1、第第 3 节节 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 第第 1 课时课时 沉淀溶解平衡与溶度积沉淀溶解平衡与溶度积 学业要求 素养对接 认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解 平衡。 平衡思想：难溶电解质存在平衡体 系。 知 识 梳 理 知识点一、难溶电解质的沉淀溶解平衡 1.固体物质的溶解度(S)与溶解性的关系 溶解性 难溶 微溶 可溶 易溶 S 的范围 S0.01 g 0.01 gS1 g 1 gS10 g S10 g 2.沉淀溶解平衡状态 在一定温度下，固体溶质在水中形成饱和溶液时，溶液中溶质质量保持不变的状 态。该状态下，固体溶质溶解的速率和溶液中溶质分子结晶的速率达到相等，但 溶解和结晶仍在进行。
2、 3.沉淀溶解平衡 (1)概念 在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了动态平衡，叫做难溶 电 解 质 的 沉 淀 溶 解 平 衡 。 如 AgCl 溶 于 水 的 沉 淀 溶 解 平 衡 表 示 为 AgCl(s)Ag (aq)Cl(aq)。 (2)特征 知识点二、溶度积常数 1.在一定温度下，沉淀达沉淀溶解平衡后的溶液为饱和溶液，其离子浓度不再发 生变化，溶液中各离子浓度幂之积为常数，叫做溶度积常数(简称溶度积)，用 Ksp 表示。 2.写出下列沉淀溶解平衡的溶度积常数的表达式： (1)AgCl(s)Ag (aq)Cl(aq) KspAg Cl； (2)Fe(OH)3(s)Fe
3、3 (aq)3OH(aq) KspFe3 OH3； (3)AmBn(s)mAn (aq)nBm(aq) KspAn mBmn. 自 我 检 测 1.根据对溶解度及反应限度、化学平衡原理的认识，生成沉淀的离子反应能否真 正进行到底？ 答案 不能进行到底。从溶解度来看，所谓难溶是指溶解度小于 0.01 g，并非溶 解度为 0；任何化学反应都具有可逆性，可逆反应达到平衡状态时，反应物和生 成物的浓度不再变化，从而使生成沉淀的离子反应不能进行到底。 2.从物质类别、变化过程角度分析沉淀溶解平衡与弱电解质的电离平衡有何区 别？ 答案 (1)从物质类别看，难溶电解质可以是强电解质，也可以是弱电解质如 Ba
4、SO4是强电解质，而 Al(OH)3是弱电解质，而难电离物质只能是弱电解质。 (2)从变化的过程来看，沉淀溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形 成沉淀与溶解的平衡状态； 而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子 与离子之间的转化达到平衡状态。 3.溶解度较小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀，而溶解度小的沉淀不能向溶解 度大的沉淀转化，这种认识对吗？ 答案 不对。只要浓度商 QKsp，溶解度小的沉淀也可以转化为溶解度大的沉 淀。 4.同温条件下，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强，这种认识对 吗？ 答案 不对，对于同类型物质而言，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能
5、力越强，如 AgClAgBrAgI；而对于不同类型的物质，则不能直接比较，如 Ksp(AgCl)1.810 10 mol2 L2，K spMg(OH)21.810 11 mol3 L3，不能认为 Mg(OH)2比 AgCl 更难溶，需转化为溶解度进行比较。 学习任务一、影响沉淀溶解平衡的因素 中国是个多溶洞的国家， 如闻名于世的桂林溶洞、 北京石花洞、 安徽石台溶洞群， 都是自然界创造出来的杰作。那么溶洞形成的具体原理是什么？ 提示 石灰岩里不溶性的碳酸钙与水及二氧化碳反应能转化为可溶性的碳酸氢 钙Ca(HCO3)2。溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶向溶洞底滴落时，水分蒸发，二氧 化碳压强减小以及温度
