2021届（鲁科版）高考化学一轮复习沉淀溶解平衡作业

2021届（鲁科版）高考化学一轮复习沉淀溶解平衡作业

沉淀溶解平衡 一、选择题(本题包括6小题,每题4分,共24分)‎ ‎1.有关CaCO3的溶解平衡的说法中,不正确的是 (　　)‎ A.CaCO3沉淀析出和沉淀溶解不断进行,但速率相等 B.CaCO3难溶于水,其饱和溶液几乎不导电,属于弱电解质溶液 C.升高温度,CaCO3沉淀的溶解度增大 D.向CaCO3沉淀中加入纯碱固体,CaCO3的溶解度降低 ‎【解析】选B。达到平衡v沉淀溶解=v沉淀析出,A正确; CaCO3难溶于水,但溶解的部分完全电离出离子,属于强电解质溶液,B错误;一般温度越高,溶解度越大,C正确;纯碱电离出C抑制CaCO3沉淀溶解,CaCO3的溶解度降低,D正确。‎ ‎2.25 ℃时,5种银盐的溶度积常数(Ksp)如表所示,下列选项正确的是 (　　)‎ AgCl Ag2SO4‎ Ag2S AgBr AgI ‎1.8×10-10‎ ‎1.4×10-5‎ ‎6.3×10-50‎ ‎5.0×10-13‎ ‎8.3×10-17‎ A.AgCl、AgBr和AgI的溶解度依次增大 B.将Ag2SO4溶于水后,向其中加入少量Na2S溶液,不可能得到黑色沉淀 C.室温下,AgCl在水中的溶解性小于在食盐水中的溶解性 D.将浅黄色溴化银浸泡在饱和NaCl溶液中,会有少量白色固体生成 ‎【解析】选D。由表中数据可知,AgCl、AgBr、AgI的Ksp依次减小,因此溶解度依次减小,A项错误;Ksp(Ag2SO4)>Ksp(Ag2S),因此向Ag2SO4溶液中加入少量Na2S溶液,Ag2SO4会转化为Ag2S,产生黑色沉淀,B项错误;食盐水相对于水,c(Cl-)增大,则AgCl在食盐水中的溶解平衡逆向移动,溶解性减小,C项错误;在氯化钠的饱和溶液中,氯离子的浓度较大,溴化银固体浸泡在其中,‎ 在溴化银溶解过程中会使氯离子与银离子的离子积大于其溶度积,所以会有少量白色固体生成,D项正确。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　下列说法中,正确的是 (　　)‎ A.难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,沉淀和溶解即停止 B.Ksp越小,难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱 C.Ksp的大小与离子浓度无关,只与难溶电解质的性质和温度有关 D.相同温度下,AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的相同 ‎【解析】选C。难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,沉淀溶解平衡是动态平衡,沉淀和溶解速率相同,A错误;Ksp可用来判断相同类型的化合物在水中溶解度的大小,但是如果化合物的类型不同,就不能进行直接判断,Ksp越小的难溶电解质在水中的溶解能力不一定越弱,B错误;沉淀溶解平衡存在溶度积常数,Ksp的大小与离子浓度无关,只与难溶电解质的性质和温度有关,C正确;相同温度下,AgCl在水中的溶解能力大于在NaCl溶液中的溶解能力,因为氯化钠溶液中氯离子对氯化银溶解起到抑制作用,D错误。‎ ‎3.已知25 ℃时,AgI饱和溶液中c(Ag+)为1.23×10-8 mol·L-1,AgCl的饱和溶液中c(Ag+)为1.25×10-5 mol·L-1。若在5 mL含有KCl和KI各为0.01 mol·L-1的溶液中,加入8 mL 0.01 mol·L-1 AgNO3溶液,下列叙述正确的是 (　　)‎ A.混合溶液中c(K+)>c(N)>c(Ag+)>c(Cl-)>c(I-)‎ B.混合溶液中c(K+)>c(N)>c(Cl-)>c(Ag+)>c(I-)‎ C.加入AgNO3溶液时首先生成AgCl沉淀 D.混合溶液中约为1.02×10-3‎ ‎【解析】选B。KCl、KI混合溶液中加入AgNO3溶液,先生成AgI,再生成AgCl,AgNO3+KIAgI↓+KNO3,n(KCl)=n(KI)=0.01 mol·L-1×5 mL=5.0×10-5mol,生成AgI消耗n(AgNO3)=5.0×10-5 mol,与KCl发生反应,剩余的AgNO3为 ‎0.01 mol·L-1×8 mL×‎10-3-5‎.0×10-5 mol=3.0×10-5 mol,与KCl发生反应则KCl过量,生成AgCl为3.0×10-5 mol,由此得出反应后溶液中的溶质为KNO3、KCl,生成AgCl、AgI沉淀,由上所述可知,A、C错误,B正确;混合溶液中c(Cl-)>c(I-),>1,D错误。