高二化學(xué)教案：《沉淀溶解平衡教學(xué)案》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　本文題目：高二化學(xué)教案：沉淀溶解平衡教學(xué)案

　　第1課時(shí)　沉淀溶解平衡原理

　　[目標(biāo)要求]　1.能描述沉淀溶解平衡。2.了解溶度積和離子積的關(guān)系，并由此學(xué)會(huì)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。

　　一、沉淀溶解平衡的建立

　　1.生成沉淀的離子反應(yīng)之所以能夠發(fā)生的原因

　　生成沉淀的離子反應(yīng)之所以能夠發(fā)生，在于生成物的溶解度小。

　　盡管生成物的溶解度很小，但不會(huì)等于0。

　　2.溶解平衡的建立

　　以AgCl溶解為例：

　　從固體溶解平衡的角度，AgCl在溶液中存在下述兩個(gè)過程：一方面，在水分子作用下，少量Ag+和Cl-脫離AgCl的表面溶于水中;另一方面，溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面正、負(fù)離子的吸引，回到AgCl的表面析出——沉淀。

　　溶解平衡：在一定溫度下，當(dāng)沉淀溶解和生成的速率相等時(shí)，即得到AgCl的飽和溶液，如AgCl沉淀體系中的溶解平衡可表示為AgCl(s) Cl-(aq)+Ag+(aq)。由于沉淀、溶解之間的這種動(dòng)態(tài)平衡的存在，決定了Ag+和Cl-的反應(yīng)不能進(jìn)行到底。

　　3.生成難溶電解質(zhì)的離子反應(yīng)的限度

　　不同電解質(zhì)在水中的溶解度差別很大，例如AgCl和AgNO3;但難溶電解質(zhì)與易溶電解質(zhì)之間并無(wú)嚴(yán)格的界限，習(xí)慣上將溶解度小于0.01 g的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)。對(duì)于常量的化學(xué)反應(yīng)來說，0.01 g是很小的，因此一般情況下，相當(dāng)量的離子互相反應(yīng)生成難溶電解質(zhì)，可以認(rèn)為反應(yīng)完全了。

　　化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5 mol?L-1時(shí)，沉淀就達(dá)完全。

　　二、溶度積

　　1.表達(dá)式

　　對(duì)于下列沉淀溶解平衡：

　　MmAn(s)??mMn+(aq)+nAm-(aq)

　　Ksp=[c(Mn+)]m?[c(Am-)]n。

　　2.意義

　　Ksp表示難溶電解質(zhì)在溶液中的溶解能力。

　　3.規(guī)則

　　通過比較溶度積與溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積——離子積Qc的相對(duì)大小，可以判斷在給定條件下沉淀能否生成或溶解：

　　Qc>Ksp，溶液過飽和，有沉淀析出;

　　Qc=Ksp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài);

　　Qc

　　知識(shí)點(diǎn)一　沉淀的溶解平衡

　　1.下列有關(guān)AgCl沉淀的溶解平衡說法正確的是(　　)

　　A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解達(dá)平衡后不再進(jìn)行

　　B.AgCl難溶于水，溶液中沒有Ag+和Cl-

　　C.升高溫度，AgCl沉淀的溶解度增大

　　D.向AgCl沉淀中加入NaCl固體，AgCl沉淀的溶解度不變

　　答案　C

　　解析　難溶物達(dá)到溶解平衡時(shí)沉淀的生成和溶解都不停止，但溶解和生成速率相等;沒有絕對(duì)不溶的物質(zhì);溫度越高，一般物質(zhì)的溶解度越大;向AgCl沉淀中加入NaCl固體，使溶解平衡左移，AgCl的溶解度減小。

　　2.下列對(duì)沉淀溶解平衡的描述正確的是(　　)

　　A.反應(yīng)開始時(shí)，溶液中各離子的濃度相等

　　B.沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，沉淀的速率和溶解的速率相等

　　C.沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等且保持不變

　　D.沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進(jìn)溶解

　　答案　B

　　3.在一定溫度下，一定量的水中，石灰乳懸濁液存在下列溶解平衡：Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)，當(dāng)向此懸濁液中加入少量生石灰時(shí)，若溫度不變，下列說法正確的是(　　)

　　A.溶液中Ca2+數(shù)目減少 B.c(Ca2+)增大

　　C.溶液中c(OH-)減小 D.c(OH-)增大

　　答案　A

　　知識(shí)點(diǎn)二　溶度積

　　4.在100 mL 0.01 mol?L-1 KCl溶液中，加入1 mL 0.01 mol?L-1 AgNO3溶液，下列說法正確的是(AgCl的Ksp=1.8×10-10 mol2?L-2)(　　)

