2020_2021学年新教材高中化学第3章物质在水溶液中的行为第3节沉淀溶解平衡练习含解析鲁科版选择性必修1

2020_2021学年新教材高中化学第3章物质在水溶液中的行为第3节沉淀溶解平衡练习含解析鲁科版选择性必修1

沉淀溶解平衡 ‎　(40分钟　70分)‎ 一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分)‎ ‎1.(2020·福州高二检测)下列关于沉淀溶解平衡的说法中不正确的是 (　　)‎ A.难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡,且是一种动态平衡 B.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关 C.Ksp反映了物质在水中的溶解能力,可直接根据Ksp的数值大小比较电解质在水中的溶解能力大小 D.Ksp改变,可使沉淀溶解平衡移动 ‎【解析】选C。沉淀溶解平衡是一种动态平衡。难溶电解质的Ksp的大小反映了难溶电解质在水中的溶解能力,它只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量无关。溶液中离子浓度改变只能使平衡移动,并不改变溶度积。在一定温度下,Ksp为一常数。但通过Ksp数值大小比较电解质溶解能力时,应是同一类型的电解质。‎ ‎2.(2020·长沙高二检测) 在下列各种液体中,CaCO3的溶解度最大的是 (　　)‎ A.H2O　　　　　　 B.Na2CO3溶液 C.CaCl2溶液 D.乙醇 ‎【解析】选A。B、C项的溶液中分别含有C和Ca2+,均会抑制CaCO3的溶解,而CaCO3在乙醇中是不溶的。‎ ‎【补偿训练】‎ ‎　　要使工业废水中的Pb2+沉淀,可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀物,已知Pb2+与这些离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 由上述数据可知,沉淀剂最好选用 (　　)‎ A.硫化物　　　　　　　　 B.硫酸盐 C.碳酸盐 D.以上沉淀剂均可 ‎【解析】选A。沉淀工业废水中的Pb2+时,生成沉淀的反应进行得越完全越好,由于PbS - 9 -‎ 的溶解度最小,故最好选硫化物作为沉淀剂。‎ ‎3.(2020·安庆高二检测) 入冬以后,许多果树、林木的树干都要涂上一层白白的东西,习惯称为“涂白”。这层 “涂白”就是将足量的熟石灰放入蒸馏水中制得的。把足量熟石灰放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)。下列叙述正确的是 (　　)‎ A.给溶液加热,溶液的pH升高 B.恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高 C.向溶液中加入Na2CO3溶液,Ca(OH)2固体增多 D.向溶液中加入少量的NaOH固体,Ca(OH)2固体增多 ‎【解析】选D。A项,加热时Ca(OH)2溶解度减小,平衡逆向移动,c(OH-)减小,pH减小;B项,CaO+H2OCa(OH)2,由于保持恒温,Ca(OH)2溶解度不变,c(OH-)不变,因此pH不变;C项,C+Ca2+CaCO3↓,使平衡正向移动,Ca(OH)2固体减少;D项,加入NaOH固体时,c(OH-)增大,平衡逆向移动,因此Ca(OH)2固体增多。‎ ‎4.下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是 (　　)‎ A.将0.1 mol·L-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1 mol·L-1 CuSO4溶液,先有白色沉淀生成后变为浅蓝色沉淀,说明Ksp[Cu(OH)2]>Ksp[Mg(OH)2]‎ B.向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀,因为Ksp(AgCl)Ksp[Cu(OH)2],A错;AgCl悬浊液中加NaI生成黄色沉淀,说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),B错;Mg(OH)2沉淀溶解平衡中加入NH4Cl,N+OH-NH3·H2O,OH-浓度减小,平衡右移,Mg(OH)2溶解,C对;等物质的量的AgCl和AgI溶于水中,因为AgCl溶解度比AgI大,Cl-浓度就比I-浓度大且AgCl溶解的Ag+对AgI的溶解平衡起到抑制作用,所以Cl-与I-浓度不相等,D错。‎ ‎【互动探究】(1)上题C项中若将NH4Cl改为NaHSO3,Mg(OH)2溶解平衡移动方向为____________。(填“向左”“向右”或“不移动”) ‎ 提示:向右。NaHSO3溶液显酸性,HS+OH-H2O+S,促进Mg(OH)2溶解。‎ ‎(2)上题C项若向Mg(OH)2沉淀溶解平衡溶液中加入MgCl2固体,平衡移动方向为____________。(填“向左”“向右”或“不移动”) ‎ - 9 -‎ 提示:向左。