1．室温时，CaCO₃在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。

已知CaCO₃的溶度积(室温)为2.8×10^－9，下列说法中不正确的是(　)

A．x的数值为2×10^－5

B．c点时有CaCO₃生成

C．加入蒸馏水可使溶液由d点变成a点

D．b点与d点对应的溶度积相等

解析：选C　K_sp＝c(Ca^2＋)·c_d(CO)＝1.4×10^－4×x，解得x＝2×10^－5mol/L，A正确；C点Q＝c(Ca^2＋)·c_c(CO)，

因为c_c(CO)＞c_d(CO)，所以Q＞K_sp，有CaCO₃生成，B正确；加蒸馏水c(Ca^2＋)与c(CO)同时变化，不能变成a点，C错误；b点与d点温度相同，所以K_sp相同，D正确。

－ kJ/mol

(3)3.5×10^－11 mol/L　1.2×10⁷ mol/L

(4)Al(OH)₃　NaOH

14．25 ℃时几种难溶电解质的溶解度如表所示：

在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如：

①为了除去氯化铵中的杂质Fe^3＋，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂反应，过滤结晶即可；

②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe^3＋，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶即可；

③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe^2＋，先将混合物溶于水，加入一定量的H₂O₂，将Fe^2＋氧化成Fe^3＋，调节溶液的pH＝4，过滤结晶即可。请回答下列问题：

(1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果，Fe^2＋、Fe^3＋都被转化为________(填化学式)而除去。

(2)①中加入的试剂应该选择__________________，其原因是______________________。

(3)②中除去Fe^3＋所发生的离子方程式为_______________________________________。

(4)下列与方案③相关的叙述中，正确的是________(填字母)。

A．H₂O₂是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质，不产生污染

B．将Fe^2＋氧化为Fe^3＋的主要原因是Fe(OH)₂沉淀比Fe(OH)₃沉淀难过滤

C．调节溶液pH＝4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜

D．Cu^2＋可以大量存在于pH＝4的溶液中

E．在pH>4的溶液中Fe^3＋一定不能大量存在

解析：实验①中为了不引入杂质离子，应加入氨水使Fe^3＋沉淀，而不能用NaOH溶液。实验②中根据溶解度数据可知Mg(OH)₂能转化为Fe(OH)₃，因此在MgCl₂溶液中加入足量Mg(OH)₂除去Fe^3＋，然后将沉淀一并过滤。实验③中利用Fe^3＋极易水解的特点，根据题意可知调节溶液的pH＝4可使Fe^3＋沉淀完全，为了不引入杂质离子，因此可使用CuO、Cu(OH)₂等调节溶液的pH。(4)选项B显然是错误的，原因是若不把Fe^2＋氧化为Fe^3＋，当Fe^2＋沉淀完全时，Cu^2＋也沉淀完全。

答案：(1)Fe(OH)₃　(2)氨水　不会引入新的杂质

(3)2Fe^3＋(aq)＋3Mg(OH)₂(s)3Mg^2＋(aq)＋2Fe(OH)₃(s)　(4)ACDE

13．(2014·鹤岗模拟)氧化铁是一种重要的无机材料，化学性质稳定，催化活性高，具有良好的耐光性、耐热性和对紫外线的屏蔽性，从某种工业酸性废液(主要含Na^＋、Fe^2＋、Fe^3＋、Mg^2＋、Al^3＋、Cl^－、SO)中回收氧化铁流程如图所示：

已知：常温下K_sp[Mg(OH)₂]＝1.2×10^－11；K_sp[Fe(OH)₂]＝2.2×10^－16；K_sp[Fe(OH)₃]＝3.5×10^－38；K_sp[Al(OH)₃]＝1.0×10^－33

