2021届新高考化学第一轮复习课时作业：沉淀溶解平衡及应用(含解析)

2021届新高考化学第一轮复习课时作业

沉淀溶解平衡及应用

一、选择题

1、以MnO2为原料发生反应制得的MnCl2溶液，其中常含有Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实，下列分析正确的是( ) A．MnS的溶解度小于 CuS、PbS、CdS等硫化物的溶解度

B．除杂试剂MnS也可用Na2S替代

C．MnS与Cu2＋反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===C uS↓

D．整个过程中涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应

解析：通过添加过量难溶电解质MnS，除去Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等离子，属于沉淀的转化，利用的是CuS、PbS、CdS比MnS更难溶于水的原理，A错误；用Na2S替代MnS，会引入S2－和Na＋杂质，同时也能生成MnS沉淀，B错误；沉淀转化的离子方程式为Cu2＋(aq)＋MnS(s)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)，C错误；整个反应过程中MnO2和浓盐酸的反应是氧化还原反应，沉淀转化是复分解反应，D正确。

答案：D

2、工业上采用湿法炼锌过程中，以ZnSO4为主要成分的浸出液中，含有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋、Cl－等杂质，这些杂质对锌的电解工序有妨碍，必须事先除去。

现有下列试剂可供选择：①酸性KMnO4溶液②NaOH溶液③ZnO④H2O2溶液⑤Zn⑥Fe⑦AgNO3⑧Ag2SO4

下列说法不正确的是( )

A．用酸性KMnO4溶液将Fe2＋氧化成Fe3＋，再转化为Fe(OH)3沉淀除去B．用ZnO调节浸出液的酸碱性，可使某些离子形成氢氧化物沉淀C．在实际生产过程中，加入Ag2SO4可除去Cl－，是利用了沉淀转化的原理

D．也可以用ZnCO3代替ZnO调节溶液的酸碱性

解析：用酸性KMnO4溶液氧化Fe2＋时，会引入K＋、Mn2＋等新的杂质，这些离子在后续反应中难以除去，影响生产。生产中应该使用H2O2溶液氧化Fe2＋，然后加入ZnO或ZnCO3调节溶液的pH，使Fe3＋等离子形成沉淀。

答案：A

3、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热纯碱溶液洗涤油污的能力比冷纯碱溶液强

②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用时，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒

③石灰岩(喀斯特地貌)的溶洞形成

④BaCO3不能作“钡餐”，而BaSO4则可以

⑤泡沫灭火器灭火原理

A．②③④ B．①②③

C．③④⑤ D．①②③④⑤

解析：①碳酸钠是强碱弱酸盐，因为水解使其溶液呈碱性，且盐类的水解是吸热反应，升高温度促进盐类水解；②钡离子有毒，钡离子能跟硫酸根离子反应生成不溶于水和酸的硫酸钡沉淀；③溶洞的主要成分是碳酸钙，钙离子和碳酸根离子反应生成难溶性的碳酸钙沉淀；④BaCO3能溶于盐酸，而BaSO4不能溶于强酸和水；⑤碳酸氢钠溶液水解呈碱性，硫酸铝水解呈酸性，碳酸氢钠和硫酸铝能相互促进水解生成二氧化碳。

答案：A

4、将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合，再加入足量浓AgNO3溶液，则下列说法正确的是( )

A．只有AgBr沉淀生成

B．AgCl和AgBr沉淀等量生成

C．生成的AgCl沉淀少于AgBr沉淀

D．生成的AgCl沉淀多于AgBr沉淀

解析由于浓AgNO3溶液是足量的，Cl－和Br－都会与过量的Ag＋结合形成沉淀，但K sp(AgCl)>K sp(AgBr)，AgBr的溶解度相对更小，混合液中c(Cl－)远大于c(Br－)，所以生成的AgCl沉淀多于AgBr沉淀，D 项正确。

答案 D

5、25 ℃时，PbCl2固体在不同浓度盐酸中的溶解度曲线如图。在制备PbCl2的实验中，洗涤PbCl2固体最好选用( )

A．蒸馏水 B．1.00 mol·L－1盐酸

C．5.00 mol·L－1盐酸 D．10.00 mol·L－1盐酸

解析观察题图知，PbCl2固体在浓度为1.00 mol·L－1的盐酸中溶解度最小，为了减少PbCl2固体的溶解，应选择1.00 mol·L－1盐酸来洗涤PbCl2固体。

