2024-2025学年新教材高中化学第3章水溶液中的离子反应与平衡第4节第2课时沉淀溶解平衡的应用作业含解析新人教版选择性必修第一册

PAGE6-第2课时沉淀溶解平衡的应用A级·基础达标练一、选择题1．已知相同温度下的溶解度：Zn(OH)2>ZnS，MgCO3>Mg(OH)2。就溶解或电离出S2－的实力而言，FeS>H2S>CuS，则下列离子方程式错误的是(C)A．Mg2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)＋2Ca2＋＋4OH－=Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2OB．Cu2＋＋H2S=CuS↓＋2H＋C．Zn2＋＋S2－＋2H2O=Zn(OH)2↓＋H2S↑D．FeS＋2H＋=Fe2＋＋H2S↑解析：由于溶解度MgCO3＞Mg(OH)2反应生成Mg(OH)2和CaCO3，A项正确；由溶解或电离出S2－的实力，FeS＞H2S＞CuS，Cu2＋与H2S反应生成CuS，离子方程式正确，B项正确；因ZnS比Zn(OH2)难溶，S2－和Zn2＋先结合成ZnS沉淀，而不是双水解，C项错误；由于电离出S2－实力FeS＞H2S，FeS可溶于酸生成H2S，D项正确。2．下列化学原理的应用，主要是利用沉淀溶解平衡原理来说明的是(A)①热纯碱溶液洗涤油污的实力强②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后，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 B．①②③C．③④⑤ D．①②③④⑤解析：热纯碱液去污力强，应用了盐类水解原理；误服BaCl2、Ba(NO3)2后，用0.5%的Na2SO4解毒，是由于Ba2＋与SOeq\o\al(2－,4)生成的难溶的BaSO4，可用沉淀溶解平衡原理说明；Ca2＋与COeq\o\al(2－,3)生成难溶的CaCO3，溶洞、珊瑚的形成可用沉淀溶解平衡原理说明；BaCO3与盐酸反应，BaSO4与盐酸不反应，BaCO3不作钡餐，而用BaSO4可作沉淀溶解平衡原理说明；泡沫灭火器利用了盐类水解原理，故选A。3．向5mLNaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出现白色沉淀，接着滴加一滴KI溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴加一滴Na2S溶液并振荡，沉淀又变成黑色。依据上述改变过程，分析此三种沉淀物的溶解度关系为(C)A．AgCl＝AgI＝Ag2SB．AgCl<AgI<Ag2SC．AgCl>AgI>Ag2SD．AgI>AgCl>Ag2S解析：沉淀转化的方向，一般向着溶解度小的物质转化，或者说对于沉淀类型相同的物质，一般向着Ksp小的方向进行，依据题中沉淀的转化，三种沉淀物的溶解度关系为AgCl＞AgI＞Ag2S，故选C。4．下表为有关化合物的pKsp(pKsp＝－lgKsp)。某同学设计试验如下：①向AgNO3溶液中加入适量NaX溶液，得到沉淀AgX；②向①中加NaY，则沉淀转化为AgY；③向②中加入Na2Z，沉淀又转化为Ag2Z。则表中a、b、c的大小关系为(B)相关化合物AgXAgYAg2ZpKspabcA．a>b>c B．a<b<cC．c<a<b D．a＋b＝c解析：难溶电解质的Ksp越小，越易生成沉淀，若向AgNO3溶液中加入适量NaX得到沉淀AgX，②向①中加NaY，则沉淀转化为AgY，则Ksp(AgX)＞Ksp(AgY)，③向②中加入Na2Z沉淀又转化为Ag2Z，则Ksp(AgY)＞Ksp(Ag2Z)，故溶度积Ksp(AgX)＞Ksp(AgY)＞Ksp(Ag2Z)，又因pKsp＝－lgKsp，则a＜b＜c，故选B。二、非选择题5．现向含AgBr的饱和溶液中：(1)加入固体AgNO3，则c(Ag＋)__变大__(填“变大”“变小”或“不变”，下同)；(2)加入更多的AgBr固体，则c(Ag＋)__不变__；(3)加入AgCl固体，则c(Br－)__变小__，c(Ag＋)__变大__；(4)加入Na2S固体，则c(Br－)__变大__，c(Ag＋)__变小__。解析：(1)向AgBr饱和溶液中加入AgNO3，AgBr沉淀溶解平衡逆向移动，但c(Ag＋)变大。(2)加入AgBr固体，对沉淀溶解平衡无影响，c(Ag＋)不变。(3)因AgCl溶解度大于AgBr，加入AgCl固体时，c(Ag＋)变大，沉淀溶解平衡向左移动，c(Br－)变小。(4)因Ag2S溶解度小于AgBr，加入Na2S固体时，生成Ag2S，AgBr沉淀溶解平衡向右移动，c(Br－)变大，但c(Ag＋)变小。6．已知几种难溶电解质的溶度积如表所示：几种难溶电解质的Ksp(25℃)沉淀溶解平衡KspAgBr(s)Ag＋(aq)＋Br－(aq)5.4×10－13AgI(s)Ag＋(aq)＋I－(aq)8.5×10－17FeS(s)Fe2＋(aq)＋S2－(aq)6.3×10－18ZnS(s)Zn2＋(aq)＋S2－(aq)1.6×10－24CuS(s)Cu2＋(aq)＋S2－(aq)6.3×10－36(1)AgBr、AgI、FeS、ZnS、CuS的溶解实力由大到小的依次为：__AgBr＞AgI＞FeS＞ZnS＞CuS__。(2)向饱和的AgI溶液中加入固体硝酸银，则c(I－)__减小__(填“增大”“减小”或“不变”)，若改加AgBr固体，则c(Ag＋)__增大__(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)在25℃时，向100mL浓度均为0.1mol·L－1FeCl2、ZnCl2、CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，生成的沉淀的先后依次是__CuS、ZnS、FeS__(用沉淀物的化学式表示)。