人教版高中化学选修4练习：第三章第四节难溶电解质的溶解平衡含答案 10页

第三章 水溶液中的离子平衡 第四节 难溶电解质的溶解平衡 1．下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是(　　) A．BaSO4 属于难溶物，它在水中完全不能溶解 B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等 C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持 不变 D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促 进溶解 解析：虽然难溶电解质的溶解度很小，但在水中仍有极少量的溶 解，A 项不正确。沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度保持 不变，但不一定相等，如 Ag2SO4 沉淀溶解达到平衡时，c(Ag＋)＝ 2c(SO2－4 )，C 项不正确。沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的 该沉淀物，由于固体的浓度为常数，故平衡不发生移动，D 项不正确。 v(沉淀)＝v(溶解)是溶解平衡的特征，B 项正确。 答案：B 2．CaCO3 在下列哪种液体中溶解度最大(　　) A．H2O B．Na2CO3 溶液 C．CaCl2 溶液 D．乙醇 解析：在 B、C 选项的溶液中，分别含有 CO2－3 、Ca2＋，会抑制 CaCO3 的溶解，而 CaCO3 在乙醇中是不溶的。 答案：A 3 ． 在 一 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 的量减 少，而且 c(Mg2＋)不变，可采取的措施是(　　) A．加 MgCl2 B．加 H2O C．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，溶液一 定为饱和溶液，c(Mg2＋)不变。 答案：B 4．下列有关溶度积常数 Ksp 的说法正确的是(　　) A．常温下，向 BaCO3 饱和溶液中加入 Na2CO3 固体，BaCO3 的 Ksp 减小 B．溶度积常数 Ksp 只受温度影响，温度升高 Ksp 减小 C．溶度积常数 Ksp 只受温度影响，温度升高 Ksp 增大 D．常温下，向 Mg(OH)2 饱和溶液中加入 NaOH 固体，Mg(OH)2 的 Ksp 不变 解析：温度不变，溶度积常数不变，故 A 项不正确；大多数的 难溶物温度升高，Ksp 增大，但也有少数物质相反，故 B、C 均不正 确。 答案：D 5．在 100 mL 0.01 mol·L－1 KCl 溶液中，加入 1 mL 0.01 mol·L －1 AgNO3 溶液，下列说法正确的是(AgCl 的 Ksp＝1.8×10－10)(　　) A．有 AgCl 沉淀析出 B．无 AgCl 沉淀析出 C．无法确定 D．有沉淀但不是 AgCl 沉淀 解析：由 Qc＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.01 100 ×0.01＝1×10－6＞Ksp，故应 有 AgCl 沉淀析出。 答案：A 6．现向含 AgBr 的饱和溶液中： (1)加入固体 AgNO3，则 c(Ag＋)________(填“变大”“变小”或 “不变”，下同)； (2)加入更多的 AgBr 固体，则 c(Ag＋)________； (3)加入 AgCl 固体，则 c(Br－)________，c(Ag＋)________； (4)加入 Na2S 固体，则 c(Br－)________，c(Ag＋)________。 解析：(1)向 AgBr 饱和溶液中加入 AgNO3，溶解平衡逆向移动， 但 c(Ag＋)增大； (2)加入 AgBr 固体，对溶解平衡无影响，c(Ag＋)不变。 (3)因 AgCl 溶解度大于 AgBr，加入 AgCl 固体时，c(Ag＋)增大， 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， 溶解平衡向右移动，c(Br－)增大，但 c(Ag＋)减小。 答案：(1)变大　(2)不变　(3)变小　变大　(4)变大　变小 (时间：40 分钟　满分：100 分) 一、选择题(本题包括 6 个小题，每小题 8 分，共 48 分。每小题 只有一个选项符合题意) 1．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．升高温度，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；没有绝对不溶的物质；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：C 2．下列说法正确的是(　　) A．溶度积就是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的 乘积 B．溶度积常数是不受任何条件影响的常数，简称溶度积 C．可用离子积 Qc 判断沉淀溶解平衡进行的方向 D．所有物质的溶度积都是随温度的升高而增大的 解析：溶度积不是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度 的简单乘积，还与平衡式中化学计量数的幂指数有关，溶度积受温度 的影响，不受离子浓度的影响。 答案：C 3．室温时，M(OH)2(s)M2＋(aq)＋2OH－(aq)　Ksp＝a。