2024高中化学第3章物质在水溶液中的行为第3节沉淀溶解平衡练习含解析鲁科版选修4

PAGE6-第3节沉淀溶解平衡1．下列关于沉淀溶解的说法正确的是()A．只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程B．沉淀溶解平衡过程是可逆的C．在平衡状态时v溶解＝v结晶＝0D．达到沉淀溶解平衡的溶液不肯定是饱和溶液解析：无论难溶电解质还是易溶电解质都存在沉淀溶解平衡；沉淀溶解平衡是可逆过程；沉淀溶解平衡是动态平衡，速率不为0；达到沉淀溶解平衡时，溶解的速率等于结晶的速率，溶液的浓度不变，是饱和溶液。答案：B2．已知Ksp(CaSO4)＝9.0×10－6，Ksp(CaCO3)＝5.0×10－9，Ksp(CaF2)＝1.5×10－10，某溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)和F－，浓度均为0.010mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010mol·L－1的CaCl2溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后依次为()A．SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)、F－ B．COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、F－C．COeq\o\al(2－,3)、F－、SOeq\o\al(2－,4) D．F－、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)解析：析出沉淀时，CaSO4溶液中c(Ca2＋)＝eq\f(Ksp（CaSO4）,c（SOeq\o\al(2－,4)）)＝eq\f(9.0×10－6,0.010)mol·L－1＝9.0×10－4mol·L－1，CaCO3溶液中c(Ca2＋)＝eq\f(Ksp（CaCO3）,c（COeq\o\al(2－,3)）)＝eq\f(5.0×10－9,0.010)mol·L－1＝5.0×10－7mol·L－1，CaF2溶液中c(Ca2＋)＝eq\f(1.5×10－10,0.0102)mol·L－1＝1.5×10－6mol·L－1，c(Ca2＋)越小，则越先生成沉淀，所以三种阴离子产生沉淀的先后依次为COeq\o\al(2－,3)、F－、SOeq\o\al(2－,4)。答案：C3．在肯定温度下，Mg(OH)2固体在水溶液中达到平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，若使固体Mg(OH)2的量削减，而且[Mg2＋]不变，可实行的措施是()A．加MgCl2 B．加H2OC．加NaOH D．加HCl解析：无论加多少水，只要Mg(OH)2固体没完全溶解，溶液肯定为饱和溶液，[Mg2＋]不变。答案：B4．25℃时，在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)，加入KI固体，下列说法正确的是()A．溶液中Pb2＋和I－的浓度都增大B．溶度积常数Ksp增大C．沉淀溶解平衡向右移动D．溶液的Pb2＋的浓度减小解析：加入KI固体时，溶液中[I－]增大，使PbI2的沉淀溶解平衡逆向移动，因此溶液中[Pb2＋]减小，但由于溶液的温度未发生变更，故PbI2的溶度积常数Ksp不变。答案：D5．已知298K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12，取适量的MgCl2溶液，加入肯定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13.0，则下列说法不正确的是()A．所得溶液中的c(H＋)＝1.0×10－13mol·L－1B．所得溶液中由水电离产生的c(OH－)＝1.0×10－13mol·L－1C．所加烧碱溶液的pH＝13.0D．所得溶液中的c(Mg2＋)＝5.6×10－10mol·L－1解析：A.pH＝13的溶液中，[H＋]＝10－13mol·L－1，故正确；B.溶液中由水电离产生的[OH－]水＝[H＋]水＝10－13mol·L－1，故正确；C.烧碱与MgCl2溶液反应生成沉淀，消耗了NaOH溶液，向MgCl2溶液中加NaOH溶液后混合溶液的pH＝13，则所加NaOH溶液pH＞13，故错误；D.溶液中[OH－]＝eq\f(1×10－14,1.0×10－13)＝10－1mol·L－1，溶液中的[Mg2＋)＝eq\f(5.6×10－12,10－1×10－1)＝5.6×10－10mol·L－1，故正确。答案：C6．含有Cl－、Br－、I－的某溶液中三种离子的浓度均为0.1mol·L－1，已知AgCl、AgBr、AgI的溶度积分别为1.6×10－10mol2·L－2、4.1×10－15mol2·L－2、1.5×10－16mol2·L－2，现向该溶液中逐滴加入AgNO3溶液，回答下列问题：(1)首先析出的沉淀是________，析出沉淀的离子方程式为__________________________________________________________，用沉淀溶解平衡理论说明首先析出此沉淀的缘由：________________________________________________________________。