3.4.2沉淀溶解平衡的应用 学案(含答案)

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资源描述

1、第第 2 课时课时 沉淀溶解平衡的应用沉淀溶解平衡的应用 【课程标准要求】 1.认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡, 了解沉淀的生成、 溶解与转化。 2.能综合运用离子反应、化学平衡原理分析和解决生产、生活中有关电解质溶液 的实际问题。 一、沉淀的生成 1.生成沉淀的方法 (1)调节 pH 法 加入氨水调节溶液的 pH 至 78,可除去氯化铵中的杂质氯化铁。反应的离子方 程式为:Fe3 3NH 3 H2O=Fe(OH3)3NH 4。 (2)加沉淀剂法 加入的沉淀剂 与 Cu2 反应的离子方程式 与 Hg2 反应的离子方程式 Na2S Cu2 S2=CuS Hg2 S2=HgS H2S C

2、u2 H 2S=CuS2H H2SHg2 =HgS2H 2.化学沉淀法废水处理工艺流程 【微自测】 1.已知常温下溶解度:CaSO4CaCO3CaC2O4,欲将 NaCl 溶液中的 Ca2 除去, 加入最适宜的沉淀剂是( ) A.Na2SO4 B.Na2CO3 C.NaOH D.Na2C2O4 答案 D 解析 生成沉淀物的溶解度越小, 离子沉淀的越完全, 因 CaC2O4的溶解度最小, 故选 Na2C2O4作沉淀剂。 二、沉淀的溶解 1.原理 对于在水中难溶的电解质,如果不断移去平衡体系中的相应离子,使平衡向沉淀 溶解的方向移动,从而使沉淀溶解。 2.实例分析CaCO3溶于盐酸的过程 分析:C

3、O2气体逸出,使 CaCO3的溶解平衡体系中 CO2 3浓度不断减小,离子积 Q(CaCO3)Ksp(CaCO3),导致平衡向沉淀溶解的方向移动。 溶解的离子方程式:CaCO32H =Ca2H 2OCO2。 【微自测】 2.欲除去混在 BaSO4中的少量 CaCO3杂质,下列措施正确的是( ) A.盐酸、过滤 B.稀硫酸、过滤 C.NaOH 溶液、过滤 D.四氯化碳、分液 答案 A 解析 CaCO3能溶于盐酸而 BaSO4不溶, A 正确; CaSO4微溶于水, 会阻止 CaCO3 与 H2SO4的进一步反应,B 错误;CaCO3与 NaOH 不反应,CaCO3不溶于 CCl4, C、D 两项

4、错误。 三、沉淀的转化 1.Mg(OH)2与 Fe(OH)3的转化 (1)实验过程 实验 步骤 实验 现象 中产生白色沉淀, 中变为红褐色沉 淀 (2)原因分析 Mg(OH)2和Fe(OH)3沉淀在水溶液中存在沉淀溶解平衡: Mg(OH)2(s)Mg2 (aq) 2OH (aq) K sp5.610 12 Fe(OH)3(s)Fe3 (aq)3OH(aq) K sp2.810 39 KspFe(OH)3KspMg(OH)2,向 Mg(OH)2沉淀中滴加 FeCl3溶液时,溶液中 Fe(OH)3的离子积 QFe(OH)3KspFe(OH)3,溶液中会逐渐生成 Fe(OH)3沉淀; Mg(OH)2

5、的沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动, 最终 Mg(OH)2转化为 Fe(OH)3。 沉淀转化反应的离子方程式为:3Mg(OH)2(s)2Fe3 (aq) 2Fe(OH)3(s)3Mg2 (aq)。 2.沉淀转化的应用 (1)水垢中 CaSO4(s) Na2CO3 CaCO3(s) 盐酸 Ca2 (aq) 有关化学方程式:CaSO4(s)Na2CO3(aq)CaCO3(s)Na2SO4(aq);CaCO3 2HCl=CaCl2H2OCO2。 (2)自然界中矿物的转化 如原生铜硫化物 氧化 淋滤 CuSO4(溶液) ZnS PbSCuS(铜蓝) 有关化学方程式:ZnS(s)CuSO4(aq)CuS

