2課時沉淀溶解平衡原理的應(yīng)用

2課時沉淀溶解平衡原理的應(yīng)用基礎(chǔ)鞏固1.非結(jié)合膽紅素分子中含有羥基,被氧化后(生成羧基)與鈣離子結(jié)合形成膽紅素鈣的反應(yīng)就是一個沉淀生成的離子反應(yīng),從動態(tài)平衡的角度分析,下列能預(yù)防膽紅素鈣結(jié)石的方法是()。A.大量食用純堿可使鈣離子沉淀完全,防止膽紅素鈣結(jié)石生成B.不食用含鈣的食品C.適量服用維生素E、維生素C等抗氧化物質(zhì)可預(yù)防膽紅素鈣結(jié)石D.常喝水稀釋鈣離子,溶解沉淀答案:C解析:由題意可知,膽紅素鈣結(jié)石的成因是非結(jié)合膽紅素被氧化后與Ca2+結(jié)合,若降低氧化產(chǎn)物或Ca2+的濃度,可預(yù)防膽紅素鈣結(jié)石,但人體的體液平衡需維持一定濃度的Ca2+,C項正確。2.下列現(xiàn)象不能用沉淀溶解平衡移動原理解釋的是()。A.相同溫度下,AgCl在水中的溶解度大于在氯化鈉溶液中的溶解度B.濃FeCl3溶液滴入沸水中繼續(xù)加熱形成紅褐色透明液體C.用Na2CO3溶液處理鍋爐水垢中的CaSO4D.加入少量AgCl固體可以除去氯化鈉溶液中的少量硫化鈉雜質(zhì)答案:B解析:B項為膠體的形成,不能用沉淀溶解平衡移動原理解釋。3.T℃時,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。此溫度下要除去CuCl2溶液中的少量FeCl3,可以邊攪拌邊加入一種試劑,這種試劑是()。A.CuOB.NaOH溶液C.氨水D.CuSO4溶液答案:A解析:根據(jù)溶度積常數(shù)可知氫氧化銅的溶度積大于氫氧化鐵的溶度積,因此要除去混在CuCl2溶液中的FeCl3,可加入氫氧化銅粉末、CuO或CuCO3,通過調(diào)節(jié)溶液的pH,促進鐵離子水解生成氫氧化鐵沉淀而除去,且不引入新的雜質(zhì),A項正確。4.以MnO2為原料制得的MnCl2溶液中常含有少量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,經(jīng)過濾除去包括MnS在內(nèi)的沉淀,再經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶,可得純凈的MnCl2。根據(jù)上述實驗事實,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、CdSD.溶解度小于CuS、PbS、CdS答案:C解析:本題考查了沉淀的轉(zhuǎn)化,MnS與Cu2+、Pb2+、Cd2+反應(yīng)生成溶解度更小的硫化物。5.硫酸鍶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示,下列說法正確的是()。A.283K時,圖中X點對應(yīng)的溶液是不飽和溶液B.三個不同溫度下,363K時Ksp(SrSO4)最大C.溫度一定時,Ksp(SrSO4)隨c(SO42D.283K下的SrSO4飽和溶液升溫到363K后變?yōu)椴伙柡腿芤捍鸢?A解析:由圖可知,X點濃度商Qc<Ksp(283K),故X點對應(yīng)的溶液是不飽和溶液,A項正確。由圖可知,363K時Ksp(SrSO4)最小,B項錯誤。溫度不變,Ksp(SrSO4)不變,Ksp(SrSO4)與c(SO42-)無關(guān),C項錯誤。由圖及分析可知溫度由283K升高到363K時,SrSO4飽和溶液中會析出SrSO4沉淀,6.已知某溫度下如下物質(zhì)的溶度積常數(shù):Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp(CuS)=6.3×10-36。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FeSD.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,由于FeS的Ksp大,且FeS與CuS的Ksp表達式是相同類型的,因此FeS的溶解度比CuS的大。