解析：(1)由同种类型的难溶电解质的Ksp越小溶解实力越小知，溶解实力AgBr>AgI>FeS>ZnS>CuS。(2)向饱和的AgI溶液中加入固体硝酸银，c(Ag＋)增大，则c(I－)减小；若改加AgBr固体，溶解使c(Ag＋)增大。(3)阳离子浓度相同，Ksp越小沉淀时所需的c(S2－)越小，就先沉淀。7．钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用，它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在，BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。已知：SrSO4(s)Sr2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)Ksp＝2.5×10－7mol2·L－2SrCO3(s)Sr2＋(aq)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)Ksp＝2.5×10－9mol2·L－2(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为__SrSO4(s)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)SrCO3(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)__，该反应的平衡常数表达式为__K＝eq\f(cSO\o\al(2－,4),cCO\o\al(2－,3))__；该反应能发生的缘由是__Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4)，加入COeq\o\al(2－,3)后，平衡SrSO4(s)Sr2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)正向移动，生成SrCO3__。(用沉淀溶解平衡的有关理论说明)(2)对于上述反应，试验证明增大COeq\o\al(2－,3)的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。推断在下列两种状况下，平衡常数K的改变状况(填“增大”“减小”或“不变”)：①上升温度，平衡常数K将__减小__；②增大COeq\o\al(2－,3)的浓度，平衡常数K将__不变__。(3)已知，SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似，设计试验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。试验所用的试剂为__盐酸__；试验现象及其相应结论为__若沉淀完全溶解，则证明SrSO4完全转化成SrCO3，否则，未完全转化__。解析：(1)SrSO4转化成SrCO3的离子反应为SrSO4(s)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)SrCO3(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)，平衡常数表达式为K＝eq\f(cSO\o\al(2－,4),cCO\o\al(2－,3))，依据沉淀转化的原理，该反应能够发生，是因为Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4)。(2)①降低温度有利于提高SrSO4的转化率，说明降温平衡向正反应方向移动，因此上升温度，平衡向逆反应方向移动，故平衡常数K减小。②平衡常数只与温度有关，增大COeq\o\al(2－,3)的浓度，平衡常数不变。(3)依据供应的信息，可以推断SrSO4难溶于盐酸，而SrCO3可溶于盐酸，因此向溶液中加入盐酸，若沉淀全部溶解，则SrSO4完全转化成SrCO3，若沉淀没有全部溶解，则SrSO4没有完全转化成SrCO3，须要留意的是，不能选择稀硫酸，因为SrCO3与稀硫酸反应生成SrSO4。B级·实力提升练一、不定项选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1．MnS作为一种P型半导体，具有较大的带宽，作为一种窗口或缓冲材料在太阳能电池的应用上有巨大的潜力。工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋，Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)。下列说法错误的是(A)A．该反应平衡时c(Mn2＋)＝c(Cu2＋)B．MnS的Ksp大于CuS的KspC．向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2＋)增大D．该反应的平衡常数K＝eq\f(KspMnS,KspCuS)解析：反应达到平衡时，离子浓度不变，但不肯定相等，A项错误；分子式相像的物质，溶度积大的可转化为溶度积小的沉淀，所以MnS的Ksp大于CuS的Ksp，B项正确；依据反应物浓度增大，平衡正向移动，所以c(Mn2＋)增大，C项正确；反应的平衡常数K＝eq\f(cMn2＋,cCu2＋)＝eq\f(cMn2＋·cS2－,cCu2＋·cS2－)＝eq\f(KspMnS,KspCuS)，D项正确。