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沉淀溶解平衡的应用同步练习(含答案) 2021-2022学年高二化学人教版(2019)选择性必修1

2022-10-09 来源:星星旅游
沉淀溶解平衡的应用

一、选择题(共15题)

1.除去NaCl中的FeCl3需加入的试剂是( ) A.NaOH C.铜片

B.石灰水 D.氨水

2.工业上用Na2CO3溶液浸泡锅炉水垢使其中的CaSO4转化为CaCO3,下列有关CaSO4和CaCO3性质的推测正确的是( )

A.CaSO4是一种强酸弱碱盐 B.CaSO4溶解度小于CaCO3 C.CaSO4溶解度大于CaCO3 D.CaSO4溶解度等于CaCO3

3.下列化学原理的应用,主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是( ) ①热纯碱溶液的洗涤油污能力强 ②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐混用后,常用0.5%的Na2SO4溶液解毒 ③溶洞、珊瑚的形成 ④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡则能 ⑤泡沫灭火器灭火的原理

A.②③④ C.③④⑤

B.①②③ D.①②③④⑤

4.常温下几种难溶电解质的溶度积如下表所示:

物质名称 溶度积 硫化亚铁 6.3×10-18 硫化铜 6.3×10-36 硫化锌 1.6×10-24 向含有等物质的量浓度的FeCl2、CuSO4、ZnSO4混合溶液中滴加0.01 mol·L

-1

Na2S溶液时Fe2+、Cu2+、Zn2+沉淀的先后顺序为( ) A.Fe2+、Zn2+、Cu2+ C.Zn2、Fe2、Cu2

B.Cu2+、Zn2+、Fe2+ D.Cu2、Fe2、Zn2

5.已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=7.8×10-13。现将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合,再加入足量浓AgNO3溶液,发生的反应为( )

A.只有AgBr沉淀

B.AgCl和AgBr沉淀等量生成

C.AgCl和AgBr沉淀都有,但以AgCl沉淀为主

D.AgCl和AgBr沉淀都有,但以AgBr沉淀为主

6.已知在pH为4~5的环境中,Cu2+、Fe2+几乎不水解,而Fe3+几乎完全水解。工业上制CuCl2溶液是将浓盐酸用蒸气加热到80 ℃左右,再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质FeO),充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子,下述方法中可行的是( )

A.向溶液中通入Cl2,再加入纯净的CuO粉末调节pH为4~5 B.向溶液中通入H2S使Fe2+沉淀

C.向溶液中通入Cl2,再通入NH3,调节pH为4~5 D.加入纯Cu将Fe2还原为Fe

7.已知同温度下的溶解度:Zn(OH)2>ZnS,MgCO3>Mg(OH)2;就溶解或电离出S2-的能力而言,FeS>H2S>CuS,则下列离子方程式错误的是( )

-2+

A.Mg2++2HCO-3+2Ca+4OH===Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O

B.Cu2++H2S===CuS↓+2H+

C.Zn2++S2-+2H2O===Zn(OH)2↓+H2S↑ D.FeS+2H+===Fe2++H2S↑

8.已知:25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp(MgF2)=7.42×10-11。下列说法正确的是( )

A.25 ℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大 B.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大 C.25 ℃时,Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L-1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L-1NH4Cl溶液中的Ksp小

D.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化成为MgF2

9.实验:①0.1 mol·L-1AgNO3溶液和0.1 mol·L-1NaCl溶液等体积混合得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c;②向滤液b中滴加0.1 mol·L-1KI溶液,出现浑浊;③向沉淀c中滴加0.1 mol·L-1KI溶液,沉淀变为黄色。

下列分析不正确的是( )

A.浊液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)B.滤液b中不含有Ag+

C.③中颜色变化说明AgCl转化为AgI

Ag+(aq)+Cl-(aq)

D.实验可以证明AgI比AgCl更难溶

10.25 ℃时,5种银盐的溶度积常数(Ksp)分别是:

AgCl 1.8×10-10 Ag2SO4 1.4×10-5 Ag2S 6.3×10-50 AgBr 7.7×10-13 AgI 8.51×10-16 下列说法正确的是( ) A.氯化银、溴化银和碘化银的溶解度依次增大

