- 难溶电解质的溶解平衡
- 共2266题
采用硫酸同槽浸出软锰矿（主要成分MnO2）和黄铜矿（主要成分CuFeS2）的新工艺方法提取锰、铜、铁元素获得成功，符合绿色化学思想，生产流程示意如下：已知：
步骤①：5MnO2+2CuFeS2+10H2SO4=5MnSO4+Fe2（SO4）3+2CuSO4+4S+10H2O
（1）请写出MnO2一种用途：______．
根据下表数据，回答相关问题．
（2）E：______，F：______，D中主要溶质______（填化学式）．
（3）若c（MnSO4）=3×10-6 mol•L-1，c（CO32-）=3.3×10-5 mol•L-1，则MnSO4溶液与碳酸盐溶液按体积比2：1混合，恰好达到溶解平衡，MnCO3的Ksp=______．
（4）请写出步骤④发生的离子反应方程式：______．
（5）步骤⑤，在不同温度下分解可得到锰的不同氧化物．根据如图数据计算：530℃至1000℃时，可得一种固体纯净物．其化学式为：______．
（6）称取0.435g软锰矿于烧杯中，再分别往烧杯中加入过量的20.00mL 0.1000mol•L-1 Na2C2O4溶液和过量的硫酸，充分搅拌溶解，过滤，将滤液转移至锥形瓶中，用0.1000mol•L-1的KMnO4溶液滴定至终点，消耗了4.00mL KMnO4的溶液．反应式如下：MnO2+Na2C2O4+2H2SO4=MnSO4+Na2SO4+2CO2↑+2H2O
①写出酸性KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4溶液的离子反应方程式：______．
②计算软锰矿中MnO2的百分含量______．
正确答案
解：（1）在所学知识中，二氧化锰的作用有：在双氧水的分解反应中做催化剂，在实验室可以用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气，故答案为：催化剂、制备氯气；
（2）根据表中数据，氢氧化铁在pH=6.4开始沉淀，当pH=9.0时沉淀完全，氢氧化铜在pH=4.2开始沉淀，当pH=6.7时沉淀完全，所以步骤②先获得的是氢氧化铁，然后获得的是氢氧化铜，最后溶液是硫酸铵，
故答案为：Fe（OH）3、Cu（OH）2、（NH4）2SO4；
（3）MnCO3的Ksp=[Mn2+]•[CO32-]=
（4）向含有锰离的盐中通入二氧化碳和氨气，可以获得碳酸锰沉淀，原理为：Mn2++2NH3+CO2+H2O=MnCO3↓+2NH4+，
故答案为：Mn2++2NH3+CO2+H2O=MnCO3↓+2NH4+；
（5）530℃是获得的是8.7g的二氧化锰，物质的量是0.1mol，在1000℃是得到的是7.9gMn的氧化物，相对分子质量=
（6）①高锰酸钾具有强氧化性，可以将草酸根氧化，实质是：C2O42-+2MnO4-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，
故答案为：C2O42-+2MnO4-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；
②0.1000mol•L-1的KMnO4溶液滴定至终点，消耗了4.00mL KMnO4的溶液，则草酸钠的剩余量=0.1000mol•L-1×0.004L×
0.001mol Na2C2O4溶液消耗掉的二氧化锰的物质的量为0.001mol，所以软锰矿中MnO2的百分含量=
解析
解：（1）在所学知识中，二氧化锰的作用有：在双氧水的分解反应中做催化剂，在实验室可以用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气，故答案为：催化剂、制备氯气；
（2）根据表中数据，氢氧化铁在pH=6.4开始沉淀，当pH=9.0时沉淀完全，氢氧化铜在pH=4.2开始沉淀，当pH=6.7时沉淀完全，所以步骤②先获得的是氢氧化铁，然后获得的是氢氧化铜，最后溶液是硫酸铵，
故答案为：Fe（OH）3、Cu（OH）2、（NH4）2SO4；
（3）MnCO3的Ksp=[Mn2+]•[CO32-]=
（4）向含有锰离的盐中通入二氧化碳和氨气，可以获得碳酸锰沉淀，原理为：Mn2++2NH3+CO2+H2O=MnCO3↓+2NH4+，
故答案为：Mn2++2NH3+CO2+H2O=MnCO3↓+2NH4+；
（5）530℃是获得的是8.7g的二氧化锰，物质的量是0.1mol，在1000℃是得到的是7.9gMn的氧化物，相对分子质量=
（6）①高锰酸钾具有强氧化性，可以将草酸根氧化，实质是：C2O42-+2MnO4-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，
故答案为：C2O42-+2MnO4-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；
②0.1000mol•L-1的KMnO4溶液滴定至终点，消耗了4.00mL KMnO4的溶液，则草酸钠的剩余量=0.1000mol•L-1×0.004L×
