-新教材高中化学课时检测15沉淀溶解平衡含解析新人教版选择性必修

PAGEPAGE9沉淀溶解平衡1．下列说法正确的是()A．难溶电解质的溶度积Ksp越小，则它的溶解度越小B．任何难溶物在水中都存在沉淀溶解平衡，溶解度大小都可以用Ksp表示C．溶度积常数Ksp与温度有关，温度越高，溶度积越大D．升高温度，某沉淀溶解平衡逆向移动，说明它的溶解度减小，Ksp也变小解析：选D不同类型的电解质不能由溶度积大小来比较溶解度大小，同类型的电解质Ksp越小，溶解度才越小，A错误；只有难溶电解质在水中溶解度的大小才可以用Ksp表示，B错误；溶度积常数Ksp与温度有关，温度升高，溶度积常数可能增大也可能减小，C错误；升高温度，某沉淀溶解平衡逆向移动，则说明它的溶解度减小，Ksp也变小，D正确。2．下表是25℃时某些弱酸的电离平衡常数和某些盐的溶度积常数，下列说法正确的是()化学式CH3COOHH2CO3AgClAg2CrO4Ka或KspKa＝1.75×10－5Kal＝4.5×10－7Ka2＝4.7×10－11Ksp＝1.8×10－10Ksp＝2.0×10－12A．常温下，相同浓度①CH3COONH4，②NH4HCO3，③NH4HSO4溶液中，c(NHeq\o\al(＋,4))由大到小的顺序是①＞②＞③B．向饱和氯水中滴加NaOH溶液至溶液刚好为中性时c(Na＋)＝2c(ClO－)＋cC．AgCl在盐酸中的Ksp大于其在水中的KspD．向浓度均为1×10－3mol·L－1的KCl和K2CrO4混合液中滴加1×10－3mol·L－1的AgNO3溶液，CrOeq\o\al(2－,4)先形成沉淀解析：选B醋酸铵双水解，铵根离子浓度减小，碳酸氢铵双水解，铵根离子浓度减小，但醋酸的酸性强于碳酸，碳酸氢根离子水解程度更大，双水解程度比醋酸铵大，硫酸氢铵中硫酸氢根离子电离出的氢离子抑制铵根离子的水解，则常温下，相同浓度①CH3COONH4，②NH4HCO3，③NH4HSO4溶液中，c(NHeq\o\al(＋,4))由大到小的顺序是③＞①＞②，故A错误；向饱和氯水中滴加NaOH溶液至溶液刚好为中性时，c(H＋)＝c(OH－)，由电荷守恒得：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)＋c(OH－)，氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸，依据物料守恒得：c(Cl－)＝c(ClO－)＋c(HClO)，所以得c(Na＋)＝2c(ClO－)＋c(HClO)，故B正确；溶度积常数与温度有关，温度不变，溶度积常数不变，故C错误；氯离子产生沉淀时，c(Ag＋)＝eq\f(1.8×10－10,1×10－3)＝1.8×10－7mol·L－1，铬酸钾生成沉淀时，c(Ag＋)＝eq\r(\f(2.0×10－12,1×10－3))＝eq\r(20)×10－5mol·L－1，银离子浓度越小越先产生沉淀，所以氯离子先产生沉淀，故D错误。3．常温下Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝1.0×10－16，将等体积的AgCl和AgI的饱和溶液的清液混合，再向其中加入一定量的AgNO3固体，下列说法不正确的是()A．两溶液混合，AgCl和AgI都沉淀B．若AgNO3足量，AgCl和AgI都可沉淀，但以AgCl为主C．向AgI的饱和溶液中加AgNO3，c(Ag＋)增大，Ksp(AgI)不变D．若取0.1435gAgCl固体放入100mL水溶液中(忽略体积变化)，c(Cl－)约为1.3×10－5mol·L－1解析：选A饱和AgCl溶液中：c(Ag＋)＝c(Cl－)＝eq\r(KspAgCl)≈1.342×10－5mol·L－1，饱和AgI溶液中：c(Ag＋)＝c(I－)＝eq\r(KspAgI)＝1.0×10－8mol·L－1，等体积混合后，浓度减半，c(Cl－)＝6.71×10－6mol·L－1，c(I－)＝5.0×10－9mol·L－1，c(Ag＋)＝6.71×10－6mol·L－1，混合后，c(Ag＋)·c(I－)＝6.71×10－6×5.0×10－9≈3.36×10－14＞Ksp(AgI)，有AgI沉淀生成，c(Ag＋)·c(Cl－)＝6.71×10－6×6.71×10－6≈4.5×10－11＜Ksp(AgCl)，无AgCl沉淀产生，A项错误；由于c(Cl－)≫c(I－)，若