6、的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙沉淀。 这 些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋等 【名师点拨】 1.已知沉淀溶解平衡 Mg(OH)2(s)Mg2 (aq)2OH(aq)，请分析当下列条 件改变时，对该沉淀溶解平衡的影响，填写下表，并归纳其影响因素。 条件改变 移动方向 Mg2 OH 加水 向右 不变 不变 升温 向右 增大 增大 加 MgCl2(s) 向左 增大 减小 加盐酸 向右 增大 减小 加 NaOH(s) 向左 减小 增大 2.影响沉淀溶解平衡的因素 (1)内因：溶质本身的性质。绝对不溶的物质是没有的；同是微溶物质，溶解度 差别也很大；易溶溶质只要是饱和溶液也存
7、在溶解平衡。 (2)外因：浓度：加水，平衡向溶解方向移动。温度：升温，多数平衡向溶 解方向移动；少数平衡向生成沉淀的方向移动，如 Ca(OH)2的沉淀溶解平衡。 同离子效应：向平衡体系中加入相同的离子，使平衡向生成沉淀的方向移动。 其他： 向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶的物质或气体的离 子时，平衡向溶解的方向移动。 【典例 1】 把氢氧化钙放入蒸馏水中，一段时间后达到如下平衡： Ca(OH)2(s)Ca2 (aq)2OH(aq)，加入以下溶液，可使 Ca(OH) 2减少的是 ( ) A.Na2S 溶液 B.AlCl3溶液 C.NaOH 溶液 D.CaCl2溶液 解析 Na2S
8、 水解显碱性，增大了溶液中 OH 的浓度；NaOH 会提供大量 OH； CaCl2会增大 Ca2 的浓度，所以 A、C、D 选项都会使平衡向左移动使 Ca(OH) 2 增多。AlCl3中的 Al3 可与 OH发生反应生成 Al(OH) 3沉淀，使平衡向右移动， 促进 Ca(OH)2的溶解。 答案 B 变式训练 1 将 AgCl 分别投入下列溶液中： 40 mL 0.03 mol L 1 的 HCl 溶液 50 mL 0.03 mol L 1 的 AgNO3溶液 30 mL 0.02 mol L 1 的 CaCl2溶液 10 mL 蒸馏水 AgCl 的溶解度由大到小的顺序是_。 解析 在水中 A
9、gCl 存在溶解平衡 AgCl(s)AgCl(aq)=Ag (aq)Cl(aq) (注：s 表示未溶解的固体，aq 表示已被溶解但未电离的 AgCl)。当溶液中存在 Ag 或 Cl时，溶解平衡逆向移动，AgCl 的溶解度减小。溶液中 Ag或 Cl的浓 度越大， 逆向移动的程度越大， 溶解度就越小。 以中性的水为参照， 溶解度 。 答案 学习任务二、溶度积的意义及应用 【交流研讨】 1.溶解度较小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀，而溶解度小的沉淀不能向溶解 度大的沉淀转化，这种认识对吗？ 提示 不对。只要浓度商 QKsp，溶解度小的沉淀也可以转化为溶解度大的沉 淀。 2.同温条件下，Ksp数值越大
10、，难溶电解质在水中的溶解能力越强，这种认识对 吗？ 提示 不对，对于同类型物质而言，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能 力越强，如 AgClAgBrAgI；而对于不同类型的物质，则不能直接比较，如 Ksp(AgCl)1.810 10，K spMg(OH)21.810 11，不能认为 Mg(OH) 2比 AgCl 更难溶，需转化为溶解度进行比较。 【名师点拨】 1.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无 关。 2.同温条件时，对于同类型物质，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力 越强。如由 Ksp数值可知，溶解能力：AgClAgBrAgI，Cu(OH)
