第三章作業(yè)30沉淀溶解平衡的應(yīng)用分值：100分[1~7題，每小題7分]題組一沉淀的生成與溶解1.沈括《夢(mèng)溪筆談》記載：“石穴中水，所滴者皆為鐘乳。”溶洞與鐘乳石的形成涉及反應(yīng)為Ca(HCO3)2(aq)CaCO3(s)+H2O(l)+COA.溶有CO2的水流經(jīng)石灰?guī)r區(qū)域，生成可溶于水的Ca(HCB.鐘乳石的形成經(jīng)歷CaCO3的溶解和析出C.酸雨條件下，上述平衡右移，加速鐘乳石的形成D.由于形成鐘乳石的水動(dòng)力及其沉積部位不同，鐘乳石形狀各異2.已知在pH為4~5的環(huán)境中，Cu2+、Fe2+幾乎不水解，而Fe3+幾乎完全水解。工業(yè)上制CuCl2溶液是將濃鹽酸用蒸氣加熱到80℃左右，再慢慢加入粗氧化銅(含少量雜質(zhì)FeO)，充分?jǐn)嚢枋怪芙狻Ｓト芤褐械碾s質(zhì)離子，下述方法可行的是A.向溶液中通入Cl2，再加入純凈的CuO粉末調(diào)節(jié)pH為4~5B.向溶液中通入H2S使Fe2+沉淀C.向溶液中通入Cl2，再通入NH3，調(diào)節(jié)pH為4~5D.加入純Cu將Fe2+還原為Fe3.探究Mg(OH)2的沉淀溶解平衡時(shí)，利用下表三種試劑進(jìn)行試驗(yàn)，下列說法不正確的是編號(hào)①②③分散質(zhì)Mg(OH)2HClNH4Cl備注懸濁液1mol·L-11mol·L-1A.向①中滴入幾滴酚酞溶液后，溶液顯紅色說明Mg(OH)2是一種弱電解質(zhì)B.為使Mg(OH)2懸濁液溶解得更快，加入過量的NH4Cl濃溶液并充分振蕩，效果更好C.①③混合后發(fā)生反應(yīng)：Mg(OH)2(s)+2NH4+(aq)Mg2+(aq)+2NH3·H2D.向①中加入②，H+與OH-反應(yīng)生成H2O，使c(OH-)減小，Mg(OH)2沉淀溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)4.鐵鹽法是處理含砷廢水的主要方法，已知As(Ⅲ)比As(Ⅴ)毒性大且不易沉降，砷(Ⅴ)酸鐵、砷(Ⅴ)酸鈣的溶解度很小，以下是硫酸廠酸性含砷(Ⅲ)廢水的處理步驟：(1)向含砷廢水中加入消石灰，調(diào)節(jié)廢水的pH至5~6，過濾后再加入一定綠礬，得到混合溶液；(2)向上述混合溶液中加入高濃度雙氧水作為氧化劑，攪拌，至溶液由無色透明液變?yōu)辄S褐色渾濁液；(3)等步驟(2)完成后，加入堿調(diào)節(jié)反應(yīng)后的混合溶液pH至7~9，出現(xiàn)大量褐色沉淀，攪拌充分反應(yīng)后，靜置、過濾、回收濾渣，檢測(cè)濾液中砷含量，達(dá)標(biāo)外排。下列說法正確的是A.步驟(1)中過濾出的濾渣主要是Ca3(AsO3)2B.步驟(2)中雙氧水的作用只是將三價(jià)砷氧化為五價(jià)砷C.步驟(2)中雙氧水可用K2FeO4代替D.步驟(3)中，工業(yè)上調(diào)節(jié)反應(yīng)后的混合溶液pH所用堿最好是NaOH題組二沉淀的轉(zhuǎn)化5.已知：Ksp(CuS)=1.3×10-36，Ksp(MnS)=2.6×10-13。工業(yè)生產(chǎn)中常用MnS作為沉淀劑除去工業(yè)廢水中的Cu2+：Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq)。下列說法錯(cuò)誤的是A.反應(yīng)達(dá)平衡后，繼續(xù)加入MnS，廢水中Cu2+的去除率增加B.該反應(yīng)可將工業(yè)廢水中的Cu2+沉淀完全C.向平衡體系中加入少量CuSO4固體后，c(Mn2+)增大D.該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2.0×10236.為探究沉淀轉(zhuǎn)化的規(guī)律，取1mL0.1mol·L-1AgNO3溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)中所用試劑濃度均為0.1mol·L-1)：下列說法不正確的是A.實(shí)驗(yàn)①中改為“滴加少量NaCl溶液”也能得出沉淀轉(zhuǎn)化規(guī)律B.若在實(shí)驗(yàn)①的混合物中滴加少量濃鹽酸，c(Ag+)變小C.實(shí)驗(yàn)①②說明Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)D.實(shí)驗(yàn)③說明AgI轉(zhuǎn)化為Ag2S7.