用戶名:  密碼:    

第十一單元 水溶液中的離子平衡(5)


2015-11-25 10:01:16   來源:   撰稿:董嘯   攝影攝像:    ;  評論:0 點擊:

第十一單元 水溶液中的離子平衡(5) 授課人:董 嘯

第十一單元    水溶液中的離子平衡(5

 

 

授課人:董 嘯

 

掌握原電離平衡原理、鹽類水解的原理;

教學目標:

掌握溶液pH與氫離子濃度、氫氧根離子濃度的簡單計算;

 

利用平衡移動原理解釋某些問題。

 

 

教學重點:

pH與氫離子濃度、氫氧根離子濃度的簡單計算

教學難點:

利用平衡移動原理解釋某些問題

教學方法:

精講精煉,分析比較,發現規律

教學過程:

第五課時

基礎知識精析

五、沉淀溶解平衡

1、概念:

在一定條件下,難溶電解質溶解成離子的速率等于離子重新結合成沉淀的速率時,溶液中各離子的濃度保持不變的狀態,叫做難溶電解質的溶解平衡(或沉淀的溶解平衡)。

2、表達式: 利用可逆反應的形式表示,沉淀的溶解平衡。

練習:書寫碘化銀、氫氧化鎂溶解平衡的表達式。

3、特征:逆、等、動、定、變

4、電解質在水中的溶解度:

20 時,電解質在水中的溶解度與溶解性存在如下關系:

5、影響溶解平衡的因素:

1)內因:電解質本身的性質

2)外因:

濃度:加水,平衡向溶解方向移動。

溫度:升溫,多數平衡向溶解方向移動。

總結:越稀越有利于溶解;越熱越有利于溶解。

AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq) ΔH>0為例

外界條件

移動方向

平衡后c(Ag)

平衡后c(Cl)

Ksp

升高溫度

正向

增大

增大

增大

加水稀釋

正向

減小

減小

不變

加入少量AgNO3

逆向

增大

減小

不變

通入HCl

逆向

減小

增大

不變

通入H2S

正向

減小

增大

不變

6、沉淀溶解平衡的應用

1沉淀的生成

①沉淀方法:

在不影響主體物質的情況下,加入某種化學試劑,使雜質離子生成沉淀,從而過濾除去。

具體方法:調節PH加沉淀劑法同離子效應法氧化還原法。

實例:

ⅰ、除去NH4Cl溶液中的FeCl3雜質,可加入氨水調節pH78,離子方程式為Fe33NH3·H2O===Fe(OH)33NH

ⅱ、H2S沉淀Cu2離子方程式為H2SCu2===CuS2H

②實際應用:

物質的檢驗、提純及工廠廢水的處理等,生成難溶電解質的沉淀,是工業生產、環保工程和科學研究中除雜質或提純物質的重要方法之一。

2)沉淀的溶解

①溶解方法:

根據平衡移動原理分析,要使沉淀溶解,加入某些試劑,生成難電離電解質或氣體,使溶解平衡向溶解的方向移動,使難溶電解質溶解的離子濃度減少。

具體做法:

ⅰ、酸溶解法:加入強酸,沉淀轉化為氣體,使沉淀溶解。例如,CaCO3溶于鹽酸,離子方程式為CaCO32H===Ca2H2OCO2

ⅱ、鹽溶液溶解法:加入弱酸鹽或弱堿鹽,使沉淀轉化為弱電解質或其它難溶電解質,使沉淀溶解。例如,Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,離子方程式為Mg(OH)22NH===Mg22NH3·H2O

ⅲ、氧化還原溶解法:加入氧化劑或還原劑,利用氧化還原反應,使某些離子濃度減小。適用于具有明顯氧化性或還原性的難溶物,例如不溶于鹽酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3)。

ⅳ、配位溶解法:加入某些特殊試劑,使沉淀轉化為溶液。例如AgCl溶于氨水,例如,AgCl加氨水生成銀氨離子可溶解,離子方程式為AgCl2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]Cl2H2O硫酸鉛加入醋酸,可以使沉淀溶解。

②應用:常用于除去殘留物或分離固體物質。

3沉淀的轉化

①沉淀轉化方法:

沉淀轉化的方法是加入可與體系中某些離子反應的物質,生成更難溶電解質。

依據:利用溶解度或溶度積常數比較,選擇溶解度更小的沉淀的離子,作為沉淀轉化試劑。

【思考】當向AgNO3NaCl恰好完全反應的平衡體系中加入I,會看到什么現象?若再加入S2,會看到什么現象?

