高中化学 3_4难溶电解质的溶解平衡练习 新人教版选修4 8页

‎3.4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．反应开始时，溶液中各离子浓度相等 B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的生成和溶解的速率相等 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，如果再加入难溶的该沉淀物，将促进溶解 ‎【解析】　反应开始时，各离子的浓度没有必然的关系，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，C项不正确；沉淀溶解达到平衡后，再加入难溶的该沉淀物，平衡不会移动，D项错。‎ ‎【答案】　B ‎2．下列物质的溶解度随温度升高而减小的是 (　　)‎ ‎①KNO3　②Ca(OH)2　③BaSO4　④CO2‎ A．①②　　　B．②④　　　C．①③　　　D．①④‎ ‎【解析】　Ca(OH)3的溶解度比较特殊，随温度的升高而减小，其他绝大多数物质随温度升高，溶解度增大(气体除外)。‎ ‎【答案】　B ‎3．锅炉水垢是一种安全隐患，除去水垢中的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去。下列说法不正确的是(　　)‎ A．CaCO3的溶解度小于CaSO4的 B．沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动 C．沉淀转化的难易与溶解度差别的大小无关 D．CaSO4到CaCO3的沉淀转化中并存着两个沉淀溶解平衡 ‎【解析】　沉淀转化的方向是难溶物向更难溶的方向转化，所以沉淀的溶解度差别越大，越易转化，C选项错误。‎ ‎【答案】　C ‎4．向AgCl饱和溶液中加水，下列叙述正确的是(　　)‎ A．AgCl的溶解度增大 B．AgCl的溶解度、Ksp均不变 C．AgCl的Ksp增大 D．AgCl的溶解度、Ksp均增大 ‎【解析】　物质的溶解度和溶度积都是温度的函数，与溶液的浓度无关。所以向AgCl饱和溶液中加水，AgCl的溶解度和Ksp都不变，故B项对。‎ ‎【答案】　B ‎5．要使工业废水中的重金属离子Pb2＋‎ 沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：‎ 化合物 PbSO4‎ PbCO3‎ PbS 溶解度/g ‎1.03×10－4‎ ‎1.81×10－7‎ ‎1.84×10－14‎ 由上述数据可知，选用的沉淀剂最好是(　　)‎ A．硫化物 B．硫酸盐 C．碳酸盐 D．以上沉淀剂均可 ‎【解析】　产生的沉淀的溶解度越小，沉淀反应进行的越完全。在某种沉淀中加入适当的沉淀剂，可使原来的沉淀溶解而转化为另一种溶解度更小的沉淀。‎ ‎【答案】　A ‎6．已知：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝1.5×10－16，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag＋浓度大小顺序正确的是(　　)‎ A．AgCl>AgI>Ag2CrO4‎ B．AgCl>Ag2CrO4>AgI C．Ag2CrO4>AgCl>AgI D．Ag2CrO4>AgI>AgCl ‎【解析】　因为AgCl和AgI的结构相似，由Ksp可知AgCl的c(Ag＋)大于AgI的；AgCl中的c2(Ag＋)＝Ksp＝1.8×10－10，Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO(aq)的Ksp＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝c3(Ag＋)＝2.0×10－12，所以Ag2CrO4中c(Ag＋)大于AgCl中的c(Ag＋)。‎ ‎【答案】　C ‎7．下列有关说法正确的是(　　)‎ A．常温下，AgCl在等物质的量浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同 B．常温下，向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末，过滤，向洗净的沉淀中加稀盐酸有气泡产生，说明常温下Ksp(BaCO3)Ksp(BaSO4)，但存在BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)，因为Na2CO3溶液浓度大，也有可能生成少部分BaCO3沉淀，错误；D选项，Ag2CrO4的溶解度大，错误。‎ ‎【答案】　C ‎8．‎25 ℃‎时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)＝6.3×10－18；Ksp(CuS)＝1.3×10－36；Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。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．将足量的ZnSO4晶体加入到0.1 mol·L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的浓度最大只能达到1.6×10－23 mol·L－1‎ C．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c(Fe2＋)变大、c(S2－)变小，但Ksp(FeS)变大 ‎【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，故A错；将足量的ZnSO4晶体加入到0.1 mol·L－1的Na2S溶液中，c(S2－)将减至非常小，而Zn2＋的浓度远远大于1.6×10－23 mol·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。