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專題8.4 難溶電解質(zhì)的溶解平衡
1、了解沉淀平衡的定義及影響因素。
2、掌握沉淀的溶解和轉(zhuǎn)化條件及應(yīng)用。
3、了解溶度積的含義及其表達(dá)式，能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。
一、沉淀溶解平衡的本質(zhì)
1、難溶電解質(zhì)的溶解平衡
（1）固體物質(zhì)的溶解性
不同物質(zhì)在水中的溶解度不同，有的很大，有的很小，但無(wú)論大小，都有一定的溶解度。在20℃時(shí)，物質(zhì)的溶解度與溶解性的關(guān)系如下：
（2）沉淀溶解平衡的概念
在一定溫度下，當(dāng)難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶于水形成飽和溶液，沉淀與溶解的速度相等時(shí)，便達(dá)到固體難溶電解質(zhì)與溶液中離子間的平衡狀態(tài)。
例如： BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO (aq)
（3）溶解平衡的建立
固體溶質(zhì)溶液中的溶質(zhì)
①v溶解>v沉淀，固體溶解
②v溶解＝v沉淀，溶解平衡
③v溶解
Ksp——溶液過(guò)飽和，有沉淀析出。
【特別提醒】對(duì)沉淀溶解平衡的深度解讀
（1）難溶電解質(zhì)不一定是弱電解質(zhì)，如BaSO4、AgCl等都是強(qiáng)電解質(zhì)。
（2）Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，與沉淀的量無(wú)關(guān)。
（3）只有組成相似的物質(zhì)(如AgCl與AgI、CaCO3與BaCO3)，才能用Ksp的相對(duì)大小來(lái)判斷物質(zhì)溶解度的相對(duì)大小。
（4）Ksp小的難溶電解質(zhì)也能向Ksp大的難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化，需看溶液中生成沉淀的離子濃度的大小。
（5）用沉淀法除雜不可能將雜質(zhì)離子全部通過(guò)沉淀除去。一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于110－5molL－1時(shí)，沉淀已經(jīng)完全。
【典型例題1】【黑龍江齊齊哈爾八中2018屆12月月考】下列有關(guān)AgCl沉淀的溶解平衡狀態(tài)的說(shuō)法中，正確的是 （ ）
A． 升高溫度，AgCl的溶解度不變
B． AgCl難溶于水，溶液中沒(méi)有Ag＋和Cl－
C． AgCl沉淀的生成和溶解不斷進(jìn)行，但速率相等
D． 向AgCl沉淀的溶解平衡體系中加入NaCl固體，AgCl的溶解度不變
【答案】C
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了沉淀溶解平衡及其影響因素，明確溶解平衡及其影響因素為解答關(guān)鍵，注意掌握溶解平衡的實(shí)質(zhì)，速率相等但不等于0，為動(dòng)態(tài)平衡。
【遷移訓(xùn)練1】【江西上饒縣中學(xué)2018屆期末】下列說(shuō)法正確的是 （ ）
A． 在一定溫度下的飽和AgCl水溶液中，Ag＋與Cl－的濃度乘積是一個(gè)常數(shù)
B． 已知AgCl的Ksp=1.810－10，則在任何含AgCl固體的溶液中，c(Ag＋)=c(Cl－)，且Ag＋與Cl－濃度的乘積等于1.810－10mol2L－2
C． Ksp數(shù)值越大的難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng)
D． 難溶電解質(zhì)的溶解度很小，故外界條件改變，對(duì)它的溶解度沒(méi)有影響
【答案】A
二、影響沉淀溶解平衡的因素
1、內(nèi)因
難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)，這是決定因素。
溶度積(Ksp)反映難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。對(duì)同類型的電解質(zhì)而言，Ksp數(shù)值越大，電解質(zhì)在水中溶解度越大；Ksp數(shù)值越小，難溶電解質(zhì)的溶解度也越小。
