《2025年赢在微点化学》

铜蓝是一种成分为硫化铜的矿物，它的含铜量为66％，是提炼铜的矿石。铜蓝呈蓝色，具有金属光泽，一般为片状，或像一层膜似的覆盖在其他矿物或岩石上，也可像一团烟灰一样。铜蓝主要产在其他铜矿床附近，自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO₄溶液，向地下层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝（CuS）。
[问题探究]
（1）CuSO₄溶液与ZnS反应能转化为铜蓝（CuS），你能写出该转化反应的离子方程式吗？
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（2）通过ZnS能转化为铜蓝（CuS）的事实，你能比较ZnS和CuS溶度积常数的大小吗？试总结沉淀转化的实质。
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（3）已知FeS和CuS的溶度积常数：$K_{sp}$(FeS)=6.3×10⁻¹⁸，$K_{sp}$(CuS)=1.3×10⁻³⁶，试通过计算判断FeS与CuSO₄溶液反应能否完全转化为CuS？
（4）要将等体积的4×10⁻³ mol·L⁻¹的AgNO₃溶液和4×10⁻³ mol·L⁻¹的K₂CrO₄溶液混合，是否能析出Ag₂CrO₄沉淀？[已知$K_{sp}$(Ag₂CrO₄)=9.0×10⁻¹²]

答案： （1）CuSO₄ 与 ZnS 反应的离子方程式是 Cu²⁺(aq) + ZnS(s)⇌CuS(s) + Zn²⁺(aq)
（2）ZnS 的溶度积常数大于 CuS 的溶度积常数;沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动,一般是将溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀
（3）CuSO₄ 与 FeS 反应的离子方程式是 Cu²⁺(aq) + FeS(s)⇌CuS(s) + Fe²⁺(aq),该反应的平衡常数 K = c(Fe²⁺) / c(Cu²⁺) = c(Fe²⁺)·c(S²⁻) / c(Cu²⁺)·c(S²⁻) = Kₛₚ(FeS) / Kₛₚ(CuS)=6.3×10⁻¹⁸ / 1.3×10⁻³⁶≈4.85×10¹⁸,故该转化能完全进行。
（4）混合后 c(Ag⁺)=c(CrO₄²⁻)=2×10⁻³ mol·L⁻¹,Q = c²(Ag⁺)·c(CrO₄²⁻)=(2×10⁻³)²×2×10⁻³ = 8×10⁻⁹＞9.0×10⁻¹²,故有 Ag₂CrO₄ 沉淀析出。

(2021·全国甲卷)已知相同温度下，Kₛₚ(BaSO₄)＜Kₛₚ(BaCO₃)。某温度下，饱和溶液中−lg[c(SO₄²⁻)]、−lg[c(CO₃²⁻)]与−lg[c(Ba²⁺)]的关系如图所示。
　　　　
下列说法正确的是（ ）
A.曲线①代表BaCO₃的沉淀溶解曲线
B.该温度下BaSO₄的Kₛₚ(BaSO₄)值为1.0×10⁻¹⁰
C.加适量BaCl₂固体可使溶液由a点变到b点
D.c(Ba²⁺)=10⁻⁵.¹时两溶液中$\frac{c(SO₄²⁻)}{c(CO₃²⁻)}$=10ʸ²⁻ʸ¹

答案： B　解析　$BaCO_{3}、BaSO_{4}$均为难溶物，饱和溶液中$-\lg [c(Ba^{2 + })]+ \{ -\lg [c(SO_{4}^{2 - })]\} = -\lg [c(Ba^{2 + })\times c(SO_{4}^{2 - })] = -\lg [K_{sp}(BaSO_{4})]$ ，同理可知溶液中$-\lg [c(Ba^{2 + })]+ \{ -\lg [c(CO_{3}^{2 - })]\} = -\lg [K_{sp}(BaCO_{3})]$ ，因$K_{sp}(BaSO_{4})\lt K_{sp}(BaCO_{3})$ ，则$-\lg [K_{sp}(BaCO_{3})]\lt -\lg [K_{sp}(BaSO_{4})]$ ，由此可知曲线①为$-\lg [c(Ba^{2 + })]$与$-\lg [c(SO_{4}^{2 - })]$的关系，曲线②为$-\lg [c(Ba^{2 + })]$与$-\lg [c(CO_{3}^{2 - })]$的关系。由题意可知，曲线上的点均为饱和溶液中微粒浓度关系，由上述分析可知，曲线①为$BaSO_{4}$的沉淀溶解曲线，A项错误；曲线①为$BaSO_{4}$溶液中$-\lg [c(Ba^{2 + })]$与$-\lg [c(SO_{4}^{2 - })]$的关系，由题图可知，当溶液中$-\lg [c(Ba^{2 + })] = 3$时，$-\lg [c(SO_{4}^{2 - })] = 7$ ，则$-\lg [K_{sp}(BaSO_{4})]=7 + 3 = 10$ ，因此$K_{sp}(BaSO_{4}) = 1.0\times 10^{-10}$ ，B项正确；向饱和$BaCO_{3}$溶液中加入适量$BaCl_{2}$固体后，溶液中$c(Ba^{2 + })$增大，根据温度不变则$K_{sp}(BaCO_{3})$不变可知，溶液中$c(CO_{3}^{2 - })$将减小，因此$a$点将沿曲线②向左上方移动，C项错误；由题图可知，当溶液中$c(Ba^{2 + })=10^{-5.1}$时，两溶液中$\frac{c(SO_{4}^{2 - })}{c(CO_{3}^{2 - })}=\frac{10^{-9.2}}{10^{-8.1}} = 10^{8.1 - 9.2}$ ，D项错误。