第7 讲 难溶电解质的沉淀溶解平衡
考点一 沉淀溶解平衡及影响因素
1.物质的溶解性与溶解度的关系
20 ℃时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系:
2.沉淀溶解平衡
(1)沉淀溶解平衡的建立
溶质溶解的过程是一个可逆过程:
固体溶质
溶液中的溶质{
v溶解>v结晶:固体溶解
v溶解= v结晶:溶解平衡
v溶解<v结晶:析出晶体
(2)特点(同其他化学平衡):逆、等、定、动、变(适用平衡移动原理)。
小题对点过
下列说法错误的是 。
①沉淀达到溶解平衡时,溶液中溶质离子浓度一定相等,且保持不变
②AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)表示AgCl 的电离平衡
③等体积、等浓度的AgNO3和NaCl 溶液混合,充分反应后体系中不存在Ag+和Cl-
④AgCl 达到沉淀溶解平衡时,其溶解速率与沉淀速率相等,c(Ag+)和c(Cl-)均不变
⑤BaSO4在相同物质的量浓度的硫酸钠和硫酸铝溶液中的溶解度相同
⑥从100 mL AgCl 饱和溶液(含有部分AgCl 固体)中取10 mL AgCl 溶液,该10 mL AgCl 溶液仍处
于沉淀溶解平衡状态
答案 ①②③⑤
3.沉淀溶解平衡的影响因素
(1)内因:难溶电解质本身的性质,即难溶电解质的溶解能力。
(2)外因:难溶电解质在水溶液中会建立动态平衡,改变温度和某离子浓度,会使沉淀溶解平衡发生移
动。
小题对点过
(1)对于:AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0 的平衡体系,改变条件:a.加热;b.加水;c.加入AgCl 固体;d.
加入NaCl 晶体,其中平衡正向移动的有 ,逆向移动的有 ,不移动的有 。
(2)已知沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq)+2OH-(aq),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
升温
加MgCl2(s)
加盐酸
加NaOH(s)
答案 (1)a、b d c
(2)正向移动 不变 不变 正向移动 增大 增大 逆向移动 增大 减小 正向移动 增大
减小 逆向移动 减小 增大
解析 (1)a.升高温度:平衡正向移动,溶解度增大;b.加水:平衡正向移动;c.加入AgCl 固体:平衡不移动;
d.加入NaCl 晶体:平衡逆向移动。
1.下列化学原理的应用,主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是 。
①热纯碱溶液去油污能力强
②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后,常用0.5%的Na2SO4溶液解毒
③溶洞、珊瑚的形成
④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡则能
⑤泡沫灭火器灭火的原理
答案 ②③④
2.已知Ca(OH)2的饱和溶液中存在平衡Ca(OH)2(s)
Ca2+(aq)+2OH-(aq) ΔH<0,下列有关该平衡体
系的说法正确的是 。
①升高温度,平衡逆向移动
②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度
③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
④恒温下,向溶液中加入CaO,溶液的pH 升高
⑤给溶液加热,溶液的pH 升高
⑥向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加
⑦向溶液中加入少量NaOH 固体,Ca(OH)2固体质量不变
答案 ①⑥
解析 向溶液中加Na2CO3,CO3
2−与Ca2+反应生成沉淀CaCO3,c(Ca2+)减小,②错;③加入NaOH 溶液会
使平衡左移,有Ca(OH)2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,
③错;恒温下,Ca(OH)2饱和溶液的浓度不变,pH 不变,④错;加热,平衡左移,c(OH-)减小,pH 减小,⑤错;加
NaOH,平衡左移,Ca(OH)2的质量增大,⑦错。
3.将足量BaCO3固体分别加入:
①30 mL 水;②10 mL 0.2 mol·L-1 Na2CO3 溶液;③50 mL 0.01 mol·L-1 BaCl2 溶液;④100 mL 0.01
mol·L-1盐酸中溶解至溶液饱和。
所得溶液中c(Ba2+)由大到小的顺序为 。
答案 ③>④>①>②
考点二 溶度积常数及其应用
1.溶度积(溶度积常数)和离子积
以AmBn(s)
mAn+(aq)+nBm-(aq)为例:
溶度积
离子积
含义
沉淀溶解平衡的平衡常数
溶液中有关离子浓度幂的乘积
符号
Ksp
Q
表达式
Ksp(AmBn)=c m ( A n + ) · c n ( B m - ) ,式中的浓
度是平衡浓度
Q(AmBn)=c m ( A n + ) · c n ( B m - ) ,式中的浓度是任意浓
度
应用
判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解
①Q>Ksp:溶液过饱和,有沉淀析出;
②Q=Ksp:溶液饱和,处于平衡状态;
③Q<Ksp:溶液未饱和,无沉淀析出
小题对点过
已知几种难溶电解质在25 ℃时的溶度积。
化学式
Ksp
AgCl
1.8×10-10
AgBr
5.4×10-13
AgI
8.5×10-17
Ag2S
6.3×10-50
Mg(OH)2
5.6×10-12
请思考并回答下列问题。
(1)25 ℃时,AgCl(s)、AgBr(s)、AgI(s)溶于水形成的饱和溶液中c(Ag+)大小关系 (能、否)直
接判断,三种物质的溶解能力由大到小的顺序是 。
(2)AgCl 和Mg(OH)2相比,更难溶的是 ,通过简单的计算阐述判断的依据
。
答案 (1)能 溶解能力由大到小:AgCl>AgBr>AgI
(2)AgCl Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=c2(Ag+)=1.8×10-10,c(Ag+)≈1.34×10-5 mol·L-1,即AgCl 的溶解浓度为
1.34×10-5
mol·L-1;Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=4c3(Mg2+)=5.6×10-12,c(Mg2+)≈1.12×10-4
mol·L-1, 即
Mg(OH)2的溶解浓度为1.12×10-4 mol·L-1,则AgCl 更难溶。
2.Ksp的影响因素
(1)内因:溶度积与难溶电解质溶解能力的关系:阴、阳离子个数比相同的难溶电解质,溶度积越小,其
溶解能力越小;不同类型的难溶电解质,应通过计算才能进行比较溶解能力。
(2)外因:仅与温度有关,与浓度、压强、催化剂等无关。
小题对点过
下列说法正确的是 。
①难溶电解质的溶度积Ksp越小,则它的溶解度越小
②Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl),则Ag2CrO4的溶解度小于AgCl 的溶解度
③溶度积常数Ksp与温度有关,温度越高,溶度积越大
④升高温度,某沉淀溶解平衡逆向移动,说明它的溶解度是减小的,Ksp也变小
答案 ④
解析 不同类型的电解质是无法由溶度积来比较溶解度大小的,同类型的难溶电解质Ksp越小,溶解
度越小,①、②错误;溶度积常数Ksp与温度有关,温度越高,溶度积常数可能增大也可能减小,③错误;
升高温度,沉淀溶解平衡逆向移动,则说明它的溶解度是减小的,所以Ksp也变小,④正确。
1.已知25 ℃时,Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20。在pH=5,c(Cu2+)=2 mol·L-1 的溶液中能否生成Cu(OH)2 沉淀?