2、外因
（1）濃度：加水稀釋，沉淀溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)，但Ksp不變。
（2）溫度：多數(shù)難溶電解質(zhì)的溶解過(guò)程是吸熱的，所以升高溫度，沉淀溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)，同時(shí)Ksp變大。
（3）同離子效應(yīng)：向沉淀溶解平衡體系中，加入相同的離子，使平衡向沉淀方向移動(dòng)，但Ksp不變。
（4）其他：向沉淀溶解平衡體系中，加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶或氣體的離子，使平衡向溶解的方向移動(dòng)，Ksp不變。
如AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq) ΔH>0：
外界條件的變化
移動(dòng)
方向
c(Ag＋)
變化
c(Cl－)
變化
原因分析
升高溫度
正向
增大
增大
AgCl的溶解度隨溫度升高而增大
降低溫度
逆向
減小
減小
加入NaCl
固體
逆向
減小
增大
增大了Cl－的濃度
加入AgNO3
固體
逆向
增大
減小
增大了Ag＋的濃度
加入NaBr
固體
正向
減小
增大
相同溫度時(shí)，AgBr的溶解度比AgCl的溶解度小
加入NaI
固體
正向
減小
增大
相同溫度時(shí)，AgI的溶解度比AgCl的溶解度小
加入Na2S
固體
正向
減小
增大
相同溫度時(shí)，Ag2S的溶解度比AgCl的溶解度小
通入NH3
正向
減小
增大
[Ag(NH3)2]＋的穩(wěn)定性強(qiáng)
【典型例題2】【廣東惠州市2018屆期末】對(duì)某難溶電解質(zhì)AnBm的飽和溶液中，下列說(shuō)法正確的是 （ ）
A． 加同溫度的水，其溶度積減小、溶解度增大
B． 升高溫度，它的溶解度和溶度積都增大
C． 飽和溶液中c（Am+）=c（Bn﹣）
D． 加同溫度的水，其溶度積、溶解度均不變
【答案】D
【點(diǎn)評(píng)】沉淀溶解平衡也屬于動(dòng)態(tài)平衡，遵循勒夏特列原理，運(yùn)用平衡移動(dòng)原理也可解釋相關(guān)問(wèn)題。受溫度和離子濃度的變化的影響。
【遷移訓(xùn)練2】【吉林白城一中2019屆上學(xué)期第一次月考】已知懸濁液中存在平衡：Ca（OH）2（s）?Ca2+（aq）+2OH-（aq）△H<0，下列有關(guān)該平衡體系的說(shuō)法正確的是 （ ）
①升高溫度，平衡逆向移動(dòng)
②溫度一定時(shí)，溶液中c（Ca2+）?c2（OH-）為定值
③向溶液中加入少量碳酸鈉粉末能增大c（Ca2+）
④恒溫下，向飽和溶液中加入CaO，溶液的pH升高
⑤給溶液加熱，溶液的pH升高
⑥向溶液中加入少量NaOH固體，Ca（OH）2 固體質(zhì)量不變。
⑦向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固體質(zhì)量增加．
A． ①②⑦ B． ①②⑦⑧ C． ③④⑤⑦ D． ①③⑦⑧
【答案】A
三、沉淀溶解平衡的應(yīng)用
1、沉淀的生成
（1）原理：若Qc大于Ksp，難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡向左移動(dòng)，就會(huì)生成沉淀。
在工業(yè)生產(chǎn)、科研、廢水處理等領(lǐng)域中，常利用生成沉淀來(lái)達(dá)到分離或除去某些離子的目的。
（2）常見(jiàn)的方法有：
①調(diào)節(jié)溶液的pH法：使雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀。
如除去CuCl2溶液中的雜質(zhì)FeCl3，可以向溶液中加入CuO，調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀而除去。離子方程式為Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O。
②加沉淀劑法：如以Na2S、H2S等作沉淀劑，使金屬離子如Cu2＋、Hg2＋等生成極難溶的硫化物CuS、HgS等，也是分離、除雜常用的方法。反應(yīng)的離子方程式為Cu2＋＋S2－===CuS↓，Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋；Hg2＋＋S2－===HgS↓，Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋。
