2023届新高考化学选考一轮总复习训练-第28讲 沉淀溶解平衡.docx
第28讲沉淀溶解平衡课时训练选题表知识点题号沉淀溶解平衡及其应用1,3溶度积及其应用2,4,6,8沉淀溶解平衡中的图像分析5,7,9,10综合11,121.下列有关叙述中,正确的是(B)A.在一定温度下的BaSO4水溶液中,Ba2+和SO42-浓度的乘积是一个常数B.向含有BaSO4固体的溶液中加入适量的水使沉淀溶解又达到平衡时,BaSO4的溶度积不变,其溶解度也不变C.只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程D.向饱和的BaSO4水溶液中加入稀硫酸,BaSO4的Ksp变大解析:一定温度下,只有在BaSO4的饱和溶液中,Ba2+和SO42-浓度的乘积才是一个常数,A错误;溶度积和溶解度都是温度的函数,向溶液中加入水,可使沉淀溶解平衡发生移动,但溶度积和溶解度均不变,B正确;无论难溶电解质还是易溶电解质,都存在沉淀溶解平衡过程,如在NaCl的过饱和溶液中就存在沉淀溶解平衡过程,C错误;向饱和BaSO4溶液中加入稀硫酸,只会使溶解平衡发生移动,但不会影响BaSO4的Ksp,D错误。2.化工生产中常用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(B)A.MnS的Ksp比CuS的Ksp大B.该反应达平衡时c(Mn2+)=c(Cu2+)C.往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c(Mn2+)变大D.该反应的平衡常数K=Ksp(MnS)Ksp(CuS)解析:一般情况下,沉淀转化向Ksp小的方向进行,则Ksp(MnS)>Ksp(CuS),A项正确;该反应达平衡时c(Mn2+)、c(Cu2+)保持不变,但不一定相等,B项错误;往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,平衡向正反应方向移动,c(Mn2+)变大,C项正确;该反应的平衡常数K=c(Mn2+)c(Cu2+)=c(Mn2+)·c(S2-)c(Cu2+)·c(S2-)=Ksp(MnS)Ksp(CuS),D项正确。3.下列化学原理的应用,主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是(A)热纯碱溶液洗涤油污的能力比冷纯碱溶液强;误将钡盐BaCl2、Ba(NO3)2当作食盐食用时,常用0.5%的Na2SO4溶液解毒;石灰岩(喀斯特地貌)的溶洞形成;BaCO3不能作“钡餐”,而BaSO4则可以;使用泡沫灭火器含NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液时“泡沫”生成的原理A.B.C.D.解析:碳酸钠是强碱弱酸盐,因为CO32-水解使其溶液呈碱性,碱能促进油脂水解,水解是吸热过程,加热有利于水解平衡正向移动,故热纯碱溶液洗涤油污的能力比冷纯碱溶液强,应用了盐类水解原理;可溶性的钡盐有毒,钡离子和硫酸根离子反应生成不溶于酸和水的硫酸钡,即易溶性的物质能向难溶性的物质转化,可以用沉淀溶解平衡原理来解释;碳酸钙在水中存在溶解平衡,水中含有钙离子、碳酸根离子,空气中有二氧化碳,二氧化碳、碳酸根离子和水反应生成碳酸氢根离子,促使碳酸钙溶解平衡向右移动,可以用沉淀溶解平衡原理来解释;碳酸钡在水中存在溶解平衡,水中含有钡离子、碳酸根离子,碳酸根离子能和氢离子反应生成二氧化碳、水,促使碳酸钡溶解平衡向右移动,可以用沉淀溶解平衡原理来解释;碳酸氢钠和硫酸铝发生相互促进的水解反应,从而迅速地产生二氧化碳,可以用盐类水解原理来解释;故符合题意。4.已知某温度下Ag2SO4的Ksp为2.0×10-5,将适量Ag2SO4固体溶于 100 mL水中至刚好饱和,该过程中Ag+和SO42-浓度随时间变化关系如图所示饱和Ag2SO4溶液中c(Ag+)=0.034 mol·L-1。若t1时刻在上述体系中加入100 mL 0.020 mol·L-1 Na2SO4溶液(忽略混合后溶液体积的变化),下列示意图中,能正确表示t1时刻后Ag+和SO42-浓度随时间变化关系的是(B)解析:饱和Ag2SO4溶液中c(Ag+)=0.034 mol·L-1,所以c(SO42-) 0.017 mol·L-1;当加入100 mL 0.020 mol·L-1Na2SO4溶液后,c(SO42-)=0.017+0.0202 mol·L-1=0.018 5 mol·L-1,c(Ag+)=0.017 mol·L-1,此时Q=c(SO42-)·c2(Ag+)=0.018 5×0.01725.35×10-6<Ksp(Ag2SO4)=2.0×10-5,则该溶液没有沉淀析出,所以混合后的c(Ag+)为原来的一半,c(SO42-)略有增大。5.某温度下,向50 mL CuCl悬浊液中缓慢加入NaI固体并搅拌,体系中c(I-)与c(Cu+)的变化关系曲线如图所示。