过氧化还原反应使难溶物的离子浓度降低,使平衡向右移动而溶解。如
不溶于盐酸的硫化物Ag2S 溶于稀硝酸。方程式为3Ag2S+8HNO3
6AgNO3+3S+2NO↑+4H2O。
(4)配位溶解法:如AgCl 溶于氨水,离子方程式为AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O。
3、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。
(1)实质:一般说来,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。两者的溶解度差别越大越易
实现。
①组成类型相同的难溶电解质,Ksp较大的难溶电解质容易转化为Ksp较小的难溶电解质。
②Ksp相差不大的难溶电解质,Ksp较小的难溶电解质在一定条件下可以转化为Ksp较大的难溶电解质。
如:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaCO3)=2.6×10-9,即Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),但两者相差不大,可
以相互转化,在BaSO4饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液,也可以转化成Ksp较大的BaCO3
③KSP:KSP(AgCl)>KSP(AgBr)>KSP(AgI)>KSP(Ag2S),则溶解度S(AgCl)>S(AgBr)>S(AgI)>S(Ag2S)
沉淀转化:
AgNO3溶液――→AgCl(白色沉淀)――→AgBr(浅黄色沉淀)――→AgI(黄色沉淀)――→Ag2S(黑色沉
淀)
(2)沉淀转化的应用
①锅炉除水垢(含有CaSO4):CaSO4(s)―――――→CaCO3(s)―――――→Ca2+(aq),
有关化学方程式:CaSO4(s)+Na2CO3(aq)
CaCO3(s)+Na2SO4(aq)、
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
②自然界中矿物的转化:ZnS(闪锌矿)遇CuSO4溶液转化为CuS(铜蓝)。
原生铜的硫化物―――――→CuSO4溶液――――――――――――→铜蓝(CuS)
有关化学方程式:ZnS(s)+CuSO4(aq)
CuS(s)+ZnSO4(aq),
PbS(s)+CuSO4(aq)
CuS(s)+PbSO4(s)
③工业废水处理:工业废水处理过程中,重金属离子可利用沉淀转化原理用FeS 等难溶物转化为
HgS、Ag2S、PbS 等沉淀。
用FeS 除去Hg2+的离子方程式:FeS(s)+Hg2+(aq)
HgS(s)+Fe2+(aq)
4、若一种沉淀剂可使溶液中多种离子产生沉淀,则可以控制条件,使这些离子先后沉淀。
(1)对同一类型的沉淀,Ksp越小越先沉淀,且Ksp相差越大,分步沉淀效果越好。
例如:含Cl-、Br-、I-的混合溶液中,由于AgCl、AgBr、AgI 的Ksp相差较大,逐滴滴加Ag+可按I
-、Br-、Cl-的顺序先后沉淀。
(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,如AgCl 和Ag2CrO4的分步沉淀。
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【例1】下列根据事实的推论不正确的是
A.ZnS 难溶于水溶于稀
,ZnS 与稀
反应:
B.矿层中的ZnS 遇到
溶液可转化为CuS,说明
C.CuS 溶于稀
但不溶于
相同的稀
,说明酸性:
D.混有
的乙炔通入
溶液中生成CuS,说明CuS 不溶于稀
【答案】C
【详解】A.
与稀
反应生成
和
,符合强酸制弱酸原理,A 正确;
B.
转化为
说明
的溶度积更小,故
,B 正确;
C.
溶于
是因硝酸的强氧化性,而非酸性强于
,C 错误;
D.
与
反应生成
,说明
在稀
中难溶,D 正确;
故答案为:C。
【例2】下列方程式与所给事实不相符的是
A.海水提溴过程中,用氯气氧化苦卤得到溴单质:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
B.用绿矾
将酸性工业废水中的
转化为Cr3+:
C.NaHCO3溶液和少量
溶液混合:
D.用Na2CO3溶液将水垢中的CaSO4转化为溶于酸的碳酸钙:
【答案】D
【详解】A.海水提溴过程中,用氯气把苦卤中的Br-氧化为溴单质,反应的离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-
+Br2,故A 正确;
B.用绿矾
将酸性工业废水中的
还原为Cr3+,Fe2+被氧化为Fe3+,反应的离子方程式
为
,故B 正确;
C.NaHCO3溶液和少量
溶液混合生成碳酸钡、碳酸钠、水,反应的离子方程式为
,故C 正确;
D.用Na2CO3溶液将水垢中的CaSO4转化为溶于酸的碳酸钙,反应的离子方程式为
,故D 错误;
选D。
【例3】下列实验的方案设计和现象、结论都正确的是
选项
实验目的
方案设计和现象
结论
A
比较
、
和
的氧
化性
向酸性
溶液中滴入
溶
液,紫红色溶液变浅并伴有黄绿色气
体产生
氧化性:
B
比较
与
的
金属活动性
将
和
溶液与
和
溶液组成原电池,银表面有银白色金
属沉积,铜电极附近溶液变蓝
金属活动性:
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C
比较
和
的大
小
向
、
混合溶液中滴入少量
溶液,有黄色沉淀生成
D
检验淀粉是否水
解
将淀粉溶液与稀硫酸共热
,取
样后滴加碘水,溶液变蓝
淀粉未水解
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】B
【详解】A.酸性KMnO4氧化Fe2+为Fe3+(紫红色变浅),同时氧化Cl-生成Cl2(黄绿色气体),说明
KMnO4的氧化性强于Cl2和Fe3+,无法说明Cl2、Fe3+的氧化性大小,A 错误;
B.Cu 与Na2SO4溶液、Ag 与AgNO3溶液组成原电池,Cu 作为负极被氧化(溶液变蓝),Ag 作为正极还
原Ag+(银沉积),说明Cu 的金属活动性比Ag 强,B 正确。
C.向含Cl-和I-的混合液中滴加少量AgNO3,生成AgI 沉淀而非AgCl,说明AgI 的溶度积更小(Ksp(AgI) <
Ksp(AgCl)),但实验未明确Cl-和I-浓度是否相同,若Cl-浓度过高可能优先沉淀AgCl,C 错误;
D.淀粉水解后加碘水变蓝只能说明淀粉未完全水解,不能证明未水解,D 错误;
故选B。
【例4】已知:
下列有关说法不正确的是
A.过量
在
溶液中
B.过量
在水中所得的饱和溶液中滴加
溶液,有
生成
C.过量
在水中溶解的质量大于在相同体积
溶液中溶解的质量
D.