②沉淀轉化特點:

a.沉淀轉化的實質是沉淀溶解平衡的移動。

b.溶解度小的沉淀,轉化為溶解度更小的沉淀。

c.溶解度差異越大,轉化越容易。

③應用:

在工業生產實際中,對于有些沉淀用酸或其他方法也不能溶解沉淀。可以先將其轉化為另一種可以用酸或其他方法能溶解的沉淀。

【歸納】沉淀的生成、溶解、轉化本質上都是沉淀溶解平衡的移動問題,其基本依據主要有:

加入可與體系中某些離子反應生成更難溶或更難電離或氣體的離子,使平衡向溶解的方向移動。

溫度:升溫,多數平衡向溶解方向移動。

加入相同離子,平衡向沉淀方向移動。

深度思考

1沉淀的溶解平衡是怎樣建立的?勒夏特列原理是否適用于該平衡?

答案:難溶電解質的溶解度雖然很小,但不可能為零(完全不溶解),溶液中的離子結合成難溶電解質時,也不可能完全進行到底。故難溶電解質在水中會建立如下平衡:MmAn(s)溶解沉淀mMn(aq)nAm(aq)。勒夏特列原理同樣適用于沉淀溶解平衡。

2難溶的氯化銀在水中也存在著溶解平衡AgCl(s)=Ag(aq)Cl(aq),怎樣用實驗證明溶液中可以同時存在著少量的AgCl

答案 取適量的AgCl溶解于試管中,滴加酸化的AgNO3溶液,生成白色沉淀,證明溶液中含Cl,另取適量AgCl溶解于試管中,滴加Na2S溶液,生成黑色沉淀,證明溶液中含Ag

3(1)0.1 mol·L1的鹽酸與0.1 mol·L1AgNO3溶液等體積混合完全反應后溶液中含有的微粒有____________

(2)下列方程式AgCl(s)=Ag(aq)Cl(aq)

AgCl===AgCl、 CH3COOH=CH3COOH各表示什么意義?

答案 (1)H2OHOHAgClNOAgCl

(2)AgCl的溶解平衡;AgCl是強電解質,溶于水的AgCl完全電離;CH3COOH的電離平衡。

4(1)在實驗室中怎樣除去NaCl溶液中的BaCl2?

(2)怎樣除去AgI中的AgCl?

答案 (1)向溶液中加入過量的Na2CO3溶液充分反應過濾,向濾液中加適量鹽酸。

(2)把混合物與飽和KI溶液混合,振蕩靜置,溶度積大的AgCl就慢慢轉化為溶度積小的AgI

5試用平衡移動原理解釋下列事實:

(1)BaCO3不溶于水,為什么不能作鋇餐?

(2)CaCO3難溶于稀H2SO4,卻能溶于醋酸中;

(3)分別用等體積的蒸餾水和0.01 mol·L1的鹽酸洗滌AgCl沉淀,用水洗滌造成的AgCl的損失大于用稀鹽酸洗滌的損失量。

答案 (1)BaCO3(s)Ba2(aq)CO(aq)HCl===HCl2HCO===H2OCO2,鹽酸電離的HBaCO3產生的CO結合生成CO2H2O,破壞了BaCO3的溶解平衡,c(Ba2)增大,引起人體中毒。

(2)CaCO3(s)=Ca2(aq)CO(aq)H2SO4===SO2H,因為生成的CaSO4溶解度較小,會附在CaCO3的表面,阻止平衡的右移。而CH3COOH=CH3COOH生成的醋酸鈣易溶于水;當HCO結合生成CO2H2O時,CaCO3的溶解平衡右移。

(3)用水洗滌AgClAgCl(s)=Ag(aq)Cl(aq)平衡右移,AgCl的質量減少,用HCl洗滌AgCl,稀釋的同時HCl電離產生的Cl會使平衡左移,AgCl減少的質量要小些。