〖特別提醒〗①為使沉淀更完全，所選用沉淀劑的原則是：使生成沉淀的反應(yīng)進(jìn)行得越完全越好(所沉淀離子形成沉淀的Ksp盡可能的小，即沉淀溶解度越小越好)。
②不能影響其他離子的存在，由沉淀劑引入溶液的雜質(zhì)離子要便于除去或不引入新的雜質(zhì)。
2、沉淀的溶解
（1）原理：當(dāng)Qc小于Ksp，使難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡向右移動(dòng)，沉淀就會(huì)溶解。
根據(jù)平衡移動(dòng)，對(duì)于在水中難溶的電解質(zhì)，如果能設(shè)法不斷地移去溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)，就可以使沉淀溶解。
（2）方法：
①酸堿溶解法：如難溶于水的CaCO3溶于鹽酸中。離子方程式為CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。
②堿溶法：如用NaOH溶液溶解Al(OH)3，化學(xué)方程式為NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O。
③鹽溶法：如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，離子方程式為Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3H2O。
④發(fā)生氧化還原反應(yīng)使沉淀溶解：有些金屬硫化物(CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，通過(guò)減小c(S2－)而達(dá)到沉淀溶解的目的。
如CuS溶于硝酸中，HgS溶解度更小，只能用王水使其溶解。
3CuS＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋3S↓＋2NO↑＋4H2O。
⑤生成配合物使沉淀溶解：向沉淀體系中加入適當(dāng)配合劑，使溶液中的某些離子生成穩(wěn)定的配合物，減小其濃度，從而使沉淀溶解。如AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)、Ag++2NH3(加氨水)[Ag(NH3)2]+，此法對(duì)用酸堿法不能溶解的難溶電解質(zhì)尤其具有重要意義。
3、沉淀的轉(zhuǎn)化
①實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng)。
②特征
A．一般說(shuō)來(lái)，溶解能力相對(duì)較強(qiáng)的物質(zhì)易轉(zhuǎn)化為溶解能力相對(duì)較弱的物質(zhì)。
B．沉淀的溶解能力差別越大，越容易轉(zhuǎn)化。
例如：AgNO3→AgCl(白色沉淀) → AgBr (淺黃色沉淀) →AgI(黃色沉淀) → Ag2S (黑色沉淀)。
③沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用
A．鋇化合物的制備
重晶石(主要成分是BaSO4)是制備鋇化合物的重要原料，但BaSO4不溶于酸，若用飽和Na2CO3溶液處理即可轉(zhuǎn)化為易溶于酸的BaCO3。
總反應(yīng)的離子方程式為BaSO4+COBaCO3+SO。雖然BaSO4比BaCO3更難溶于水，但在CO濃度較大的溶液中，BaSO4溶解在水中的Ba2+能與CO結(jié)合形成BaCO3沉淀。轉(zhuǎn)化過(guò)程是用飽和Na2CO3溶液處理BaSO4沉淀，待達(dá)到平衡后，移走上層溶液；再加入飽和Na2CO3溶液，重復(fù)處理多次，使絕大部分BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3；最后加入鹽酸，Ba2+即轉(zhuǎn)入到溶液中。
B．鍋爐除水垢
水垢中含有的CaSO4難溶于酸，可先用Na2CO3溶液處理，使其轉(zhuǎn)化為疏松的、易溶于酸的CaCO3，而后用酸溶解除去。
反應(yīng)的方程式為CaSO4＋Na2CO3=CaCO3＋Na2SO4，CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。