(2)最终析出的沉淀是________，析出沉淀的离子方程式为_____________________________________________________。答案：(1)AgIAg＋＋I－=AgI↓AgI的Ksp最小，使溶解平衡AgI(s)Ag＋(aq)＋I－(aq)向左移，所需c(Ag＋)最小(2)AgClAg＋＋Cl－=AgCl↓时间：40分钟[A级基础巩固]基础题Ⅰ1．下列有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是()A．AgCl沉淀生成和沉淀溶解达平衡后不再进行B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－C．上升温度，AgCl沉淀的溶解度增大D．向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度不变解析：难溶物达到溶解平衡时沉淀的生成和溶解都不停止，但溶解速率和生成速率相等；没有肯定不溶的物质；温度越高，一般物质的溶解度越大；向AgCl沉淀中加入NaCl固体，使溶解平衡左移，AgCl的溶解度减小。答案：C2．非结合胆红素(UCB)分子中含有羟基，被氧化后(生成羧基)与钙离子结合形成胆红素钙的反应就是一个沉淀生成的离子反应，从动态平衡的角度分析，下列能预防胆红素钙结石的方法是()A．大量食用纯碱可使钙离子沉淀完全，防止胆红素钙结石生成B．不食用含钙的食品C．适量服用维生素E、维生素C等抗氧化自由基可预防胆红素钙结石D．常喝水稀释钙离子，溶解沉淀解析：由题意可知，胆红素钙结石的成因是非结合胆红素被氧化后与Ca2＋结合，若降低氧化产物或Ca2＋的浓度，可预防胆红素钙结石，但人体的体液平衡需维持肯定浓度的Ca2＋故本题选C。答案：C3．已知Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的溶解度，且随pH的上升，Fe(OH)3首先析出，为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3＋可在加热搅拌的条件下，加入一种试剂，过滤后再加入适量盐酸，这种试剂不行以是()A．NH3·H2O B．MgOC．Mg(OH)2 D．MgCO3解析：MgO消耗Fe3＋水解生成的盐酸，促使Fe3＋水解生成Fe(OH)3，同时MgO转化为MgCl2，不会引入新的杂质，即使MgO过量，由于MgO难溶于水，也不会引起二次污染。Mg(OH)2和MgCO3原理与MgO相同。答案：A4．室温时，M(OH)2(s)M2＋(aq)＋2OH－(aq)Ksp＝a。[M2＋]＝bmol·L－1时，溶液的pH等于()A.eq\f(1,2)lgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,a))) B.eq\f(1,2)lgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,b)))C．14＋eq\f(1,2)lgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,b))) D．14＋eq\f(1,2)lgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,a)))解析：依据M(OH)2的Ksp＝[M2＋]·[OH－]2，则溶液中[OH－]＝eq\r(\f(Ksp,[M2＋]))＝eq\r(\f(a,b))，则pH＝－lg[H＋]＝－lgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(10－14÷\r(\f(a,b))))＝－eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(－14－\f(1,2)lg\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,b)))))＝14＋eq\f(1,2)lgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,b)))。答案：C5.已知25℃时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，向100mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400mL0.01mol·L－1Na2SO4溶液，下列叙述正确的是()A．溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中[SOeq\o\al(2－,4)]比原来的大B．溶液中无沉淀析出，溶液中[Ca2＋]、[SOeq\o\al(2－,4)]都变小C．溶液中析出CaSO4固体沉淀，溶液中[Ca2＋]、[SOeq\o\al(2－,4)]都变小D．溶液中无沉淀析出，但最终溶液中[SOeq\o\al(2－,4)]比原来的大答案：D基础题Ⅱ6．25℃时，电离常数Ka(HF)＝3.6×10－4mol·L－1，溶度积Ksp(CaF2)＝1.46×10－10，Ksp(AgCl)＝4×10－10，Ksp(AgI)＝1.0×10－16。下列说法正确的是()A．AgCl不能转化为AgIB．