1、训练 9 沉淀反应的应用 基础过关 一、沉淀溶解平衡的应用 1 工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法 都正确的是 ( ) 选项 污染物 处理措施 方法类别 A 废酸 加生石灰中和 物理法 B Cu2 等重金属离子 加硫酸盐沉降 化学法 C 含苯废水 用活性炭吸附 物理法 D 含纯碱的废水 加石灰水反应 化学法 2.25 时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数( Ksp)分别为 Ksp(FeS) 6.310 18 ； Ksp(CuS)1.310 36 ； Ksp(ZnS)1.610 24 。下列关于常温时的有 关叙述正确的是 ( ) A硫化锌、硫化铜、硫化亚
2、铁的溶解度依次增大 B将足量的 ZnSO4晶体加入到 0.1 molL1 的 Na2S 溶液中，Zn 2 的浓度最大只能达 到 1.61023 molL1 C除去工业废水中含有的 Cu2 ，可采用 FeS 固体作为沉淀剂 D向饱和的 FeS 溶液中加入 FeSO4溶液后，混合液中 c(Fe2 )变大、 c(S2 )变小，但 Ksp(FeS)变大 3 已知：25 时， KspMg(OH)25.6110 12 ， KspMgF27.4210 11 。下列说法正 确的 是 ( ) A25 时，饱和 Mg(OH)2溶液与饱和 MgF2溶液相比，前者的 c(Mg2 )大 B25 时，Mg(OH) 2的悬
3、浊液加入少量的 NH4Cl 固体， c(Mg2 )增大 C25 时，Mg(OH) 2固体在 20 mL 0.01 molL1 氨水中的 Ksp比在 20 mL 0.01 molL1 NH4Cl 溶液中的 Ksp小 D25 时，在 Mg(OH)2的悬浊液中加入 NaF 溶液后，Mg(OH) 2不可能转化成为 MgF2 4 已知几种难溶电解质的溶度积常数 Ksp(25 )见下表： 难溶 电解质 AgCl AgBr AgI Ag2SO4 Ag2CrO4 Ksp 1.81010 5.41013 8.5 10 17 1.4 105 1.12 1012 下列叙述不正确的是 ( ) A由溶度积常数可判断在相
4、同条件下一些物质的溶解性大小 B将等体积的 4103 molL1 的 AgNO3溶液和 4103 molL1 的 K2CrO4溶液混 合，有 Ag2CrO4沉淀产生 C向 AgCl 的悬浊液中滴加饱和 NaBr 溶液可以得到黄色 AgBr 悬浊液 D向 100 mL 0.1 molL1 的 Na2SO4溶液中加入 1 mL 0.1 molL1 的 AgNO3溶液， 有白色沉淀生成 5 根据实验回答问题： (1)在一支试管中加入 2 mL 0.1 molL1 的 ZnSO4溶液，再滴加 1 molL1 的 Na2S 溶液可观察到的现象是_。 (2)静置后倾去上层清液，并用蒸馏水洗涤沉淀 23 次
5、，然后向白色沉淀中滴加适量 的 0.1 molL1 的 CuSO4溶液，振荡试管。观察到的现象是 _。 (3)上述实验中反应的离子方程式是 _ 。 _ 。 (4)试用沉淀溶解平衡的原理分析解释(2)中实验现象的变化。 二、分步沉淀 6 在 Cl 和 CrO 离子浓度都是 0.100 molL1 的混合溶液中逐滴加入 AgNO3溶液(忽24 略体积改变)时，问 AgCl 和 Ag2CrO4哪一种先沉淀？当 Ag2CrO4开始沉淀时，溶液中 Cl 离子浓度是多少？ 已知： Ksp(AgCl)1.5610 10 Ksp(Ag2CrO4)9.010 12 。 7 一溶液中含有 Fe3 和 Fe2 ，它