加入MgCl2固体,增大了Mg2+浓度,平衡向逆反应方向移动。‎ ‎5.下列说法正确的是 (　　)‎ A.含有AgCl和AgI固体的悬浊液中c平(Ag+)>c平(Cl-)=c平(I-)‎ B.25 ℃时,Cu(OH)2在水中的溶解度大于在Cu(NO3)2溶液中的溶解度 C.在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,c平(Ba2+)增大 D.25 ℃时,AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同 ‎【解析】选B。Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),所以含AgCl和AgI固体的悬浊液中c平(Ag+)>‎ c平(Cl-)>c平(I-),A项不正确;Cu(NO3)2溶液中含有Cu2+,使Cu(OH)2(s)‎ Cu2+(aq)+2OH-(aq)逆向移动,溶解度比在水中的小,B项正确;在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,c平(S)增大,沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动,‎ c平(Ba2+)减小,C项不正确;溶液中c平(Cl-)越大,AgCl的溶解度越小,D项不正确。‎ ‎6.一定温度下,在氢氧化钡的悬浊液中,存在氢氧化钡固体与其电离出的离子间的溶解平衡关系:Ba(OH)2(s)Ba2+(aq)+2OH-(aq)。向此悬浊液中加入少量的氧化钡粉末,下列叙述正确的是 (　　)‎ A.溶液中钡离子数目减少 B.溶液中钡离子浓度减小 C.溶液中氢氧根离子浓度增大 D.pH减小 ‎【解析】选A。原溶液已饱和,加入的BaO粉末与水反应生成的Ba(OH)2不会再溶解,但由于消耗了水,使得平衡逆向移动,Ba2+与OH-的数目减少,但浓度不变,pH也不变。‎ ‎7.(2020·南京高二检测) 室温时,M(OH)2(s)M2+(aq)+2OH-(aq)　　Ksp=‎ a mol3·L-3,c平(M2+)=b mol·L-1时,溶液的pH等于世纪金榜导学号(　　)‎ A.lg()　　　　　　　　 B.lg()‎ C.14+lg()　　　 D.14+lg()‎ ‎【解析】选C。由Ksp=c平(M2+)(OH-)得c平(OH-)=(mol·L-1,Kw=c平(H+)c平(OH-)得c平 - 9 -‎ ‎(H+)= mol·L-1,pH=-lg=14+lg()。‎ ‎8.化工生产中常用MnS作沉淀剂除去工业废水中的Cu2+:Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),下列说法错误的是 (　　)‎ A.MnS的Ksp比CuS的Ksp大 B.该反应达到平衡时c平(Mn2+)=c平(Cu2+)‎ C.往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c平(Mn2+)变大 D.该反应的平衡常数K=‎ ‎【解析】选B。MnS和CuS是同类型物质,沉淀转化反应向溶度积更小的方向进行,因此Ksp(MnS)>Ksp(CuS),A项正确;该反应达到平衡时c平(Mn2+)、c平(Cu2+)保持不变,但不一定相等,B项错误;往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,平衡向正反应方向移动,c平(Mn2+)变大,C项正确;该反应的平衡常数K===,D项正确。‎ ‎9.氢氧化铁可用来做砷的解毒药。已知相同温度下,Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的溶解度,且随pH的升高,Fe(OH)3首先析出。为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可以在加热搅拌的条件下,加入一种试剂,过滤后再加入适量盐酸,这种试剂不可以是 (　　)‎ A.NH3·H2O　　　　 B.MgO C.Mg(OH)2　 D.MgCO3‎ ‎【解析】选A。加NH3·H2O会引入新的杂质离子N。MgO消耗Fe3+水解生成的H+,促使Fe3+水解生成Fe(OH)3而除去,同时MgO转化为MgCl2,不会引入新的杂质,即使MgO过量,由于MgO难溶于水,过滤即可除去。加Mg(OH)2和MgCO3的原理与加MgO原理相同。‎ ‎【方法规律】沉淀剂选择的原则 ‎(1)要能除去溶液中指定的离子,又不能影响其他离子的存在,并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去,如沉淀NaNO3溶液中的Ag+,可用NaCl作沉淀剂。‎ ‎(2)溶液中沉淀物的溶解度越小,离子沉淀越完全,如沉淀Cu2+,可将其转化成CuCO3、CuS或Cu(OH)2沉淀,这三种沉淀中CuS的溶解度最小,因此,沉淀成CuS时Cu2+除去得最完全。‎ ‎(3)多种弱碱阳离子的混合溶液中的某种离子或某几种离子分离时,常通过控制溶液的pH使溶解度最小的物质最先沉淀除去,而被提纯的离子不能生成沉淀,‎ - 9 -‎ 还要注意除杂时不能引入新的杂质。