人教版高中化學(xué)選擇性必修1第3章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡分層作業(yè)20沉淀溶解平衡的應(yīng)用含答案

分層作業(yè)20沉淀溶解平衡的應(yīng)用A級必備知識基礎(chǔ)練題組1.沉淀的生成及離子沉淀的先后1.(2024·黑龍江牡丹江模擬)已知25℃時,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12、Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。在c(Mg2+)=c(Cu2+)的酸性溶液中,逐滴加入NaOH稀溶液使pH慢慢增大,下列判斷正確的是()A.Mg2+先沉淀B.Cu2+先沉淀C.同時沉淀D.Mg2+和Cu2+均不可能沉淀2.(2024·山東濟寧兗州區(qū)檢測)下表是25℃時某些鹽的溶度積常數(shù)和弱酸的電離平衡常數(shù)。下列說法正確的是()化學(xué)式CH3COOHH2CO3AgClAg2CrO4Ka或KspKa=1.75×10-5Ka1=4.5×Ka2=4.7×Ksp=1.8×10-10Ksp=2.0×10-12A.常溫下,相同濃度的①CH3COONH4、②NH4HCO3、③NH4HSO4溶液中,c(NH4+)由大到小的順序是①>②B.向飽和氯水中滴加NaOH溶液至溶液剛好呈中性時,c(Na+)=2c(ClO-)+c(HClO)C.AgCl在鹽酸中的Ksp大于其在水中的KspD.向濃度均為1×10-3mol·L-1的KCl和K2CrO4的混合溶液中滴加1×10-3mol·L-1的AgNO3溶液,CrO43.(2024·江西上饒模擬)依據(jù)下表有關(guān)鐵的難溶化合物的溶度積,有關(guān)說法正確的是()化合物溶度積(25℃)化合物溶度積(25℃)FeCO33.2×10-11Fe(OH)32.8×10-39Fe(OH)24.9×10-17FeS6.3×10-18A.在c(CO32-)=0.1mol·L-1溶液中,c(Fe2+)≥3.2×10-10molB.將FeCl2和FeCl3溶液分別調(diào)至pH=10,則c(Fe2+)<c(Fe3+)C.FeS不能轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3D.將反應(yīng)液中的Fe2+氧化為Fe3+,有利于將鐵從溶液中除凈題組2.沉淀的溶解與轉(zhuǎn)化4.(2024·山東日照校際聯(lián)考)下列有關(guān)沉淀溶解平衡說法錯誤的是()A.用稀硫酸洗滌BaSO4沉淀,可以減少BaSO4溶解損失B.牙膏中添加NaF,可將Ca5(PO4)3OH轉(zhuǎn)化為更難溶的Ca5(PO4)3F抵抗酸的侵蝕C.25℃時,向含有AgCl固體的AgCl飽和溶液中加入少量稀鹽酸,則AgCl的溶解度不變D.已知25℃時,AgCl和磚紅色沉淀Ag2CrO4的Ksp分別為1.8×10-10和2.0×10-12,則用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Cl-時,可采用K2CrO4為指示劑5.(2024·江蘇江陰四校聯(lián)考)根據(jù)下表實驗操作和現(xiàn)象所得出的結(jié)論錯誤的是()選項實驗操作和現(xiàn)象結(jié)論A向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液,有黃色沉淀生成Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)B向濃度均為0.1mol·L-1的AlCl3、FeCl3的混合溶液中滴入幾滴0.1mol·L-1NaOH溶液,先生成紅褐色沉淀Ksp[Al(