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(3)洗去沉淀中附着的SO4
(4)向沉淀中加入足量的盐酸,沉淀完全溶解,有气泡产生 (5)将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,易于除去
11.痛风是以关节炎反复发作及产生肾结石为特征的一类疾病,关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠(NaUr)晶体,有关平衡如下:①HUr(尿酸,aq)根,aq)+H(aq)(37 ℃时,Ka=4.0×10)②NaUr(s)
-3
+
-6
-
+
2-
Ur(尿酸
-
Ur(aq)+Na(aq)。
(1)37 ℃时,1.0 L水中最多可溶解8.0×10 mol尿酸钠,此温度下尿酸钠的Ksp为________。
(2)关节炎发作多在脚趾和手指的关节处,这说明温度降低时,尿酸钠的Ksp________(填“增大”、“减小”或“不变”),生成尿酸钠晶体的反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)37 ℃时,某尿酸结石病人尿液中尿酸分子和尿酸根离子的总浓度为2.0×10 mol·L,其中尿酸分子的浓度为5.0×10 mol·L,该病人尿液的c(H)为________,pH________(填“>”、“=”或“<”)7。
【解析】 (1)尿酸钠的Ksp=c(Na)·c(Ur)=8.0×10×8.0×10=6.4×10 mol·L。
(2)由题给信息,关节炎是因为形成了尿酸钠晶体,说明反应②的平衡向逆反应方向移动,Ksp减小。温度降低平衡逆向移动,说明生成尿酸钠晶体的反应是放热反应。 (3)c(HUr)=5.0×10mol·Lmol·L
-1
-4
-1
2
-2
+
-
-3
-3
-5
-1
-4
-1
+
-3
,c(Ur)=2.0×10 mol·L
+
--3-1
-5.0×10 mol·L=1.5×10
-6
-4
-4-1-3
cH+×cUr-
,根据Ka=
cHUr
-1
4.0×10×5.0×10-1
,c(H)= mol·L=-3
1.5×10
1.33×10 mol·L。
【答案】 (1)6.4×10 mol·L (2)减小 放热 (3)1.33×10 mol·L <
[能力提升]
12.已知如下物质的溶度积常数:FeS:Ksp=6.3×10说法正确的是 ( )
【导学号:05310147】
A.同温度下,CuS的溶解度大于FeS的溶解度
B.同温度下,向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后,Ksp(FeS)变小
C.向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液,最先出现的沉淀是FeS
D.除去工业废水中的Cu,可以选用FeS做沉淀剂
【解析】 由于FeS的Ksp大,且FeS与CuS的Ksp表达式是相同的,因此FeS的溶解度比CuS大;向含有Cu的工业废水中加入FeS,FeS会转化为更难溶的CuS,可以用FeS做
5
2+
2+
-18
-5
2
-2
-6
-1
-6
;CuS:Ksp=6.3×10
-36
。下列
沉淀剂;B项Ksp不随浓度变化而变化,它只与温度有关;C项先达到CuS的Ksp,先出现CuS沉淀。
【答案】 D
13.某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析,下列判断错误的是
( )
A.Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Cu(OH)2]
B.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点 C.c、d两点代表的溶液中c(H)与c(OH)乘积相等 D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和
【解析】 Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe)·c(OH),Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu)·c(OH),Fe、Cu浓度相等(b、c点)时,Fe对应的pH小,c(H)较大,则c(OH)较小,又知Ksp仅与温度有关,则Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Cu(OH)2],A正确;溶液中存在沉淀溶解平衡:Fe(OH)3(s)
Fe(aq)+3OH(aq),加入NH4Cl固体,因为NH4水解产生H,H与OH
3+
+
-
3+
-
+
+
+
-
2+
3+
+
-
3+
3
-
2+
2
-
3+
+
-
反应使平衡正向移动,c(Fe)增大,B错误;c(H)和c(OH)的乘积为KW,KW仅与温度有关,则C正确;由题意和题图知D正确。
【答案】 B
14.金属氢氧化物在酸中溶解度不同,因此可以利用这一性质,控制溶液的pH,达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol·L)如图。
-1
难溶金属氢氧化物的S-pH图
(1)当pH=3时,溶液中铜元素的主要存在形式是________(写化学式)。 (2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe,应该控制溶液的pH为________。 A.<1 B.4左右 C.>6
6
3+
(3)已知一些难溶物的溶度积常数如表所示。
物质 FeS -2MnS 2.5×10-13CuS 1.3×10-36PbS 3.4×10-28HgS 6.4×10-53ZnS 1.6×10-24Ksp (mol·L) 26.3×10-18 2+ 某工业废水中含有Cu、Pb、Hg,最适宜向此工业废水中加入过量的________除去它们(填序号)。
A.NaOH B.FeS C.Na2S
【解析】 (1)由图可知,在pH=3时,不会发现Cu(OH)2沉淀。(2)要除去Fe的同时必须保证Cu不能沉淀,因此pH应保持在4左右。(3)要使三种离子生成沉淀,最好选择难溶于水的FeS,使它们转化为更难溶解的金属硫化物沉淀,同时又不引入其他离子。 【答案】 (1)Cu (2)B (3)B
2+
2+
3+
2+2+ 7