(1)写出在该酸性废液中通入空气时发生的离子反应方程式：______________________，

指出使用空气的优点是：__________________________________________。

(2)已知Fe^3＋(aq)＋3OH^－(aq)===Fe(OH)₃(s)　ΔH＝－Q₁ kJ/mol，题(1)中每生成1 mol含铁微粒时，放热Q₂，请你计算1 mol Fe^2＋全部转化为Fe(OH)₃(s)的热效应ΔH＝________。

(3)常温下，根据已知条件计算在pH＝5的溶液中，理论上下列微粒在该溶液中可存在的最大浓度c(Fe^3＋)＝__________，c(Mg^2＋)＝________。

(4)有人用氨水调节溶液pH，在pH＝5时将Fe(OH)₃沉淀出来，此时可能混有的杂质是________(填化学式，下同)，用________试剂可将其除去。

解析：(1)酸性废液中通入空气时，Fe^2＋被空气中的氧气所氧化，离子方程式为4Fe^2＋＋O₂＋4H^＋===4Fe^3＋＋2H₂O。该方法的优点是耗费少且无污染。

(2)根据盖斯定律：1 mol Fe^2＋全部转化为Fe(OH)₃(s)的热效应ΔH＝－(Q₂＋Q₁) kJ/mol。

(3)溶液pH＝5，则c(OH^－)＝10^－9mol/L，根据K_sp[Fe(OH)₃]＝3.5×10^－38，K_sp[Mg(OH)₂]＝1.2×10^－11，可计算出 c(Fe^3＋)、c(Mg^2＋)分别为3.5×10^－11 mol/L、1.2×10⁷ mol/L。

(4)根据K_sp[Al(OH)₃]＝1.0×10^－33，可计算出溶液pH＝5 时，c(Al^3＋)<1.0×10^－5 mol/L，Al^3＋也几乎完全沉淀，故可能混有的杂质是Al(OH)₃。Al(OH)₃溶于强碱，而 Fe(OH)₃ 不溶，故可用NaOH溶液除去。

答案：(1)4Fe^2＋＋O₂＋4H^＋===4Fe^3＋＋2H₂O　耗费少且无污染

12．钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用，它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在，BaSO₄和SrSO₄都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO₄和SrSO₄转化成难溶弱酸盐。

已知：SrSO₄(s) Sr^2＋(aq)＋SO(aq)　K_sp＝2.5×10^－7

SrCO₃(s)Sr^2＋(aq)＋CO(aq)　K_sp＝2.5×10^－9

(1)将SrSO₄转化成SrCO₃的离子方程式为______________________________________，该反应的平衡常数表达式为__________________；该反应能发生的原因是________________________________________________________________________

_________________________________________(用沉淀溶解平衡的有关理论解释)。

(2)对于上述反应，实验证明增大CO的浓度或降低温度都有利于提高SrSO₄的转化率。判断在下列两种情况下，平衡常数K的变化情况(填“增大”、“减小”或“不变”)：

①升高温度，平衡常数K将________；

②增大CO的浓度，平衡常数K将________。

(3)已知，SrSO₄和SrCO₃在酸中的溶解性与BaSO₄和BaCO₃类似，设计实验证明上述过程中SrSO₄是否完全转化成SrCO₃。实验所用的试剂为________；实验现象及其相应结论为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)SrSO₄转化成SrCO₃的离子反应为SrSO₄(s)＋CO(aq)SrCO₃(s)＋SO(aq)，平衡常数表达式为K＝，根据沉淀转化的原理，该反应能够发生，是因为K_sp(SrCO₃)<K_sp(SrSO₄)。(2)①降低温度有利于提高SrSO₄的转化率，说明降温平衡向正反应方向移动，因此升高温度，平衡向逆反应方向移动，故平衡常数K减小。②平衡常数只与温度有关，增大CO的浓度，平衡常数不变。(3)根据提供的信息，可以推断SrSO₄难溶于盐酸，而SrCO₃可溶于盐酸，因此向溶液中加入盐酸，若沉淀全部溶解，则SrSO₄完全转化成SrCO₃，若沉淀没有全部溶解，则SrSO₄没有完全转化成SrCO₃，需要注意的是，不能选择稀硫酸，因为SrCO₃与稀硫酸反应生成SrSO₄。