　　A.有AgCl沉淀析出 B.無(wú)AgCl沉淀

　　C.無(wú)法確定 D.有沉淀但不是AgCl

　　答案　A

　　解析　c(Ag+)=0.01×1101 mol?L-1=9.9×10-5 mol?L-1，c(Cl-)=0.01×100101 mol?L-1=9.9×10-3 mol?L-1，所以Q c=c(Ag+)?c(Cl-)=9.8×10-7 mol2?L-2>1.8×10-10 mol2?L-2=Ksp，故有AgCl沉淀析出。

　　5.下列說法正確的是(　　)

　　A.在一定溫度下的AgCl水溶液中，Ag+和Cl-濃度的乘積是一個(gè)常數(shù)

　　B.AgCl的Ksp=1.8×10-10 mol2?L-2，在任何含AgCl固體的溶液中，c(Ag+)=c(Cl-)且Ag+與Cl-濃度的乘積等于1.8×10-10 mol2?L-2

　　C.溫度一定時(shí)，當(dāng)溶液中Ag+和Cl-濃度的乘積等于Ksp值時(shí)，此溶液為AgCl的飽和溶液

　　D.向飽和AgCl水溶液中加入鹽酸，Ksp值變大

　　答案　C

　　解析　在AgCl的飽和溶液中，Ag+和Cl-濃度的乘積是一個(gè)常數(shù)，故A錯(cuò);只有在飽和AgCl溶液中c(Ag+)?c(Cl-)才等于1.8×10-10 mol2?L-2，故B項(xiàng)敘述錯(cuò)誤;當(dāng)Qc=Ksp，則溶液為飽和溶液，故C項(xiàng)敘述正確;在AgCl水溶液中加入HCl只會(huì)使溶解平衡發(fā)生移動(dòng)，不會(huì)影響Ksp，所以D錯(cuò)。

　　6.對(duì)于難溶鹽MX，其飽和溶液中M+和X-的物質(zhì)的量濃度之間的關(guān)系類似于c(H+)?c(OH-)=KW，存在等式c(M+)?c(X-)=Ksp。一定溫度下，將足量的AgCl分別加入下列物質(zhì)中，AgCl的溶解度由大到小的排列順序是(　　)

　�、�20 mL 0.01 mol?L-1 KCl;

　�、�30 mL 0.02 mol?L-1 CaCl2溶液;

　�、�40 mL 0.03 mol?L-1 HCl溶液;

　　④10 mL蒸餾水;

　�、�50 mL 0.05 mol?L-1 AgNO3溶液

　　A.①>②>③>④>⑤

　　B.④>①>③>②>⑤

　　C.⑤>④>②>①>③

　　D.④>③>⑤>②>①

　　答案　B

　　解析　AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)，由于c(Ag+)?c(Cl-)=Ksp，溶液中c(Cl-)或c(Ag+)越大，越能抑制AgCl的溶解，AgCl的溶解度就越小。AgCl的溶解度大小只與溶液中Ag+或Cl-的濃度有關(guān)，而與溶液的體積無(wú)關(guān)。①c(Cl-)=0.01 mol?L-1;②c(Cl-)=0.04 mol?L-1;③c(Cl-)=0.03 mol?L-1;④c(Cl-)=0 mol?L-1;⑤c(Ag+)=0.05 mol?L-1。Ag+或Cl-濃度由小到大的排列順序：④<①<③<②<⑤，故AgCl的溶解度由大到小的排列順序：④>①>③>②>⑤。

　　練基礎(chǔ)落實(shí)

　　1.25℃時(shí)，在含有大量PbI2的飽和溶液中存在著平衡PbI2(s) Pb2+(aq)+2I-(aq)，加入KI溶液，下列說法正確的是(　　)

　　A.溶液中Pb2+和I-濃度都增大

　　B.溶度積常數(shù)Ksp增大

　　C.沉淀溶解平衡不移動(dòng)

　　D.溶液中Pb2+濃度減小

　　答案　D

　　2.CaCO3在下列哪種液體中，溶解度最大(　　)

　　A.H2O B.Na2CO3溶液 C.CaCl2溶液 D.乙醇

　　答案　A

　　解析　在B、C選項(xiàng)的溶液中，分別含有CO2-3、Ca2+，會(huì)抑制CaCO3的溶解，而CaCO3在乙醇中是不溶的。

　　3.下列說法正確的是(　　)