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]C向濃度均為0.1mol·L-1的Na2CO3和Na2S的混合溶液中,滴入少量AgNO3溶液,產(chǎn)生黑色沉淀(Ag2S)Ksp(Ag2S)<Ksp(Ag2CO3)D向1mL0.1mol·L-1MgSO4溶液中滴入2滴0.1mol·L-1NaOH溶液,產(chǎn)生白色沉淀,再滴入2滴0.1mol·L-1CuSO4溶液,白色沉淀逐漸變?yōu)樗{色Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]6.以MnO2為原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+等金屬離子,通過添加過量難溶電解質(zhì)MnS,可使這些金屬離子形成硫化物沉淀,經(jīng)過濾除去包括MnS在內(nèi)的沉淀。根據(jù)上述實驗事實,下列說法不正確的是()A.溶解度:MnS<PbSB.MnS存在沉淀溶解平衡:MnS(s)Mn2+(aq)+S2-(aq)C.Cu2+轉(zhuǎn)化為沉淀的原理為MnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Mn2+(aq)D.沉淀轉(zhuǎn)化能用于除去溶液中的某些雜質(zhì)離子7.(2024·福建福州八縣區(qū)聯(lián)考)已知25℃,Ksp(FeS)=6.3×10-18;Ksp(CuS)=6.3×10-36;Ksp(ZnS)=1.6×10-24。下列說法錯誤的是()A.相同溫度下,CuS的溶解度小于ZnS的溶解度B.除去工業(yè)廢水中的Cu2+,可以選用FeS作沉淀劑C.足量CuSO4溶解在0.1mol·L-1的H2S溶液中,Cu2+能達到的最小濃度為6.3×10-35mol·L-1D.在ZnS的飽和溶液中,加入FeCl2溶液,一定不產(chǎn)生FeS沉淀8.(2024·重慶市梁平區(qū)檢測)25℃時,在氫氧化鎂懸濁液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),已知25℃時Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。下列說法錯誤的是()A.若向Mg(OH)2懸濁液中通入少量HCl(g),c(Mg2+)會增大B.若向Mg(OH)2懸濁液中滴加CuSO4溶液,沉淀將由白色逐漸變?yōu)樗{色C.若向Mg(OH)2懸濁液中加入適量蒸餾水,Ksp保持不變,故上述平衡不發(fā)生移動D.若向Mg(OH)2懸濁液中加入少量Na2CO3(s),Mg(OH)2固體質(zhì)量將增大B級關(guān)鍵能力提升練9.(2024·湖北十堰重點中學(xué)聯(lián)考)硫酸鋅是制造鋅鋇白和鋅鹽的主要原料,也可用作印染媒染劑,醫(yī)藥上用于催吐劑。已知25℃時,Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17,Ksp(Ag2SO4)=1.0×10-5,則下列說法正確的是()A.在水中加入少量ZnSO4固體時,水的電離平衡向正反應(yīng)方向移動,KW增大B.在ZnSO4溶液中各離子的濃度關(guān)系為:c(Zn2+)+c(H+)=c(OH-)+c(SO4C.在0.5L0.10mol·L-1ZnSO4溶液中加入等體積0.02mol·L-1AgNO3溶液,即可生成Ag2SO4沉淀D.常溫下,要除去0.20mol·L-1ZnSO4溶液中的Zn2+,可調(diào)節(jié)溶液的pH=810.(2024·遼寧沈陽五校協(xié)作體聯(lián)考)常溫下,用AgNO3溶液分別滴定濃度均為0.01mol·L-1的KSCN溶液、K2CrO4溶液,所得的沉淀溶解平衡圖像如圖所示。