1、第第 2 2 课时课时 沉淀溶沉淀溶解平衡的应用解平衡的应用 基础巩固 1.下列应用或现象主要体现的是沉淀溶解平衡原理的是( ) 热纯碱溶液洗涤油污的能力强 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 溶洞的形成 碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸 钡能 泡沫灭火器灭火 A. B. C. D.全部 答案 A 2.已知 25 时，电离常数 Ka(HF)3.610 4，溶度积常数 K sp(CaF2)1.4610 10。现向 1 L 0.2 mol L1 HF 溶液中加入 1 L 0.2 mol L1 CaCl2 溶液，则下列说法 中正确的是( ) A.
2、25 时，0.1 mol L 1 HF 溶液中 pH1 B.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化 C.该体系中有 CaF2沉淀产生 D.该体系中，Ksp(CaF2) 1 Ka（HF） 解析 A 项错误，若 HF 为强酸，则 0.1 mol/L HF 溶液 pH1，实际 HF 是弱酸， 所以 pH1；B 项错误，Ksp不随浓度的变化而变化；C 项正确，等体积混合后 HF 电离出的 c(H )c(F)6102 mol/L， c(Ca2)0.1 mol/L， 此时 Q(CaF 2)c(Ca2 ) c2(F)3.6104K sp(CaF2)，所以有沉淀生成。 答案 C 3.一定温度下，难溶电解质
3、 AmBn在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，其平衡常数 Kspcm(An ) cn(Bm)称为难溶电解质的溶度积。已知下表数据： 物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3 Ksp(25 ) 8.010 16 2.210 20 4.010 38 完全沉淀时 的 pH 范围 9.6 6.4 3 下列关于含有等物质的量的 CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法正确的 是( ) A.向该混合溶液中逐滴加入 NaOH 溶液，最先看到的是蓝色沉淀 B.该混合溶液中 c(SO2 4)c(Cu2 )c(Fe2)c(Fe3)54 C.向该混合溶液中加入适量氯水，调节 pH 到 45
4、后过滤，可获得纯净的 CuSO4 溶液 D.向该混合溶液中加入适量氨水，调节 pH 到 9.6 后过滤，将所得沉淀灼烧，可得 到等物质的量的 CuO、FeO、Fe2O3三种固体的混合物 解析 在滴加 NaOH 溶液的过程中，先生成 Fe(OH)3沉淀，故最先看到的是 Fe(OH)3红褐色沉淀， A 项错误； 假设 Cu2 、 Fe2、 Fe3均不水解， 则 c(SO2 4)c(Cu2 )c(Fe2)c(Fe3)54，而这三种阳离子都可以水解，所以 c(SO2 4)c(Cu2 )c(Fe2)c(Fe3)54， B 项正确； 氯水可将 Fe2氧化为 Fe3， pH45 时， Fe3 被完全沉淀，因
5、为加入了氯水，所以还引入了 Cl，C 项错误；灼烧后得不到 FeO，因为在灼烧过程中，铁元素会完全转化为 Fe2O3，D 项错误。 答案 B 4.已知：Ksp(CuS)1.310 36，K sp(MnS)2.610 13。工业生产中常用 MnS 作 为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( ) A.反应达平衡后，继续加入 MnS，废水中的 Cu2 的去除率增加 B.该反应可将工业废水中的 Cu2 沉淀完全 C.往平衡体系中加入少量 CuSO4固体后，c(Mn2 )变大 D.该反应的平衡常数 K2.01023 解析 A