C．解釋自然現(xiàn)象：在自然界中也存在溶解度小的礦物向溶解度更小的礦物轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。如各種原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后可變成CuSO4溶液，并向地下深層滲透，當(dāng)與深層的閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS) 接觸后，便慢慢轉(zhuǎn)化為銅藍(lán)(CuS)。其反應(yīng)的方程式為CuSO4＋ZnSuS＋ZnSO4。
〖特別提醒〗沉淀溶解平衡與弱電解質(zhì)電離平衡的區(qū)別:
（1）從物質(zhì)類別看，難溶電解質(zhì)可以是強(qiáng)電解質(zhì)，也可以是弱電解質(zhì)[如BaSO4是強(qiáng)電解質(zhì)，而Al(OH)3是弱電解質(zhì)]，而難電離物質(zhì)只能是弱電解質(zhì)。
（2）從變化的過(guò)程來(lái)看，沉淀溶解平衡是指已溶解的溶質(zhì)與未溶解的溶質(zhì)之間形成沉淀與溶解的平衡狀態(tài)；而電離平衡則是指已經(jīng)溶解在溶液中的弱電解質(zhì)分子與離子之間的轉(zhuǎn)化達(dá)到平衡狀態(tài)。
【典型例題3】【寧夏銀川一中2018屆高三一?！砍叵?，三種難溶電解質(zhì)的溶度積如下表。
物質(zhì)
Ag2CrO4
AgCl
AgBr
Ksp
1.010-12
1.810-10
7.710-13
下列說(shuō)法正確的是 （ ）
A． 向飽和AgCl溶液中通入少量HCl氣體，溶液中c(Ag+)不變
B． 濃度均為110-6 mol?L﹣1的AgNO3、HBr溶液等體積混合后會(huì)生成AgBr沉淀
C． 常溫下，以0.01 mol?L﹣1 AgNO3溶液滴定20mL0.01mol?L﹣1KCl和0.01mol?L﹣1K2CrO4的混合溶液，CrO42-先沉淀
D． 常溫下,Ag2CrO4（s）+2Cl-（aq）2AgCl（s）+CrO42-（aq）的平衡常數(shù)K=3.1107
【答案】D
【點(diǎn)評(píng)】本題考查沉淀溶解平衡的移動(dòng)、溶度積的計(jì)算。注意形成沉淀的必要條件是：離子積大于指定溫度下的溶度積。注意沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的物質(zhì)容易發(fā)生比較不同類型的難溶物的溶解度大小，必須通過(guò)計(jì)算溶解度比較，不能通過(guò)溶度積直接比較，比較同類型的難溶物的溶解度大小，可通過(guò)溶度積直接比較溶解度大小。
【遷移訓(xùn)練3】【安徽蚌埠2018屆高三上學(xué)期第一次質(zhì)檢】已知PbS、CuS、HgS的溶度積分別為9.010-29、1.3 10-36、410-53。下列說(shuō)法正確的是 （ ）
A． 硫化鈉可作處理廢水中含上述金屬離子的沉淀劑
B． 在硫化銅懸濁液中滴幾滴硝酸鉛溶液，會(huì)生成硫化鉛
C． 在含Pb2+、Cu2+、Hg2+的溶液中滴加硫化鈉溶液,當(dāng)溶液中c(S2-)=0.001mol/L時(shí)三種金屬離子不能都完全沉淀
D． 向含Pb2+、Cu2+、Hg2+的濃度均為0.010mol/L的溶液中通入硫化氫氣體，產(chǎn)生沉淀的順序依次為PbS、CuS、HgS
【答案】A
【解析】CuS、PbS、HgS為相同類型的難溶物，可以直接根據(jù)它們的溶度積判斷溶解度大小，由CuS、PbS、HgS的溶度積可以知道，溶解度由大到小的順序?yàn)镠gS、CuS、PbS。硫化鈉能夠與Pb2+、Cu2+、Hg2+離子反應(yīng)生成難溶物CuS、PbS、HgS，所以硫化鈉是處理廢水中含上述金屬離子的沉淀劑，A正確；在硫化銅懸濁液中滴幾滴硝酸鉛溶液，因?yàn)榱蚧~的溶度積小于硫化鉛，所以硫化銅不能轉(zhuǎn)化硫化鉛，B錯(cuò)誤； 在含Pb2+、Cu2+、Hg2+的溶液中滴加硫化鈉溶液，當(dāng)時(shí)，各離子濃度分別為c(Hg2+)=6.410-20mol/L、c(Cu2+)=1.310-33mol/L、c(Pb2+)=910-26mol/L，三種金屬離子濃度都小于，所以、、離子都完全沉淀，C錯(cuò)誤；CuS、PbS、HgS為相同類型的難溶物，可通過(guò)它們的溶度積直接判斷溶解度大小，根據(jù)題干信息可以知道，溶解度最小的、最難溶的為HgS，溶度積最大、最后生成沉淀的為PbS，所以產(chǎn)生沉淀的順序依次為HgS、 CuS、PbS，D錯(cuò)誤；正確選項(xiàng)A。
