（江蘇專用）2014高考化學一輪復(fù)習精練 第七章專題七 第四單元 難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡

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1、第四單元 難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡 (時間：45分鐘　滿分：100分) 考　點 題　號 沉淀溶解平衡與溶度積 1、3、4、5、7、8 沉淀溶解平衡的應(yīng)用 2、6、9、10、11 一、選擇題(本題包括4個小題，共24分，每小題只有1個選項符合題意) 1．Cu(OH)2在水溶液中存在著如下沉淀溶解平衡：Cu(OH)2(s)Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)，在常溫下Ksp＝2×10－20。在常溫下如果要生成Cu(OH)2沉淀，需要向0.02 mol·L－1的CuSO4溶液中加入堿溶液來調(diào)整溶液的pH，使溶液的pH大于 (　　)。

2、 A．2 B．3 C．4 D．5 解析　由Ksp＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝2×10－20，若要使0.02 mol·L－1的Cu2＋沉淀，則需c(OH－)＞1×10－9，再根據(jù)水的離子積常數(shù)得，c(H＋)＝1×10－14/c(OH－)＜1×10－5 mol·L－1，則pH＞5。 答案　D 2．要使工業(yè)廢水中的Pb2＋沉淀，可用硫酸鹽、碳酸鹽、硫化物等作沉淀劑，已知Pb2＋與這些離子形成的化合物的溶解度如下： 化合物 PbSO4 PbCO3 PbS 溶解度/g 1.03×10－4 1.81×10－7 1.84×10－14 由上述數(shù)據(jù)可知，沉淀劑最

3、好選用 (　　)。 A．硫化物 B．硫酸鹽 C．碳酸鹽 D．以上沉淀劑均可 解析　沉淀工業(yè)廢水中的Pb2＋時，生成沉淀的反應(yīng)進行得越完全越好，由于PbS的溶解度最小，故選硫化物作為沉淀劑。 答案　A 3．已知25 ℃時，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝8.5×10－17，25 ℃時AgCl固體在下列四個選項中，溶解度最大的是 (　　)。 A．100 mL 0.01 mol·L－1 KNO3溶液 B．100 mL 0.01 mol·L－1鹽酸 C．100 mL 0.01 mol·L－1 AgNO3溶液

4、D．100 mL 0.01 mol·L－1 KI溶液 解析　根據(jù)題給的Ksp數(shù)據(jù)可知，碘化銀的溶解度遠小于氯化銀，故在KI溶液中，氯化銀能轉(zhuǎn)化為碘化銀沉淀而溶解，即D項正確。 答案　D 4．電離常數(shù)(Ka或Kb)、溶度積常數(shù)(Ksp)是判斷物質(zhì)性質(zhì)的重要常數(shù)，下列關(guān)于這些常數(shù)的計算或運用正確的是 (　　)。 A．某亞硫酸溶液pH＝4.3，若忽略二級電離，則其一級電離常數(shù)K1＝1.0× 10－8.60 B．Ka(HCN)＜Ka(CH3COOH)，說明同濃度時氫氰酸的酸性比醋酸強 C．Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)，向AgCl懸濁液中加入KI溶液會出現(xiàn)黃

5、色沉淀 D．Ksp(AgCl)＜Ksp(AgOH)，說明AgOH和AgCl均不溶于稀硝酸 解析　A項缺少亞硫酸的濃度，無法計算其一級電離常數(shù)；B項說明醋酸比氫氰酸易電離，醋酸的酸性強；C項由Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)，可知AgI的溶解性更小，根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)AgCl會轉(zhuǎn)化為溶解性更小的AgI；D項數(shù)據(jù)只能說明AgOH和AgCl在水中的溶解性大小，而AgOH易溶于稀硝酸。 答案　C 二、選擇題(本題包括3個小題，共18分，每小題有1～2個選項符合題意) 5．(2013·蘇北四市調(diào)研)已知Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20、Ksp[Fe(OH)3]＝4.0× 1

6、0－38，Cu2＋和Fe3＋完全以氫氧化物沉淀時的pH分別為：6.7和3.2。現(xiàn)在向pH＝0、濃度均為0.04 mol·L－1 的Cu2＋、Fe3＋溶液中加入某一固體，以中和H＋調(diào)節(jié)pH(設(shè)溶液體積不變)，該過程中Cu2＋ 、Fe3＋的濃度與pH關(guān)系正確的是 (　　)。 解析　由Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20、Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，濃度均為0.04 mol·L－1 的Cu2＋和Fe3＋溶液，Cu2＋開始沉淀時c(OH－)＝ ＝7.4×10－10，pH約為4.8，F(xiàn)e3＋開始沉淀時，c(OH－)＝ ＝10－12，pH＝