c(M2 ＋)＝b mol·L－1 时，溶液的 pH 等于(　　) A.1 2lg(b a ) B.1 2 lg(a b ) C．14＋1 2lg(a b ) D． 14＋1 2lg(b a ) 解析：根据 M(OH)2 的 Ksp＝c(M2＋)·c2(OH－)，则溶液中 c(OH －)＝ Ksp c（M2＋）＝ a b，则 pH＝－lg c(H ＋)＝－lg(10－14 ÷ a b)＝－ [－14－1 2lg(a b )]＝14＋1 2 lg(a b )。 答案：C 4．已知 Fe(OH)3 的溶解度小于 Mg(OH)2 的溶解度，且随 pH 的 升高，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 不可以是(　　) A．NH3·H2O B．MgO C．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：A 5．已知 25 ℃时，CaSO4 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示， 向 100 mL 该条件下的 CaSO4 饱和溶液中加入 400 mL 0.01 mol·L－1 Na2SO4 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 c(SO2－4 )比原来的 大 B．溶液中无沉淀析出，溶液中 c(Ca2＋)、c(SO2－4 )都变小 C．溶液中析出 CaSO4 固体沉淀，溶液中 c(Ca2＋)、c(SO2－4 )都变 小 D．溶液中无沉淀析出，但最终溶液中 c(SO2－4 )比原来的大 解析：由图象可知 Ksp(CaSO4)＝9.0×10－6，当加入 400 mL 0.01 mol · L － 1 Na2SO4 溶 液 时 ， 此 时 c(Ca2 ＋ ) ＝ 3.0 × 10－3 mol·L－1 × 0.1 L 0.5 L ＝6×10－4 mol·L－1，c(SO2－4 )＝ 3.0 × 10－3 mol·L－1 × 0.1 L＋0.01 mol·L－1 × 0.4 L 0.5 L ＝ 8．6×10－3mol·L－1，Qc＝5.16×10－6Ksp(AgY)>Ksp(AgZ)，所以 S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)。 (2)向 AgY 的饱和溶液中加入少量的 AgX 固体，由于 AgX 的溶 解度大于 AgY，溶液中的 c(Ag＋)增大，AgY 溶解平衡向着生成沉淀 的方向移动，c(Y－)减小。 (3)AgY 饱和溶液中，c(Ag＋)＝ Ksp＝ 1.0 × 10－12 mol·L－1＝ 1.0×10－6 mol·L－1，AgY 固体完全溶解后 c(Ag＋)＝ 10－2 mol·L－1，故 0.188 g AgY 不能完全溶解，其溶液中 c(Y－) ＝1.0×10－6 mol·L－1。 (4)因 Ksp(AgY)＝1.0×10－12>Ksp(AgZ)＝8.7×10－17，所以能够实 现 AgY 向 AgZ 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 　 　 Ksp(AgY) ＝ 1.0 × 10 － 12>Ksp(AgZ)＝8.7×10－17 9．(20 分)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，为控制砷的排放，采用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 Ksp Ca3(AsO4)2 6.8×10－19 AlAsO4 1.6×10－16 FeAsO4 5.7×10－21 表 2　工厂污染物排放浓度及允许排放标准 污染物 H2SO4 As 浓度 28.42 g/L 1.6 g/L 排放标准 pH＝6～9 0.5 mg/L 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(AsO4)2 的 Ksp 表达式： Ksp[Ca3(AsO4)2]＝________________。若混合液中 Al3＋、Fe3＋的 浓度均为 1.0×10－4 mol·L－1 时，________先沉淀。 (3)在处理含砷废水时采用分段式，先向废水中投入生石灰调节 pH 到 2，再投入生石灰将 pH 调节到 8 左右使五价砷以 Ca3(AsO4)2 形式沉降。 ①将 pH 调节到 2 时废水中有大量沉淀产生，沉淀主要成分的化 学式为________。 ②Ca3(AsO4)2 在 pH 调节到 8 左右才开始沉淀的原因_________。 解析：(1)H2SO4 的浓度为 28.42 g/L，转化为物质的量浓度为 c＝ n V＝28.42 98 mol·L－1＝0.29 mol·L－1。 (2)Ksp 的表达式为离子浓度的次方的乘积，Ksp 小的物质先生成沉 淀，所以 Fe3＋先沉淀。 (3)①当 Ca2＋浓度增大时，Ca2＋与 SO 2－4 可生成 CaSO4 沉淀。 ②酸与碱发生中和反应，c(AsO3－4 )增大，当 Ca2＋与 AsO 3－4 浓度 次方的乘积达到 Ca3(AsO4)2 的 Ksp 时，开始沉淀。 答案：(1)0.29　(2)c3(Ca2＋)·c2(AsO3－4 )　 Fe3＋ (3)①CaSO4　②H3AsO4 是弱酸，当溶液中 pH 调节到 8 左右时， 酸碱反应使溶液中 AsO 3－4 浓度增大至 Qc>Ksp，Ca3(AsO4)2 开始沉淀