考點(diǎn)一：溶度積的計(jì)算及應(yīng)用
1、溶度積和離子積
以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)為例：
溶度積
離子積
概念
沉淀溶解的平衡常數(shù)
溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積
符號(hào)
Ksp
Qc
表達(dá)式
Ksp(AmBn)＝cm(An＋)cn(Bm－)，式中的濃度都是平衡濃度
Qc(AmBn)＝cm(An＋)cn(Bm－)，式中的濃度是任意濃度
應(yīng)用
判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解
①Q(mào)c>Ksp：溶液過(guò)飽和，有沉淀析出
②Qc＝Ksp：溶液飽和，處于平衡狀態(tài)
③Qcc(AgCl)>c(Ag2CrO4)>c(Ag2S)
【答案】C
【解析】A,根據(jù)Ksp(AgCl)、Ksp(Ag2CrO4)知,當(dāng)Cl-開(kāi)始沉淀時(shí),c(Ag+)=1.5610-7molL-1,當(dāng)c(CrO42-)開(kāi)始沉淀時(shí),c(Ag+)=3.3510-5molL-1,先產(chǎn)生AgCl沉淀,故A錯(cuò)誤;B．Qc=c2(Ag+)c(CrO42-)=()2=1.010-12<1.1210-12,沒(méi)有Ag2CrO4沉淀生成,故B錯(cuò)誤;C．因?yàn)镵sp(CH3COOAg)>Ksp(AgCl),向CH3COOAg懸濁液中加入鹽酸時(shí)CH3COOAg轉(zhuǎn)化為AgCl,離子方程式為CH3COOAg+H++Cl-=CH3COOH+AgCl,故C正確; D．根據(jù)物質(zhì)的溶度積常數(shù) CH3COOAgAg++CH3COO-飽和溶液中Ksp=2.310-3=c(Ag+)c(CH3COO-), c(Ag+) = c(CH3COO-)==4.8010-2molL-1，則c(CH3COOAg)= 4.8010-2molL-1 ；AgCl飽和溶液中Ag+的濃度為10-5=1.2510-5molL-1,c(AgCl)=1.2510-5molL-1；設(shè)Ag2CrO4飽和溶液中Ag+的濃度為x molL-1,則CrO42-的濃度為0.5x molL-1,由溶度積常數(shù)的表達(dá)式可
【點(diǎn)評(píng)】本題考查難溶電解質(zhì)的溶度積知識(shí)。根據(jù)溶度積相關(guān)知識(shí)進(jìn)行解答。 物質(zhì)的溶度積越大，越難沉淀；根據(jù)溶度積的大小判斷沉淀產(chǎn)生的順序。本題要注意的是，兩稀溶液等體積混合后，可忽略溶液因混合帶來(lái)的體積變化，其濃度分別為原來(lái)的一半。
【遷移訓(xùn)練4】【湖南長(zhǎng)沙長(zhǎng)郡中學(xué)2018屆押題卷（二】已知25℃時(shí)，RSO4(s)+CO32-(aq)RCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常數(shù)K=1.75104，Ksp(RCO3)=2.8010-9，下列敘述中正確的是 （ ）
A． 向c(CO32-)=c(SO42-)的混合液中滴加RCl2溶液，首先析出RSO4沉淀
B． 將濃度均為610-6mol/L的RCl2、Na2CO3溶液等體積混合后可得到RCO3沉淀
C． 25℃時(shí)，RSO4的Ksp約為4.910-5
D． 相同溫度下，RCO3在水中的Ksp大于在Na2CO3溶液中的Ksp
【答案】C
【解析】RSO4（s）+CO32-（aq）RCO3（s）+SO42-（aq）的平衡常數(shù)