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　可溶性钡盐有毒,医院中常用硫酸钡这种钡盐作为内服造影剂。医院抢救钡离子中毒患者时,除催吐外,还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知:某温度下,Ksp(BaCO3)=5.1×10-9;Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。下列推断正确的是 (　　)‎ A.不用碳酸钡作为内服造影剂,是因为Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)‎ B.抢救钡离子中毒患者时,若没有硫酸钠,可以用碳酸钠溶液代替 C.若误饮c(Ba2+)=1.0×10-5 mol·L-1的溶液时,会引起钡离子中毒 D.可以用0.36 mol·L-1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃 ‎【解析】选D。胃液中为盐酸环境,难溶的碳酸盐在胃液中会溶解,故A、B错误;硫酸钡作内服造影剂,说明硫酸钡电离出的钡离子浓度是安全的,此时c(Ba2+)=‎ ‎=1.05×10-5mol·L-1>1.0×10-5mol·L-1,故误饮c(Ba2+)=1.0×‎ ‎10-5mol·L-1的溶液时,不会引起钡离子中毒,故C错误;用0.36 mol·L-1的Na2SO4溶液洗胃时,胃液中:c(Ba2+)== mol·L-1=‎ ‎3.1×10-10mol·L-1<1.05×10-5mol·L-1,故D正确。‎ ‎4.(2020·渭南模拟)已知lg2=0.301 0,Ksp[Mn(OH)2]=2.0×10-13 mol3·L-3。实验室制氯气的废液中含[Mn2+]=0.1 mol·L-1,向该溶液中滴加稀氢氧化钠溶液至Mn2+完全沉淀的最小pH等于 (　　)‎ A.8.15 ‎B.9.3 C.10.15 D.11.6‎ ‎【解析】选C。Mn2+沉淀较为完全时的浓度为1×10-5 mol·L-1,已知Ksp=[Mn2+][OH-]2,[OH-]== mol·L-1=×10-4 mol·L-1,[H+]== mol·L-1=×10-10 mol·L-1,所以pH=-lg=10+lg2≈10.15。‎ ‎5.溶洞的形成与碳酸钙的溶解平衡有关。如图是碳酸钙(CaCO3)在25 ℃和100 ℃两种情况下,在水中的沉淀溶解平衡曲线。下列有关说法正确的是 (　　)‎ A.CaCO3(s)Ca2+(aq)+C(aq)　ΔH<0‎ B.a、b、c、d四点对应的溶度积Ksp相等 C.25 ℃时,CaCO3的Ksp=2.8×10-9‎ D.温度不变,挥发水分,可使溶液由a点变到c点 ‎【解析】选C。由题干图象可知,100 ℃时碳酸钙的溶度积大于25 ℃时的溶度积,故其溶解过程吸热,即ΔH>0,A项错误;Ksp仅与温度有关,但a、d点温度不确定,B项错误;25 ℃时,用c点数据计算,Ksp=c(Ca2+)·c(C)=2.0×10-5×‎ ‎1.4×10-4=2.8×10-9,C项正确;挥发水分,c(Ca2+)、c(C)均增大,而a点到c点,c(Ca2+)不变,D项错误。‎ ‎6.氢氧化钙是一种微溶于水的碱。如图是Ca(OH)2在温度分别为T1、T2时的两种沉淀溶解平衡曲线(浓度单位为mol·L-1,与曲线Ⅰ对应的Ksp=4×10-6,≈1.6)。下列说法中正确的是 (　　)‎ A.温度:T19.6‎ 颜色 黄色 绿色 蓝色 ‎25 ℃时,在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液的颜色为 ‎　　　　。 ‎ ‎(3)向50 mL 0.018 mol·L-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-1的盐酸,生成沉淀。已知该温度下AgCl的Ksp=1.0×10-10,忽略溶液的体积变化,请计算:‎ ‎①完全沉淀后,溶液中c(Ag+)=　　　　。 ‎ ‎②完全沉淀后,溶液中pH=　　　　。 ‎ ‎③如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L-1的盐酸,是否有白色沉淀生成?　　　　(填“是”或“否”)。 ‎ ‎【解析】(1)根据Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)·c(C)=4.96×10-9,得c(Ca2+)= mol·L-1=4.96×10-6 mol·L-1<10-5 mol·L-1,可视为沉淀完全。