B.将硫酸银溶解于水后,向其中加入少量硫化钠溶液,不可能得到黑色沉淀

C.在5 mL 1.8×105 mol·L1的NaCl溶液中,加入1滴(1 mL 约20滴)0.1

mol·L-1的AgNO3溶液,不能观察到白色沉淀

D.将浅黄色溴化银固体浸泡在饱和氯化钠溶液中,可以有少量白色固体生成

11.牙齿表面有一层硬的成分为Ca5(PO4)3OH的物质保护,它在唾液中存在下列平衡:Ca5(PO4)3OH(s)

--

5Ca2+(aq)+3PO3已知Ca5(PO4)3F(s)4(aq)+OH(aq)。

的溶解度比Ca5(PO4)3OH(s)更小,为了保护牙齿,世界各地均采用了不同的措施。以下措施中不能保护牙齿的是( )

A.饮用纯净水

B.在牙膏中添加适量的Ca2+或PO34

C.在饮用水中加入适量的氟化物添加剂 D.在牙膏中加入氟化物添加剂

12.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: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+)=1.0×10-6 mol·L-1的溶液时,会引起钡离子中毒 D.可以用0.36 mol·L-1Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃

13.已知:25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp(MgF2)=7.42×10-11。下列说法正确的是( )

A.25 ℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大 B.25 ℃时,Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大 C.25 ℃时,Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L-1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L-1 NH4Cl溶液中的Ksp小

D.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化为MgF2

14.25 ℃时,已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)=6.3×10-18;Ksp(CuS)=1.3×10-36;Ksp(ZnS)=1.6 ×10-24。下列关于常温时的有关叙述正确的是( )

A.硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大

B.将足量的ZnSO4晶体加入0.1 mol·L-1的Na2S溶液中,Zn2+的浓度最大只能达到1.6×10-23 mol·L-1

C.除去工业废水中含有的Cu2+,可采用FeS固体作为沉淀剂

D.向饱和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后,混合液中c(Fe2+)变大、c(S2-)变小,但Ksp(FeS)变大 15.下列说法不正确的是( )

A.Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)该固体可溶于NH4Cl溶液

B.向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液沉淀变为黑色,可推知同温下Ksp(ZnS)C.向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液,白色沉淀变成黑色,反应方程式为2AgCl(s)+S2(aq)

Mg2+(aq)+2OH-(aq),

Ag2S(s)+2Cl(aq)

D.向2 mL浓度均为1.2 mol·L-1的KCl、KI混合溶液中滴加1~2滴0.01 mol·L-1的AgNO3溶液,振荡沉淀呈黄色,说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)

二、非选择题(共6题)

16.已知25 ℃ 时,Ksp[Fe(OH)3]=8×10-39。 (1)该温度下反应Fe(OH)3+3H+

Fe3++3H2O的平衡常数为

(列式并计算)。

(2)向0.001 mol·L-1 FeCl3溶液中通入氨气(体积变化忽略不计),开始沉淀时溶液的pH为 (lg 5=0.7)。

17.常温下Ksp(PbS)=8×10-28,Ksp(PbI2)=4×10-9,向PbI2的悬浊液中加入Na2S溶液,反应PbI2(s)+S2-(aq)为 。

18.“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10

-11

PbS(s)+2I-(aq)的化学平衡常数

,Ksp(CaF2)=1.05×

10-10。当加入过量NaF后,所得滤液c(Mg2+)/c(Ca2+)= 。

19.试用平衡移动原理解释下列事实: (1)BaCO3不溶于水,为什么不能作钡餐?

(2)分别用等体积的蒸馏水和0.01 mol·L-1的盐酸洗涤AgCl沉淀,用水洗涤造成AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。

20.已知常温下,AgBr的Ksp=4.9×10(1)现向含有AgI的饱和溶液中:

①加入固体AgNO3,则c(I-)________(填“变大”“变小”或“不变”,下同);

②若改加更多的AgI固体,则c(Ag+)________;

③若改加AgBr固体,则c(I-)____________,而c(Ag+)____________。 (2)现向含有NaBr、KI均为0.002 mol·L-1的溶液中加入等体积浓度为4×10

-3

-13

-17

、AgI的Ksp=8.3×10

mol·L-1 AgNO3溶液,则产生的沉淀是______________(填化学式);若向其中

再加入适量的NaI固体,则最终可发生沉淀转化的总反应式表示为________________________________________

________________________________________________________________________。

21.工业上制取CuCl2的生产流程如下:

请结合下表数据,回答问题:

