高中化学第3节 沉淀溶解平衡第2课时当堂检测题

这是一份高中化学第3节 沉淀溶解平衡第2课时当堂检测题，共15页。试卷主要包含了在25 ℃时,Ksp=6，已知25 ℃时,Ksp=1，96，06等内容，欢迎下载使用。

第2课时　沉淀溶解平衡的应用
基础过关练
题组一　沉淀的溶解与生成
1.常温下,某pH=1的ZnCl2和HCl的混合溶液中含有FeCl3杂质,为了除去FeCl3杂质,需将溶液调至pH=4。在调节溶液pH时,应选用的试剂是 (　　)
A.NaOH　　　B.ZnO　　　C.ZnSO4　　　D.Fe2O3
2.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SO42-、CO32-、S2-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,选用的沉淀剂最好为 (　　)
A.硫化物　　　　B.硫酸盐
C.碳酸盐　　　　D.以上沉淀剂均可
3.(2020重庆第一中学期末)已知25 ℃时FeS、CuS的Ksp分别为6.3×10-18 mol2·L-2、1.3×10-36 mol2·L-2,H2S的电离平衡常数Ka1=9.1×10-8 mol·L-1、Ka2=1.1×10-12 mol·L-1。下列有关说法正确的是 (　　)
A.除去工业废水中的Cu2+可以选用FeS作沉淀剂
B.将足量CuSO4固体溶解在0.1 mol·L-1 H2S溶液中,Cu2+的最大浓度为1.3×10-35 mol·L-1
C.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,溶液的酸性增强
4.(2020辽宁大连期末)在25 ℃时,Ksp(FeS)=6.3×10-18 mol2·L-2,Ksp(CuS)=1.3×10-36 mol2·L-2,Ksp(ZnS)=1.3×10-24 mol2·L-2。下列有关说法中正确的是 (　　)
A.25 ℃时,饱和CuS溶液中Cu2+的浓度为1.3×10-36 mol·L-1
B.25 ℃时,FeS的溶解度大于CuS的溶解度
C.向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S,开始只有FeS沉淀生成
D.向饱和ZnS溶液中加入少量ZnCl2固体,ZnS的Ksp变大
题组二　沉淀的转化
5.(2021广东河源中学高三上质检)已知25 ℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10 mol2·L-2,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12 mol3·L-3。下列有关说法正确的是(溶解度以mol·L-1表示) (　　)
A.25 ℃时,在c(Cl-)=c(CrO42-)=0.001 mol·L-1的溶液中逐滴加入AgNO3溶液,首先生成Ag2CrO4黄色沉淀
B.25 ℃时,AgCl的溶解度小于Ag2CrO4的溶解度
C.在AgCl中加入稀K2CrO4溶液,搅拌,转化为Ag2CrO4黄色沉淀
D.25 ℃时,与水中相比,AgCl在AgNO3溶液中的溶解度、Ksp均要小
6.(双选)(2020山东德州期末)工业上常先以MnO2为原料制得MnCl2溶液,通过添加过量难溶电解质MnS,使含有的Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子形成硫化物沉淀,经过滤除去包括MnS在内的沉淀,最后经蒸发、结晶,可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实判断,下列分析正确的是 (　　)
A.MnS的Ksp小于CuS、PbS、CdS等硫化物的Ksp
B.除杂试剂MnS也可用FeS代替
C.MnS与Cu2+反应的离子方程式是Cu2+(aq)+MnS(s) CuS(s)+Mn2+(aq)
D.整个过程中涉及的反应类型有复分解反应和氧化还原反应
7.(2021广东广州高三上段考,)已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小。在钨冶炼工艺中,将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中得到钨酸钙,发生反应Ⅰ:WO42-(aq)+Ca(OH)2(s) CaWO4(s)+2OH-(aq)。
(1)如图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线。

①计算T1时Ksp(CaWO4)=　　　　　　　　。 
②T1　　　T2(填“>”“=”或“<”)。 
(2)反应Ⅰ的平衡常数K理论值如表:
温度/℃
25
50
90
100
K/mol·L-1
79.96
208.06
222.88
258.05
①该反应平衡常数K的表达式为　 。 
②该反应的ΔH　　　0(填“>”“=”或“<”)。 
③由于溶液中离子间的相互作用,实验测得的平衡常数与理论值相距甚远。50 ℃时,向一定体积的钨酸钠碱性溶液[c(Na2WO4)=c(NaOH)=0.5 mol·L-1]中加入过量Ca(OH)2(s),反应达到平衡后WO42-的沉淀率为60%,此时WO42-的平衡浓度为　　　mol·L-1,实验测得的平衡常数为　　　(保留小数点后两位)。 
(3)制取钨酸钙时,适时向反应混合液中添加适量盐酸,其作用是 
　　　　　　　　　　　　　　　　。 