6、溶度積(平衡常數)——Ksp

對于沉淀MmAn存在溶解平衡: MmAn (s)mMn+aq)+ nAm-aq)沉淀溶解平衡的平衡常數:Ksp[c(Mn+) ]m·[c(Am— )]n

說明:固體物質濃度可以看做不變,不列入平衡常數。

1)定義:在一定溫度下,沉淀達到溶解平衡時,溶液中的離子濃度冪的乘積是一個常數,叫做沉淀的溶解平衡常數,也稱為溶度積常數,簡稱溶度積。符號為:Ksp

說明:①Ksp只與溫度有關,絕大多數難溶鹽的溶解是吸熱過程,升高溫度,平衡向溶解方向移動,Ksp增大,但Ca(OH)2相反

②對于溶解平衡:AmBn(s)=mAn(aq)nBm(aq)Kspcm(Ancn(Bm),對于相同類型的物質,Ksp的大小,反映了難溶電解質在溶液中溶解能力的大小,也反映了該物質在溶液中沉淀的難易。

2)意義:

溶度積的大小反映了難溶電解質在水中的溶解能力。溶度積越大,越易溶解,溶度積越小,越難溶解。

3)應用:判斷難溶電解質的溶解情況。

判斷方法:對于任意一種難溶電解質,通過對比溶度積和離子積(有關離子濃度冪的乘積稱為離子積,符號為Qc)的相對大小,可以判斷難溶電解質的溶解情況。

若任意時刻有:Qc [ c (Mn) ]m·[c(Am— )]n    則有:

Qc>Ksp:溶液過飽和,繼續析出沉淀,直至溶液飽和(QcKsp),達到新的溶解平衡。

QcKsp:溶液飽和,溶解平衡狀態,沉淀量不變。

Qc<Ksp:溶液未飽和,無沉淀析出,若加入電解質,則可以繼續溶解,直至達到新的溶解平衡。

說明:以上規則稱為溶度積規則。根據溶度積規則,要使沉淀溶解,可以加入某種試劑,使其與難溶電解質電離出來的離子作用,控制離子濃度的大小,從而降低該離子的濃度,使QcKsp,平衡向沉淀溶解的方向移動。

4)溶解平衡曲線:

若將達到溶解平衡時,溶液中各種離子濃度的濃度繪制成曲線,就是溶解平衡曲線。

例如:氯化銀的溶解平衡曲線為:

含義:在曲線上的每個點達到溶解平衡;在曲線左側和下側的點,QcKsp,未達到溶解平衡,可以繼續溶解;在曲線左側和下側的點,QcKsp,未達到溶解平衡,可以繼續溶解;在曲線右側和上側的點,QcKsp,達到溶解平衡,將繼續沉淀。

經驗規律:對于同類型的難溶電解質來說,Ksp越大,溶解度越大,Ksp越小,溶解度越小。

5)計算:

1:25時, Ksp(AgBr)= 5.0×10-10AgBr的飽和溶液中的[Ag+][Br-]

練習:25時,Ksp(Mg(OH)2)= 5.6×10-12Mg(OH)2 的飽和溶液中的[Mg2+][OH-]

2:在室溫下,BaSO4的溶度積為1.07×10-10,計算每升飽和溶液中所溶解BaSO4為多少克?

解:設濃度為xmol/L.

BaSO4 Ba2+ + SO42-      x==1.03×10-5 (mol·L-1)

MBaSO4=233g/mol,每L飽和溶液中所溶解BaSO4的質量為:

1.03×10-5×233=2.40×10-3g

練習:25Ksp (AgIO3)= 3.1×10-8 Ksp (Ag2CrO3)= 1.1×10-12 ,比較AgIO3 Ag2CrO3的飽和溶液中溶解度的大小。

深度思考

1AgClKsp1.80×1010,將0.002 mol·L1NaCl0.002 mol·L1AgNO3溶液等體積混合,是否有AgCl沉淀生成?

答案 c(Clc(Ag)0.001×0.001106>Ksp,有沉淀生成。

2利用生成沉淀的方法能否全部除去要沉淀的離子?