答案 B

6、在25 ℃时，AgCl的白色悬浊液中，依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液。观察到的现象是先出现黄色沉淀，最终出现黑色沉淀。已知有关物质的溶度积K sp(25 ℃)如下：

AgCl AgI Ag 2S K sp (单位省略) 1.8×10－10 1.5×10－16

6.3×10－50

下列叙述错误的是( )

A ．沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动

B ．溶解度小的沉淀一般容易转化为溶解度更小的沉淀

C ．AgCl 固体在等物质的量浓度的NaCl 、CaCl 2溶液中的溶解程度相同

D ．25 ℃时，在饱和AgCl 、AgI 、Ag 2S 溶液中，所含Ag ＋的浓度不同

解析：沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动，A 项正确；溶解度较小的沉淀一般更容易生成，B 项正确；等物质的量浓度的NaCl 、CaCl 2溶液中Cl －浓度不同，对AgCl 溶解平衡的影响不同，故AgCl 在等物质的量浓度的NaCl 、CaCl 2溶液中的溶解程度不同，C 项错误；AgCl 、AgI 、Ag 2S 溶解度不同，溶液中所含Ag ＋的浓度不同，D 项正确。

答案：C

7、还原沉淀法是处理含铬(含Cr 2O 2－7和CrO 2－

4)工业废水的常用方

法，过程如下：CrO 2－4―

―→H ＋转换Cr 2O 2－

7――→Fe 2＋还原Cr 3＋――→OH －

沉淀

Cr(OH)3↓，已知转

化过程中反应为：2CrO2－4(aq)＋2H＋(aq)===Cr2O2－7(aq)＋H2O(l)。转化后所得溶液中铬元素含量为28.6 g·L－1，CrO2－4有10/11转化为Cr2O2－7。下列说法不正确的是( )

A．若用绿矾(FeSO4·7H2O)(M＝278)作还原剂，处理1 L废水，至少需要917.4 g

B．溶液颜色保持不变，说明上述可逆反应达到平衡状态

C．常温下转换反应的平衡常数K＝1×1014，则转化后所得溶液的pH＝6

D．常温下K sp[Cr(OH)3]＝1×10－32，要使处理后废水中c(Cr3＋)降至1×10－5mol·L－1，应调溶液的pH＝5

解析：A.在1升废水中＋6价的铬的物质的量为28.6/52＝0.55 mol，根据氧化还原反应中电子得失数目相等可知道，氧化硫酸亚铁的物质的量为3×0.55＝1.65 mol，质量为1.65×278＝458.7 g，错误；B.Cr2O2－7为橙色，CrO2－4为黄色，若颜色不变，说明反应达到平衡，

正确；C.c(CrO2－4)＝28.6÷52÷1＝0.55 mol·L－1，c(Cr2O2－7)＝1 2

c(CrO2－4)×10

11

＝0.25 mol·L－1，再由平衡常数公式K＝

c Cr2O2－7

c2CrO2－4·c2H＋

＝1×1014，可以得到c(H＋)＝10－6mol·L－1，

正确；D.c(Cr3＋)·c3(OH－)＝1×10－32，c3(OH－)＝1×10－32÷(1×10－5)＝1×10－27，c(OH－)＝1×10－9mol·L－1，c(H＋)＝10－5mol·L－1，pH ＝5，正确。

答案：A

8、现将足量的AgCl分别放入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的顺序是( )

①30 mL 0.03 mol·L－1 AgNO3溶液

②30 mL 0.02 mol·L－1 CaCl2溶液

③30 mL 0.03 mol·L－1氨水

④30 mL蒸馏水

A．③>④>①>②

B．③>④>②>①

C．④>③>①>②

D．④>③>②>①

解析AgCl溶于水，存在AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，加入AgNO3溶液，CaCl2溶液，平衡左移溶解度减小，由于c(Cl－)>c(Ag＋)，故CaCl2溶液影响较大，而加入氨水，由于Ag＋＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋2H

平衡右移溶解度增大。

2O

答案 A

9、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：由题干信息可推知，AgNO3溶液和NaCl溶液恰好反应，AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3，沉淀c为AgCl(白色)，滤液b为NaNO3溶液，AgCl虽然为难溶性物质，但在水中仍有少量溶解，故滤液b中仍有极少量的Ag＋，当加入KI溶液时，Ag＋＋I－===AgI↓，生成了溶解度更小的AgI沉淀，故可判定B项错误，其他选项正确。

