高中化学练习：难溶电解质的沉淀溶解平衡

课时规范练25 难溶电解质的沉淀溶解平衡一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分.每小题只有一个选项符合题目要求)1.(2018天津五区县期中)下列说法中正确的是( )A.用等体积的蒸馏水或0.01 mol·L-1盐酸洗涤AgCl沉淀，AgCl损失量相同B.向MgCO3沉淀中滴加NaOH溶液可以得到Mg(OH)2沉淀C.向氨水中加入NH4Cl或NaOH固体，溶液的pH均增大D.盐溶液加水稀释时，c(H+)、c(OH-)均减小2.工业上向锅炉里注入Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，而后用盐酸去除.下列叙述不正确的是( )A.温度升高，Na2CO3溶液的K W和c(OH-)均会增大B.沉淀转化的离子方程式为C(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+S(aq)C.在盐酸中，CaCO3的溶解性大于CaSO4D.Na2CO3溶液遇CO2后，阴离子浓度均减小3.(2018河南林州一中月考)已知常温下K sp(AgCl)=1.8×10-10，K sp(AgBr)=5×10-13，下列有关说法错误的是( )A.在饱和AgCl、AgBr的混合溶液中:=360B.向AgCl悬浊液中滴加浓NaBr溶液会产生淡黄色沉淀C.AgCl在水中的K sp比在NaCl溶液中的大D.AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解度不相同4.(2018湖北武汉部分重点学校调研)在t℃时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示.又知t℃时AgCl的K sp=4×10-10，下列说法不正确的是( )A.在t℃时，AgBr的K sp为4.9×10-13B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点到b点C.图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液D.在t℃时，AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K≈8165.溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化的曲线如下图所示.下列说法错误的是( )A.溴酸银的溶解是放热过程B.温度升高时溴酸银溶解速率增大C.60 ℃时溴酸银的K sp约等于6×10-4D.若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯6.(2018河南信阳高中月考)已知25 ℃时，电离常数K a(HF)=3.6×10-4，溶度积常数K sp(CaF2)=1.46×10-10.现向1 L 0.2 mol·L-1HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L-1 CaCl2溶液，下列说法正确的是( )A.25 ℃时，0.1 mol·L-1 HF溶液中pH=1B.K sp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化C.该体系中K sp(CaF2)=D.该体系中有CaF2沉淀产生7.(2018湖北武汉重点高中联考)25 ℃时，Fe(OH)2和Cu(OH)2的饱和溶液中，金属阳离子的物质的量浓度的负对数[-lg c(M2+)]与溶液pH的变化关系如图所示，已知该温度下K sp[Cu(OH)2]<K sp[Fe(OH)2].下列说法正确的是( )A.曲线a表示Fe(OH)2饱和溶液中的变化关系B.除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2+，可加入适量CuOC.当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时，溶液中c(Fe2+)∶c(Cu2+)=104.6∶1D.向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH固体，可转化为Y点对应的溶液8.(2018广东湛江一模)20 ℃时，PbCl2(s)在不同浓度盐酸中的最大溶解量(单位:g·L-1)如图所示.下列叙述正确的是( )A.盐酸浓度越大，K sp(PbCl2)越大B.PbCl2能与一定浓度的盐酸反应C.x、y两点对应的溶液中c(Pb2+)相等D.向含Pb2+的溶液中加入过量浓盐酸，可将Pb2+完全转化为PbCl2(s)9.(2018山东淄博实验中学模拟)纳米ZnS具有独特的光电效应，在电学、磁学、光学等领域应用广泛.