(写出解答步骤) 。
答案 Q=(
10
−14
10
−5)
2
×2=2×10-18>Ksp[Cu(OH)2],故溶液中有Cu(OH)2沉淀生成
2.常温下,Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20,计算有关Cu2+沉淀的pH。
(1)某CuSO4 溶液中c(Cu2+)=0.02 mol·L-1,如果生成Cu(OH)2 沉淀,应调整溶液的pH,使之大于
。
(2)要使0.2 mol·L-1 CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原来的千分之一),则应向溶液
中加入NaOH 溶液,使溶液的pH 为 。
答案 (1)5 (2)6
解析 (1)根据题给信息,当c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20时开始出现沉淀,则c(OH-)=❑√
2×10
−20
0.02
mol·L-1=10-
9 mol·L-1,c(H+)=10-5 mol·L-1,pH=5,所以要生成Cu(OH)2 沉淀,应调整pH>5。(2)要使Cu2+浓度降至
0.2mol· L
−1
1 000
=2×10-4 mol·L-1,c(OH-)=❑√
2×10
−20
2×10
−4 mol·L-1=10-8 mol·L-1,c(H+)=10-6 mol·L-1, 此时溶液的
pH=6。
3.已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。某溶液中含有Cl-、Br-和Cr
O4
2−,浓度均为0.01 mol·L-1,向该溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1的AgNO3溶液时,计算三种阴离子沉淀
的先后顺序为 。
答案 Br-、Cl-、CrO4
2−
解析 三种阴离子浓度均为0.01 mol·L-1时,分别产生AgCl、AgBr 和Ag2CrO4沉淀,所需要Ag+浓度
依次为
c1(Ag+)= K sp( AgCl)
c(C l
−)
= 1.56×10
−10
0.01
mol·L-1=1.56×10-8 mol·L-1,
c2(Ag+)= K sp( AgBr )
c(Br
−)
= 7.7×10
−13
0.01
mol·L-1=7.7×10-11 mol·L-1,
c3(Ag+)=❑√
K sp( A g2Cr O4)
c(Cr O4
2−)
=
❑√
9.0×10
−12
0.01
mol·L-1=3×10-5 mol·L-1,沉淀时Ag+浓度最小的优先沉淀,因
而沉淀的顺序为Br-、Cl-、CrO4
2−。
考点三 沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成
(1)沉淀生成的实际应用
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。
(2)使溶液中的离子转化为沉淀的条件:溶液中离子积Q>Ksp。
(3)常用的方法
方法
举例
解释
调节
pH 法
除去CuCl2溶液中的FeCl3,可向溶液
中加入CuO
[ 或
Cu
( OH
) 2 或
CuCO
3 或
Cu2( OH
) 2CO3]
CuO
与
H + 反应
, 促进
Fe
3+ 水解生成
Fe
( OH
) 3
沉淀
除去NH4Cl 溶液中的FeCl3 杂质,可
加入氨水调节pH
Fe
3+ 与
NH
3·H2O 反应生成
Fe
( OH
) 3沉淀
沉淀
剂法
以Na2S 等沉淀污水中的Hg2+ 、
Cu2+等重金属离子
Na2S 与
Cu
2+ 、
Hg
2+ 反应生成沉淀
小题对点过
(1)已知常温下,CuCO3、Cu(OH)2、CuS 的Ksp分别为1.4×10-10、2.2×10-20、6.3×10-36。要除去溶液中
的Cu2+,选用下列哪种沉淀剂更好 。
①Na2CO3 ②NaOH ③Na2S
(2)①调pH 除铁时,当溶液中c(Fe3+)=10-5 mol·L-1时可认为Fe3+沉淀完全,计算恰好完全沉淀时溶液的
pH= 。为使Fe3+完全沉淀,常采取的措施为 。
已知:Ksp[Fe(OH)3]≈1×10-39。
②调pH 时能否用NaOH 溶液,简述理由: 。
答案 (1)③
(2)①2.7 调节溶液的pH 大于2.7 ②不能,引入杂质离子Na+
解析 (1)选用Na2S 更好。原因是CuS 的Ksp 最小,溶解度最小,Cu2+沉淀得更完全,溶液中剩余的
Cu2+最少。
(2)①Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=10-5·c3(OH-)=10-39, 则c(OH-)=
3√10
−34 mol·L-1≈10-11.3 mol·L-1,c(H+)=
K w
c(O H
−)
= 10
−14
10
−11.3 mol·L-1=10-2.7 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg 10-2.7=2.7。
2.沉淀的溶解
(1)原理:不断减少溶解平衡体系中的相应离子,使Q< Ksp,平衡向沉淀溶解的方向移动。
(2)溶解方法
①酸溶解法,如CaCO3溶于盐酸;
②盐溶液溶解法,如Mg(OH)2溶于NH4Cl 溶液;
③配位溶解法,如AgCl 溶于氨水。
小题对点过
(1)Mg(OH)2 难溶于水, 能溶于盐酸、NH4Cl 溶液中。写出有关反应的离子方程式:
。
(2) 已知:PbSO4 不溶于水, 但可溶于醋酸铵溶液, 反应的化学方程式:
PbSO4+2CH3COONH4===(CH3COO)2Pb+(NH4)2SO4, 试对上述PbSO4 沉淀的溶解加以解释:
。
答案 (1)Mg(OH)2(s)+2H+(aq)
Mg2+(aq)+2H2O(l) Mg(OH)2+2NH 4
+===Mg2++2NH3·H2O
(2)PbSO4(s)
Pb2+(aq)+SO4
2−(aq),当加入CH3COONH4溶液时,Pb2+与CH3COO-结合生成更难电离的
(CH3COO)2Pb,c(Pb2+)减小,Q(PbSO4)<Ksp(PbSO4),使PbSO4的沉淀溶解平衡向右移动,PbSO4溶解
3.沉淀的转化
(1)原理:由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程,实质是沉淀溶解平衡的移动。