　　A.溶度積就是溶解平衡時(shí)難溶電解質(zhì)在溶液中的各離子濃度的乘積

　　B.溶度積常數(shù)是不受任何條件影響的常數(shù)，簡(jiǎn)稱溶度積

　　C.可用離子積Qc判斷沉淀溶解平衡進(jìn)行的方向

　　D.所有物質(zhì)的溶度積都是隨溫度的升高而增大的

　　答案　C

　　解析　溶度積不是溶解平衡時(shí)難溶電解質(zhì)在溶液中的各離子濃度的簡(jiǎn)單乘積，還與平衡式中化學(xué)計(jì)量數(shù)的冪指數(shù)有關(guān)，溶度積受溫度的影響，不受離子濃度的影響。

　　4.AgCl和Ag2CrO4的溶度積分別為1.8×10-10 mol2?L-2和2.0×10-12 mol3?L-3，若用難溶鹽在溶液中的濃度來表示其溶解度，則下面的敘述中正確的是(　　)

　　A.AgCl和Ag2CrO4的溶解度相等

　　B.AgCl的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度

　　C.兩者類型不同，不能由Ksp的大小直接判斷溶解能力的大小

　　D.都是難溶鹽，溶解度無(wú)意義

　　答案　C

　　解析　AgCl和Ag2CrO4陰、陽(yáng)離子比類型不同，不能直接利用Ksp來比較二者溶解能力的大小，所以只有C對(duì);其余三項(xiàng)敘述均錯(cuò)誤。比較溶解度大小，若用溶度積必須是同類型，否則不能比較。

　　5.已知HF的Ka=3.6×10-4 mol?L-1，CaF2的Ksp=1.46×10-10 mol2?L-2。向1 L 0.1 mol?L-1的HF溶液中加入11.1 g CaCl2，下列有關(guān)說法正確的是(　　)

　　A.通過計(jì)算得知，HF與CaCl2反應(yīng)生成白色沉淀

　　B.通過計(jì)算得知，HF與CaCl2不反應(yīng)

　　C.因?yàn)镠F是弱酸，HF與CaCl2不反應(yīng)

　　D.如果升高溫度，HF的Ka、CaF2的Ksp可能增大，也可能減小

　　答案　A

　　解析　該題可采用估算法。0.1 mol?L-1的HF溶液中c(HF)=0.1 mol?L-1，因此，c2(F-)=c(H+)?c(F-)≈3.6×10-4 mol?L-1×0.1 mol?L-1=3.6×10-5 mol2?L-2，又c(Ca2+)=11.1 g÷111 g/mol÷1 L=0.1 mol?L-1，c2(F-)×c(Ca2+)=3.6×10-6>Ksp，顯然，A是正確的;D項(xiàng)，由于HF的電離是吸熱的，升高溫度，Ka一定增大，D錯(cuò)誤。

　　練方法技巧

　　6.

　　已知Ag2SO4的Ksp為2.0×10-5 mol3?L-3，將適量Ag2SO4固體溶于100 mL水中至剛好飽和，該過程中Ag+和SO2-4濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示[飽和Ag2SO4溶液中c(Ag+)=0.034 mol?L-1]。若t1時(shí)刻在上述體系中加入100 mL 0.020 mol?L-1 Na2SO4溶液，下列示意圖中，能正確表示t1時(shí)刻后Ag+和SO2-4濃度隨時(shí)間變化關(guān)系的是(　　)

　　答案　B

　　解析　已知Ag2SO4的Ksp=2.0×10-5 mol3?L-3=[c(Ag+)]2?c(SO2-4)，則飽和溶液中c(SO2-4)=Ksp[c?Ag+?]2=2.0×10-5?0.034?2 mol?L-1=0.017 mol?L-1，當(dāng)加入100 mL 0.020 mol?L-1 Na2SO4溶液時(shí)，c(SO2-4)=0.017 mol?L-1+0.020 mol?L-12=0.018 5 mol?L-1，c(Ag+)=0.017 mol?L-1(此時(shí)Q c

　　7.已知：25℃時(shí)，Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12 mol3?L-3，Ksp[MgF2]=7.42×10-11 mol3?L-3。下列說法正確的是(　　)

　　A.25℃時(shí)，飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2+)大

　　B.25℃時(shí)，在Mg(OH)2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體，c(Mg2+)增大