7、2。所以pH＝2時Fe3＋開始沉淀，當全部沉淀時，pH為3.2。 答案　B 6．(2013·鎮(zhèn)江中學模擬)化工生產(chǎn)中常用MnS作沉淀劑除去工業(yè)廢水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)，下列說法錯誤的是 (　　)。 A．MnS的Ksp比CuS的Ksp大 B．該反應(yīng)達到平衡時c(Mn2＋)＝c(Cu2＋) C．往平衡體系中加入少量CuSO4固體后，c(Mn2＋)變大 D．該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝ 解析　MnS和CuS是同類型物質(zhì)，沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)向溶度積更小的方向進行，因此Ksp(MnS)＞Ksp(CuS)，A項正確；該反應(yīng)達到平衡時c(Mn

8、2＋)、c(Cu2＋)保持不變，但不一定相等，B項錯誤；往平衡體系中加入少量CuSO4固體后，平衡向正反應(yīng)方向移動，c(Mn2＋)變大，C項正確；該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝＝，D項正確。 答案　B 7．常溫下二價鋅在水溶液中的存在形式與pH的關(guān)系如圖，縱坐標為Zn2＋或[Zn(OH)4]2－物質(zhì)的量濃度的對數(shù)。下列說法正確的是 (　　)。 A．pH＜12的溶液中不存在[Zn(OH)4]2－ B．如果溶液中c(Zn2＋)＝0.1 mol·L－1，則c(H＋)＞1×10－6 mol·L－1 C．控制pH在8～12可以分離出溶液中的鋅離子 D．Zn(OH)2(s)Zn2＋(

9、aq)＋2OH－(aq)的溶解平衡常數(shù)為1×10－10 解析　由圖像可知，pH＜12的溶液中不存在Zn(OH)42－，A正確；pH在8～12，鋅離子以Zn(OH)2形式沉淀可分離出，C正確；由a點可確定Zn(OH)2(s)Zn2＋(aq)＋2OH－(aq)的溶解平衡常數(shù)為1×10－17，D錯，則B中c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，B錯。 答案　AC 三、非選擇題(本題共4個小題，共58分) 8．(15分)(2013·鹽城調(diào)研)20 ℃時，已知下列物質(zhì)的Ksp(如表)，試回答下列問題。 化學式 AgCl AgBr AgI Ag2S Ag2CrO4 顏色 白色

10、 淺黃色 黃色 黑色 紅色 Ksp 1.77×10－10 5.4×10－13 8.3×10－17 2.0×10－48 1.12×10－12 (1)上述5種銀鹽飽和溶液中，Ag＋的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是________________________________________________________________________(用化學式表示)。 (2)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，當兩種沉淀共存時，＝________。 (3)測定水體中氯化物的含量，常用標準硝酸銀溶液進行滴定，滴定時，應(yīng)加入的指示劑是________。 A．KBr

11、 B．KI C．K2S D．K2CrO4 (4)將適量Ag2CrO4固體溶于1 L水中至飽和，試畫出該過程中Ag＋和CrO42－濃度隨時間變化的關(guān)系圖(＝6.54)。 (5)現(xiàn)測得某混合溶液中CrO42－和Cl－的濃度均為0.010 mol·L－1，當慢慢向其中滴入AgNO3溶液時，先生成沉淀的離子是________，當?shù)诙N離子開始沉淀時，第一種離子的濃度為________(＝1.06)。 解析　(1)AgCl、AgBr、AgI均是AB型分子，其飽和溶液中c(Ag＋)分別為：×10－5、×10－7、×10－9；Ag2S和Ag2CrO4是A2B型分子，c2(Ag＋)·＝K

12、sp，c(Ag＋)＝，Ag2S、Ag2CrO4的飽和溶液中c(Ag＋)分別為×10－16、×10－4。故Ag＋的物質(zhì)的量濃度從大到小的順序為Ag2CrO4＞AgCl＞AgBr＞AgI＞Ag2S。(2)＝＝＝＝3.1×10－3。 (3)由(1)知，對于AgCl、AgBr、AgI、Ag2S和Ag2CrO4的飽合溶液中只有Ag2CrO4溶液中Ag＋濃度比AgCl溶液中的大，AgCl沉淀完全后再產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀，其他均在AgCl前沉淀，不能作指示劑，故選D。 (4)本小題應(yīng)求出Ag2CrO4飽和溶液中c(Ag＋)與c(CrO42－)，設(shè)c(CrO42－)為x mol·L－1，則c(Ag＋)為