11、2Mg(OH)2。 3.不同类型的物质，Ksp差距不大时不能直接作为比较依据。如(25 )： AgCl(s)Ag (aq) Cl (aq) ， Ksp 1.810 10mol2 L2 ， Mg(OH)2(s)Mg2 (aq)2OH (aq)，Ksp1.810 11mol3 L3 ，虽然 Mg(OH)2的 Ksp较小，但不能认为 Mg(OH)2比 AgCl 更难溶。 【典例 2】 已知 25 时，AgCl 的溶度积常数 Ksp1.810 10mol2 L2，则下 列说法正确的是( ) A.向饱和 AgCl 水溶液中加入盐酸，Ksp变大 B.AgNO3溶液与 NaCl 溶液混合后的溶液中，一定有A
12、g Cl C.温度一定时，当溶液中Ag ClK sp时，此溶液中必有 AgCl 沉淀析出 D.将 AgCl 加入到较浓的 KI 溶液中，部分 AgCl 转化为 AgI，因为 AgCl 的溶解 度大于 AgI 解析 Ksp只与温度有关，A 项不正确；B 项混合后可能Ag 或Cl有剩余，不 一定有Ag Cl；C 项 QK sp时达到沉淀溶解平衡，没有 AgCl 沉淀析出； D 项符合沉淀转化的规律。故选 D。 答案 D 变式训练 2 如图所示， 有 T1、 T2两种温度下两条 BaSO4在水中的沉淀溶解平衡 曲线，下列关于 T1温度时 BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线的说法不正确的是 ( ) A
13、.加入 Na2SO4可使溶液由 a 点变为 b 点 B.在 T1曲线上方区域(不含曲线)任意一点时，均有 BaSO4沉淀生成 C.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) D.升温可使溶液由 b 点变为 d 点 解析 A 项，加入 Na2SO4，SO2 4增大，Ksp不变，Ba2 减小，正确；B 项，在 T1曲线上方任意一点，由于 QcKsp，所以均有 BaSO4沉淀生成，正确；C 项， 不饱和溶液蒸发溶剂， SO2 4、 Ba2 均增大， 正确； D 项， 升温， K sp增大， SO2 4、 Ba2 均增大，错误。 答案 D 1.下列物质的溶解度随温度升
14、高而减小的是( ) KNO3 Ca(OH)2 BaSO4 CO2 A. B. C. D. 解析 Ca(OH)2的溶解度比较特殊，随温度的升高而减小，其他绝大多数物质随 温度升高，溶解度增大(气体除外)。 答案 B 2.将浓盐酸加到 NaCl 饱和溶液中，会析出 NaCl 晶体，对这种现象正确的解释是 ( ) A.由于Cl 增加，使溶液中Na ClK sp(NaCl)，故产生 NaCl 晶体 B.HCl 是强酸，所以它能使 NaCl 沉淀出来 C.由于Cl 增加，使 NaCl 的溶解平衡向析出 NaCl 的方向移动，故有 NaCl 沉淀 析出 D.酸的存在，降低了盐的溶解度 解析 浓盐酸加到 N
15、aCl 饱和溶液中，破坏了 NaCl 的溶解平衡，而使 NaCl 沉淀 出来，可以用平衡移动原理解释。NaCl 是易溶于水的物质，而溶度积是对难溶 物而言。 答案 C 3.已知 Ksp(AgCl)1.5610 10，K sp(AgBr)7.710 13，K sp(Ag2CrO4)9.010 12。某溶液中含有 Cl、Br和 CrO2 4，浓度均为 0.010 mol L 1，向该溶液中逐 滴加入0.010 mol L 1的AgNO 3溶液时， 三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( ) A.Cl 、Br、CrO2 4 B.CrO2 4、Br 、Cl C.Br 、Cl、CrO2 4 D.Br 、CrO
