【新教材】高考化學(xué)配套作業(yè)：專題8 第4單元 難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡 含解析

新教材適用·高考化學(xué)課時(shí)提升作業(yè)(二十五)(45分鐘100分)一、選擇題(本題包括10小題,每小題6分,共60分)1.(2013·廣州模擬)化學(xué)平衡常數(shù)(K)、弱酸的電離平衡常數(shù)(Ka)、難溶物的溶度積常數(shù)(Ksp)是判斷物質(zhì)性質(zhì)或變化的重要的平衡常數(shù)。下列關(guān)于這些常數(shù)的說法中,正確的是()A.平衡常數(shù)的大小與溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑等有關(guān)B.當(dāng)溫度升高時(shí),弱酸的電離平衡常數(shù)Ka變小C.Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),由此可以判斷AgCl(s)+ I-(aq)=AgI(s)+ Cl-(aq)能夠發(fā)生D.Ka(HCN)<Ka(CH3COOH),說明物質(zhì)的量濃度相同時(shí),氫氰酸的酸性比醋酸強(qiáng)2.(2013·舟山模擬)已知25時(shí)BaSO4飽和溶液中存在BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq),Ksp=1.102 5×10-10,下列有關(guān)BaSO4的溶度積和溶解平衡的敘述中正確的是()A.25時(shí),向c(SO42-)=1.05×10-5mol·L-1的BaSO4飽和溶液中,加入BaSO4固體,c(SO42-)增大B.向該飽和溶液中加入Ba(NO3)2固體,則BaSO4的溶度積常數(shù)增大C.向該飽和溶液中加入Na2SO4固體,則該溶液中c(Ba2+)>c(SO42-)D.向該飽和溶液中加入BaCl2固體,則該溶液中c(SO42-)減小3.(2012·安徽高考)已知室溫下,Al(OH)3的Ksp或溶解度遠(yuǎn)大于Fe(OH)3。向濃度均為0.1 mol·L-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。下列示意圖表示生成Al(OH)3的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積的關(guān)系,合理的是()4.(2013·嘉興模擬)化工生產(chǎn)中常用MnS作為沉淀劑除去工業(yè)廢水中Cu2+:Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),下列說法錯(cuò)誤的是()A.MnS的Ksp比CuS的Ksp大B.該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)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=Ksp(MnS)Ksp(CuS)5.已知25時(shí)一些難溶物質(zhì)的溶度積常數(shù)如下:化學(xué)式Zn(OH)2ZnSAgClAg2SMgCO3Mg(OH)2溶度積5×10-172.5×10-221.8×10-106.3×10-506.8×10-61.8×10-11根據(jù)上表數(shù)據(jù),判斷下列化學(xué)方程式不正確的是()A.2AgCl+Na2S=2NaCl+Ag2SB.MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2C.ZnS+2H2O=Zn(OH)2+H2SD.Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2=Mg(OH)2+2CaCO3+2H2O6.常溫下,Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度積常數(shù)依次為Ksp(Ag2SO4)=7.7×10-5、Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(AgI)=8.3×10-17。下列有關(guān)說法中,錯(cuò)誤的是()A.常溫下,Ag2SO4、AgCl、AgI在水中的溶解能力依次減弱B.在AgCl飽和溶液中加入NaI固體,有AgI沉淀生成C.Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度積常數(shù)之比等于它們飽和溶液的物質(zhì)的量濃度之比D.在Ag2SO4飽和溶液中加入Na2SO4固體有Ag2SO4沉淀析出7.(2013·溫州模擬)一定溫度下的難溶電解質(zhì)AmBn在水溶液中達(dá)到溶解平衡時(shí)。