能力提升练
题组一　沉淀的溶解与生成
1.(2020广东深圳实验学校期末,)已知ΔH大于0的反应为吸热反应;ΔH小于0的反应为放热反应。关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠晶体,尤其在寒冷季节诱发关节疼痛,其化学机理为①HUr(尿酸)+H2O Ur-(尿酸根离子)+H3O+,②Ur-(aq)+Na+(aq) NaUr(s)　ΔH。下列对②的叙述中正确的是 (　　)
A.ΔH>0　　　　　　　B.降低温度,平衡逆向移动
C.ΔH<0　 　D.升高温度,平衡正向移动
2.(2020江西南昌八一中学、洪都中学等六校期末联考,)下表是3种物质的溶解度(20 ℃),下列说法中正确的是 (深度解析)
物质
MgCl2
Mg(OH)2
MgCO3
溶解度(g)
74
0.000 84
0.01
A.已知MgCO3的Ksp=6.82×10-6 mol2·L-2,则所有含有MgCO3固体的溶液中,都有c(Mg2+)=c(CO32-),且c(Mg2+)·c(CO32-)=6.82×10-6 mol2·L-2
B.除去粗盐中含有的MgCl2杂质,最佳除杂试剂为Na2CO3溶液
C.将表中三种物质与水混合,加热、灼烧,最终所得固体相同
D.用石灰水处理含有Mg2+和HCO3-的硬水,反应的离子方程式为Mg2++2HCO3-+Ca2++2OH- CaCO3↓+MgCO3↓+2H2O
3.(2021福建三明一中高三上第一次考试,)某科研小组设计出利用工业废酸(10% H2SO4溶液)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿,提取锌、铜元素,实现废物综合利用,方案如图所示:

已知该工艺方案条件下,各离子常温下开始沉淀及完全沉淀时的pH如表所示:
离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe2+
6.34
9.7
Fe3+
1.48
3.2
Zn2+
6.2
8.0
请回答下列问题:
(1)加入A物质的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,物质A可使用下列物质中的　 
(填序号)。
A.KMnO4　　　B.O2　　　C.H2O2　　　D.Cl2
(2)氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS,在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶,则相同温度下Ksp(CuS)　　　(填“>”“<”或“=”)Ksp(ZnS)。 
(3)反应生成海绵铜的离子方程式: 　 。 
(4)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH,常温下pH应控制在　　　　　。 
(5)写出NH4HCO3与Zn2+反应生成Zn2(OH)2CO3的离子方程式:　 。 
(6)物质B可用作生产化肥,其化学式是　　 　。 
题组二　沉淀的转化
4.(2021黑龙江省实验中学高三上期中,)已知:25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12 mol3·L-3,Ksp[MgF2]=7.42×10-11 mol3·L-3。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悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化为MgF2
5.(2020黑龙江双鸭山第一中学期末,)向ZnSO4溶液中加入Na2S溶液时,得到白色沉淀,向白色沉淀中滴加CuSO4溶液,发现沉淀变为黑褐色,则下列说法不正确的是 (　　)
A.白色沉淀为ZnS,而黑褐色沉淀为CuS
B.利用该原理可实现一种沉淀转化为更难溶的沉淀
C.该过程破坏了ZnS的溶解平衡
D.上述现象说明ZnS的Ksp小于CuS的Ksp
6.(2020吉林长春期末,)(1)向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液,当有BaCO3沉淀生成时,溶液中c(CO32-)c(SO42-)=　　　　(保留三位有效数字)。已知:Ksp(BaCO3)=2.6×10-9 mol2·L-2,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 mol2·L-2。 
(2)已知室温下,Ksp[Mg(OH)2]=4.0×10-11 mol3·L-3。在0.1 mol·L-1的MgCl2溶液中,逐滴加入NaOH溶液,当Mg2+完全沉淀时,溶液的pH是　　　　(已知lg 2=0.3)。 