物质 溶度积(25 ℃) 完全沉淀时的pH范围

(1)在溶液A中加入NaClO的目的是____________________________ (2)在溶液B中加入CuO的作用是_______________________ (3)操作a的目的是__________________________________________

(4)在Cu(OH)2中加入盐酸使Cu(OH)2转化为CuCl2,采用稍过量盐酸和低温蒸干的目的是_____________________________________。

Fe(OH)2 8.0×10-16 ≥9.6 Cu(OH)2 2.2×10-20 ≥6.4 Fe(OH)3 4.0×10-38 3~4 参考答案

1答案:A 2答案:C

3解析:选A ①⑤是水解平衡原理,不涉及沉淀溶解平衡的问题;②产生BaSO4沉淀,③是沉淀和溶解,④是BaCO3沉淀的溶解。

4解析:选B 组成结构相似的物质,Ksp越小越易形成沉淀。硫化铜的溶度积最小,Cu2+最先沉淀,然后是Zn2+、Fe2+。

5解析:选C 在AgCl和AgBr两饱和溶液中,前者c(Ag+)大于后者c(Ag

),c(Cl)>c(Br)。当将AgCl、AgBr两饱和溶液混合时,发生沉淀的转化,生

--

成AgBr沉淀。当加入足量的浓AgNO3溶液时,AgBr沉淀有所增多,但AgCl沉淀增加更多。

6解析:选A 根据题干信息,A项中的操作可将Fe2+转化为Fe3+以Fe(OH)3而除去,A正确;在酸性溶液中H2S与Fe2+不反应,而H2S与Cu2+生成CuS沉淀,B错误;C项中的操作会引入新的杂质离子NH+4,C错误;由金属的活动性Fe>Cu知,D错误。

7解析:选C 就溶解度而言,反应向着生成溶解度更小的方向进行;就电离而言,反应向着难电离的方向进行。

8解析:选B Mg(OH)2的溶度积小,故其电离的Mg2+浓度要小一些,A

项错误;NH+4可以结合Mg(OH)2电离出的OH离子,从而促使Mg(OH)2的沉淀

溶解:平衡正向移动,c(Mg2+)增大,B项正确;Ksp仅与温度有关,C项错误;二者Ksp接近,使用浓NaF溶液可以使Mg(OH)2转化成为MgF2,D项错误。

9解析:选B 在浊液a中,存在AgCl的沉淀溶解平衡,即在滤液b中,仍含有少量Ag+,故在b中生成了AgI沉淀,A正确,B错误;向白色沉淀AgCl中滴加KI溶液生成黄色沉淀AgI,由此可说明AgI比AgCl更难溶,C项和D项都正确。

10解析:选D A选项在组成类型相同时,可以利用Ksp直接比较盐的溶解度,Ksp值越小越难溶,所以氯化银、溴化银、碘化银溶解度依次减小,错误;B选项硫酸银的Ksp大于硫化银的Ksp,因此会有更难溶的黑色硫化银生成,错误;C选项,c(Ag+)=[0.1 mol·L-1×(1/20) mL]/5 mL=0.001 mol·L-1,Qc=0.001 mol·L-

1×1.8×10-5 mol·L-1=1.8×10-8 mol2/L2,大于氯化银的

Ksp,故会有白色沉淀生成,

错误;D选项在氯化钠的饱和溶液中,氯离子的浓度大约是8 mol·L-1,溴化银固体浸泡在其中,会使氯离子与银离子浓度商大于其溶度积,所以会有少量白色固体生成,正确。

11解析:选A 在牙膏中添加适量的Ca2+或PO34会促使Ca5(PO4)3OH的溶

解平衡向左进行,有利于牙齿的保护;在饮用水或牙膏中加入适量氟化物会在牙齿表面生成溶解度更小的Ca5(PO4)3F而保护牙齿。

12选D 胃液中为盐酸环境,难溶碳酸钡在胃液中能被溶解产生有毒的可溶性钡盐,A、B项错误;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)=KspBaSO4=1.05×105mol·L1>1.0×106mol·L1,

故误饮c(Ba2+)=1.0×10-6mol·L-1的溶液时,不会引起钡离子中毒,C项错误;KspBaSO41.1×10用0.36 mol·LNa2SO4溶液洗胃时,胃液中c(Ba)==-