已知下表數(shù)據(jù):物質(zhì)Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3Ksp/258.0×10-162.2×10-204.0×10-38完全沉淀時(shí)的pH9.66.434對含等物質(zhì)的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的說法中錯(cuò)誤的是()A.向該溶液中加入少量鐵粉不能觀察到紅色固體析出B.該溶液中c(SO42-)c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)>54C.向該溶液中加入適量氯水,并調(diào)節(jié)pH到34后過濾,得到純凈的CuSO4溶液D.向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到紅褐色沉淀8.某溫度下Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后,改變?nèi)芤簆H,金屬陽離子濃度的變化如圖所示:據(jù)圖分析,下列判斷錯(cuò)誤的是()A.KspFe(OH)3<KspCu(OH)2B.加適量NH4Cl固體可使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn)C.c、d兩點(diǎn)代表的溶液中c(H+)與c(OH-)乘積相等D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分別在b、c兩點(diǎn)代表的溶液中達(dá)到飽和9.在t時(shí),AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。又知t時(shí)AgCl的Ksp=4×10-10,下列說法中不正確的是()A.在t時(shí),AgBr的Ksp為4.9×10-13B.在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體,可使溶液由c點(diǎn)到b點(diǎn)C.圖中a點(diǎn)對應(yīng)的是AgBr的不飽和溶液D.在t時(shí),AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)平衡常數(shù)K81610.(能力挑戰(zhàn)題)(2013·石家莊模擬)取一定量的PbI2固體用蒸餾水配成飽和溶液,量取25.00 mL PbI2飽和溶液,分次慢慢加入交換柱,進(jìn)行如下離子交換反應(yīng):Pb2+(aq)+2RH(s)=R2Pb(s)+2H+(aq),用潔凈的錐形瓶接流出液,待溶液流出后,再用蒸餾水淋洗樹脂至流出液呈中性,將洗滌液一并放在錐形瓶中,加入指示劑,用0.002 5 mol·L-1NaOH溶液滴定,當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí),用去氫氧化鈉溶液20.00 mL。結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(已知lg2.5=0.4),下列有關(guān)說法正確的是()A.常溫下,0.002 5 mol·L-1NaOH溶液pH=11.6B.在溫度不變時(shí),向PbI2飽和溶液中加入少量硝酸鉛濃溶液,PbI2的Ksp減小C.溫度不變,T時(shí)刻,向PbI2飽和溶液中加入少量KI濃溶液,離子濃度變化如圖所示D.本次實(shí)驗(yàn)測得的tPbI2的Ksp=4×10-9二、非選擇題(本題包括3小題,共40分)11.(15分)(1)在2 mL 0.1 mol·L-1的NaCl溶液中,加入2 mL 0.1 mol·L-1的AgNO3溶液,可觀察到  ,此反應(yīng)的離子方程式為 。將此混合液過濾,濾渣加入2 mL 0.1 mol·L-1的KI溶液,攪拌,可觀察到 _,反應(yīng)的離子方程式為 。(2)對于Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq),其Ksp的表達(dá)式為。(3)下列說法不正確的是 。A.用稀鹽酸洗滌AgCl沉淀比用水洗滌損耗AgCl小B.物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而增加,故物質(zhì)的溶解都是吸熱的C.對于Al(OH)3(s)Al(OH)3(aq)Al3+3OH-,前者為溶解平衡,后者為電離平衡D.除去溶液中的Mg2+,用OH-沉淀Mg2+比用CO32-效果好,說明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3大E.沉淀反應(yīng)中常加過量的沉淀劑,其目的是使沉淀完全12.(15分)鋇(Ba)和鍶(Sr)及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用,它們在地殼中常以硫酸鹽的形式存在,BaSO4和SrSO4都是難溶性鹽。工業(yè)上提取鋇和鍶時(shí)首先將BaSO4和SrSO4轉(zhuǎn)化成難溶弱酸鹽。