‎ ‎(2)设Mg(OH)2饱和溶液中c(OH-)为x mol·L-1,则0.5x3=5.6×10-12,x>1×10-4,c(H+)<1×10-10 mol·L-1,pH>10,溶液为蓝色。‎ ‎(3)①反应前,n(Ag+)=0.018 mol·L-1×0.05 L=0.9×10-3 mol,n(Cl-)=0.020 mol·‎ L-1×0.05 L=1×10-3 mol;反应后剩余的Cl-为0.1×10-3 mol,则混合溶液中,‎ c(Cl-)=1.0×10-3 mol·L-1,c(Ag+)==1.0×10-7 mol·L-1。②H+没有参与反应,完全沉淀后,c(H+)=0.010 mol·L-1,pH=2。③因为加入的盐酸中c(Cl-)和反应后所得溶液中的c(Cl-)相同,c(Cl-)没有改变,c(Ag+)变小,所以Qc=c(Ag+)·c(Cl-)b>c C.若将上述NaCl溶液浓度改为0.2mol·L-1,则a1点会平移至a2点 D.用AgNO3标准溶液滴定NaCl溶液时,可用K2CrO4溶液作指示剂 ‎【解析】选B。根据pM=-lg c(Cl-)或pM=-lg c(Cr)可知,c(Cr)越小,pM越大,根据图象,向10 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液和10 mL 0.1 mol·L-1 K2CrO4溶液中分别滴加0.1 mol·L-1 AgNO3溶液。当滴加10 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液时,氯化钠恰好反应,滴加20 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液时,K2CrO4恰好反应,因此a1所在曲线为氯化钠,b、c所在曲线为K2CrO4,据此分析解答。b点时恰好反应生成Ag2CrO4,-lg c(Cr)=4.0,c(Cr)= 10-4mol·L-1,则c(Ag+)=2× 10-4mol·L-1,该温度下,Ksp(Ag2CrO4)=c(Cr)×c2(Ag+)=4×10-12,‎ 故A正确;a1点恰好反应,-lg c(Cl-)=4.9,c(Cl-)=10-4.9 mol·L-1,则c(Ag+)=10-4.9 mol·L-1,b点c(Ag+)=2×10-4 mol·L-1,c点,K2CrO4过量,c(Cr)约为原来的,则c(Cr)= 0.025 mol·L-1,则c(Ag+)==×10-5 mol·L-1,a1、b、c三点所示溶液中b点的c(Ag+)最大,故B错误;温度不变,氯化银的溶度积不变,若将上述NaCl溶液浓度改为0.2 mol·L-1,平衡时,-lg c(Cl-)=4.9,但需要的硝酸银溶液的体积变成原来的2倍,因此a1点会平移至a2点,故C正确;根据上述分析,当溶液中同时存在Cl-和Cr时,加入硝酸银溶液,Cl-先沉淀,用AgNO3标准溶液滴定NaCl溶液时,可用K2CrO4溶液作指示剂,滴定至终点时,会生成Ag2CrO4红棕色沉淀,故D正确。‎ 二、非选择题(本题包括2小题,共32分)‎ ‎4.(16分)海水矿物质中镁的含量仅次于氯和钠,居第三位。由于对镁的需求非常巨大,很多沿海国家都建有大型海水提镁工厂,有关物质的Ksp如表所示,请回答下列问题。‎ 物质 CaCO3‎ MgCO3‎ Ca(OH)2‎ Mg(OH)2‎ Ksp ‎2.8×10-9‎ ‎6.8×10-6‎ ‎5.5×10-6‎ ‎1.8×10-11‎ ‎(1)能否直接把贝壳研磨成粉末撒入海水中使Mg2+转化为MgCO3沉淀?　　　　(填“能”或“不能”),其原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　。 ‎ ‎(2)实际生产中是把Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,而不是转化为MgCO3沉淀,其理由是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; ‎ 请你推测应将贝壳进行怎样的加工处理:　 　　 　　 　　 　　 　　。 ‎ ‎(3)某同学在实验室条件下模拟该生产过程,在加试剂时,误将纯碱溶液加入海 水中,他思考了一下,又在得到的混合体系中加入过量的烧碱溶液,你觉得他 ‎　　　　(填“能”或“不能”)将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,理由是　 　　　。 ‎ ‎(4)过滤出Mg(OH)2沉淀后,用试剂　　　　(填化学式)将其溶解,选择该试剂的理由是　 　　　　　　　　　。 ‎ ‎【解析】(1)CaCO3和MgCO3的组成中阴、阳离子个数比相同,从Ksp看,CaCO3的溶解能力比MgCO3的小,所以不能直接加贝壳粉末使Mg2+转化为MgCO3沉淀。