AgNO3固体足量，沉淀以AgCl为主，B正确；向AgI的饱和溶液中加AgNO3，c(Ag＋)浓度增大，温度不变，溶度积不变，C项正确；Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，饱和AgCl溶液中c(Ag＋)＝c(Cl－)＝eq\r(KspAgCl)≈1.342×10－5mol·L－1，若溶液体积为100mL，则AgCl的物质的量为1.342×10－5mol·L－1×0.1L＝1.342×10－6mol，其质量为1.342×10－6mol×143.5g·mol－1≈1.93×10－4g，因此，取0.1435gAgCl固体放入100mL水中(忽略体积变化)，溶液达到饱和状态，c(Cl－)约为1.3×10－5mol·L－1，D正确。4．氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)是重要的化工原料，可用作反应的催化剂、消毒剂等。由孔雀石[主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量FeCO3、SiO2]制备氯化铜晶体的方案如下：下列有关说法不正确的是()A．酸溶时适当升高温度并不断搅拌，有利于提高铜的浸取率B．滤渣Ⅰ为SiO2C．必须控制溶液pH≥3D．在坩埚中加热CuCl2·xH2O晶体可得到纯净的无水CuCl2解析：选D孔雀石加入稀酸进行酸浸，根据孔雀石的成分可知产生的气体为CO2，过滤得到的滤渣Ⅰ为难溶物SiO2，滤液中含有Cu2＋、Fe2＋等，通入氯气将Fe2＋氧化为Fe3＋，为了不引入新的杂质，加入Cu(OH)2调节pH过滤得到Fe(OH)3沉淀，结晶得到CuCl2·xH2O。酸溶时适当升高温度并不断搅拌，可以加快反应速率，并使反应充分进行，有利于提高铜的浸取率，A正确；孔雀石加入稀酸进行酸浸，根据孔雀石的成分可知产生的气体为CO2，过滤得到的滤渣Ⅰ为难溶物SiO2，B正确；当c(Fe3＋)＝4.0×10－5mol·L－1时，溶液中c(OH－)＝eq\r(3,\f(4.0×10－38,4.0×10－5))mol·L－1＝10－11mol·L－1，则此时溶液中c(H＋)＝10－3mol·L－1，所以需要控制溶液pH≥3，C正确；加热CuCl2·xH2O晶体时会促进Cu2＋的水解，HCl挥发，会有Cu(OH)2生成，Cu(OH)2受热分解生成CuO，所以最终得到的固体为CuO，D错误。5．下列说法不正确的是()A．图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液B．在t℃时，AgBr的Ksp＝4.9×10－13C．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点到b点D．在t℃时，AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)的平衡常数K≈816解析：选Ca点在沉淀溶解平衡曲线的下方，溶液不饱和，A正确；根据c点银离子和溴离子的浓度可计算Ksp＝c(Ag＋)·c(Br－)＝(7×10－7)2＝4.9×10－13，B正确；AgBr存在溶解平衡：AgBr(s)Ag＋(aq)＋Br－(aq)，若溶液起始状态是在c点，加入NaBr固体，会增大c(Br－)，同时生成AgBr沉淀，平衡状态沿平衡曲线右移，无法移动到b点，C错误；AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)的平衡常数K＝eq\f(cCl－,cBr－)＝eq\f(KspAgCl,KspAgBr)＝eq\f(4×10－10,4.9×10－13)≈816，D正确。6．某硫酸盐在水中的沉淀溶解平衡曲线如下(M2＋代表＋2价金属离子)。下列说法正确的是()A．363K时，该硫酸盐的溶度积Ksp的数量级为10－3B．温度一定时溶度积Ksp随c(SOeq\o\al(2－,4))的增大而减小C．313K下的该盐饱和溶液升温到363K时有固体析出D．283K下的该盐饱和溶液升温到313K时有固体析出解析：选C363K时，Ksp＝c(M2＋)·c(SOeq\o\al(2－,4))＝10－1.70×10－1.50＝10－3.20，即Ksp的数量级为10－4，A错误；溶度积常数只与温度有关，与物质的浓度无关，B错误；由题图知，363K时Ksp最小，313K时Ksp最大，故313K下的该盐饱和溶液升温到363K时有固体析出，C正确；由题图可知：温度由283K升温到313K，物质的溶解度增大，溶液由饱和溶液变为不饱和溶液，因此不会有固体析出，D错误。