6、(s)ZnSO4(aq),PbS(s) CuSO4(aq)CuS(s)PbSO4(s)。 【微自测】 3.锅炉水垢是一种安全隐患,除去水垢中的 CaSO4,可先用 Na2CO3溶液处理,使 之转化为易溶于酸的 CaCO3,而后用酸除去。下列说法不正确的是( ) A.CaCO3的溶解度小于 CaSO4 B.沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动 C.沉淀转化的难易与溶解度差别的大小无关 D.CaSO4到 CaCO3的沉淀转化中并存着两个沉淀溶解平衡 答案 C 解析 沉淀转化的方向是难溶物向更难溶的方向转化,所以沉淀的溶解度差别越 大,越易转化,C 项错误。 一、沉淀溶解平衡的应用一、沉淀溶解平衡的应

7、用 (一)沉淀的生成与溶解 【活动探究】 利用X射线对钡的穿透能力较差的特性、 医学上在进行消化系统的X射线透视时, 常使用 BaSO4作为内服造影剂,这种透视技术俗称钡餐透视。由于 Ba2 有剧毒, 水溶性钡盐不能用作钡餐。BaCO3和 BaSO4的沉淀溶解平衡分别为: BaCO3(s)Ba2 (aq)CO2 3(aq) Ksp5.110 9 mol2 L2 BaSO4(s)Ba2 (aq)SO2 4(aq) Ksp1.110 10 mol2 L2 (1)由溶度积常数可知 BaSO4和 BaCO3都难溶于水,并且二者溶解度相差不大, 医学上能用 BaCO3作钡餐吗?为什么? 提示: 由于胃酸

8、的酸性较强(pH 为 0.91.5),如果 BaCO3入胃,胃酸可与 CO2 3反 应生成二氧化碳和水,使 CO2 3的浓度降低,QKsp,此时 BaCO3的沉淀溶解平 衡正向移动,使 Ba2 浓度增大而导致人体中毒: 所以,BaCO3不能用作钡餐。而 SO2 4是强酸的酸根离子,在溶液中难以与 H 结 合成硫酸分子, 胃液中的 H 对 BaSO 4的沉淀溶解平衡基本没有影响, 因此, BaSO4 可用作钡餐。 (2)可溶性钡盐(如 BaCl2等)误作食盐食用,会造成钡中毒,中毒患者常用稀的 Na2SO4溶液洗胃的原因是什么? 提示:中毒后用稀 Na2SO4溶液洗胃,SO2 4与 Ba2 结合

9、生成 BaSO 4沉淀而解毒。 (3)5% Na2SO4溶液c(Na2SO4)0.35 mol/L能否有效除去误食的 Ba2 ?试通过计 算说明(已知:洗胃时需要使用较大量的 Na2SO4溶液,为了计算方便,可以忽略 Na2SO4溶液进入胃中浓度的变化及 Ba2 生成沉淀时所消耗的 Na 2SO4。 Ksp(BaSO4) 1.110 10) 提示:溶液中 c(SO2 4)0.35 mol/L,当反应达到 BaSO4的沉淀溶解平衡后,由 Ksp(BaSO4)c(Ba2 ) c(SO2 4)可得,胃液中的 c(Ba2 ) Ksp c(SO2 4) 1.110 10 0.35 mol/L3.110

10、10 mol/L, 可知, 在这种情况下误食的 Ba2可以充分转化为 BaSO 4 沉淀,因此 5%的 Na2SO4可有效地除去胃中的 Ba2 。 【核心归纳】 1.沉淀生成的常用方法 (1)调节 pH 法: 如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁, 将含杂质的氯化铵溶解于水, 再加入氨水调节 pH,可使 Fe3 生成 Fe(OH) 3沉淀而除去。 (2)加沉淀剂法:如在工业废水处理过程中,以 Na2S 作沉淀剂,使废水中的某些 金属离子如 Cu2 、Hg2等,生成极难溶的 CuS、HgS 等沉淀而除去,也是分离、 除去杂质常用的方法。 (3)相同离子法:增大沉淀溶解平衡体系中某种离子的浓度,使平衡向

