精修版魯科版化學(xué)選修四配套試題：3.3.2沉淀溶解平衡的應(yīng)用含答案

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1、 精品資料 第2課時(shí)　沉淀溶解平衡的應(yīng)用 [經(jīng)典基礎(chǔ)題] 1. 要使工業(yè)廢水中的重金屬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，選用的沉淀劑最好為 (　　) A．硫化物 B．硫酸鹽 C．碳酸鹽 D．以上沉淀劑均可 答案　A 解析　由表中數(shù)據(jù)可知，PbS的溶解度最小，沉淀最徹底。 2．工業(yè)上用Na2CO

2、3溶液浸泡鍋爐水垢使其中CaSO4能轉(zhuǎn)化為CaCO3，下列有關(guān)CaSO4和CaCO3性質(zhì)有關(guān)推測正確的是 (　　) A．CaSO4是一種強(qiáng)酸弱堿鹽 B．CaSO4溶解度小于CaCO3 C．CaSO4溶解度大于CaCO3 D．CaSO4溶解度等于CaCO3 答案　C 解析　CaSO4的沉淀溶解平衡向左移動(dòng)，生成更難溶的CaCO3。 3．為除去MgCl2酸性溶液中的Fe3＋，可在加熱攪拌的條件下加入的一種試劑是 (　　) A．NH3·H2O B．NaOH C．Na2CO3 D．MgCO3 答案　D 解析　Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H

3、＋，調(diào)節(jié)pH，可使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀后除去。在①不引入新雜質(zhì)，②Mg2＋不沉淀的條件下，選用MgCO3，過量的MgCO3可一起過濾除去。也可選用MgO、Mg(OH)2等試劑。 4．下列說法正確的是 (　　) A．向AgI沉淀中加入飽和KCl溶液，有白色沉淀生成，說明AgCl比AgI更難溶 B．向濃度均為0.1 mol·L－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成藍(lán)色Cu(OH)2沉淀，則Ksp[Mg(OH)2]

4、1mL 0.2 mol·L－1 NaOH溶液中滴入1 mL 0.1 mol·L－1 MgCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀后，再滴加2滴0.1 mol·L－1FeCl3溶液，又生成紅褐色沉淀，證明在相同溫度下，溶解度Mg(OH)2 ＞Fe(OH)3 答案　D 解析　A項(xiàng)加入的是飽和KCl溶液，[Cl－]比較大，會(huì)引起c(Cl－)·c(Ag＋)＞Ksp(AgCl)，不能說明AgCl比AgI更難溶；B項(xiàng)說明Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]；C項(xiàng)加入的是飽和Na2CO3溶液，[CO]比較大，會(huì)引起[CO]·[Ba2＋]＞Ksp(BaCO3)，不能說明Ksp(BaSO4)大于Ksp(

5、BaCO3)；D項(xiàng)加入的FeCl3溶液后，白色沉淀轉(zhuǎn)化為紅褐色，所以能證明在相同溫度下，溶解度Mg(OH)2 ＞Fe(OH)3 5．已知CuS不溶于醋酸、濃鹽酸、濃硫酸，但在濃硝酸中溶解，溶液變藍(lán)并有紅棕色刺激性氣體產(chǎn)生。下列結(jié)論及原因解釋準(zhǔn)確到位的是 (　　) A．CuS不溶于弱酸，能溶于強(qiáng)酸 B．CuS不溶于非氧化性酸，能溶于氧化性酸 C．CuS溶于硝酸，是因?yàn)橄跛嵫趸詮?qiáng)于硫酸，S2－被氧化，使溶解沉淀平衡往溶解方向移動(dòng) D．CuS溶于硝酸，是因?yàn)橄跛岬乃嵝源笥诹蛩岷望}酸的酸性，S2－結(jié)合H＋，放出H2S氣體，使沉淀溶解平衡往溶解方向移動(dòng) 答案　C 解析　A說法不正確，鹽

6、酸屬于強(qiáng)酸，硝酸是強(qiáng)酸，該說法與事實(shí)不符。B解釋不到位，C正確，從氧化還原和沉淀溶解平衡角度解釋。D不正確，硝酸具有強(qiáng)氧化性，不可能生成H2S。 6．已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10 mol2·L－2，Ksp(AgI)＝1.0×10－16 mol2·L－2。下列說法錯(cuò)誤的是 (　　) A．常溫下，AgCl在飽和NaCl溶液中的 Ksp 比在純水中的 Ksp小 B．在含有濃度均為0.001 mol·L－1的Cl－、I－的溶液中緩慢加入AgNO3稀溶液，首先析出AgI沉淀 C．向AgCl的懸濁液中加入KI溶液，沉淀由白色轉(zhuǎn)化為黃色 D．常溫下，AgCl若要在NaI溶液中