(2024·揚(yáng)州高二上期中)用Na2CO3溶液可以處理鍋爐水垢中的CaSO4，使其轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3，再用酸除去。下列說法正確的是A.Na2CO3溶液顯堿性的原因：CO32-+2H2OH2CO3B.加入Na2CO3溶液充分反應(yīng)后的上層清液中存在：c(Ca2+)·c(CO32-)<KspC.CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3的離子方程式：CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SD.充分反應(yīng)后的上層清液中存在：c(Na+)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2[8~11題，每小題7分]8.已知①相同溫度下：Ksp[Zn(OH)2]>Ksp(ZnS)，Ksp(MgCO3)>Ksp[Mg(OH)2]；②電離出S2-的能力：FeS>H2S>CuS，則下列離子方程式錯(cuò)誤的是A.將FeS加入稀鹽酸中：FeS+2H+===Fe2++H2S↑B.向CuSO4溶液中通H2S氣體：Cu2++H2S===CuS↓+2H+C.將ZnCl2溶液和Na2S溶液混合：Zn2++S2-+2H2O===Zn(OH)2↓+H2S↑D.向少量Mg(HCO3)2溶液中加入足量的NaOH溶液：Mg2++2HCO3-+4OH-===Mg(OH)2↓+2CO39.(2024·江蘇泰州期中)室溫下，用0.5mol·L-1(NH4)2CO3溶液浸取工業(yè)廢渣粉末(主要含CaSO4·H2O，還含少量SiO2、Fe2O3)制取CaCO3。已知Ksp(CaSO4)=5×10-5，Ksp(CaCO3)=3×10-9。下列說法正確的是A.0.5mol·L-1(NH4)2CO3溶液中存在：c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(HCO3-)+B.“浸取”時(shí)，向(NH4)2CO3溶液中加入適量濃氨水的主要目的是提高溶液的堿性C.“浸取”靜置后的上層清液中有c(Ca2+)·c(CO32-)<Ksp(CaCOD.室溫下，反應(yīng)CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)達(dá)到平衡，溶液中c(SO10.已知：25℃時(shí)，Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12，Ksp(MgF2)=5.2×10-11。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)，向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20mL0.01mol·L-1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·L-1NH4Cl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MgF211.室溫下，用含少量Mg2+的MnSO4溶液制備MnCO3的過程如圖所示。已知Ksp(MgF2)=5.2×10-11，Ka(HF)=6.3×10-4。下列說法正確的是A.0.1mol·L-1NaF溶液中：c(F-)=c(Na+)+c(H+)B.“除鎂”得到的上層清液中：c(F-)=KC.反應(yīng)Mg(OH)2+2HFMgF2+2H2O的平衡常數(shù)K=KspD.“沉錳”后的濾液中：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c12.(11分)已知25℃時(shí)，幾種難溶電解質(zhì)的溶度積如下表：難溶電解質(zhì)CaCO3CaSO4MgCO3Ksp3.4×10-94.9×10-56.8×10-6某學(xué)習(xí)小組欲探究CaSO4沉淀轉(zhuǎn)化為CaCO3沉淀的可能性，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①向100mL0.1mol·L-1的CaCl2溶液中加入0.1mol·L-1的Na2SO4溶液100mL，立即有白色沉淀生成。②向①中加入3gNa2CO3固體，攪拌，靜置后棄去上層清液。③再加入蒸餾水?dāng)嚢?，靜置后再棄去上層清液。④。