2．在t℃时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t℃时AgCl的Ksp＝4×10－10，下列说法不正确的是(BC)A．在t℃时，AgBr的Ksp为4.9×10－13B．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点变到b点C．图中a点对应的是AgBr的饱和溶液D．在t℃时，AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)平衡常数K≈8163．25℃时，三种难溶银盐的Ksp与颜色如表所示，下列说法正确的是(AC)AgClAg2CrO4AgI颜色白红黄Ksp1.8×10－102.0×10－128.5×10－17A．Ag2CrO4和AgI饱和溶液中，c(Ag＋)前者大于后者B．浓度均为2×10－5mol·L－1的NaCl和AgNO3溶液等体积混合能产生白色沉淀C．向AgCl悬浊液中逐滴加入0.1mol·L－1KI溶液，沉淀将由白色转化为黄色D．向浓度均为0.01mol·L－1的KCl与K2CrO4混合溶液中渐渐滴入AgNO3溶液，先生成红色沉淀解析：由表中数据可知，AgI饱和溶液中c(Ag＋)＝eq\r(8.5×10－17)＝9.2×10－9mol·L－1，Ag2CrO4饱和溶液中：c(Ag＋)＝eq\r(3,2×2×10－12)＝1.59×10－4mol·L－1>9.2×10－9mol·L－1，即Ag2CrO4和AgI饱和溶液中，c(Ag＋)前者大于后者，故A正确；浓度均为2×10－5mol·L－1的NaCl和AgNO3溶液等体积混合时瞬间c(Ag＋)＝c(Cl－)＝eq\f(1,2)×2×10－5mol·L－1＝10－5mol·L－1，此时Q＝10－5×10－5＝10－10<1.8×10－10＝Ksp(AgCl)，所以不能产生白色沉淀，故B错误；AgI溶度积小于AgCl，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀简单实现，所以向AgCl悬浊液加入KI溶液，沉淀将由白色转化为黄色AgI，故C正确；浓度均为0.01mol·L－1的KCl与K2CrO4混合溶液中渐渐滴入AgNO3溶液，产生AgCl时最小的c(Ag＋)＝eq\f(KspAgCl,cCl－)＝eq\f(1.8×10－10,0.01)mol·L－1＝1.8×10－8mol·L－1，产生Ag2CrO4时最小的c(Ag＋)＝eq\r(\f(KspAg2CrO4,cCrO\o\al(2－,4)))＝eq\r(\f(2.0×10－12,0.01))mol·L－1＝1.41×10－5mol·L－1>1.8×10－8mol·L－1，所以随着AgNO3溶液的渐渐滴入，先生成白色AgCl沉淀，故D错误。4．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汽加热到80℃左右，再渐渐加入粗氧化铜(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)A．向溶液中通入Cl2，再加入纯净的CuO粉末调整pH为4～5B．向溶液中通入H2S使Fe2＋沉淀C．向溶液中通入Cl2，再通入NH3，调整pH为4～5D．加入纯Cu将Fe2＋还原为Fe解析：依据题干信息，A项中的操作可将Fe2＋先转化为Fe3＋再转化为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NHeq\o\al(＋,4)，C错误；由金属的活泼性Fe>Cu知，D错误。5．肯定温度下，三种碳酸盐MCO3(M：Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：pM＝－lgc(M2＋)，p(COeq\o\al(2－,3))＝－lgc(COeq\o\al(2－,3))。下列说法正确的是(AB)A．MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次减小B．a点可表示MnCO3的饱和溶液，且c(Mn2＋)＝c(COeq\o\al(2－,3))C．b点可表示CaCO3的饱和溶液，且c(Ca2＋)<c(COeq\o\al(2－,3))D．c点可表示MgCO3的不饱和溶液，且c(Mg2＋)>c(COeq\o\al(2－,3))解析：碳酸盐的溶度积可表示为Ksp(MCO3)＝c(M2＋)·c(COeq\o\al(2－,3))，由图像可知，MgCO3、CaCO3、MnCO3的pM为肯定值时，其p(COeq\o\al(2－,3))渐渐增大，由溶度积表达式可知三种物质的Ksp渐渐减小，A正确；a点在MnCO3的沉淀溶解平衡曲线上，为其饱和溶液，结合MnCO3图中曲线知，c(COeq\o\al(2－,3))＝c(Mn2＋)，B对；b点在CaCO3的沉淀溶解平衡曲线上，为其饱和溶液，结合CaCO3曲线可知，c(COeq\o\al(2－,3))<c(Ca2＋)，C错；c点在MgCO3的沉淀溶解平衡曲线上方，为其不饱和溶液，依据图中横纵坐标知溶液中c(COeq\o\al(2－,3))>c(Mg2＋)，D错误。二、非选择题6．(1)已知25℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20。向0.01mol·L－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中，逐滴加入浓NaOH溶液，Cu2＋完全沉淀时(Cu2＋的浓度近似为2.2×10－6