11、生成沉淀的 方向移动。 (4)氧化还原法: 改变某离子的存在形式, 促使其转化为溶解度更小的难溶电解质, 便于分离出来,例如通过氧化还原反应将 Fe2 氧化为 Fe3,从而生成更难溶的 Fe(OH)3沉淀。 (1)既能除去溶液中指定的离子,又不能影响其他离子的存在,并且由沉淀剂引入 溶液的杂质离子还要便于除去,如沉淀 NaNO3溶液中的 Ag ,可用 NaCl 作沉淀 剂。 (2)溶液中沉淀物的溶解度越小,离子沉淀越完全。 (3)加入过量沉淀剂可使被沉淀离子沉淀完全。 2.沉淀溶解的常用方法 方法 实例 酸溶 解法 CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2 等难溶电解质可用酸溶解 难

12、溶电解质 FeS、Al(OH)3、 Cu(OH)2等可溶于强酸,其反应 的离子方程式分别为 FeS2H =Fe2 H 2S、Al(OH)33H =Al3 3H 2O、Cu(OH)2 2H =Cu22H 2O 盐溶 解法 NH4Cl 溶液溶解 Mg(OH)2沉淀 Mg(OH)2可溶于 NH4Cl 溶液中。 Mg(OH)2(s)Mg2 (aq)2OH (aq),当加入 NH 4Cl 溶液时, NH 4OH NH3 H2O,c(OH )减小, 溶液中 Mg(OH) 2的离子 积 QMg(OH)2KspMg(OH)2, 致 使 沉 淀 溶 解 平 衡 右 移 , Mg(OH)2溶解 生成 配合 物法

13、AgCl 可溶于氨水中 AgCl(s)Ag (aq)Cl(aq), 当加入氨水后,Ag 与 NH 3 H2O 作用生成可溶的Ag(NH3)2 : Ag 2NH 3 H2O=Ag(NH3)2 2H2O,c(Ag )减小,溶液中 AgCl的离子积 Q(AgCl)Ksp(AgI),因此,Ag 与 I 结合生成 AgI 沉淀,导致 AgCl 的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,直至建立新 的沉淀溶解平衡: 如果加入足量的 KI 溶液,上述过程可以继续进行,直到绝大部分 AgCl 沉淀转化 为 AgI 沉淀。反应的离子方程式可表示为 I (aq)AgCl(s) AgI(s)Cl (aq) (2)试管中的黄色

14、沉淀能转化生成试管中的黑色沉淀, 你能比较出 AgI 和 Ag2S 溶解度的大小吗?写出该转化反应的离子方程式。 提示:溶解度:AgIAg2S; 2AgI(s)S2 (aq) Ag2S(s)2I (aq) (3)已知常温下 AgI 和 Ag2S 的溶度积常数分别为 8.510 17 和 6.310 50, 试通过 计算判断:2AgI(s)Na2S(aq)Ag2S(s)2NaI(aq)的沉淀转化能否完全进行。 提示: 转化反应的离子方程式为 2AgI(s)S2 (aq) Ag2S(s)2I (aq), 其平衡常 数K c2(I ) c(S2 ) c2(I ) c2(Ag) c(S2 )c2(Ag

15、) K2sp(AgI) Ksp(Ag2S) (8.510 17)2 6.310 50 1.151017105,故该转化能完全进行。 【核心归纳】 1.沉淀转化的实质与规律 (1)实质 沉淀的转化是指由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程,其实质是沉淀溶解平衡的 移动。 (2)规律 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。两者的溶解度 差别越大,转化越容易。 当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时,生成沉淀所需要试剂离子浓度越小的 越先沉淀。 如果生成各种沉淀所需要试剂离子的浓度相差较大,就能分步沉淀,从而达到 分离离子的目的。 2.沉淀先后顺序的判断 向溶液中加入沉淀剂,当有多种沉淀生成

16、时,哪种沉淀的溶解度最小(当各种沉淀 的 Ksp表达式相同时,Ksp越小,沉淀的溶解度越小),则最先生成该沉淀。 (1)向含等浓度 Cl 、 Br、 I的混合液中加入 AgNO 3溶液, 最先生成的沉淀是 AgI。 (2)向含等浓度 CO2 3、OH 、S2的混合液中加入 CuSO 4溶液,最先生成的沉淀是 CuS。 (3)向 Mg(HCO3)2溶液中加入适量 NaOH 溶液,生成的沉淀是 Mg(OH)2而不是 MgCO3,原因是 Mg(OH)2的溶解度比 MgCO3的小。 【实践应用】 1.化工生产中含 Cu2 的废水常用 MnS(s)作沉淀剂,其反应原理为 Cu2(aq) MnS(s)Cu