(1)由題中信息知，沉淀類型相同時(shí)，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)(3分)請(qǐng)補(bǔ)充第④步檢驗(yàn)沉淀的操作及發(fā)生的現(xiàn)象：。

(5)請(qǐng)寫出該原理在實(shí)際生活、生產(chǎn)中的一個(gè)應(yīng)用：。

13.(12分)軟錳礦的主要成分為MnO2，還含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等雜質(zhì)，工業(yè)上用軟錳礦制取MnSO4·H2O的流程如圖：已知：部分金屬陽(yáng)離子完全沉淀時(shí)的pH如下表：金屬陽(yáng)離子Fe3+Al3+Mn2+Mg2+完全沉淀時(shí)的pH3.25.210.412.4(1)“浸出”過程中MnO2轉(zhuǎn)化為Mn2+的離子方程式為。

(2)“第1步除雜”中形成濾渣1的主要成分為(填化學(xué)式)，調(diào)pH至5~6所加的試劑，可選擇(填字母)。

a.CaO b.MgO c.Al2O3 d.氨水(3)“第2步除雜”，主要是將Ca2+、Mg2+轉(zhuǎn)化為相應(yīng)氟化物沉淀除去，寫出用MnF2除去Mg2+的離子方程式：，

該反應(yīng)的平衡常數(shù)為(結(jié)果保留一位小數(shù))(已知：MnF2的Ksp=5.3×10-3；CaF2的Ksp=1.5×10-10；MgF2的Ksp=7.4×10-11)。