答案全解全析
基础过关练
1.B
2.A
3.A
4.B
5.B
6.CD


1.B　溶液中含有FeCl3杂质,常温下将溶液调至pH=4,可使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀而除去,注意不能引入新的杂质,可加入ZnO,ZnO和酸反应可调节溶液pH为4,使铁离子全部沉淀。
2.A　要将Pb2+沉淀,就要形成溶解度更小的物质,由题表中数据可知,PbS的溶解度最小,故选用的沉淀剂最好为硫化物。
3.A　CuS比FeS难溶,除去工业废水中的Cu2+可以选用FeS作沉淀剂,A项正确;H2S是弱酸,硫离子的浓度小于0.1 mol·L-1,CuS的溶度积常数Ksp为1.3×10-36 mol2·L-2,所以溶液中Cu2+的浓度大于1.3×10-35 mol·L-1,B项错误;CuS是不溶于酸的难溶物,所以反应CuSO4+H2S CuS↓+H2SO4能发生,这是弱酸制备强酸的特例,C项错误;H2S与SO2反应生成硫单质和水,溶液酸性减弱,D项错误。
4.B　饱和CuS溶液中Cu2+的浓度为Ksp(CuS)=1.3×10-36 mol·L-1,A项错误;FeS、CuS为相同类型的难溶电解质,Ksp(FeS)>Ksp(CuS),则FeS的溶解度大于CuS的溶解度,B项正确;Ksp(FeS)>Ksp(ZnS),向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S,首先生成溶解度小的沉淀,因此开始只有ZnS沉淀生成,C项错误;饱和ZnS溶液中存在ZnS的沉淀溶解平衡,加入少量ZnCl2固体,锌离子浓度增大,沉淀溶解平衡逆向移动,但温度不变,ZnS的Ksp不变,D项错误。
5.B　25 ℃时,在c(Cl-)=c(CrO42-)=0.001 mol·L-1的溶液中逐滴加入AgNO3溶液,Cl-开始沉淀时c(Ag+)=Ksp(AgCl)c(Cl-)=1.8×10-10mol2·L-20.001mol·L-1=1.8×10-7 mol·L-1,CrO42-开始沉淀时c(Ag+)=Ksp(Ag2CrO4)c(CrO42-)=2.0×10-12mol3·L-30.001mol·L-1≈4.47×10-5 mol·L-1,所以首先生成AgCl白色沉淀,故A错误;比较AgCl与Ag2CrO4的溶解度的大小,可比较对应饱和溶液中阴离子浓度的大小,c(Cl-)=1.8×10-10 mol·L-1≈1.34×10-5 mol·L-1,c(CrO42-)=32.0×10-124 mol·L-1=7.9×10-5 mol·L-1,所以AgCl的溶解度小于Ag2CrO4的溶解度,故B正确;2AgCl(s)+K2CrO4(aq) 2KCl(aq)+Ag2CrO4(s)的平衡常数K=c平2(Cl-)c平(CrO42-)=Ksp2(AgCl)Ksp(Ag2CrO4)=1.62×10-8 mol·L-1,平衡常数很小,则在AgCl中加入稀K2CrO4溶液,搅拌,不能转化为Ag2CrO4黄色沉淀,故C错误;Ksp只受温度的影响,温度不变,Ksp不变,故D错误。
6.CD　通过添加过量难溶电解质MnS,使含有的Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子形成硫化物沉淀,属于沉淀的转化,由难溶的物质转化为更难溶的物质,所以MnS的Ksp大于CuS、PbS、CdS等硫化物的Ksp,A项错误;除杂试剂MnS如用FeS代替,会引入新的杂质,B项错误;MnS与Cu2+反应的离子方程式为Cu2+(aq)+MnS(s) CuS(s)+Mn2+(aq),C项正确;以MnO2为原料制得MnCl2溶液,Mn元素的化合价发生变化,发生了氧化还原反应,沉淀的转化属于复分解反应,D项正确。
7.答案　(1)①1×10-10 mol2·L-2　②<
(2)①K=c平2(OH-)c平(WO42-)　②>　③0.2　6.05 mol·L-1
(3)加入盐酸,消耗反应生成的OH-,使溶液中OH-浓度减小,平衡向正反应方向移动,提高WO42-的沉淀率
解析　(1)①T1时Ksp(CaWO4)=c平(Ca2+)·c平(WO42-)=1×10-5 mol·L-1×1×10-5 mol·L-1=1×10-10 mol2·L-2。②Ca(OH)2和CaWO4的溶解度均随温度升高而减小,根据图像可知T1 (2)①由该反应的离子方程式可知,平衡常数K=c平2(OH-)c平(WO42-)。②根据表中数据,可知升高温度,K增大,所以该反应是吸热反应,ΔH>0。③利用“三段式”法:
WO42-(aq)+Ca(OH)2(s) CaWO4(s)+2OH-(aq)
起始浓度(mol·L-1) 0.5 0.5
转化浓度(mol·L-1) 0.5×60%=0.3 0.6
平衡浓度(mol·L-1) 0.2 1.1
所以K=c平2(OH-)c平(WO42-)=1.120.2 mol·L-1=6.05 mol·L-1。
(3)制取钨酸钙时,适时向反应混合液中添加适量盐酸,消耗反应生成的OH-,使溶液中OH-浓度减小,平衡向正反应方向移动,可以提高WO42-的沉淀率。
能力提升练
1.C
2.C
4.B
5.D