6、们的浓度都是 0.050 molL1 。如果要求 Fe3 沉淀完 全而 Fe2 不生成沉淀 Fe(OH)2，需控制 pH 在何范围？ 已知： KspFe(OH)31.110 36 KspFe(OH)21.6410 14 (提示：当某离子浓度小于 105 molL1 时可以认为该离子沉淀完全了) 8 试利用平衡移动原理解释下列事实： (1)FeS 不溶于水，但能溶于稀盐酸中_ _。 (2)分别用等体积的蒸馏水和 0.010 molL1 硫酸洗涤 BaSO4沉淀，用水洗涤造成 BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤造成的损失量 _ _。 能力提升 9 某小型化工厂生产皓矾(ZnSO 47H2O)的工艺
7、流程如下图所示： 已知：开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的 pH 范围分别为 Fe(OH) 3：2.73.7；Fe(OH) 2：7.69.6；Zn(OH) 2：5.78.0。 试回答下列问题： (1)加入的试剂应是_，其目的是_。 (2)加入的试剂，供选择使用的有：氨水、NaClO 溶液、20% H2O2溶液、浓硫酸、浓 硝酸等，应选用_，其理由是_。 (3)加入的试剂是_，目的是 _。 10已知在 25 的水溶液中，AgX、AgY、AgZ 均难溶于水，但存在溶解平衡。当达到平衡 时，溶液中离子浓度的乘积是一个常数(此常数用 Ksp表示， Ksp和水的 Kw相似)。 如：AgX(s)Ag (aq
8、)X (aq) Ksp(AgX) c(Ag )c(X )1.810 10 AgY(s)Ag (aq)Y (aq) Ksp(AgY) c(Ag )c(Y )1.010 12 AgZ(s)Ag (aq)Z (aq) Ksp(AgZ) c(Ag )c(Z )8.710 17 (1)根据以上信息，判断 AgX、AgY、AgZ 三者的溶解度(用已被溶解的溶质的物质的量 /1 L 溶液表示) S(AgX)、 S(AgY)、 S(AgZ)的大小顺序为_ _。 (2)若向 AgY 的饱和溶液中加入少量的 AgX 固体，则 c(Y )_(填“增大” 、 “减小”或“不变”)。 (3)在 25 时，若取 0.18
9、8 g 的 AgY(相对分子质量 188)固体放入 100 mL 水中(忽略 溶液体积的变化)，则溶液中 Y 的物质的量浓度为_。 (4)由上述 Ksp判断，在上述(3)的体系中，能否实现 AgY 向 AgZ 的转化，并简述理由： _ _。 11工业废水中常含有一定量的 Cr2O 和 CrO ，它们会对人类及生态系统产生很大危27 24 害，必须进行处理。还原沉淀法是常用的一种方法，其过程如下： CrO Cr2O Cr3 Cr(OH)324 H 转 化 27 Fe2 还 原 OH 沉 淀 (1)转化过程中存在平衡：2CrO 2H Cr 2O H 2O。能说明该反应达平衡状态24 27 的是_。
10、 aCr 2O 和 CrO 的浓度相同27 24 b2 v(Cr2O ) v(CrO )27 24 c溶液的 pH 保持不变 (2)若 1 L 废水转化后所得溶液中含铬元素的质量为 28.6 g，CrO 有 转化为 Cr2O24 1011 (已知铬的相对原子质量为 52)。27 转化后所得溶液中 c(Cr2O )_。27 已知：常温时该反应的平衡常数 K10 14。上述转化后所得溶液的 pH_。 (3)若在还原过程中还原 1 mol Cr2O ，需要_mol 的 FeSO47H2O。27 (4)沉淀过程中生成的 Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH) 3(s) Cr 3 (a