在
的盐酸中不能完全溶解
【答案】C
【详解】A.在
溶液中,
(近似,忽略溶解 AgCl 的影响)。根据AgCl 的溶度积
规则,当固体AgCl 存在时,
,因此:
,尽管
存在络合反应
,但自由
浓度仍由溶度积常数,A 正确;
B.AgCl 在纯水中的饱和溶液中,
。滴加
溶
液会引入
,使局部
增大,导致离子积
,从而生成 AgCl 沉淀,络合反应在
低
下影响很小,可忽略,B 正确;
C.在纯水中:溶解度
。溶解质量正比于溶解度(相同体积)。
在
溶液中:高
促进络合反应
。设总溶解银浓度为
,近似
,则:
,
,总溶解度
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。比较可知:
,
,故在
中溶解的质量更大,C 错误;
D.盐酸中
。若假设
完全溶解,则总银浓度
。由C 选项分析
可知,
,合并得到
,近似
,则:
,Q=
,故会沉淀,不能完全溶解,D 正确;
故选C。
【例5】沉淀溶解平衡对分离沉淀时如何选择洗涤剂具有指导作用。例如,制得0.01mol
沉淀,用
不同洗涤液洗涤,
的溶解损失不同。已知:常温下,
,
,
的
,
。
下列有关说法不正确的是
A.饱和
溶液中存在
B.与蒸馏水相比,用稀硫酸洗涤能减小
的溶解损失
C.每次用1L
溶液洗涤,共洗涤3 次,仍有
固体剩余
D.用少量
溶液(pH≈8.3)洗涤,将引入
杂质
【答案】C
【详解】A.饱和
溶液中,
浓度约为
1.05×10-5 mol/L,而H+浓度(中性水)为
1×10-7 mol/L,故
浓度更大,A 正确;
B.稀硫酸洗涤时,
离子浓度增大,同离子效应抑制BaSO4溶解,减少损失,B 正确;
C.洗涤液中
浓度为0.10mol/L,BaSO4(s)+
(aq)
BaCO
⇋
3(s)+
(aq)的平衡常数为K=
,平衡时K=
,c(
)=0.00423mol/L,对应每升洗涤液溶解BaSO4
的物质的量为0.00423mol,三次洗涤共溶解0.01269mol,超过原沉淀量0.01mol,故无固体剩余,C 错误;
D.
浓度与Ba2+的
,会生成BaCO3沉淀,会
引入杂质,D 正确;
故选C。
【知识点4】溶度积(Ksp)的有关计算
1、已知溶度积,求溶液中的某种离子的浓度。
(1)AgCl、AgBr、AgI 等1:1 型:如Ksp=a 的饱和AgCl 溶液中c(Ag+)= mol·L-1。
【例】以AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)为例,KSP(AgCl)=1.8×10-10
设AgCl 的饱和溶液的浓度为x mol·L-1
AgCl(s)
Ag+(aq) + Cl-(aq)
1 1 1
x mol·L-1 x mol·L-1 x mol·L-1
10
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则:Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=x2,
=1.34×10-5 mol·L-1
(2)类型不同的难溶电解质的溶度积大小不能直接反映出它们的溶解度大小,因为它们溶度积与溶解度
的关系式是不同的。
【例】以Ag2CrO4(s)
2Ag+(aq)+CrO4
2-(aq)为例,KSP(Ag2CrO4)=9.0×10-12
设Ag2CrO4的饱和溶液的浓度为y mol·L-1
Ag2CrO4(s)
2Ag+(aq) + CrO4
2-(aq)
1 2 1
y mol·L-1 2y mol·L-1 ymol·L-1
则:KSP=c2(Ag+)·c(CrO4
2-)=(2y)2·y=4y3,
=1.3×10-4 mol·L-1
【例】以Fe(OH)3(S)
Fe3+(aq)+3OH-(aq)为例,KSP(Fe(OH)3)=4.0×10-38
设Fe(OH)3的饱和溶液的浓度为z mol·L-1
Fe(OH)3(s)
Fe3+(aq) + 3OH-(aq)
1 1 3
z mol·L-1 z mol·L-1 3z mol·L-1
则:KSP=c(Fe3+)·c3(OH-)=z·(3z)3=27z4,
=2.0×10-10 mol·L-1
2、已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中另一种离子的浓度。
如某温度下AgCl 的Ksp=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
3、计算反应的平衡常数,并判断沉淀转化的程度。
如反应Cu2+(aq)+MnS(s)
CuS(s)+Mn2+(aq),Ksp(MnS)=c(Mn2+)·c(S2-),Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2
-),平衡常数K==。
4、求解开始沉淀和沉淀完全时的pH。
如判断M(OH)n(s)
Mn+(aq)+nOH-(aq)开始沉淀与沉淀完全时的pH。
(1)开始沉淀时pH 的求法:c(OH-)=,c(H+)=,从而确定pH。
(2)沉淀完全时pH 的求法:当Mn+的浓度小于或等于1.0×10-5 mol·L-1时,认为该离子已经沉淀完全,
c(OH-)= mol·L-1,结合Kw求出c(H+),从而确定pH。
5、判断沉淀的生成或沉淀是否完全
(1)把离子浓度数据代入Ksp表达式得Qc,若Qc>Ksp,则有沉淀生成,若Qc<Ksp,无沉淀生成。
(2)利用Ksp的数值计算某一离子浓度,若该离子浓度小于10-5 mol·L-1,则该离子沉淀完全。
6、类型六、沉淀先后的计算与判断
(1)沉淀类型相同,则Ksp小的化合物先沉淀.
(2)沉淀类型不同,则需要转化为溶解度进行判断,溶解度小的最先沉淀或根据Ksp计算出沉淀时所需离
子浓度,所需离子浓度小的先沉淀。
【例1】室温下,由二氧化锰与硫化锰矿(含
、
等杂质)制备
的流程如图:
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已知:,
,
,
,
,下列说法不正确的是
A.“酸溶”时主要发生的离子方程式:
B.“除铁除镁”时铁、镁元素形成的是
、
沉淀
C.室温下,
溶液的
,溶液中
D.“沉锰”后上层清液中:
【答案】A
【详解】二氧化锰与硫化锰矿酸溶,发生反应
,同时二氧化锰
也可以氧化亚铁离子为铁离子,其余金属元素分别形成
、
离子进入溶液,分别加入氨水生成氢
氧化铁沉淀和氟化镁沉淀,加入碳酸氢铵,进行沉锰,生成碳酸锰,最后加入硫酸获得硫酸锰。
A.“酸溶”时
为氧化剂,
为还原剂,根据电子转移和原子守恒,方程式为:
,A 错误;
B.“除铁”加入氨水调节
,
生成
沉淀;“除镁”加入
,
形成
沉
淀,B 正确;
C.
