高中化学第3章水溶液中的离子平衡第4节难溶电解质的溶解平衡第2课时沉淀反应的应用课后提能层级练新人教版选修4 2 6页

第二课时　沉淀反应的应用 课后提能 层级练 ‎1．(双选)(2018·海淀区高二检测)石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)；加入下列溶液，可使Ca(OH)2明显减少的是(　　)‎ A．Na2CO3溶液　　　　 B．KCl溶液 C．NaOH溶液 D．CaCl2溶液 解析：选AB　加入Na2CO3，Ca2＋＋CO===CaCO3↓，c(Ca2＋)减小，平衡右移，使Ca(OH)2减少；加入KCl溶液相当于加水稀释，Ca(OH)2减少；加入NaOH，c(OH－)增大，加入CaCl2，c(Ca2＋)增大，平衡均向左移动，Ca(OH)2增多。‎ ‎2．常温下几种难溶电解质的溶度积如表所示：‎ 物质名称 硫化亚铁 硫化铜 硫化锌 溶度积 ‎6.3×10－18‎ ‎6.3×10－36‎ ‎1.6×10－24‎ 向含有等物质的量浓度的FeCl2、CuSO4、ZnSO4混合溶液中滴加0.01 mol·L－1 Na2S溶液时Fe2＋、Cu2＋、Zn2＋沉淀的先后顺序为(　　)‎ A．Fe2＋、Zn2＋、Cu2＋ B．Cu2＋、Zn2＋、Fe2＋‎ C．Zn2＋、Fe2＋、Cu2＋ D．Cu2＋、Fe2＋、Zn2＋‎ 解析：选B　组成结构相似的物质，Ksp越小越易形成沉淀。硫化铜的溶度积最小，Cu2＋最先沉淀，然后是Zn2＋、Fe2＋。‎ ‎3．已知同温度下的溶解度：Zn(OH)2>ZnS，MgCO3>Mg(OH)2；就溶解或电离出S2－的能力而言，FeS>H2S>CuS，则下列离子方程式错误的是(　　)‎ A．Mg2＋＋2HCO＋2Ca2＋＋4OH－===Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O B．Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋‎ C．Zn2＋＋S2－＋2H2O===Zn(OH)2↓＋H2S↑‎ D．FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑‎ 解析：选C　就溶解度而言，反应向着生成溶解度更小的方向进行；就电离而言，反应向着难电离的方向进行，Zn2＋与S2－反应生成更难溶的ZnS而不是Zn(OH)2。‎ ‎4．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，产生的实验现象是(　　)‎ A．固体逐渐溶解，最后消失 B．固体由白色变为黑色 C．固体颜色变化但质量不变 D．固体逐渐增多，但颜色不变 解析：选B　ZnS和CuS阴阳离子个数比为1∶1，且Ksp(ZnS)>Ksp 6‎ ‎(CuS)，可得ZnS溶解度大于CuS，因此在ZnS饱和溶液中加CuSO4会使ZnS沉淀转化生成黑色CuS。‎ ‎5．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(　　)‎ ‎①热纯碱溶液的洗涤油污能力强　②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐混用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒　③溶洞、珊瑚的形成　④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡则能　⑤泡沫灭火器灭火的原理 A．②③④ B．①②③‎ C．③④⑤ D．①②③④⑤‎ 解析：选A　①⑤是水解平衡原理，不涉及沉淀溶解平衡的问题；②产生BaSO4沉淀，③是沉淀和溶解，④是BaCO3沉淀的溶解。‎ ‎6．实验：①0.1 mol·L－1 AgNO3溶液和0.1 mol·L－1 NaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；‎ ‎②向滤液b中滴加0.1 mol·L－1 KI溶液，出现浑浊；‎ ‎③向沉淀c中滴加0.1 mol·L－1 KI溶液，沉淀变为黄色。‎ 下列分析不正确的是(　　)‎ A．浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)‎ B．滤液b中不含有Ag＋‎ C．③中颜色变化说明AgCl转化为AgI D．实验可以证明AgI比AgCl更难溶 解析：选B　在浊液a中，存在AgCl的沉淀溶解平衡，即在滤液b中，仍含有少量Ag＋，故在b中生成了AgI沉淀，A正确，B错误；向白色沉淀AgCl中滴加KI溶液生成黄色AgI，由此可说明AgI比AgCl更难溶，C、D正确。‎ ‎7．“除钙、镁”是将溶液中Ca2＋与Mg2＋转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)＝7.35×10－11，Ksp(CaF2)＝1.05×10－10。当加入过量NaF后，所得滤液c(Mg2＋)/c(Ca2＋)＝________。‎ 解析：＝＝＝＝0.7。‎ 答案：0.7‎ ‎8．已知‎25 ℃‎ 时，Ksp[Fe(OH)3]＝8×10－39。‎ ‎(1)该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常数为________(列式并计算)。‎ ‎(2)向0.001 mol·L－1 FeCl3溶液中通入氨气(体积变化忽略不计)，开始沉淀时溶液的pH为________(lg 5＝0.7)。