已知:该温度下,Ksp(CuI)=1.0×10-12。下列说法正确的是(D)A.Ksp(CuCl)=1.0×10-9B.图示中的x为10-6C.向CuI悬浊液中加入淀粉会出现蓝色D.若c点CuCl未完全溶解,则曲线bc段内,c(Cl-)c(I-)=106解析:A.根据图像可知,a点CuCl悬浊液中c(Cl-)=c(Cu+)=1.0×10-3 mol·L-1,则Ksp(CuCl)=c(Cl-)·c(Cu+)=1.0×10-3×1.0×10-3=1.0×10-6,错误;B.b点c(Cu+)=1.0×10-3 mol·L-1,b点开始产生CuI沉淀,已知(Cu+)·c(I-)=Ksp(CuI)=1.0×10-12,则b点c(I-)=1.0× 10-9 mol·L-1,x为10-9,错误;C.CuI悬浊液中不存在碘单质,所以加入淀粉不会出现蓝色,错误;D.若c点CuCl未完全溶解,则(Cl-)c(I-)=Ksp(CuCl)c(Cu+)Ksp(CuI)c(Cu+)=Ksp(CuCl)Ksp(CuI)=(1.0×10-6)(1.0×10-12)=106,正确。6.为研究沉淀的生成及转化,同学们进行如图所示实验。下列关于该实验的分析不正确的是(D)A.中产生白色沉淀的原因是c(Ag+)·c(SCN-)>Ksp(AgSCN)B.中存在平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq)C.中无明显变化是因为溶液中的c(SCN-)过低D.上述实验不能证明AgSCN向AgI沉淀转化反应的发生解析:A.Q>Ksp时有沉淀生成,所以中产生白色沉淀的原因是c(Ag+)·c(SCN-)>Ksp(AgSCN),正确;B.中存在平衡AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq),正确;C.Fe3+含遇SCN-的溶液变红,中无明显变化是因为溶液中的c(SCN-)过低,正确;D.中溶液不变红,中溶液变红,说明中c(SCN-)增大,存在平衡AgSCN(s)+I-(aq)AgI(s)+SCN-(aq),能证明AgSCN向AgI沉淀转化反应的发生,错误。7.常温下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析,下列判断错误的是(B)A.常温下,KspFe(OH)3<KspCu(OH)2B.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点C.c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH-)乘积相等D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和解析:A.由b、c两点对应数据可比较出常温下KspFe(OH)3与KspCu(OH)2的大小,KspFe(OH)3=c(Fe3+)·c3(OH-)=c(Fe3+)·(10-12.7)3,KspCu(OH)2=c(Cu2+)·c2(OH-)=c(Cu2+)·(10-9.6)2,因这两点中c(Fe3+)=c(Cu2+),故KspFe(OH)3<KspCu(OH)2,正确;B.向溶液中加入NH4Cl固体,因为NH4+结合OH-使得 Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)的沉淀溶解平衡正向移动,c(Fe3+)增大,与图像不符,故不能使溶液由a点变到b点,错误;C.只要温度不发生改变,溶液中c(H+)与c(OH-)的乘积(即Kw)就不变,该题中温度条件不变,故c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH-)的乘积相等,正确;D.b、c两点分别处在两条沉淀溶解平衡曲线上,故两点均代表溶液达到饱和,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(C)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Ka1·Ka2=1×10-21,可判断CuS易溶于稀盐酸解析:A.由表中数据可知,Ksp(CuCl)>Ksp(CuBr),所以常温下,溶解度CuCl>CuBr,错误;B.向Cu(OH)2悬浊液中加入Na2S溶液,发生反应生成CuS和NaOH,碱性明显增强,错误;C.由 2CuCl+S2-Cu2S+2Cl-可得K=c2(Cl-)c(S2-)=Ksp2(CuCl)Ksp(Cu2S)=(3×10-7)22.5×10-50=3.6×1036>105,反应趋于完全,正确;D.若CuS溶于稀盐酸,则有CuS+2H+Cu2+H2S,K=c(Cu2+)·c(H2S)c2(H+)=Ksp(CuS)Ka1·Ka2=1.3×10-361×10-21=1.3×10-15,可判断CuS不易溶于稀盐酸,错误。9.