16、2 4、Cl 解析 因为溶液中 Cl 、Br、CrO2 4浓度相同，假设滴加 AgNO3溶液的过程中 混合液中 Cl 、Br、CrO2 4浓度不变，均为 0.010 mol L 1，则开始生成 AgCl、 AgBr、Ag2CrO4沉淀时溶液中Ag 浓度分别为 1.56108 mol L1、7.71011 mol L 1、3.0105 mol L1，所以首先沉淀的是 AgBr，最后沉淀的是 Ag 2CrO4。 答案 C 4.硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下，下列说法正确的是( ) A.温度一定时，Ksp(SrSO4)随SO2 4的增大而减小 B.三个不同温度中，313 K 时 K
17、sp(SrSO4)最大 C.283 K 时，图中 a 点对应的溶液是饱和溶液 D.283 K 下的 SrSO4饱和溶液升温到 363 K 后变为不饱和溶液 解析 温度一定时，Ksp(SrSO4)不变，A 错误；由题中沉淀溶解平衡曲线可看出， 313 K 时，Sr2 SO2 4最大，Ksp最大，B 正确；283 K 时，a 点Sr2 小于平衡 时Sr2 ，故未达到饱和，沉淀继续溶解，C 不正确；从 283 K 升温到 363 K 要 析出固体，依然为饱和溶液。 答案 B 5.难溶电解质在水溶液中存在着电离平衡。在常温下，溶液里各种离子的浓度以 它 们 系 数 为 方 次 的 乘 积 是 一 个
18、常 数 ， 叫 溶 度 积 常 数 (Ksp) 。 例 如 ： Cu(OH)2Cu2 2OH，K spCu2 OH221020。当溶液中各种离 子的浓度方次的乘积大于溶度积时，则产生沉淀，反之固体溶解。 (1)某 CuSO4溶液里Cu2 0.02 mol L1，如果生成 Cu(OH) 2沉淀，应调整溶液 的 pH，使之大于_。 (2)要使0.2 mol L 1CuSO 4溶液中Cu2 沉淀较为完全(使Cu2浓度降至原来的千分 之一)，则应向溶液里加入 NaOH 溶液，使溶液的 pH 为_。 解析 (1)根据信息， 当Cu2 OH221020mol3 L3 时开始出现沉淀， 则OH 210 20
19、mol3 L3 Cu2 210 20 0.02 mol L 1109 mol L1， H105mol L 1，pH5，所以要生成 Cu(OH) 2沉淀，应调整 pH5。 (2)要使 Cu2 浓度降至 0.2 mol L1/1 0002104mol L1，OH 210 20 210 4 mol L 1108mol L1，H106mol L1。此时溶液的 pH6。 答案 (1)5 (2)6 课时作业 基 础 练 1.下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( ) A.反应开始时，溶液中各离子浓度相等 B.沉淀溶解达到平衡时，沉淀的生成和溶解的速率相等 C.沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保
20、持不变 D.沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶的该沉淀物，将促进溶解 解析 反应开始时，各离子的浓度没有必然的关系，A 项不正确；沉淀溶解达到 平衡时，溶液中溶质的离子浓度保持不变，但不一定相等，C 项不正确；沉淀溶 解达到平衡后，再加入难溶的该沉淀物，平衡不会移动，D 项错。 答案 B 2. 在 一 定 温 度 下 ， 一 定 量 的 水 中 ， 石 灰 乳 悬 浊 液 存 在 下 列 平 衡 ： Ca(OH)2(s)Ca(OH)2(aq)Ca2 (aq)2OH(aq)，当向此悬浊液中加 入少量生石灰时，下列说法正确的是( ) A.n(Ca2 )增大 B.Ca2 不变 C.n(OH )增大
21、D.OH 减小 解析 加入生石灰的前后都是石灰水的饱和溶液，故 Ca2 和 OH浓度均不变。 答案 B 3. 在 一 定 温 度 下 ， Mg(OH)2固 体 在 水 溶 液 中 达 到 下 列 平 衡 ： Mg(OH)2(s)Mg2 (aq)2OH(aq)，若使固体 Mg(OH) 2的量减少，而Mg2 不变，可采取的措施是( ) A.加 MgCl2 B.加 H2O C.加 NaOH D.加 HCl 答案 B 4.把足量熟石灰放入蒸馏水中， 一段时间后达到平衡： Ca(OH)2(s)Ca2 (aq) 2OH (aq)。下列叙述正确的是( ) A.给溶液加热，溶液的 pH 升高 B.恒温下向溶液