‎ ‎【答案】　C ‎9．(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________(填序号)。‎ ‎①用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl少 ‎②一般地，物质的溶解度随温度的升高而增加，故物质的溶解大多是吸热的 ‎③对于Al(OH)3(s)Al(OH)3(aq)Al3＋＋3OH－，前者为溶解平衡，后者为电离平衡 ‎④除去溶液中的Mg2＋，用OH－沉淀比用CO好，说明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的大 ‎⑤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直接写出。(2)①Cl－抑制AgCl溶解，正确；②物质的溶解大多是吸热的，正确；③正确；④除去溶液中的Mg2＋，用OH－沉淀比用CO好，是因为Mg(OH)2的Ksp更小，剩余的Mg2＋更少，错误；⑤正确。(3)根据沉淀的转化原理，向其中加Mg2＋即可。‎ ‎【答案】　(1)Ksp＝c2(Ag＋)·c(S2－)‎ ‎(2)④‎ ‎(3)加足量MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，洗涤即得纯Mg(OH)2‎ ‎10．某小型化工厂生产皓矾(ZnSO4·7H2O)的工艺流程如下图所示：‎ 已知：开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为Fe(OH)3：2.7～3.7；Fe(OH)2：7.6～9.6；Zn(OH)2：5.7～8.0。‎ 试回答下列问题：‎ ‎(1)加入的试剂①应是________，其目的是________。‎ ‎(2)加入的试剂②，供选择使用的有：氨水、NaClO溶液、20%H2O2溶液、浓硫酸、浓硝酸等，应选用________，其理由是______。‎ ‎(3)加入的试剂③是________，目的是_______________。‎ ‎【解析】　向溶液中加入Zn，发生反应：Cu2＋＋Zn===Zn2＋＋Cu、2Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋，然后把Fe2＋氧化成Fe3＋，在选择氧化剂时，应使用H2O2，因为H2O2的还原产物为H2O，不引入其他杂质，然后通过调节溶液的pH值，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀而除去。‎ ‎【答案】　(1)Zn　将Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋等杂质离子除去 ‎(2)20%H2O2溶液　H2O2作氧化剂，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，且不引入其他杂质 ‎(3)ZnO或Zn(OH)2(答案合理即可)　调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀 ‎11．已知：‎25 ℃‎时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，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，在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20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小 D．‎25 ℃‎时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2‎ ‎【解析】　A项，Mg(OH)2的溶度积小，故其电离的Mg2＋浓度要小一些，错；B项，NH可以结合Mg(OH)2电离出的OH－离子，从而促使Mg(OH)2的电离平衡正向移动，c(Mg2＋)增大，正确；C项，Ksp仅与温度有关，故错；D项，二者Ksp接近，使用浓NaF溶液可以使Mg(OH)2转化成为MgF2，故D错。‎ ‎【答案】　B ‎12．已知难溶性物质K2SO4·MgSO4·2CaSO4在水中存在如下平衡：‎ K2SO4·MgSO4·2CaSO4(s)2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO，不同温度下，K＋的浸出浓度与溶浸时间的关系如图所示，则下列说法错误的是(　　)‎ A．向该体系中加入饱和NaOH溶液，溶解平衡向右移动 B．向该体系中加入饱和碳酸钠溶液，溶解平衡向右移动 C．该平衡的Ksp＝c(Ca2＋)·c(K＋)·c(Mg2＋)·c(SO)‎ D．升高温度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动 ‎【解析】　A、B选项，OH－与Mg2＋结合生成Mg(OH)2沉淀、CO与Ca2＋结合生成CaCO3沉淀，均能使平衡右移，正确；C选项，Ca2＋、K＋、SO的化学计量数分别为2、2、4，错误；由图像可知升高温度K＋的浸出浓度增大，所以此反应为吸热反应，D选项正确。‎ ‎【答案】　C ‎13．实验：①向盛有1 mL 0.1 mol·L－1 MgCl2溶液试管中加1 mL 0.2 mol·L－1 NaOH溶液，得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c。