答案 不可能將要除去的離子全部通過沉淀除去。一般認為殘留在溶液中的離子濃度小于1×105 mol·L1時,沉淀已經完全。

3下列有關溶度積常數Ksp的說法正確的是                (  )

A.常溫下,向BaCO3飽和溶液中加入Na2CO3固體,BaCO3Ksp減小

B.溶度積常數Ksp只受溫度影響,溫度升高Ksp減小

C.溶度積常數Ksp只受溫度影響,溫度升高Ksp增大

D.常溫下,向Mg(OH)2飽和溶液中加入NaOH固體,Mg(OH)2Ksp不變

答案 D

解析 溫度不變,溶度積常數不變,故A項不正確;大多數的難溶物溫度升高,Ksp增大,但也有少數物質相反,故BC均不正確。

【探究高考】

1(2009·廣東,18改編)硫酸鍶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲線如下。下列說法正確的是     (  )

A.溫度一定時,Ksp(SrSO4)c(SO)的增大而減小

B.三個不同溫度中,313 KKsp(SrSO4)最大

C283 K時,圖中a點對應的溶液是飽和溶液

D283 K下的SrSO4飽和溶液升溫到363 K后變為不飽和溶液

答案 B

解析 溫度一定,Ksp(SrSO4)不變,A錯誤;由題中沉淀溶解平衡曲線可看出,313 K時,c(Sr2)c(SO)最大,Ksp最大,B正確;ac(Sr2)小于平衡時c(Sr2),故未達到飽和,沉淀繼續溶解,C不正確;從283 K升溫到363 K要析出固體,依然為飽和溶液。

2(2011·浙江理綜,13)海水中含有豐富的鎂資源。某同學設計了從模擬海水中制備MgO的實驗方案:

模擬海水中的離子濃度/mol·L1

Na

Mg2

Ca2

Cl

HCO

0.439

0.050

0.011

0.560

0.001

注:溶液中某種離子的濃度小于1.0×105 mol·L1,可認為該離子不存在;

實驗過程中,假設溶液體積不變。

Ksp(CaCO3)4.96×109            Ksp(MgCO3)6.82×106

Ksp[Ca(OH)2]4.68×106               Ksp[Mg(OH)2]5.61×1012

下列說法正確的是                          (  )

A.沉淀物XCaCO3

B.濾液M中存在Mg2,不存在Ca2

C.濾液N中存在Mg2Ca2

D.步驟中若改為加入4.2 g NaOH固體,沉淀物YCa(OH)2Mg(OH)2的混合物

答案 A

解析 由于HCOOHCa2===CaCO3H2O反應存在,且Ksp(CaCO3)4.96×109,又可求得c(COc(Ca2)1.0×103 mol·L1×1.1×102

mol·L1>Ksp(CaCO3),因此XCaCO3A正確;Ca2反應完后剩余濃度大于1.0×

105 mol·L1,則濾液M中存在Mg2Ca2B不正確;pH11.0時可求得c(OH)103 mol·L1Ksp[Mg(OH)2]5.61×1012c(Mg2)<1.0×105,因此N中只存在Ca2不存在Mg2C不正確;加入4.2 g NaOH固體時沉淀物應是Mg(OH)2D錯誤。

3(2010·山東理綜,15)某溫度下,Fe(OH)3(s)Cu(OH)2(s)分別在溶液中達到沉淀溶解平衡后,改變溶液pH,金屬陽離子濃度的變化如圖所示。據圖分析,下列判斷錯誤的是                                       (  )

AKsp[Fe(OH)3]<Ksp[Cu(OH)2]

B.加適量NH4Cl固體可使溶液由a點變到b

Ccd兩點代表的溶液中c(H)c(OH)乘積相等

DFe(OH)3Cu(OH)2分別在bc兩點代表的溶液中達到飽和

答案 B

解析 根據題意,圖中曲線為沉淀溶解平衡曲線,曲線上的所有點對應的溶液都是達到沉淀溶解平衡的溶液,D正確;選取曲線上的bc兩點,當溶液中兩種陽離子濃度相同時,Fe(OH)3飽和溶液中的OH濃度小于Cu(OH)2飽和溶液中的OH濃度,所以Ksp[Fe(OH)3]Ksp[Cu(OH)2]A正確;向Fe(OH)3飽和溶液中加入NH4Cl固體,促進了氫氧化鐵的溶解,溶液中鐵離子濃度增大,B錯誤;由于一定溫度下的水溶液中,水的離子積是一個常數,所以cd兩點代表的溶液中c(H)c(OH)乘積相等,C正確。