(2)沉淀转化规律
①一般来说,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。
如,AgNO3溶液
AgCl
AgI,Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。
②一定条件下溶解度小的沉淀也可以转化成溶解度相对较大的沉淀。
重晶石[BaSO4(s)]
BaCO3(s),但Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)。
(3)实际应用
①锅炉除垢:水垢中的CaSO4(s)
CaCO3(s)
Ca2+(aq)。离子方程式为CaSO4(s)+CO3
2−
(aq)
CaCO3(s)+SO4
2−(aq)。
②矿物转化:原生铜的硫化物
CuSO4溶液
铜蓝(CuS)。
ZnS 转化为CuS 的离子方程式为ZnS
( s ) +Cu
2+ ( aq
)
CuS
( s ) +Zn
2+ ( aq
) 。
PbS 转化为CuS 的离子方程式为PbS
( s ) +Cu
2+ ( aq
)
CuS
( s ) +Pb
2+ ( aq
) 。
小题对点过
化工生产中常用MnS 作沉淀剂除去工业废水中的Cu2+:Cu2+(aq)+MnS(s)
CuS(s)+Mn2+(aq),下列说
法错误的是 。
①MnS 的溶解度比CuS 的溶解度大
②该反应达平衡时c(Mn2+)=c(Cu2+)
③向平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c(Mn2+)变小
④也可以用FeS 作沉淀剂
答案 ②③
1.试用平衡移动原理解释下列事实:
(1)BaCO3不溶于水,为什么不能作钡餐?
。
(2)CaCO3难溶于稀硫酸,却能溶于醋酸中,原因是什么?
。
(3)分别用等体积的蒸馏水和0.01 mol·L-1的盐酸洗涤AgCl 沉淀,用水洗涤造成AgCl 的损失大于用稀
盐酸洗涤的损失量,原因是什么?
。
答案 (1)BaCO3(s)
Ba2+(aq)+CO3
2−(aq),HCl===H++Cl-,2H++CO3
2−===H2O+CO2↑,盐酸电离的H+与
BaCO3产生的CO3
2−结合生成CO2和H2O,破坏了BaCO3的溶解平衡,c(Ba2+)增大,引起人体中毒
(2)CaCO3(s)
Ca2+(aq)+CO3
2−(aq),H2SO4===SO4
2−+2H+,Ca2++SO4
2−===CaSO4↓,因为生成的CaSO4 溶
解度较小,会附着在CaCO3的表面,阻止平衡右移。而CH3COOH
CH3COO-+H+,Ca2+与CH3COO-
不产生沉淀;当H+与CO3
2−结合生成CO2和H2O 时,CaCO3的溶解平衡右移
(3)用水洗涤AgCl,AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡右移,AgCl 的质量减少,用盐酸洗涤AgCl,稀释的同
时HCl 电离产生的Cl-会使平衡左移,AgCl 减少的质量要小些
2.已知25 ℃时,几种难溶电解质的溶度积如下表:
难溶电解质
CaCO3
CaSO4
MgCO3
Ksp
3.4×10-9
4.9×10-5
6.8×10-6
某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性,实验步骤如下:
①向100 mL 0.1 mol·L-1的CaCl2溶液中加入0.1 mol·L-1的Na2SO4溶液100 mL,立即有白色沉淀生成。
②向①中加入3 g 固体Na2CO3,搅拌,静置后弃去上层清液。
③再加入蒸馏水搅拌,静置后再弃去上层清液。
④ 。
(1)由题中信息知Ksp越大,表示电解质的溶解度越 (填“大”或“小”)。
(2)写出第②步发生反应的化学方程式: 。
(3)设计第③步的目的是: 。
(4)请补充第④步操作及发生的现象: 。
(5)请写出该原理在实际生活、生产中的一个应用: 。
答案 (1)大 (2)Na2CO3(aq)+CaSO4(s)
CaCO3(s)+Na2SO4(aq) (3)洗去沉淀中附着的SO4
2− (4)向
沉淀中加入足量的盐酸,沉淀完全溶解,并放出无色无味的气体 (5)将锅炉水垢中的CaSO4转化为
CaCO3,再用盐酸除去
解析 沉淀类型相同时,Ksp越大,表示电解质的溶解度越大,溶解度小的沉淀会向溶解度更小的沉淀
转化,要证明CaSO4完全转化为CaCO3,可以加入盐酸,因为CaSO4不和盐酸反应,而CaCO3可完全溶
于盐酸。在实际生活、生产中利用此反应可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸除去。
1.(2025·八省联考内蒙古卷)测定I-含量步骤如下:向含I-试样中先加入已知物质的量的过量AgNO3
溶液,再加入NH4Fe(SO4)2 指示剂,用KSCN 溶液进行滴定,溶液出现浅红色即达滴定终点,消耗c
mol·L-1KSCN 溶液V mL。已知:pKsp(AgI)=16.07,pKsp(AgSCN)=11.9,pKsp(AgCl)=9.74。下列说法错误
的是( )
A.滴定中有AgSCN 生成
B.不可先加指示剂,后加AgNO3溶液
C.试样中n(I-)=10-3cV mol
D.以上实验步骤不适用于Cl-含量测定
答案 C
解析 A.滴定中KSCN 溶液与过量的AgNO3溶液反应生成AgSCN 沉淀,到达终点时KSCN 与指示
剂NH4Fe(SO4)2反应生成红色Fe(SCN)3,故A 正确;B.先加指示剂,则指示剂中的Fe3+与I-反应,影响终
点指示,故B 正确;C.KSCN 溶液测定的是剩余AgNO3的物质的量,需根据AgNO3溶液的起始量与剩
余量差计算碘离子的物质的量,故C 错误;D.由于Ksp(AgCl)= 10-9.74>Ksp(AgSCN)=10-11.9,用KSCN 滴定
过量的Ag+时,会使AgCl 沉淀发生转化,因此该实验不适用于Cl-含量测定,故D 正确。
2.(2024·全国甲卷)将0.10 mmol Ag2CrO4配制成1.0 mL 悬浊液,向其中滴加0.10 mol·L-1的NaCl 溶液。
lg[cM/(mol·L-1)](M 代表Ag+、Cl-或CrO4
2−)随加入NaCl 溶液体积(V)的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.交点a 处:c(Na+)=2c(Cl-)
B.
