- 沉淀反应的应用——沉淀的转化
- 共487题
废旧锂离子电池的正极材料试样（主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等）可通过下列实验方法回收钴、锂．
（1）在上述溶解过程中，S2O32ˉ被氧化成SO42ˉ，LiCoO2在溶解过程中反应的离子方程式为______．
（2）除杂时通入空气的目的______，所得的废渣成分为______．从废渣中获得Al2O3的部分流程如图甲所示，括号表示加入的试剂，方框表示所得到的物质．则步骤I需要的玻璃仪器有______，步骤Ⅱ中反应的离子方程式是______．
（3）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如图乙．
a．将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液作阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解．
b．电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液，过滤、烘干得高纯Li2CO3．
①a中，阴极的电极反应式是______．
②b中，生成Li2CO3反应的化学方程式是______．
正确答案
解：（1）根据题意知，酸性条件下，S2O32ˉ被氧化成SO42ˉ，则LiCoO2被氧化生成Co2+，所以发生的离子反应方程式为：S2O32ˉ+8LiCoO2+22H+═2SO42ˉ+8Li++8Co2++11H2O，
故答案为：S2O32ˉ+8LiCoO2+22H+═2SO42ˉ+8Li++8Co2++11H2O；
（2）亚铁离子不稳定，易被氧气氧化生成铁离子，所以除杂时通入空气的目的是将亚铁离子氧化生成铁离子，再将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，从而除去亚铁离子；根据表格知，pH为5-6时，铁离子和铝离子完全转化为沉淀，所以废渣的成分是Fe（OH）3、Al（OH）3；分离固体和溶液的方法是过滤，过滤过程中需要的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒；步骤I中，废渣中的铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，步骤II中，向偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳，使偏铝酸钠转化为氢氧化铝，反应离子方程式为2AlO2-+CO2+3H2O═2Al（OH）3↓+CO32ˉ或AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-，
故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+； Fe（OH）3、Al（OH）3；烧杯、漏斗、玻璃棒；2AlO2-+CO2+3H2O═2Al（OH）3↓+CO32ˉ或AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3ˉ；
（3）①a中，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为：2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2+2OH-，
故答案为：2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2+2OH-；
②b中，氢氧化锂和碳酸氢铵反应生成碳酸锂和碳酸铵，反应方程式为2LiOH+2NH4HCO3═Li2CO3↓+（NH4）2CO3+2H2O，
故答案为：2LiOH+2NH4HCO3═Li2CO3↓+（NH4）2CO3+2H2O．
解析
解：（1）根据题意知，酸性条件下，S2O32ˉ被氧化成SO42ˉ，则LiCoO2被氧化生成Co2+，所以发生的离子反应方程式为：S2O32ˉ+8LiCoO2+22H+═2SO42ˉ+8Li++8Co2++11H2O，
故答案为：S2O32ˉ+8LiCoO2+22H+═2SO42ˉ+8Li++8Co2++11H2O；
（2）亚铁离子不稳定，易被氧气氧化生成铁离子，所以除杂时通入空气的目的是将亚铁离子氧化生成铁离子，再将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，从而除去亚铁离子；根据表格知，pH为5-6时，铁离子和铝离子完全转化为沉淀，所以废渣的成分是Fe（OH）3、Al（OH）3；分离固体和溶液的方法是过滤，过滤过程中需要的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒；步骤I中，废渣中的铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，步骤II中，向偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳，使偏铝酸钠转化为氢氧化铝，反应离子方程式为2AlO2-+CO2+3H2O═2Al（OH）3↓+CO32ˉ或AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-，
故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+； Fe（OH）3、Al（OH）3；烧杯、漏斗、玻璃棒；2AlO2-+CO2+3H2O═2Al（OH）3↓+CO32ˉ或AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3ˉ；