22、中加入 CaO，溶液的 pH 升高 C.向溶液中加入 Na2CO3溶液，Ca(OH)2固体增多 D.向溶液中加入少量的 NaOH 固体，Ca(OH)2固体增多 解析 A 项， 加热时 Ca(OH)2溶解度减小， 平衡逆向移动， OH 减小， pH 减小； B 项， CaOH2O=Ca(OH)2， 由于保持恒温， Ca(OH)2溶解度不变， OH 不变， 因此 pH 不变；C 项，CO2 3Ca2 =CaCO 3，使平衡正向移动，Ca(OH)2固体 减少；D 项，加入 NaOH 固体时，OH 增大，平衡逆向移动，因此 Ca(OH) 2固 体增多。 答案 D 5.下列有关溶度积常数 Ksp的说法正
23、确的是( ) A.常温下，向 BaCO3饱和溶液中加入 Na2CO3固体，BaCO3的 Ksp减小 B.溶度积常数 Ksp只受温度影响，温度升高 Ksp减小 C.溶度积常数 Ksp只受温度影响，温度升高 Ksp增大 D.常温下，向 Mg(OH)2饱和溶液中加入 NaOH 固体，Mg(OH)2的 Ksp不变 解析 温度不变，溶度积常数不变，故 A 项不正确，D 项正确；大多数的难溶 物温度升高，其 Ksp增大，但也有少数物质相反如 Ca(OH)2，故 B、C 均不正确。 答案 D 6.已知 298 K 时 Mg(OH)2的溶度积常数 Ksp5.610 12 mol3 L3， MgCO 3的溶度
24、积常数 Ksp6.810 6 mol2 L2。取适量的 MgCl 2溶液加入一定量的烧碱溶液达 到沉淀溶解平衡状态，测得溶液的 pH13.0。则下列说法中不正确的是( ) A.Mg(OH)2是水垢的成分之一 B.MgCO3悬浊液中加入适量的烧碱溶液可以生成 Mg(OH)2沉淀 C.沉淀溶解平衡时溶液中的Mg2 5.61010 mol L1 D.298 K 时饱和 Mg(OH)2溶液与饱和 MgCO3溶液相比前者的Mg2 大 解析 从溶度积看 Mg(OH)2比 MgCO3更难溶， 故水垢中镁是以 Mg(OH)2形式存 在，A、B 两项正确；平衡时OH 0.1 mol L1，代入溶度积常数表达式进
25、行计 算可得：Mg2 5.61010 mol L1，C 项正确；利用溶度积常数计算，平衡时 饱和 Mg(OH)2溶液中Mg2 1.1104 mol L1，饱和 MgCO 3溶液中Mg2 2.610 3 mol L1，D 项错误。 答案 D 7.已知：Ksp(AgCl)1.810 10mol2 L2，K sp(AgI)1.510 16 mol2 L2， Ksp(Ag2CrO4)2.010 12mol3 L3，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag浓度大小 顺序正确的是( ) A.AgClAgIAg2CrO4 B.AgClAg2CrO4AgI C.Ag2CrO4AgClAgI D.Ag2CrO4AgIAg
26、Cl 解析 AgCl 和 AgI 的结构相似，由 Ksp可知 AgCl 饱和溶液中的Ag 大于 AgI 饱和溶液中的Ag ；AgCl 饱和溶液中的Ag2K sp1.810 10 mol2 L2， Ag2CrO4(s)2Ag (aq)CrO2 4 (aq)的 KspAg 2CrO2 4 1 2Ag 3 2.010 12 mol3 L3，可得 Ag 2CrO4饱和溶液中的Ag 大于 AgCl 饱和溶液中的 Ag 。 答案 C 8.溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示。下列说法错误的是( ) A.溴酸银的溶解是放热过程 B.温度升高时溴酸银溶解速度加快 C.60 时溴酸银的 Ksp约等
