高二化学反应原理课时作业9：3.3.2沉淀溶解平衡的应用

高二《化学反应原理》PAGEPAGE1第2课时沉淀溶解平衡的应用[对点训练]题组1沉淀的生成与溶解1.当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)时，为使Mg(OH)2固体的量减少，需加入少量的()A.NH4NO3 B.NaOHC.MgSO4 D.Na2SO4[答案]A[解析]要使Mg(OH)2固体的量减小，应使Mg(OH)2的溶解平衡右移，可减小Mg2＋的浓度或OH－的浓度。NH4NO3电离出的NHeq\o\al(＋,4)能结合OH－，使平衡右移。考点沉淀溶解平衡的应用题点沉淀的溶解2.在含有浓度均为0.01mol·L－1的Cl－、Br－、I－的溶液中，缓慢且少量地加入AgNO3稀溶液，结合溶解度判断析出三种沉淀的先后顺序是()A.AgCl、AgBr、AgI B.AgI、AgBr、AgClC.AgBr、AgCl、AgI D.三种沉淀同时析出[答案]B[解析]AgI比AgBr、AgCl更难溶于水，故Ag＋不足时先生成AgI，析出沉淀的先后顺序是AgI、AgBr、AgCl。考点沉淀溶解平衡的应用题点沉淀的生成(沉淀的先后)3.为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3＋，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是()A.NH3·H2O B.NaOHC.Na2CO3 D.MgCO3[答案]D[解析]Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，调节pH，可使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀后除去。在不引入新杂质、Mg2＋不沉淀的条件下选用MgCO3，过量的MgCO3可一起过滤除去。也可选用MgO、Mg(OH)2等试剂。考点沉淀溶解平衡的应用题点沉淀的生成(沉淀的先后)4.25℃时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)＝6.3×10－18mol2·L－2；Ksp(CuS)＝1.3×10－36mol2·L－2；Ksp(ZnS)＝1.6×10－24mol2·L－2。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.mol·L－1C.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[Fe2＋]变大、[S2－]变小，但Ksp(FeS)变大[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；将足量的ZnSO4晶体加入到0.1mol·L－1的Na2S溶液中，S2－的浓度将减至非常小，而Zn2＋的浓度远远大于1.6×10－23mol·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。考点沉淀溶解平衡的应用题点难溶电解质沉淀溶解平衡的综合题组2沉淀的转化5.自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是()A.CuS的溶解度大于PbS的溶解度B.原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性C.CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－=CuS↓D.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应[答案]D[解析]CuSO4与PbS反应可以生成CuS，所以CuS的溶解度小于PbS的；ZnS难溶于水，不能写成离子形式；铜的硫化物首先被氧化成CuSO4，然后硫酸铜与ZnS、PbS发生复分解反应生成更难溶的CuS。考点沉淀溶解平衡的应用题点沉淀的转化6.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)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，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)<Ksp(CuS)C.=Ag2S(s)＋2Cl－(aq)D.向2mL浓度均为1.2mol·L－1的KCl、KI混合溶液中滴加1～2滴0.01mol·L－1的AgNO3溶液，振荡沉淀呈黄色，说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)[答案]B考点沉淀溶解平衡的应用题点难溶电解质沉淀溶解平衡的综合7.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.该反应平衡时[Mn2＋]＝[Cu2＋]B.MnS的Ksp大于CuS的KspC.向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，[Mn2＋]增大D.该反应的平衡常数K＝eq\f(KspMnS,KspCuS)[答案]A[解析]根据反应Cu2＋(aq)＋MnS(s)=CuS(s)＋Mn2＋(aq)，可以推断Ksp(MnS)>Ksp(CuS)，该反应的平衡常数K＝eq\f([Mn2＋],[Cu2＋])＝eq\f(KspMnS,KspCuS)>1，[Mn2＋]>[Cu2＋]。