水解常数
,
水解常数
,碳
酸氢根水解程度更大,溶液显碱性;根据电荷守恒:
,因
,则
,C 正确;
D.“沉锰”后清液中:
,D 正确;
故选A。
【例2】
可应用于废水处理领域中,能使某些过渡金属离子生成难溶硫化物而除去。除去
的原理
为:
25℃时,向含有
的废水中通入一定量
气体,然后调节溶液的pH,当
、
时,
开始沉淀,计算MnS 的溶度积常数 。(写出计算过程)
【答案】
【详解】已知
,因此
。
,根据
的定义:
,整理得:
,代入已知值:
12
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,沉淀反应为:
,溶度
积常数为:
,代入
。
【例3】已知25℃时,
,
,已知
的电离常数
,
。工业生产和化学实验中常用沉淀法,将
转化为难溶物除去。
(1)通过调节溶液的pH 值,可将
转化
而除去,如果某溶液中含有
的
,请计算
开始沉淀时的
。(结果保留1 位小数)
(2)以
作为沉淀剂,将溶液中的
转化为极难溶的CuS 沉淀,是化学实验室中进行物质分离、除杂的
常用方法,涉及的离子反应为 ;计算该反应的平衡常数
。
【答案】(1)4.7 (2)Cu2++H2S=CuS↓+2H+
【详解】(1)开始沉淀时Cu2+浓度为0.1mol/L,则
,
。
(2)Cu2+与H2S 反应生成CuS 沉淀和H+,离子方程式为Cu2++H2S=CuS↓+2H+;计算该反应的平衡常数
。
【例4】按要求填空:
(1)某种酱油的
,则该酱油中的
。
(2)在常温下,实验测得
溶液的pH=9,则溶液中由水电离出来的
。
(3)在化学分析中,以
标准溶液滴定溶液中的
时,采用
为指示剂,利用
与
反应
生成砖红色沉淀指示滴定终点。当溶液中的
恰好沉淀完全(浓度等于
)时,溶液中
,
。(已知25 ℃时Ag2CrO4、AgCl 的Ksp分别为2.0×10-12
和2.0×10-10)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据公式
可知,当
时,得到溶液的
。
(2)在
的盐溶液中,由于
能水解产生
使溶液呈碱性,则溶液中的
全部由水提供,溶液的pH=9,则溶液中由水电离出来的
。
(3)当溶液中的
浓度为
时,视为
恰好沉淀完全,根据AgCl 的
可知此时的
;再根据
的
,可以计算出此时溶液中的
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。
【例5】
是一种用途广泛的磁性材料,以
为原料制备
并获得副产物
水合物的工艺如
下。
时各物质溶度积见下表:
物质
溶度积
回答下列问题:
(1)反应釜3 中,
时,
浓度为
,理论上
不超过 。
(2)称取
水合物
,加水溶解,加入过量
,将所得沉淀过滤洗涤后,溶于热的稀硫酸
中,用
标准溶液滴定,消耗
。滴定达到终点的现象为 ,该副产物中
的质量分数为 。
【答案】
(1)11
(2)最后半滴标准液加入后,溶液变为微红色,且半分钟内不变色 66.6%
【详解】
分别在反应釜1 中与CaO 反应生成
沉淀和
; 在反应釜2 中与CaO 和
反应生成
沉淀和
;将两个反应釜中的产物混合后再调pH 值使
完全沉淀,然后
加压过滤得到
、
沉淀和含
的滤液,经过一系列操作后分别得到
和
水合
物。据此分析可得:
(1)①反应釜3 中,
时,
浓度为
,反应不能使钙离子生成沉淀,防止引入杂质,故此
时
,pOH=3,pH=11,故理论上
不超过11,故答案
为:11;
(2)高锰酸钾溶液紫红色,故滴定达到终点的现象为:最后半滴标准液加入后,溶液变为微红色,且半
分钟内不变色;氯化钙和草酸钠转化为草酸钙沉淀
,草酸钙沉淀加入硫酸转化为草酸,草酸和高
锰酸钾发生氧化还原反应:
,结合质量守恒可知,
,
则
该
副
产
物
中
的
质
量
分
数
为
,故答案为:最后半滴标准液加入后,溶液变为微红色,
且半分钟内不变色;66.6%。
【知识点5】沉淀溶解平衡图像分析
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1.沉淀溶解平衡曲线
(1)曲线上任意一点(a 点、c 点)都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Qc=Ksp。在温度不变时,无论改变哪
种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线以外;
(2)曲线上方区域的点(b 点)均为过饱和溶液,此时Qc>Ksp,表示有沉淀生成;
(3)曲线下方区域的点(d 点)均为不饱和溶液,此时Qc<Ksp,表示无沉淀生成;
(4)计算Ksp:由c 点可以计算出Ksp,溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同
一曲线上的点,溶度积常数相同。
(5)点的变化
a→c
曲线上变化,增大c(SO)
b→c
加入1×10-5 mol·L-1 Na2SO4溶液(加水不可以)
d→c
加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化)
c→a
曲线上变化,增大c(Ba2+)
(6)溶液蒸发时,离子浓度的变化: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
变。
2.沉淀溶解平衡对数曲线
对数图像:将溶液中某一微粒的浓度[如c(A)]取常用对数,即lg c(A)。
(1)若c(A)=1 时,lg c(A)=0;
(2)若c(A)>1 时,lg c(A)取正值且c(A)越大,lg c(A)越大;
(3)若c(A)<1 时,lg c(A)取负值,且c(A) 越大,lg c(A)越大,但数值越小;
(4)当坐标表示浓度的对数时,要注意离子浓度的换算,如lg c(X)=a,则c(X)=10a
(5)当坐标表示浓度的负对数(-lgX=pX)时,pX 越大,c(X)越小,c(X)=10-pX
【例1】溶度积对数曲线是难溶电解质饱和溶液中离子浓度对数值之间的关系曲线,以CdCO3饱和溶液为
例,溶度积曲线如图:
(1)直线上任一点都代表沉淀溶解平衡状态,即Q=Ksp。
(2)直线上方区域均为不饱和溶液,即Q<Ksp。
(3)直线下方区域均为过饱和溶液,即Q>Ksp。
(4)升高温度,直线向左下方平移。
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【例2】直线型(pM 为阳离子浓度的负对数,pR 为阴离子浓度的负对数)
①直线AB 上的点:c(M2+)=c(R2-)。
②溶度积Ksp:CaSO4>CaCO3>MnCO3。
X
③
点:对CaCO3要析出沉淀;对CaSO4是不饱和溶液,能继续溶解CaSO4。
Y
④
点:c(SO)>c(Ca2+),二者的离子积等于10-5。
Z
⑤
点:c(CO)<c(Mn2+),二者的离子积等于10-10.6。
【例3】
(1)曲线上各点的意义:每条曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,此
时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液;
ZnS 曲线:a 点表示饱和溶液,c 点表示不饱和溶液;
CuS 曲线:b 点表示饱和溶液,c 点表示过饱和溶液;
(2)计算Ksp:由曲线上面给定数据可以计算CuS、ZnS 的Ksp。
(3)比较Ksp大小:Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)。
3.沉淀滴定曲线
沉淀滴定曲线是沉淀滴定过程中构成难溶电解质的离子浓度与滴定剂加入量之间的关系曲线,以向10
mL 0.1 mol·L-1 CuSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1的K2S 溶液为例,滴加过程中溶液中-lgc(Cu2+)与K2S 溶液
体积(V)的关系曲线如图:
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(1)曲线上任一点都代表平衡点,c(Cu2+)·c(S2-)=Ksp,由b 点恰好完全反应可知的c(Cu2+)=10-17.7,进而
求出Ksp=10-17.7×10-17.7=10-35.4
(2)滴定终点时(b 点)为饱和CuS 溶液,c(Cu2+)=c(S2-)。
(3) 滴定终点以前线上点(如a 点),代表c(Cu2+)>c(S2-);
滴定终点以后线上点(如c 点),代表c(Cu2+)<c(S2-)。
【例1】
等某些硫化物可与镉(
)反应生成硫化镉,用于含镉(
)废水的处理。
已知:
ⅰ.一定温度下,硫化镉(
)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(
);
ⅱ.