7、開始轉(zhuǎn)化為AgI，則NaI的濃度必須不低于×10－11 mol·L－1 答案　A 解析　A不正確，Ksp只與溫度有關(guān)，常溫下，AgCl在飽和NaCl溶液中的 Ksp 與在純水中的 Ksp相等。B正確，組成類型相同的難溶電解質(zhì)，溶度積越小，沉淀時(shí)需要的沉淀劑離子濃度越小，加入稀的沉淀劑溶液時(shí)，越易先形成沉淀；C正確，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)；D正確，AgCl溶液中[Ag＋]＝×10－5 mol·L－1，要形成AgI沉淀，則[Ag＋]·[I－]≥1.0×10－16 mol2·L－2, [I－]≥ mol·L－1＝×10－11 mol·L－1。 7. 25 ℃時(shí)，

8、已知下列三種金屬硫化物的溶度積常數(shù)(Ksp)分別為Ksp(FeS)＝6.3×10－18 mol2·L－2；Ksp(CuS)＝1.3×10－36 mol2·L－2；Ksp(ZnS)＝1.6×10－24 mol2·L－2。下列關(guān)于常溫時(shí)的有關(guān)敘述正確的是 (　　) A．硫化鋅、硫化銅、硫化亞鐵的溶解度依次增大 B．將足量的ZnSO4晶體加入到0.1 mol·L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的濃度最大只能達(dá)到1.6×10－23 mol·L－1 C．除去工業(yè)廢水中含有的Cu2＋，可采用FeS固體作為沉淀劑 D．向飽和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后，混合液中[Fe2＋]變大、[

9、S2－]變小，但Ksp(FeS)變大 答案　C 解析　A不正確，化學(xué)式所表示的組成中陰、陽離子個(gè)數(shù)比相同時(shí)，Ksp數(shù)值越大的難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng)，由Ksp可知，常溫下，CuS的溶解度最?。籅不正確，將足量的ZnSO4晶體加入到0.1 mol·L－1的Na2S溶液中，[S2－]將減至非常小，而Zn2＋的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1.6×10－23 mol·L－1；C正確，因CuS比FeS更難溶，F(xiàn)eS沉淀可轉(zhuǎn)化為CuS沉淀；D不正確，溫度不變，Ksp(FeS)不變。 8．硫化汞(HgS)難溶于水，在自然界中呈紅褐色，常用于油畫顏料、印泥及朱紅雕刻漆器等。某溫度時(shí)，HgS在水中的沉淀溶解平衡

10、曲線如圖所示。下列說法正確的是 (　　) A．向硫化汞的濁液中加入硫化鈉溶液，硫化汞的Ksp減小 B．圖中a點(diǎn)對應(yīng)的是飽和溶液 C．向c點(diǎn)的溶液中加入0.1 mol·L－1 Hg(NO3)2，則[S2－]減小 D．升高溫度可以實(shí)現(xiàn)c點(diǎn)到b點(diǎn)的轉(zhuǎn)化 答案　C 解析　A不正確，硫化汞的Ksp只與溫度有關(guān)；B不正確，曲線以下的點(diǎn)都是不飽和時(shí)的點(diǎn)；C正確，加入Hg(NO3)2時(shí)，[Hg2＋]增大，平衡向生成沉淀方向移動(dòng)，[S2－]減?。籇不正確，升高溫度時(shí)，硫化汞的溶解度增大，[Hg2＋]和[S2－]都增大。 9．某溫度下，F(xiàn)e(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分別在溶液中達(dá)

11、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．Ksp[Fe(OH)3]

12、H)2]＝x·(10－9.6)2 mol3·L－3，故Ksp[Fe(OH)3]Ksp，沉淀要析出。 10．已知幾種難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)Ksp(25 ℃)見下表： 難溶電 解質(zhì) AgCl AgBr AgI Ag2SO4 Ag2CrO4 Ksp 1.8×10－10 mol2·L－2 5.4×10－13 mol2·L－2 8.5×10－17