0.36cSO24

-1

2+

-10

mol·L-1=3.1×10-10mol·L-1<1.05×10-5mol·L-1,不会引起钡离子中毒,D项正确。

13答案 B

解析 A项,Mg(OH)2与MgF2同属于AB2型沉淀,Ksp[Mg(OH)2]比Ksp(MgF2)小,说明饱和Mg(OH)2溶液中的c(Mg2+)更小;B项,Mg(OH)2(s)

Mg2+(aq)

-2+

+2OH-(aq),NH+4与OH反应,而使平衡右移,c(Mg)增大;C项,Ksp只与温

度有关;D项,Mg(OH)2的Ksp与MgF2的Ksp数量级接近,若F-浓度足够大,Mg(OH)2也能转化为MgF2。

14答案 C

解析 化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时,Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强,由Ksp可知,常温下,CuS的溶解度最小,故A错;将足量的ZnSO4晶体加入0.1 mol·L-1的Na2S溶液中,c(S2-)将减至非常小,而Zn2+的浓度远远大于1.6×10-23 mol·L-1;因CuS比FeS更难溶,FeS沉淀可转化为CuS沉淀;温度不变,Ksp(FeS)不变。

15答案 B

cFe3+cFe3+·c3OH-Ksp[FeOH3]8×10-39

3

16解析:1)K=3+=3+3= -=-14×3=8×10。3KwcHcH·cOH1×10

(2)c(OH)=2×102.3。

-12

3

38×10-393Ksp

=8×10-36= -33+=cFe10

10-14Kw-3

,c(H)=,pH=-lg c(H+)=3-lg 5=-=-12=5×10

cOH2×10

cFe3+Ksp[FeOH3]8×10-39

3

[答案] (1)K=3+==-14×3=8×10 (2)2.3 3KwcH1×10KspPbI2+

c2I-cPb2KspPbI24×10-9

18

17解析:K=2-===-28=5×10。

cSKspPbSKspPbS8×10

cPb2+答案:5×1018

cMg2+cMg2+×c2F-KspMgF27.35×10-11

18解析:====0.7。

cCa2+cCa2+×c2F-KspCaF21.05×10-10答案:0.7

19答案:(1)BaCO3(s)

-2-

Ba2+(aq)+CO2HCl===H++Cl-,2H++CO33(aq),

===H2O+CO2↑,胃酸中盐酸电离的H+与BaCO3产生的CO23结合生成CO2和

H2O,破坏了BaCO3的溶解平衡,c(Ba2+)增大,引起人体中毒。

(2)用水洗涤AgCl,AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡右移,AgCl的质量减

少,用盐酸洗涤AgCl,稀释的同时HCl电离产生的Cl-会使平衡左移,AgCl减少的质量要小些。

20答案 (1)①变小 ②不变 ③变小 变大 (2)AgI、AgBr AgBr(s)+I-(aq)

AgI(s)+Br-(aq)

解析 (1)①加入AgNO3固体,使c(Ag+)增大,AgI溶解平衡向左移动,c(I-)减小。②改加更多的AgI固体,仍是该温度下的饱和溶液,各离子浓度不变。③因AgBr的溶解度大于AgI的溶解度,所以改加AgBr固体时,使c(Ag+)变大,而使AgI的溶解平衡向生成AgI的方向移动,c(I-)变小。 (2)等体积混合后c(Br-)=c(I-)=0.001 mol·L-1,c(Ag+)=2×10-3 mol·L-1。因Ksp(AgI)4.9×10-13,所以有AgBr沉淀生成;若再向其中加入适量NaI固体时,

会有AgBr转化为AgI。

21答案 (1)将Fe2+氧化为Fe3+,使后续分离更加完全 (2)调节溶液的pH为3~4,使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀 (3)洗涤Cu(OH)2表面的可溶性杂质 (4)抑制Cu2+的水解

解析 (1)由生产流程可知,加入NaClO的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,以便在后续的生产中被除去。(2)溶液B呈酸性,Fe3+可溶,加入的CuO可以与酸反应,提高溶液的pH,当溶液的pH为3~4时,Fe3+就会以Fe(OH)3的形式沉淀出来。(4)CuCl2溶液在蒸发结晶过程中会发生水解反应:Cu2++2H2O

Cu(OH)2+2H

,加入稍过量盐酸和采用低温可抑制Cu2+水解,从而得到较高纯度的产品。

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