2013高考化学 教材回归练习 必修 8-4难溶电解质的溶解平衡

8-4难溶电解质的溶解平衡

一、选择题

1．(2011·聊城模拟)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，生成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：本题考查了沉淀溶解平衡的建立与特征。A项：反应开始时，各离子的浓度没有必然的关系。B项正确。C项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。D项：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。

答案：B

2．已知CuSO4溶液分别与Na2CO3溶液、Na2S溶液的反应情况如下：

(1)CuSO4＋Na2CO3

主要：Cu2＋＋CO2－3＋H2O===Cu(OH)2↓＋CO2↑

次要：Cu2＋＋CO2－3===CuCO3↓

(2)CuSO4＋Na2S

主要：Cu2＋＋S2－===CuS↓

次要：Cu2＋＋S2－＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2S↑

下列几种物质的溶解度大小的比较中，正确的是()

A．CuSCu(OH)2>CuCO3

C．Cu(OH)2>CuCO3>CuS D．Cu(OH)2

解析：根据沉淀转化一般规律：溶解度小的沉淀易转化为溶解度更小的沉淀，故由反应(1)知，溶解度CuCO3>Cu(OH)2，由反应(2)知Cu(OH)2>CuS。

答案：A

3．已知某难溶电解质A2B的K sp为3.2×10－5，将适量A2B固体溶于100mL水中至刚好饱和，该过程中A＋和B2－浓度随时间变化关系如图。若t1时刻在上述体系中加入100mL 2.0mol·L－1Na2B溶液，下列示意图中(实线代表B2－，虚线代表A＋)，能正确表示t1时刻后A＋和B2－浓度随时间变化趋势的是()

解析：本题考查难溶电解质中离子浓度的变化。难度较大。在A2B固体的饱和溶液中c(A＋)＝2c(B2－)，c2(A＋)·c(B2－)＝3.2×10－5，则有c(A＋)＝4×10－2mol/L，c(B2－)＝2×10－2mol/L。t1时刻向上述体系中加入100mL 2.0mol·L－1Na2B溶液，此时相当于先将原溶液稀释，A＋的浓度变成2×10－2mol/L，B2－的浓度变成1.01mol/L，Q＝c2(A＋)·c(B2－)＝(2×10－2)2×1.01＝4.04×10－4>3.2×10－5，所以会生成A2B沉淀，两者的浓度会减小。

答案：A

4．(2012·郑州高三质检)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是() A．相同温度下，CuS的溶解度大于PbS的溶解度

B．原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性

C．CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓

D．整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应

解析：A项反应向生成更难溶物质的方向转化，故错误；铜蓝(CuS)中硫元素处于最低价态，其化合价能升高有还原性，B项错误；ZnS是难溶物，不能写成S2－，C错误，D正确。

答案：D

5．某温度时，Ag2SO4在水中的沉淀溶解曲线如下图所示。该温度下，下列说法正确的是()

A．含有大量SO2－4的溶液中肯定不存在Ag＋

B．0.02mol/L的AgNO3溶液与0.2mol/L的Na2SO4溶液等体积混合不会生成沉淀

C．Ag2SO4的溶度积常数(K sp)为1×10－3

D．a点表示Ag2SO4的不饱和溶液、蒸发可以使溶液由a点变到b点

解析：由图可知K sp(Ag2SO4)＝c2(Ag＋)·c(SO2－4)＝(2×10－2mol/L)2×5×10－2mol/L＝2×10－5mol3/L3，C 错误；B中，c2(Ag＋)·c(SO2－4)＝(0.01mol/L)2×0.1mol/L＝1×10－5mol3/L3

答案：B

6．已知298k时，Mg(OH)2的溶度积常数K sp＝5.6×10－12，取适量的MgCl2溶液，加入一定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13，则下列说法不正确的是()

A．所得溶液中的c(H＋)＝1.0×10－13mol/L

B．所得溶液中由水电离产生的c(OH－)＝1.0×10－13mol/L

C．所加的烧碱溶液pH＝13

D．所得溶液中的c(Mg2＋)＝5.6×10－10mol/L

解析：加入一定量的烧碱溶液测得pH＝13，则所加烧碱溶液的pH大于13，故C项错误，A、B、D 项正确。

答案：C

7．(2012·乌鲁木齐地区高三第二次诊断性测验)下列图示与对应的叙述相符的是()