0.001mol Na2C2O4溶液消耗掉的二氧化锰的物质的量为0.001mol，所以软锰矿中MnO2的百分含量=
沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用．难溶物在水中溶解达到饱和时，即建立沉淀溶解平衡，平衡常数称为溶度积（Ksp）．已知25℃时，Ksp（BaSO4）=1×10-10，Ksp（BaCO3）=2.5×10-9．
（1）将浓度均为0.1mol•L-1的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混，充分搅拌后过滤，滤液中c（Ba2+）=______mol•L-1．取100mL滤液与100mL 2mol•L-1的Na2SO4溶液混合，混合液中c（Ba2+）=______mol•L-1．
（2）医学上进行消化系统的X射线透视时，常使用BaSO4作内服造影剂．胃酸很强（pH约为1），但服用大量BaSO4仍然是安全的，BaSO4不溶于酸的原因是______ （用沉淀溶解平衡原理解释）．万一误服了少量BaCO3，应尽快用大量0.5mol•L-1Na2SO4溶液给患者洗胃，如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变，残留在胃液中的Ba2+浓度仅为______mol•L-1．
（3）长期使用的锅炉需要定期除水垢，否则会降低燃料的用率．水垢中含有的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去．
①CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为______；
②请分析CaSO4转化为CaCO3的原理：______．
正确答案
解：（1）将浓度均为0.1mol/L的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合，充分搅拌后过滤，滤液中为饱和溶液，则存在：c（Ba2+）×c（SO42-）=1×10-10，c（Ba2+）=1×10-5mol/L；
取100mL滤液与100mL2mol/LNa2SO4的溶液混合，反应后c（SO42-）=1mol/L，则由c（Ba2+）×c（SO42-）=1×10-10可知：c（Ba2+）=1×10-10mol/L，
故答案为：1×10-5；1×10-10；
（2）由平衡BaSO4（s）⇌Ba2+（aq）+SO42-（aq）可知，H+不能减少Ba2+或SO42-的浓度，平衡不能向溶解方向移动，
c（SO42-）=0.5mol/L，则由c（Ba2+）×c（SO42-）=1×10-10可知：c（Ba2+）=
故答案为：对于平衡BaSO4（s）⇌Ba2+（aq）+SO42-（aq），H+不能减少Ba2+或SO42-的浓度，平衡不能向溶解方向移动；2×10-10；
（3）①CaSO4 转化为CaCO3的离子方程式为CaSO4（s）+CO32-（aq）=CaCO3（s）+SO42-（aq），
故答案为：CaSO4（s）+CO32-（aq）=CaCO3（s）+SO42-（aq）；
②由平衡CaSO4（s）⇌Ca2+（aq）+SO42-（aq）可知，加入Na2CO3溶液后，CO32-与Ca2+结合生成CaCO3沉淀Ca2+浓度减少，使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动，发生：CaSO4（s）+CO32-（aq）=CaCO3（s）+SO42-（aq），
故答案为：CaSO4存在沉淀溶解平衡，加入Na2CO3溶液后，CO32-与Ca2+结合生成CaCO3沉淀Ca2+浓度减少，使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动．
解析
解：（1）将浓度均为0.1mol/L的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合，充分搅拌后过滤，滤液中为饱和溶液，则存在：c（Ba2+）×c（SO42-）=1×10-10，c（Ba2+）=1×10-5mol/L；
取100mL滤液与100mL2mol/LNa2SO4的溶液混合，反应后c（SO42-）=1mol/L，则由c（Ba2+）×c（SO42-）=1×10-10可知：c（Ba2+）=1×10-10mol/L，
故答案为：1×10-5；1×10-10；
（2）由平衡BaSO4（s）⇌Ba2+（aq）+SO42-（aq）可知，H+不能减少Ba2+或SO42-的浓度，平衡不能向溶解方向移动，
c（SO42-）=0.5mol/L，则由c（Ba2+）×c（SO42-）=1×10-10可知：c（Ba2+）=
故答案为：对于平衡BaSO4（s）⇌Ba2+（aq）+SO42-（aq），H+不能减少Ba2+或SO42-的浓度，平衡不能向溶解方向移动；2×10-10；
（3）①CaSO4 转化为CaCO3的离子方程式为CaSO4（s）+CO32-（aq）=CaCO3（s）+SO42-（aq），