以工业废渣锌灰(主要成分为Zn、ZnO，还含有Fe2O3、FeO、CuO等杂质)为原料制备纳米ZnS的工业流程如下:已知:K sp[Fe(OH)3]=3.8×10-38;K sp[Cu(OH)2]=2×10-20;K sp(ZnS)=1.6×10-24.下列说法不正确的是( )A.酸浸时FeO与稀硝酸反应的离子方程式为3FeO+10H++N3F+NO↑+5H2OB.将酸浸的尾气循环利用，加入的X气体可以是O2C.滤渣2中的成分是Zn和FeD.当溶液中Zn2+浓度小于1.0×10-5mol·L-1时，则可认为其沉淀完全.若要使Zn2+沉淀完全，溶液中S2-浓度应大于1.6×10-19mol·L-1二、非选择题(本题共3小题，共46分)10.(2018广东佛山检测)(14分)已知25 ℃时:难溶电解质CaCO3CaSO4MgCO3K sp 2.8×10-99.1×10-6 6.8×10-6某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性，实验步骤如下:①向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3 g固体Na2CO3，搅拌，静置沉淀后弃去上层清液.③再加入蒸馏水搅拌，静置后再弃去上层清液.④.请填写下列空白:(1)由题中信息K sp越大，表示电解质的溶解度越.(2)写出第②步发生反应的化学方程式: .(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: .(5)请写出该原理在实际生活、生产中的一个应用: .11.(16分)金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的.难溶金属氢氧化物在不同pH下的溶解度[S/(mol·L-1)]如图所示.难溶金属氢氧化物的S-pH图(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是.(2)若要除去CuCl2溶液中的少量F，应该控制溶液的pH (填字母).A.>1B.4左右C.<6(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+杂质，(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是.(4)要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水生成[Cu(NH3)4]2+，写出反应的离子方程式: .(5)已知一些难溶物的溶度积常数如表所示:物质FeS MnS CuSK sp 6.3×10-18 2.5×10-13 1.3×10-35物质PbS HgS ZnSK sp 3.4×10-28 6.4×10-33 1.6×10-24为除去某工业废水中含有的Cu2+、Pb2+、Hg2+杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的.A.NaOHB.FeSC.Na2S12.(2018山东日照模拟)(16分)软锰矿(主要成分为MnO2)可用于制备锰及其化合物.(1)早期冶炼金属锰的一种方法是先煅烧软锰矿生成Mn3O4，再利用铝热反应原理制得锰，该铝热反应的化学方程式为.(2)现代冶炼金属锰的一种工艺流程如下图所示:下表为t℃时，有关物质的p K sp(注:p K sp=-lg K sp).物质Fe(OH)3Cu(OH)2Ca(OH)2Mn(OH)2CuS CaS MnS MnCO3p K sp37.4 19.32 5.26 12.7 35.2 5.86 12.6 10.7软锰矿还原浸出的反应为12MnO2+C6H12O6+12H2SO412MnSO4+6CO2↑+18H2O①该反应中，还原剂为.写出一种能提高还原浸出速率的措施: .②滤液1的pH (填“>”“<”或“=”)MnSO4浸出液的pH.③加入MnF2的主要目的是除去(填“Ca2+”“Fe3+”或“Cu2+”).(3)由MnSO4制取MnCO3.往MnSO4溶液中加入过量NH4HCO3溶液，该反应的离子方程式为; 若往MnSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液，还会产生Mn(OH)2，可能的原因有:MnCO3(s)+2OH-(aq)Mn(OH)2(s)+C(aq)，t℃时，计算该反应的平衡常数K= (填数值).课时规范练25难溶电解质的沉淀溶解平衡1.B AgCl沉淀在水中存在溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)，用盐酸洗涤时，c(Cl-)较大，使平衡逆向移动，故用蒸馏水洗涤AgCl时损失量比用盐酸洗涤AgCl时损失量要大，A项错误.MgCO3沉淀存在溶解平衡:MgCO3(s)Mg2+(aq)+C(aq)，由于Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3，滴加NaOH溶液时，Mg2+与OH-结合生成Mg(OH)2沉淀，B项正确.