4[2009·山東理綜,28(3)]25 下,向濃度均為0.1 mol·L1MgCl2CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成______沉淀(填化學式),生成該沉淀的離子方程式為________

已知25Ksp[Mg(OH)2]1.8×1011Ksp[Cu(OH)2]2.2×1020

答案 Cu(OH)2 Cu22NH3·H2O===Cu(OH)2 2NH

解析 因為Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2],所以先生成Cu(OH)2沉淀。

5(1)(2012·浙江理綜,12D改編)相同溫度下,將足量氯化銀固體分別放入相同體積的蒸餾水、0.1 mol·L1鹽酸、0.1 mol·L1氯化鎂溶液、0.1 mol·L1硝酸銀溶液中,Ag濃度:________答案 >>>

(2)[2012·浙江理綜,26(1)]已知:I22S2O===S4O2I

相關物質的溶度積常數見下表:

物質

Cu(OH)2

Fe(OH)3

CuCl

CuI

Ksp

2.2×1020

2.6×1039

1.7×107

1.3×1012

某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3,為得到純凈的CuCl2·2H2O晶體,加入_____,調至pH4,使溶液中的Fe3轉化為Fe(OH)3沉淀,此時溶液中的c(Fe3)_______。過濾后,將所得濾液低溫蒸發、濃縮結晶,可得到CuCl2·2H2O晶體。

答案 Cu(OH)2[Cu2(OH)2CO3CuOCuCO3]

26×109 mol·L1

解析 Fe(OH)3Cu(OH)2Ksp分別為2.6×10392.2×1020,則Fe3Cu2開始產生沉淀時c(OH)分別為2.97×1010 mol·L13.53×107 mol·L1。除去酸性CuCl2溶液中的少量FeCl3,可加入Cu(OH)2Cu2(OH)2CO3CuOCuCO3調節溶液的pH,使Fe3先轉化為沉淀析出。pH4時,c(H)104 mol·L1,則c(OH) mol·L11×1010 mol·L1,此時c(Fe3) mol·L12.6×109 mol·L1

6[2011·福建理綜,24(3)]已知25 時,Ksp[Fe(OH)3]2.79×1039,該溫度下反應Fe(OH)33HFe33H2O的平衡常數K________

答案 2.79×103

解析 根據氫氧化鐵的平衡常數表達式:Ksp[Fe(OH)3]c(Fe3c3(OH),而該反應的平衡常數K的表達式為Kc(Fe3)/c3(H),又由于25 時水的離子積為Kw1×1014,從而推得KKsp[Fe(OH)3]/(Kw)3,即K2.79×1039/(1×1014)32.79×103

 

高考考點透析

一、考綱要求

1)理解電解質的電離平衡概念。

2)了解水的電離、溶液pH等概念。

3)了解強酸強堿中和滴定的原理。

4)理解鹽類水解的原理。了解鹽溶液的酸堿性。

二、考點透析

考試熱點

1.判斷強弱電解質,比較其導電性的強弱;比較溶液中離子濃度大小;

2.外界條件對電離平衡的影響,依據平衡移動原理解釋某些問題;

3.水的電離平衡和離子積的應用;酸、堿溶液及其混合液涉及pH的分析判斷、比較及計算。

〖教后記〗

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

題組一 沉淀溶解平衡及其影響因素

1.有關AgCl的沉淀溶解平衡的說法正確的是                                                 (  )

AAgCl沉淀生成和溶解同時在不斷進行,且速率相等

BAgCl難溶于水,溶液中沒有AgCl

C.只要向含有AgCl的飽和溶液中加入鹽酸,一定會有沉淀生成

D.向含有AgCl的懸濁液中加入NaBr固體,AgCl沉淀不變化

答案 A

解析 A項,沉淀溶解平衡是一個動態平衡,正確;B項,沉淀溶解平衡存在,則肯定存在AgCl,故不正確;C項,如果加入鹽酸后溶液中Cl的濃度小于原飽和溶液中的Cl濃度,則不產生沉淀;D項,向含有AgCl的懸濁液中加入NaBr固體,AgCl沉淀會轉變為AgBr沉淀。