(4)取少量MnSO4·H2O溶于水，配成溶液，測(cè)其pH發(fā)現(xiàn)該溶液顯酸性，原因是

(用離子方程式表示)。

答案精析1.C2.A3.A4.C[由題給信息可知As(Ⅲ)比As(Ⅴ)毒性大且不易沉降，向含砷廢水中加入消石灰的目的是中和溶液中的硫酸，調(diào)節(jié)溶液的pH，則亞砷酸根離子應(yīng)在濾液中，過濾得到的濾渣為硫酸鈣，故A錯(cuò)誤；由題意可知，步驟(2)中雙氧水的作用是將溶液中的三價(jià)砷氧化為五價(jià)砷，同時(shí)將亞鐵離子氧化為鐵離子，使反應(yīng)生成的鐵離子與砷酸根離子生成難溶的砷酸鐵沉淀，故B錯(cuò)誤；高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，也能將溶液中的三價(jià)砷氧化為五價(jià)砷，同時(shí)將亞鐵離子氧化為鐵離子，達(dá)到生成砷酸鐵沉淀的目的，故C正確；由題給信息可知，步驟(3)中，工業(yè)上調(diào)節(jié)反應(yīng)后的混合溶液pH所用堿最好選用廉價(jià)易得的氫氧化鈣，調(diào)節(jié)溶液pH的同時(shí)，還能將溶液中的砷酸根離子轉(zhuǎn)化為砷(Ⅴ)酸鈣，提高處理廢水的效果，故D錯(cuò)誤。]5.A[達(dá)到平衡后，增加MnS的用量，平衡不移動(dòng)，廢水中Cu2+的去除率不變，故A錯(cuò)誤；利用此反應(yīng)可將工業(yè)廢水中的Cu2+沉淀完全，故B正確；c(Cu2+)增大，平衡正向移動(dòng)，所以c(Mn2+)增大，故C正確；該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(Mn2+)c(Cu2+)=6.A[如果實(shí)驗(yàn)①中改為“滴加少量NaCl溶液”，溶液中將剩余過量的Ag+，繼續(xù)加入KI、Na2S溶液無法得出沉淀轉(zhuǎn)化規(guī)律，故A錯(cuò)誤；若在實(shí)驗(yàn)①的混合物中滴加少量濃鹽酸，使得溶液中Cl-濃度升高，此時(shí)Ksp(AgCl)不變，所以c(Ag+)變小，故B正確；由實(shí)驗(yàn)①②可知，AgCl轉(zhuǎn)化為AgI，說明Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)，故C正確；黃色沉淀為AgI，加入Na2S溶液生成黑色沉淀Ag2S，故D正確。]7.C[Na2CO3溶液顯堿性的原因：CO32-+H2OHCO3-+OH-，故A錯(cuò)誤；加入Na2CO3溶液充分反應(yīng)后的上層清液為碳酸鈣的飽和溶液，c(Ca2+)·c(CO32-)=Ksp(CaCO3)，故B錯(cuò)誤；充分反應(yīng)后的上層清液中含碳酸鈉和硫酸鈉，根據(jù)元素守恒可知c(Na+)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(8.C[電離出S2-的能力：FeS>H2S，H+更易結(jié)合S2-，則FeS與稀鹽酸反應(yīng)的離子方程式為FeS+2H+===H2S↑+Fe2+，故A正確；由電離出S2-的能力：H2S>CuS可知，Cu2+更易結(jié)合S2-，則銅離子和硫化氫反應(yīng)生成硫化銅：Cu2++H2S===CuS↓+2H+，故B正確；由Ksp[Zn(OH)2]>Ksp(ZnS)可知，ZnS比Zn(OH)2更難溶，鋅離子和硫離子結(jié)合生成硫化鋅沉淀，故C錯(cuò)誤；由Ksp(MgCO3)>Ksp[Mg(OH)2]可知，Mg(OH)2更難溶，因NaOH溶液足量，Mg2+轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀，同時(shí)還能將HCO3-轉(zhuǎn)化為CO32-，反應(yīng)的離子方程式為Mg2++2HCO3-+4OH-===Mg(OH)2↓+2CO39.D[(NH4)2CO3溶液中存在電荷守恒：c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)，A錯(cuò)誤；“浸取”時(shí)，向(NH4)2CO3溶液中加入適量濃氨水是為了抑制CO32-水解為HCO3-，從而增大溶液中CO32-濃度，使CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)平衡正向移動(dòng)，生成更多的碳酸鈣，B錯(cuò)誤；“浸取”靜置后的上層清液中有c(Ca2+)·c(CO32-)=Ksp(CaCO3)，C錯(cuò)誤；室溫下，反應(yīng)CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+S10.B11.C[0.1mol·L-1NaF溶液中存在電荷守恒：c(F-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)，故A錯(cuò)誤；“除鎂”得到的上層清液為MgF2的飽和溶液，有Ksp(MgF2)=c2(F-)·c(Mg2+)，故c(F-)=Ksp(MgF2)c(Mg2+)，故B錯(cuò)誤；反應(yīng)Mg(OH)2+2HFMgF2+2H2O的平衡常數(shù)為K=1c2(HF)=Ka2(HF)c2(H+)12.(1)大(2)Na2CO3(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+Na2SO4(aq)(3)洗去沉淀中附著的SO42-(4)向沉淀中加入足量的鹽酸，沉淀完全溶解，并放出無色無味的氣體(5)將鍋爐水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO313.(1)MnO2+SO2===SO42-(2)Al(OH)3、Fe(OH)3ab(3)MnF2(s)+Mg2+(aq)Mn2+(aq)+MgF2(s)7.2×107(4)Mn2