　　C.25℃時(shí)，Mg(OH)2固體在20 mL 0.01 mol?L-1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol?L-1 NH4Cl溶液中的Ksp小

　　D.25℃時(shí)，在Mg(OH)2的懸濁液中加入NaF溶液后， Mg(OH)2不可能轉(zhuǎn)化為MgF2

　　答案　B

　　解析　Mg(OH)2與MgF2均為AB2型難溶電解質(zhì)，故Ksp越小，其溶解度越小，前者c(Mg2+)小，A錯(cuò)誤;因?yàn)镹H+4+OH-===NH3?H2O，所以加入NH4Cl后促進(jìn)Mg(OH)2的溶解平衡向右移動(dòng)，c(Mg2+)增大，B正確;Ksp只受溫度的影響，25℃時(shí)，Mg(OH)2的溶度積Ksp為常數(shù)，C錯(cuò)誤;加入NaF溶液后，若Qc=c(Mg2+)?[c(F-)]2>Ksp(MgF2)，則會(huì)產(chǎn)生MgF2沉淀，D錯(cuò)誤。

　　8.Mg(OH)2難溶于水，但它溶解的部分全部電離。室溫下時(shí)，飽和Mg(OH)2溶液的pH=11，若不考慮KW的變化，則該溫度下Mg(OH)2的溶解度是多少?(溶液密度為1.0 g?cm-3)

　　答案　0.002 9 g

　　解析　根據(jù)Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)，c(OH-)=10-3 mol?L-1，則1 L Mg(OH)2溶液中，溶解的n[Mg(OH)2]=1 L×12×10-3 mol?L-1=5×10-4 mol，其質(zhì)量為58 g?mol-1×5×10-4 mol=0.029 g，再根據(jù)S100 g=0.029 g1 000 mL×1.0 g?cm-3可求出S=0.002 9 g。

　　凡是此類題都是設(shè)溶液的體積為1 L，根據(jù)1 L溶液中溶解溶質(zhì)的質(zhì)量，計(jì)算溶解度。

　　練綜合拓展

　　9.金屬氫氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用這一性質(zhì)，控制溶液的pH，以達(dá)到分離金屬離子的目的。難溶金屬的氫氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol?L-1)如下圖。

　　(1)pH=3時(shí)溶液中銅元素的主要存在形式是______。

　　(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+，應(yīng)該控制溶液的pH為______。

　　A.<1　　 　　B.4左右　　 　　C.>6

　　(3)在Ni(OH)2溶液中含有少量的Co2+雜質(zhì)，______(填“能”或“不能”)通過調(diào)節(jié)溶液pH的方法來除去，理由是

　　________________________________________________________________________。

　　(4)要使氫氧化銅沉淀溶解，除了加入酸之外，還可以加入氨水，生成[Cu(NH3)4]2+，寫出反應(yīng)的離子方程式_________________________________________________________。

　　(5)已知一些難溶物的溶度積常數(shù)如下表：

　　物質(zhì) FeS MnS CuS PbS HgS ZnS

　　Ksp 6.3×10-18 2.5×

　　10-13 1.3×10-36 3.4×10-28 6.4×10-53 1.6×10-24

　　某工業(yè)廢水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+，最適宜向此工業(yè)廢水中加入過量的______除去它們。(選填序號(hào))

　　A.NaOH 　　　B.FeS 　　　　C.Na2S

　　答案　(1)Cu2+　(2)B

　　(3)不能　Co2+和Ni2+沉淀的pH范圍相差太小

　　(4)Cu(OH)2+4NH3?H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O

　　(5)B

　　解析　(1)據(jù)圖知pH=4～5時(shí)，Cu2+開始沉淀為Cu(OH)2，因此pH=3時(shí)，銅元素主要以Cu2+形式存在。

　　(2)若要除去CuCl2溶液中的Fe3+，以保證Fe3+完全沉淀，而Cu2+還未沉淀，據(jù)圖知pH應(yīng)為4左右。

　　(3)據(jù)圖知，Co2+和Ni2+沉淀的pH范圍相差太小，無(wú)法通過調(diào)節(jié)溶液pH的方法除去Ni(OH)2溶液中的Co2+。

　　(4)據(jù)已知條件結(jié)合原子守恒即可寫出離子方程式：

　　Cu(OH)2+4NH3?H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。

　　(5)因?yàn)樵贔eS、CuS、PbS、HgS四種硫化物中只有FeS的溶度積最大，且與其他三種物質(zhì)的溶度積差別較大，因此應(yīng)用沉淀的轉(zhuǎn)化可除去廢水中的Cu2+、Pb2+、Hg2+，且因FeS也難溶，不會(huì)引入新的雜質(zhì)。