27、于 610 4 D.若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯 解析 根据曲线可知 AgBrO3的溶解度随着温度的升高而增大， 故可判断 AgBrO3 的溶解是吸热的过程，A 项错误；温度越高，难溶物质溶解速率越快，B 项正确； 60 时，AgBrO3的溶解度约为 0.6 g，100.6 g 水溶液的体积约为 100 mL，故溶 液中的Ag BrO 30.025 mol L 1，因此 K spAg BrO 3610 4，C 项 正确；由于硝酸钾的溶解度随温度的变化而变化很大，故 D 正确。 答案 A 9.已知：pAglgAg ，某温度下的 K sp(AgCl)110 12 mol2 L2。如
28、图是向 10 mL AgNO3溶液中逐渐加入 0.1 mol L 1 的 NaCl 溶液时， 溶液的 pAg 随着加入 NaCl 溶液的体积变化的图像(实线)如下。根据图像所得下列结论正确的是( ) A.原 AgNO3溶液的物质的量浓度为 0.1 mol L 1 B.图中 x 点的坐标为(100，6) C.图中 x 点表示溶液中 Ag 被恰好完全沉淀 D.把 0.1 mol L 1 的 NaCl 换成 0.1 mol L 1 NaI 则图像在终点后变为虚线部分 解析 A 项，加入 NaCl 之前，pAg0，所以AgNO31 mol L 1，错误；B 项， 由于Ag 106 mol L1，所以
29、Ag沉淀完全，n(NaCl)n(AgNO 3)0.01 L1 mol L 10.01 mol，所以 V(NaCl)100 mL，B 正确，C 错误；若把 NaCl 换成 NaI，由于 Ksp(AgI)更小，所以Ag 更小，pAg 更大，D 错误。 答案 B 10.已知在 Ca3(PO4)2的饱和溶液中存在平衡： Ca3(PO4)2(s)3Ca2 (aq)2PO3 4(aq) (1)写出其溶度积 Ksp的表达式； (2)若一定温度下，饱和溶液中Ca2 2.0106 mol L1，PO3 41.5810 6 mol L 1，计算其 K sp。 解 析 Ksp Ca2 3PO 3 4 2 (2.01
30、0 6mol L1)3(1.58106mol L 1)22.01029mol5 L5。 答案 (1)KspCa2 3PO3 42 (2)2.010 29 mol5 L5 11.已知 25 时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。向 100 mL 该条 件下的 CaSO4饱和溶液中加入 400 mL 0.01 mol L 1 Na 2SO4溶液，下列叙述正确 的是( ) A.溶液中析出 CaSO4固体沉淀，最终溶液中SO2 4比原来的大 B.溶液中无沉淀析出，溶液中Ca2 、SO2 4都变小 C.溶液中析出 CaSO4固体沉淀，溶液中Ca2 、SO2 4都变小 D.溶液中无沉淀析出，但最
31、终溶液中SO2 4比原来的大 解析 由图像可知，Ksp(CaSO4)9.010 6 mol2 L2，当加入 400 mL 0.01 mol L 1 Na 2SO4溶液时，此时 c(Ca2 )3.010 3 mol L10.1 L 0.5 L 610 4 mol L1， c(SO2 4)3.010 3 mol L10.1 L0.01 mol L10.4 L 0.5 L 8.610 3mol L1，Q 5.1610 6K sp(CaSO4)，所以溶液中无沉淀析出，但最终溶液中SO2 4比原来 大。 答案 D 素养练 12.工业上制取 CuCl2的生产流程如图所示： 请结合下表数据，回答下列问题：
32、物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3 溶度积(25 ) 8.010 16mol3 L 3 2.210 20mol3 L 3 4.010 38mol4 L 4 完全沉淀时的 pH 范围 9.6 6.4 34 (1)向含有等浓度 Fe2 、Cu2、Fe3的混合溶液中滴加 NaOH 溶液，最先生成的 沉淀是_。 (2)溶液 A 中加入 NaClO 的目的是_。 (3)在溶液 B 中加入 CuO 后过滤，这次加入 CuO 控制的 pH 范围是_。 (4)在 Cu(OH)2中加入盐酸使 Cu(OH)2转变为 CuCl2， 采用过量盐酸和低温蒸干的 目的是_ _。 解析 (1)根据完全沉淀