已知:SrSO4(s)Sr2+(aq)+SO42-(aq)Ksp=2.5×10-7SrCO3(s)Sr2+(aq)+CO32-(aq)Ksp=2.5×10-9(1)將SrSO4轉(zhuǎn)化成SrCO3的離子方程式為,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為;該反應(yīng)能發(fā)生的原因是  。(用沉淀溶解平衡的有關(guān)理論解釋)(2)對于上述反應(yīng),實(shí)驗(yàn)證明增大CO32-的濃度或降低溫度都有利于提高SrSO4的轉(zhuǎn)化率。判斷在下列兩種情況下,平衡常數(shù)K的變化情況(填“增大”“減小”或“不變”):升高溫度,平衡常數(shù)K將;增大CO32-的濃度,平衡常數(shù)K將。(3)已知,SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性與BaSO4和BaCO3類似,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明上述過程中SrSO4是否完全轉(zhuǎn)化成SrCO3。實(shí)驗(yàn)所用的試劑為;實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其相應(yīng)結(jié)論為 。13.(10分)(能力挑戰(zhàn)題)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(dá)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(shí)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pH。A.<1B.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)已知一些難溶物的溶度積常數(shù)如下表:物質(zhì)FeSMnSCuSKsp6.3×10-182.5×10-131.3×10-35物質(zhì)PbSHgSZnSKsp3.4×10-286.4×10-331.6×10-24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。A.NaOHB.FeSC.Na2S答案解析1.【解析】選C。平衡常數(shù)的大小僅與溫度有關(guān),A不正確;弱酸的電離是吸熱過程,溫度升高,電離平衡常數(shù)增大,B不正確;溶度積常數(shù)大的難溶電解質(zhì)易向溶度積常數(shù)小的難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化,C正確;電離平衡常數(shù)越大,對應(yīng)酸的酸性越強(qiáng),D不正確。2.【解析】選D。BaSO4的溶度積等于c(Ba2+)和c(SO42-)的乘積,故飽和溶液中c(SO42-)=1.05×10-5mol·L-1,再加入的BaSO4固體不溶解,c(SO42-)不變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;溶度積常數(shù)只與溫度有關(guān),B項(xiàng)錯(cuò)誤;加入Na2SO4固體,BaSO4的溶解平衡向左移動(dòng),c(Ba2+)減小,應(yīng)為c(SO42-)>c(Ba2+),C項(xiàng)錯(cuò)誤;加入BaCl2固體,BaSO4的溶解平衡向左移動(dòng),c(SO42-)減小。3.【解題指南】解答本題時(shí)要注意到由于KspAl(OH)3KspFe(OH)3,向混合溶液中滴加NaOH溶液的開始階段無Al(OH)3沉淀生成?！窘馕觥窟xC。因KspAl(OH)3KspFe(OH)3,因此向混合溶液中滴加NaOH溶液時(shí),首先應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀,當(dāng)Fe3+沉淀完全后,再生成Al(OH)3沉淀,繼續(xù)滴加NaOH溶液,則Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,沉淀逐漸溶解直至消失,故C項(xiàng)圖像符合實(shí)際情況。4.【解析】選B。根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化向溶度積小的方向進(jìn)行,Ksp(MnS)>Ksp(CuS),A對;該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(Mn2+)、c(Cu2+)保持不變,但不一定相等,B錯(cuò);往平衡體系中加入少量CuSO4固體后,平衡向正方向移動(dòng),c(Mn2+)變大,C對;該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(Mn2+)c(Cu2+)=c(Mn2+)·c(S2-)c(Cu2+)·c(S2-)=Ksp(MnS)Ksp(CuS),D對。