K====1.75104，Ksp（RSO4）=1.75104Ksp（RCO3）=1.751042.8010-9=4.910-5。A項(xiàng)，RSO4、RCO3屬于同種類型且Ksp（RSO4）Ksp（RCO3），向c（CO32-）=c（SO42-）的混合液中滴加RCl2溶液，首先析出RCO3沉淀，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，將濃度均為610-6mol/LRCl2、Na2CO3溶液等體積混合后，c（R2+）=310-6mol/L、c（CO32-）=310-6mol/L，此時(shí)的離子積Qc=c（R2+）c（CO32-）=310-6310-6=910-12 Ksp（RCO3），不會(huì)產(chǎn)生RCO3沉淀，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)上述計(jì)算，Ksp（RSO4）=4.910-5，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，Ksp只與溫度有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)，相同溫度下RCO3在水中的Ksp與在Na2CO3溶液中的Ksp相等，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選C。
考點(diǎn)二：沉淀溶解平衡的綜合應(yīng)用
一、廢水處理
【典型例題5】【2018屆化學(xué)之高頻考點(diǎn)解密】某硫酸工廠的酸性廢水中砷(As)元素含量極高，為控制砷的排放，可采用化學(xué)沉降法處理含砷廢水，相關(guān)數(shù)據(jù)如下表。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
表1 幾種鹽的Ksp
難溶物
Ksp
Ca3(AsO4)2
6.810-19
CaSO4
9.110-6
FeAsO4
5.710-21
表2 工廠污染物排放濃度及允許排放標(biāo)準(zhǔn)
污染物
H2SO4
As
廢水濃度
29.4 gL-1
1.6 gL-1
排放標(biāo)準(zhǔn)
pH=6~9
0.5 mgL-1
（1）該硫酸工廠排放的廢水中硫酸的物質(zhì)的量濃度c(H2SO4)=____molL-1。
（2）若酸性廢水中Fe3+的濃度為1.010-4 molL-1，則c()=____molL-1。
（3）工廠排放出的酸性廢水中的三價(jià)砷(弱酸H3AsO3)不易沉降，可投入MnO2先將其氧化成五價(jià)砷 (弱酸H3AsO4)，此時(shí)MnO2被還原為Mn2+，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)________________。
（4）在處理含砷廢水時(shí)采用分段式，先向廢水中投入生石灰調(diào)節(jié)pH到2，再投入生石灰將pH調(diào)節(jié)到8左右，使五價(jià)砷以Ca3(AsO4)2的形式沉降。
①將pH調(diào)節(jié)到2時(shí)廢水中有大量沉淀產(chǎn)生，沉淀主要成分的化學(xué)式為_(kāi)___________。
②Ca3(AsO4)2在pH調(diào)節(jié)到8左右才開(kāi)始沉淀，原因?yàn)開(kāi)___________________________________。
③砷酸(H3AsO4)分步電離的平衡常數(shù)(25 ℃)為Ka1=5.610-3，Ka2=1.710-7，Ka3=4.010-12，第三步電離的平衡常數(shù)表達(dá)式為Ka3=_________，Na3AsO4第一步水解的離子方程式為+H2O +OH-，該步水解的平衡常數(shù)(25 ℃)為_(kāi)___。
【答案】 0.3 5.710-17 2H++MnO2+H3AsO3H3AsO4+Mn2++H2O CaSO4 H3AsO4是弱酸，當(dāng)溶液pH調(diào)節(jié)到8左右，c()增大，容易形成Ca3(AsO4)2沉淀或pH增大，促進(jìn) H3AsO4電離，c() 增大，Qc=c3(Ca2+)c2()>Ksp[Ca3(AsO4)2]，Ca3(AsO4)2才開(kāi)始沉淀 2.510-3
二、廢物利用
【典型例題6】【河南安陽(yáng)2018屆高三第三次模擬】一種從含鋁鋰鈷廢料[鋁箔、CoO和Co2O3(只溶于酸，不溶于堿)及LiCoO2]中回收氧化鈷的工藝流程如下:
回答下列問(wèn)題:
（1）步驟I“堿溶”時(shí)，為提高鋁的去除率，除升高溫度和不斷攪拌外,還可采取的措施是____(列舉1點(diǎn))，“堿溶”時(shí)發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______；步驟II“過(guò)濾、洗滌”過(guò)程中濾渣還會(huì)有少量的Al(OH)3，是因?yàn)開(kāi)_______(填離子方程式)。