故答案为：CaSO4（s）+CO32-（aq）=CaCO3（s）+SO42-（aq）；
②由平衡CaSO4（s）⇌Ca2+（aq）+SO42-（aq）可知，加入Na2CO3溶液后，CO32-与Ca2+结合生成CaCO3沉淀Ca2+浓度减少，使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动，发生：CaSO4（s）+CO32-（aq）=CaCO3（s）+SO42-（aq），
故答案为：CaSO4存在沉淀溶解平衡，加入Na2CO3溶液后，CO32-与Ca2+结合生成CaCO3沉淀Ca2+浓度减少，使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动．
正确答案
解析
解：A．在T1曲线上方区域（不含曲线）为过饱和溶液，所以有晶体析出，故A正确；
B．蒸发溶剂，增大溶液中溶质的浓度，温度不变，溶度积常数不变，所以蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、b之间的某一点（不含a、b），故B正确；
C．升温增大溶质的溶解度，溶液中钡离子、硫酸根离子浓度都增大，故C错误；
D.25°C时硫酸钡的Ksp=1.07×10-10，根据图片知，温度越高，硫酸钡的离子积常数越大，T2时硫酸钡的溶度积常数=1.0×10-4×5.0×10-5=5×10-9＞1.07×10-10，所以该温度大于25℃，故D正确；
故选C．
化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2+：Cu2+（aq）+MnS（s）⇌CuS（s）+Mn2+（aq），下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．分子式相似的分子，溶度积大的沉淀可以转化为溶度积小的沉淀，所以MnS的Ksp比CuS的Ksp大，故A错误；
B．该反应达到平衡时各离子的浓度保持不变，但不一定相等，故B错误；
C．增大铜离子的浓度，平衡正向移动，所以C（Mn2+）变大，c（Cu2+）变大，故C错误；
D． 反应的平衡常数K=
故选D．
下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．同类型的沉淀，溶度积小的沉淀先析出，即Ksp（AgCl）＞Ksp（AgI），故A错误；
B．苯酚与碳酸钠反应生成苯酚钠和碳酸氢钠，则溶液变澄清，说明酸性：苯酚＞HCO3-，故B正确；
C．因氯水中含HClO，具有漂白性，向蓝色石蕊试纸上滴加新制氯水，纸边缘呈红色，中间为白色，则氯水既有酸性又有氧化性，故C错误；
D．淀粉在酸性条件下水解生成葡萄糖，葡萄糖的银镜反应应在碱性条件下进行，题目没有调节溶液至碱性，故D错误；
故选B．
正确答案
解析
解：A、t℃时AgCl的Ksp=2×10-10，由A 知Ag2CrO4的Ksp为1×10-12，则S（AgCl）=
B、依据 图象曲线上的数据结合溶度积常数概念计算得到；曲线上的点是沉淀溶解平衡，Ag2CrO4的沉淀溶剂平衡为：Ag2CrO4（s）⇌2Ag+CrO42-，
Ksp=c2（Ag+）c（CrO42-）=（10-3）2×10-6=10-12，故B正确；
C、在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4仍为饱和溶液，点仍在曲线上，所以在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点，故C错误；
D、用AgNO3溶液滴定过程中，由于AgCl的溶解度小，AgCl先沉淀出来，待AgCl定量沉淀后，过量的一滴AgNO3溶液即与K2CrO4反应，形成Ag2CrO4砖红色沉淀，则有砖红色沉淀生成时即达到终点，所以能采用K2CrO4溶液为指示剂，故D错误，故选B．
如果BaCO3沉淀中含有0.01mol BaSO4，在1.0L次沉淀的饱和溶液中加入多少Na2CO3才能使BaSO4完全转化为BaCO3？（ksp（BaSO4）=1.1×10-10 ksp（BaCO3）=2.6×10-9）
正确答案
解：硫酸钡沉淀转化成碳酸钡沉淀的反应为：CO32-+BaSO4=BaCO3+SO42-，该反应的平衡常数K=
已知c（SO42-）=
则：
解得：c（CO32-）≥0.236mol/L，
1L该溶液中含有碳酸钠的物质的量为：0.238mol×1L=0.236mol，
答：在1.0L此硫酸钡饱和溶液中至少需要加入0.236mol碳酸钠，才能够使硫酸钡沉淀完全转化成碳酸钡沉淀．
解析
解：硫酸钡沉淀转化成碳酸钡沉淀的反应为：CO32-+BaSO4=BaCO3+SO42-，该反应的平衡常数K=
已知c（SO42-）=
则：
解得：c（CO32-）≥0.236mol/L，
1L该溶液中含有碳酸钠的物质的量为：0.238mol×1L=0.236mol，
答：在1.0L此硫酸钡饱和溶液中至少需要加入0.236mol碳酸钠，才能够使硫酸钡沉淀完全转化成碳酸钡沉淀．