1.C　关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠晶体,尤其在寒冷季节能诱发关节疼痛,说明温度越低,越有利于尿酸钠的形成,温度降低②的平衡正向移动,降低温度平衡向放热反应方向移动,故②过程放热,ΔH<0,A项错误,C项正确;降低温度,平衡正向移动,B项错误;升高温度,平衡逆向移动,D项错误。
2.C　根据MgCO3的Ksp=6.82×10-6 mol2·L-2,则c平(Mg2+)·c平(CO32-)=6.82×10-6 mol2·L-2,若向Na2CO3溶液中加入MgCO3固体,则溶液中c平(Mg2+) 规律总结
影响沉淀溶解平衡的外界因素
影响因素
平衡移动方向
Ksp变化
温
度
升高温度
向吸热方向移动,多数为溶解方向
多数增大
降低温度
向放热方向移动,多数为沉淀方向
多数减小
浓
度
加水
向溶解方向移动
不变
加入相同离子
向生成沉淀方向移动
不变
加入与体系中离子
发生反应的离子
向溶解方向移动
不变
3.答案　(1)将Fe2+氧化成Fe3+,方便后续沉淀时除去　BC
(2)<　
(3)Fe+Cu2+ Fe2++Cu
(4)3.2≤pH<6.2(或3.2~6.2)
(5)2Zn2++4HCO3- Zn2(OH)2CO3↓+H2O+3CO2↑
(6)(NH4)2SO4
解析　(1)根据题表中数据可知三价铁离子易沉淀除去,所以除铁过程中加入A和氨水,要将Fe2+氧化成Fe3+,Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去,A应为氧化剂,且不引入新的杂质,应选B、C。
(2)相同条件下,同一类型的电解质,Ksp越大,溶解度越大,因在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶,则相同温度下Ksp(CuS) (3)加入铁粉后铁与堆浸后溶液中的铜离子和氢离子反应,反应生成海绵铜的离子方程式为Fe+Cu2+ Fe2++Cu。
(4)由题表中数据可知,常温下铁离子完全沉淀时的pH为3.2,锌离子开始沉淀时的pH为6.2,故除铁时pH应控制的范围为3.2~6.2。
(5)NH4HCO3与Zn2+反应生成Zn2(OH)2CO3、水和二氧化碳,离子方程式为2Zn2++4HCO3- Zn2(OH)2CO3↓+H2O+3CO2↑。
(6)因所用废酸为硫酸,沉淀Zn2+操作中引入了NH4+,B又可作化肥,所以B为(NH4)2SO4。
4.B　由Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12 mol3·L-3、Ksp(MgF2)=7.42×10-11 mol3·L-3可知,MgF2的Ksp大于Mg(OH)2的Ksp,则饱和MgF2溶液中的镁离子浓度较大,故A错误;氯化铵固体溶于水后,由于NH4+和氢氧根离子反应,使溶液中氢氧根离子浓度减小,促进Mg(OH)2沉淀溶解平衡正向移动,镁离子浓度增大,故B正确;Ksp只与温度有关,温度不变,Ksp不变,故C错误;Ksp[Mg(OH)2]、Ksp[MgF2]相差不多,在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后,只要使c(Mg2+)×c2(F-)>Ksp(MgF2),能实现Mg(OH)2转化为MgF2,故D错误。
5.D　ZnS白色沉淀转化成CuS黑褐色沉淀,说明CuS的Ksp小于ZnS的Ksp,D项错误。
6.答案　(1)23.6　(2)11.3
解析　(1)c(CO32-)c(SO42-)=Ksp(BaCO3)Ksp(BaSO4)=2.6×10-9mol2·L-21.1×10-10mol2·L-2≈23.6。
(2)c(MgCl2)=0.1 mol·L-1,逐滴加入NaOH溶液,当Mg2+完全沉淀时,c(Mg2+)≤1.0×10-5 mol·L-1,c平(OH-)=4.0×10-111.0×10-5 mol·L-1=2×10-3 mol·L-1,c平(H+)=1.0×10-142×10-3 mol·L-1=12×10-11 mol·L-1,pH=-lg c平(H+)=-lg (12×10-11)=11.3。