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專題38 沉淀溶解平衡 （滿分60分 時(shí)間30分鐘） 姓名：_______________ 班級(jí)：_______________ 得分：_______________ 1．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，達(dá)到分離金屬離子的目的。難溶金屬氫氧化物在不同pH下的溶解度[S/(molL－1)]如圖所示： 難溶金屬氫氧化物的S－pH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________。 A．＜1 B．4左右 C．＞6 （3）在Ni(NO3)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 6.310－18 2.510－13 1.310－35 3.410－28 6.410－33 1.610－24 為除去某工業(yè)廢水中含有的Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋雜質(zhì)，最適宜向此工業(yè)廢水中加入過量的_______(填選項(xiàng))。 A．NaOH B．FeS C．Na2S 【答案】Cu2+ B 不能 Co和Ni沉淀時(shí)的pH范圍相差太小 Cu(OH)2+4NH3?H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O B 【解析】 【分析】 （1）在pH=3時(shí)，溶液中不會(huì)出現(xiàn)Cu(OH)2沉淀； （2）除去Fe3+的同時(shí)必須保證Cu2+不能沉淀，因此pH應(yīng)保持在4左右； （3）Co2+和Ni2+沉淀的pH范圍相差太??； （4）根據(jù)反應(yīng)物和生成物可寫出反應(yīng)的方程式； （5）要使三種離子生成沉淀，最好選擇難溶于水的FeS，使它們轉(zhuǎn)化為更難溶解的金屬硫化物沉淀，同時(shí)又不引入其它離子。 【詳解】 【點(diǎn)睛】本題考查了沉淀溶解平衡的應(yīng)用以及溶度積的應(yīng)用，題目難度中等，解答本題的關(guān)鍵是認(rèn)真審題，能從圖象曲線的變化特點(diǎn)把握物質(zhì)的溶解性。 2．根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答下列問題。 （1）已知Ksp(BaCO3) =2.6l0-9，Ksp(BaSO4)=1.110-10。 ①BaCO3在20 mL 0.01 molL－1Na2CO3溶液中的Ksp _________（填“大于”、“小于”或“等于”）其在20 mL 0.01 molL－1 BaCl2溶液中的Ksp ②現(xiàn)將濃度為210-4mol/LNa2CO3溶液與BaCl2溶液等體積混合，則生成BaCO3沉淀所需BaCl2溶液的最小濃度為_______mol/L。 ③向含有BaSO4固體的溶液中滴加Na2CO3溶液，當(dāng)有BaCO3沉淀生成時(shí)，溶液中c(CO32—)/c(SO42—)=___________（保留三位有效數(shù)字）。 （2）已知25℃ 時(shí)，Ksp[AgCl]=1.810－10，現(xiàn)將足量氯化銀分別放入：a．100mL蒸餾水中；b．100mL 0.2 mol/LAgNO3溶液中；c．100mL 0.1 mol/L氯化鋁溶液中；d．100mL 0.1 mol/L鹽酸溶液中。充分?jǐn)嚩逗?，相同溫度下銀離子濃度由大到小的順序是_______________。（填寫序號(hào)）；b中氯離子的濃度為__________mol/L。 【答案】等于 5.210-5 23.6 b＞a＞d＞c 910-10 【解析】 【詳解】（1）①沉淀的溶度積常數(shù)在一定溫度下是一個(gè)常數(shù)，所以BaCO3在20 mL 0.01 molL－1Na2CO3溶 c. 100mL 0.1mol?L-1氯化鋁溶液中氯離子濃度為0.3mol/L，c（Ag+）=1.810-10mol/L0.3mol/L=610-10mol/L； d. 100mL 0.1mol?L-1鹽酸溶液中氯離子濃度為0.1mol/L，c（Ag+）=1.810-10mol/L0.1mol/L=1.810-9mol/L； 綜上所述大小順序?yàn)閎＞a＞d＞c；在100mL 0.2mol/L AgNO3溶液中，銀離子的濃度為0.2mol/L，加入氯化銀后，氯離子濃度為=910-10mol/L，故答案為：b＞a＞d＞c；910-10。 3．已知Ca(OH)2和鎢酸鈣(CaWO4)都是微溶電解質(zhì)，兩者的溶解度均隨溫度升高而減小。在鎢冶煉工藝中，將氫氧化鈣加入鎢酸鈉堿性溶液中得到鎢酸鈣，發(fā)生反應(yīng)Ⅰ：WO42—(aq)＋ Ca(OH)2(s) CaWO4(s)＋2OH－(aq)。 （1） 如圖為不同溫度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲線。 ①計(jì)算T1時(shí)Ksp(CaWO4)＝________。 ②T1________T2(填“>”、“＝”或“<”)。 （2）反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K理論值如表所示： 溫度/℃ 25 50 90 100 K 79.96 208.06 222.88 258.05 ①該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為________________。 ②該反應(yīng)的ΔH________0(填“>”、“＝”或“<”)。 ③由于溶液中離子間的相互作用，實(shí)驗(yàn)測得的平衡常數(shù)與理論值相距甚遠(yuǎn)。50℃時(shí)，向一定體積的鎢酸鈉堿性溶液[c(Na2WO4)＝c(NaOH)＝0.5molL－1]中，加入過量Ca(OH)2，反應(yīng)達(dá)到平衡后WO42—的沉淀率為60%，計(jì)算實(shí)驗(yàn)測得的平衡常數(shù)________________。 （3）制取鎢酸鈣時(shí)，適時(shí)向反應(yīng)混合液中添加適量鹽酸，分析作用： __________________。 【答案】110－10 < c2(OH—)/c(WO42—) > 6.05 加入鹽酸，消耗反應(yīng)生成的OH－，使溶液中OH－濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高WO42—的沉淀率 【解析】 【詳解】（1）①根據(jù)圖像，T1時(shí)KSP(CaWO4)=c(Ca2+)?c(WO42-)=110-5110-5=110-10，故答案為：110-10；移動(dòng)，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，ΔH＞0，故答案為：＞； ③ WO42-(aq)+Ca(OH)2(s)═CaWO4(s)+2OH-(aq) 4．（1）H2A在水中存在以下平衡：H2AH＋＋HA－，HA－H＋＋A2－。NaHA溶液顯酸性，則溶液中離子濃度的大小順序?yàn)開_________________________。 （2）已知常溫下H2A的鈣鹽(CaA)飽和溶液中存在以下平衡：CaA(s)Ca2＋(aq)＋A2－(aq)滴加少量Na2A固體，c(Ca2＋)___(填“增大”“減小”或“不變”)，原因是______。 （3）含有的廢水毒性較大，某工廠廢水中含4.0010－3 molL－1的Cr2O。為使廢水能達(dá)標(biāo)排放，作如下處理： Cr2＋、Fe3＋Cr(OH)3、Fe(OH)3　 ①該廢水中加入FeSO47H2O和稀硫酸，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：_______。 ②若處理后的廢水中殘留的c(Fe3＋)＝110－13 molL－1，則殘留的Cr3＋的濃度為__________________。{已知：Ksp[Fe(OH)3]≈1.010－38 ，Ksp[Cr(OH)3]≈1.010－31} 【答案】c(Na＋)>c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(OH－)減小加少量Na2A固體，A2－濃度增大，CaA的溶解平衡向左移動(dòng)，所以c(Ca2＋)減小Cr2O＋14H＋＋6Fe2＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O110－6 molL－1 【解析】 【分析】 （1） H2A在水中存在以下平衡：H2AH+＋HA-，HA－H+＋A2-，所以H2A 是二元弱酸，NaHA在溶液中存在電離平衡和水解平衡，溶液顯酸性，說明HA-的電離程度大于水解程度，以此分析。 （2）加少量Na2A固體，A2－濃度增大，CaA的溶解平衡向左移動(dòng)。 （3） ①亞鐵離子被氧化的離子方程式為Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋＝2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。 ②根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]＝1.010－38 和Ksp[Cr(OH)3]≈1.010－31 可知＝，根據(jù)c(Fe3＋)濃度可求出Cr3＋的濃度。 【詳解】 （1）因?yàn)殁c離子不水解，HA－既水解又電離，所以c(Na＋)>c(HA－)，因?yàn)镹aHA溶液顯酸性，所以HA－的電離大于水解，又因?yàn)樗婋x也能產(chǎn)生H＋，所以c(H＋)>c(A2－)，水的電離很微弱，OH－濃度很小，所以c(A2－)>c(OH－)，綜上，c(Na＋)>c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(OH－)。 【點(diǎn)睛】守恒法解題的思維流程：（1）找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物；（2）找準(zhǔn)一個(gè)原子或離子得失電子數(shù)。(注意化學(xué)式中粒子的個(gè)數(shù))；（3）根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式：n(氧化劑)變價(jià)原子個(gè)數(shù)化合價(jià)變化值(高價(jià)－低價(jià))＝n(還原劑)變價(jià)原子個(gè)數(shù)化合價(jià)變化值(高價(jià)－低價(jià))。