　　第2課時(shí)　沉淀溶解平衡原理的應(yīng)用

　　[目標(biāo)要求]　1.了解沉淀溶解平衡的應(yīng)用。2.知道沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。

　　一、沉淀的生成

　　1.沉淀生成的應(yīng)用

　　在涉及無(wú)機(jī)制備、提純工藝的生產(chǎn)、科研、廢水處理等領(lǐng)域中，常利用生成沉淀來達(dá)到分離或除去某些離子的目的。

　　2.沉淀的方法

　　(1)調(diào)節(jié)pH法：如工業(yè)原料氯化銨中含雜質(zhì)氯化鐵，使其溶解于水，再加入氨水調(diào)節(jié)pH至7～8，可使Fe3+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3沉淀而除去。反應(yīng)如下：

　　Fe3++3NH3?H2O===Fe(OH)3↓+3NH+4。

　　(2)加沉淀劑法：如以Na2S、H2S等作沉淀劑，使某些金屬離子，如Cu2+、Hg2+等生成極難溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，也是分離、除去雜質(zhì)常用的方法。反應(yīng)如下：

　　Cu2++S2-===CuS↓，

　　Cu2++H2S===CuS↓+2H+，

　　Hg2++S2-===HgS↓，

　　Hg2++H2S===HgS↓+2H+。

　　二、沉淀的轉(zhuǎn)化

　　1.實(shí)驗(yàn)探究

　　(1)Ag+的沉淀物的轉(zhuǎn)化

　　實(shí)驗(yàn)步驟

　　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 有白色沉淀生成 白色沉淀變?yōu)辄S色 黃色沉淀變?yōu)楹谏?br />
　　化學(xué)方程式 AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3 AgCl+KI===AgI+KCl 2AgI+Na2S===Ag2S+2NaI

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)論 溶解度小的沉淀可以轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀

　　(2)Mg(OH)2與Fe(OH)3的轉(zhuǎn)化

　　實(shí)驗(yàn)步驟

　　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 產(chǎn)生白色沉淀 產(chǎn)生紅褐色沉淀

　　化學(xué)方程式 MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl 3Mg(OH)2+2FeCl3===2Fe(OH)3+3MgCl2

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)論 Fe(OH)3比Mg(OH)2溶解度小

　　2.沉淀轉(zhuǎn)化的方法

　　對(duì)于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀，可以先將其轉(zhuǎn)化為另一種用酸或其他方法能溶解的沉淀。

　　3.沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)

　　沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動(dòng)。一般說來，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)。

　　兩種沉淀的溶解度差別越大，沉淀轉(zhuǎn)化越容易。

　　4.沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用

　　沉淀的轉(zhuǎn)化在科研和生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

　　(1)鍋爐除水垢

　　水垢[CaSO4(s)――→Na2CO3溶液CaCO3――→鹽酸Ca2+(aq)]

　　其反應(yīng)方程式是CaSO4+Na2CO3 CaCO3+Na2SO4，CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。

　　(2)對(duì)一些自然現(xiàn)象的解釋

　　在自然界也發(fā)生著溶解度小的礦物轉(zhuǎn)化為溶解度更小的礦物的現(xiàn)象。例如，各種原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后可變成CuSO4溶液，并向深部滲透，遇到深層的閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS)時(shí)，便慢慢地使之轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)(CuS)。

　　其反應(yīng)如下：

　　CuSO4+ZnS===CuS+ZnSO4，

　　CuSO4+PbS===CuS+PbSO4。

　　知識(shí)點(diǎn)一　沉淀的生成

　　1.在含有濃度均為0.01 mol?L-1的Cl-、Br-、I-的溶液中，緩慢且少量的加入AgNO3稀溶液，結(jié)合溶解度判斷析出三種沉淀的先后順序是(　　)

　　A.AgCl、AgBr、AgI B.AgI、AgBr、AgCl

　　C.AgBr、AgCl、AgI D.三種沉淀同時(shí)析出

　　答案　B

　　解析　AgI比AgBr、AgCl更難溶于水，故Ag+不足時(shí)先生成AgI，析出沉淀的先后順序是AgI、AgBr、AgCl，答案為B。

　　2.為除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加熱攪拌的條件下加入的一種試劑是(　　)