A．图甲表示在恒容密闭容器中，恒温条件下发生的可逆反应2NO2(g) N2O4(g)，各物质的浓度与其消耗速率之间的关系，其中交点A对应的状态为化学平衡状态

B．图乙曲线表示反应2A(g)＋B(g) 2C(g)ΔH>0，正、逆反应的平衡常数K随温度的变化

C．图丙表示A，B两物质的溶解度随温度变化情况，将A，B饱和溶液分别由t1℃升温至t2℃，溶质的质量分数：B>A

D．依据图丁，若除去CuSO4溶液中的Fe3＋可向溶液中加入适量CuO至pH在4左右

解析：本题考查化学图像的识别、判断等。难度中等。

A选项平衡时消耗二氧化氮和四氧化二氮的速率之比应该为1:2，因此A点不平衡点；B选项正反应是吸热反应，升高温度平衡右移，平衡常数增大，同理逆反应的平衡常数随温度的升高而减小；C选项升高温度两溶液无晶体析出，溶质的质量分不变。

易错点拨：本题容易错选A，要看清坐标和曲线表示的意义不是通常考生熟悉的速率—时间图像。

答案：D

8．Cu(OH)2在水溶液中存在着如下沉淀溶解平衡：Cu(OH)2(s) Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)，在常温下K sp ＝2×10－20。在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀，需要向0.02mol/L的CuSO4溶液中加入碱溶液来调溶液的pH，使溶液的pH大于()

A．2B．3C．4D．5

解析：由溶液积公式有，K sp＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝2×10－20，若要使0.02mol/L的Cu2＋沉淀，则需c(OH －)＝1×10－9，再根据水的离子积常数得，c(H＋)＝1×10－14/1×10－9＝1×10－5mol/L，则pH＝5。

答案：D

9．(2013·辽宁省铁岭市六校协作体高三上学期第三次联考)下列说法正确的是()

A．在100℃、101kPa条件下，液态水的气化热为40.69kJ·mol－1，则H2O(g) H2O(l)的ΔH＝＋40.69kJ·mol－1

B．已知MgCO3的K sp＝6.82×10－6，则所有含有固体MgCO3的溶液中，都有c(Mg2＋)＝c(CO2－3)，且c(Mg2＋)·c(CO2－3)＝6.82×10－6

C．常温下，在0.10mol·L－1的NH3·H2O溶液中加入少量NH4Cl晶体，能使NH3·H2O的电离度降低，溶液的pH减小

D．已知：

答案：C

10．(2012·济高三调研)已知，常温下，K sp(AgCl)＝1.8×10－10，K sp(AgI)＝8.3×10－17，下列叙述中，正确的是()

A．常温下，AgCl在饱和NaCl溶液中的K sp比在纯水中的K sp小

B．向AgCl的悬浊液中加入KI溶液，沉淀由白色转化为黄色

C．将0.001mol/L的AgNO3溶液滴入KCl和KI的混合溶液中，一定先产生AgI沉淀

D．向AgCl的饱和溶液中加入NaCl晶体，有AgCl析出且溶液中c(Ag＋)＝c(Cl－)

解析：K sp只是温度的函数，与离子的浓度无关，A选项错误；碘化银的溶度积远远小于氯化银，因此氯化银悬浊液中加入碘化钾，氯化银将转化为碘化银，沉淀由白色变为黄色，B选项正确；因不确定Cl－、I－的浓度，无法判断先生成的沉淀是AgCl还是AgI，C错误；D选项银离子浓度小于氯离子浓度，错误。

答案：B

11．硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下。下列说法正确的是()

A．温度一定时，K sp(SrSO4)随c(SO2－4)的增大而减小

B．三个不同温度中，313k时K sp(SrSO4)最大

C．283k时，图中a点对应的溶液是不饱和溶液

D．283k下的SrSO4饱和溶液升温到363k后变为不饱和溶液

解析：A项，K sp只与温度有关，与浓度的大小无关，A项错误。D项，283k下的SrSO4饱和溶液升温到363k后，因363k时的K sp小于283k时的K sp，故溶液变为过饱和溶液，D项错误。