。
下列说法正确的是
A.
溶液中:
B.向
点的溶液中加入少量
固体,溶液组成由
沿
线向
方向移动
C.图中各点对应的
的关系为
D.含镉废水中加入
后,发生反应的离子方程式为
【答案】D
【详解】硫化镉在溶液中存在溶解平衡:CdS(s)
Cd2+(aq)+S2-(aq),硫化镉的溶度积是温度函数,温度不
变,溶度积不变,升高温度,溶度积增大,据此分析;
A.
溶液中物料守恒:
,A 错误;
B.向n 点的溶液中加入少量
固体,硫化钠溶解,硫离子浓度增大,平衡逆向移动,镉离子浓度减
小,则溶液组成由n 沿mpn 线向右下方向移动,B 错误;
C.硫化镉的溶度积是温度函数,温度不变,溶度积不变,升高温度,溶度积增大,m、p、q 三点的温度
相同,且小于q 点,则溶度积的关系为
,C 错误;
D.因
,
,含镉废水中加入
后,发生离子反应为
,D 正确;
故选D。
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【例2】常温下,向含等物质的量浓度的
、
、NaF 的混合液中逐滴加入稀盐酸,溶液中
[
、
、
]与
的关系如图所示。
已知:常温下,
的溶解度大于
。
下列叙述错误的是
A.
B.Q 点坐标为
C.在
和
共沉的浊液中
D.
的HF 和NaF 的混合液
【答案】C
【详解】溶度积表达式
和
,根据沉淀物的
化学式可知,两沉淀溶解平衡曲线的斜率相同,由图可知,L1、L3斜率相等,又因为在常温下,
的溶
解度大于
,则L1表示
与
的关系,L3表示
与
的关系, L2表示
与
的关系,据此回答问题。
A.L2表示
与
的关系,HF 的电离平衡常数:
,则
,
取负对数得
,取点b(-2,1.17),代入得1.17= -lg Ka -2,解得lg Ka=-3.17,即
,A 正确;
B.由图中a 点坐标计算,
,Q 点时,对应的
相等,
则
,则
,
,因此Q 点坐标为
,B 正确;
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C.
和
共沉时,c(F⁻)相同,
,
更难溶,
更小,该比值应小于
1,而
>1,C 错误;
D.由
得,
,则pH=5.17,D 正确;
故选C。
【例3】常温下,三种难溶盐
、
和
的饱和溶液中
与
[
、
,其中
为
、
或
]的关系如图所示。
已知:①常温下,
,
;
②
。
下列说法正确的是
A.
为
与
的关系曲线
B.
C.反应
的
D.
点坐标为
【答案】D
【详解】由
、
和
的组成特点可知
与
、
与
的关系曲线相互平行,结合
图像中三条曲线的斜率可知
为
与
的关系曲线,而
,故
为
与
的关系曲线;
A.根据分析,
为
与
的关系曲线,A 错误;
B.由点数据计算可得
,由
点数据计算可得
,则
,B 错误;
C.反应
的
,由
点数据计算可得
,故
,C 错
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误;
D.设
点坐标为
,则
,故
,
点坐标为
,D 正
确;
故选D。
【例4】25℃时,溶液中pH 与
关系如图所示。c 为
、
、
、
的浓度,单位为
mol·L-1。已知:
、
;
的
、
;若
mol·L-1时,溶液中
mol·L-1。下列说法正确
的是
A.b 线为
中pH 与
关系
B.向含
溶液中加入FeS 可能发生反应:
C.25℃时,某溶液中存在
和
时,
D.25℃时,
的数量级为
【答案】B
【详解】已知:
;当
,生成氢氧化
镁沉淀所需
,pOH≈3.1,pH≈10.9,由图,d
为pH 与
关系,则e 为pH 与
关系;
已知,
,若
mol·L-1时,溶液中
mol·L-1,生成
NiS 沉淀所需
,此时
,
,pH=3.7,由图,
则a 为pH 与
关系,则b 为pH 与
关系;
A.b 线为
中pH 与
关系,A 错误;
B.
,向含
溶液中加入FeS 可能使得硫化亚铁转化为更难溶的硫化镍沉淀,可能
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发生反应:
,B 正确;
C.
,氢氧化锰溶解度更小,氢氧根离子浓度相同时,锰离子浓度更小,
则25℃时,某溶液中存在
和
时,
,C 错误;
D.e 为pH 与
关系,由图,当
,pH=10.2,pOH=3.8,
, 25℃时,
的数量级为
,D 错
误;
故选B。
【例5】朱砂在中国历史上常被作为绘画颜料,其主要成分是HgS。不同温度下HgS 在水中的沉淀溶解平
衡曲线如图。已知HgS 溶解过程吸热,
,
。下列说法错误的是
A.
B.
温度下,增大
可使e 点迁移到c 点
C.
温度下,g 点处有HgS 沉淀析出
D.
温度下,HgS 在
的
溶液中,
的浓度为
【答案】D
【详解】A.HgS 溶解吸热,升温平衡正向移动,Ksp 增大,pS=-lgc(S2-),pHg=-lgc(Hg2+),则温度越高,
pHg 和pS 越小,故T1>T2,A 正确;
B.T2温度下,Ksp不变,增大c(S2-),pS 减小,平衡逆向移动使c(Hg2+)减小,pHg 增大,可沿T2曲线由e
点向左上方迁移到c 点,B 正确;
C.
下g 点处,离子积
,处于过饱和状态,故会析出HgS 沉淀,C 正确;
D.T2温度下,设曲线pHg+pS=2b(如pS=b 时pHg=b),则Ksp(T2)=10-2b,c(S2-)=0.01 mol/L 时,pS=2,
pHg=2b-pS=2b-2,故c(Hg²⁺)=102-2b mol/L,D 错误;
故选D。
第49 讲 沉淀溶解平衡及图像分析 (练习)
一、选择题:本题共15 小题,每小题3 分,共45 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要
求.
1.常温下,当
悬浊液达到溶解平衡时,则
A.沉淀的速率和溶解的速率相等
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B.体系中
和
浓度相等
C.再加入
固体,可以增大
D.升高温度可以促进
溶解,增大
【答案】A
【详解】A.溶解平衡是动态平衡,此时沉淀(固体生成)速率与溶解(固体溶解)速率相等,故A 正
确;
B.Ca(OH)2溶解时生成1 个Ca2+和2 个OH-,故c(OH-)=2c(Ca2+),浓度不相等,故B 错误;
C.已达平衡的悬浊液中,固体浓度视为常数,加入固体不会改变溶液中离子浓度,故C 错误;
D.Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低(反常溶解性),升温会减少溶解,c(Ca2+)反而降低,故D 错误;
答案选A。
2.二氧化硫与过氧化钙的反应为
。下列化学用语正确的是
A.
的电子式:
B.
的VSEPR 模型:
C.