7．下列说法不正确的是()A．常温下，将pH＝8的醋酸钠溶液稀释后，溶液中所有离子的浓度均降低B．由于溶解度BaSO4＜BaCO3，因此可以使BaSO4沉淀转化为BaCO3沉淀C．锅炉中沉积的CaSO4可用Na2CO3溶液浸泡后，再将不溶物用稀盐酸溶解去除D．向沸水中滴加FeCl3饱和溶液制备Fe(OH)3胶体的原理是加热促进了Fe3＋水解解析：选A常温下，将pH＝8的醋酸钠溶液稀释后，氢氧根离子的浓度降低，由于温度不变，水的离子积常数不变，则氢离子的浓度增大，故A错误；根据沉淀的转化，把硫酸钡用饱和碳酸钠溶液浸泡，这时钡离子的浓度与碳酸根离子浓度的积大于碳酸钡的溶度积，可以使BaSO4沉淀转化为BaCO3沉淀，故B正确；CaCO3的溶解度小于CaSO4的溶解度，故CaSO4用饱和Na2CO3溶液浸泡可转化为溶解度更小的CaCO3，然后用稀盐酸溶解除去，故C正确；铁离子水解是吸热反应，加热促进铁离子水解，故D正确。8．常温下，几种铜盐的溶度积常数如下表所示：化合物CuClCuBrCu2SCu(OH)2CuSKsp3×10－72×10－92.5×10－502.6×10－191.3×10－36下列说法正确的是()A．常温下，溶解度：CuCl＜CuBrB．向Cu(OH)2悬浊液中加入Na2S溶液，碱性明显减弱C．反应2CuCl＋S2－=Cu2S＋2Cl－的平衡常数很大，反应趋于完全D．已知H2S在溶液中满足Kal·Ka2＝1×10－21，可判断CuS易溶于稀盐酸解析：选C由表中数据可知Ksp(CuCl)＞Ksp(CuBr)，所以常温下，溶解度：CuCl＞CuBr，A错误；由表中数据可知CuS更难溶，向Cu(OH)2悬浊液中加入Na2S溶液，会发生沉淀转化，同时生成强碱NaOH，碱性明显增强，B错误；由2CuCl＋S2－=Cu2S＋2Cl－可得K＝eq\f(c2Cl－,cS2－)＝eq\f(K\o\al(2,sp)CuCl,KspCu2S)＝eq\f(3×10－72,2.5×10－50)＝3.6×1036，平衡常数很大，反应趋于完全，C正确；若要溶解CuS＋2H＋=Cu2＋＋H2S↑，K＝eq\f(cCu2＋·cH2S,c2H＋)＝eq\f(KspCuS·cH2S,c2H＋)＝eq\f(KspCuS,Kal·Ka2)＝eq\f(1.3×10－36,1×10－21)＝1.3×10－15，可判断CuS不易溶于稀盐酸，D错误。9．常温下，分别向体积均为10mL、浓度均为0.1mol·L－1的FeCl2和MnCl2溶液中滴加0.1mol·L－1的K2S溶液，滴加过程中溶液－lgc(Fe2＋)和－lgc(Mn2＋)与滴入K2S溶液体积(V)的关系如图所示。[已知：Ksp(MnS)＞Ksp(FeS)，lg3≈0.5，忽略溶液混合时温度和体积的变化]，下列说法错误的是()A．加入过量难溶FeS可除去FeCl2溶液中混有的Mn2＋B．e点纵坐标约为13.5C．d点钾离子的物质的量浓度c(K＋)＝0.13mol·L－1D．溶液的pH：d＞c＞a解析：选A图中纵坐标为金属离子浓度的负对数，数值越大，离子浓度越小，根据已知Ksp(MnS)＞Ksp(FeS)，即硫离子浓度相等时，c(Fe2＋)＜c(Mn2＋)，可判断a­c­d为FeCl2溶液的滴定曲线，a­b­e为MnCl2溶液的滴定曲线。由Ksp(MnS)＞Ksp(FeS)可知，FeS比MnS更难溶，所以加入过量难溶FeS不能除去FeCl2溶液中混有的Mn2＋，故A错误；a­b­e为MnCl2溶液的滴定曲线，向10mL浓度为0.1mol·L－1MnCl2溶液中滴加0.1mol·L－1K2S溶液，b点达到滴定终点，硫离子、锰离子浓度近似相等，－lgc(Mn2＋)＝7.5，Ksp(MnS)＝10－15，e点时，c(S2－)＝eq\f(1,3)×0.1mol·L－1，c(Mn2＋)＝eq\f(10－15,\f(1,3)×0.1)mol·L－1＝3×10－14mol·L－1，故e点纵坐标为－lgc(Mn2＋)＝－lg(3×10－14)≈13.5，故B正确；a­c­d为FeCl2溶液的滴定曲线，d点时，加入0.1mol·L－1K2S溶液体积为20mL，此时溶液总体积为30mL，则钾离子的物质的量浓度c(K＋)＝eq\f(0.2mol·L－1×20,30)≈0.13mol·L－1，故C正确；a点溶液中Mn2＋和Fe2＋水解，溶液显酸性，分别加入硫化钾生成沉淀，硫化钾中，硫离子水解，溶液呈碱性，c点为FeS溶液滴定曲线上的点，Fe2＋恰好完全沉淀，溶质为氯化钾，溶液呈中性，d点硫化钾过量，溶液的主要成分为氯化钾和硫化钾，溶液显碱性，则溶液的pH：d＞c＞a，故D正确。