K sp( AgCl)
K sp( A g2Cr O4)=10-2.21
C.V≤2.0 mL 时c(Cr O4
2−)
c(C l
−) 不变
D.y1=-7.82,y2=-lg 34
答案 D
解析 滴加过程中发生沉淀转化反应:Ag2CrO4+2Cl-
2AgCl+CrO4
2−, 溶液中存在
Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),即lg[Ksp(AgCl)]=lg[c(Ag+)]+lg[c(Cl-)]。则表示lg[c(Ag+)]、lg[c(Cl-)]的两条曲
线纵坐标之和为定值。随着Cl-不断滴入溶液中,其浓度不断升高,则中间的点虚线对应lg[c(Cl-)],最
下方的虚线对应lg[c(Ag+)],根据V(NaCl)=1.0 mL 时的数据可得lg[Ksp(AgCl)]=-4.57+(-5.18)=-9.75,即
Ksp(AgCl)=10-9.75。最上方的实线对应lg[c(CrO4
2−)]。Ag2CrO4向AgCl 转化,发生反应Ag2CrO4(s)+2Cl-
(aq)
2AgCl(s)+CrO4
2−(aq),则2 mL 时二者完全反应,继续加入NaCl 溶液,由于同离子效应,则c(Cl-)
升高,c(Ag+)下降,故三种离子对应曲线从上到下依次为CrO4
2−、Cl-和Ag+。Ag2CrO4转化为AgCl 需
消耗2.0 mL NaCl 溶液,结合题图知,交点a 处c(Na+)≈3.0×0.10
4.0
mol·L-1,c(Cl-)≈(3.0−2.0)×0.10
4.0
mol·L-1,因此c(Na+)≠2c(Cl-),A 错误;V(NaCl)=1.0 mL 时,溶液中存在Ag2CrO4 沉淀,因此溶液中满足
Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO4
2−)=(10-5.18)2×10-1.60=10-11.96,Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-5.18×10-4.57=10-9.75,
则
K sp( AgCl)
K sp( A g2Cr O4) = 10
−9.75
10
−11.96=102.21,B 错误;在滴加NaCl 溶液的最初阶段,滴入的Cl-的量极少,尚不足以
生成AgCl 沉淀,滴入的Cl-全部以离子形式存在,其浓度随着NaCl 溶液的滴入而增大,由于Cl-未与
Ag+发生作用,此时溶液仍为Ag2CrO4的饱和溶液,其中c(CrO4
2−)=
3√
K sp( A g2Cr O4)
4
,为定值,因此在此
阶段,c(Cr O4
2−)
c(C l
−) 随着NaCl 溶液的滴入而减小,当Ag2CrO4转化为AgCl 后,结合沉淀转化反应为可逆
反应知,当V(NaCl)≤2.0 mL 时,体系中仍存在Ag2CrO4沉淀,溶液中满足Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO4
2−
)、Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),两式相除得c(Cr O4
2−)
c(C l
−)
=
K sp( A g2Cr O4)
K sp( AgCl)·c( A g
+),其中c(Ag+)在滴加NaCl 溶液
的过程中会随着c(Cl-)的增加而减少,因此c(Cr O4
2−)
c(C l
−) 会随着NaCl 溶液的滴加而增大,C 错误;
V(NaCl)=2.4 mL 时,体系中有AgCl 沉淀,溶液中满足lg[Ksp(AgCl)]=lg[c(Ag+)]+lg[c(Cl-)],代入数
据-9.75=y1+(-1.93), 得y1=-7.82, 假设此时溶液中仍存在Ag2CrO4, 则lg[Ksp(Ag2CrO4)]=2lg[c(Ag+)]
+lg[c(CrO4
2−)],代入数据-11.96=2×(-7.82)+lg[c(CrO4
2−)],得lg[c(CrO4
2−)]=3.68,即c(CrO4
2−)=103.68 mol·L-1,
远超过Ag2CrO4全部溶解所得CrO4
2−的浓度,因此此时溶液中不存在Ag2CrO4沉淀,Ag2CrO4已全部溶
解,故c(CrO4
2−)=0.10 mmol
3.4 mL
= 1
34 mol·L-1,则y2=lg [c(CrO4
2−)]=lg 1
34 =-lg 34,D 正确。
3.(2023·浙江1 月选考)碳酸钙是常见难溶物,将过量碳酸钙粉末置于水中达到溶解平衡:
CaCO3(s)
Ca2+(aq)+CO3
2−(aq)[已知Ksp(CaCO3)=3.4×10-9,Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,H2CO3 的电离常数K a1
=4.5×10-7,K a2=4.7×10-11],下列有关说法正确的是( )
A.上层清液中存在c(Ca2+)=c(CO3
2−)
B.上层清液中含碳微粒最主要以HCO3
−形式存在
C.向体系中通入CO2气体,溶液中c(Ca2+)保持不变
D.通过加Na2SO4溶液可实现CaCO3向CaSO4的有效转化
答案 B
解析 A 项,上层清液为碳酸钙的饱和溶液,碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子,因此c(Ca2+)>c(CO3
2−
),A 错误;B 项,碳酸钙难溶于水,上层清液中c(CO3
2−)很小,近似为中性,pH≈7,K a1= c( H
+)·c( HC O3
−)
c( H 2C O3)
=4.5×10-7,K a2=c( H
+)·c(C O3
2−)
c( HC O3
−)
=4.7×10-11,将c(H+)=10-7代入,则c( HC O3
−)
c( H 2C O3)=4.5, c(C O3
2−)
c( HC O3
−)
=4.7×10-4,则
上层清液中含碳微粒主要为HCO3
−,B 正确;C 项,向体系中通入CO2,CaCO3 与CO2 反应生成
Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2 易溶于水,则溶液中c(Ca2+)增大,C 错误;D 项,由题干可知,Ksp(CaCO3)=3.4×10-
