2024-2025学年高中化学第三章水溶液中的离子平衡4第2课时沉淀反应的应用练习含解析新人教版选修4

PAGE6-沉淀反应的应用一、选择题1．下列应用或现象主要体现的是沉淀溶解平衡原理的是()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溶洞的形成④碳酸钡不能做“钡餐”而硫酸钡能⑤泡沫灭火器灭火A．②③④ B．①②③C．③④⑤ D．全部解析：选A。①利用的是水解原理，⑤利用两种离子水解的相互促进作用，②③④体现的均是沉淀溶解平衡原理。2．(2024·包头高二月考)已知：Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)。在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液，产生的试验现象是()A．固体渐渐溶解，最终消逝B．固体由白色变为黑色C．固体颜色改变但质量不变D．固体渐渐增多，但颜色不变解析：选B。ZnS和CuS的阴、阳离子个数比为1∶1，且Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，可得ZnS溶解度大于CuS，因此在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中加CuSO4溶液会使白色ZnS沉淀转化成黑色CuS沉淀。3．化工生产中含Cu2＋的废水常用MnS(s)做沉淀剂，其反应原理为Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)。肯定温度下，下列有关该反应的推理正确的是()A．该反应达到平衡时，c(Cu2＋)＝c(Mn2＋)B．平衡体系中加入少量CuS(s)后，c(Mn2＋)变小C．平衡体系中加入少量Cu(NO3)2(s)后，c(Mn2＋)变大D．该反应平衡常数表达式：K＝eq\f(Ksp（CuS）,Ksp（MnS）)解析：选C。依据Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)得，Ksp(CuS)＜Ksp(MnS)，K＝eq\f(c（Mn2＋）,c（Cu2＋）)＝eq\f(c（Mn2＋）·c（S2－）,c（Cu2＋）·c（S2－）)＝eq\f(Ksp（MnS）,Ksp（CuS）)＞1，即c(Cu2＋)＜c(Mn2＋)，故A、D错误；CuS在溶液中为沉淀，加入CuS(s)对上述平衡没有影响，故B错误；加入少量Cu(NO3)2(s)，c(Cu2＋)增大，上述平衡向右移动，c(Mn2＋)增大，故C正确。4．已知25℃时，AgCl的溶度积Ksp＝1.8×10－10，则下列说法正确的是()A．向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp变大B．AgNO3溶液与NaCl溶液混合后的溶液中，肯定有c(Ag＋)＝c(Cl－)C．温度肯定时，当溶液中c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp时，此溶液中必有AgCl沉淀析出D．将AgCl加入较浓的KI溶液中，部分AgCl转化为AgI，因为AgCl的溶解度大于AgI的溶解度解析：选D。Ksp只与温度有关，A项不正确；AgNO3和NaCl的量未知，两者混合后不肯定有c(Ag＋)＝c(Cl－)，B项不正确；Qc＝Ksp时达到沉淀溶解平衡，没有AgCl沉淀析出，C项不正确。5．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．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：选A。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；由金属的活动性Fe＞Cu知，D错误。6．试验：①0.1mol·L－1MgCl2溶液和0.2mol·L－1NaOH溶液等体积混合得到浊液a，取少量浊液a过滤得到滤液b和白色沉淀c；②向浊液a中滴加0.1mol·L－1FeCl3溶液，出现红褐色沉淀。下列分析不正确的是()A．滤液b的pH＝7B．②中颜色改变说明Mg(OH)2转化为Fe(OH)3C．试验可以证明Fe(OH)3的溶解度比Mg(OH)2的小D．浊液a中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)解析：选A。依据题意，发生的反应为Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓、3Mg(OH)2(s)＋2Fe3＋(aq)=3Mg2＋(aq)＋2Fe(OH)3(s)。由于存在Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，所以滤液b的pH应大于7，A项错误。7．(2024·吉林高二检测)已知25℃时，FeS、CuS的溶度积常数(Ksp)分别为6.3×10－18、6.3×10－36。下列有关说法正确的是()A．0.1molFeS和0.1molCuS混合后加入1L水中，所得溶液中c(Fe2＋)≠c(Cu2＋)B．将足量CuSO4溶解在0.1mol·L－1H2S溶液中，Cu2＋的最大浓度为6.3×10－35mol·L－1C．因为H2SO4是强酸，所以反应CuSO4＋H2S=CuS↓＋H2SO4不能发生D．向H2S的饱和溶液中通入少量SO2气体，溶液的酸性增加解析：选A。A项，由于Ksp(CuS)≪Ksp(FeS)，所以0.1molFeS和0.1molCuS混合后加入1L水中，所得溶液中c(Fe2＋)≠c(Cu2＋)，正确；B项，CuSO4是易溶物质，则溶液中Cu2＋的最大浓度远比6.3×10－35mol·L－1大，错误；C项，CuS不溶于H2SO4，该反应能发生，错误；D项，2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O，酸性应减弱，错误。