　　A.NaOH B.Na2CO3 C.氨水 D.MgO

　　答案　D

　　解析　要除FeCl3實(shí)際上是除去Fe3+，由于pH≥3.7時(shí)，F(xiàn)e3+完全生成Fe(OH)3，而pH≥11.1時(shí)，Mg2+完全生成Mg(OH)2，所以應(yīng)加堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH使Fe3+形成Fe(OH)3;又由于除雜不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，所以選擇MgO。

　　3.要使工業(yè)廢水中的重金屬Pb2+沉淀，可用硫酸鹽、碳酸鹽、硫化物等作沉淀劑，已知Pb2+與這些離子形成的化合物的溶解度如下：

　　化合物 PbSO4 PbCO3 PbS

　　溶解度/g 1.03×10-4 1.81×10-7 1.84×10-14

　　由上述數(shù)據(jù)可知，選用沉淀劑最好為(　　)

　　A.硫化物 B.硫酸鹽

　　C.碳酸鹽 D.以上沉淀劑均可

　　答案　A

　　解析　PbS的溶解度最小，沉淀最徹底，故選A。

　　知識(shí)點(diǎn)二　沉淀的轉(zhuǎn)化

　　4.向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加一滴KI溶液并振蕩，沉淀變?yōu)辄S色，再滴入一滴Na2S溶液并振蕩，沉淀又變成黑色，根據(jù)上述變化過程，分析此三種沉淀物的溶解度關(guān)系為(　　)

　　A.AgCl=AgI=Ag2S B.AgCl

　　C.AgCl>AgI>Ag2S D.AgI>AgCl>Ag2S

　　答案　C

　　解析　沉淀溶解平衡總是向更難溶的方向轉(zhuǎn)化，由轉(zhuǎn)化現(xiàn)象可知三種沉淀物的溶解度關(guān)系為AgCl>AgI>Ag2S。

　　5.已知如下物質(zhì)的溶度積常數(shù)：FeS：Ksp=6.3×10-18 mol2?L-2;CuS：Ksp=6.3×10-36 mol2?L-2。下列說法正確的是(　　)

　　A.同溫度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度

　　B.同溫度下，向飽和FeS溶液中加入少量Na2S固體后，Ksp(FeS)變小

　　C.向含有等物質(zhì)的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出現(xiàn)的沉淀是FeS

　　D.除去工業(yè)廢水中的Cu2+，可以選用FeS作沉淀劑

　　答案　D

　　解析　A項(xiàng)由于FeS的Ksp大，且FeS與CuS的Ksp表達(dá)式是相同類型的，因此FeS的溶解度比CuS大;D項(xiàng)向含有Cu2+的工業(yè)廢水中加入FeS，F(xiàn)eS會(huì)轉(zhuǎn)化為更難溶的CuS，可以用FeS作沉淀劑;B項(xiàng)Ksp不隨濃度變化而變化，它只與溫度有關(guān);C項(xiàng)先達(dá)到CuS的Ksp，先出現(xiàn)CuS沉淀。

　　練基礎(chǔ)落實(shí)

　　1.以MnO2為原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金屬離子，通過添加過量難溶電解質(zhì)MnS，可使這些金屬離子形成硫化物沉淀而除去。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)，可推知MnS具有的相關(guān)性質(zhì)是(　　)

　　A.具有吸附性

　　B.溶解度與CuS、PbS、CdS等相同

　　C.溶解度大于CuS、PbS、CdS

　　D.溶解度小于CuS、PbS、CdS

　　答案　C

　　2.當(dāng)氫氧化鎂固體在水中達(dá)到溶解平衡Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)時(shí)，為使Mg(OH)2固體的量減少，須加入少量的(　　)

　　A.MgCl2 B.NaOH C.MgSO4 D.NaHSO4

　　答案　D

　　解析　若使Mg(OH)2固體的量減小，應(yīng)使Mg(OH)2的溶解平衡右移，應(yīng)減小c(Mg2+)或c(OH-)。答案為D。

　　3.已知常溫下：Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-11 mol3?L-3，Ksp(AgCl)=1.8×10-10 mol2?L-2，Ksp(Ag2CrO4)=1.9×10-12 mol3?L-3，Ksp(CH3COOAg)=2.3×10-3 mol?L-2。下列敘述正確的是(　　)