已知:298 K时,Ksp(MnS)=4.65×10-14,Ksp(MnCO3)=2.24×10-11。298 K时,MnS、MnCO3在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(C)A.图像中e点处溶液c(Mn2+)5.0×10-6 mol·L-1B.常温下,加水稀释X溶液可使d点转移到f点C.其他条件不变,加热含Y固体的Y溶液可使e点升到f点D.在MnS和MnCO3饱和溶液中加少量MnCl2,c(CO32-)c(S2-)增大解析:曲线Y代表MnS的沉淀溶解平衡曲线,曲线X代表MnCO3的沉淀溶解平衡曲线。e点处溶液c(Mn2+)=4.65×10-14 mol·L-12.2×10-7 mol·L-1,错误;B.常温下,加水稀释X溶液,c(Mn2+)、c(CO32-)均减小,而d点转移到f点,c(Mn2+)没变,错误;C.其他条件不变,加热含MnS固体的MnS溶液,温度升高,溶度积变大,c(Mn2+)和c(S2-)均变大,可使e点升到f点,正确;D.在MnS和MnCO3饱和溶液中存在化学平衡MnCO3+S2-MnS+CO32-,c(CO32-)c(S2-)=Ksp(MnCO3)Ksp(MnS),溶度积常数只与温度有关,温度不变,所以比值不变,错误。10.常温下,将AgNO3溶液分别滴加到浓度均为0.01 mol·L-1 的NaBr、Na2SeO3溶液中,所得的沉淀溶解平衡曲线如图所示(Br-、SeO32-用Xn-表示,不考虑SeO32-的水解)。下列叙述正确的是(D)A.Ksp(Ag2SeO3)的数量级为10-10B.d点对应的AgBr溶液为不饱和溶液C.所用AgNO3溶液的浓度为10-3 mol·L-1D.Ag2SeO3(s)+2Br-(aq)2AgBr(s)+SeO32-(aq)的平衡常数为109.6解析:由题图可知,当c(Ag+)=10-5 mol·L-1时,c(SeO32-)=10-5 mol·L-1,则Ksp(Ag2SeO3)=c2(Ag+)·c(SeO32-)=(10-5)2×10-5=10-15,A项错误;由题图可知,d点对应的AgBr溶液的Q=10-3×10-7.3=10-10.3,Ksp(AgBr)=10-5×10-7.3=10-12.3,则Q>Ksp(AgBr),所以d点对应的溶液为AgBr的过饱和溶液,B项错误;由题图可知,加入AgNO3溶液的浓度为10-2 mol·L-1,C项错误;Ag2SeO3(s)+2Br-(aq)2AgBr(s)+SeO32-(aq)的平衡常数K=c(SeO32-)c2(Br-)=Ksp(Ag2SeO3)Ksp2(AgBr)=10-15(10-12.3)2=109.6,D项正确。11.已知在25 的水溶液中,AgX、AgY、AgZ均难溶于水,但存在溶解平衡。当达到平衡时,溶液中离子浓度的乘积是一个常数(此常数用Ksp表示,Ksp和水的Kw相似)。如:AgX(s)Ag+(aq)+X-(aq)Ksp(AgX)=c(Ag+)·c(X-)=1.8×10-10AgY(s)Ag+(aq)+Y-(aq)Ksp(AgY)=c(Ag+)·c(Y-)=1.0×10-12AgZ(s)Ag+(aq)+Z-(aq)Ksp(AgZ)=c(Ag+)·c(Z-)=8.7×10-17(1)根据以上信息,判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为。 (2)若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体,则c(Y-)(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)在25 时,若取0.188 g的AgY(相对分子质量为188)固体放入100 mL水中(忽略溶液体积的变化),则溶液中Y-的物质的量浓度为。 (4)根据Ksp判断,在上述(3)的体系中,能否实现AgY向AgX的转化,并简述理由: 。 解析:(1)根据各物质的Ksp可知其溶解度为S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)。(2)由于AgY比AgX更难溶,则向AgY饱和溶液中加入AgX固体,发生沉淀的转化AgX(s)+Y-(aq)AgY(s)+X-(aq),c(Y-)减小。(3)25 时,Ksp(AgY)=1.0×10-12,即溶液达到饱和时,c(Ag+)=c(Y-)=1.0× 10-6 mol·L-1,可知100 mL水溶解AgY的质量约为0.10 L×1.0× 10-6 mol·L-1×188 g·mol-1=1.88×10-5g<0.188 g,即0.188 g AgY固体放入100 mL水中,形成AgY的饱和溶液且固体还有剩余,则溶液中c(Y)=1.0×10-6 mol·L-1。(4) 在(3)中c(Ag+)=1.0×10-6 mol·L-1,虽然Ksp(AgX)>Ksp(AgY),但当c(X-)>1.8×10-101.0×10-6 mol·L-1=1.8× 10-4 mol·L-1时,也可实现AgY向AgX的转化。