答案：B

10、某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是( )

A．K sp[Fe(OH)3]

B．加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点

C．c、d两点代表的溶液中c(H＋)与c(OH－)乘积相等

D．Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和

解析：K sp[Fe(OH)3)]＝c(Fe3＋)·c(OH－)，K sp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)由图可知：对于b、c两点c(Fe3＋)＝c(Cu2＋)，b点对应c(OH－)小于c点对应的c(OH－)，故有K sp[Fe(OH)3]

答案： B

二、非选择题

11、沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。已知25 ℃时，K sp(BaSO4)＝1×10－10，K sp(BaCO3)＝1×10

－9。

(1)将浓度均为0.1 mol·L－1的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合，充分搅拌后过滤，滤液中c(Ba2＋)＝____________mol·L－1。

(2)医学上进行消化系统的X射线透视时，常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸酸性很强(pH约为1)，但服用大量BaSO4仍然是安全的，BaSO4不溶于酸的原因是_________________________。(用溶解平衡原理解释)。万一误服了少量BaCO3，应尽快用大量0.5 mol·L－1Na2SO4溶液给患者洗胃，如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化，残留在胃液中的Ba2＋浓度仅为__________m ol·L－1。

(3)长期使用的锅炉需要定期除水垢，否则会降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去。

①CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为_______________。

②请分析CaSO4转化为CaCO3的原理_________________。

答案：(1)1×10－5

(2)对于溶解平衡BaSO4(s) Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)，H＋不能减少Ba2＋或SO2－4的浓度，平衡不能向溶解方向移动2×10－10

(3)①CaSO4(s)＋CO2－3(aq)===CaCO3(s)＋SO2－4(aq)

②CaSO4存在沉淀溶解平衡，加入Na2CO3溶液后，CO2－3与Ca2＋结合生成更难溶的CaCO3沉淀，Ca2＋浓度减小，使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动

12、根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题：

(1)在Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后过滤，若测得滤液中[CO2－3]＝10－3mol·L－1，则Ca2＋是否沉淀完全？________(填“是”或“否”)。[已知[Ca2＋]≤10－5mol·L－1时可视为沉淀完全；K sp(CaCO3)＝4.96×10－9 mol2·L－2。]

(2)已知：25 ℃时，K sp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12 mol3·L－3；酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下：

pH <8.0 8.0～9.6 >9.6

颜色黄色绿色蓝色

25 ℃时，在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为________。

(3)向50 mL 0.018 mol·L－1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L－1的盐酸，生成沉淀。已知该温度下AgCl的K sp＝1.0×10－10 mol2·L－2，忽略溶液的体积变化，请计算：

①完全沉淀后，溶液中[Ag＋]＝________。

②完全沉淀后，溶液中pH ＝________。

③如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL0.001 mol·L －1的盐酸，是否有白色沉淀生成？______(填“是”或“否”)。

解析：(1)根据K sp (CaCO 3)＝[Ca 2＋][CO 2－3]＝4.96×10

－9 mol 2·L －2，得[Ca 2＋]＝4.96×10

－9

10

－3

mol·L －1＝4.96×10－6 mol·L －1<10－5 mol·L －1

，可视为沉淀完全。

(2)设Mg(OH)2饱和溶液中[OH －]为x mol·L －1，则0.5x 3＝5.6×10

－12

，x >1×

10－4，[H ＋]<1×10－10 mol·L －1，则pH>10，溶液为蓝色。

(3)①反应前，n (Ag ＋)＝0.018 mol·L －1×0.05 L＝0.9×10－3 mol ，

n (Cl －)＝0.020 mol·L －1×0.05 L＝1×10－3 mol ，反应后剩余的Cl －

为0.1×10－3 mol ，则混合溶液中，[Cl －]＝1.0×10－3 mol·L －1，[Ag

＋

]＝

K sp AgCl

[Cl －

]

＝1.0×10－7 mol·L －1。②H ＋没有参与反应，完全沉

淀后，[H ＋]＝0.010 mol·L －1，pH ＝2。③因为加入的盐酸中[Cl －]和反应后所得溶液中的[Cl －]相同，[Cl －]没有改变，[Ag ＋]变小，所以