向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，[Cu2＋]增大，溶解平衡向右移动，[Mn2＋]增大，所以，只有A项不正确。考点沉淀溶解平衡的应用题点难溶电解质沉淀溶解平衡的综合8.已知25℃时一些难溶物质的溶度积常数如下：化学式溶度积Zn(OH)25×10－17mol3·L－3ZnS2.5×10－22mol2·L－2AgCl1.8×10－10mol2·L－2Ag2S6.3×10－50mol3·L－3MgCO36.8×10－6mol2·L－2Mg(OH)21.8×10－11mol3·L－3根据上表数据，判断下列化学方程式不正确的是()A.2AgCl＋Na2S=2NaCl＋Ag2SB.MgCO3＋H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)2＋CO2↑C.ZnS＋2H2O=Zn(OH)2＋H2S↑D.Mg(HCO3)2＋2Ca(OH)2=Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O[答案]C[解析]难溶电解质能转化为更难溶的电解质，电解质的溶解度差别越大，越容易转化。ZnS的溶度积比Zn(OH)2小的多，故C项反应方程式不正确。9.下表为有关化合物的pKsp，pKsp＝－lgKsp。某同学设计实验如下：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()相关化合物AgXAgYAg2ZpKspabcA.a>b>c B.a<b<cC.c<a<b D.a＋b＝c[答案]B[解析]根据沉淀的转化原理可知，溶解度小的沉淀总是向着溶解度更小的转化，再结合pKsp＝－lgKsp可知Ksp越小其pKsp越大，故B正确。考点沉淀溶解平衡的应用题点沉淀的转化10.已知25℃时，Ksp(BaSO4)＝1.0×10－10mol2·L－2，Ksp(BaCO3)＝2.5×10－9mol2·L－2，下列说法不正确的是()A.向同浓度的Na2SO4和Na2CO3的混合溶液中滴加BaCl2溶液，BaSO4先析出B.向BaCO3的悬浊液中加入少量的新制氯水，[Ba2＋]增大C.BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中，eq\f([SO\o\al(2－,4)],[CO\o\al(2－,3)])＝eq\f(1,25)D.向BaSO4的悬浊液中加入Na2CO3的浓溶液，BaSO4不可能转化为BaCO3[答案]D[解析]由于Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)，向同浓度的Na2SO4和Na2CO3的混合溶液中滴加BaCl2溶液，BaSO4先达到沉淀溶解平衡，故先析出BaSO4；向BaCO3溶液中加少量氯水，COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑，平衡BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)向右移动，[Ba2＋]增大；BaSO4和BaCO3共存时，eq\f([SO\o\al(2－,4)],[CO\o\al(2－,3)])＝eq\f(KspBaSO4,KspBaCO3)＝eq\f(1.0×10－10,2.5×10－9)＝eq\f(1,25)；由于Ksp(BaSO4)和Ksp(BaCO3)相差不大，所以向BaSO4的悬浊液中加入浓Na2CO3溶液，BaSO4可以转化为BaCO3。考点沉淀溶解平衡的应用题点沉淀的转化题组3溶解平衡图像分析11.某温度时，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是()A.加入AgNO3可以使溶液由c点变到d点B.加入固体NaCl，则AgCl的溶解度减小，Ksp也减小C.d点有AgCl沉淀生成D.c点对应的Ksp小于d点对应的Ksp[答案]C[解析]A项，加入AgNO3，Cl－的浓度减小，不能变到d点；B项，虽然AgCl的溶解度减小，但Ksp不改变；C项，d点c(Ag＋)c(Cl－)>Ksp，即有沉淀生成；D项，c、d两点温度不变，即Ksp相同。考点沉淀溶解平衡的应用题点沉淀溶解平衡曲线及其应用12.如图所示，有T1温度下BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线，下列说法不正确的是()A.加入Na2SO4可使溶液由a点变为b点B.在T1曲线上方区域(不含曲线)任意一点时，均有BaSO4沉淀生成C.蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、b之间的某一点(不含a、b)D.升温可使溶液由b点变为d点[答案]D[解析]A项，加入Na2SO4，SOeq\o\al(2－,4)的浓度增大，Ksp不变，[Ba2＋]减小，正确；B项，在T1曲线上方任意一点，由于Q>Ksp，所以均有BaSO4沉淀生成，正确；C项，不饱和溶液蒸发溶剂，[SOeq\o\al(2－,4)]、[Ba2＋]均增大，正确；D项，升温，Ksp增大，[SOeq\o\al(2－,4)]、[Ba2＋]均增大，错误。[综合强化]13.