10．(1)在25℃下，将amol·L－1氨水与0.01mol·L－1盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)，则溶液显________性(填“酸”“碱”或“中”)；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb＝________。(2)常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH＝5.60，c(H2CO3)＝1.5×10－5mol·L－1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCOeq\o\al(－,3)＋H＋的平衡常数Ka1＝________(已知10－5.60＝2.5×10－6)。(3)沉淀物并非绝对不溶，其在水及各种不同溶液中的溶解度有所不同，同离子效应、络合物的形成等都会使沉淀物的溶解度有所改变。图中是AgCl在NaCl、AgNO3溶液中的溶解情况。由以上信息可知：①AgCl的溶度积常数的表达式为________________________________________________________________________，由图知AgCl的溶度积常数为________。②向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，当两种沉淀共存时，eq\f(cBr－,cCl－)＝________。[已知：Ksp(AgBr)＝5.4×10－13，Ksp(AgCl)＝2.0×10－10]，则c(H＋)＝c(OH－)，溶液显中性；混合溶液中c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(Cl－)＝eq\f(0.01,2)mol·L－1，根据物料守恒得：c(NH3·H2O)＝eq\f(a,2)mol·L－1－c(NHeq\o\al(＋,4))＝eq\f(a－0.01,2)mol·L－1，c(OH－)＝10－7mol·L－1，所以Kb＝eq\f(cNH\o\al(＋,4)·cOH－,cNH3·H2O)＝eq\f(\f(0.01,2)×10－7,\f(a－0.01,2))＝eq\f(10－9,a－0.01)；(2)溶液的pH＝5.60，则c(H＋)＝10－5.60mol·L－1＝2.5×10－6mol·L－1，根据H2CO3HCOeq\o\al(－,3)＋H＋可知c(HCOeq\o\al(－,3))＝c(H＋)＝2.5×10－6mol·L－1，K1＝eq\f(cHCO\o\al(－,3)·cH＋,cH2CO3)＝eq\f(2.5×10－6×2.5×10－6,1.5×10－5)＝4.2×10－7；(3)①氯化银在水溶液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，所以Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)；据图中AgCl在NaCl溶液中的溶解情况可知，当lgc(Ag＋)＝－7时，lgc(Cl－)＝－5，即c(Ag＋)＝10－7mol·L－1时，c(Cl－)＝10－5mol·L－1，所以AgCl的溶度积常数Ksp＝10－7×10－5＝1×10－12；②当两种沉淀共存时，溶液中Ag＋浓度相同，eq\f(cBr－,cCl－)＝eq\f(cBr－·cAg＋,cCl－·cAg＋)＝eq\f(KspAgBr,KspAgCl)＝eq\f(5.4×10－13,2.0×10－10)＝2.7×10－3。答案：(1)中eq\f(10－9,a－0.01)(2)4.2×10－7(3)①Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)1×10－12②2.7×10－311．