5.【解析】選C。根據(jù)溶度積常數(shù)可知,溶解能力:ZnS<Zn(OH)2,由于發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)時(shí)一般生成溶解度更小的物質(zhì),故C不正確。【誤區(qū)警示】一般來講,化學(xué)反應(yīng)向著生成更難溶的物質(zhì)的方向進(jìn)行,即難溶解的物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為更難溶解的物質(zhì)。但不能認(rèn)為溶解度較小的物質(zhì)就一定不能轉(zhuǎn)化為溶解度較大的物質(zhì),如在一定條件下AgI也可轉(zhuǎn)化為AgCl。6.【解析】選C。由溶度積數(shù)據(jù)可知A選項(xiàng)正確;Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),說明AgI更難溶,B選項(xiàng)正確;Ksp(Ag2SO4)=c2(Ag+)×c(SO42-),Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-),Ksp(AgI)=c(Ag+)×c(I-),顯然C選項(xiàng)錯(cuò)誤;Ag2SO4飽和溶液中存在沉淀溶解平衡:Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+SO42-(aq),加入Na2SO4固體,SO42-的濃度增大,平衡逆向移動(dòng),有Ag2SO4固體析出,D項(xiàng)正確。7.【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下2點(diǎn):(1)多種氧化劑與多種還原劑反應(yīng)時(shí),強(qiáng)氧化劑與強(qiáng)還原劑優(yōu)先反應(yīng);(2)一種沉淀劑沉淀溶液中的多種離子時(shí),所需沉淀劑濃度越小的越先沉淀?！窘馕觥窟xC?；旌先芤褐蠪e3+的氧化性大于Cu2+的氧化性,加入少量鐵粉時(shí),鐵粉先與Fe3+反應(yīng),得不到單質(zhì)銅,A項(xiàng)正確;考慮溶液中離子的水解可知B項(xiàng)正確;通入氯氣,Fe2+被氧化成Fe3+,調(diào)pH到34時(shí),Fe3+絕大部分形成Fe(OH)3沉淀,所得溶液中含有的離子有SO42-、Cl-、Cu2+、H+及少量Fe3+、OH-,不是純凈的CuSO4溶液,C項(xiàng)錯(cuò);向混合溶液中加入NaOH溶液時(shí),Fe(OH)3首先沉淀,D項(xiàng)正確。8.【解析】選B。A項(xiàng),b、c兩點(diǎn)金屬陽離子的濃度相等,設(shè)都為x,b點(diǎn)c(OH-)=KWc(H+)=KW10-1.3,c點(diǎn)c(OH-)=KWc(H+)=KW10-4.4,KspFe(OH)3=x×(KW10-1.3)3,KspCu(OH)2=x×(KW10-4.4)3,由于10-1.3>10-4.4,所以KspFe(OH)3<KspCu(OH)2,故A正確;由a點(diǎn)到b點(diǎn)的堿性增強(qiáng),而NH4Cl溶解于水后水解顯酸性,故B錯(cuò);溫度一定,溶液中的KW為定值,故C正確;溶度積曲線上的點(diǎn)代表的溶液都是飽和溶液,曲線左下方的點(diǎn)都不飽和,右上方的點(diǎn)都是Qc>Ksp,沉淀要析出,故D正確。9.【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下2點(diǎn):(1)曲線上的點(diǎn)為溶解平衡點(diǎn),找準(zhǔn)關(guān)鍵點(diǎn)求Ksp。(2)結(jié)合Qc與Ksp的大小比較a、b的狀態(tài)?！窘馕觥窟xB。根據(jù)圖中c點(diǎn)的c(Ag+)和c(Br-)可得該溫度下AgBr的Ksp為4.9×10-13,A正確;在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體后,c(Br-)增大,溶解平衡逆向移動(dòng),c(Ag+)減小,故B錯(cuò);在a點(diǎn)時(shí)Qc<Ksp,故為AgBr的不飽和溶液,C正確;選項(xiàng)D中K=c(Cl-)/c(Br-)=Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr),代入數(shù)據(jù)得K816,D正確?！痉椒记伞壳捎贸恋砣芙馄胶馇€解決問題(1)沉淀溶解平衡曲線上各個(gè)點(diǎn)都是平衡點(diǎn)。各個(gè)點(diǎn)對應(yīng)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別為此平衡狀態(tài)時(shí)的離子濃度。