9<Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,碳酸钙比硫酸钙更难溶,所以加入Na2SO4溶液不易实现CaCO3向CaSO4的有
效转化,D 错误。
4.(2023·北京卷)以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取
银和锰的一种流程示意图如下。
已知:酸性条件下,MnO2的氧化性强于Fe3+。
“浸锰”过程是在H2SO4溶液中使矿石中的锰元素浸出,矿石中的银以Ag2S 的形式残留于浸锰渣
中。
“ 浸锰” 过程中, 发生反应MnS+2H+===Mn2++H2S↑, 则可推断:Ksp(MnS) ( 填“ >” 或
“<”)Ksp(Ag2S)。
答案 >
解析 “ 浸锰” 过程中, 矿石中的银以Ag2S 的形式残留于浸锰渣中,MnS 发生反应:
MnS+2H+===Mn2++H2S↑,硫化锰溶于强酸而硫化银不溶于强酸,则可推断:Ksp(MnS)>Ksp(Ag2S)。
5.(2023·湖北卷)常温下,已知Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15,若“沉钴过滤”的pH 控制为10.0,则溶液中
Co2+ 浓度为 mol·L-1 。“ 850 ℃煅烧” 时生成Co3O4 的化学方程式为
。
答案 5.9×10-7
6Co(OH)2+O2
2Co3O4+6H2O
解析 已知Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15,若“沉钴过滤”的pH 控制为10.0,则溶液中c(OH-)=1.0×10-4
mol·L-1,Co2+ 浓度为
K sp[Co(OH )2]
c
2(O H
−)
= 5.9×10
−15
(1.0×10
−4)
2 mol·L-1=5.9×10-7 mol·L-1 。“ 850 ℃煅烧” 时,
Co(OH)2与O2反应生成Co3O4和H2O,该反应的化学方程式为6Co(OH)2+O2
2Co3O4+6H2O。
基础落实
选择题只有1 个选项符合题意
1.某温度下向含AgCl 固体的AgCl 饱和溶液中加少量稀盐酸,下列说法正确的是( )
A.AgCl 的溶解度、Ksp均减小
B.AgCl 的溶解度、Ksp均不变
C.AgCl 的溶解度减小、Ksp不变
D.AgCl 的溶解度不变,Ksp减小
答案 C
解析 向AgCl 饱和溶液中加少量稀盐酸,c(Cl-)增大,导致沉淀溶解平衡AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)
逆向移动,则AgCl 的溶解度减小,但温度不变,Ksp不变。
2.往锅炉注入Na2CO3溶液浸泡,将水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸去除,下列叙述正确的是(
)
A.温度升高,Na2CO3溶液的Kw增大,c(OH-)减小
B.CaSO4能转化为CaCO3,说明Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)
C.CaCO3溶于盐酸而CaSO4不溶,是因为硫酸酸性强于盐酸
D.沉淀转化的离子方程式为CO3
2−(aq)+CaSO4(s)
CaCO3(s)+SO4
2−(aq)
答案 D
解析 温度升高,水的电离平衡正向移动,Kw增大;温度升高,Na2CO3的水解平衡正向移动,c(OH-)增大,
A 项错误;Ksp(CaCO3)<Ksp(CaSO4),B 项错误;CaCO3与盐酸反应生成可溶性的氯化钙、水和二氧化碳,
CaSO4与盐酸不满足复分解反应发生的条件,与酸性强弱无关,C 项错误。
3.(2024·浙江杭州模拟)可溶性钡盐有毒,医院中常用硫酸钡这种钡盐作为内服造影剂。已知:
Ksp(BaCO3)=5×10-9;Ksp(BaSO4)=1×10-10。下列推断正确的是( )
A.饱和BaCO3溶液中存在:c(Ba2+)=c(HCO3
−)+c(CO3
2−)
B.向BaCO3、BaSO4的饱和混合溶液中加入少量BaCl2,溶液中c(C O3
2−)
c(SO4
2−) 减小
C.不用碳酸钡作为内服造影剂,是因为Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)
D.若每次加入1 L 2 mol·L-1的Na2CO3溶液,至少需要6 次可将0.2 mol BaSO4转化为BaCO3
答案 D
解析 A 项,BaCO3是难溶性盐,饱和BaCO3溶液中存在:BaCO3(s)
Ba2+(aq)+CO3
2−(aq),根据元素守
恒:c(Ba2+)=c(HCO3
−)+c(CO3
2−)+c(H2CO3), 错误;B 项,BaCO3、BaSO4 的饱和混合溶液中存在平衡:
BaCO3(s)+SO4
2−(aq)
BaSO4(s)+CO3
2−(aq),溶液中
c(C O3
2−)
c(SO4
2−)
= K sp(BaC O3)
K sp(BaSO4) ,加入少量BaCl2,温度不变,
Ksp(BaCO3)和Ksp(BaSO4)不变,
c(C O3
2−)
c(SO4
2−) 不变,错误;C 项,碳酸钡能和胃酸(盐酸)反应而溶解,故碳酸钡
不能作为内服造影剂,和溶度积常数无关,错误;D 项,向BaSO4中加入Na2CO3溶液,发生反应BaSO4(s)
+CO3
2−(aq)
BaCO3(s)+SO4
2−(aq),该反应的平衡常数K=
c(SO4
2−)
c(C O3
2−)
= K sp(BaSO4)
K sp(BaC O3) = 1×10
−10
5×10
−9 = 1
50,若
每次加入1 L 2 mol·L-1的Na2CO3溶液,能处理BaSO4物质的量x mol,则K=
c(SO4
2−)
c(C O3
2−)
=
x
2−x = 1
50,x=
2
51,
0.2mol
2
51 mol =5.1,所以至少6 次可以将0.2 mol BaSO4转化为BaCO3,正确。
4.足量CaCO3(s)在水中的溶解过程如下:CaCO3(s)
CO3
2−(aq)+Ca2+(aq) ΔH<0,该悬浊液达到平衡
后,下列叙述不正确的是( )
A.升高温度,Ksp(CaCO3)减小
B.加少量水稀释,上述平衡正向移动,c(Ca2+)不变