的沉淀溶解平衡:
D.基态Ca 原子占据的最高能级的原子轨道为
【答案】D
【详解】A.CaO2为离子化合物,由Ca2+和过氧根离子(
)构成,过氧根中两个O 原子通过共价键结
合,电子式应为
,A 错误;
B.SO2中S 原子价层电子对数=
,VSEPR 模型为平面三角形,B 错误;
C.沉淀溶解平衡中,正向为溶解过程,逆向为沉淀过程,
,C 错误;
D.基态Ca 原子的电子排布为[Ar]4s²,最高能级为4s,4s 轨道为球形,无方向性,D 正确;
故选D。
3.下列实验原理或方法不正确的是
A.可用
萃取碘水中的
B.可用重结晶法提纯含有少量
的苯甲酸
C.可用浓
溶液除去乙酸乙酯中的乙酸
D.可用浓
溶液将
转化为
【答案】C
【详解】A.I2在CCl4中的溶解度比在水中大,且CCl4和水不互溶,因此可用CCl4萃取碘水中的I2,A 正
确;
B.苯甲酸的溶解度随温度升高而显著增大,而
的溶解度受温度影响较小。可通过冷却热饱和溶液的
方法使苯甲酸结晶析出,而
仍留在溶液中,从而达到提纯的目的,B 正确;
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C.NaOH 溶液与乙酸乙酯和乙酸均反应,不能达到目的,C 错误;
D.CaSO4的Ksp大于CaCO3,用浓
溶液可将
转化为
,D 正确;
故答案为C。
4.下列反应的离子方程式书写正确的是
A.用硫代硫酸钠溶液脱氯:
B.工业废水中的
用
去除:
C.向NaClO 溶液中通入少量SO2:
D.向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至
沉淀完全:
【答案】D
【详解】A.硫代硫酸钠被
氧化时,S 元素应被氧化为
,正确的离子方程式为
,A 错误;
B.FeS 难溶,不能直接拆为
,正确反应应为
,B 错误;
C.
被少量
还原为
,
转化为
,在过量的NaClO 存在时无法生成
,正确的离子反应
为
,C 错误;
D.向
溶液中加
至
沉淀时加入的
过量,故
溶液中
按照
1:1 反应,需要1 份
和1 份
,故方程式配平正确,D 正确;
故选D。
5.
是制造高性能磁性材料的主要原料。由
制备
的工艺流程如下。下列说法正确的是
A.还原酸浸时,可加入
溶液检验溶液中
是否足量
B.水解沉铁时,应保持
C.沉锰时反应的离子方程式为
D.电解沉锰后得到的滤液,可能在阴极得到
【答案】D
【详解】“还原浸取”时,
和FeSO4、H2SO4反应生成MnSO4、Fe2(SO4)3,反应的离子方程式为
,加入碳酸钠水解沉铁,使
转化为Fe(OH)3沉淀;过滤后,向
滤液中加入碳酸氢铵溶液,使
转化为MnCO3沉淀。
A.还原酸浸时,加入KSCN 溶液可以检验
,KSCN 与
不发生显色反应,无法检验
是否足
量,A 错误;
B.根据分析,加入碳酸钠水解沉铁,使
转化为Fe(OH)3沉淀,同时需防止Mn2+沉淀,应保持
,从而避免MnCO3沉淀,B 错误;
C.沉锰时加入碳酸氢铵溶液,Mn2+与
反应,
电离出的
与
结合生成MnCO3,同时
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H+会与
反应生成CO2和H2O,正确离子方程式为
,C 错误;
D.根据分析,沉锰后滤液可能含未完全沉淀的
,电解时阴极发生还原反应,
得电子生成Mn,
故可能在阴极得到Mn,D 正确;
故选D。
6.探究卤族元素单质及其化合物的性质,下列实验方案、现象和结论都正确的是
选项
实验方案
现象
结论
A
往碘的
溶液中加入等体积
浓KI 溶液,振荡
分层,下层由紫红色
变为浅粉红色,上层
呈棕黄色
碘在浓KI 溶液中的溶解
能力大于在
中的溶
解能力
B
用玻璃棒蘸取次氯酸钠溶液点
在pH 试纸上
试纸变白
次氯酸钠溶液呈中性
C
取两份新制氯水,分别滴加
溶液和淀粉KI 溶液
前者有白色沉淀,后
者溶液变蓝色
氯气与水的反应存在限
度
D
向
溶液
中先滴加4 滴0.1
溶液,再滴加4 滴0.1
溶液
先产生白色沉淀,再
产生黄色沉淀
AgCl 转化为
溶
解度小于AgCl 溶解度
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】A
【详解】A.往碘的CCl4溶液中加入等体积KI,振荡分液后上层为KI 溶液层,下层为CCl4层,上层显棕
黄色,下层颜色变浅,说明溶解在CCl4中的碘转移到KI 溶液中,即碘在浓KI 溶液中的溶解能力大于在
CCl4中的溶解能力,A 正确;
B.次氯酸钠溶液具有漂白性,不能使用pH 试纸检验酸碱性,B 错误;
C.氯水与硝酸银反应得到白色沉淀说明氯气和水反应生成了HCl,氯水与淀粉KI 溶液反应变蓝,可能是
因为氯气与水反应生成的次氯酸氧化了KI 生成碘,不能说明是因为氯气未完全与水反应,从而氯气氧化
了KI,C 错误;
D.溶液中银离子过量,一定会观察到先生成白色沉淀,再生成黄色沉淀,无法比较AgCl 与AgI 的溶解度
大小,D 错误:
答案选A。
7.用下列装置进行相关实验,装置正确且能达到实验目的的是
A.检验
固体
B.验证金属活动
C.验证
D.分离铁粉和
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受热分解的产物
性:
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】B
【详解】A.
受热分解生成
和
,检验
应使用湿润的红色石蕊试纸(变蓝),检验
应使用湿润的蓝色石蕊试纸(变红),且
会吸收
,碱石灰会吸收
,无法同时检验两种产物,
A 不能达到实验目的;
B.在原电池中,电子从负极流向正极,左图中
为负极、
为正极,说明金属活动性
,右图中
为负极、
为正极,说明金属活动性
,综上可验证金属活动性
,装置正确,B 能
达到实验目的;
C.
与稀硫酸反应生成
,
与AgNO3反应生成
沉淀,但该过程是沉淀的生成,不能说明
发生了
转化为
的沉淀转化,无法验证
,C 不能达到实验目的;
D.铁粉和
加热时会发生反应
,无法通过加热分离,此装置不符合要求,D 不能达到实验目
的;
故答案选B。
8.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,下列判断不正确的是
A.
B.加适量NH4Cl 固体可使溶液由a 点变到b 点
C.b、c 两点代表的溶液中,
的值相等
D.c、d 两点代表的溶液中,
的值:
【答案】B
【详解】A.由图可知,b 点pH=1.3,其c(OH-)=
,则Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=c(Fe3+)×103.9K
;
c 点pH=4.4,其c(OH-)=
,则Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)×c2(OH-)=c(Cu2+)×108.8K
。b、c 点:
c(Fe3+)=c(Cu2+),则
,A 项正确;
B.向溶液中加适量NH4Cl 固体,铵根离子与氢氧根离子结合生成一水合氨,会导致溶液中的c(OH-)减
小,故不能使溶液由a 点变到b 点,B 项错误;
C.由题可知,温度不变,则b、c 两点代表的溶液温度相等,溶液中的
的值,即水的离子
积相等,C 项正确;
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D.由图可知,c(Cu2+):
,pH:
,即c(OH-):
,则
的值:
,D 项正确;
答案选B。
9.已知
的电离常数
,
。常温下,难溶物BaX 在不同浓度盐酸(足量)中恰好
不再溶解时,测得混合液中
与pH 关系如图所示,下列说法正确的是
A.NaHX 溶液显酸性
B.M 点:
C.N 点:
约为
D.