17、S(s)Mn2 (aq)。一定温度下,下列有关该反应的推理正确的是 ( ) A.该反应达到平衡时:c(Cu2 )c(Mn2) B.平衡体系中加入少量 CuS(s)后,c(Mn2 )变小 C.平衡体系中加入少量 Cu(NO3)2(s)后,c(Mn2 )变大 D.该反应平衡常数表达式:KKsp(CuS)/Ksp(MnS) 答案 C 解析 根据 Cu2 (aq)MnS(s) CuS(s)Mn2 (aq)得,K sp(CuS)Ksp(MnS),K c(Mn 2) c(Cu2 )c(Mn 2) c(S2) c(Cu2 ) c(S2)K sp(MnS) Ksp(CuS)1,即 c(Cu 2)c(Mn2),

18、故 A、D 错误;CuS 为固体,对转化平衡没有影响,B 错误;加入少量 Cu(NO3)2(s), c(Cu2 )增大,转化平衡向右移动,c(Mn2)增大,故 C 正确。 2.自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成 CuSO4溶液,向地下深 层渗透,遇到难溶的 ZnS 或 PbS,慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析一定正确的是 ( ) A.溶解度:PbS0。A 错误,升高温度,BaSO4(s)Ba2 (aq)SO2 4(aq)平衡右移,c(Ba2 )、 c(SO2 4)均增大,不可能使溶液由 b 点变为 d 点。B 错误,对于 BaSO4(s) Ba2 (aq)SO2 4(aq),加

19、入 BaCl2固体,c(Ba2 )增大,平衡左移,c(SO2 4)减小,可以使 溶液由 a 点沿曲线向上移动,不能变为 c 点。C 错误,在温度 T1时,c 点在该曲 线的上方,属于过饱和溶液,有沉淀析出;当温度为 T2时,c 点在曲线上,属于 饱和溶液,没有沉淀析出。D 正确,T1温度下,恒温蒸发溶剂,c(Ba2 )、c(SO2 4) 均增大,可使不饱和溶液变为饱和溶液,可以使溶液由 d 点变为 T1曲线上 a、b 之间的某一点。 规律方法 溶解平衡曲线的类型与解题技巧 (1)类型 (2)解题技巧 沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线,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

20、液,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和 溶液。 从图像中找到数据,根据 Ksp公式计算得出 Ksp的值。 比较溶液的 Q 与 Ksp的大小,判断溶液中有无沉淀析出。 涉及 Q 的计算时,所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,因此计算离 子浓度时,所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。 【实践应用】 1.某温度下,难溶物 FeR 的水溶液中存在平衡:FeR(s)Fe2 (aq)R2(aq),其 沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( ) A.可以通过升温实现 a 点变到 c 点 B.b 点对应的 Ksp等于 a 点对应的 Ksp C.d 点可能有沉淀生成 D.该温度下,K

21、sp410 18 答案 B 解析 升高温度,Fe2 和 R2的浓度同时增大,A 项错误;曲线上的点,均为平 衡点,温度不变,Ksp不变,B 项正确;d 点相对于平衡点 a 点,c(R2 )小于 a 点, 没有沉淀生成,C 项错误;选 a 点或 b 点计算,Ksp(FeR)210 18,D 项错误。 2.硫化汞(HgS)难溶于水,在自然界中呈红褐色,常用于制作油画颜料、印泥等。 某温度下,HgS 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.向硫化汞浊液中加入硫化钠溶液,硫化汞的 Ksp减小 B.图中 a 点对应的是饱和溶液 C.向 c 点的溶液中滴入 0.1 mol L 1 H

22、g(NO 3)2,则 c(S2 )减小 D.升高温度可以实现 c 点到 b 点的转化 答案 C 解析 溶度积常数只与温度有关,溶液的温度不变,则 Ksp不变,A 项错误;根 据c(Hg2 ) c(S2)与K sp的相对大小判断溶液是否饱和溶液, 若c(Hg2 ) c(S2)K sp, 则溶液为饱和溶液, 若 c(Hg2 ) c(S2)K sp, 则溶液为过饱和溶液, 若 c(Hg2 ) c(S2 )K sp,则溶液为不饱和溶液,a 点对应的是不饱和溶液,B 项错误;温度一定, 则难溶物质的溶度积常数一定,根据 c(S2 )K sp/c(Hg2 )可知,汞离子浓度增大, 则硫离子浓度减小,C 项