C.向悬浊液中加入少量NaHCO3固体,c(C O3
2−)
c( H
+)
减小
D.向悬浊液中滴入盐酸,Q(CaCO3)>Ksp(CaCO3),导致平衡正向移动
答案 C
解析 加入少量NaHCO3 固体,NaHCO3===Na++HCO3
−, 且HCO3
−水解程度大于电离程度, 故
c(OH-)>c(H+),c(C O3
2−)
c( H
+)
= c(C O3
2−)c(O H
−)c(C a
2+)
c( H
+)c(O H
−)c(C a
2+)
= K sp(CaC O3)×c(O H
−)
K w×c(C a
2+)
,且c(OH-)增大,c(Ca2+)减
小,故比值增大,C 错误。
5.(2024·河北秦皇岛模拟)某化学兴趣小组进行溶解平衡相关实验,操作流程如图。下列说法正确的
是( )
已知:常温下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgI)=8.5×10-17。
A.悬浊液a 中c(Br-)与悬浊液d 中c(Br-)相等
B.步骤③可以证明Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)
C.向悬浊液d 中加入少量NaI 溶液,沉淀颜色不变时, c( I
−)
c(Br
−)
= 8.5×10
−4
5.4
D.向悬浊液e 中滴加几滴0.1 mol·L-1 NaCl 溶液,观察到黄色沉淀转化为白色沉淀
答案 C
解析 A 项,悬浊液a 中AgNO3 过量,存在同离子效应,溶解平衡AgBr(s)
Ag+(aq)+Br-(aq)左移,
c(Br-)降低,小于悬浊液d 中c(Br-),错误;B 项,悬浊液a 中AgNO3过量,步骤③产生的黄色沉淀是滤液c
中Ag+与I-反应生成,故不能说明Ksp(AgBr)>Ksp(AgI),错误;C 项,向悬浊液d 中加入少量NaI 溶液,发生
沉淀转化反应:AgBr(s)+I-(aq)
AgI(s)+Br-(aq),该反应平衡常数K=c(Br
−)
c( I
−)
= K sp( AgBr )
K sp( AgI ) = 5.4×10
−13
8.5×10
−17
,则c( I
−)
c(Br
−)
= 8.5×10
−4
5.4
,正确;D 项,向滤液c 中滴加几滴0.1 mol·L-1 NaI 溶液,产生黄色沉淀AgI,此时
悬浊液e 中AgNO3仍过量,向悬浊液e 中滴加几滴0.1 mol·L-1 NaCl 溶液,会生成少量AgCl 白色沉
淀,AgI 黄色沉淀不会转化,错误。
6.(2024·湖北荆州模拟)常温下,向10 mL 0.1 mol·L-1 Pb(NO3)2溶液中滴加0.1 mol·L-1 Na2S 溶液,混合
溶液中-lg c(Pb2+)与滴加Na2S 溶液体积(V)的关系如图所示[已知:常温下Ksp(FeS)=10-17.2]。下列说法
错误的是( )
A.图中A、B、C 三点的Ksp(PbS)相等
B.常温下,Ksp(PbS)=1×10-27.2
C.用FeS 可除尽废水中的Pb2+
D.PbS 对应的D 点分散系中,v(沉淀)<v(溶解)
答案 D
解析 A 项,难溶性电解质的Ksp值只与温度有关,正确;B 项,由B 点坐标值知,两种盐恰好反应完,此
时溶液中c(Pb2+)=c(S2-)=1×10-13.6 mol·L-1,Ksp(PbS)=c(Pb2+)×c(S2-)=1×10-27.2,正确;C 项,用FeS 除去Pb2+的
原理为FeS+Pb2+
PbS+Fe2+,该转化反应的K=c( F e
2+)
c( Pb
2+)
= K sp( FeS)
K sp( PbS)=1×1010>1×105,即该转化向右进
行的程度非常大,正确;D 项,D 点分散系为过饱和分散系,此时分散系内v(沉淀)>v(溶解),错误。
7.软磁材料Mn3O4可由阳极渣和黄铁矿(FeS2)制得。阳极渣的主要成分为MnO2且含有少量Pb、
Fe、Cu 等元素的化合物。制备流程如下。
25 ℃时,Ksp(MnF2)=5.0×10-3,Ksp(CaF2)=3.5×10-11。下列说法错误的是( )
A.X 可为稀硫酸
B.滤渣2 成分是Cu(OH)2和CaSO4
C.“净化”发生的反应为MnF2(s)+Ca2+(aq)
CaF2(s)+Mn2+(aq) K≈1.4×108
D.利用MnCO3替代CaO 可优化该流程
答案 B
解析 MnO2在酸性条件下有强氧化性,FeS2有强还原性,二者在酸浸的时候会发生氧化还原反应,结
合题图中后续操作后得到的是MnSO4溶液,可知所用的稀酸X 为稀硫酸。然后向滤液中加入H2O2
可以将杂质离子Fe2+氧化为Fe3+,再加入CaO 调整溶液pH,使Fe3+、Cu2+形成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀,
但是用CaO 来调pH 又会导致溶液中留下较多的Ca2+,净化阶段加入MnF2的目的就是使Ca2+转化为
难溶物CaF2除去,过滤得到的滤液含有MnSO4,然后经一系列处理得到Mn3O4。X 可为稀硫酸,A 正
确;滤渣2 成分是Fe(OH)3和Cu(OH)2,B 错误;净化阶段加入MnF2的目的是使Ca2+转化为难溶物CaF2
除
去
,
方
程
式
为
MnF2(s)+Ca2+(aq)
CaF2(s)+Mn2+(aq),K=
c( M n
2+)
c(C a
2+)
= c( M n
2+)c
2( F
−)
c(C a
2+)c
2( F
−)
= K sp( Mn F2)
K sp(Ca F2) = 5.0×10
−3
3.5×10
−11≈1.4×108,C 正确;利用MnCO3替代CaO 也可以
调节pH 且不会引入Ca2+杂质,可优化该流程,D 正确。
8.室温下,用0.1 mol·L-1 NaOH 溶液滴定盐酸酸化的0.02 mol·L-1 FeCl3溶液的pH-t 曲线如图所示。
已知:①室温时Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38;②lg 2=0.3。下列说法正确的是( )
A.Fe3+的水解平衡常数Kh=1.0×10
−14
4.0×10
−38
B.若b 点c(Fe3+)=10-5 mol·L-1,则x=3.2