约为
【答案】C
【详解】因为
是二元弱酸,所以难溶物
与盐酸反应的方程式为:
,
。
A.根据水解常数公式HX-的
,水解程度更大,溶液显碱性,A 错误;
B.难溶物
加入盐酸,溶液还含有氯离子,根据电荷守恒可知:
,B 错误;
C.由题干信息可知,
点
,故
,
,
,C 正确;
D.根据分析,结合
,
,故
,
,
,得到
,
,由题干图示信息,当
时,
即
,故
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,D 错误;
故选C。
10.常温下
和
的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是
A.常温下
B.向
的溶液中滴加
溶液,首先析出
沉淀
C.a 点对应的
分散系经搅拌、静置后形成稳定体系,能产生丁达尔效应
D.向1L0.3mol·L-1NaOH 溶液中加入0.1mol
,
可全部转化为
【答案】D
【详解】A.对于
,其沉淀溶解平衡为
,
。由沉淀
溶解平衡曲线L2(斜率为-1 的直线,对应AB 型沉淀),取线上一点(如-lgc(
)=8,-lgc(
)=6),则
c(
)=10-8mol/L,c(
)=10-6mol/L,Ksp=10-8×10-6=10-14,A 错误;
B.由图可知,当c(
)=c(OH⁻)=10-6mol/L 时,生成
需
,生成R(OH)2需
,RSO4先沉淀,B 错误;
C.a 点若在
曲线下方,Qc>Ksp,为过饱和溶液,经过搅拌、静置后形成悬浊液,不能产生丁达尔效
应,C 错误;
D.反应
的平衡常数
(较
大)。1L0.3mol/LNaOH 含0.3molOH⁻,加入0.1molRSO4消耗0.2molOH⁻,剩余0.1molOH⁻,
可全部
转化为R(OH)2,D 正确;
故选D。
11.25℃时,
的电离常数
,
;
,
,不考虑
的水解,下列描述不正确的是
A.pH:
饱和溶液
饱和溶液
B.
:
饱和溶液
饱和溶液
C.
饱和溶液中
D.浓度为0.1
溶液中滴加
溶液,有沉淀产生
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【答案】B
【详解】A.溶度积越大,表示该物质在水中溶解度越大,溶液中离子浓度越大,溶液碱性越强,pH 越
大,由于
,说明碳酸镁溶解度更大,pH 更大,A 正确;
B.由于
,碳酸钙比碳酸镁的溶解度小,溶液中
小,水解程度小,生成
也小,
饱和溶液
饱和溶液,B 错误;
C.
的第一步电离生成
,第二步电离生成
,由于
很小,说明第二步电离程度极小,
饱和溶液中
,C 正确;
D.在
溶液中,
发生电离产生
:
。在
的
溶液
中,
远大于
。当滴加
溶液时,离子积
很容易大于
,故有沉淀产生,D 正确;
故选B。
12.常温下,Ksp(CaSO4)=9x10-6,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是
A.常温下CaSO4饱和溶液中,c(Ca2+)、c(
)对应于曲线上任意一点
B.向d 点溶液中加入适量CaCl2固体可以变到c 点
C.d 点溶液通过蒸发可以变到c 点
D.b 点将有沉淀生成,平衡后溶液中c(
)等于3×10-3mol/L
【答案】B
【详解】A.沉淀溶解平衡曲线表示的是在一定温度下,
溶液中
与
的乘积等于
,常温下
饱和溶液中只对应曲线上
=
这一点,该项错误;
B.d 点溶液中
,为
的不饱和溶液 。加入适量
固体,
增大,而
不变,
能使溶液达到饱和(即可以变c 点,c 点为饱和溶液),该项正确;
C.d 点溶液通过蒸发,
和
的浓度均会增大,而从d 点到c 点
)不变,所以不能通过
蒸发实现从d 点到c 点的转变,该项错误;
D.b 点
,
,
,会有沉淀生成 。设平衡后
,则
,由
,即
,解得
,该项错误;
综上,答案是B。
13.室温下草酸(
)可用于测定溶液中钙的含量。已知:室温下
,
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,
。测定原理是①将
溶液和NaOH 溶液按一定比例混
合;②沉钙:
;③酸溶:
;④用稀硫酸酸化的
溶液滴定③中
。下列说法正确的是
A.
溶液中:
B.②中反应静置后的上层清液中:
C.若①中所得溶液的pH 为2.77 时,溶液中
D.由反应③可推测
【答案】C
【详解】A.草酸钠溶液中存在质子守恒关系:
,或可由电荷守
恒:
,物料守恒:
,从而得出
,A
错误;
B.由题意可知,②中反应静置后的上层清液为
的饱和溶液,溶液中
,B 错误
C.由草酸一级电离常数可知,pH 为2.77 的溶液中
>1,则溶液中
;由草酸一级、二级电离常数可得:
,则pH 为2.77 的溶液中
=1,则溶液中
,所以溶液中
,C 正确;
D.由反应③不能得出
(沉淀的转化),因为该反应还有强酸变弱酸的反应,D 错
误;
故选C。
14.25℃,可利用FeCl2溶液和Na2CO3溶液制备FeCO3固体,下列说法不正确的是
A.
B.Na2CO3溶液中逐滴滴加稀盐酸,当
时,溶液呈中性(不考虑CO2逸
出)
C.当Na2CO3溶液中
水解率达50%时,
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D.
,
【答案】A
【详解】A.
水解生成
,而非
,故与
的溶解平衡无关,A 错误;
B.由物料守恒可得,
①,由电荷守恒可得:
②,以及题给等式
③,将①③代入②得,
,B 正确;
C.只考虑
的第一步水解,设
为
,则结合题目给信息与三段式可得:
的
,C 正确;
D.
