11.【解析】由Ksp表达式不难看出其与溶解度的关系,在硫酸钙的悬浊液中存在着:CaSO4(s)S(aq)+Ca2+(aq),而加入Na2CO3后,溶液中C浓度较大,而CaCO3的Ksp较小,故C与Ca2+结合生成沉淀,即C+Ca2+====CaCO3↓。既然是探究性实验,必须验证所推测结果的正确性,故设计了③④步操作,即验证所得固体是否为碳酸钙。
答案:(1)大 (2)Na2CO3(aq)+CaSO4(s)====Na2SO4(aq)+CaCO3(s)
(3)洗去沉淀中附着的S
(4)向沉淀中加入足量的盐酸,沉淀完全溶解,并生成无色无味的气体
12.【解析】(1)AgCl、AgBr、AgI均是AB型,c(Ag+)分别为×10-5(mol·L-1)≈1.4×10-5(mol·L-1)、×10-7(mol·L-1)≈7.3×10-7(mol·L-1)、×10-9(mol·L-1)≈9.1×10-9(mol·L-1);后两种是A2B型,c2(Ag+)·c(Ag+)=Ksp,则c(Ag+)=,Ag2S、Ag2CrO4中c(Ag+)分别为1.59×10-16(mol·L-1)、1.59×10-4(mol·L-1)。故Ag+物质的量浓度由大到小的顺序为Ag2CrO4>AgCl>AgBr>AgI>Ag2S。
(2)出现共沉淀,此时必须同时发生两个平衡:
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq);
c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)=2.0×10-10……①
AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq),
c(Ag+)·c(Br-)=Ksp(AgBr)=5.4×10-13……②
两者相比得:
c(Br-)/c(Cl-)=5.4×10-13/2.0×10-10=2.7×10-3。
(3)由c(Ag+)大小知,饱和时只有Ag2CrO4中的c(Ag+)比AgCl中的c(Ag+)大,在AgCl沉淀完后再产生Ag2CrO4沉淀,其他均在AgCl之前沉淀,不能作指示剂,另外这里作指示剂时,生成的沉淀必须有颜色。
答案:(1)Ag2CrO4>AgCl>AgBr>AgI>Ag2S
(2)2.7×10-3 (3)D
【方法技巧】溶液中的关联平衡
在同一溶液中存在两个或多个平衡状态,若这两个或多个平衡常数中有相同的离子,则这些平衡可称为关联平衡,我们可将两个平衡常数表达式相乘或相除,得到相应的浓度关系。
13.【解题指南】解答本题时要先明确以下两点:
(1)只有两种离子完全沉淀的pH相差较大时,才可通过调节溶液的pH进行分离提纯。
(2)一般来说,溶度积小的先沉淀,易转化为溶度积更小的。
【解析】(1)由图可知,在pH=3时溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀。
(2)要除去Fe3+的同时必须保证Cu2+不能沉淀,因此pH应保持在4左右。
(3)从图示关系可看出,Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小,不能通过调节pH而达到分离的目的。
(4)要使三种离子生成沉淀,最好选择难溶于水的FeS,使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀,同时又不会引入其他离子。
答案:(1)Cu2+ (2)B
(3)不能 Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小
(4)B