13、 mol2·L－2 1.4×10－5 mol3·L－3 1.12×10－12 mol3·L－3 下列敘述不正確的是 (　　) A．由溶度積常數(shù)可判斷在相同條件下一些物質(zhì)的溶解性大小 B．將等體積的4×10－3 mol·L－1的AgNO3溶液和4×10－3 mol·L－1的 K2CrO4溶液混合，有Ag2CrO4沉淀產(chǎn)生 C．向AgCl的懸濁液中滴加飽和NaBr溶液可以得到黃色AgBr懸濁液 D．向100 mL 0.1 mol·L－1的Na2SO4溶液中加入1 mL 0.1 mol·L－1的AgNO3溶液，有白色沉淀生成 答案　D 解析　D項(xiàng)，混合溶液中[Ag＋]

14、＝0.1 mol·L－1×≈0.001 mol·L－1，[Ag＋]2·[SO]＝0.0012×0.1 mol3·L－3＝1×10－7 mol3·L－3<1.4×10－5 mol3·L－3，故不會(huì)產(chǎn)生沉淀。 [能力提升題] 11．(1)已知在一定溫度下： 難(微)溶物 BaSO4 BaCO3 CaSO4 CaCO3 溶度積常數(shù)(Ksp) l×10－10 2.6×10－9 7×10－5 5×10－9 ①在該溫度下，向K2SO4溶液中滴加Na2CO3溶液和BaCl2溶液，當(dāng)兩種沉淀共存時(shí)，＝________。 ②現(xiàn)有足量的BaSO4懸濁液，在該懸濁液中加純堿粉末并不斷

15、攪拌，為使SO物質(zhì)的量濃度達(dá)到0.0l mol·L－1以上，則溶液中 CO物質(zhì)的量濃度應(yīng)≥________ mol·L－1。 (2)碳酸鍶廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)。已知：Ksp(SrSO4)＝3.2×10－7，Ksp(SrCO3)＝1.1×10－10，以天青石(主要成分為SrSO4)為基本原料制備碳酸鍶。 ①將天青石礦粉與Na2CO3溶液攪拌混勻、加熱，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為：_________________________________________________________________。 ②當(dāng)轉(zhuǎn)化完成時(shí)，混合液中[CO]＝1.0×10－3 mol·L－1，[SO]＝____

16、____mol·L－1 答案　(1)①26?、?.26 　(2)①SrSO4(s)＋CO(aq)===SrCO3(s)＋SO(aq)?、?.91 解析　(1)①當(dāng)兩沉淀共存時(shí)，存在兩個(gè)沉淀溶解平衡：BaSO4 (s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)，BaCO3 (s)Ba2＋(aq)＋CO(aq)，Ksp(BaSO4)＝[Ba2＋]·[SO]，Ksp(BaCO3)＝[Ba2＋]·[CO]。所以＝＝＝26。 ②由BaSO4 (s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)，溶液中Ksp (BaSO4)＝[Ba2＋]·[SO]，因?yàn)閇SO]≥0.01 mol·L－1，所以c(Ba2＋)≤＝＝1

17、0－8 mol·L－1，又由Ksp (BaCO3)＝2.6×l0－9，故溶液中[CO]≥＝mol·L－1＝0.26。 (2)SrSO4轉(zhuǎn)化為SrCO3，方程式為SrSO4(s)＋CO(aq)===SrCO3(s)＋SO(aq)，K＝＝＝＝＝，[SO]＝2.91 mol·L－1。 12．某生產(chǎn)科研小組經(jīng)查閱資料得到以下溶度積Ksp數(shù)據(jù)(298K時(shí)): Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq) 　Ksp ＝[Mg2＋]·[OH－]2＝5.6×10－12 Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)　Ksp＝[Ca2＋]·[OH－]2＝4.7×10－6

18、 (1)該科研小組認(rèn)為可以用熟石灰替代氨水制得氫氧化鎂，他們的理由是__________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 若沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)為： Mg2＋(aq)＋Ca(OH)2(s) Mg(OH)2(s)＋Ca2＋(aq) ，求此溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝_______________________________ (寫出算式和結(jié)果)。 (2)又已知：25 ℃時(shí)，K

19、sp(MgF2)＝7.4×10－11。25 ℃時(shí)，在氫氧化鎂的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體，[Mg2＋]________(填“增大”“減小”或“不變”)；在等濃度的KOH和KF混合溶液中加入稀MgCl2的溶液，首先生成的沉淀是________(寫化學(xué)式)。 答案　(1)見解析　(2)增大　Mg(OH)2 解析　(1)理由是：Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2，可發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化(其它合理答案有：Mg(OH)2和 Ca(OH)2離子個(gè)數(shù)比相同，Ksp[Mg(OH)2]