8．(2024·郑州高二检测)25℃时有关物质的颜色和溶度积(Ksp)如下表：物质AgClAgBrAgIAg2S颜色白淡黄黄黑Ksp1.8×10－107.7×10－131.5×10－166.3×10－50下列叙述中不正确的是()A．向AgCl的白色悬浊液中加入0.1mol/LKI溶液，有黄色沉淀产生B．25℃时，AgCl、AgBr、AgI、Ag2S饱和水溶液中Ag＋的浓度相同C．25℃，AgCl固体在等物质的量浓度NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同D．在5mL1.8×10－6mol/LNaCl溶液中，加入1滴(20滴约为1mL)1×10－3mol/LAgNO3溶液，不能产生白色沉淀解析：选B。由Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)可知A项正确；由四种物质的溶度积常数计算可知，其饱和水溶液中c(Ag＋)的大小关系为AgCl>AgBr>AgI>Ag2S，B项错误；由于溶度积常数是温度常数，温度不变，其值不变，C项正确；加入一滴硝酸银溶液后，c(Cl－)可认为保持不变，即c(Cl－)＝1.8×10－6mol/L，而AgNO3溶液相当于稀释100倍，故c(Ag＋)＝1×10－5mol/L，c(Cl－)·c(Ag＋)＝1.8×10－11<Ksp(AgCl)，故没有沉淀生成，D项正确。9．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()相关化合物AgXAgYAg2ZpKspabcA.a＞b＞c B．a＜b＜cC．c＜a＜b D．a＋b＝c解析：选B。依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沉淀转化，再结合pKsp＝－lgKsp可知Ksp越小其pKsp越大，故B正确。10．已知：25℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，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，向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20mL0.01mol·L－1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·L－1NH4Cl溶液中的Ksp小D．25℃时，向Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不行能转化为MgF2解析：选B。A项，Mg(OH)2的溶度积小，故其电离出的Mg2＋浓度要小一些，错；B项，NHeq\o\al(＋,4)可以结合Mg(OH)2沉淀溶解平衡体系中的OH－，从而促使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动，c(Mg2＋)增大，正确；C项，Ksp仅与温度有关，错；D项，二者Ksp接近，运用浓NaF溶液可以使Mg(OH)2转化为MgF2，错。11．某温度时，BaSO4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Na2SO4可以使溶液由a点变到b点B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点C．d点无BaSO4沉淀生成D．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp解析：选C。A项，温度不变，加入Na2SO4使沉淀溶解平衡向左移动，但两离子浓度的乘积仍不变，仍在曲线上，不会由a点变到b点；B项，通过蒸发，水量削减，Ba2＋和SOeq\o\al(2－,4)浓度都增大，不行能由d点变到c点；C项，d点还没有形成饱和溶液，因此无BaSO4沉淀生成；D项，从图像可以看出a点与c点的Ksp相等。12．已知锌及其化合物的性质与铝及其化合物相像。如图，横坐标为溶液的pH，纵坐标为Zn2＋或ZnOeq\o\al(2－,2)的物质的量浓度(假设Zn2＋浓度为10－5mol·L－1时，Zn2＋已沉淀完全)。下列说法不正确的是()A．往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，反应的离子方程式可表示为Zn2＋＋4OH－=ZnOeq\o\al(2－,2)＋2H2OB．从图中数据计算可得Zn(OH)2的溶度积Ksp＝10－17C．某废液中含Zn2＋，沉淀Zn2＋可以限制溶液pH的范围是8～12D．向1L1mol·L－1ZnCl2溶液中加入NaOH固体至pH＝6，需NaOH0.2mol解析：选D。A项，当溶液pH＞12时，Zn2＋就转化成ZnOeq\o\al(2－,2)，正确。B项，依据pH＝7时，c(Zn2＋)＝10－3mol·L－1计算，此时有沉淀溶解平衡存在，Ksp＝10－3×(10－7)2＝10－17，正确。C项，当c(Zn2＋)＝10－5mol·L－1时认为废液中Zn2＋已完全沉淀，所以限制pH在8～12范围内可将Zn2＋沉淀完全，正确。D项，当pH＝6即c(OH－)＝10－8mol·L－1时，由Ksp可知此时c(Zn2＋)＝10－1mol·L－1，即有0.9molZn2＋转化为Zn(OH)2，需NaOH1.8mol，不正确。二、非选择题13．(1)对于Ag2S(s)2Ag＋(aq)＋S2－(aq)，其Ksp的表达式为________________________。(2)下列说法中不正确的是________。A．