（3）①a中，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为：2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2+2OH-，
故答案为：2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2+2OH-；
②b中，氢氧化锂和碳酸氢铵反应生成碳酸锂和碳酸铵，反应方程式为2LiOH+2NH4HCO3═Li2CO3↓+（NH4）2CO3+2H2O，
故答案为：2LiOH+2NH4HCO3═Li2CO3↓+（NH4）2CO3+2H2O．
已知常温下，AgBr的Ksp=4.9×10-13，AgI的Ksp=8.3×10-17．
（1）AgBr固体在水中达到溶解平衡，写出其表达式______；此时溶液中c（Ag+）=______mol/L；
（2）现向AgBr的悬浊液中：①加入AgNO3固体，则c（Br -）______（填“变大”、“变小”或“不变”，下同）；
②若改加更多的AgBr固体，则c（Ag+）______；
③若改加更多的KI固体，则c（Ag+）______，c（Br -）______．
（3）有关难溶盐的溶度积及溶解度有以下叙述，其中正确的是______
A．将难溶电解质放入纯水中，溶解达到平衡时，电解质离子的浓度的乘积就是该物质的溶度积
B．两种难溶盐电解质，其中Ksp小的溶解度也一定小
C．难溶盐电解质的Ksp与温度有关
D．向AgCl的悬浊液中加入适量的水，使AgCl再次达到溶解平衡，AgCl的Ksp不变，其溶解度也不变．
正确答案
AgBr（s）⇌Ag+（aq）+Br-（aq）
7×10-7
变小
不变
变小
变大
CD
解析
解：（1）AgBr固体在水中溶解平衡的表达式为：AgBr（s）⇌Ag+（aq）+Br-（aq），依据其Ksp=4.9×10-13即：Ksp=c（Ag+）c（Br-），因为c（Ag+）=c（Br-），故c（Ag+）=
（2）根据溴化银的沉淀溶解平衡：AgBr（s）⇌Ag+（aq）+Br-（aq），①加入AgNO3固体，增大银离子浓度，所以平衡向左移动，溴离子浓度减小，故答案为：变小；
②加更多的AgBr固体，因为已达到溶解平衡，所以固体不再溶解，溶液是饱和溶液，故银离子浓度不变，故答案为：不变；
③加更多的KI固体，则碘离子和银离子之间反应，会转化为更难溶的沉淀碘化银，所以银离子浓度减小，平衡右移，溴离子浓度增大，故答案为：变小；变大；
（3）A、有的物质的溶解度随温度升高而增大，有的却是减小的，所以升高温度，Ksp不一定增大，故A错误；
B、如果难溶盐中阴阳离子个数相等，其中Ksp小的溶解度也一定小，故B错误；
C、难溶盐电解质的Ksp与温度有关，不受其他因素的影响，故C正确；
D、难溶盐电解质的Ksp与温度有关，不受其他因素的影响，溶解度只受温度的影响，不受其他因素的影响，故D正确．
故选CD．
已知25℃时，AgI饱和溶液中c（Ag+）为1.23×10-8mol/L，AgCl的饱和溶液中c（Ag+）为1.25×10-5mol/L．若在5mL含有KCl和KI各为0.01mol/L的溶液中，逐滴加入5mL 0.01mol/L AgNO3溶液形成浊液，下列叙述正确是（ ）
正确答案
解析
解：由题意可得，Ksp（AgI）=c（Ag+）×c（I-）=1.23×10-8×1.23×10-8=1.5×10-16，Ksp（AgCl）=c（Ag+）×c（Cl-）=1.25×10-5×1.25×10-5=1.56×10-10．
A．由数据可知，氯化银的溶解度大于碘化银的溶解度，所以先生成碘化银沉淀后生成氯化银沉淀，故A错误；
B．AgI的溶度积Ksp=c（Ag+）×c（I-）=1.23×10-8×1.23×10-8=1.5×10-16，故B错误；
C．碘离子和银离子物质的量相等，完全反应，反应后溶液中c（Ag+）=c（I-）=1.23×10-8mol/L，此时溶液中c（Cl-）=0.005mol/L，c（Ag+）•c（Cl-）=1.23×10-8mol/L×0.005mol/L=6.15×10-11＜Ksp（AgCl），因此此时不能形成AgCl沉淀，此时溶液中Cl-和I-离子浓度之比为
D．升高温度，溶度积增大，故沉淀的量减少，故D错误．
故选C．
已知常温下：
KSP[Mg（OH）2]=1.2×10-11mol3•L-3
KSP（AgCl）=1.8×10-10mol2•L-2
KSP（Ag2CrO4）=1.9×10-12mol3•L-3
KSP（CH3COOAg）=2.3×10-3mol-2•L-2
下列叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、等体积混合浓度均为0.2mol•L-1，c（CH3COO-）×c（Ag+）=0.04＞2.3×10-3，一定产生CH3COOAg沉淀，故A错误；
B、将0.001 mol•L-1的AgNO3溶液滴入0.001 mol•L-1的KCl和0.001 mol•L-1的K2CrO4溶液中，c（Ag+）×c（Cl-）=10-6，c2（Ag+）×c（CrO42-）=10-9，AgCl先达到饱和，应先生成AgCl沉淀，故B错误；
C．Ksp〔Mg（OH）2〕=c（Mg2+）×c2（OH-），c（OH-）≥
D．Ksp（AgCl）只受温度的影响，与浓度无关，故D错误．
故选C．
Cu（OH）2在水溶液中存在着如下沉淀溶解平衡：Cu（OH）2（s）⇌Cu2+（aq）+2OH-（aq），在常温下KSP=2×10-20mol3/L3．在常温下如果要生成Cu（OH）2沉淀，需要向0.02mol/L的CuSO4溶液中加入碱溶液来调整溶液的pH，使溶液的pH大于（ ）
正确答案
解析
解：已知Ksp=2×10-20，c（Cu2+）=0.02mol•L-1，
在常温下如果要生成Cu（OH）2沉淀，
则c（Cu2+）×c2（OH-）≥2×10-20，
所以c（OH-）≥
应调节溶液pH大于5，
故选D．
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