答案：(1)SrSO₄(s)＋CO(aq)SrCO₃(s)＋SO(aq)

K＝　K_sp(SrCO₃)<K_sp(SrSO₄)，加入CO后，平衡SrSO₄(s)Sr^2＋(aq)＋SO(aq)正向移动，生成SrCO₃

(2)①减小　②不变

(3)盐酸　若沉淀完全溶解，则证明SrSO₄完全转化成SrCO₃，否则，未完全转化

二、非选择题

11．已知：25 ℃时，K_sp(BaSO₄)＝1×10^－10，K_sp(BaCO₃)＝1×10^－9。

(1)医学上进行消化系统的X射线透视时，常使用BaSO₄作内服造影剂。胃酸酸性很强(pH约为1)，但服用大量BaSO₄仍然是安全的，BaSO₄不溶于酸的原因是(用溶解平衡原理解释)________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

万一误服了少量BaCO₃，应尽快用大量0.5 mol/L Na₂SO₄溶液给患者洗胃，如果忽略洗胃过程中Na₂SO₄溶液浓度的变化，残留在胃液中的Ba^2＋浓度仅为________mol/L。

(2)长期使用的锅炉需要定期除水垢，否则会降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO₄，可先用Na₂CO₃溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO₃，而后用酸除去。

①CaSO₄转化为CaCO₃的离子方程式为_______________________________________。

②请分析CaSO₄转化为CaCO₃的原理：_________________________________。

解析：(1)BaSO₄(s)Ba^2＋(aq)＋SO(aq)，由于Ba^2＋、SO均不与H^＋反应，无法使平衡移动。c(Ba^2＋)＝＝2×10^－10 mol/L。

答案：(1)对于平衡BaSO₄(s)Ba^2＋(aq)＋SO(aq)，H^＋不能减少Ba^2＋或SO的浓度，平衡不能向溶解的方向移动　2×10^－10

(2)①CaSO₄(s)＋CO(aq)===CaCO₃(s)＋SO(aq)

②CaSO₄存在沉淀溶解平衡，加入Na₂CO₃溶液后，CO与Ca^2＋结合生成CaCO₃沉淀，Ca^2＋浓度减小，使CaSO₄的沉淀溶解平衡向溶解方向移动

10．某温度时，Ag₂SO₄在水中的沉淀溶解曲线如图所示。该温度下，下列说法正确的是(　)

A．含有大量SO的溶液中肯定不存在Ag^＋

B．0.02 mol/L的AgNO₃溶液与0.2 mol/L的Na₂SO₄溶液等体积混合不会生成沉淀

C．Ag₂SO₄的溶度积常数(K_sp)为1×10^－3

D．a点表示Ag₂SO₄的不饱和溶液，蒸发可以使溶液由a点变到b点

解析：选B　由图知：K_sp(Ag₂SO₄)＝(2×10^－2)²×5×10^－2＝2×10^－5，C错误；沉淀溶解平衡是动态平衡，故含有大量的SO的溶液中也含有少量的Ag^＋，A错误；两溶液等体积混合后c²(Ag^＋)·c(SO)＝()²×＝1×10^－5＜K_sp(Ag₂SO₄)，因此不会产生Ag₂SO₄沉淀，B正确；a点为Ag₂SO₄的不饱和溶液，蒸发溶液，c(Ag^＋)和c(SO)都增大，故不能实现由a点到b点，D错误。

9．工业上采用湿法炼锌过程中，以ZnSO₄为主要成分的浸出液中，含有Fe^3＋、Fe^2＋、Cu^2＋、Cl^－等杂质，这些杂质对锌的电解工序有妨碍，必须事先除去。现有下列试剂可供选择：