氨水中存在电离平衡:NH3·H2O N+OH-，加入NH4Cl固体，平衡逆向移动，溶液的pH减小;加入NaOH固体，平衡逆向移动，但溶液中OH-的浓度增大，pH增大，C项错误.因为温度不变，则水的离子积K W=c(H+)·c(OH-)的值不变，故加水稀释时，c(H+)、c(OH-)不可能同时减小，D项错误.2.D 温度升高，K W增大，温度升高促进碳酸钠溶液水解，c(OH-)增大，A项正确;加入碳酸钠溶液，把硫酸钙转化为碳酸钙:C(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+S(aq)，B项正确;因为碳酸钙与盐酸反应，而硫酸钙与盐酸不反应，所以在盐酸中碳酸钙的溶解性大于硫酸钙，C项正确;根据C+CO2+H2O2HC知，HC浓度增大，D项错误.3.C 同一溶液中，c(Ag+)相同，溶液中同时存在两种关系式:c(Ag+)·c(Br-)=K sp(AgBr)，c(Ag+)·c(Cl-)=K sp(AgCl)，所以=360，A项正确;由于K sp(AgCl)>K sp(AgBr)，氯化银容易转化为淡黄色溴化银沉淀，B项正确;同一物质的溶度积常数只与温度有关，C项错误;由于在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中c(Cl-)不同，由AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)知，AgCl固体在两溶液中的溶解度不同，D项正确.4.B 根据溶度积的定义，K sp(AgBr)=c(Ag+)×c(Br-)=7×10-7×7×10-7=4.9×10-13，故A项说法正确;AgBr饱和溶液中有如下沉淀溶解平衡:AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq)，加入溴化钠固体后，c(Br-)增大，促使平衡向逆反应方向移动，c(Ag+)减小，故B项说法错误;a点时Q c<K sp，说明此溶液属于AgBr的不饱和溶液，故C项说法正确;K=≈816，故D项说法正确.5.A 从图像可看出随温度的升高，AgBrO3的溶解度逐渐升高，即AgBrO3的溶解是吸热过程，A项说法错误;温度升高，其溶解速率增大，B项说法正确;60 ℃时AgBrO3饱和溶液中AgBrO3的物质的量浓度约为≈2.5×10-2mol·L-1，其K sp=c(Ag+)·c(Br)≈6×10-4，C项说法正确;由于AgBrO3的溶解度比较小，故KNO3中含有少量AgBrO3时，可采用重结晶的方法提纯，D项说法正确.6.D HF为弱酸，不能完全电离，则25 ℃时，0.1 mol·L-1HF溶液中pH>1，A项错误;K sp(CaF2)只与温度有关，B项错误;由已知得K sp(CaF2)≠，C项错误;两溶液混合后，c(Ca2+)=0.1 mol·L-1，c(F-)==6×10-3mol·L-1，则Q c=c2(F-)·c(Ca2+)=3.6×10-6>K sp(CaF2)，故体系中有CaF2沉淀产生，D项正确.7.C 25 ℃时K sp[Cu(OH)2]<K sp[Fe(OH)2]，则同一pH下其饱和溶液中c(Fe2+)>c(Cu2+);c(M2+)越大，则-lg c(M2+)的值越小，故曲线a表示Cu(OH)2饱和溶液，曲线b表示Fe(OH)2饱和溶液，A项错误;由于K sp[Cu(OH)2]<K sp[Fe(OH)2]，则Cu(OH)2比Fe(OH)2的溶解度小，更易生成沉淀，在含少量Fe2+的CuSO4溶液中加入适量CuO，不能生成Fe(OH)2沉淀，故不能除去Fe2+，B项错误;由图可知，当pH=10时，-lg c(Cu2+)=11.7，则有K sp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=10-11.7×(10-4)2=10-19.7;pH=8时，-lg c(Fe2+)=3.1，则有K sp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)·c2(OH-)=10-3.1×(10-6)2=10-15.1，故Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时，溶液中=104.6，C项正确;向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH固体，溶液中会生成Cu(OH)2沉淀，溶液中c(Cu2+)减小，则-lg c(Cu2+)增大，而从X点到Y点-lg c(Cu2+)不变，不符合转化关系，D项错误.8.B K