‎ 答案：(1)K＝＝＝＝8×103(2)2.3‎ ‎9．试用平衡移动原理解释下列事实：‎ ‎(1)BaCO3不溶于水，为什么不能作钡餐？‎ 6‎ ‎(2)分别用等体积的蒸馏水和0.01 mol·L－1的盐酸洗涤AgCl沉淀，用水洗涤造成AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。‎ 答案：(1)BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO(aq)，HCl===H＋＋Cl－，2H＋＋CO===H2O＋CO2↑，胃酸中盐酸电离的H＋与BaCO3产生的CO结合生成CO2和H2O，破坏了BaCO3的溶解平衡，c(Ba2＋)增大，引起人体中毒。‎ ‎(2)用水洗涤AgCl，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)平衡右移，AgCl的质量减少，用盐酸洗涤AgCl，稀释的同时HCl电离产生的Cl－会使平衡左移，AgCl减少的质量要小些。‎ ‎1．已知：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgBr)＝7.8×10－13。现将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合，再加入足量浓AgNO3溶液，发生的反应为(　　)‎ A．只有AgBr沉淀 B．AgCl和AgBr沉淀等量生成 C．AgCl和AgBr沉淀都有，但以AgCl沉淀为主 D．AgCl和AgBr沉淀都有，但以AgBr沉淀为主 解析：选C　在AgCl和AgBr两饱和溶液中，前者c(Ag＋)大于后者c(Ag＋)，c(Cl－)>c(Br－)。当将AgCl、AgBr两饱和溶液混合时，发生沉淀的转化：生成AgBr沉淀。当加入足量的浓AgNO3溶液时，AgBr沉淀有所增多，但AgCl沉淀增加更多。‎ ‎2．为研究沉淀的生成及转化，某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是(　　)‎ A．①浊液中存在平衡：AgSCN(s)Ag＋(aq)＋SCN－(aq)‎ B．②中颜色变化说明上层清液中含有SCN－‎ C．③中颜色变化说明有AgI生成 D．该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶 解析：选D　根据信息，白色沉淀是AgSCN，存在溶解平衡；AgSCN(s)Ag＋(aq)＋SCN－(aq)，故A正确；取上层清液，加入Fe3＋出现红色溶液，说明生成Fe(SCN)3，说明溶液中含有SCN－，故B正确；AgI是黄色沉淀，现象是黄色沉淀说明有AgI产生，故C正确；①中反应Ag＋有剩余，加入KI溶液，使c(I－)·c(Ag＋)>Ksp(AgI)而有黄色沉淀，并不是沉淀AgSCN，转化为AgI，因此不能说明AgI比AgSCN更难溶，故D错误。‎ ‎3．化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s) 6‎ CuS(s)＋Mn2＋(aq)，下列说法错误的是(　　)‎ 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＝ 解析：选B　根据沉淀转化向溶度积小的方向进行，Ksp(MnS)>Ksp(CuS)，A对；该反应达平衡时c(Mn2＋)、c(Cu2＋)保持不变，但不一定相等，B错；往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，平衡向正方向移动，c(Mn2＋)变大，C对；该反应的平衡常数K＝＝＝，D对。‎ ‎4．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－1NH4Cl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：选B　Mg(OH)2的溶度积小，故其电离的Mg2＋浓度要小一些，A错；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，B正确；Ksp仅与温度有关，C错；二者Ksp接近，使用浓NaF溶液可以使Mg(OH)2转化成为MgF2，D错。‎ ‎5．(2019·天津河西区高二检测)已知Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.5×10－9。下列说法中不正确的是(　　)‎ A．BaSO4比BaCO3溶解度小，所以BaCO3可以转化为BaSO4‎ B．BaCO3、BaSO4均不溶于水，所以都可以做钡餐试剂 C．向Na2CO3溶液中加入BaCl2和Na2SO4，当两种沉淀共存时，c(SO)/c(CO)＝4.4×10－2‎ D．常温下，BaCO3若要在Na2SO4溶液中开始转化为BaSO4，则Na2SO4的浓度必须不低于2.2×10－6 mol·L－1‎ 解析：选B　只要控制条件，既可以实现由溶度积小的物质向溶度积大的物质转化，也可以实现由溶度积大的向溶度积小的物质转化，一般由大的转化为小的更容易进行，难溶的更易转化成更难溶的，A项正确；碳酸钡能溶于胃酸生成钡离子，引起重金属中毒，B项错误；向溶液中加BaCl2和Na2SO4时，溶液中Ba2＋浓度相等，当两种沉淀共存时 6‎ Ksp(BaSO4)÷Ksp(BaCO3)＝c(SO)/c(CO)＝1.1×10－10÷2.5×10－9＝4.4×10－2，C项正确；在碳酸钡溶液中，c(Ba2＋)＝＝5×10－5mol·L－1，常温下BaCO3开始转化为BaSO4时，c(SO)＝(1.1×10－10)÷(5×10－5)＝2.2×10－6，D项正确。