氧化钪(Sc2O3)是一种稀土氧化物，广泛地应用于航天、激光、导弹等尖端科学领域。钛铁矿主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3，还含有Mg、Si、Sc等元素，从钛铁矿中提取Sc2O3的流程如图：已知：①当离子浓度减小至10－5mol·L－1时可认为沉淀完全。②室温下TiO2＋完全沉淀的pH为1.05。③Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，Ksp[Sc(OH)3]＝1.25×10－33，lg2＝0.3。回答下列问题：(1)“酸浸”时，要适当升高温度或将钛铁矿粉碎等，其目的是________________________________________________________________________。(2)“酸浸”后Ti元素转化为TiOSO4，其水解反应的化学方程式是______________________。(3)“洗钛”时H2O2的作用之一是与TiO2＋反应生成[TiO(H2O2)]2＋，该离子为橘黄色的稳定离子，Ti的化合价为________，H2O2还起到的作用是____________________。(4)“酸溶”后滤液中存在的金属阳离子Sc3＋、TiO2＋、Fe3＋浓度均小于0.01mol·L－1，再用氨水调节溶液pH使TiO2＋、Fe3＋沉淀完全而Sc3＋不沉淀，则调pH应控制的范围是________。(5)加草酸“沉钪”的离子方程式为________________，获得Sc2O3的实验操作方法是______________________。解析：(1)“酸浸”时升高温度或将钛铁矿粉碎可以加快反应速率，提高浸取效率。(2)“酸浸”后，Ti元素转化为TiOSO4，发生水解反应后生成TiO2·xH2O，据此可写出水解的化学方程式为TiOSO4＋(x＋1)H2O=TiO2·xH2O＋H2SO4。(3)[TiO(H2O2)]2＋中H2O2中O的化合价为－1价，另一个O的化合价为－2价，则Ti的化合价为＋4价；H2O2有氧化性，故可将Fe2＋氧化为Fe3＋。(4)TiO2＋完全沉淀的pH为1.05，Fe3＋恰好沉淀完全时，溶液中c(OH－)＝eq\r(3,\f(\a\vs4\al(Ksp[FeOH3]),cFe3＋))≈2.2，Sc3＋开始沉淀时c(OH－)＝eq\r(3,\f(\a\vs4\al(Ksp[ScOH3]),cSc3＋))＝eq\r(3,\f(1.25×10－33,0.01))＝5×10－11mol·L－1，此时pH＝3.7，故调pH的范围是2.2～3.7。(5)“沉钪”时Sc3＋转化成Sc2(C2O4)3，离子方程式为3H2C2O4＋2Sc3＋=Sc2(C2O4)3↓＋6H＋；Sc2(C2O4)3受热分解可得Sc2O3答案：(1)提高浸取效率(2)TiOSO4＋(x＋1)H2O=TiO2·xH2O＋H2SO4(3)＋4将Fe2＋氧化为Fe3＋(4)2.2～3.7(5)3H2C2O4＋2Sc3＋=Sc2(C2O4)3↓＋6H＋12．根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题：(1)常温下，向Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后过滤，若测得滤液中c(COeq\o\al(2－,3))＝10－3mol·L－1，则Ca2＋________(填“是”或“否”)沉淀完全。[已知该温度下，c(Ca2＋)≤1.0×10－5mol·L－1时可视为沉淀完全，Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9](2)已知25℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝4.0×10－12；酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如表所示：pH<8.08.0～9.6>9.6颜色黄色绿色蓝色25℃时，向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)25℃时，向50mL0.018mol·L－1AgNO3溶液中加入50mL0.020mol·L－1盐酸，生成沉淀。已知25℃时AgCl的Ksp＝1.8×10－10，请计算：①