下列敘述錯誤的是()A.線Ⅱ表示AgSCN溶解平衡曲線B.a點表示的是Ag2CrO4的不飽和溶液C.沉淀廢液中的Ag+用KSCN溶液比等濃度的K2CrO4溶液效果好D.Ag2CrO4(s)+2SCN-(aq)2AgSCN(s)+CrO42-(aq)的平衡常數(shù)為10-1211.(2024·河北邯鄲名校聯(lián)考)已知鋅及其化合物的性質(zhì)與鋁及其化合物的性質(zhì)相似。常溫下,如圖橫坐標(biāo)為溶液的pH,縱坐標(biāo)為Zn2+或[Zn(OH)4]2-的物質(zhì)的量濃度的對數(shù)。下列說法中錯誤的是()A.在該溫度下,Zn(OH)2的溶度積(Ksp)為1×10-17B.往1.0L1.0mol·L-1ZnCl2溶液中加入NaOH固體至pH=6.0,需NaOH2.0molC.往ZnCl2溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液,反應(yīng)的離子方程式為Zn2++4OH-[Zn(OH)4]2-D.某廢液中含Zn2+,為提取Zn2+可以控制溶液pH的范圍為8.0~12.012.25℃時,已知Ksp(ZnS)=1.6×10-24,Ksp(CuS)=6.3×10-36,如圖所示為CuS和ZnS飽和溶液中陽離子(R2+)的濃度與陰離子(S2-)的濃度的負(fù)對數(shù)關(guān)系,下列說法不正確的是()A.線A表示的是CuS,B表示的是ZnSB.向線A表示的溶液中加入Na2S溶液,不可能實現(xiàn)n點到m點的轉(zhuǎn)換C.p點表示CuS或ZnS的不飽和溶液D.向CuS飽和溶液中加入CuCl2固體,CuS的溶解平衡逆向移動,Ksp(CuS)減小13.在T℃時,難溶物Ag2CrO4在水溶液中的溶解平衡曲線如圖所示,又知T℃時AgCl的Ksp=1.8×10-10。下列說法錯誤的是()A.T℃時,Ag2CrO4的Ksp=1×10-11B.T℃時,Y點和Z點時Ag2CrO4的Ksp相等C.T℃時,X點的溶液不穩(wěn)定,會自發(fā)轉(zhuǎn)變到Z點D.T℃時,將0.01mol·L-1的AgNO3溶液逐漸滴入20mL0.01mol·L-1KCl和0.01mol·L-1K2CrO4的混合溶液中,Cl-先沉淀C級學(xué)科素養(yǎng)拔高練14.(2024·遼寧省沈陽二中檢測)某研究小組進行Mg(OH)2沉淀溶解和生成的實驗探究?！静殚嗁Y料】25℃時,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39【實驗探究】向2支均盛有1mL0.1mol·L-1MgCl2溶液的試管中分別加入0.1mL2mol·L-1NaOH溶液,制得等量Mg(OH)2沉淀。(1)分別向兩支試管中加入不同試劑,記錄實驗現(xiàn)象如表:(表中橫線上填下列選項的字母)試管編號加入試劑實驗現(xiàn)象Ⅰ2滴0.1mol·L-1FeCl3溶液①

Ⅱ4mL2mol·L-1NH4Cl溶液②

A.白色沉淀轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀B.白色沉淀不發(fā)生改變C.紅褐色沉淀轉(zhuǎn)化為白色沉淀D.白色沉淀溶解,得無色溶液(2)測得試管Ⅰ中所得混合溶液pH=6,則溶液中c(Fe3+)=。

(3)同學(xué)們猜想實驗Ⅱ中沉淀溶解的主要原因有兩種:猜想1:NH4+結(jié)合Mg(OH)2電離出的OH-,使Mg(OH)猜想2:。

(4)為驗證猜想,同學(xué)們?nèi)∩倭肯嗤|(zhì)量的氫氧化鎂盛放在兩支試管中,一支試管中加入醋酸銨溶液(pH=7),另一支試管中加入NH4Cl和氨水的混合溶液(pH=8),兩者沉淀均溶解。該實驗證明猜想正確的是(填“1”或“2”)。