B項,Ksp不隨濃度變化而變化,它只與溫度有關(guān)。C項,先達到CuS的Ksp,先出現(xiàn)CuS沉淀。D項,向含有Cu2+的工業(yè)廢水中加入FeS,FeS會轉(zhuǎn)化為更難溶的CuS,故可以用FeS作沉淀劑。7.自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后變成CuSO4溶液,向地下深層滲透,遇到難溶的ZnS或PbS,慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(CuS)。下列分析正確的是()。A.CuS的溶解度大于PbS的溶解度B.原生銅的硫化物具有還原性,而銅藍沒有還原性C.CuSO4與ZnS反應(yīng)的離子方程式是Cu2++S2-CuS↓D.整個過程涉及的反應(yīng)類型有氧化還原反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)答案:D解析:CuSO4與PbS反應(yīng)可以生成CuS,所以CuS的溶解度小于PbS的,A項錯誤。硫化物中硫的化合價為-2價,均具有還原性,B項錯誤。ZnS難溶于水,不能寫成離子形式,C項錯誤。銅的硫化物首先被氧化成CuSO4,然后硫酸銅與ZnS、PbS發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成更難溶的CuS,D項正確。8.“爛板液”指的是制印刷鋅板時,用稀硝酸腐蝕鋅板后得到的“廢液”(含有少量的Cl-、Fe3+)。某化學興趣小組用“爛板液”制取Zn(NO3)2·6H2O的過程如下:已知:Zn(NO3)2·6H2O是一種無色晶體,其水溶液呈酸性,Zn(NO3)2能與堿反應(yīng),得到的產(chǎn)物具有兩性。(1)“爛板液”中溶質(zhì)的主要成分是(填化學式)。(2)在操作①中保持pH=8的目的是。(3)沉淀Ⅰ的主要成分是(填化學式)。(4)操作③中加熱煮沸的目的是;此步操作的理論依據(jù)是。(5)操作④保持pH=2的目的是;此步操作中加熱所用的主要儀器有。答案:(1)Zn(NO3)2(2)防止生成的Zn(OH)2沉淀被溶解(3)Zn(OH)2和Fe(OH)3(4)促使Fe3+完全水解溫度越高,水解程度越大(5)抑制Zn2+水解蒸發(fā)皿、酒精燈、鐵架臺、玻璃棒解析:(1)由題意知,“爛板液”指的是稀硝酸腐蝕鋅板后得到的“廢液”,所以“爛板液”中溶質(zhì)的主要成分應(yīng)為Zn(NO3)2。(2)因為Zn(OH)2具有兩性,能與強堿反應(yīng),故操作①中保持pH=8的目的是防止生成的Zn(OH)2沉淀被溶解。(3)在堿性條件下,Fe3+、Zn2+都會轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀,所以沉淀Ⅰ的主要成分為Zn(OH)2和Fe(OH)3。(4)操作③是為了分離Zn2+和Fe3+,故加熱煮沸是為了促使Fe3+完全水解。(5)由“Zn(NO3)2·6H2O是一種無色晶體,其水溶液呈酸性”可知,Zn(NO3)2是一種強酸弱堿鹽,易水解,故保持pH=2的目的是抑制Zn2+水解。能力提升1.(雙選)下列化學原理的應(yīng)用,主要是利用沉淀溶解平衡原理來解釋的是()。A.熱純堿溶液洗滌油污的能力強B.誤將鋇鹽[BaCl2、Ba(NO3)2]當作食鹽食用后,常用0.5%的Na2SO4溶液解毒C.用Na2S作沉淀劑,可除去廢水中的Cu2+和Hg2+D.泡沫滅火器滅火的原理答案:BC解析:A、D都是利用鹽的水解原理,B、C涉及沉淀的生成與沉淀的溶解,都可利用沉淀溶解平衡原理來解釋。2.25℃時,用Na2SO4溶液沉淀Ba2+、Pb2+、Ca2+三種金屬離子(M2+),所需SO42-最低濃度的負對數(shù)值p(SO42-)=-lgc(SO42-)與p(MA.Ksp(CaSO4)<Ksp(PbSO4)<Ksp(BaSO4)B.A點可表示CaSO4的飽和溶液,且c(Ca2+)=c(SO4C.B點可表示PbSO4的不飽和溶液,且c(Pb2+)<c(SO4D.