‎ ‎(2)MgCO3的溶解度比Mg(OH)2的溶解度大,所以应把Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,即应把贝壳研磨、煅烧、加水制成石灰乳[Ca(OH)2]。‎ ‎(3)由沉淀的转化知,烧碱电离产生的OH-能与MgCO3溶解产生的Mg2+生成溶解度更小的Mg(OH)2沉淀,使MgCO3的沉淀溶解平衡不断向右移动。‎ ‎(4)盐酸电离的H+与Mg(OH)2溶解产生的OH-结合生成水,使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡不断向右移动。‎ 答案:(1)不能　MgCO3的溶度积比CaCO3的溶度积大,直接加贝壳粉末得不到MgCO3沉淀 ‎(2)为使Mg2+沉淀完全,应将Mg2+转化为溶解度更小的Mg(OH)2　研磨、煅烧、加水制成石灰乳 ‎(3)能　烧碱电离产生的OH-能结合MgCO3溶解产生的Mg2+生成溶解度更小的Mg(OH)2沉淀,使MgCO3的沉淀溶解平衡不断向右移动 ‎(4)HCl　盐酸电离的H+与Mg(OH)2溶解产生的OH-结合生成水,使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡不断向右移动 ‎5.(16分)以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。 ‎ 表1　几种砷酸盐的Ksp 难溶物 Ksp Ca3(AsO4)2‎ ‎6.8×10-19‎ AlAsO4‎ ‎1.6×10-16‎ FeAsO4‎ ‎5.7×10-21‎ 表2　工厂污染物排放浓度及允许排放标准 污染物 H2SO4‎ As 浓度 ‎28.42 g·L-1‎ ‎1.6 g·L-1‎ 排放标准 pH 6～9‎ ‎0.5 mg·L-1‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)=　　　　　mol·L-1。  ‎ ‎(2)写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式:‎ Ksp[Ca3(AsO4)2]=　　　　　　。若混合溶液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×10-4 mol·L-1,c(As)最大是　　　　mol·L-1。 ‎ ‎(3)工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H3AsO3为弱酸)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4为弱酸),写出该反应的离子方程式: 　　 　　 　　‎ ‎　　　　　　　。 ‎ ‎(4)在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入生石灰调节pH到2,再投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2的形式沉降。‎ ‎①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为　　　　　　　　　　　。  ‎ ‎②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为 　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎ 【解析】(1)H2SO4的浓度为28.42 g·L-1,转化为物质的量浓度为c==0.29 mol·L-1。‎ ‎(2)Ksp的表达式为离子浓度幂的乘积。Ksp小的物质先生成沉淀,所以Fe3+先沉淀,c(As)== mol·L-1‎ ‎=5.7×10-17mol·L-1。‎ ‎(3)由题意,MnO2可以将酸性废水中的三价砷氧化为五价砷,故反应的离子方程式为2H++MnO2+H3AsO3H3AsO4+Mn2++H2O。‎ ‎(4)①当Ca2+的浓度增大时,Ca2+与S可生成CaSO4沉淀。②酸与碱发生中和反应,c(As)增大,当Ca2+与As浓度幂的乘积达到Ca3(AsO4)2的Ksp时,开始沉淀。‎ 答案:(1)0.29‎ ‎(2)c3(Ca2+)·c2(As)　　5.7×10-17‎ ‎(3)2H++MnO2+H3AsO3H3AsO4+Mn2++H2O ‎(4)①CaSO4‎ ‎②H3AsO4是弱酸,当溶液中pH调节到8左右时As浓度增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