2013-2014学年高中化学(人教版选修4)同步课时检测第三章水溶液中的离子平衡第9课时沉淀反应的

训练9沉淀反应的应用[基础过关]一、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BCu2＋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；Ksp(CuS)＝1.3×10－36；Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。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0.1mol·L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的浓度最大只能达到1.6×10－23mol·L－1C．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溶液后，混合液中c(Fe2＋)变大、c(S2－)变小，但Ksp(FeS)变大3．已知：25℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp[MgF2]＝7.42×10－11。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c(Mg2＋)大B．25℃时，Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大C．25℃时，Mg(OH)2固体在20mL0.01mol·L－1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·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MgF24．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AgClAgBrAgIAg2SO4Ag2CrO4Ksp1.8×10－105.4×10－138.5×10－171.4×10－51.12×10－12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4×10－3mol·L－1的AgNO3溶液和4×10－3mol·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100mL0.1mol·L－1的Na2SO4溶液中加入1mL0.1mol·L－1的AgNO3溶液，有白色沉淀生成5．根据实验回答问题：(1)在一支试管中加入2mL0.1mol·L－1的ZnSO4溶液，再滴加1mol·L－1的Na2S溶液可观察到的现象是____________________。(2)静置后倾去上层清液，并用蒸馏水洗涤沉淀2～3次，然后向白色沉淀中滴加适量的0.1mol·L－1的CuSO4溶液，振荡试管。观察到的现象是________________________。(3)上述实验中反应的离子方程式是①________________________________________________________________________。②________________________________________________________________________。(4)试用沉淀溶解平衡的原理分析解释(2)中实验现象的变化。二、分步沉淀6．在Cl－和CrO2－4离子浓度都是0.100mol·L－1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液(忽略体积改变)时，问AgCl和Ag2CrO4哪一种先沉淀？当Ag2CrO4开始沉淀时，溶液中Cl－离子浓度是多少？已知：Ksp(AgCl)＝1.56×10－10Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。7．一溶液中含有Fe3＋和Fe2＋，它们的浓度都是0.050mol·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]＝1.1×10－36Ksp[Fe(OH)2]＝1.64×10－14(提示：当某离子浓度小于10－5mol·L－1时可以认为该离子沉淀完全了)8．试利用平衡移动原理解释下列事实：(1)FeS不溶于水，但能溶于稀盐酸中__________________________________________________________________________________________________________________。(2)分别用等体积的蒸馏水和0.010mol·L－1硫酸洗涤BaSO4沉淀，用水洗涤造成BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤造成的损失量______________________________________________________________________________________________________________。[能力提升]9．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_________________________________________。10．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)＝c(Ag＋)·c(X－)＝1.8×10－10AgY(s)Ag＋(aq)＋Y－(aq)Ksp(AgY)＝c(Ag＋)·c(Y－)＝1.0×10－12AgZ(s)Ag＋(aq)＋Z－(aq)Ksp(AgZ)＝c(Ag＋)·c(Z－)＝8.7×10－17(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/1L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c(Y－)______________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)在25℃时，若取0.188g的AgY(相对分子质量188)固体放入100mL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：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。11．工业废水中常含有一定量的Cr2O2－7和CrO2－4，它们会对人类及生态系统产生很大危害，必须进行处理。还原沉淀法是常用的一种方法，其过程如下：CrO2－4――→H＋转化Cr2O2－7――→Fe2＋还原Cr3＋――→OH－沉淀Cr(OH)3↓(1)转化过程中存在平衡：2CrO2－4＋2H＋Cr2O2－7＋H2O。能说明该反应达平衡状态的是________。a．Cr2O2－7和CrO2－4的浓度相同b．2v(Cr2O2－7)＝v(CrO2－4)c．溶液的pH保持不变(2)若1L废水转化后所得溶液中含铬元素的质量为28.6g，CrO2－4有1011转化为Cr2O2－7(已知铬的相对原子质量为52)。①转化后所得溶液中c(Cr2O2－7)＝__________。②已知：常温时该反应的平衡常数K＝1014。上述转化后所得溶液的pH＝________。(3)若在还原过程中还原1molCr2O2－7，需要________mol的FeSO4·7H2O。(4)沉淀过程中生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)Cr3＋(aq)＋3OH－(aq)，常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp＝10－32，要使c(Cr3＋)降至10－5mol·L－1，溶液的pH应调至________。[拓展探究]12．难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO2－4＋2H2O为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：(1)滤渣主要成分有________和________以及未溶杂卤石。(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K＋的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)“除杂”环节中，先加入________溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入__________溶液调滤液pH至中性。(4)不同温度下，K＋的浸出浓度与溶浸时间的关系见右图。由图可得，随着温度升高，①___________，②___________。(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO4(s)＋CO2－3CaCO3(s)＋SO2－4已知298K时，Ksp(CaCO3)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝4.90×10－5，求此温度下该反应的平衡常数K(计算结果保留三位有效数字)。答案1．D2．C3．B4．D5．(1)有白色沉淀生成(2)白色沉淀变为黑色沉淀(3)①Zn2＋＋S2－===ZnS↓②ZnS(s)＋Cu2＋===CuS(s)＋Zn2＋(4)第一次生成的白色沉淀为ZnS，在水中建立了沉淀溶解平衡：ZnS(s)Zn2＋(aq)＋S2－(aq)，Ksp＝1.6×10－24，此时Qc＝Ksp(ZnS)。加入CuSO4溶液后，Cu2＋、S2－的离子积Qc大于Ksp(CuS)。[Ksp(CuS)＝1.3×10－36]；故Cu2＋、S2－结合生成CuS沉淀，即ZnS白色沉淀转化为溶度积更小的CuS黑色沉淀。6．AgCl先沉淀；当Ag2CrO4开始沉淀时，溶液中Cl－离子浓度是1.64×10－5mol·L－17．溶液的pH控制在3.7～7.8之间。8．(1)FeS(s)Fe2＋(aq)＋S2－(aq)，加入稀盐酸后，S2－＋2H＋===H2S↑，破坏了FeS的溶解平衡，使上述平衡向正方向移动，故FeS溶解(2)BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)，用水洗涤使BaSO4的溶解平衡向正反应方向移动，造成BaSO4的损失；而用H2SO4洗涤，H2SO4===2H＋＋SO2－4，SO2－4的存在抑制了BaSO4的溶解，故BaSO4的损失量少9．(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10．(1)S(AgX)S(AgY)S(AgZ)(2)减