‎ ‎6．(2019·太原五中高二检测)在某溶液中有浓度均为0.01 mol·L－1的Fe3＋、Cr3＋、Zn2＋、Mg2＋等离子，已知‎25 ℃‎时，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，Ksp[Cr(OH)3]＝7.0×10－31，Ksp[Zn(OH)2]＝1.0×10－17，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11。当下列离子以氢氧化物的形式开始沉淀时，所需的pH最小的是(　　)‎ A．Fe3＋ B．Cr3＋‎ C．Zn2＋ D．Mg2＋‎ 解析：选A　由溶度积常数可知，浓度均为0.01 mol·L－1的Fe3＋、Cr3＋、Zn2＋、Mg2＋以氢氧化物的形式开始沉淀时，所需c(OH－)依次是1.6×10－12 mol/L、4.1×10－10 mol/L、3.2×10－8 mol/L、4.2×10－5 mol/L。Fe3＋开始沉淀时，c(OH－)最小，即c(H＋)最大，pH最小。‎ ‎7．已知AgCl为难溶于水和酸的白色固体，Ag2S为难溶于水和酸的黑色固体。向AgCl和水形成的悬浊液中加入足量的Na2S溶液并振荡，结果白色固体完全转化为黑色固体：‎ ‎(1)写出白色固体转化为黑色固体的离子方程式：_____________________。‎ ‎(2)简要说明白色固体转化为黑色固体的原因______________________。‎ 解析：由于AgCl的溶解度远大于Ag2S的溶解度，即Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)，当在AgCl与水的悬浊液中加入Na2S(aq)时，对Ag2S来说Qc>Ksp，所以2Ag＋＋S2－===Ag2S↓，使AgCl(s)Ag＋＋Cl－溶解平衡向右移动，最终转化成Ag2S。‎ 答案：(1)2AgCl＋S2－===Ag2S＋2Cl－‎ ‎(2)因为Ag2S的溶解度比AgCl的溶解度小，根据平衡移动原理，沉淀溶解平衡向离子浓度减小的方向移动 ‎8．某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性，查得‎25 ℃‎时如下资料：‎ 难溶电解质 CaCO3‎ CaSO4‎ MgCO3‎ Mg(OH)2‎ Ksp ‎2.8×10－9‎ ‎9.1×10－6‎ ‎6.8×10－6‎ ‎1.8×10－12‎ 实验步骤如下：‎ ‎①往100 mL 0.1 mol·L－1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol·L－1的Na2SO4溶液，立即有白色沉淀生成。‎ ‎②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 ‎3 g，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____________________________________________________________。‎ ‎(1)由题中信息知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：________。‎ 6‎ ‎(3)设计第③步的目的是________。‎ ‎(4)请补充第④步操作及发生的现象：_______________________________。‎ 解析：由Ksp表达式不难看出其与溶解度的关系，在硫酸钙的悬浊液中存在着：CaSO4(aq)===SO(aq)＋Ca2＋(aq)，而加入Na2CO3后，溶液中CO浓度较大，而CaCO3的Ksp较小，故CO与Ca2＋结合生成沉淀，即CO＋Ca2＋===CaCO3↓。既然是探究性实验，必须验证所推测结果的正确性，故设计了③④步操作，即验证所得固体是否为碳酸钙。‎ 答案：(1)大 ‎(2)Na2CO3＋CaSO4===Na2SO4＋CaCO3↓‎ ‎(3)洗去沉淀中附着的SO ‎(4)向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解并放出无色无味气体 ‎9．已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.9×10－12，现在向0.001 mol·L－1 K2CrO4和0.01 mol·L－1 KCl混合液中滴加0.01 mol·L－1 AgNO3溶液，通过计算回答：‎ ‎(1)Cl－、CrO谁先沉淀？‎ ‎(2)刚出现Ag2CrO4沉淀时，溶液中Cl－浓度是多少？(设混合溶液在反应中体积不变)‎ 解析：由Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)得c(Ag＋)＝＝＝1.8×10－8 mol/L。由Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO)，得c(Ag＋)＝＝ mol/L＝4.36×10－5 mol/L，生成AgCl沉淀需c(Ag＋)＝1.8×10－8 mol/L＜生成Ag2CrO4沉淀时所需c(Ag＋)，故Cl－先沉淀。刚开始生成Ag2CrO4沉淀时，c(Cl－)＝＝ mol/L＝4.13×10－6 mol/L。‎ 答案：(1)Cl－先沉淀(2)4.13×10－6 mol·L－1‎ 6‎