高中化学第3章物质在水溶液中的行为3.3沉淀溶解平衡第2课时沉淀溶解平衡的应用课时练鲁科版选修

沉淀溶解平衡的应用 　1．工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法都正确的是(　　) 选项 污染物 处理措施 方法类别 A 废酸 加生石灰中和 物理法 B Cu2＋等重金属离子 加硫酸盐沉降 化学法 C 含苯废水 用活性炭吸附 物理法 D 含纯碱的废水 加石灰水反应 化学法 【答案】D 【解析】废酸与碱中和属于化学法，A项错；Cu2＋不能用SO 2．25 ℃时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)＝6.3×10－18 mol2·L－2；Ksp(CuS)＝1.3×10－36 mol2·L－2；Ksp(ZnS)＝1.6×10－24 mol2·L－2。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1.6×10－23 mol·L－1 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FeSO4固体后，混合液中[Fe2＋]变大、[S2－]变小，但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，S2－的浓度将减至非常小，而Zn2＋的浓度远远大于1.6×10－23 mol·L－1；因CuS比FeS更难溶，FeS沉淀可转化为CuS沉淀；温度不变，Ksp(FeS)不变。 3．已知：25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12 mol3·L－3，Ksp[MgF2]＝7.42×10－11 mol3·L－3。下列说法正确的是(　　) A．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的[Mg2＋]大 B．25 ℃时，Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，[Mg2＋]增大 C．25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1NH4Cl溶液中的Ksp小 D．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2 【答案】B 【解析】A项，Mg(OH)2的溶度积小，故其电离的Mg2＋浓度要小一些，错；B项，NH 4．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 Ag2CrO4 Ksp 1.8×10－10 mol2·L－2 5.4×10－13 mol2·L－2 8.5×10－17 mol2·L－2 1.4×10－5 mol3·L－3 1.12×10－12 mol3·L－3 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4×10－3 mol·L－1的AgNO3溶液和4×10－3 mol·L－1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 【答案】D 【解析】D项，混合溶液中[Ag＋]＝0.1 mol·L－1× 5．在Cl－和CrO 已知：Ksp(AgCl)＝1.56×10－10 mol2·L－2，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12 mol3·L－3。 【答案】AgCl先沉淀；当Ag2CrO4开始沉淀时，溶液中Cl－离子浓度是1.64×10－5 mol·L－1 【解析】已知，Ksp(AgCl)＝1.56×10－10 mol2·L－2 Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12 mol3·L－3 AgCl开始沉淀所需[Ag＋]为 [Ag＋]＝ Ag2CrO4开始沉淀所需[Ag＋]为 [Ag＋]＝ 因此，AgCl先沉淀。 当Ag2CrO4开始沉淀时：[Ag＋]＝9.5×10－6 mol·L－1 此时，[Cl－]＝ 6．一溶液中含有Fe3＋和Fe2＋，它们的浓度都是0.050 mol·L－1。如果要求Fe3＋沉淀完全而Fe2＋不生成沉淀Fe(OH)2，需控制pH在何范围？ 已知：Ksp[Fe(OH)3]＝1.1×10－36 mol4·L－4 Ksp[Fe(OH)2]＝1.64×10－14 mol3·L－3 (提示：当某离子浓度小于10－5 mol·L－1时可以认为该离子沉淀完全) 【答案】溶液的pH控制在3.7～7.8之间。 【解析】Fe3＋沉淀完全时，[Fe3＋]为1×10－5 mol·L－1，则Fe3＋沉淀完全时所需的[OH－]为 [OH－]＝{Ksp[Fe(OH)3]/[Fe3＋]}1/3＝(1.1×10－36/1×10－5)1/3 mol·L－1＝4.8×10－11 mol·L－1 pH＝14－pOH＝14－10.3＝3.7 Fe2＋开始沉淀时所需[OH－]为 [OH－]＝{Ksp[Fe(OH)2]/[Fe2＋]}1/2＝(1.64×10－14/0.050)1/2 mol·L－1＝5.7×10－7 mol·L－1 pH＝14－pOH＝14－6.2＝7.8 因此，溶液的pH控制在3.7～7.8之间，可使Fe3＋沉淀完全而Fe2＋不沉淀。 7．二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 如下： 某软锰矿的主要成分为MnO2，还含Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题： 沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 Cu(OH)2 pH 5.2 3.2 9.7 10.4 6.7 沉淀物 Zn(OH)2 CuS ZnS MnS FeS pH 8.0 ≥－0.42 ≥2.5 ≥7 ≥7 (1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 (2)滤渣A的主要成分为____________。 (3)加入MnS的目的是除去____________杂质。 (4)碱性锌锰干电池中，MnO2参与的电极反应方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)从废旧碱性锌锰干电池中可以回收利用的物质有______________________(写出两种)。 【答案】(1)MnO2＋2FeSO4＋2H2SO4===MnSO4＋Fe2(SO4)3＋2H2O (2)Fe(OH)3、Al(OH)3 (3)Cu2＋、Zn2＋ (4)MnO2＋2H2O＋2e－===Mn(OH)2＋2OH－ (5)锌、二氧化锰 【解析】(1)根据FeSO4在反应条件下将MnO2还原为MnSO4，Fe2＋被氧化为Fe3＋，其反应方程式为2FeSO4＋MnO2＋2H2SO4===MnSO4＋Fe2(SO4)3＋2H2O。 (2)根据反应后滤液(Mn2＋、Fe3＋、Al3＋、Cu2＋、Zn2＋、Fe2＋)加氨水调pH至5.4，结合题表可知滤渣A的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3。 (3)根据题表可知加入MnS是为了生成溶解度更小的CuS、ZnS而除去Cu2＋、Zn2＋。 (4)碱性锌锰干电池中Zn作负极，则MnO2作正极得电子。其电极反应式应为MnO2＋2H2O＋2e－===Mn(OH)2＋2OH－。 (5)从碱性锌锰干电池的原料可知，其废旧电池可回收利用的物质为锌和MnO2。 8．某小型化工厂生产皓矾(ZnSO4·7H2O)的工艺流程如下图所示： 已知：开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为Fe(OH)3：2.7～3.7；Fe(OH)2：7.6～9.6；Zn(OH)2：5.7～8.0。 试回答下列问题： (1)加入的试剂①应是________，其目的是 ________________________________________________________________________。 (2)加入的试剂②，供选择使用的有：氨水、NaClO溶液、20% H2O2溶液、浓硫酸、浓硝酸等，应选用________，其理由是________________________________________________________________________。 (3)加入的试剂③是________，目的是_____________________________________________________________。 【答案】(1)Zn　将Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋等杂质离子除去 (2)20% H2O2溶液　H2O2作氧化剂，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，且不引入其他杂质　(3)ZnO或Zn(OH)2(答案合理即可)　调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀 【解析】向溶液中加入Zn，发生反应：Cu2＋＋Zn===Zn2＋＋Cu、2Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋，然后把Fe2＋氧化成Fe3＋，在选择氧化剂时，应使用H2O2，因为H2O2的还原产物为H2O，不引入杂质，然后通过调节溶液的pH值，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀而除去。 9．已知在25 ℃的水溶液中，AgX、AgY、AgZ均难溶于水，但存在溶解平衡。当达到平衡时，溶液中离子浓度的乘积是一个常数(此常数用Ksp表示，Ksp和水的Kw相似)。 如：AgX(s)Ag＋(aq)＋X－(aq) Ksp(AgX)＝[Ag＋][X－]＝1.8×10－10 mol2·L－2 AgY(s) Ag＋(aq)＋Y－(aq) Ksp(AgY)＝[Ag＋][Y－]＝1.0×10－12 mol2·L－2 AgZ(s) Ag＋(aq)＋Z－(aq) Ksp(AgZ)＝[Ag＋][Z－]＝8.7×10－17 mol2·L－2 (1)根据以上信息，判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度(用已被溶解的溶质的物质的量/1 L溶液表示)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为_______________________________________________________________。 (2)若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体，则[Y－]__________________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)在25 ℃时，若取0.188 g的AgY(相对分子质量188)固体放入100 mL水中(忽略溶液体积的变化)，则溶液中Y－的物质的量浓度为__________。 (4)由上述Ksp判断，在上述(3)的体系中，能否实现AgY向AgZ的转化，并简述理由：________________________________________________________________________。 【答案】(1)S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)　(2)减小 (3)1.0×10－6 mol·L－1　 (4)能，因为Ksp(AgY)＝1.0×10－12 mol2·L－2>Ksp(AgZ)＝8.7×10－17 mol2·L－2 【解析】(2)由于AgY比AgX更难溶，则向AgY的饱和溶液中加入AgX固体，发生沉淀的转化，AgX(s)＋Y－(aq)===AgY(s)＋X－(aq)，则[Y－]减小。 (3)25 ℃时，AgY的Ksp＝1.0×10－12 mol2·L－2，即溶液达到饱和时，[Ag＋]＝[Y－]＝1.0×10－6 mol·L－1，而将0.188 g AgY溶于100 mL水中，形成的为饱和溶液(溶质还有未溶解的)，则[Y－]＝1.0×10－6 mol·L－1。 (4)由于Ksp(AgZ)