【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

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1、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(shuō)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)

2、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,

3、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(shuō)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

4、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)2 ZnS AgCl Ag2S MgCO3 Mg(OH)2 溶度積 5×10-17 2.5×10-22 1.8×10-10 6.3×10-50 6.8×10-6 1.8×10-11 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+Ag2S B.MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑ C.ZnS+2H2O====Zn(OH)2+H

5、2S↑ D.Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2====Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O 6.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(shuō)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

6、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)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3 Ksp/25℃ 8.0×10-16 2.2×10-20 4.0×10-38 完全沉淀時(shí)的pH ≥9.6 ≥6.4 3～4 對(duì)含等物質(zhì)的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的說(shuō)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+)]>5∶4 C.向該溶液中加入適量氯水,并調(diào)節(jié)pH到3～4后

7、過(guò)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(yáng)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]

8、4×10-10,下列說(shuō)法中不正確的是(　　) A.在t℃時(shí),AgBr的Ksp為4.9×10-13 B.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(duì)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)K≈816 10.(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

9、淋洗樹(shù)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(shuō)法正確的是 (　　) A.常溫下,0.002 5 mol·L-1NaOH溶液pH=11.6 B.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(cè)得的t℃PbI2的Ksp=4×10-9 二、非選擇題(本題包括3小題,共40分) 11.(1

10、5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(guò)濾,濾渣加入2 mL 0.1 mol·L-1的KI溶液,攪拌,可觀察到　 ______________

11、_____________________________________________________, 反應(yīng)的離子方程式為　 。 (2)對(duì)于Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq),其Ksp的表達(dá)式為　　　　。 (3)下列說(shuō)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(duì)于Al(OH)3(s)Al(OH)3(aq)Al3++3OH-,前者為溶解

12、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(shuō)明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3大 E.沉淀反應(yīng)中常加過(guò)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?cè)诘貧ぶ谐Ｒ粤蛩猁}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=2.5×10-7 SrCO3(s)Sr2+(aq)+CO32-(aq) Ksp=2.5×10-9 (1)將SrSO4轉(zhuǎn)化成S

13、rCO3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(duì)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”): ①升高溫度,平衡常數(shù)K將　　　　; ②增大CO32-的濃度,平衡常數(shù)K將　　　　。 (3)已知,SrSO4和SrCO3在酸中的溶

14、解性與BaSO4和BaCO3類(lèi)似,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明上述過(guò)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F

15、e3+,應(yīng)該控制溶液的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(guò)調(diào)節(jié)溶液pH的方法來(lái)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) FeS MnS CuS Ksp 6.3×10-18 2.5×10-13 1.3×10-35 物質(zhì) PbS HgS ZnS Ksp 3.4×10-28 6.4×10-33 1.6×10-24 為除去某工業(yè)廢水中含有的Cu2+、Pb2

16、+、Hg2+雜質(zhì),最適宜向此工業(yè)廢水中加入過(guò)量的　　　　　　。 A.NaOH　　　　　B.FeS　　　　　C.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(guò)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(duì)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)

17、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 Ksp[Al(OH)3]Ksp[Fe(OH)3],向混合溶液中滴加NaOH溶液的開(kāi)始階段無(wú)Al(OH)3沉淀生成。 【解析】選C。因Ksp[Al(OH)3]Ksp[Fe(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+

18、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(duì);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(duì);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(duì)。 5.【解析】選C。根據(jù)溶度積常數(shù)可知,溶解能力:ZnS

19、物質(zhì),故C不正確。 【誤區(qū)警示】一般來(lái)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)

20、q),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。 【解析】選C?；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3～4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

21、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(yáng)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,Ksp[Fe(OH)3]=x×(KW10-1.3)3,Ksp[Cu(OH)2]=x×(KW10-4.4)3,由于10-1.3>10-4.4,所以Ksp[Fe(OH)3]

22、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)。 【解析】選B。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

23、)/Ksp(AgBr),代入數(shù)據(jù)得K≈816,D正確。 【方法技巧】巧用沉淀溶解平衡曲線解決問(wèn)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(duì)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(guò)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

24、,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(cè)得的t℃PbI2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;

25、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(shuō)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

26、+I-====AgI+Cl- (2)Ksp=c2(Ag+)·c(S2-) (3)B、D 12.【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)

27、rSO4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(méi)有全部溶解,則SrSO4沒(méi)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)