用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl少B．一般地，物质的溶解度随温度的上升而增大，故物质的溶解大多数是吸热的C．对于Al(OH)3(s)Al3＋(aq)＋3OH－(aq)和Al(OH)3(aq)Al3＋＋3OH－，前者为溶解平衡，后者为电离平衡D．除去溶液中的Mg2＋，用OH－沉淀比用COeq\o\al(2－,3)好，说明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的大E．沉淀反应中常加过量的沉淀剂，其目的是使沉淀更完全(3)如何除去Mg(OH)2中混有的Ca(OH)2？___________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由溶度积常数的概念干脆写出。(2)A.Cl－抑制AgCl溶解，正确；B.物质的溶解大多数是吸热的，正确；D.除去溶液中的Mg2＋，用OH－沉淀比用COeq\o\al(2－,3)好，是因为Mg(OH)2的Ksp更小，剩余的Mg2＋更少，错误。(3)依据沉淀的转化原理，向其中加Mg2＋即可。答案：(1)Ksp＝c2(Ag＋)·c(S2－)(2)D(3)加足量MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，洗涤即得纯净的Mg(OH)214．某学习小组欲探究使CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀，从而将其除去的可能性，查得如下资料(25℃)：难溶电解质CaCO3CaSO4Ksp2.8×10－99.1×10－6试验步骤如下：①向100mL0.1mol·L－1的CaCl2溶液中加入100mL0.1mol·L－1的Na2SO4溶液，马上有白色沉淀生成；②向上述悬浊液中加入3gNa2CO3固体，搅拌，静置，沉淀后弃去上层清液；③再加入蒸馏水搅拌，静置，沉淀后再弃去上层清液；④________________________________________________________________________。请回答下列问题：(1)题给的两种物质，Ksp越大，表示电解质的溶解度越________(填“大”或“小”)。(2)写出第②步发生反应的化学方程式：_____________________________________________________________________________________________________________。(3)设计第③步操作的目的是_______________________________________________________________________________________________________________________。(4)请补充第④步操作及发生的现象：________________________________________________________________________________________________________________。(5)请写出该转化在实际生活、生产中的一个应用：____________________________________________________________________________________________________。解析：对于类型相同的难溶物，相同条件下，Ksp越大，其溶解度越大。在CaSO4悬浊液中存在溶解平衡：CaSO4(s)Ca2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)，而加入Na2CO3固体后，溶液中COeq\o\al(2－,3)浓度较大，而CaCO3的Ksp较小，故COeq\o\al(2－,3)与Ca2＋结合生成沉淀，即COeq\o\al(2－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓。既然是探究性试验，必需验证所推想结果的正确性，故设计了③、④步操作，即验证所得固体是否为CaCO3。然后联系实际生活中除去锅炉水垢的方法，即可解答(5)小题。答案：(1)大(2)Na2CO3＋CaSO4=Na2SO4＋CaCO3(3)洗去沉淀中附着的SOeq\o\al(2－,4)(4)向沉淀中加入足量的稀盐酸，沉淀完全溶解(5)将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3，易于除去15．牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质爱护着，它在唾液中存在下列沉淀溶解平衡：Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2＋(aq)＋3POeq\o\al(3－,4)(aq)＋OH－(aq)。试回答下列问题：(1)小孩吃糖后，假如不刚好刷牙或漱口，细菌和酶就会作用于糖，在口腔内产生有机羧酸，久而久之，牙齿就会受到腐蚀，其缘由是___________________________________________________________________________________________________________。(2)已知Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比上述矿化产物Ca5(PO4)3OH的溶解度更小，质地更坚硬。当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿，其缘由是_________________________