Q c ＝[Ag ＋][Cl －]

答案：(1)是 (2)蓝色

(3)①1.0×10－7mol·L－1②2③否

13、按要求回答下列问题。

(1)将AgNO2和AgCl的饱和溶液等体积混合后，加入足量的硝酸银溶液，生成的沉淀n(AgNO2) ____________n(AgCl)(填“大于”“小于”或“等于”)。[该温度下K sp(AgNO2)＝2×10－8mol2·L－2；K sp(AgCl)＝1.8×10－10 mol2·L－2]

(2)已知25 ℃时K sp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38 mol4·L－4，此温度下若在实验室中配制5 mol·L－1 100 mL FeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入________mL 2 mol·L－1的盐酸(忽略加入盐酸体积)。

(3)Na2SO3溶液与CaCl2溶液混合会生成难溶的CaSO3(K sp＝3.1×

10－7 mol2·L－2)，现将等体积的CaCl2溶液与Na2SO3溶液混合，若混合前Na2SO3溶液的浓度为2×10－3mol·L－1，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为________。

(4)在某温度下，K sp(FeS)＝6.25×10－18，FeS饱和溶液中[H＋]与[S2－]之间存在关系：[H＋]2[S2－]＝1.0×10－22 mol3·L－3，为了使溶液里[Fe2＋]达到1 mol·L－1，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的[H＋]约为________。

解析：(2)若使配制过程不出现浑浊现象，则[Fe 3＋][OH －]3≤K sp ，代入有关数据后可求出[OH －]≤2×10－13 mol·L －1，[H ＋]≥5×10－2 mol·L －1，故至少要加入2.5 mL 相应的盐酸。

(3)根据CaSO 3的K sp ＝3.1×10－7 mol 2·L －2，生成沉淀所需CaCl 2

溶液的最小浓度为3.1×10－72×10

－32

×2 mol·L －1

＝6.2×10－4 mol·L －1。 (4)根据K sp (FeS)得：[S 2－]＝6.25×10

－18

1

mol·L －1＝6.25×10－18

mol·L －1，根据[H ＋]2[S 2－]＝1.0×10－22 mol 3·L －3得：[H ＋]＝

1.0×10－226.25×10－18

mol·L －1＝4×10－3 mol·L －1

。

答案：(1)大于 (2)2.5 (3)6.2×10－4 mol·L －1 (4)4×10－3 mol·L －1

14、已知：25 ℃时，K sp (BaSO 4)＝1×10－10 mol 2·L －2，K sp (BaCO 3)＝1×10－9 mol 2·L －2。

(1)医学上进行消化系统的X 射线透视时，常使用BaSO 4作内服造影剂。胃酸酸性很强(pH 约为1)，但服用大量BaSO 4仍然是安全的，BaSO 4不溶于酸的原因是(用溶解平衡原理解释) _____________。

万一误服了少量BaCO 3，应尽快用大量0.5 mol·L －1Na 2SO 4溶液给患者洗胃，如果忽略洗胃过程中Na 2SO 4溶液浓度的变化，残留在胃液中的Ba 2＋浓度仅为______mol·L －1。

(2)长期使用的锅炉需要定期除水垢，否则会降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO 4可先用Na 2CO 3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO 3，而后用酸除去。

①CaSO 4转化为CaCO 3的离子方程式为____________________。 ②请分析CaSO 4转化为CaCO 3的原理： _________________。 解析：(1)BaSO 4(s)

Ba 2＋(aq)＋SO 2－4(aq)，由于Ba

2＋、SO 2－

4均不与H ＋

反应，无法使平衡移动。[Ba 2＋

]＝

K sp BaSO 4

[SO 2－

4

]

＝2×10－10 mol·L

－1

。

答案：(1)对于平衡BaSO 4(s)

Ba 2＋(aq)＋SO 2－

4(aq)，H ＋不能减

少Ba 2＋或SO 2－4的浓度，平衡不能向溶解的方向移动 2×10

－10

(2)①CaSO 4(s)＋CO 2－

3(aq)CaCO 3(s)＋SO 2－

4(aq)

②CaSO 4存在沉淀溶解平衡，加入Na 2CO 3溶液后，CO 2－3与Ca 2＋

结合

生成CaCO 3沉淀，Ca 2＋浓度减小，使CaSO 4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动