分層作業(yè)20沉淀溶解平衡的應(yīng)用1.B解析Mg(OH)2和Cu(OH)2為同種類型的沉淀,Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],當(dāng)c(Mg2+)=c(Cu2+)時,Cu2+沉淀時所需c(OH-)更小,故逐滴加入NaOH稀溶液使pH慢慢增大,Cu2+先沉淀。2.B解析醋酸銨電離產(chǎn)生的離子發(fā)生相互促進的水解,銨根離子濃度減小,碳酸氫銨電離產(chǎn)生的離子發(fā)生相互促進的水解,銨根離子濃度減小,但醋酸的酸性強于碳酸,碳酸氫根離子水解程度更大,硫酸氫銨中硫酸氫根離子電離出的氫離子抑制銨根離子的水解,則c(NH4+)由大到小的順序是③>①>②,A錯誤;向飽和氯水中滴入NaOH溶液至溶液剛好呈中性時,c(H+)=c(OH-),由電荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-),氯氣與水反應(yīng)生成氯化氫和次氯酸,依據(jù)元素質(zhì)量守恒得:c(Cl-)=c(ClO-)+c(HClO),則有c(Na+)=2c(ClO-)+c(HClO),B正確;溫度不變,溶度積常數(shù)不變,C錯誤;氯離子產(chǎn)生沉淀時,c(Ag+)=Ksp(AgCl)c(Cl-)=1.8×10-101×10-3mol·L-1=1.8×10-7mol·L-1,鉻酸根離子生成沉淀時,c(Ag+3.D解析FeCO3的Ksp(FeCO3)=c(Fe2+)·c(CO32-),溶液中c(CO32-)=0.1mol·L-1,則有c(Fe2+)=Ksp(FeCO3)c(CO32-)=3.2×10-110.1mol·L-1=3.2×10-10mol·L-1,A錯誤;Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17,Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,故將FeCl2和FeCl3溶液分別調(diào)至pH=10,c(Fe2+)=Ksp[Fe(OH)2]c2(OH-)=4.9×10-9mol·L-1,c(Fe3+)=Ksp[Fe(OH)34.C解析BaSO4沉淀在溶液中存在沉淀溶解平衡,用稀硫酸洗滌時,增大了水中SO42-的濃度,使沉淀溶解平衡逆向移動,因而比用水洗滌可以減少BaSO4溶解損失,A正確;Ca5(PO4)3OH在口腔中存在沉淀溶解平衡,用含有NaF的牙膏刷牙時,可發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化,生成更難溶的Ca5(PO4)3F,從而可增強抵抗酸侵蝕的能力,B正確;25℃時,向含有AgCl固體的AgCl飽和溶液中加入少量稀鹽酸,Cl-的濃度增大,沉淀溶解平衡逆向移動,則AgCl的溶解度減小,C錯誤;25℃時Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.0×10-12和1.8×10-10,當(dāng)離子濃度小于10-5mol·L-1時認(rèn)為沉淀完全,因此Cl-恰好沉淀完全時,c(Ag+)=Ksp(AgCl)c(Cl-)=1.8×10-101.0×10-5mol·L-1=1.8×10-5mol·L-1此時溶液中c(CrO42-)=Ksp(Ag2CrO4)c2(Ag+5.A解析NaCl和NaI濃度未知,滴入少量稀AgNO3溶液,有黃色沉淀生成,可能是由于c(I-)大,不能證明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),A錯誤;Al3+、Fe3+濃度相同,滴入幾滴NaOH溶液,先生成紅褐色的Fe(OH)3沉淀,而且Al(OH)3和Fe(OH)3化學(xué)式形式相同,可以得出結(jié)論:Ksp[Al(