13、2x mol·L－1，有x×(2x)2＝1.12×10－12，解得x＝6.54×10－5。 (5)Cl－開始沉淀時所需的Ag＋濃度為c(Ag＋)＝＝1.77×10－8(mol·L－1)，CrO42－開始沉淀時所需的Ag＋濃度為c(Ag＋)＝ ＝1.06×10－5(mol·L－1)，所以先生成AgCl沉淀；繼續(xù)滴加AgNO3溶液，AgCl不斷析出，c(Cl－)不斷降低，當Ag＋濃度增大到1.06×10－5 mol·L－1時，開始析出Ag2CrO4沉淀，此時溶液中同時存在兩種沉淀溶解平衡，c(Ag＋)同時滿足兩種平衡的要求，此時c(Cl－)＝＝1.67×10－5(mol·L－1)。 答案　(1

14、)Ag2CrO4＞AgCl＞AgBr＞AgI＞Ag2S (2)3.1×10－3 (3)D (4)如圖所示 (5)Cl－　1.67×10－5 mol·L－1 9．(14分)(2013·南通一調(diào))以硫鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸所得的酸性廢水中砷元素含量極高，為控制砷的排放，采用化學沉降法處理含砷廢水，相關(guān)數(shù)據(jù)如下表。 難溶物 Ksp Ca3(AsO4)2 6.8×10－19 AlAsO4 1.6×10－16 FeAsO4 5.7×10－21 表1　幾種砷酸鹽的Ksp 污染物 H2SO4 As 濃度 28.42 g·L－1 1.6 g·L－1 排放標準 pH6～9

15、 0.5 mg·L－1 表2　工廠污染物排放濃度及允許排放標準 回答以下問題： (1)該硫酸工廠排放的廢水中硫酸的物質(zhì)的量濃度c(H2SO4)＝________mol· L－1。 (2)寫出難溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表達式： Ksp[Ca3(AsO4)2]＝________，若混合溶液中Al3＋、Fe3＋的濃度均為1.0×10－4 mol·L－1，c(AsO43－)的最大是______mol·L－1。 (3)工廠排放出的酸性廢水中的三價砷(H3AsO3弱酸)不易沉降，可投入MnO2先將其氧化成五價砷(H3AsO4弱酸)，寫出該反應(yīng)的離子方程式______________

16、__________________________________________________________。 (4)在處理含砷廢水時采用分段式，先向廢水中投入生石灰調(diào)節(jié)pH到2，再投入生石灰將pH調(diào)節(jié)到8左右使五價砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。 ①將pH調(diào)節(jié)到2時廢水中有大量沉淀產(chǎn)生，沉淀主要成分的化學式為__________________________； ②Ca3(AsO4)2在pH調(diào)節(jié)到8左右才開始沉淀的原因為___________________ _______________________________________________________。

17、答案　(1)0.29　(2)c3(Ca2＋)·c2(AsO43－)　5.7×10－17　(3)2H＋＋MnO2＋H3AsO3===H3AsO4＋Mn2＋＋H2O　(4)①CaSO4?、贖3AsO4是弱酸，當溶液中pH調(diào)節(jié)到8左右時AsO43－濃度增大，Ca3(AsO4)2開始沉淀 10．(14分)金屬氫氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用這一性質(zhì)，控制溶液的pH，達到分離金屬離子的目的。難溶金屬的氫氧化物在不同pH下的溶解度[S/(mol·L－1)]如圖所示。 (1)pH＝3時溶液中銅元素的主要存在形式是________。 (2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，應(yīng)該控制溶液的

18、pH________。 A．＜1　　　　　B．4左右　　　　　C．＞6 (3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2＋雜質(zhì)，________(填“能”或“不能”)通過調(diào)節(jié)溶液pH的方法來除去，理由是______________________________。 (4)要使氫氧化銅沉淀溶解，除了加入酸之外，還可以加入氨水生成 [Cu(NH3)4]2＋，寫出反應(yīng)的離子方程式：_______________________________。 (5)已知一些難溶物的溶度積常數(shù)如下表。 物質(zhì) FeS MnS CuS PbS HgS ZnS Ksp 6.3×10－18 2.5