23、正确;升高温度,促进硫化汞的电离,所以汞离子和硫 离子的浓度都增大,D 项错误。 核心体系建构 1.25 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;K sp(CuS)6.310 36;K sp(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、硫化亚铁的溶解度依次增大 B.将足量的 ZnSO4晶体加入到 0.1 mol L 1 的 Na2S 溶液中,Zn2 的浓度最大只能 达到 1.610 23 mol L1 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

24、 FeSO4溶液后,混合液中 c(Fe2 )变大、c(S2)变小, Ksp(FeS)变大 答案 C 解析 化学式所表示的组成中阴、 阳离子个数比相同时, Ksp数值越大的难溶电解 质在水中的溶解能力越强,由 Ksp可知,常温下,CuS 的溶解度最小,故 A 错; 将足量的 ZnSO4晶体加入到 0.1 mol L 1 的 Na2S 溶液中, c(S2 )将减至非常小, 而 Zn2 的浓度远远大于 1.61023 mol L1,故 B 错;因 CuS 比 FeS 更难溶,FeS 沉淀可转化为 CuS 沉淀,故 C 对;温度不变,Ksp(FeS)不变,故 D 错。 2.实验:将 0.1 mol/L

25、 MgCl2溶液和 0.5 mol/L NaOH 溶液等体积混合得到浊液; 取少量中浊液,滴加 0.1 mol/L FeCl3溶液,出现红褐色沉淀;将中浊液 过滤,取少量白色沉淀,滴加 0.1 mol/L FeCl3溶液,沉淀变为红褐色。下列说法 不正确的是( ) A.将中浊液过滤,所得滤液中含少量 Mg2 B.中浊液存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2 (aq)2OH(aq) C.中沉淀颜色变化说明 Mg(OH)2转化为 Fe(OH)3 D.可以证明 Fe(OH)3比 Mg(OH)2更难溶 答案 C 解 析 中 反 应 生 成 Mg(OH)2沉 淀 , 存 在 Mg(OH)2沉 淀

26、溶 解 平 衡 : Mg(OH)2(s)Mg2 (aq)2OH(aq),故过滤后所得滤液中仍含少量 Mg2,A、 B 项正确;中反应后有剩余的 NaOH,NaOH 与 FeCl3反应可生成 Fe(OH)3, 中沉淀颜色变化不能说明 Mg(OH)2转化为 Fe(OH)3, C 项错误; 中只有 Mg(OH)2 与 FeCl3反应,故可证明 Fe(OH)3比 Mg(OH)2更难溶,D 项正确。 3.常温下几种难溶电解质的溶度积如下表所示: 物质名称 硫化亚铁 硫化铜 硫化锌 溶度积 6.310 18 6.310 36 1.610 24 向含有等物质的量浓度的 FeCl2、 CuSO4、 ZnSO4

27、混合溶液中滴加 0.01 mol L 1 Na 2S 溶液时,Fe2 、Cu2、Zn2沉淀的先后顺序为( ) A.Fe2 、Zn2、Cu2 B.Cu2 、Zn2、Fe2 C.Zn2 、Fe2、Cu2 D.Cu2 、Fe2、Zn2 答案 B 解析 组成结构相似的物质,Ksp越小越易形成沉淀,硫化铜的溶度积最小,Cu2 最先沉淀;然后是 Zn2、Fe2。 4.含有 Cl 、 Br、 I的某溶液中三种离子的浓度均为 0.1 mol L1, 已知 AgCl、 AgBr、 AgI 的溶度积分别为 1.610 10 mol2 L2、4.11015 mol2 L2、1.51016 mol2 L 2,现向该溶