　　A.等體積混合濃度均為0.2 mol/L的AgNO3溶液和CH3COONa溶液一定產(chǎn)生CH3COOAg沉淀

　　B.將0.001 mol/L的AgNO3溶液滴入0.001 mol/L的KCl和0.001 mol/L的K2CrO4溶液中先產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀

　　C.在Mg2+為0.121 mol/L的溶液中要產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀，溶液的pH至少要控制在9以上

　　D.向飽和AgCl水溶液中加入NaCl溶液，Ksp(AgCl)變大

　　答案　C

　　4.已知下表數(shù)據(jù)：

　　物質(zhì) Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3

　　Ksp/25 ℃ 8.0×10-16 mol3?L-3 2.2×10-20 mol3?L-3 4.0×10-38 mol4?L-4

　　完全沉淀時(shí)的pH范圍 ≥9.6 ≥6.4 3～4

　　對(duì)含等物質(zhì)的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的說法，不正確的是(　　)

　�、傧蛟摶旌先芤褐兄鸬渭尤隢aOH溶液，最先看到紅褐色沉淀�、谙蛟摶旌先芤褐兄鸬渭尤隢aOH溶液，最先看到白色沉淀�、巯蛟摶旌先芤褐屑尤脒m量氯水，并調(diào)節(jié)pH到3～4后過濾，可獲得純凈的CuSO4溶液�、茉趐H=5的溶液中Fe3+不能大量存在

　　A.①② B.①③ C.②③ D.②④

　　答案　C

　　練方法技巧

　　5.含有較多Ca2+、Mg2+和HCO-3的水稱為暫時(shí)硬水，加熱可除去Ca2+、Mg2+，使水變?yōu)檐浰�。現(xiàn)有一鍋爐廠使用這種水，試判斷其水垢的主要成分為(　　)

　　(已知Ksp(MgCO3)=6.8×10-6 mol2?L-2，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12 mol3?L-3)

　　A.CaO、MgO B.CaCO3、MgCO3

　　C.CaCO3、Mg(OH)2 D.CaCO3、MgO

　　答案　C

　　解析　考查沉淀轉(zhuǎn)化的原理，加熱暫時(shí)硬水，發(fā)生分解反應(yīng)：Ca(HCO3)2=====△CaCO3↓+CO2↑+H2O，Mg(HCO3)2=====△MgCO3↓+CO2↑+H2O，生成的MgCO3在水中建立起平衡：MgCO3(s) Mg2+(aq)+CO2-3(aq)，而CO2-3發(fā)生水解反應(yīng)：CO2-3+H2O HCO-3+OH-，使水中的OH-濃度增大，由于Ksp[Mg(OH)2]

　　6.某溫度時(shí)，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。提示：BaSO4(s)??Ba2+(aq)+SO2-4(aq)的平衡常數(shù)Ksp=c(Ba2+)?c(SO2-4)，稱為溶度積常數(shù)，下列說法正確的是(　　)

　　提示：BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO2-4(aq)的平衡常數(shù)Ksp=c(Ba2+)?c(SO2-4)，稱為溶度積常數(shù)。

　　A.加入Na2SO4可以使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn)

　　B.通過蒸發(fā)可以使溶液由d點(diǎn)變到c點(diǎn)

　　C.d點(diǎn)無(wú)BaSO4沉淀生成

　　D.a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp大于c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp

　　答案　C

　　解析　由溶度積公式可知，在溶液中當(dāng)c(SO2-4)升高時(shí)，c(Ba2+)要降低，而由a點(diǎn)變到b點(diǎn)c(Ba2+)沒有變化，A錯(cuò);蒸發(fā)濃縮溶液時(shí)，離子濃度都升高，而由d點(diǎn)變到c點(diǎn)時(shí)，c(SO2-4)卻沒變化，B錯(cuò);d點(diǎn)落在平衡圖象的下方，說明Ksp>c(Ba2+)?c(SO2-4)，此時(shí)是未飽和溶液，無(wú)沉淀析出，C正確;該圖象是BaSO4在某一確定溫度下的平衡曲線，溫度不變，溶度積不變，a點(diǎn)和c點(diǎn)的Ksp相等，D錯(cuò)。

　　練綜合拓展

　　7.已知難溶電解質(zhì)在水溶液中存在溶解平衡：

　　MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq)

　　Ksp=[c(Mn+)]m?[c(Am-)]n，稱為溶度積。

　　某學(xué)習(xí)小組欲探究CaSO4沉淀轉(zhuǎn)化為CaCO3沉淀的可能性，查得如下資料：(25℃)