6、 项，达到平衡后，增加 MnS 的使用量，平衡不移动，废水中的 Cu2 的 去除率不再改变， 故 A 错误； B 项， 利用此反应可将工业废水中的 Cu2 沉淀完全， 故 B 项正确；C 项，c(Cu2 )增大，平衡正向移动，所以 c(Mn2)变大，故 C 正确； D 项，该反应的平衡常数 Kc（Mn 2） c（Cu2 ）K sp（MnS） Ksp（CuS）2.010 23，故 D 正确。 答案 A 5.Cu(OH)2在水中存在着如下沉淀溶解平衡： Cu(OH)2(s)Cu2 (aq)2OH(aq)， 在常温下，Ksp210 20。某 CuSO 4溶液中，c(Cu2 )0.02 mol L1，
7、在常温下 如果要生成 Cu(OH)2沉淀，需要向 CuSO4溶液加入碱溶液来调整 pH，使溶液的 pH 大于( ) A.2 B.3 C.4 D.5 解析 Cu(OH)2(s)Cu2 (aq)2OH(aq)，其中 K spc(Cu2 ) c2(OH)，要使 Cu(OH)2沉淀需达到其 Ksp，故，c(OH ) Ksp c（Cu2 ） 210 20 0.02 mol L 1 故 c(OH )1109 mol L1，则 c(H)1105 mol L1，因此 pH 应大于 5。 答案 D 6.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
8、 Ag2CrO4 Ksp 1.810 10 5.410 13 8.510 17 1.410 5 1.1210 12 下列叙述不正确的是( ) A.由溶度积常数可判断在相同条件下一些物质的溶解性大小 B.将等体积的 410 3 mol L1 的 AgNO3溶液和 410 3 mol L1 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 mol L 1 的 Na2SO4溶液中加入 1 mL 0.1 mol L 1 的 AgNO3溶液， 有白色沉淀生成 解析 D 项，混合溶液中
9、c(Ag )0.1 mol L1 1 mL 101 mL0.001 mol L 1，c2(Ag ) c(SO2 4)0.00120.1110 7K sp(CaCO3)，因此 X 为 CaCO3，A 正确；Ca2 反应完后剩余浓度大于 1.0105 mol L1，则 M 中存在 Mg2 、Ca2，B 不正确；pH11.0 时可求得 c(OH)103 mol L1，K spMg(OH)2 5.6110 12， c(Mg2)5.6110 12 （10 3）2 mol L 112 时，Zn2 就转化成 ZnO2 2，正确。B 项，依据 pH7 时，c(Zn2 )103 mol L1 计算，此时有沉淀溶
10、解平衡存在，Ksp10 3(107)2 10 17，正确。C 项，当 c(Zn2)105 mol L1 时认为废液中 Zn2 已完全沉淀， 所以控制 pH 在 812 范围内可将 Zn2 沉淀完全，正确。D 项，当 pH6 即 c(OH )108 mol L1 时，由 Ksp可知此时 c(Zn2 )101 mol L1，即有 0.9 mol Zn2 转化为 Zn(OH)2，需 NaOH 为 1.8 mol，不正确。 答案 D 10.已知常温下各物质的溶度积或电离平衡常数如下： Ksp(CuS)1.310 36，K sp(FeS)6.510 18 H2S：Ka11.210 7，K a2710 1
11、5 一般来说，如果一个反应的平衡常数大于 105，通常认为反应进行得较完全；如 果一个反应的平衡常数小于 10 5，则认为该反应很难进行。请回答： (1)向浓度均为 0.1 mol L 1 的 FeSO4和 CuSO4的混合溶液中加 Na2S 溶液，请写出 首先出现沉淀的离子方程式 _。 当加入 Na2S 溶液至出现两种沉淀，则溶液中 c(Fe2 )c(Cu2)_。 (2) 通 过 计 算 说 明 反 应CuS(s) 2H =Cu2 H2S进 行 的 程 度 _。 (3)常温下，NaHS 溶液呈碱性，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是 _。 若向此溶液中加入 CuSO4溶液，恰好完全反应，所得