答案：BC

12．(2012·潍坊市重点中学高三4月模拟)已知298k时，Mg(OH)2的溶度积常数K sp＝5.6×10－12(MgF2的溶度积常数K sp＝7.4×10－11)，取适量的MgCl2溶液，加入一定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13.0，则下列说法不正确的是()

A．所得溶液中c(H＋)＝1.0×10－13mol·L－1

B．所得溶液中由水电离产生的c(OH－)＝1.0×10－13mol·L－1

C．所得溶液中的c(Mg2＋)＝5.6×10－10mol·L－1

D．298k时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比前者的c(Mg2＋)大

解析：pH＝13.0，c(H＋)＝1×10－13mol·L－1，A正确；H＋是由水电离出来的，由水电离的H＋和OH－

是相等的，B正确；根据K sp＝c(Mg2＋)×c2(OH－)推知c(Mg2＋)＝K sp

c2(OH－)＝

5.6×10－12

(10－1)2

＝5.6×10－10mol·L－1，

C正确；饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液组成相似，故K sp越大，溶解度越大，所以相比前者的c(Mg2＋)小，D错。

答案：D

13．(2011·威海模拟)常温下，K sp(CaSO4)＝9×10－6，常温下CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线见图。下列说法正确的是()

A．在任何溶液中，c(Ca2＋)、c(SO2－4)均相等

B．b点将有沉淀生成，平衡后溶液中c(SO2－4)一定等于3×10－3mol·L－1

C．a点对应的K sp等于c点对应的K sp

D．d点通过蒸发可以变到c点

答案：B

14．下列对水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2而不是CaCO3和MgCO3的原因的解释中正确的是()

A．Mg(OH)2的溶度积大于MgCO3的溶度积，且在水中发生了沉淀转化

B．MgCO3水解转化成了更难溶的Mg(OH)2，在水中发生了沉淀转化

C．MgCO3电离出的CO2－3发生水解，使水中OH－浓度减小，对Mg(OH)2的沉淀溶解平衡而言，Q c

D．MgCO3电离出的CO2－3发生水解，使水中OH－浓度减小，对Mg(OH)2的沉淀溶解平衡而言，Q c>K sp，生成Mg(OH)2沉淀

答案：C

15．(2012·哈尔滨第六中学期末)下列有关平衡常数的说法正确的是()

A．已知K＝

c2(CO2)·c6(H2)

c3(H2O)·c(CH3CH2OH)

，则对应的化学反应可以表示为：2CO2(g)＋6H2(g) CH3CH2OH(g)

＋3H2O(g)

B．将某浓度氢氟酸溶液升高温度，氢氟酸的电离平衡常数K a将变大

C．常温下，向纯水中加入碳酸钠，水的电离程度变大，K W变大

D．化学平衡常数K与温度有关，随温度的升高，K可能增大也可能减小，或者不变

解析：据化学平衡常数表达式可知化学反应方程式应表示为：CH3CH2OH(g)＋3H2O(g) 2CO2(g)＋6H2(g)，A错；K W是温度的函数，温度不变，K W不变，C错；温度改变，化学平衡常数K一定变化，D 错。

答案：B

二、非选择题

16．(2012·北京市海淀区高三第一次模拟)蛇纹石可用于生产氢氧化镁，简要工艺流程如下：

Ⅰ.制取粗硫酸镁：用酸液浸泡蛇纹石矿粉，过滤；并在常温常压下结晶，制得粗硫酸镁(其中常含有少量Fe3＋、Al3＋、Fe2＋等杂质离子)。

Ⅱ.提纯粗硫酸镁：将粗硫酸镁在酸性条件下溶解，加入适量的0.1mol·L－1的H2O2溶液，再调节溶液pH至7～8，并分离提纯。

Ⅲ.制取氢氧化镁：向步骤Ⅱ所得溶液中加入过量氨水。

已知：金属离子氢氧化物沉淀所需pH如下表所示。

(1)步骤Ⅱ中，可用于调节溶液pH至7～8的最佳试剂是________(填字母)。

A．MgO B．Na2CO3

C．蒸馏水

(2)工业上，常通过H2O2溶液滴定滴有铁氰化钾{K3[Fe(CN)6]}的粗硫酸镁溶液来测定粗硫酸镁中Fe2＋的含量[已知[Fe(CN)3－6]遇Fe2＋会变蓝色]。已知，测定123g粗硫酸镁样品所消耗的0.1mol·L－1的H2O2溶液的体积如下表所示。