C.ab 段仅发生反应:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
D.从a 到c 点,水的电离程度一直在减小
答案 B
解析 Fe3+ 水解反应为Fe3+(aq)+3H2O
Fe(OH)3(s)+3H+(aq), 水解平衡常数Kh=
c
3( H
+)
c( F e
3+)
= c
3( H
+)
c( F e
3+)
× c
3(O H
−)
c
3(O H
−)
=
K w
3
K sp[ Fe(OH )3] = (1.0×10
−14)
3
4.0×10
−38 ,A 错误;b 点生成Fe(OH)3 沉淀,
Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-),若b 点c(Fe3+)=10-5 mol·L-1,则c(OH-)=
3√
K sp[ Fe(OH )3]
c( F e
3+)
=
3√
4.0×10
−38
10
−5
=
3√4
×10-11 mol·L-1,c(H+)=
K w
c(O H
−)
= 1.0×10
−14
3√4×10
−11 =2
−2
3×10-3 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=3.2,即x=3.2,B 正确;向盐酸
酸化的FeCl3溶液中逐滴加入NaOH 溶液时,NaOH 先与盐酸反应,后与FeCl3反应,则ab 段发生的反
应为H++OH-===H2O、Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓,C 错误;向盐酸酸化的FeCl3 溶液中逐滴加入NaOH
溶液时,NaOH 先与盐酸反应,后与FeCl3反应,酸碱抑制水的电离,Fe3+促进水的电离,所以从a 到c 点,
水的电离程度先增大后减小,D 错误。
9.我国《生活饮用水卫生标准》中规定生活用水中镉的排放量不超过0.005 mg·L-1。处理含镉废水
可采用化学沉淀法。
(1)写出磷酸镉[Cd3(PO4)2]沉淀溶解平衡常数的表达式:Ksp[Cd3(PO4)2]= 。
(2)一定温度下,CdCO3的Ksp=4.0×10-12,Cd(OH)2的Ksp=3.2×10-14,该温度下 [填“CdCO3”或
“Cd(OH)2”]的饱和溶液中Cd2+浓度较大。
(3)向某含镉废水中加入Na2S,当S2-浓度达到7.9×10-8 mol·L-1 时,废水中Cd2+的浓度为
mol·L-1[已知Ksp(CdS)=7.9×10-27],此时 (填“符合”或“不符合”)《生活饮用水卫生标准》。
答案 (1)c3(Cd2+)·c2(PO4
3−) (2)Cd(OH)2
(3)1.0×10-19 符合
解析 (1)难溶固体在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时,各离子浓度幂的乘积是一个常数,这个常数
称之为沉淀溶解平衡常数,Cd3(PO4)2 沉淀溶解平衡常数表达式为Ksp[Cd3(PO4)2]=c3(Cd2+)·c2(PO4
3−);
(2)CdCO3 饱和溶液中c(Cd2+)=❑√K sp(CdC O3)=
❑√4.0×10
−12 mol·L-1=2.0×10-6 mol·L-1,Cd(OH)2 饱和溶
液中c(Cd2+)=
3√
K sp[Cd(OH )2]
4
=
3√
3.2×10
−14
4
mol·L-1=2.0×10-5 mol·L-1, 则Cd(OH)2 的饱和溶液中
Cd2+ 浓度较大;(3) 当S2- 浓度达到7.9×10-8 mol·L-1 时, 废水中Cd2+ 的浓度c(Cd2+)=
K sp(CdS)
c(S
2−)
= 7.9×10
−27
7.9×10
−8 mol·L-1=1.0×10-19 mol·L-1,即为1.0×10-19×112×103 mg·L-1<0.005 mg·L-1,符合
《生活饮用水卫生标准》。
能力提升
10.取1 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液进行如下实验(实验中所用试剂浓度均为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AgCl 比AgI 更易溶
答案 B
解析 AgNO3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Ag++Cl-
===AgCl↓,所以沉淀为难溶的AgCl,故A 项正确;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,故B 项错误;2AgCl(s)+S2-(aq)
Ag2S(s)+2Cl-(aq),Ag2S 比AgCl 更难溶,溶解度更小,所以若按
①③顺序实验,能看到黑色沉淀,故C 项正确;实验②白色沉淀AgCl 转化为黄色沉淀AgI,说明AgI 比
AgCl 更难溶,故D 项正确。
11.探究Mg(OH)2的沉淀溶解平衡时,利用下表三种试剂进行实验,下列说法不正确的是( )
编号
①
②
③
分散质Mg(OH)2
HCl
NH4Cl
备注
悬浊液
1 mol·L-1
1 mol·L-1
A.向①中滴加几滴酚酞溶液后,溶液显红色,说明Mg(OH)2是一种弱电解质
B.为了使Mg(OH)2悬浊液溶解得更快,加入过量NH4Cl 浓溶液并充分振荡,效果更好
C.①③混合后发生反应:Mg(OH)2(s)+2NH 4
+(aq)
Mg2+(aq)+2NH3·H2O(aq)
D.向少量Mg(HCO3)2 溶液中加入足量NaOH 溶液, 反应的离子方程式是Mg2++2HCO3
−+4OH-
===Mg(OH)2↓+2CO3
2−+2H2O
答案 A
解析 Mg(OH)2悬浊液中滴加几滴酚酞溶液后,溶液显红色,则溶液呈碱性,说明Mg(OH)2能电离出
OH-,是一种电解质,不能判断是否为弱电解质,A 错误;Mg(OH)2溶解产生的OH-与NH4Cl 溶液中的N
H 4
+生成NH3·H2O,能加快Mg(OH)2悬浊液的溶解,B 正确;因相同温度下,氢氧化镁比碳酸镁更难溶,碱
过量时生成Mg(OH)2,D 正确。
12.已知:常温下,Ksp(NiCO3)=1.4×10-7,Ksp(PbCO3)=1.4×10-13,则向浓度均为0.1 mol·L-1 的Ni(NO3)2 和