‎ ‎10.(2020·青岛高二检测)已知p(Ba2+)=-lgc平(Ba2+)、p(X2-)=-lg c平(X2-),常温下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列叙述中正确的是 (　　)‎ A.p(Ba2+)=a时,两种盐的饱和溶液中离子浓度c平(S)>c平(C)‎ B.M点对应的溶液中Ba2+、C能形成BaCO3沉淀 C.相同条件下,S比C更易与Ba2+结合形成沉淀 D.BaSO4不可能转化为BaCO3‎ ‎【解析】选C。A.由图象可知当钡离子浓度相同时碳酸根离子浓度大于硫酸根离子浓度,A错误;B. M点在碳酸钡曲线的上方,浓度商小于碳酸钡的溶度积常数,对应的溶液中Ba2+、C不能形成BaCO3沉淀,B错误;C. 根据图象可知碳酸钡的溶度积常数大于硫酸钡,所以相同条件下,S比C更易与Ba2+结合形成沉淀,C正确;D. 只要溶液中浓度商大于溶度积常数就可以形成沉淀,所以BaSO4也能转化为BaCO3,D错误。‎ 二、非选择题(本题包括2小题,共30分)‎ ‎11.(10分)现向含AgBr的饱和溶液中:‎ ‎(1)加入固体AgNO3,则c平(Ag+)____________(填“变大”“变小”或“不变”,下同); ‎ ‎(2)加入更多的AgBr固体,则c平(Ag+)____________; ‎ ‎(3)加入AgCl固体,则c平(Br-)__________________, ‎ c平(Ag+)____________; ‎ ‎(4)加入Na2S固体,则c平(Br-)__________________, ‎ c平(Ag+)____________。 ‎ ‎【解析】(1)向AgBr饱和溶液中加入AgNO3,溶解平衡逆向移动,但c平(Ag+)增大;(2)加入AgBr固体,对溶解平衡无影响,c平(Ag+)不变。(3)因AgCl溶解度大于AgBr ,加入AgCl固体时,c平(Ag+)增大,溶解平衡向左移动,c平(Br-)变小。(4)因Ag2S溶解度小于AgBr,加入Na2S固体时,生成Ag2S,溶解平衡向右移动,c平(Br-)增大,但c平(Ag+)减小。‎ - 9 -‎ 答案:(1)变大　(2)不变　(3)变小　变大　‎ ‎(4)变大　变小 ‎12.(20分)(2020·三门峡高二检测)根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题:‎ ‎(1)在Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后过滤,若测得滤液中c平(C)=‎ ‎10-3 mol·L-1,则Ca2+是否沉淀完全?____________(填“是”或“否”)。[已知 c平(Ca2+)≤10-5 mol·L-1时可视为沉淀完全; Ksp(CaCO3)=2.8×10-9 mol2·L-2]‎ ‎(2)25 ℃时,Mg(OH)2饱和溶液____________(填“能”或“不能”)使石蕊溶液变蓝色。(已知Ksp[Mg(OH)2]=4.0×10-12 mol3·L-3,lg5=0.7) ‎ ‎(3)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,该浓缩液中主要含有I-、Cl-等离子。取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中为____________。[已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10 mol2·L-2,Ksp(AgI)=8.3×‎ ‎10-17 mol2·L-2] ‎ ‎【解析】(1)根据Ksp(CaCO3)=c平(Ca2+)c平(C)=2.8×10-9 mol2·L-2,得 c平(Ca2+)= mol·L-1=2.8×10-6 mol·L-1<10-5 mol·L-1,可视为沉淀完全。‎ ‎(2)设Mg(OH)2饱和溶液的物质的量浓度为x mol·L-1,则4x3=4.0×10-12,x=1.0×10-4,c平(OH-)=2.0×10-4 mol·L-1,c平(H+)= mol·L-1=5×10-11 mol·L-1,pH=-lg (5×10-11)=11-lg 5=10.3,所以能使石蕊溶液变蓝色。‎ ‎(3)当AgCl开始沉淀时,溶液中=‎ ‎==‎ ‎≈4.7×10-7。‎ 答案:(1)是　(2)能　(3)4.7×10-7‎ - 9 -‎ ‎ (20分钟　30分)‎ 一、选择题(本题包括2小题,每小题7分,共14分)‎ ‎13.硫酸锶可用作彩电显像管荧光屏涂层,不但可大量减少X射线辐射,而且提高了画面的清晰度和色调的真实性。硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法正确的是 世纪金榜导学号(　　)‎ A.温度一定时,Ksp(SrSO4)随c平(S)的增大而减小 B.