11、q)3OH (aq)，常温下，Cr(OH) 3的溶度积 Ksp10 32 ，要使 c(Cr3 )降至 105 molL1 ，溶液的 pH 应调至_。 拓展探究 12难溶性杂卤石(K 2SO4MgSO42CaSO42H2O)属于“呆矿” ，在水中存在如下平衡： K2SO4MgSO42CaSO42H2O(s)2Ca 2 2K Mg 2 4SO 2H 2O24 为能充分利用钾资源，用饱和 Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下： (1)滤渣主要成分有_和_以及未溶杂卤石。 (2)用化学平衡移动原理解释 Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出 K 的原因： _ _。 (3)“除杂”环节中，先
12、加入_溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入 _溶液调滤液 pH 至中性。 (4)不同温度下，K 的浸出浓度与溶浸时间的关系见右图。 由 图可得，随着温度升高， _，_。 (5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生： CaSO4(s)CO CaCO3(s)SO23 24 已知 298 K 时， Ksp(CaCO3)2.8010 9 ， Ksp(CaSO4) 4.90105 ，求此温度下该反应的平衡常数 K(计算结果保留 三位有效数字)。 答案 1 D 2C 3B 4D 5 (1)有白色沉淀生成 (2)白色沉淀变为黑色沉淀 (3)Zn 2 S 2 =ZnS ZnS(s)Cu 2 =CuS(
13、s)Zn 2 (4)第一次生成的白色沉淀为 ZnS，在水中建立了沉淀溶解平衡：ZnS(s) Zn2 (aq) S 2 (aq)， Ksp1.610 24 ，此时 Qc Ksp(ZnS)。加入 CuSO4溶液后，Cu 2 、S 2 的离 子积 Qc大于 Ksp(CuS)。 Ksp(CuS)1.310 36 ；故 Cu2 、S 2 结合生成 CuS 沉淀，即 ZnS 白色沉淀转化为溶度积更小的 CuS 黑色沉淀。 6 AgCl 先沉淀；当 Ag2CrO4开始沉淀时，溶液中 Cl 离子浓度是 1.64105 molL1 7 溶液的 pH 控制在 3.77.8 之间。 8 (1)FeS(s)Fe 2
14、(aq)S 2 (aq)，加入稀盐酸后，S 2 2H =H2S，破坏了 FeS 的溶解平衡，使上述平衡向正方向移动，故 FeS 溶解 (2)BaSO4(s)Ba 2 (aq)SO (aq)，用水洗涤使 BaSO4的溶解平衡向正反应方向24 移动，造成 BaSO4的损失；而用 H2SO4洗涤，H 2SO4=2H SO ，SO 的存在抑制24 24 了 BaSO4的溶解，故 BaSO4的损失量少 9 (1)Zn 将 Cu2 、Fe 3 、Fe 2 等杂质离子除去 (2)20% H2O2溶液 H 2O2作氧化剂，可将 Fe2 氧化为 Fe3 ，且不引入其他杂质 (3) ZnO 或 Zn(OH)2(答
15、案合理即可) 调节溶液的 pH，使 Fe3 转化为 Fe(OH)3沉淀 10(1) S(AgX)S(AgY)S(AgZ) (2)减小 (3)1.0106 molL1 (4)能，因为 Ksp(AgY)1.010 12 Ksp(AgZ)8.710 17 11(1)c (2)0.25 molL 1 6 (3)6 (4)5 12(1)Mg(OH) 2 CaSO 4 (2)加入 Ca(OH)2溶液，Mg 2 与 OH 结合生成 Mg(OH)2沉淀，Mg 2 浓度减小，平衡正向 移动，K 增多 (3)K2CO3 H 2SO4 (4)溶浸平衡向右移动 K 的溶浸速率增大 (5)CaSO4(s)CO CaCO 3(s)SO 的平衡常数 K ，据 Ksp(CaSO4)、23 24 c SO24c CO23 Ksp(CaCO3)可知， c(SO ) ， c(CO ) ，则有 K24 Ksp CaSO4c Ca2 23 Ksp CaCO3c Ca2 1.7510 4。 c SO24c CO23 Ksp CaSO4Ksp CaCO3 4.9010 52.8010 9