②向沉淀c中滴加0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，沉淀变为红褐色。下列分析不正确的是(　　)‎ A．浊液a中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)‎ B．滤液b中不含有Mg2＋‎ C．②中颜色变化说明Mg(OH)2转化为Fe(OH)3‎ D．实验可以证明Fe(OH)3比Mg(OH)2更难溶 ‎【解析】　绝对不溶的物质是不存在的，B选项错误。‎ ‎【答案】　B ‎14．已知某温度下，Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1×10－12，当溶液中离子浓度小于10－5 mol·L－1时，沉淀就达完全。下列叙述正确的是(　　)‎ A．饱和AgCl溶液与饱和Ag2CrO4溶液相比，前者的c(Ag＋)大 B．向氯化银的浊液中加入氯化钠溶液，氯化银的Ksp减小 C．向0.000 8 mol·L－1的K2CrO4溶液中加入等体积的0.002 mol·L－1 AgNO3溶液，则CrO完全沉淀 D．将0.001 mol·L－1的AgNO3溶液滴入0.001 mol·L－1的KCl和0.001 mol·L－1的K2CrO4溶液，则先产生AgCl沉淀 ‎【解析】　A选项，饱和AgCl溶液中c(Ag＋)＝c(Cl－)，依据Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝c2(Ag＋)＝1.56×10－10可知c(Ag＋)＝×10－5 mol·L－1，同理Ag2CrO4溶液中c(Ag＋)＝‎2c(CrO)，Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝c3(Ag＋)＝1×10－12可知c(Ag＋)＝×10－4 mol·L－1，错误；C选项，依据CrO＋2Ag＋===Ag2CrO4↓，溶液中c(Ag＋)＝＝2×10－4 mol·L－1，依据Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝1×10－12，可知溶液中c(CrO)＝2.5×10－5 mol·L－1>10－5 mol·L－1，错误；D选项，AgCl开始沉淀时c(Cl－)＝ mol·L－1＝1.56×10－7 mol·L－1；Ag2CrO4开始沉淀时c(CrO)＝ mol·L－1＝10－6 mol·L－1，正确。‎ ‎【答案】　D ‎15．某兴趣小组为探究沉淀溶解平衡的原理并测定某温度下PbI2溶度积常数，设计如下实验。‎ Ⅰ.取100 mL蒸馏水，加入过量的PbI2固体(黄色)，搅拌，静置，过滤到洁净的烧杯中，得到滤液。‎ ‎(1)搅拌的目的是________。‎ ‎(2)取少量滤液于试管中，向其中滴加几滴0.1 mol·L－1 KI溶液，观察到的现象是_______________，‎ 溶液中c(Pb2＋)________(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ Ⅱ.准确量取10.00 mL滤液，与离子交换树脂(RH)发生反应：2RH＋Pb2＋===R2Pb＋2H＋，交换完成后，流出溶液用中和滴定法测得n(H＋)＝3.000×10－5 mol。‎ ‎(3)在此实验温度下，PbI2的溶度积常数Ksp＝_________。‎ ‎(4)若步骤Ⅰ盛装滤液的烧杯中有少量水，Ksp测定结果将会_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。‎ ‎【解析】　Ⅰ.PbI2为难溶电解质，因此搅拌的目的是使PbI2快速充分地溶解，滴加0.1 mol·L－1 KI溶液，c(I－)增大，PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)向左移动，c(Pb2＋)减小，并析出PbI2沉淀。‎ II.由2RH＋Pb2＋===R2Pb＋2H＋知，n(Pb2＋)＝3.000×10－5 mol×＝1.500×10－5‎ mol，所以c(Pb)＝＝1.500×10－3 mol·L－1，c(I－)＝1.500×10－3mol·L－1×2＝3.000×10－3mol·L－1，Ksp＝c(Pb2＋)·c2(I－)＝1.500×10－3×(3.000×10－3)2＝1.35×10－8；若步骤Ⅰ盛装滤液的烧杯中有少量水，会使c(Pb2＋)减少，Ksp偏小。‎ ‎【答案】　(1)使碘化铅快速、充分溶解 ‎(2)产生黄色沉淀或黄色浑浊　减小 ‎(3)1.35×10－8　(4)偏小 ‎16．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 ‎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。‎ ‎(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为____________________。‎ ‎【解析】　(1)H2SO4的浓度为‎28.42 g·L－1，转化为物质的量浓度为c＝＝＝0.29 mol/L。‎ ‎(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可生成CaSO4沉淀。②酸与碱发生中和反应，c(AsO)增大，当Ca2＋与AsO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(AsO)　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浓度增大，至Qc>Ksp，Ca3(AsO4)2开始沉淀 ‎