三个不同温度下,313 K时Ksp(SrSO4)最大 C.283 K时,图中a点对应的溶液是饱和溶液 D.283 K时的饱和SrSO4溶液升温到363 K后变为不饱和溶液 ‎【解析】选B。温度一定时,Ksp(SrSO4)不变,A项错误;由图可知,313 K时c平(Sr2+)·c平(S)最大,即Ksp最大,B项正确;283 K时,a点溶液的c平(Sr2+)小于平衡时的c平(Sr2+),故溶液未达到饱和,C项错误;283 K时的饱和SrSO4溶液升温到363 K时,有固体析出,溶液仍为饱和溶液,D项错误。‎ ‎14.①已知t ℃时AgCl的Ksp=2×10-10 mol2·L-2;②在t ℃时Ag2CrO4的溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是 (　　)‎ A.在t ℃时Ag2CrO4的Ksp=2×10-9 mol3·L-3‎ B.在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4可使溶液由Y点到X点 C.在t ℃时,以0.01 mol·L-1AgNO3溶液滴定20 mL 0.01 mol·L-1KCl和 - 9 -‎ ‎0.01 mol·L-1K2CrO4的混合溶液,Cr先沉淀 D.在t ℃时,反应Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+Cr(aq)的平衡常数K=2.5×107 L·mol-1‎ ‎【解析】选D。A项,Ag2CrO4的Ksp=(Ag+)·c平(Cr)=(10-3 mol·L-1)2×‎ ‎10-6 mol·L-1=10-12 mol3·L-3;B项,加入K2CrO4可使沉淀溶解平衡左移,c平(Ag+)减小;C项,Cr形成沉淀所需Ag+的最低浓度为c平(Ag+)=mol·L-1=1×,Cl-形成沉淀所需Ag+的最低浓度为c平(Ag+)=mol·L-1=‎ ‎2×10-8mol·L-1,所以先析出氯化银沉淀;D项,K===‎ ‎=2.5×107 L·mol-1。‎ 二、非选择题(本题包括1小题,共16分)‎ ‎15.(2020·临川高二检测) 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-1)]如图。世纪金榜导学号 ‎(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是___________________。 ‎ ‎(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+,应该控制溶液的pH为____________(填序号)。 ‎ A.<1　　　　B.4左右　　　　C.>6‎ - 9 -‎ ‎(3)在Ni(OH)2溶液中含有少量的Co2+杂质, _____________(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去,理由是_________________________________。 ‎ ‎(4)要使Cu(OH)2沉淀溶解,除了加入酸之外,还可以加入氨水,生成[Cu(NH3)4]2+,写出反应的离子方程式:__________________________________________。 ‎ ‎(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表:‎ 物质 FeS MnS CuS PbS HgS ZnS Ksp ‎6.3×‎ ‎10-18‎ ‎2.5×‎ ‎10-13‎ ‎1.3×‎ ‎10-36‎ ‎3.4×‎ ‎10-28‎ ‎6.4×‎ ‎10-53‎ ‎1.6×‎ ‎10-24‎ 某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,最适宜向此工业废水中加入过量的____________(填序号)除去它们。 ‎ A.NaOH　　　　B.FeS　　　　C.Na2S ‎【解析】(1)据图知pH=4～5时,Cu2+开始形成沉淀Cu(OH)2,因此pH=3时,主要以Cu2+形式存在。‎ ‎(2)若要除去CuCl2溶液中的Fe3+,以保证Fe3+完全沉淀,而Cu2+还未沉淀,据图知应控制溶液的pH为4左右。‎ ‎(3)据图知,Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小,无法通过调节溶液pH的方法除去Ni(OH)2溶液中的Co2+。‎ ‎(4)据已知条件结合原子守恒即可写出离子方程式:Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。‎ ‎(5)因为在FeS、CuS、PbS、HgS四种硫化物中只有FeS的溶度积最大,且与其他三种物质的溶度积差别较大,因此利用沉淀的转化可除去废水中的Cu2+、Pb2+、Hg2+,且因FeS也难溶,不会引入新的杂质。‎ 答案:(1)Cu2+　(2)B　 (3)不能　Co2+和N沉淀的pH范围相差太小　(4)Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O　(5)B - 9 -‎