Pb(NO3)2混合溶液中逐滴加入Na2CO3溶液,下列说法错误的是( )
A.常温下在水中的溶解度:NiCO3>PbCO3
B.逐滴加入Na2CO3溶液,先生成PbCO3沉淀,后生成NiCO3沉淀
C.向NiCO3沉淀中加入Pb(NO3)2溶液,不会生成PbCO3沉淀
D.逐滴加入Na2CO3溶液,当两种沉淀共存时,溶液中c(Ni2+)∶c(Pb2+)=106∶1
答案 C
解析 常温下,Ksp(NiCO3)>Ksp(PbCO3),故溶解度:NiCO3>PbCO3,A 项正确;逐滴加入Na2CO3 溶液时,
Ksp(PbCO3)较小,故先生成PbCO3 沉淀,后生成NiCO3 沉淀,B 项正确;由于Ksp(PbCO3)<Ksp(NiCO3),在
NiCO3 沉淀中加入Pb(NO3)2 溶液,则NiCO3 可转化为PbCO3,C 项错误;当两种沉淀共存时,NiCO3、
PbCO3均达到沉淀溶解平衡状态,溶液中c(Ni2+)∶c(Pb2+)=Ksp(NiCO3)∶Ksp(PbCO3)=106∶1,D 项正确。
13.钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用,它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在,
BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。
已知:SrSO4(s)
Sr2+(aq)+SO4
2−(aq) Ksp=2.5×10-7
SrCO3(s)
Sr2+(aq)+CO3
2−(aq) Ksp=2.5×10-9
(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为
,
该反应的平衡常数K 的表达式为 ;该反应能发生的原因是
(用沉淀溶解平衡的有关理论解释)。
(2)对于上述反应,实验证明增大CO3
2−的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。判断在下列
两种情况下,平衡常数K 的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”):
①升高温度,平衡常数K 将 ;
②增大CO3
2−的浓度,平衡常数K 将 。
(3)已知,SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似,设计实验证明上述过程中SrSO4是
否完全转化成SrCO3 。实验所用的试剂为 ; 实验现象及其相应结论为
。
答案 (1)SrSO4(s)+CO3
2−(aq)
SrCO3(s)+SO4
2−(aq) K=
c(SO4
2−)
c(C O3
2−) Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4),加入CO3
2−
后,平衡SrSO4(s)
Sr2+(aq)+SO4
2−(aq)正向移动,生成SrCO3
(2)①减小 ②不变
(3)盐酸 若沉淀完全溶解,则证明SrSO4完全转化成SrCO3,否则,未完全转化
解析 (1)SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为SrSO4(s)+CO3
2−(aq)
SrCO3(s)+SO4
2−(aq),平衡常数表
达式为K=
c(SO4
2−)
c(C O3
2−),根据沉淀转化的原理,该反应能够发生,是因为Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4)。(2)①降低
温度有利于提高SrSO4的转化率,说明降温平衡向正反应方向移动,因此升高温度,平衡向逆反应方向
移动,故平衡常数K 减小。②平衡常数只与温度有关,增大CO3
2−的浓度,平衡常数不变。(3)根据提供
的信息,可以推断SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3 类似,故SrSO4难溶于盐酸,而
SrCO3可溶于盐酸,因此向溶液中加入盐酸,若沉淀全部溶解,则SrSO4完全转化成SrCO3,若沉淀没有
全部溶解,则SrSO4没有完全转化成SrCO3,需要注意的是,不能选择稀硫酸,因为SrCO3与稀硫酸反应
生成SrSO4。
14.氟化钡可用于制造电机电刷、光学玻璃、光导纤维、激光发生器等。以钡矿粉(主要成分为
BaCO3,含有SiO2、Fe2+、Mg2+等杂质)为原料制备氟化钡的流程如下:
已知:常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH 分别是3.4、12.4。
(1)滤渣A 的化学式为 。
(2) 滤液
1
加
H2O2
氧化的过程中主要反应的离子方程式为
。
(3)加20%NaOH 溶液调节pH=12.5,得到滤渣C 的主要成分是 。
(4)滤液3 加入盐酸酸化后再经 、冷却结晶、 、洗涤、真空干燥等一系列操作后
得到BaCl2·2H2O。
(5)常温下,用BaCl2·2H2O 配制成0.2 mol·L-1水溶液与等浓度的氟化铵溶液反应,可得到氟化钡沉淀。
请写出该反应的离子方程式:
。
已知Ksp(BaF2)=1.84×10-7,当钡离子完全沉淀时(即钡离子浓度≤10-5 mol·L-1),至少需要的氟离子浓度
是 mol·L-1(结果保留三位有效数字,已知❑√1.84=1.36)。
答案 (1)SiO2 (2)H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O (3)Mg(OH)2 (4)加热浓缩 过滤
(5)Ba2++2F-===BaF2↓ 0.136
解析 (4)滤液3 加盐酸酸化后得到BaCl2和HCl 的混合溶液,由该溶液得到BaCl2·2H2O 的实验操作
为加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、真空干燥等。(5)根据Ksp(BaF2)=c(Ba2+)·c2(F-),当Ba2+完全沉
淀时,至少需要的c(F-)=❑√
K sp(Ba F2)
c(B a
2+)
= ❑√
1.84×10
−7
10
−5
mol·L-1=0.136 mol·L-1。