sp(PbCl2)只与温度有关，A项错误;增大盐酸浓度，PbCl2(s)的溶解平衡逆向移动，PbCl2的溶解量减小，而c(HCl)大于1 mol·L-1时，增大c(HCl)，PbCl2(s)的溶解量增大，说明PbCl2能与一定浓度的盐酸反应，B项正确;x、y两点PbCl2的溶解量相等，但y点时HCl与PbCl2发生了反应，故x、y两点对应的溶液中c(Pb2+)不相等，C项错误;PbCl2(s)存在溶解平衡，且PbCl2(s)能与浓盐酸反应，故向含Pb2+的溶液中加入过量浓盐酸，不能将Pb2+完全转化为PbCl2(s)，D项错误.9.C 稀硝酸具有强氧化性，与FeO发生氧化还原反应生成Fe(NO3)3、NO和H2O，A项说法正确;酸浸的尾气为NO，因要循环利用，可通入O2(或空气)将NO再转化为HNO3，即4NO+3O2+2H2O4HNO3，B项说法正确;酸浸液中含有F、Zn2+、Cu2+，再加入ZnO调节pH使F转化为Fe(OH)3沉淀而过滤除去，加入Zn置换出Cu，故滤渣2中的成分是Zn和Cu，C项说法错误;当Q c>K sp(ZnS)时才生成ZnS沉淀，即c(S2-)> mol·L-1=1.6×10-19mol·L-1，D项说法正确.10.答案 (1)大(2)Na2CO3(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+Na2SO4(aq)(3)洗去沉淀中附着的S(4)向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解，并放出无色无味的气体(5)将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去解析同类型的物质K sp越大，表示电解质的溶解度越大，溶解度大的沉淀会向溶解度小的沉淀转化，要证明CaSO4完全转化为CaCO3，可以加入盐酸，因为CaSO4不与盐酸反应，而CaCO3可完全溶于盐酸.在实际生活、生产中利用此反应可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去.11.答案 (1)C(2)B (3)不能Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小(4)Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O (5)B解析 (1)由图可知，在pH=3时溶液中铜元素的主要存在形成是Cu2+，不会出现Cu(OH)2沉淀.(2)要除去F的同时必须保证Cu2+不能沉淀，因此pH应保持在4左右.(3)从图示关系可看出，Co2+和Ni2+沉淀的pH 范围相差太小，不能通过调节溶液pH而达到分离的目的.(4)Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq)，加入氨水后生成难电离的[Cu(NH3)4]2+，促进Cu(OH)2的溶解.(5)要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，而不引入新的杂质.12.答案 (1)8Al+3Mn3O44Al2O3+9Mn(2)①C6H12O6升高反应温度(或将软锰矿研细等其他合理答案)②> ③Ca2+(3)Mn2++2HC MnCO3↓+H2O+CO2↑100解析 (1)高温下，Al和Mn3O4发生铝热反应生成Mn，根据反应物、生成物及反应条件可知反应的化学方程式为8Al+3Mn3O44Al2O3+9Mn.(2)软锰矿还原浸出得到硫酸锰溶液，说明浸取液为稀硫酸，同时溶液中还含有Ca2+、Fe3+、Cu2+等杂质，调节溶液的pH，Fe(OH)3的p K sp为37.4，与其他氢氧化物相比最大，调节pH可以将Fe(OH)3沉淀下来，向滤液中加入硫化铵，CuS的p K sp为35.2，可以将铜离子转化为硫化物沉淀下来，再加入MnF2，形成CaF2沉淀，除去Ca2+，最后将得到的含有锰离子的盐溶液电解，可以得到金属锰.①软锰矿还原浸出的反应为12MnO2+C6H12O6+12H2SO412MnSO4+6CO2↑+18H2O，该反应中，锰元素化合价由+4价变为+2价、碳元素化合价由0价变为+4价，失电子化合价升高的反应物是还原剂，所以C6H12O6为还原剂;反应物接触面积越大、温度越高反应速率越快，所以能提高还原浸出速率的措施:升高反应温度或将软锰矿研细等.②由软锰矿还原浸出的反应可知，MnSO4浸出液呈强酸性，而后调节pH将Fe(OH)3沉淀下来，过滤得到滤液1，则滤液1的pH>MnSO4浸出液的pH.③CaF2难溶于水，滤液2中主要含有Mn2+、Ca2+、N、S，加入MnF2的目的是形成CaF2沉淀，除去Ca2+.(3)锰离子和碳酸氢根离子反应生成碳酸锰沉淀、水和二氧化碳气体，离子方程式为Mn2++2HC MnCO3↓+H2O+CO2↑;由MnCO3(s)+2OH-(aq)Mn(OH)2(s)+C(aq)可知，K==100.。