①Fe2＋与22

___________________________________________________________________________________________ _________________________，

②根据该表数据，可计算出123g粗硫酸镁样品中含Fe2＋________mol。

(3)工业上常以Mg2＋的转化率为考察指标，确定步骤Ⅲ制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件。其中，反应温度与Mg2＋转化率的关系如图所示。

①步骤Ⅲ中制备氢氧化镁反应的离子方程式为

___________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________。

②根据图中所示50℃前温度与Mg2＋转化率之间的关系，可判断此反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。

③图中，温度高至50℃以上Mg2＋转化率下降的原因可能是

________________________________________________________________________。

④K sp表示沉淀溶解平衡的平衡常数。已知：

Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)

K sp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝5.6×10－12

Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)

K sp＝c(Ca2＋)·c2(OH－)＝4.7×10－6

若用石灰乳替代氨水，________(填“能”或“不能”)制得氢氧化镁，理由是

_______________________________________

___________________________________________________________________________________________ ______________。

答案：(1)A

(2)①2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O

②6.2×10－5

(3)①Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH＋4

②吸热③温度过高时，氨水受热分解，浓度降低，Mg2＋的转化率下降④能Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2的，可发生沉淀的转化

17．(2011·宁德模拟)

(1)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2＋。在提纯时为了除去Fe2＋，常加入合适氧化剂，使Fe2＋氧化为Fe3＋，下列物质可采用的是________。

A．KMnO4B．H2O2

C．氯水D．HNO3

然后再加入适当物质调整至溶液pH ＝4，使Fe 3＋

转化为Fe(OH)3，可以达到除去Fe 3＋

而不损失CuSO 4

的目的，调整溶液pH 可选用下列中的________。

A ．NaOH

B ．NH 3·H 2O

C ．CuO

D ．Cu(OH)2

(2)甲同学怀疑调整至溶液pH ＝4不一定能达到除去Fe 3＋

而不损失Cu 2＋

的目的，乙同学认为可以通过计算确定，他查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe(OH)3的溶度积K sp ＝8.0×10

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，Cu(OH)2的溶度积

K sp ＝3.0×10－20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5mol·L －1时就认为沉淀完全，设溶液中CuSO 4的浓度为3.0mol·L －1，则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH 为________，Fe 3＋完全沉淀时溶液的pH 为________，通过计算确定上述方案________(填“可行”或“不可行”)。(提示：lg5＝0.7)

解析：(1)使Fe 2＋氧化为Fe 3＋

可采用的是H 2O 2，然后再加入CuO 或Cu(OH)2调整至溶液pH ＝4，若使用其他试剂，会引入杂质离子。

(2)Cu(OH)2开始沉淀时溶液中[c (OH －)]2×3.0＝3.0×10－20，c (OH －)＝1.0×10－10mol·L －1，溶液的pH 为4；Fe 3＋完全沉淀时[c (OH －)]3×1×10－5＝8.0×10－38，c (OH －)＝2.0×10－11mol·L －1，溶液的pH 为3.3；即当Fe 3＋完全沉淀时Cu(OH)2还未开始沉淀，方案可行。

答案：(1)B CD (2)4 3.3 可行

18．铜、硫的化合物在工农业生产中有重要应用。

(1)工业上由辉铜矿(主要成分为Cu 2S)生产铜的主要反应为：Cu 2S ＋O 2=====高温

2Cu ＋SO 2。该反应中被还原的元素为________(填元素符号)。

(2)反应(1)中产生的SO 2尾气可用NaOH 溶液吸收。若用1 L 1mol/L 的NaOH 溶液吸收标准状况下22.4

L SO 2，反应的离子方程式是________；若所得溶液中c (SO 2－

3)>c (H 2SO 3)，

溶液中各离子浓度由大到小的顺序是__________________。

(3)某温度下FeS 、CuS 的沉淀溶解平衡曲线如图所示，纵坐标c (M 2＋

)代表Fe 2＋

或Cu 2＋

的浓度，横坐标c (S 2－

)代表S 2－

的浓度。

①在物质的量浓度相等的Fe 2＋和Cu 2＋的溶液中滴加硫化钠溶液，首先沉淀的离子为____________________。

②写出工业上用FeS 除去废水中Cu 2＋的离子方程式______________________。

(4)已知Cu2O可以发生如下反应：Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O。若检验氧化铜中含有氧化亚铜，可选用的试剂是________(填试剂名称)，其实验现象是__________________________。