25℃时，0.1mol·L－1HF溶液pH＝1C．向1L0.1mol·L－1HF溶液中加入1L0.1mol·L－1CaCl2溶液，没有沉淀产生D．25℃时，使AgCl转化为AgI，则加入KI溶液的浓度不低于5×10－12mol·L－1解析：AgI溶解度比AgCl小，所以AgCl能转化为AgI，A错误；HF为弱酸，不能完全电离，所以常温下0.1mol·L－1HF溶液pH＞1，B错误；向1L0.1mol·L－1HF溶液中加入1L0.1mol·L－1CaCl2溶液，Qc(CaF2)＝0.05×0.052＝1.25×10－4＞Ksp(CaF2)＝1.46×10－10，有沉淀生成，C错误；D中c(Ag＋)＝eq\r(Ksp（AgCl）)＝eq\r(4×10－10)＝2.0×10－5mol·L－1，c(I－)＝eq\f(Ksp（AgI）,c（Ag＋）)＝eq\f(1.0×10－16,2.0×10－5)＝5×10－12mol·L－1，所以加入KI溶液的浓度不低于5×10－12mol·L－1，正确。答案：D7．(1)工业废水中常含有肯定量的Cr2Oeq\o\al(2－,7)和CrOeq\o\al(2－,4)，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必需进行处理。Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)Cr3＋(aq)＋3OH－(aq)，常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp＝[Cr3＋]·[OH－]3＝10－32，要使[Cr3＋]降低为10－5mol·L－1，溶液的pH应调至________。(2)在0.10mol·L－1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH＝8时，[Cu2＋]＝________mol·L－1(Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20)。若在0.1mol·L－1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2＋完全沉淀为CuS，此时溶液中的H＋浓度是________mol·L－1。解析：(1)Ksp＝[Cr3＋]·[OH－]3＝10－32，则[OH－]＝eq\r(3,\f(Ksp,[Cr3＋]))＝eq\r(3,\f(10－32,10－5))mol·L－1＝10－9mol·L－1，[H＋]＝eq\f(KW,[OH－])＝eq\f(10－14,10－9)mol·L－1＝10－5mol·L－1，pH＝－lg[H＋]＝－lg10－5＝5。(2)pH＝8时[OH－]＝10－6mol·L－1，由硫酸铜的溶度积常数可知：Ksp＝2.2×10－20＝10－12×[Cu2＋]，得[Cu2＋]＝2.2×10－8mol·L－1；使Cu2＋沉淀完全，已知[Cu2＋]＝0.1mol·L－1，依据反应关系式：Cu2＋～2H＋得[H＋]＝0.2mol·L－1。答案：(1)5(2)2.2×10－80.2[B级实力提升]8．已知lg5＝0.7，常温下，Fe(OH)3的溶度积Ksp＝8.0×10－38，Cu(OH)2的溶度积Ksp＝3.0×10－20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5mol·L－1时就认为沉淀完全，设溶液中CuSO4的浓度为3.0mol·L－1，则Cu(OH)2起先沉淀时溶液的pH为______，Fe3＋完全沉淀时溶液的pH为______，通过计算可知pH＝4能达到除去Fe3＋而不损失Cu2＋的目的，方案______(填“可行”或“不行行”)。解析：3.0mol·L－1CuSO4溶液中：[Cu2＋]＝3.0mol·L－1；依据Ksp＝[Cu2＋]×[OH－]2＝3.0×10－20，[OH－]2＝eq\f(3.0×10－20,3.0)＝10－20，即[OH－]＝10－10mol·L－1，依据水溶液中的离子积[H＋]×[OH－]＝10－14，求得[H＋]＝10－4mol·L－1，溶液pH＝4，Cu(OH)2起先沉淀时溶液的pH为4；残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5mol·L－1时就认为沉淀完全，依据[Fe3＋]×[OH－]3＝8.0×10－38求得[OH－]＝2×10－11mol·L－1；再依据[H＋]×[OH－]＝10－14，[H＋]＝5×10－4mol·L－1，则pH＝3.3；通过计算可知pH＝4能达到除去Fe3＋而不损失Cu2＋的目的，方案可行。答案：43.3可行9．以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高，为限制砷的排放，采纳化学沉降法处理含砷废水，相关数据如下表。表1几种砷酸盐的Ksp难溶物KspCa3(AsO4)26.8×10－19AlAsO41.6×10－16FeAsO45.7×10－21表2工厂污染物排放浓度及允许排放标准污染物H2SO4As浓度28.42g·L－11.6g·L－1排放标准pH＝6～90.5mg·L－1回答以下问题：(1)该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)＝________mol·L－1。(2)写出难溶物Ca3(A