Question

（2010?啟東市模擬）在水溶液中高價金屬離子如：Fe³⁺、Al³⁺等會發(fā)生強烈水解，同樣二價金屬離子如Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺等離子在一定的pH范圍內(nèi)也可以水解．金屬氫氧化物的沉淀直接受溶液pH的控制，利用這一方法可以除去工業(yè)污水中的某些金屬離子．下圖是Zn（OH）₂的在某溫度時的沉淀區(qū)域曲線圖

請回答下列問題：
（1）向一定濃度的Zn²⁺的溶液中加入足量的NaOH固體，下列說法正確的是

D

A、一定產(chǎn)生沉淀        B、先產(chǎn)生沉淀，后沉淀消失
C、一定不產(chǎn)生沉淀      D、可能不產(chǎn)生沉淀
（2）當pH=6、c（Zn²⁺）=0.01mol?L^-1，Zn²⁺主要存在形式為

ZnOH⁺

、

Zn（OH）₂液體

．
（3）向c（Zn²⁺）=1×10^-5mol?L^-1的溶液中加入固體NaOH到pH=10和pH=13，寫出有關(guān)反應的離子方程式：①

Zn²⁺+2OH^-═Zn（OH）₂↓

；②

Zn²⁺+4OH^-═Zn（OH）^2-₄

（4）已知該溫度下的Ksp[Zn（OH）₂]=1×10^-17，計算：當溶液中的c（Zn²⁺）=1×10^-5mol?L^-1，向溶液中加入NaOH固體，產(chǎn)生沉淀的pH，并對照該圖判斷是否真的產(chǎn)生沉淀？原因可能是什么？

Answer 1

分析：（1）依據(jù)圖象分析，足量的NaOH固體加入，隨pH變化溶液中開始無沉淀，隨pH增大，到pH＞6時，溶液中開始出現(xiàn)沉淀，溶液pH為14時，沉淀部分溶解，有兩種產(chǎn)物；可以有沉淀，也可以無沉淀；
（2）PH=6，c（Zn²⁺）=0.01mol?L^-1，利用橫坐標和縱坐標數(shù)值找出對應的離子；依據(jù)圖象分析圖象范圍內(nèi)鋅的存在形式為）ZnOH⁺、Zn（OH）₂液體；
（3）依據(jù)圖象分析c（Zn²⁺）=1×10^-5mol?L^-1，PH=10時，是生成氫氧化鋅沉淀的過程；PH=13是氫氧化鋅溶解的過程；計算縱坐標數(shù)值和題給橫坐標數(shù)值，判斷生成的物質(zhì)，書寫離子方程式；
（4）依據(jù)溶度積常數(shù)計算氫氧根離子濃度，計算PH分析圖象縱軸和橫軸的范圍判斷存在形式，對照圖象分析沉淀的存在與否．

解答：解：（1）依據(jù)圖象分析，足量的NaOH固體加入，隨pH變化溶液中開始無沉淀，隨pH增大，到pH＞6時，溶液中開始出現(xiàn)沉淀，pH＞10時沉淀開始溶解，溶液pH為14時，沉淀部分溶解，有兩種產(chǎn)物；可以有沉淀，也可以無沉淀，故答案為：D；
（2）當pH=6、c（Zn²⁺）=0.01mol?L^-1，-lgc（Zn²⁺）=2，根據(jù)圖象中縱坐標和橫坐標所對應的離子判斷為Zn²⁺、Zn（OH）₂液體，故答案為：ZnOH⁺；Zn（OH）₂液體；
（3）①向c（Zn²⁺）=1×10^-5mol?L^-1的溶液中加入固體NaOH到pH=10，-lgc（Zn²⁺）=5，根據(jù)圖象中縱坐標和橫坐標所對應的離子判斷為Zn（OH）₂，
故答案為：Zn²⁺+2OH^-═Zn（OH）₂↓；
②向c（Zn²⁺）=1×10^-5mol?L^-1的溶液中加入固體NaOH到pH=13，-lgc（Zn²⁺）=5，根據(jù)圖象中縱坐標和橫坐標所對應的離子判斷為Zn（OH）₄^2-，則反應的離子方程式為Zn²⁺+4OH^-═Zn（OH）₄^2-或分步寫：Zn²⁺+2OH^-═Zn（OH）₂↓，Zn（OH）₂+2OH^-═Zn（OH）₄^2-；
故答案為：Zn²⁺+2OH^-═Zn（OH）₂↓；Zn²⁺+4OH^-═Zn（OH）₄^2-或分步寫：Zn²⁺+2OH^-═Zn（OH）₂↓ Zn（OH）₂+2OH^-═Zn（OH）₄^2-；
（4）由于在Zn（OH）₂濁液存在溶解平衡：Zn（OH）₂（s）?Zn²⁺（aq）+2OH^-（aq），Ksp（Zn（OH）₂）=c（Zn²⁺）c²（OH^-）=1×10^-17；溶液中的c（Zn²⁺）=1×10^-5mol?L^-1，求的c（OH^-）=10^-6mol/L；c（H+）=1×10^-8mol/L，pH=8，-lgc（Zn²⁺）=5，此時無沉淀生成，鋅的存在形式為ZnOH⁺，
答：無沉淀產(chǎn)生；Zn²⁺在溶液中結(jié)合OH^--形成ZnOH⁺等，使Zn²⁺的濃度減少，無法形成沉淀．

點評：本題考查了沉淀溶解平衡應用，離子存在的判斷方法，結(jié)合圖象的分析鋅離子在不同PH范圍內(nèi)的存在形式，沉淀平衡中Ksp的應用，沉淀轉(zhuǎn)化的條件．題目難度較大．