(2)曲線外各點(diǎn)都不是平衡狀態(tài),若在曲線以下,是不飽和狀態(tài),可以判斷使之達(dá)到平衡的方法;曲線以上的各點(diǎn),已經(jīng)過飽和,必然有固體析出。(3)利用曲線中的數(shù)據(jù),根據(jù)Ksp公式計(jì)算得出Ksp的值。10.【解析】選D。A項(xiàng),常溫下,0.002 5 mol·L-1NaOH溶液的pOH=3- lg2.5=2.6,所以pH=11.4,錯(cuò)誤;B項(xiàng),Ksp只受溫度的影響,溫度不變時(shí),PbI2的Ksp不變,錯(cuò)誤;C項(xiàng),溫度不變,T時(shí)刻,向PbI2飽和溶液中加入少量KI濃溶液,PbI2的沉淀溶解平衡PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)逆向移動(dòng),離子濃度變化如圖所示:,錯(cuò)誤;D項(xiàng),PbI2飽和溶液中n(Pb2+)=12n(H+)=12n(OH-)=12×0.002 5 mol·L-1×0.020 00 L=2.5×10-5mol,c(Pb2+)=1.0×10-3mol·L-1,c(I-)=2.0×10-3mol·L-1,所以本次實(shí)驗(yàn)測得的tPbI2的Ksp=4×10-9,正確。11.【解析】(1)發(fā)生的反應(yīng)為NaCl+AgNO3=NaNO3+AgCl,現(xiàn)象是有白色沉淀析出;加入KI溶液,發(fā)生反應(yīng)AgCl+KI=AgI+KCl,現(xiàn)象是白色沉淀變?yōu)辄S色沉淀。(2)Ksp=c2(Ag+)·c(S2-)。(3)鹽酸中的Cl-使AgCl的溶解平衡逆向移動(dòng),故AgCl在水中的溶解度比在鹽酸中大,A正確;NaOH固體溶解是放熱的,硫酸溶于水也是放熱的,B錯(cuò)誤;Al(OH)3(s) Al(OH)3(aq)是溶解平衡,Al(OH)3(aq)Al3+3OH-是電離平衡,C正確;沉淀效果好說明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小,D錯(cuò)誤;沉淀劑越多,使離子沉淀越完全,E正確。答案:(1)白色沉淀Ag+Cl-=AgCl白色沉淀變?yōu)辄S色沉淀AgCl+I-=AgI+Cl-(2)Ksp=c2(Ag+)·c(S2-)(3)B、D12.【解析】(1)SrSO4轉(zhuǎn)化成SrCO3的離子反應(yīng)為SrSO4(s)+CO32-(aq)SrCO3(s)+SO42-(aq),平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c(SO42-)c(CO32-),根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化的原理,該反應(yīng)能夠發(fā)生,是因?yàn)镵sp(SrCO3)<Ksp(SrSO4)。(2)降低溫度有利于提高SrSO4的轉(zhuǎn)化率,說明降溫平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),因此升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),故平衡常數(shù)K減小。平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),增大CO32-的濃度,平衡常數(shù)不變。(3)根據(jù)提供的信息,可以推斷SrSO4難溶于鹽酸,而SrCO3可溶于鹽酸,因此向溶液中加入鹽酸,若沉淀全部溶解,則SrSO4完全轉(zhuǎn)化成SrCO3,若沉淀沒有全部溶解,則SrSO4沒有完全轉(zhuǎn)化成SrCO3,需要注意的是,不能選擇稀硫酸,因?yàn)镾rCO3與稀硫酸反應(yīng)生成SrSO4。答案:(1)SrSO4(s)+CO32-(aq)SrCO3(s)+SO42-(aq)K=c(SO42-)c(CO32-)Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4),加入CO32-后,平衡SrSO4(s) Sr2+(aq)+SO42-(aq)正向移動(dòng),生成SrCO3(2)減小不變(3)鹽酸若沉淀完全溶解,則證明SrSO4完全轉(zhuǎn)化成SrCO3,否則,未完全轉(zhuǎn)化13.【解析】(1)由圖可知,在pH=3時(shí)溶液中不會(huì)出現(xiàn)Cu(OH)2沉淀。(2)要除去Fe3+的同時(shí)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,不能通過調(diào)節(jié)pH而達(dá)到分離的目的。(4)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(shí)又不會(huì)引入其他離子。答案:(1)Cu2+(2)B(3)不能Co2+和Ni2+沉淀的pH范圍相差太小(4)B