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3],B正確;CO32-、S2-濃度相同,滴入少量AgNO3溶液,產(chǎn)生黑色的Ag2S沉淀,且Ag2S和Ag2CO3化學(xué)式形式相同,可以得出結(jié)論:Ksp(Ag2S)<Ksp(Ag2CO3),C正確;向1mL0.1mol·L-1MgSO4溶液中,滴入2滴0.1mol·L-1NaOH溶液,產(chǎn)生白色沉淀Mg(OH)2,NaOH是少量的,再滴入2滴0.1mol·L-1CuSO4溶液,白色的Mg(OH)2沉淀逐漸變?yōu)楦y溶的藍色的Cu(OH)2沉淀,說明Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)6.A解析MnCl2溶液中含有Cu2+、Pb2+等金屬離子,加入MnS使這些金屬離子形成硫化物沉淀,經(jīng)過濾除去包括MnS在內(nèi)的沉淀,說明MnS的溶解度大于PbS、CuS等,A錯誤。MnS是難溶電解質(zhì),存在溶解平衡:MnS(s)Mn2+(aq)+S2-(aq),B正確。MnS(s)存在溶解平衡,Cu2+與S2-結(jié)合生成更難溶的CuS沉淀,使MnS轉(zhuǎn)化為CuS,反應(yīng)原理為MnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Mn2+(aq),C正確。由題給信息可知,MnS轉(zhuǎn)化為PbS、CuS從而除去雜質(zhì),故沉淀轉(zhuǎn)化可除去溶液中的某些雜質(zhì)離子,D正確。7.D解析CuS和ZnS的組成形式相同,Ksp越大,溶解度越大,因CuS的Ksp小于ZnS的Ksp,故硫化鋅的溶解度更大,A正確;由于Ksp(FeS)>Ksp(CuS),硫化銅的溶解度小于硫化亞鐵的溶解度,可以將硫化亞鐵轉(zhuǎn)化為硫化銅,用于沉淀銅離子,B正確;硫化氫是弱酸,硫離子濃度最大為0.1mol·L-1,根據(jù)CuS的溶度積計算,銅離子濃度最小為6.3×10-35mol·L-1,C正確;ZnS的飽和溶液中存在硫離子,加入氯化亞鐵溶液,當(dāng)離子積Q>Ksp(FeS)時,會生成FeS沉淀,D錯誤。8.C解析向Mg(OH)2懸濁液中通入少量HCl(g),H+與OH-反應(yīng)生成H2O,c(OH-)減小,平衡正向移動,促進Mg(OH)2的溶解,c(Mg2+)會增大,A正確;向Mg(OH)2懸濁液中滴加CuSO4溶液,由于Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],則沉淀將由白色的氫氧化鎂逐漸變?yōu)樗{色的氫氧化銅,B正確;加入少量蒸餾水,Ksp保持不變,平衡正向移動,促進氫氧化鎂的溶解,C錯誤;向Mg(OH)2懸濁液中加入少量Na2CO3(s),由于碳酸根水解呈堿性,c(OH-)增大,平衡逆向移動,有Mg(OH)2固體析出,則固體質(zhì)量將增大,D正確。9.D解析向水中加入ZnSO4,Zn2+發(fā)生水解反應(yīng),促使水的電離平衡正向移動,由于溫度不變,則KW不變,A錯誤。ZnSO4溶液中,根據(jù)電荷守恒可得:2c(Zn2+)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO42—),B錯誤。ZnSO4和AgNO3溶液混合后,c(SO42—)=0.05mol·L-1,c(Ag+)=0.01mol·L-1,則離子積Q=c(SO42—)·c2(Ag+)=0.05×(0.01)2=5×10-6<Ksp(Ag2SO4)=1.0×10-5,故不能生成Ag2SO4沉淀,C錯誤。