（2）步驟III“酸溶”時(shí),Co2O3 轉(zhuǎn)化為CoSO4 的離子方程式為_(kāi)________。
（3）步驟V“除鋁和鋰”時(shí),調(diào)節(jié)pH的適用范圍是_______(已知該條件下,Al3+開(kāi)始沉淀時(shí)的pH為4.1,沉淀完全時(shí)的pH為4.7.Co2+開(kāi)始沉淀時(shí)的pH為6.9。沉淀完全時(shí)的pH為9.4)；步驟VI所得濾渣的成分為_(kāi)_________。
（4）煅燒CoC2O4時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則CoC2O4分解的化學(xué)方程式是___；若僅從沉淀轉(zhuǎn)化角度考慮，能否利用反應(yīng)CoCO3+ C2O42-=== CoC2O4 + CO32- 將CoCO3 轉(zhuǎn)化為CoC2O4?___ (填“能”或“不能”),說(shuō)明理由:________[已知Ksp(CoCO3) =1.410-13,Ksp(CoC2O4)=6.310-8]
【答案】 增大NaOH溶液的濃度(增大液固比)、適當(dāng)延長(zhǎng)浸取時(shí)間(答出一點(diǎn)即可) 2Al+ 2NaOH +2H2O=2NaAlO2+3H2↑ AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH- 4Co2O3 +S2O32- +14H+=8Co2+ +2SO42- +7H2O 4.76.9或4.7≤pH<6.9 Al(OH)3和LiF CoC2O4CoO+CO↑+CO2↑ 不能 該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=2.2210-6，轉(zhuǎn)化程度極小
（2）步驟III“酸溶”時(shí),Co2O3 轉(zhuǎn)化為CoSO4 ，三價(jià)鈷轉(zhuǎn)化為二價(jià)鈷，加入的Na2S2O3起還原劑作用，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式為4Co2O3 +S2O32- +14H+=8Co2+ +2SO42- +7H2O；
故本題正確答案為：4Co2O3 +S2O32- +14H+=8Co2+ +2SO42- +7H2O 。
（3）步驟V“除鋁和鋰”時(shí),使Al3+沉淀完全，而Co2+不沉淀，由信息知，Al3+沉淀完全時(shí)的pH為4.7，Co2+開(kāi)始沉淀時(shí)的pH為6.9，故調(diào)節(jié)pH的適用范圍是 4.76.9或4.7≤pH<6.9；步驟VI加入Na2CO3溶液和溶液中的Al3+發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁沉淀，同時(shí)加入NaF溶液使Li+變?yōu)長(zhǎng)iF沉淀，故步驟VI所得濾渣的成分為：Al(OH)3和LiF。綜上，本題正確答案為：4.76.9或4.7≤pH<6.9 ； Al(OH)3和LiF；
【點(diǎn)評(píng)】沉淀溶解平衡知識(shí)常用于物質(zhì)的分離與提純，往往結(jié)合化工生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)流程考查物質(zhì)的分離提純，此類試題綜合性強(qiáng)，思維有深度。解答此類問(wèn)題要靈活應(yīng)用生成沉淀的反應(yīng)條件，溶度積常數(shù)在圖像中的定量描述，學(xué)會(huì)利用溶度積計(jì)算未知離子濃度，利用溶度積規(guī)則判斷沉淀的生成與否，學(xué)會(huì)分析化工流程，抓住實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)步驟，綜合應(yīng)用氧化還原反應(yīng)、化學(xué)平衡、基本實(shí)驗(yàn)操作等知識(shí)，學(xué)會(huì)獲取信息(圖、表、數(shù)據(jù)等)和加工信息，用以解決化學(xué)問(wèn)題。
2019年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題8.4 難溶電解質(zhì)的溶解平衡（講）.doc
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