(2017·湖州高二质检)已知常温下，AgBr的Ksp＝4.9×10－13mol2·L－2、AgI的Ksp＝8.3×10－17mol2·L－2。(1)现向含有AgI的饱和溶液中：①加入固体AgNO3，则[I－]________(填“变大”“变小”或“不变”，下同)；②若改加更多的AgI，则[Ag＋]________；③若改加AgBr固体，则[I－]________，而[Ag＋]________。(2)现向含有NaBr、KI均为0.002mol·L－1的溶液中加入等体积的浓度为4×10－3mol·L－1AgNO3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_________________________________。[答案](1)①变小②不变③变小变大(2)AgI、AgBrAgBr(s)＋I－(aq)=AgI(s)＋Br－(aq)[解析](1)①加入AgNO3固体，使[Ag＋]增大，AgI溶解平衡向左移动，[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[Ag＋]变大，而使AgI的溶解平衡向生成AgI的方向移动，[I－]变小。(2)等体积混合后c(Br－)＝c(I－)＝0.001mol·L－1，c(Ag＋)＝2×10－3mol·L－1。因Ksp(AgI)<Ksp(AgBr)，AgI先沉淀，当I－完全沉淀时，消耗c(Ag＋)＝c(I－)＝0.001mol·L－1，剩余c(Ag＋)＝2×10－3mol·L－1－0.001mol·L－1＝0.001mol·L－1，Q(AgBr)＝0.001mol·L－1×0.001mol·L－1＝1×10－6>4.9×10－13，所以有AgBr沉淀生成；而再向其中加入适量NaI固体时，会有AgBr转化为AgI。考点沉淀溶解平衡的应用题点难溶电解质沉淀溶解平衡的综合14.(1)已知25℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11mol3·L－3，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20mol3·L－3。在25℃下，向浓度均为0.1mol·L－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成________沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________。(2)已知Ksp[Al(OH)3]＝1.0×10－33mol4·L－4，Ksp[Fe(OH)3]＝3.0×10－39mol4·L－4，pH＝7.1时需调节溶液pH范围为________________。[答案](1)Cu(OH)2Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)(2)5.0<pH<7.1[解析](1)由于Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]，故先生成Cu(OH)2沉淀。(2)Fe3＋全部转化为Fe(OH)3时，[OH－]＝eq\r(3,\f(Ksp[FeOH3],[Fe3＋]))＝eq\r(3,\f(3.0×10－39,1×10－6))mol·L－1＝eq\r(3,3)×10－11mol·L－1；Al3＋全部转化为Al(OH)3时，[OH－]＝eq\r(3,\f(Ksp[AlOH3],[Al3＋]))＝eq\r(3,\f(1.0×10－33,1×10－6))mol·L－1＝1×10－9mol·L－1，应调节溶液至5.0<pH<7.1。考点沉淀溶解平衡的应用题点难溶电解质沉淀溶解平衡的综合15.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_____________________________________________________________________________________________________________，该反应的平衡常数表达式为______________________________________________________；该反应能发生的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________(用沉淀溶解平衡的有关理论解释)。(2)对于上述反应，实验证明增大COeq\o\al(2－,3)的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。判断在下列两种情况下，平衡常数K的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”)。①升高温度，平衡常数K将________________；②增大COeq\o\al(2－,3)的浓度，平衡常数K将________________________________________________。(3)已知，SrSO4和SrCO3在酸中的溶解度与BaSO4和BaCO3类似，设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。实验所用的试剂为________；实验现象及其相应结论：______________________________________