20、Cl固體，NH與OH－反應(yīng)，使Mg(OH)2沉淀溶解平衡向右移動(dòng)，[Mg2＋]增大，因?yàn)镵sp(MgF2)>Ksp[Mg(OH)2]，所以先生成Mg(OH)2。 13．溶度積可用于分析有關(guān)沉淀的生成和離子分離的問題。 (1)已知：Ksp(FeS)＝6.5×10－18，Ksp(CuS)＝1.3×10－36。向濃度均為0.1 mol·L－1的FeSO4和CuSO4的混合溶液中滴加Na2S溶液，請你寫出首先生成沉淀的離子方程式________，當(dāng)加入Na2S溶液至出現(xiàn)兩種沉淀，則c(Fe2＋)∶c(Cu2＋)＝________。 (2)工業(yè)生產(chǎn)中利用CuSO4和Fe2(SO4)3的混合溶液，

21、按如下流程可制備膽礬(CuSO4·5H2O)： ①分析下列表格 氫氧化物開始沉淀時(shí)的pH 氫氧化物沉淀完全時(shí)的pH Fe3＋ 1.9 3.2 Cu2＋ 4.7 6.7 步驟一應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH范圍是________，請運(yùn)用沉淀溶解平衡的有關(guān)理論解釋加入CuO能除去CuSO4溶液中Fe3＋的原因________________________。 ②步驟三中的具體操作方法是_______________________________________。 答案　(1) Cu2＋(aq)＋S2－(aq)===CuS(s)　5×1018∶1 (2)①3.2≤pH<4.7

22、　加入CuO與H＋反應(yīng)使c(H＋)減小，c(OH－)增大，使溶液中[Fe3＋]·[OH－]3>Ksp[Fe(OH)3]，導(dǎo)致Fe3＋生成沉淀而除去?、谡舭l(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾 解析　(1) 因?yàn)镵sp(FeS)

23、結(jié)晶，過濾。 14．下圖表示的是25 ℃時(shí)，難溶氫氧化物在不同pH下的溶解度(S/ mol· L－1，假定該濃度為飽和溶液中陽離子的濃度)。 請完成下列問題： (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________(填選項(xiàng))。 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

24、)25 ℃下Ksp [Cu( OH )2 ]＝_____________________________________。 (5)要使Cu(OH)2沉淀溶解，除了加酸之外，還可以加入氨水生成[Cu(NH3)4]2＋，寫出反應(yīng)的離子方程式___________________________________________ ________________________________________________________________。 (6)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 (mol2·l2

25、) 6.3×10－18 2.5×10－13 1.3×10－35 3.4×10－28 6.4×10－33 1.6×10－24 上述難溶鹽的飽和溶液中，c(S2－)最小的是____________________________， 為除去工業(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(xiàng))。 A．NaOH B．FeS C．Na2S 答案　(1)Cu2＋　(2)B　(3)不能　Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范圍相差太小 　(4)1.0×10－20 mol3·L－3 (5)Cu( OH )2(s)＋4NH3·H2O===[

26、Cu(NH3)4]2＋(aq)＋2OH－(aq)＋4H2O　(6)CuS　B 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)必須確保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)由圖可知，當(dāng)溶液pH＝5時(shí)，溶液中[Cu2＋]＝0.01 mol·L－1，[OH－]＝1.0×10－9 mol·L－1，故Ksp [Cu( OH)2 ]＝[Cu2＋]·[OH－]2＝1.0×10－20 mol3·L－3。 (5)Cu(OH )2(s)

27、Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入氨水生成難電離的[Cu(NH3)4]2＋，促進(jìn)Cu(OH )2的溶解。 (6)由表格信息可知，難溶鹽化學(xué)式均為AB型，即Ksp數(shù)值越小，溶液中[S2－]越小。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。 備用題目 若室溫下BaSO4的溶度積常數(shù)Ksp(BaSO4)＝1.1×10－7；又知Ksp(BaCO3)＝2.6×10－6，欲使BaSO4轉(zhuǎn)化為碳酸鹽，方法是將BaSO4置于飽和Na2CO3溶液中并不斷攪拌。 (1)請計(jì)算此轉(zhuǎn)化的平衡常數(shù)________； (2)若用1.0 LNa2CO3溶液將0.010 mol的BaSO4完全溶解，則Na2CO3溶液的最初濃度不得低于________(填寫字母) mol·L－1。 A．0.24 B．0.25 C．0.34 D．0.35 答案　(1)0.042　(2)B