2022-2023學年高中化學（課堂同步系列二）每日一題 沉淀溶解平衡在物質(zhì)分離中的應用（含解析）新人教版選修4

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1、2022-2023學年高中化學（課堂同步系列二）每日一題 沉淀溶解平衡在物質(zhì)分離中的應用（含解析）新人教版選修4 工業(yè)上采用濕法煉鋅過程中，以ZnSO4為主要成分的浸出液中，含有Fe3+、Fe2+、Cu2+、Cl-等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)不利于鋅的電解，必須事先除去。 現(xiàn)有下列試劑可供選擇：①酸性KMnO4溶液 ②NaOH溶液 ③ZnO ④H2O2溶液 ⑤Zn ⑥Fe ⑦AgNO3 ⑧Ag2SO4 下列說法不正確的是 A．用酸性KMnO4溶液將Fe2+氧化成Fe3+，再轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去 B．用ZnO調(diào)節(jié)浸出液的酸堿性，可使某些離子形成氫氧化物沉淀 C．在實際生產(chǎn)過程中

2、，加入Ag2SO4可除去Cl-，利用的是沉淀轉(zhuǎn)化的原理 D．可以用ZnCO3代替ZnO調(diào)節(jié)溶液的酸堿性 【參考答案】A 沉淀轉(zhuǎn)化 1．沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動。一般是溶解度小的沉淀會轉(zhuǎn)化生成溶解度更小的沉淀。 2．當一種試劑能沉淀溶液中幾種離子時，生成沉淀所需試劑離子濃度越小的越先沉淀；如果生成各種沉淀所需試劑離子的濃度相差較大，就能分步沉淀，從而達到分離離子的目的。 3．溶解度較小的沉淀在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的沉淀，如在BaSO4的飽和溶液中加入高濃度的Na2CO3溶液，也可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的BaCO3沉淀。 1．下列事實不

3、能用平衡移動原理解釋的是 A．Mg(OH)2不溶于水，但能溶于濃NH4Cl溶液中 B．水垢中含有的CaSO4，先用Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3，再用酸除去 C．洗滌BaSO4沉淀時，用稀硫酸洗滌BaSO4沉淀比用蒸餾水洗滌損失少 D．FeCl3溶液中混有FeCl2，常加入少量的H2O2，使Fe2＋氧化為Fe3＋ 2．25 ℃時，已知下列三種金屬硫化物的溶度積常數(shù)(Ksp)分別為Ksp(FeS)＝6.3×10－18；Ksp(CuS)＝1.3×10－36；Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。下列關(guān)于常溫時的有關(guān)敘述正確的是 A．硫化鋅、硫化銅、硫化亞鐵的

4、溶解度依次增大 B．將足量的ZnSO4晶體加入到0.1 mol·L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的濃度最大只能達到1.6×10－23 mol·L?1 C．除去工業(yè)廢水中含有的Cu2＋，可采用FeS固體作為沉淀劑 D．向飽和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后，混合液中c(Fe2＋)變大、c(S2－)變小，但Ksp(FeS)變大 3． 化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ksp近似值 10－17 10－17 10－39 用廢電池的鋅皮制備ZnSO4·7H2O的過程中，需除去鋅皮中的少量雜質(zhì)鐵，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，鐵變?yōu)開_______

5、，加堿調(diào)節(jié)至pH為________時，鐵剛好沉淀完全(離子濃度小于1×10－5 mol·L－1時，即可認為該離子沉淀完全)；繼續(xù)加堿至pH為________時，鋅開始沉淀(假定Zn2＋濃度為0.1 mol·L－1)。若上述過程不加H2O2后果是____________，原因是______________________。 4．毒重石的主要成分為BaCO3(含Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等雜質(zhì))，實驗室利用毒重石制備BaCl2·2H2O的流程如下： （1）寫出“浸取”環(huán)節(jié)發(fā)生的主要反應的離子方程式： __________________________________________

6、___________________。 實驗室用37%的鹽酸配制15%的鹽酸，除量筒外還需使用下列儀器中的________。 a．燒杯 b．容量瓶 c．滴定管 d．玻璃棒 （2）如圖是一些難溶氫氧化物在不同pH下的沉淀溶解圖： 已知：Ksp(BaC2O4)＝1.6×10－7，Ksp(CaC2O4)＝2.3×10－9 ①濾渣 Ⅰ 中含________(填化學式)。再加入NaOH調(diào)節(jié)pH＝12.5可除去或部分除去________(填離子符號)。 ②加入H2C2O4應避免過量的原因是______________________________________________

7、_。 1．【答案】D BaSO4在溶液中存在沉淀溶解平衡：BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋(aq)，若用稀硫酸洗滌BaSO4沉淀，由于增大了溶液中c()，使沉淀溶解平衡逆向移動，溶解的硫酸鋇的物質(zhì)的量比用蒸餾水洗滌少，所以損失減少，可以用平衡移動原理解釋，C不選；FeCl3溶液中混有FeCl2，常加入少量的H2O2，會發(fā)生反應：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O，達到了除雜的目的，與化學平衡無關(guān)，故使Fe2＋氧化為Fe3＋不能用平衡移動原理解釋，D符合題意。 2．【答案】C 【解析】化學式所表示的組成中陰、陽離子個數(shù)比相同時，Ksp數(shù)值越大的難溶電解質(zhì)在水中的溶解

8、能力越強，由Ksp可知，常溫下，CuS的溶解度最小，故A錯；將足量的ZnSO4晶體加入到0.1 mol·L－1的Na2S溶液中，c(S2－)將減至非常小，而Zn2＋的濃度遠遠大于1.6×10－23 mol·L－1；因CuS比FeS更難溶，F(xiàn)eS沉淀可轉(zhuǎn)化為CuS沉淀；溫度不變，Ksp(FeS)不變。 3．【答案】Fe3＋ 2.7 6 Zn2＋和Fe2＋分離不開 Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近 4．【答案】（1）BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O ad （2）①Fe(OH)3 Mg2＋、Ca2＋ ②H2C2O4過量會導致生成BaC2O4沉淀，產(chǎn)品產(chǎn)量減少 【解析】 （1）“浸取”主要是BaCO3與鹽酸反應的過程，反應的離子方程式為BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O；實驗室用37%的鹽酸配制15%的鹽酸，需量取濃鹽酸和水的體積，需使用燒杯作為容器進行稀釋，并用玻璃棒攪拌。 （2）①從圖像可知Fe3＋在pH為3.4左右就完全沉淀，故濾渣 Ⅰ 中含F(xiàn)e(OH)3；當pH＝12.5可使Mg2＋完全沉淀，Ca2＋部分沉淀；②H2C2O4過量會導致生成BaC2O4沉淀，產(chǎn)品產(chǎn)量減少。