是由
、
、
、
,4 个过程耦合而成,故总反应的平衡常数
, D 正确;
故答案选A。
15.室温下,通过下列实验探究有关
的性质。
实验1:向
的
溶液中滴加
的NaCl 溶液,产生白色沉淀,过滤。
实验2:向实验1 所得滤液中滴加
溶液,产生淡黄色沉淀,过滤。
实验3:向实验2 所得滤液中逐滴滴加氨水,产生沉淀先变多后变少,直至消失。
下列说法正确的是
A.实验1 过滤后滤液中
B.通过实验1 和实验2 可得出
C.实验2 所得滤液中
D.实验3 滴加氨水过程中,
先减小后增大
【答案】C
【详解】A.向
的
溶液中滴加
的NaCl 溶液,发生反应
,反应后
过量,过滤后所得滤液中
,故A 错误;
B.实验1 所得滤液中含过量的
、
和饱和
,滴加
溶液,
直
接与
发生沉淀反应生成淡黄色的
沉淀,不能说明发生了沉淀的转化,不能比较
、
的
,故B 错误;
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C.实验2 中发生的反应为
,反应后
仍过量,所以实验2 的滤液中存
在的离子有:
、
、
、
、
、
、
,根据电荷守恒
,故C 正确;
D.向实验2 所得滤液中逐滴滴加氨水,随着氨水的滴入,依次发生反应:
、
,故产生沉淀先变多后变
少,直至消失,
一直减小,故D 错误;
故答案为:C。
二、非选择题:本题共5 小题,共55 分。
16.在25℃时对氨水进行如下操作。回答下列问题:
(1)向氨水中加入少量水,则溶液中
将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)向0.1mol/L20mL 氨水中逐滴加入0.1mol/LVmL 盐酸。
①若使氨水恰好被中和,则所得溶液的pH 7(填“>”、“˂”或“=”),用离子方程式表示其原因:
。
②若所得溶液pH=7,则此时加入盐酸的体积V 20mL(填“>” “˂”或“=”),溶液中
、
、
、
的大小关系为 。
③若加入盐酸的体积V=20mL,则此时溶液中
mol/L。
(3)向2mL0.1mol/LMgCl2溶液中加入1mL0.1mol/L 氨水,有白色沉淀产生,继续加入4 滴0.1mol/LFeCl3溶
液,观察到白色沉淀变为红褐色。试用离子方程式解释白色沉淀变为红褐色的原因: 。
(4)向
溶液中滴加氨水产生蓝色沉淀,若所得溶液pH=10,已知
,则溶液
中
mol/L。
【答案】
(1)增大
(2)<
< c(
)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-) 0.05
(3)
(4)2.2 x10-12
【详解】(1)向氨水中加入少量水,
和
都减小,又可知Kb 不变,则溶液中
将增大;
(2)①若使氨水恰好被中和,则所得溶液的溶质为氯化铵,又因为铵根离子在溶液中会发生水解,其水
解方程式为:
,所以其pH<7;
②由于恰好完全反应溶液显酸性,若所得溶液pH=7,则此时加入盐酸的体积V<20 mL;若所得溶液
pH=7,则
,结合电荷守恒式
可知,
,且溶质浓
度大于水电离的氢离子与氢氧根离子的浓度,即溶液中离子浓度大小关系为:c(
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)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-);
③若加入盐酸的体积V=20mL,溶液体积由0.02L 增大为0.04L,氯离子浓度变为原来的一半,根据物料守
恒可知,
;
(3)向2mL0.1mol/LMgCl2溶液中加入1mL0.1mol/L 氨水,有白色沉淀产生,说明镁离子与一水合氨发生
复分解反应,其离子方程式为:
,且根据用量可知,一水合
氨少量,镁离子过量,继续加入4 滴0.1mol/LFeCl3溶液,观察到白色沉淀变为红褐色,说明氢氧化镁沉淀
向氢氧化铁沉淀转化,该过程发生的离子方程式为:
;
(4)根据水的离子积结合pH=10 的溶液,可知氢氧根离子浓度
,再根据溶度积公式
可知,
。
17.一种吸收
再经氧化得到硫酸盐的过程如图所示。室温下,用
的
溶液吸收
,通
入
所引起的溶液体积变化和
挥发可忽略,溶液中含硫物种的浓度
。
的电离平衡常数分别为
。
回答下列问题:
(1)
的电子式为 ;
溶液吸收
后,溶液中离子的电荷守恒关系为
。
(2)“吸收”过程中,溶液中
时,溶液呈 (填“酸”或“碱”)性,溶液中含硫物
种的浓度由大到小的关系为 。
(3)“吸收”后得到的溶液
,该溶液由水电离出的
,“氧化”时主要发生反应
的离子方程式为 ;将“氧化”所得溶液用
的
溶液调节至
,再与
的
溶液等体积混合,最终溶液中
[室温下,
]。
【答案】
(1)
(2)酸
(3)
【详解】(1)NaOH 是由Na+和OH-形成的离子化合物,其电子式为:
;
溶液吸收
后,溶液中含S 的微粒有
,根据电荷守恒关系:为
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;
(2)“吸收”过程中,溶液中
时,
,根据物料守恒可知,溶质为
,由电离常数可知,亚硫酸氢根离子的水解常数Kh=
=
<Ka2,说明亚硫酸氢根离子
在溶液中的电离程度大于水解程度,亚硫酸氢钠溶液呈酸性,
溶液中以
为主,其浓度项最
大,其电离程度大于水解程度,则
,故溶液中含硫物种的浓度由大到小的关系为:
;
(3)“吸收”后得到的溶液
,该溶液由水电离出的
mol/L;氧化
时,亚硫酸氢根离子被氧化为硫酸根离子,主要发生反应
;“氧化”所得溶液
用
的NaOH 溶液调节至
,则溶液中只有Na2SO4,根据钠元素守恒,Na2SO4浓度为
0.05mol/L,与
的
溶液等体积混合,生成BaSO4沉淀后,溶液中
,最终溶液中
。
18.完成下列问题。
(1)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在NH4HCO3溶液中,c(
) (填“>”“<”
或“=”)c(
);反应
+
+H2O=NH3·H2O+H2CO3的平衡常数K= 。(已知常温下
NH3·H2O 的电离常数Kb=2×10-5,H2CO3的电离常数Ka1=4×10-7,Ka2=4×10-11)
(2)已知Ksp[Mg(OH)2]=2×10-11,常温下在某MgSO4溶液里c(Mg2+)=0.002 mol·L-1,如果生成Mg(OH)2沉淀,
应调整溶液pH,使之大于 ;在0.20 L 的0.002 mol·L-1 MgSO4溶液中加入等体积的0.10 mol·L-1
的氨水溶液,电离常数Kb(NH3·H2O)=2×10-5,试通过计算判断 (填“有”或“无”)Mg(OH)2沉
淀生成。
(3)CuCl 悬浊液中加入Na2S,发生的反应为2CuCl(s)+S2-(aq)
Cu2S(s)+2Cl-(aq),该反应的平衡常数K=
[已知Ksp(CuCl)=1.2×10-6,Ksp(Cu2S)=2.5×10-43]。
(4)已知常温下H2SO3的电离常数:Ka1=1.0×10-1.9,Ka2=1.0×10-7.2,计算0.1 mol·L-1NaHSO3溶液的pH 为
(忽略
的二级水解)。
【答案】
(1)> 1.25×10-3
(2)10 有
(3)5.76×1030
(4)4.1
【详解】(1)由于NH3·H2O 的电离常数大于H2CO3的第一步电离常数,再根据盐类水解规律可得HCO
的水解程度更大,因此c(NH )>c(HCO );反应NH +HCO +H2O===NH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=