解析：(1)Cu2S中铜的化合价是＋1价，由方程式可知化合价降低的元素有铜和氧。

(2)NaOH与SO2按物质的量之比1:1反应，恰好生成亚硫酸氢钠。HSO－3既能水解，又能电离，而

c(SO2－3)>c(H2SO3)，说明HSO－3的电离能力大于其水解能力，溶液呈酸性。因H＋还来自水的电离，所以c(Na ＋)>c(HSO－3)>c(H＋)>c(SO2－3)>c(OH－)>c(H2SO3)。

(3)①二者的溶度积常数表达式为：K sp＝c(M2＋)×c(S2－)，从图示来看K sp(FeS)>K sp(CuS)，所以CuS更难溶。

②难溶电解质溶解平衡总是向着更难溶的方向移动，为了不引入新的杂质，可向其中加入FeS。

(4)根据所给反应可知，若CuO中含有Cu2O，在加入酸后，除溶液为蓝色外，还会产生红色沉淀。但是在选择酸时应注意不能使用强氧化性酸或引入NO－3。

答案：(1)Cu、O(2)SO2＋OH－===HSO－3

c(Na＋)>c(HSO－3)>c(H＋)>c(SO2－3)>c(OH－)

(3)Cu2＋FeS(s)＋Cu2＋(aq) Fe2＋(aq)＋CuS(s)

(4)稀盐酸、稀硫酸或硫酸氢钠溶液等溶液中产生红色固体(或沉淀)，溶液为蓝色

19．(2011·南通一调)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K sp

(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K sp表达式：

K sp[Ca3(AsO4)2]＝________，若混合溶液中Al3＋、Fe3＋的浓度均为1.0×10－4mol·L－1，c(AsO3－4)的最大值是________mol·L－1。

(3)工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H3AsO3，弱酸)不易沉降，可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4，弱酸)，写出该反应的离子方程式：____________________________。

(4)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Ca 3(AsO 4)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________；

②Ca 3(AsO 4)2在pH 调节到8左右才开始沉淀的原因为__________________________________。 解析：(1)c (H 2SO 4)＝28.42 g 98 g/mol

1 L

＝0.29mol/L 。

(2)K sp [Ca 3(AsO 4)2]＝c 3(Ca 2＋)·c 2(AsO 3－4)；因为FeAsO 4的K sp 比AlAsO 4的K sp 小，故溶液中AsO 3－

4浓度

的最大值以FeAsO 4的K sp 计算，即

c (AsO 3－4)＝5.7×10－211.0×10

－4mol/L ＝5.7×10

－17

mol/L 。 (3)MnO 2作氧化剂，在酸性条件下，锰元素化合价降为＋2，则反应的离子方程式为：2H ＋

＋MnO 2＋H 3AsO 3===H 3AsO 4＋Mn 2＋＋H 2O 。

(4)①将pH 调节到2时废水中有大量沉淀产生，根据题目信息，沉淀不可能是Ca 3(AsO 4)2，沉淀的主要成分应为CaSO 4。②当pH 调节到8左右才开始有Ca 3(AsO 4)2沉淀产生，因为H 3AsO 4是弱酸，在酸性条

件下电离产生的AsO 3－4浓度小，不能形成沉淀，当溶液的pH 增大时，AsO 3－

4浓度增大而形成Ca 3(AsO 4)2

沉淀。

答案：(1)0.29

(2)c 3

(Ca 2＋

)·c 2

(AsO 3－

4) 5.7×10

－17

(3)2H ＋＋MnO 2＋H 3AsO 3===H 3AsO 4＋Mn 2＋＋H 2O

(4)①CaSO 4 ②H 3AsO 4是弱酸，当溶液中pH 调节到8左右时，AsO 3－

4浓度增大，Ca 3(AsO 4)2开始沉

淀