①酸性KMnO₄溶液　②NaOH溶液　③ZnO　④H₂O₂溶液

⑤Zn　⑥Fe　⑦AgNO₃　⑧Ag₂SO₄

下列说法不正确的是(　)

A．用酸性KMnO₄溶液将Fe^2＋氧化成Fe^3＋，再转化为Fe(OH)₃沉淀除去

B．用ZnO调节浸出液的酸碱性，可使某些离子形成氢氧化物沉淀

C．在实际生产过程中，加入Ag₂SO₄可除去Cl^－，是利用了沉淀转化的原理

D．也可以用ZnCO₃代替ZnO调节溶液的酸碱性

解析：选A　用酸性KMnO₄溶液氧化Fe^2＋时，会引入K^＋、Mn^2＋等新的杂质，这些离子在后续反应中难以除去，影响生产。生产中应该使用H₂O₂溶液氧化Fe^2＋，然后加入ZnO或ZnCO₃调节溶液的pH，使Fe^3＋等离子形成沉淀。Ag₂SO₄的溶解度大于AgCl，所以用Ag₂SO₄除去Cl^－利用了沉淀转化的原理。

8．(2014·宝鸡模拟)常温下，有关物质的溶度积如表所示。

下列有关说法不正确的是(　)

A．常温下，除去NaCl溶液中的MgCl₂杂质，选用NaOH溶液比Na₂CO₃溶液效果好

B．常温下，除去NaCl溶液中的CaCl₂杂质，选用Na₂CO₃溶液比NaOH溶液效果好

C．向含有Mg^2＋、Fe^3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c(Mg^2＋)∶c(Fe^3＋)＝2.125×10²¹

D．无法利用Ca(OH)₂制备NaOH

解析：选D　A项中K_sp[Mg(OH)₂]＜K_sp[MgCO₃]，所以用NaOH溶液可使Mg^2＋沉淀更完全；同理可知B正确；C项中pH＝8即c(OH^－)＝1×10^－6 mol/L，当两种沉淀共存时，有＝，代入数据，则有上述结果，C正确；D项可用下述反应实现：Ca(OH)₂＋Na₂CO₃===CaCO₃↓＋2NaOH，D错误。

7．(2014·嘉兴模拟)如图表示的是难溶氢氧化物在不同pH下的溶解度[S(mol/L)]。下列说法中正确的是(　)

A．pH＝3时溶液中铁元素的主要存在形式是Fe^3＋

B．若Ni(NO₃)₂溶液中含有少量的Co^2＋杂质，可通过调节溶液pH的方法来除去

C．若分离溶液中的Fe^3＋和Cu^2＋，可调节溶液的pH在4左右

D．若在含有Cu^2＋和Ni^2＋的溶液中加入烧碱，Ni(OH)₂优先沉淀

解析：选C　当pH＝3时，Fe^3＋已沉淀完全，A错误；由于Ni^2＋和Co^2＋完全沉淀时pH相差不大，故不宜采用调节溶液pH的方法来除去，B错误；根据图示可知在含有Cu^2＋和Ni^2＋的溶液中加入烧碱，Cu(OH)₂优先沉淀，D错误。

6．化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu^2＋：Cu^2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn^2＋(aq)，下列说法错误的是(　)

A．MnS的K_sp比CuS的K_sp大

B．该反应达平衡时c(Mn^2＋)＝c(Cu^2＋)

C．往平衡体系中加入少量CuSO₄固体后，c(Mn^2＋)变大

D．该反应的平衡常数K＝

解析：选B　根据沉淀转化向溶度积小的方向进行，K_sp(MnS)＞K_sp(CuS)，A正确；该反应达平衡时c(Mn^2＋)、c(Cu^2＋)保持不变，但不一定相等，B错误；往平衡体系中加入少量CuSO₄固体后，平衡向正方向移动，c(Mn^2＋)变大，C正确；该反应的平衡常数K＝＝＝，D正确。