答案:(1)S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)(2)减小(3)1.0×10-6 mol·L-1(4)能。在(3)中c(Ag+)=1.0×10-6 mol·L-1,虽然Ksp(AgX)>Ksp(AgY),但当c(X-)>1.8×10-10 1.0×10-6 mol·L-1=1.8×10-4 mol·L-1时,也可实现AgY向AgX的转化12.硫酸盐在工农业生产、生活中具有广泛应用。(1)某CuSO4溶液中混有少量FeSO4和Fe2(SO4)3杂质。已知:常温下,KspFe(OH)3=4.0×10-38,KspFe(OH)2=8.0×10-16,KspCu(OH)2=2.2×10-20。为了除去杂质,通常是加入H2O2再调节溶液pH,其中加入H2O2的作用是 ;与其他试剂相比,使用H2O2的优点是 (答出两点即可)。 调节溶液pH时,加入的物质是(填化学式);常温下,控制溶液的pH即可除去杂质离子。 (2)如图是某温度下,将足量的BaSO4固体溶于一定量水中达到溶解平衡后,假定溶液体积不变的情况下,加入Na2CO3使c(CO32-)增大过程中,溶液中c(Ba2+)和c(SO42-)的变化曲线。根据图中的数据分析、计算。该温度下,BaSO4的Ksp=。 当c(CO32-)大于mol·L-1时开始有 BaCO3沉淀生成;BaCO3的Ksp=。 图像中代表沉淀转化过程中c(Ba2+)随c(CO32-)变化的曲线是(填“MP”或“MN”);沉淀转化的离子方程式为BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq),该反应的平衡常数K=。 向1 L Na2CO3溶液中加入足量BaSO4固体,假定溶液体积不变,当溶液中c(CO32-)=1×10-3 mol·L-1时,溶解BaSO4的物质的量为mol。 解析:(1)由于KspFe(OH)2、KspCu(OH)2相差不大,则Fe(OH)2和Cu(OH)2的溶解度相差不大,故加入H2O2的作用是将Fe2+氧化成Fe3+,便于形成Fe(OH)3沉淀。调节溶液pH时,为不引入新杂质,可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等。当Fe3+沉淀完全时,溶液中c(Fe3+)1×10-5 mol·L-1,则有c(OH-)=3KspFe(OH)3c(Fe3+)=34.0×10-381×10-5 mol·L-11.6×10-11 mol·L-1,c(H+)=Kwc(OH-)=1×10-141.6×10-11 mol·L-1=6.25×10-4 mol·L-1,故溶液的pH=4-lg 6.253.2。(2)由题图可知,c(CO32-)=0时,c(Ba2+)=c(SO42-)=1.0×10-5 mol·L-1,则有Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c(SO42-)=1.0×10-5×1.0×10-5=1.0×10-10。由题图可知,当c(CO32-)>2.5×10-4 mol·L-1时,开始有BaCO3沉淀生成。图中c(CO32-)=2.5×10-4 mol·L-1时,c(Ba2+)=1.0×10-5 mol·L-1,则有Ksp(BaCO3)=c(Ba2+)·c(CO32-)=2.5×10-4×1.0×10-5=2.5×10-9。BaSO4饱和溶液中存在沉淀溶解平衡BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq),加入Na2CO3,Ba2+与CO32-生成BaCO3沉淀,促使BaSO4的沉淀溶解平衡正向移动,溶液中c(SO42-)增大,c(Ba2+)减小,则MP为c(SO42-)的变化曲线,MN为c(Ba2+)的变化曲线。反应BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常数K=c(SO42-)c(CO32-)=Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)=1.0×10-102.5×10-9=0.04。当溶液中c(CO32-)=1×10-3 mol·L-1时,由K=c(SO42-)c(CO32-)=0.04,得c(SO42-)=0.04×1×10-3 mol·L-1=4×10-5 mol·L-1,故溶解BaSO4的物质的量为4×10-5 mol·L-1×1 L=4×10-5 mol。答案:(1)将Fe2+氧化为Fe3+不引入其他杂质;对环境无污染(其他合理答案均可)CuO或Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等3.2(2)1.0×10-102.5×10-42.5×10-9MN0.044×10-5