19、×10－13 1.3×10－35 3.4×10－22 6.4×10－33 1.6×10－24 為除去某工業(yè)廢水中含有的Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋雜質(zhì)，最適宜向此工業(yè)廢水中加入過量的________(填選項)。 A．NaOH　　　　　B．FeS　　　　　C．Na2S 解析　(1)由圖可知，在pH＝3時溶液中不會出現(xiàn)Cu(OH)2沉淀，銅元素以Cu2＋形式存在。(2)要除去Fe3＋的同時必須保證Cu2＋不能沉淀，因此pH應(yīng)保持在4左右。(3)從圖示關(guān)系可看出，Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范圍相差太小，因此不能通過調(diào)控pH而達到分離的目的。(4)Cu(OH)2(s)Cu2＋(aq

20、)＋2OH－(aq)，加入氨水后生成難電離的[Cu(NH3)4]2＋，促進Cu(OH)2的溶解。(5)要使三種離子生成沉淀，最好選擇難溶于水的FeS，使三種雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為更難溶解的金屬硫化物沉淀，同時又不會引入其他重金屬離子。 答案　(1)Cu2＋　(2)B (3)不能　Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范圍相差太小 (4)Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O　(5)B 11．(15分)(2012·廣東，32)難溶性雜鹵石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)屬于“呆礦”，在水中存在如下平衡： K2SO4·MgSO4·2CaSO4·

21、2H2O(s)2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO42－＋2H2O 為能充分利用鉀資源，用飽和Ca(OH)2溶液溶浸雜鹵石制備硫酸鉀，工藝流程如下： (1)濾渣主要成分有________和________以及未溶雜鹵石。 (2)用化學平衡移動原理解釋Ca(OH)2溶液能溶解雜鹵石浸出K＋的原因：_____________________________________________________________。 (3)“除雜”環(huán)節(jié)中，先加入________溶液，經(jīng)攪拌等操作后，過濾，再加入________溶液調(diào)濾液pH至中性。 (4)不同溫度下，K＋的浸出濃度與溶浸時間

22、的關(guān)系見下圖，由圖可得，隨著溫度升高， ①_______________________________________________________________； ②__________________________________________________________。 (5)有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑，則溶浸過程中會發(fā)生： CaSO4(s)＋CO32－CaCO3(s)＋SO42－ 已知298 K時，Ksp(CaCO3)＝2.80×10－9， Ksp＝(CaSO4)＝4.90×10－5，求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 解析

23、　解題時，要依據(jù)制備K2SO4的工藝流程，結(jié)合物質(zhì)的分離與提純的原則進行分析。 (1)雜鹵石中加入Ca(OH)2溶液，Mg2＋與OH－結(jié)合生 成Mg(OH)2沉淀，CaSO4微溶于水，過濾后，濾渣中含有Mg(OH)2、CaSO4及未溶解的雜鹵石。 (2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2＋與OH－結(jié)合生成Mg(OH)2沉淀，使c(Mg2＋)減小，雜鹵石的溶解平衡正向移動，同時c(Ca2＋)與c(SO42－)均增大，從而析出CaSO4沉淀，K＋留在濾液中。 (3)濾液中含有Ca2＋、OH－，可先加入過量K2CO3溶液，除去Ca2＋，過濾后，再加入稀H2SO4調(diào)節(jié)溶液的pH至中性。 (4)①

24、溶浸平衡向右移動；②K＋的溶浸速率增大。 (5)CaSO4(s)＋CO32－CaCO3(s)＋SO42－的平衡常數(shù)K＝。CaCO3(s)、CaSO4(s)分別存在溶解平衡：CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO32－(aq)，CaSO4(s)Ca2＋(aq)＋SO42－(aq)，則有Ksp(CaCO3)＝c(Ca2＋)·c(CO32－)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝c(Ca2＋)·c(SO42－)＝4.90×10－5，那么K＝＝＝＝＝1.75×104。 答案　(1)Mg(OH)2　CaSO4 (2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2＋與OH－結(jié)合生成Mg(OH)2沉淀，Mg2＋濃度減小，平衡正向移動，K＋增多 (3)K2CO3　H2SO4 (4)①溶浸平衡向右移動?、贙＋的溶浸速率增大 (5)CaSO4(s)＋CO32－CaCO3(s)＋SO42－的平衡常數(shù)K＝，據(jù)Ksp(CaSO4)、Ksp(CaCO3)可知，c(SO42－)＝，c(CO32－)＝，則有K＝＝＝＝1.75×104。