已知25℃时Ksp[Mg（OH）2]=5.6×10-12，Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，Ksp[Al（OH）3]=1.1×10-33
（1）①在25℃下，向浓度均为0.1mol•L-1的AlCl3和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成______沉淀（填化学式）．
②用MgCl2、AlCl3的混合溶液（A） 与过量氨水（B） 反应，为使Mg2+、Al3+同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入______（填“A”或“B”），再滴加另一反应物．
（2）溶液中某离子物质的量浓度低于1.0×10-5 mol•L-1时，可认为已沉淀完全．现向一定浓度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水，当Fe3+完全沉淀时，测定c（Al3+）=0.2 mol•L-1．此时所得沉淀中______（填“还含有”或“不含有”）Al（OH）3．请写出计算过程______．
正确答案
Al（OH）3
B
不含有
Fe3+完全沉淀时，c（OH-）3=
解析
解：（1）①根据Al（OH）3、Cu（OH）2的溶度积常数，在25℃下，向浓度均为0.1mol•L-1的AlCl3和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，
故答案为：Al（OH）3；
②向沉淀反应器中加入过量的氨水，可使Mg2+、Al3+同时生成沉淀，故答案为：B；
（2）Fe3+完全沉淀时，c（OH-）3=
故答案为：不含有；Fe3+完全沉淀时，c（OH-）3=
（2015春•宁城县期末）一定温度下，石灰乳悬浊液中存在下列平衡：Ca（OH）2（s）⇌Ca2+（aq）+2OH-（aq），当向一定量的石灰乳悬浊液中加入少量生石灰时，下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：向悬浊液中加少量生石灰，发生：CaO+H2O=Ca（OH）2，
AB．加入CaO，消耗水，由于原溶液已达到饱和，则平衡向逆反应方向移动，溶液中Ca2+数目减少，但浓度不变，故A正确，B错误；
C．反应后仍为饱和溶液，c（OH-）不变，溶液pH不变，故C错误；
D．反应后仍为饱和溶液，溶液中溶质的质量分数不变，故D错误；
故选A．
在一定温度下，向AgI的饱和溶液中：（填“增大”、“减小”或“不变”）
（1）若加入AgNO3固体，c（Ag+）______，c（I-）______．
（2）若加入更多的AgI固体，则c（I-）______．
（3）若加入AgBr固体，c（I-）______．
（4）若加入Na2S固体，c（Ag+）______，c（I-）______．
正确答案
解：在一定温度下，向AgI的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡，AgI（s）⇌Ag+（aq）+I-（aq），平衡状态下存在溶度积常数，Ksp=C（Ag+）•C（I-）；
（1）若加入AgNO3固体，会增加银离子浓度，沉淀溶解平衡AgI（s）⇌Ag+（aq）+I-（aq），左移，c（I-）减小，故答案为：增大；减小；
（2）若加入更多的AgI固体，沉淀溶解平衡AgI（s）⇌Ag+（aq）+I-（aq），不变，则c（I-）不变，故答案为：不变；
（3）若加入固体AgBr，AgBr的溶解性大于AgI，所以平衡状态下AgBr溶液中的银离子浓度大于AgI溶液中的银离子浓度，所以碘化银沉淀溶解平衡左移，c（I-）减小，故答案为：减小；
（4）若加入Na2S固体，Ag2S的溶解性小于AgI，所以碘化银沉淀溶解平衡右移生成Ag2S沉淀，所以c（Ag+）减小，c（I-）增大，故答案为：减小；增大；
解析
解：在一定温度下，向AgI的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡，AgI（s）⇌Ag+（aq）+I-（aq），平衡状态下存在溶度积常数，Ksp=C（Ag+）•C（I-）；
（1）若加入AgNO3固体，会增加银离子浓度，沉淀溶解平衡AgI（s）⇌Ag+（aq）+I-（aq），左移，c（I-）减小，故答案为：增大；减小；
（2）若加入更多的AgI固体，沉淀溶解平衡AgI（s）⇌Ag+（aq）+I-（aq），不变，则c（I-）不变，故答案为：不变；
（3）若加入固体AgBr，AgBr的溶解性大于AgI，所以平衡状态下AgBr溶液中的银离子浓度大于AgI溶液中的银离子浓度，所以碘化银沉淀溶解平衡左移，c（I-）减小，故答案为：减小；
（4）若加入Na2S固体，Ag2S的溶解性小于AgI，所以碘化银沉淀溶解平衡右移生成Ag2S沉淀，所以c（Ag+）减小，c（I-）增大，故答案为：减小；增大；
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