2.已知溶液中存在平衡:

Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq) ΔH<0,下列有關該平衡體系的說法正確的是

(  )

升高溫度,平衡逆向移動

向溶液中加入少量碳酸鈉粉末能增大鈣離子濃度

除去氯化鈉溶液中混有的少量鈣離子,可以向溶液中加入適量的NaOH溶液

恒溫下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高

給溶液加熱,溶液的pH升高

向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固體質量增加

向溶液中加入少量NaOH固體,Ca(OH)2固體質量不變

A①⑥                             B①⑥⑦

C②③④⑥                       D①②⑥⑦

答案 A

解析 會生成CaCO3,使Ca2濃度減小,錯誤;加入氫氧化鈉溶液會使平衡左移,有Ca(OH)2沉淀生成,但Ca(OH)2的溶度積較大,要除去Ca2,應把Ca2轉化為更難溶的CaCO3錯誤;恒溫下Ksp不變,加入CaO后,溶液仍為Ca(OH)2的飽和溶液,pH不變,錯;加熱,Ca(OH)2的溶解度減小,溶液的pH降低,錯;加入Na2CO3溶液,沉淀溶解平衡向右移動,Ca(OH)2固體轉化為CaCO3固體,固體質量增加,正確;加入NaOH固體平衡向左移動,Ca(OH)2固體質量增加,錯。

3.下列敘述不正確的是                                                                                  (  )

ACaCO3能夠溶解在CO2的水溶液中

BMg(OH)2可溶于鹽酸,不溶于NH4Cl溶液

CAgCl可溶于氨水

DMgSO4溶液中滴加Ba(OH)2得到兩種沉淀

答案 B

解析 沉淀溶解平衡體系中的離子被消耗可促進沉淀的溶解,增大某種離子濃度可以促進沉淀生成。A項中CaCO3(s)Ca2(aq)CO(aq)H2CO3HHCOCOH結合生成HCO,促使兩個平衡都向右移動,CaCO3逐漸溶解轉化為Ca(HCO3)2B項中Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq),加入鹽酸或NH4Cl溶液,均消耗OH,促使Mg(OH)2溶解;C項中AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq),加入氨水后Ag2NH3·H2O[Ag(NH3)2]2H2O,所以AgCl逐漸溶解;D項中反應的離子方程式為Mg2SOBa22OH===Mg(OH)2BaSO4,得到兩種沉淀。

題組二 沉淀溶解平衡在工農業生產中的應用

()廢水處理

4.水是人類生存和發展的寶貴資源,而水質的污染問題卻越來越嚴重。目前,世界各國已高度重視這個問題,并采取積極措施進行治理。

(1)工業廢水中常含有不同類型的污染物,可采用不同的方法處理。以下處理措施和方法都正確的是__________(填字母編號,可多選)

選項

污染物

處理措施

方法類別

A

廢酸

加生石灰中和

物理法

B

Cu2等重金屬離子

加硫化物沉降

化學法

C

含純堿的廢水

加石灰水反應

化學法

(2)下圖是某市污水處理的工藝流程示意圖:

下列物質中不可以作為混凝劑(沉降劑)使用的是______(填字母編號,可多選)

A.偏鋁酸鈉                             B.氧化鋁

C.堿式氯化鋁                          D.氯化鐵

混凝劑除去懸浮物質的過程是________(填字母編號)

A.物理變化                             B.化學變化

C既有物理變化又有化學變化

(3)在氯氧化法處理含CN的廢水過程中,液氯在堿性條件下可以將氰化物氧化成氰酸鹽(其毒性僅為氰化物的千分之一),氰酸鹽進一步被氧化為無毒物質。

某廠廢水中含KCN,其濃度為650 mg·L1。現用氯氧化法處理,發生如下反應:KCN2KOHCl2===KOCN2KClH2O再投入過量液氯,可將氰酸鹽進一步氧化為氮氣。請配平下列化學方程式:

KOCNKOHCl2CO2N2KClH2O。若處理上述廢水20 L,使KCN完全轉化為無毒物質,至少需液氯__________g

答案 (1)BC (2)B C

(3)2 4 3 2 1 6 2 35.5

解析 (1)工業廢水中的廢酸可加生石灰中和,屬于化學變化。CuSHgSAg2S均難溶,所以加硫化物如Na2S可沉淀Cu2等重金屬離子,消除污染;純堿可加入石灰水生成CaCO3沉淀而除去。

(2)偏鋁酸鈉、堿式氯化鋁、氯化鐵水解生成膠體,除去懸浮物,而Al2O3難溶于水,不能產生膠體,不能作混凝劑。在除去懸浮物的過程中既有物理變化又有化學變化。

(3)根據KCN2KOHCl2===KOCN2KClH2O2KOCN4KOH3Cl2===2CO2N26KCl2H2On(KCN)0.2 mol

n(Cl2)0.2 mol×30.5 mol

所以m(Cl2)0.5 mol×71 g·mol135.5 g

()廢物利用

5.硫酸工業中廢渣稱為硫酸渣,其成分為SiO2Fe2O3Al2O3MgO。某探究性學習小組的同學設計以下方案,進行硫酸渣中金屬元素的提取實驗。

已知溶液pH3.7時,Fe3已經沉淀完全;一水合氨電離常數Kb1.8×105,其飽和溶液中c(OH)約為1×103 mol·L1。請回答:

(1)寫出A與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式:____________________________

(2)上述流程中兩次使用試劑,推測試劑應該是________(填以下字母編號)

A.氫氧化鈉                      B.氧化鋁

C.氨水                              D.水

(3)溶液D到固體E過程中需要控制溶液pH13,如果pH過小,可能導致的后果是________________(任寫一點)

(4)H中溶質的化學式:______________

(5)計算溶液Fc(Mg2)________(25 時,氫氧化鎂的Ksp5.6×1012)

答案 (1)SiO22NaOH===Na2SiO3H2O

(2)A

(3)鎂離子沉淀不完全或氫氧化鋁溶解不完全等

(4)NaHCO3

(5)5.6×1010 mol·L1

解析 固體ASiO2SiO22NaOH===Na2SiO3H2O,一水合氨飽和溶液中

c(OH)1×103 mol·L1,達不到0.1 mol·L1,所以應加NaOH溶液調節pH值。

在溶液中含有Fe3Al3Mg2Cl,通過加入NaOH,調節pH值,分別使

Fe3Mg2沉淀,使Al(OH)3溶解。根據信息,調節pH3.7時,使Fe3完全沉淀,調節pH13時,使Mg2沉淀,使Al(OH)3溶解。若pH過小,會造成鎂離子沉淀不完全或Al(OH)3溶解不徹底。溶液FNaAlO2溶液,通入足量CO2后,生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3溶液。(5)c(Mg2)5.6×1010 mol·L1

題組一 溶度積的有關計算及應用

1.在25 時,FeSKsp6.3×1018CuSKsp1.3×1036ZnSKsp1.3×

1024。下列有關說法中正確的是                                                                (  )

A25 時,CuS的溶解度大于ZnS的溶解度

B25 時,飽和CuS溶液中Cu2的濃度為1.3×1036 mol·L1

C.向物質的量濃度相同的FeCl2ZnCl2的混合液中加入少量Na2S,只有FeS沉淀

生成                

D.除去某溶液中的Cu2,可以選用FeS作沉淀劑

答案 D

解析 1 L溶液中溶解的CuS的質量為×1018×96 g,同理1 L溶液中溶解的ZnS的質量為×1012×97 g,所以CuS的溶解度小于ZnS的溶解度,AB錯誤;FeSKsp大于ZnS,所以C選項應只有ZnS生成;D選項依據沉淀的轉化,溶度積大的FeS可以轉化為溶度積小的CuS

2(1)已知Ksp(AgCl)1.8×1010,則將AgCl放在蒸餾水中形成飽和溶液,溶液中的c(Ag)是多少?

(2)已知Ksp[Mg(OH)2]1.8×1011,則將Mg(OH)2放入蒸餾水中形成飽和溶液,溶液的pH為多少?

(3)0.01 mol·L1MgCl2溶液中,逐滴加入NaOH溶液,剛好出現沉淀時,溶液的pH是多少?當Mg2完全沉淀時,溶液的pH為多少?