　　難溶電

　　解質(zhì) CaCO3 CaSO4 MgCO3 Mg(OH)2

　　Ksp 2.8×10-9

　　mol2?L-2 9.1×10-6

　　mol2?L-2 6.8×10-6

　　mol2?L-2 1.8×10-12

　　mol3?L-3

　　實(shí)驗(yàn)步驟如下：

　�、偻�100 mL 0.1 mol?L-1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol?L-1的Na2SO4溶液，立即有白色沉淀生成。

　　②向上述懸濁液中加入固體Na2CO3 3 g，攪拌，靜置，沉淀后棄去上層清液。

　�、墼偌尤胝麴s水?dāng)嚢瑁�靜置，沉淀后再棄去上層清液。

　�、躝_______________________________________________________________________。

　　(1)由題中信息知Ksp越大，表示電解質(zhì)的溶解度越______(填“大”或“小”)。

　　(2)寫出第②步發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

　　________________________________________________________________________

　　________________________________________________________________________。

　　(3)設(shè)計(jì)第③步的目的是

　　________________________________________________________________________。

　　(4)請(qǐng)補(bǔ)充第④步操作及發(fā)生的現(xiàn)象：

　　________________________________________________________________________

　　________________________________________________________________________。

　　答案　(1)大

　　(2)Na2CO3+CaSO4===Na2SO4+CaCO3↓

　　(3)洗去沉淀中附著的SO2-4

　　(4)向沉淀中加入足量的鹽酸，沉淀完全溶解并放出無(wú)色無(wú)味氣體

　　解析　本題考查的知識(shí)點(diǎn)為教材新增加的內(nèi)容，題目在設(shè)計(jì)方式上為探究性實(shí)驗(yàn)，既注重基礎(chǔ)知識(shí)，基本技能的考查，又注重了探究能力的考查。由Ksp表達(dá)式不難看出其與溶解度的關(guān)系，在硫酸鈣的懸濁液中存在著：CaSO4(aq)===SO2-4(aq)+Ca2+(aq)，而加入Na2CO3后，溶液中CO2-3濃度較大，而CaCO3的Ksp較小，故CO2-3與Ca2+結(jié)合生成沉淀，即CO2-3+Ca2+===CaCO3↓。既然是探究性實(shí)驗(yàn)，必須驗(yàn)證所推測(cè)結(jié)果的正確性，故設(shè)計(jì)了③④步操作，即驗(yàn)證所得固體是否為碳酸鈣。

　　8.(1)在粗制CuSO4?5H2O晶體中常含有雜質(zhì)Fe2+。

　�、僭谔峒儠r(shí)為了除去Fe2+，常加入合適的氧化劑，使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，下列物質(zhì)可采用的是______。

　　A.KMnO4 B.H2O2 C.氯水 D.HNO3

　�、谌缓笤偌尤脒m當(dāng)物質(zhì)調(diào)整溶液pH至4，使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，調(diào)整溶液pH可選用下列中的______。

　　A.NaOH B.NH3?H2O C.CuO D.Cu(OH)2

　　(2)甲同學(xué)懷疑調(diào)整溶液pH至4是否能達(dá)到除去Fe3+而不損失Cu2+的目的，乙同學(xué)認(rèn)為可以通過計(jì)算確定，他查閱有關(guān)資料得到如下數(shù)據(jù)，常溫下Fe(OH)3的溶度積Ksp=1.0×10-38，Cu(OH)2的溶度積Ksp=3.0×10-20，通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1.0×10-5 mol?L-1時(shí)就認(rèn)定沉淀完全，設(shè)溶液中CuSO4的濃度為3.0 mol?L-1，則Cu(OH)2開始沉淀時(shí)溶液的pH為______，F(xiàn)e3+完全沉淀[即c(Fe3+)≤1.0×10-5 mol?L-1]時(shí)溶液的pH為______，通過計(jì)算確定上述方案______(填“可行”或“不可行”)。

　　答案　(1)①B�、贑D　(2)4　3　可行

　　(2)Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)?c2(OH-)，則c(OH-)=3.0×10-203.0=1.0×10-10(mol?L-1)，則c(H+)=1.0×10-4 mol?L-1，pH=4。

　　Fe3+完全沉淀時(shí)：Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)?c3(OH-)，則c(OH-)=31.0×10-381.0×10-5=1.0×10-11 mol?L-1。此時(shí)c(H+)=1×10-3 mol?L-1，pH=3，因此上述方案可行。