28、液中逐滴加入 AgNO 3溶液,回答下列问题: (1) 首 先 析 出 的 沉 淀 是 _ , 析 出 沉 淀 的 离 子 方 程 式 为 _, 用 沉 淀 溶 解 平 衡 理 论 解 释 首 先 析 出 此 沉 淀 的 原 因 : _ _。 (2) 最 后 析 出 的 沉 淀 是 _ , 析 出 沉 淀 的 离 子 方 程 式 为 _。 答案 (1)AgI Ag I=AgI AgI的K sp最小, 使溶解平衡AgI(s) Ag (aq) I (aq)向左移,所需 c(Ag)最小 (2)AgCl Ag Cl=AgCl 解析 (1)由于 AgI 的 Ksp最小,故先析出 AgI 沉淀。(2)由于

29、 AgCl 的 Ksp最大,故 加入 AgNO3溶液后,先析出 AgI,再析出 AgBr,最后析出 AgCl。 微专题微专题 10 沉淀溶解平衡的对数图像沉淀溶解平衡的对数图像 【核心归纳】 沉淀溶解平衡的对数图像分析如下: 对数图像 含义 已知:pMlgc(M)(M:Mg2 、Ca2、 Mn2 ),p(CO2 3)lgc(CO2 3) 横坐标数值越大,c(CO2 3)越小 纵坐标数值越大,c(M)越小 线上方的点为不饱和溶液 线下方的点表示有沉淀生成 线上任意点,坐标数值越大,其对应的 离子浓度越小 其中 pClgc(C),C 是指溶液中 C 离子浓度,pC 越大,c(C)越小。 典例 (2

30、018 全国卷)用 0.100 mol L 1 AgNO 3滴定 50.0 mL 0.050 0 mol L 1 Cl 溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是( ) A.根据曲线数据计算可知 Ksp(AgCl)的数量级为 10 10 B.曲线上各点的溶液满足关系式 c(Ag ) c(Cl)K sp(AgCl) C.相同实验条件下,若改为 0.040 0 mol L 1 Cl,反应终点 c 移到 a D.相同实验条件下,若改为 0.050 0 mol L 1 Br,反应终点 c 向 b 方向移动 答案 C 解析 图解如下: 由以上分析可知,Kspc(Ag ) c(Cl)3.981010,A

31、 项正确;因反应过程中有 沉淀生成,溶液中必然存在平衡 AgCl(s)Ag (aq)Cl(aq),故曲线上的各点 均满足 c(Ag ) c(Cl)K sp(AgCl),B 项正确;根据 Ag Cl=AgCl可知,达 到滴定终点时, 消耗 AgNO3溶液的体积为0.040 0 mol L 150.0 mL 0.100 mol L 120.0 mL, C 项错误;相同实验条件下,沉淀相同量的 Cl 和 Br消耗的 AgNO 3的量相同,由 于 Ksp(AgBr)Ksp(AgCl),当滴加相等量的 Ag 时,溶液中 c(Br)c(Cl),故反 应终点 c 向 b 方向移动,D 项正确。 【迁移应用】

32、 1.已知 p(Ba2 )lgc(Ba2),p(酸根离子)lgc(酸根离子),酸根离子为 SO2 4 或 CO2 3。某温度下 BaSO4、BaCO3的沉淀溶解关系如图所示,下列叙述正确的是 ( ) A.p(Ba2 )a 时,溶液中 c(SO2 4)c(CO2 3) B.M 点对应的溶液中有 BaCO3沉淀生成 C.由图可知该温度下,Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3) D.BaSO4沉淀不能转化为 BaCO3沉淀 答案 C 解析 由题图可知, p(Ba2 )a 时, p(SO2 4)p(CO2 3), 则溶液中 c(SO2 4)c(CO2 3), A 错误;M 点在 BaCO3平衡曲线上

33、方,p(SO2 4)、p(CO2 3)均大于平衡值,此时溶 液中 c(Ba2 )、c(CO2 3)均小于平衡线上的值,故不能生成 BaCO3沉淀,B 错误; p(Ba2 )a时, 即c(Ba2)10a mol L1时, p(SO2 4)p(CO2 3), 从而可知Ksp(BaSO4) Ksp(BaCO3),C 正确;若向 BaSO4浊液中加入 Na2CO3溶液,当 c(Ba2 ) c(CO2 3)Ksp(BaCO3)时,可生成 BaCO3沉淀,D 错误。 2.25 时,Fe(OH)2和 Cu(OH)2 的饱和溶液中,金属阳离子的物质的量浓度的负对数lgc(M2 )与溶液 pH 的变 化关系如图