答案 (1)AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)

c(Ag)c(Cl)

所以Ksp(AgCl)1.8×1010c(Agc(Cl)c2(Ag)

解得c(Ag)1.3×105mol·L1

(2)Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)

Ksp[Mg(OH)2]1.8×1011c(Mg2c2(OH)·c2(OH)

解得c(OH)3.3×104mol·L1

所以c(H)==3.0×1011mol·L1

所以pH10.5

(3)Ksp[Mg(OH)2]1.8×1011c(Mg2c2(OH)0.01·c2(OH)

c(OH)4.2×105mol·L1

c(H)==2.4×1010mol·L1

所以pH9.6,即當pH9.6時,開始出現Mg(OH)2沉淀。

由于一般認為殘留在溶液中的離子濃度小于1×105mol·L1時,沉淀已經完全。故Mg2完全沉淀時有:

1×105·c2(OH)1.8×1011

所以c(OH)1.34×103mol·L1

c(H)==7.46×1012 mol·L1

所以pH11.1

3.已知Ksp(AgCl)1.8×1010Ksp(Ag2CrO4)1.9×1012,現在向0.001 mol·L1 K2CrO40.01 mol·L1 KCl混合液中滴加0.01 mol·L1 AgNO3溶液,通過計算回答:

(1)ClCrO誰先沉淀?

(2)剛出現Ag2CrO4沉淀時,溶液中Cl濃度是多少?(設混合溶液在反應中體積不變)

答案 (1)Cl先沉淀 (2)4.13×106 mol·L1

解析 Ksp(AgCl)c(Agc(Cl)c(Ag) mol·L11.8×108 mol·L1

Ksp(Ag2CrO4)c2(Agc(CrO),得c(Ag)mol·L14.36×105mol·L1,生成AgCl沉淀需c(Ag)小于生成Ag2CrO4沉淀時所需c(Ag),故Cl先沉淀。剛開始生成Ag2CrO4沉淀時,c(Cl)mol·L14.13×106 mol·L1

題組二 溶度積與溶解平衡曲線

4.在t 時,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖

所示。又知t AgClKsp4×1010,下列說

法不正確的是                                            (  )

A.在t 時,AgBrKsp4.9×1013

B.在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體,可使溶液由c點變到b

C.圖中a點對應的是AgBr的不飽和溶液

D.在t 時,AgCl(s)Br(aq)AgBr(s)Cl(aq)的平衡常數K816

答案 B

解析 根據圖中c點的c(Ag)c(Br)可得該溫度下AgBrKsp4.9×1013A正確。在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體后,c(Br)增大,溶解平衡逆向移動,

c(Ag)減小,故B錯。在a點時QcKsp,故為AgBr的不飽和溶液,C正確。選項DKc(Cl)/c(Br)Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr),代入數據得K816D正確。

5.已知25 時,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖

所示,向100 mL該條件下的CaSO4飽和溶液中加

400 mL 0.01 mol·L1 Na2SO4溶液,下列敘述正確

的是         (  )

A.溶液中析出CaSO4固體沉淀,最終溶液中c(SO)比原來的大

B.溶液中無沉淀析出,溶液中c(Ca2)c(SO)都變小

C.溶液中析出CaSO4固體沉淀,溶液中c(Ca2)c(SO)都變小

D.溶液中無沉淀析出,但最終溶液中c(SO)比原來的大

答案 D

解析 本題是一道考查沉淀溶解平衡的圖像題。由題意知,Ksp(CaSO4)

c(Ca2c(SO)3.0×103×3.0×1039×106CaSO4飽和溶液中c(Ca2)c(SO)3.0×103 mol·L1。加入400 mL 0.01 mol·L1 Na2SO4溶液后,c(Ca2)6×104 (mol·L1)c(SO)8.6×

103(mol·L1)Qcc(Ca2c(SO)6×104×8.6×1035.16×106<Ksp,所以沒有沉淀(CaSO4固體)析出,但溶液中c(SO)變大了,c(Ca2)變小了,故只有D項正確。

 

相關熱詞搜索:

上一篇:第10單元 電化學基礎1(原電池).ppt
下一篇:第十二單元 有機化學基礎(5)

分享到: 收藏