=
=
=1.25×10-3;
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(2)MgSO4溶液中c(Mg2+)=0.002 mol·L-1,开始沉淀时c(OH-)=
mol·L-1=10-4 mol·L-1,则c(H
+)=10-10 mol·L-1,因此生成Mg(OH)2沉淀,应调整溶液pH,使之大于10;在0.20 L 的0.002 mol·L-1
MgSO4溶液中加入等体积的0.10 mol·L-1的氨水溶液,镁离子浓度变为0.001 mol·L-1;c(OH-)=
mol·L-1=0.001 mol·L-1,c(Mg2+)·c2(OH-)=10-9>Ksp=2×10-11,有沉淀产生;
(3)平衡常数K=
=
=
=
=5.76×1030;
(4)HSO
SO
+H+的平衡常数Ka2=
=1.0×10-7.2,c(SO
)≈c(H+),c(HSO )≈0.1
mol·L-1,则c2(H+)=1.0×10-7.2×c(HSO )=1.0×10-7.2×0.1=10-8.2,c(H+)=10-4.1 mol·L-1,故pH=-lg c(H+)=4.1。
19.锰酸锂离子电池是第二代锂离子动力电池,性能优良。工业上以软锰矿浆(主要成分为
,还有少
量铁、铝及硅的氧化物)为原料制备锰酸锂
,工业流程如图所示:
(1)基态Mn 原子核外电子的空间运动状态有 种。
(2)“浸取”后滤渣I 的成分为 ;“精制”过程中,实际加入
的量比理论用量多,主要原因是
。
(3)如图为
、
和
在水中达沉淀溶解平衡时的
关系图
,则根
据该图可知,“精制”过程中,加入
调节溶液的
至少为 (结果保留两位小数)。
(4)“沉锰”过程得到的是
和
,二者均可以被氧化为
。若“控温、氧化”过
程中溶液的pH 在一段时间后会明显下降,pH 明显下降的原因是 (用化学方程式表示)。
(5)“锂化”过程是将
和
按
的物质的量之比配料,反应3~5 小时,然后升温至
600~750℃,保温24 小时,自然冷却至室温得到产品。该过程所得混合气体的成分是 。
(6)碘与锰形成的某种晶体的晶胞结构及晶胞参数如图所示(已知图中Ⅰ原子与所连接的3 个
原子的距离
相等),阿伏加德罗常数的值为
,则该晶体的化学式是 ,晶体的密度为
(列出计算
式)。
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【答案】
(1)15
(2)
在
催化作用下部分分解
(3)4.67
(4)
(5)
、
(6)
【详解】向软锰矿浆(主要成分为
,还含有少量铁、铝及硅等氧化物)加入硫酸亚铁和硫酸浸取,过滤
得到含
、
、
、
等的滤液,其中二氧化硅与硫酸不反应,滤渣I 为
;加入双氧水将
氧化为
,再加
调
促进
、
水解生成
、
,过滤后滤渣Ⅱ为
、
,向滤液中加入氨水沉锰的反应可能为
,过滤
后经氧化、锂化得到
,据此分析回答。
(1)基态Mn 原子的电子排布式为
,故原子核外电子的空间运动状态数
种;
(2)由分析可知,滤渣I 的成分为
;因为
对
的分解有催化作用,导致
部分分解,故
实际加入
的量比理论值大很多;
(3)根据流程图可知滤渣Ⅱ为
、
,根据图示点
可计算得到
的
,则当
沉淀完全时,
,则
,再根据
和pH=-lgc(H+),可计算出
,
;
(4)根据设问信息知“沉锰”过程的产物为
和
,二者均可被氧化为
,则
“氧化”过程发生的反应为:
、
,
由于生成
,故溶液的
明显下降;
(5)根据设问信息知
和
按
的物质的量之比反应,化学方程式为
,则该过程所得混合气体的成分是
和
;
(6)
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如图
所示,Ⅰ在内部,有2 个,
在顶点,数目为
,最简整数比为
,即化
合物的化学式为
;根据
g cm
⋅
-3。
20.某化工厂用废镍矿(主要成分为
,含少量
、
、MnO、
等)制取
的工艺
流程如下:
已知常温下:
,
,
,
,
。
回答下列问题:
(1)“酸浸、还原”过程中
发生反应的离子方程式为 。
(2)加入
溶液的目的是 ,滤渣2 的主要成分是 (填化学式)。
(3)已知“氧化”后溶液中
mol·L-1,“调pH”满足的pH 范围是 (保留两位有效数
字)。(已知:溶液中离子浓度小于等于
mol·L⁻¹,则认为该离子沉淀完全)。
(4)“萃取”中加入萃取剂的作用是 ,向萃取剂层中加入适量硫酸溶液,充分振荡,静置,分离
出 ,可以循环利用。
(5)“一系列操作”主要包括: 、 、过滤、洗涤、干燥等。
(6)测定粗产品中
的含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量
溶液,过滤,洗
涤,将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现粗产品中
的质量分数大于100%,其原因可能是
。
【答案】
(1)
(2)将
氧化为
、
(3)
(4)除去溶液中的
HX
(5)蒸发浓缩 冷却结晶
(6)晶体失去了部分结晶水
【详解】用废镍矿(主要成分为
,含少量
、
、MnO、
等)用稀H2SO4、Na2SO3酸浸还
原,金属氧化物变为可溶性Ni2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、Al3+进入溶液,SiO2不能与硫酸反应,仍然以固体形
式存在,通过过滤进入滤渣1 中,向滤液中加入H2O2溶液将Fe2+氧化为Fe3+,然后向滤液中加入NaOH 溶
液调整溶液pH,使Fe3+、Al3+形成Fe(OH)3,Al(OH)3沉淀进入滤渣2 中,再向溶液中加入萃取剂HX 萃取
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Mn2+,将Mn2+与Ni2+分离开,然后向水层中加入NH4HCO3,发生反应:Ni2++2
=NiCO3↓+CO2↑+H2O。将NiCO3沉淀过滤出来,用稀盐酸溶解,反应得到NiCl2,将溶液蒸发浓缩,冷却结
晶,就得到NiCl2·6H2O。
(1)“酸浸、还原”过程中
在酸性环境中和
反发生氧化还原反应生成Ni2+和
,根据得失电
子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:
。
(2)由分析可知,加入
溶液的目的是将
氧化为
,滤渣2 的主要成分是
、
。
(3)加氢氧化钠溶液调节 pH 的目的是完全沉淀
和
,而不能沉淀
,则滤渣 2 是
、
,由于
,则
完全沉淀时,
一定沉淀完全,则有
,c(OH-)≥10-9.3mol/L,则c(H+)≤
mol/L=10-4.7mol/L,则pH≥4.7,据不能沉淀
,有
,计算得c(OH-)≤10-7.5mol/L,则c(H+)≥
mol/L=10-6.5mol/L,pH< 6.5,
则“调pH”满足的pH 范围是
。
(4)由分析可知,“萃取”中加入萃取剂的作用是除去溶液中的
生成MnX2,向萃取剂层中加入适
量硫酸溶液,发生“反萃取”生成Mn2+和HX,充分振荡,静置,分离出HX,可以循环利用。
(5)将NiCO3沉淀过滤出来,用稀盐酸溶解,反应得到NiCl2溶液,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、
洗涤、干燥等得到NiCl2·6H2O。
(6)通过计算发现粗产品中
的质量分数大于100%,其原因可能是晶体失去了部分结晶水。
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