33、时的 pH 可知，Fe(OH)3完全沉淀时的 pH 最小，故在 Fe2 、Cu2和 Fe3溶液中加入 NaOH 溶液时，Fe3最先生成沉淀。(2)根据表中完全 沉淀时的 pH 范围可知，Fe2 沉淀时 Cu2已基本沉淀完全，所以必须先将 Fe2 转变为 Fe3 才能完全除去， 所以溶液 A 中加入 NaClO 的目的是氧化 Fe2生成 Fe3 ， 有利于沉淀分离。 (3)在溶液 B 中加 CuO 调节溶液的 pH 使 Fe3完全沉淀， Fe3 完全沉淀时 pH 的范围是 34。(4)因为溶液中存在以下平衡：Cu2 2H2OCu(OH)22H ，加入过量盐酸和低温，能使平衡向逆反应方向移 动，抑
34、制 Cu2 水解。 答案 (1)Fe(OH)3 (2)氧化 Fe2 生成 Fe3，有利于沉淀分离 (3)34 (4)抑制 Cu2 水解，防止生成 CuO 13.软锰矿(主要成分 MnO2，杂质金属元素 Fe、Al、Mg 等)的水悬浊液与烟气中 SO2反应可制备 MnSO4 H2O，反应的化学方程式为：MnO2SO2=MnSO4 (1)质量为 17.40 g 纯净 MnO2最多能氧化_L(标准状况)SO2。 (2)已知：KspAl(OH)3110 33，K spFe(OH)3310 39，pH7.1 时 Mn(OH) 2 开始沉淀。室温下，除去 MnSO4溶液中的 Fe3 、Al3(使其浓度均小
35、于 110 6mol L1)，需调节溶液 pH 范围为_。 (3)从上图可以看出，从 MnSO4和 MgSO4混合溶液中结晶 MnSO4 H2O 晶体，需 控制的结晶温度范围为_。 (4)准确称取0.171 0 g MnSO4 H2O样品置于锥形瓶中， 加入适量H3PO4和NH4NO3 溶液，加热使 Mn2 全部氧化成 Mn3，用Fe20.050 0 mol L1 的标准溶液滴 定至终点(滴定过程中 Mn3 被还原为 Mn2)，消耗 Fe2溶液 20.00 mL。计算 MnSO4 H2O 样品的纯度(请给出计算过程)。 解析 (1)MnO2被还原后生成 MnSO4，SO2被氧化后生成 SO2
36、4，根据电子守恒 得关系式 MnO2SO22e ，n(SO 2)n(MnO2) 17.4 g 87 g mol 10.2 mol，故 SO2在 标况下的体积为 4.48 L。(2)根据 Al(OH)3、Fe(OH)3的 Ksp可知，当溶液中的Al3 、Fe3均为 1106mol L1 时，溶液中的OH 分别为 109mol L1 和 10 11mol L1，即溶液的 pH 分别为 5.0 和 3.0，而 Mn(OH)2 在 pH7.1 时开始沉淀， 故除去两种杂质离子的 pH 应控制在 5.07.1 范围内。(3)由图示可看出， MgSO4 6H2O 的溶解度随着温度升高而急剧增大，且 MnS
37、O4 H2O 在温度高于 40 以后溶解度急剧减小，在 60 时，两种物质的溶解度相等，故高于 60 后析出的晶体中主要是 MnSO4 H2O。(4)根据题目的叙述可得如下关系式： MnSO4 H2OMn2 Mn3Fe2，根据消耗的 Fe2的浓度和体积求出 n(Fe2)， 从而求得 n(MnSO4 H2O)，再结合样品的总质量求出样品的纯度。 答案 (1)4.48 (2)5.0pH7.1 (3)高于 60 (4)n(Fe2 )0.050 0 mol L1 20.00 mL 1 000 mL L 11.0010 3mol n(Mn2 )n(Fe2)1.00103mol m(MnSO4 H2O)1.0010 3mol169 g mol10.169 g MnSO4 H2O 样品的纯度为： 0.169 g 0.171 0 g100%98.8