12、溶液的 pH_(填“”、 “Ksp(CuS)。 当加入 Na2S 溶液 时先生成 CuS 沉淀，当同时产生 CuS 和 FeS 沉淀时，CuS 和 FeS 均达到溶解平 衡。所以c（Fe 2） c（Cu2 ）K sp（FeS） Ksp（CuS） 6.510 18 1.310 365.01018。 (2)Kc（Cu 2） c（H2S） c2（H ）c（Cu 2） c（H2S） c（S2） c（S2 ） c2（H） Ksp(CuS) c（H2S） c（HS ） c（S2 ） c2（H） c（HS） Ksp（CuS） Ka1 Ka2 1.310 36 1.210 771015 1.5510 15c(
13、HS)c(OH)c(S2)c(H)。 CuSO4溶液与 NaHS 溶液发生反应离子方程式为 Cu2 HS=CuSH， 故溶 液 pH7。 答案 (1)Cu2 S2=CuS 5.01018 (2)Kc（Cu 2） c（H2S） c2（H ）c（Cu 2） c（H2S） c（S2） c（S2 ） c2（H） Ksp(CuS) c（H2S） c（HS ） c（S2 ） c2（H） c（HS） Ksp（CuS） Ka1 Ka2 1.310 36 1.210 771015 1.5510 15c(HS)c(OH)c(S2)c(H) ”、“”或“”)7。 解析 (1)尿酸钠的 Kspc(Na ) c(Ur)
14、8.01038.01036.4105。 (2)由题给信息，关节炎是因为形成了尿酸钠晶体，说明反应的平衡向逆反应方 向移动，Ksp减小。温度降低平衡逆向移动，说明生成尿酸钠晶体的反应是放热反 应。 (3)c(HUr)5.010 4 mol L1，c(Ur)2.0103 molL15.0104 mol L1 1.510 3 mol L1，根据：K ac（H ） c（Ur） c（HUr） ， c(H )4.010 65.0104 1.510 3 mol L 1 1.3310 6 mol L1。 答案 (1)6.410 5 (2)减小 放热 (3)1.3310 6 mol L1 13.工业废水中常含有
15、一定量的 Cr2O2 7和 CrO2 4，它们会对人类及生态系统产生很 大危害，必须进行处理。还原沉淀法是常用的一种方法，其过程如下： CrO2 4 H 转化 Cr2O2 7 Fe2 还原 Cr3 OH 沉淀 Cr(OH)3 (1)转化过程中存在平衡：2CrO2 42H Cr2O2 7H2O。能说明该反应达平衡 状态的是_。 a.Cr2O2 7和 CrO2 4的浓度相同 b.2v(Cr2O2 7)v(CrO2 4) 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，CrO2 4有 10 11 转化为 Cr2O2 7(已知铬的相对原子质量为 52)
16、。 转化后所得溶液中 c(Cr2O2 7)_。 已知： 常温时该反应的平衡常数 K1014。 上述转化后所得溶液的 pH_。 (3)若在还原过程中还原 1 mol Cr2O2 7，需要_mol 的 FeSO4 7H2O。 (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)Cr3 (aq)3OH(aq)，常温下，Cr(OH) 3的溶度积 Ksp10 32，要使 c(Cr3 )降至 105 mol L1，溶液的 pH 应调至_。 解析 (1)溶液的 pH 不变，说明 c(H )不变，表明反应已达平衡，c 正确。 (
17、2)由 Cr 元素守恒：c(CrO2 4)2c(Cr2O2 7) 28.6 g 52 g/mol 1 L 0.55 mol L 1， 2c（Cr2O2 7） c（CrO2 4）2c（Cr2O2 7） 10 11， 解得：c(CrO2 4)0.05 mol L 1， c(Cr2O2 7)0.25 mol L 1， K c（Cr2O2 7） c2（CrO2 4） c2（H ）1014， 解得：c(H )106 mol L1，pH6。 (3)Cr2O2 7中Cr的化合价是6， 所以1 mol Cr2O2 7被还原转移6 mol电子； 1 mol Fe2 被氧化生成 Fe3， 转移 1 mol 电子， 因此根据得失电子守恒可知需要 FeSO 4 7H2O 的物质的量为 6 mol。 (4)由溶度积常数的表达式 Kspc(Cr3 ) c3(OH)1032 可知，当 c(Cr3 )105 mol L 1 时，c(OH )109 mol L1，所以 pH5。 答案 (1)c (2)0.25 mol L 1 6 (3)6 (4)5