向Ba2+濃度為10-5mol·L-1的廢水中加入足量CaSO4粉末,會有BaSO4沉淀析出答案:D解析:根據(jù)Ksp=c(M2+)×c(SO42-),代入圖中數(shù)據(jù)進行計算,四種沉淀的Ksp大小順序為Ksp(CaSO4)>Ksp(PbSO4)>Ksp(BaSO4),A項錯誤。根據(jù)圖像可知,A點在曲線上,可表示CaSO4的飽和溶液,但是c(Ca2+)>c(SO42-),B項錯誤。圖線中坐標數(shù)值越大,對應(yīng)離子的濃度越小,B點在曲線下方,表示PbSO4的過飽和溶液,C項錯誤。由于Ksp(CaSO4)>Ksp(BaSO4),溶解度較大的沉淀可以向溶解度更小的沉淀轉(zhuǎn)化,向Ba2+濃度為10-5mol·L-1的廢水中加入CaSO4粉末,沉淀由CaSO43.已知鋅及其化合物的性質(zhì)與鋁及其化合物相似。如圖,橫坐標為溶液的pH,縱坐標為Zn2+或ZnO22-物質(zhì)的量濃度的對數(shù)(假設(shè)Zn2+濃度為10-5mol·L-1時,Zn2+已沉淀完全)A.往ZnCl2溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液,反應(yīng)的離子方程式可表示為Zn2++4OH-ZnO22-+2HB.從圖中數(shù)據(jù)計算可得Zn(OH)2的溶度積Ksp=1×10-17C.某廢液中含Zn2+,沉淀Zn2+可以控制溶液pH的范圍是8.0~12.0D.向1L1mol·L-1ZnCl2溶液中加入NaOH固體至pH=6.0,需NaOH0.2mol答案:D解析:A項,當溶液pH>12.0時,Zn2+就轉(zhuǎn)化成ZnO22-,正確。B項,依據(jù)pH=7時,c(Zn2+)=1×10-3mol·L-1計算,此時有沉淀溶解平衡存在,Ksp=1×10-3×(1×10-7)2=1×10-17,正確。C項,當c(Zn2+)=1×10-5mol·L-1時認為廢液中Zn2+已完全沉淀,所以控制pH在8~12范圍內(nèi)可將Zn2+沉淀完全,正確。D項,當pH=6.0,即c(OH-)=1×10-8mol·L-1時,由Ksp可知此時c(Zn2+)=1×10-1mol·L-1,即有0.9molZn2+轉(zhuǎn)化為Zn(OH)2,需NaOH為14.以下是20℃時幾種難溶電解質(zhì)的溶解度:難溶電解質(zhì)Mg(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3溶解度/g6.9×10-41.7×10-61.5×10-43.0×10-9在無機化合物的提純中,常利用難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡原理除去某些離子。例如:①為了除去氯化銨中的雜質(zhì)Fe3+,先將混合物溶于水,再加入一定量的試劑反應(yīng),過濾結(jié)晶即可;②為了除去氯化鎂晶體中的雜質(zhì)Fe3+,先將混合物溶于水,加入足量的氫氧化鎂,充分反應(yīng),過濾結(jié)晶即可;③為了除去硫酸銅晶體中的雜質(zhì)Fe2+,先將混合物溶于水,加入一定量的H2O2,將Fe2+氧化成Fe3+,調(diào)節(jié)溶液的pH=4,過濾結(jié)晶即可。請回答下列問題:(1)上述三個除雜方案都能夠達到很好的效果,Fe2+、Fe3+都被轉(zhuǎn)化為(填化學式)而除去。(2)①中加入的試劑應(yīng)選擇為宜,其原因是。(3)②中除去Fe3+所發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式為。(4)下列關(guān)于方案③相關(guān)的敘述中,正確的是。A.H2O2是綠色氧化劑,在氧化過程中不引進雜質(zhì),不產(chǎn)生污染B.將Fe2+氧化為Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀較難過濾C.調(diào)節(jié)溶液pH=4可選擇的試劑是氫氧化銅或堿式碳酸銅D.Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中E.在pH>4的溶液中Fe3+一定不能大量存在答案:(1)Fe(OH)