34、所示,已知该温度下 KspCu(OH)2KspFe(OH)2。下列说法正确的是 ( ) A.曲线 a 表示 Fe(OH)2饱和溶液中的变化关系 B.除去 CuSO4溶液中含有的少量 Fe2 ,可加入适量 CuO C.当 Fe(OH)2和 Cu(OH)2沉淀共存时,溶液中 c(Fe2 )c(Cu2)104.61 D.向 X 点对应的饱和溶液中加入少量 NaOH 固体,可转化为 Y 点对应的溶液 答案 C 解析 25 时 KspCu(OH)2c(Cu2);c(M2 )越大,lgc(M2)的值越小,相同条件下,Fe(OH) 2饱和溶液中 c(Fe2 )较大, lgc(Fe2 )的值较小,故曲线 a

35、表示 Cu(OH) 2饱和溶液,曲线 b 表示 Fe(OH)2饱和 溶液,A 错误;由于 KspCu(OH)2KspFe(OH)2,则 Cu(OH)2比 Fe(OH)2的溶解 度小, 更易生成沉淀, 在含 Fe2 的 CuSO 4溶液中加入适量 CuO, 不能生成 Fe(OH)2 沉淀,故不能除去 Fe2 ,B 错误;由图可知,当 pH10 时,lgc(Cu2)11.7, 则有 KspCu(OH)2c(Cu2 ) c2(OH)1011.7(104)21019.7;pH8 时, lgc(Fe2 )3.1,则有 K spFe(OH)2c(Fe2 ) c2(OH)103.1(106)21015.1,

36、故 Fe(OH)2和 Cu(OH)2沉淀共存时,溶液中c(Fe 2) c(Cu2 )K spFe(OH)2 KspCu(OH)2 10 15.1 10 19.7 104.6,C 正确;向 X 点对应的饱和溶液中加入少量 NaOH 固体,溶液中会生成 Cu(OH)2沉淀,c(Cu2 )减小,则lgc(Cu2)增大,而从 X 点到 Y 点lgc(Cu2)不 变,不符合转化关系,D 错误。 3.常温时, Ca(OH)2和 CaWO4(钨酸钙)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。 下列分析不 正确的是( ) A.常温时 KspCa(OH)2Ksp(CaWO4) B.a 点:无 Ca(OH)2沉淀,有 CaWO

37、4沉淀 C.加热饱和 Ca(OH)2溶液有白色沉淀生成 D.常温时这两种饱和溶液中 c(Ca2 )相等 答案 D 解析 Ca(OH)2沉淀溶解平衡曲线起点的定量信息是c(Ca2 )1.0107 mol L1、 c(OH )1.0 mol L1,K spCa(OH)2c(Ca2 ) c2(OH)1.0107,CaWO 4(钨酸 钙)的沉淀溶解平衡曲线起点的定量信息是 c(Ca2 )1.0107 mol L1,c(WO2 4) 1.010 3 mol L1, K sp(CaWO4)c(Ca2 ) c(WO2 4)1.010 101.01.07, 故 KspCa(OH)2Ksp(CaWO4), A项

38、正确; a点的定量信息是c(Ca2 )1.0104 mol L 1, c(OH)1.0103 mol L1 或 c(WO2 4)1.010 3 mol L1, 离子积 QCa(OH) 2 c(Ca2 ) c2(OH)1.01010K spCa(OH)2,无氢氧化钙沉淀生成,离子积 Q(CaWO4)c(Ca2 ) c(WO2 4)1.010 7K sp(CaWO4),有钨酸钙沉淀生成,B 项正确;氢氧化钙的溶解度随温度升高而降低,故加热饱和 Ca(OH)2溶液有白色 沉淀生成,C 项正确;设饱和氢氧化钙溶液中钙离子浓度为 x,则氢氧根离子浓 度为 2x,x (2x)21.010 7,解得 x2.9103 mol L1,设饱和钨酸钙溶液中钙 离子浓度为 y,钨酸根离子浓度也为 y,则 y21.010 10 mol L1,y1.0105 mol L 1,xy,D 项不正确。

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