溶液中c(Zn2+)=0.20mol·L-1,則有c(OH-)=Ksp[Zn(OH)2]c(Zn2+)≈7.1×10-9mol·L-1,此時溶液中c(H+)=1×10-14710.D解析溫度不變時,溶度積不變,Ksp(AgSCN)=c(SCN-)·c(Ag+),c(Ag+)增大,則c(SCN-)減小;Ksp(Ag2CrO4)=c(CrO42-)·c2(Ag+),c(Ag+)增大,則c(CrO42-)減小。分析圖中曲線,當(dāng)c(Ag+)由10-6mol·L-1增大到10-2mol·L-1時,c(Xn-)由10-6mol·L-1減小到10-10mol·L-1,結(jié)合溶度積常數(shù)表達式可知,線Ⅱ為AgSCN溶解平衡曲線,線Ⅰ為Ag2CrO4溶解平衡曲線,A正確。線Ⅰ為Ag2CrO4溶解平衡曲線,a點的c(Ag+)小于溶解平衡時的c(Ag+),則a點的離子積Q<Ksp(Ag2CrO4),a點為Ag2CrO4的不飽和溶液,B正確。溶度積越小,Ksp(Ag2CrO4)=c(CrO42-)·c2(Ag+)=10-3.92×(10-4)2=10-11.92,Ksp(AgSCN)=c(SCN-)·c(Ag+)=10-6×10-6=10-12,Ksp(AgSCN)<Ksp(Ag2CrO4),沉淀廢液中的Ag+用KSCN溶液比等濃度的K2CrO4溶液效果好,C正確。Ag2CrO4(s)+2SCN-(aq)2AgSCN(s)+CrO42-11.B解析當(dāng)Zn2+的物質(zhì)的量濃度的對數(shù)等于-5.0時,即Zn2+的濃度為1×10-5mol·L-1時,Zn2+已沉淀完全,此時溶液的pH=8.0,即c(OH-)=1×10-6mol·L-1,則Zn(OH)2的溶度積Ksp=c(Zn2+)·c2(OH-)=1×10-5×(1×10-6)2=1×10-17,A正確;根據(jù)圖像知,pH=7時,Zn2+的物質(zhì)的量濃度的對數(shù)等于-3.0,即c(Zn2+)=1×10-3mol·L-1,當(dāng)pH=6.0時,c(Zn2+)>1×10-3mol·L-1,即ZnCl2溶液中只有部分Zn2+生成Zn(OH)2沉淀,則加入的n(NaOH)<2n(ZnCl2),即n(NaOH)<2.0mol,B錯誤;結(jié)合圖像可知,當(dāng)NaOH溶液足量時,鋅的存在形式為[Zn(OH)4]2-,反應(yīng)的離子方程式為Zn2++4OH-[Zn(OH)4]2-,C正確;由圖像可知,當(dāng)Zn2+完全轉(zhuǎn)化為沉淀時,需控制溶液的pH為8.0~12.0,D正確。12.D解析縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)分別表示飽和溶液中陽離子(R2+)的濃度與陰離子(S2-)的濃度的負(fù)對數(shù),故坐標(biāo)值越大表示對應(yīng)的離子濃度越小,故線A表示的是CuS,線B表示的是ZnS,A正確;向線A表示的溶液中加入Na2S溶液,則重新達到平衡時,溶液中陽離子(R2+)的濃度與陰離子(S2-)濃度的負(fù)對數(shù)關(guān)系仍在線A上,故不可能實現(xiàn)n點到m點的轉(zhuǎn)換,B正確;p點對應(yīng)的陽離子濃度與陰離子濃度的乘積小于CuS和ZnS的Ksp,故p點對應(yīng)的溶液表示CuS或ZnS的不飽和溶液,C正確;向CuS飽和溶液中加入CuCl2固體,CuS的溶解平衡逆向移動,但溫度不變,Ksp(CuS)不變,D錯誤。13.C解析Ag2CrO4的沉淀溶解平衡為Ag2CrO4(s)2Ag++CrO42-,Ksp=c2(Ag+)·c(CrO42-)=(1×10-3)2×(1×10-5)=1×10-11,A項正確;溶度積常數(shù)隨溫度變化而變化,所以T℃時,Y點和Z點時Ag2CrO4的Ksp相等,B項正確;T℃時,X點是過飽和溶液,變?yōu)轱柡腿芤旱倪^程中,銀離子與鉻酸根離子濃度均降低,不會自發(fā)轉(zhuǎn)變到Z點,C項錯誤;將0