2024-2025學年高中化學第三章水溶液中的離子平衡4第2課時沉淀反應的應用練習含解析新人教版選修4

PAGE6-沉淀反應的應用一、選擇題1．下列應用或現象主要體現的是沉淀溶解平衡原理的是()①熱純堿溶液洗滌油污的實力強②誤將鋇鹽[BaCl2、Ba(NO3)2]當作食鹽食用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒③溶洞的形成④碳酸鋇不能做“鋇餐”而硫酸鋇能⑤泡沫滅火器滅火A．②③④ B．①②③C．③④⑤ D．全部解析：選A。①利用的是水解原理，⑤利用兩種離子水解的相互促進作用，②③④體現的均是沉淀溶解平衡原理。2．(2024·包頭高二月考)已知：Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)。在有白色固體ZnS存在的飽和溶液中滴加適量CuSO4溶液，產生的試驗現象是()A．固體漸漸溶解，最終消逝B．固體由白色變?yōu)楹谏獵．固體顏色改變但質量不變D．固體漸漸增多，但顏色不變解析：選B。ZnS和CuS的陰、陽離子個數比為1∶1，且Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，可得ZnS溶解度大于CuS，因此在有白色固體ZnS存在的飽和溶液中加CuSO4溶液會使白色ZnS沉淀轉化成黑色CuS沉淀。3．化工生產中含Cu2＋的廢水常用MnS(s)做沉淀劑，其反應原理為Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)。肯定溫度下，下列有關該反應的推理正確的是()A．該反應達到平衡時，c(Cu2＋)＝c(Mn2＋)B．平衡體系中加入少量CuS(s)后，c(Mn2＋)變小C．平衡體系中加入少量Cu(NO3)2(s)后，c(Mn2＋)變大D．該反應平衡常數表達式：K＝eq\f(Ksp（CuS）,Ksp（MnS）)解析：選C。依據Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)得，Ksp(CuS)＜Ksp(MnS)，K＝eq\f(c（Mn2＋）,c（Cu2＋）)＝eq\f(c（Mn2＋）·c（S2－）,c（Cu2＋）·c（S2－）)＝eq\f(Ksp（MnS）,Ksp（CuS）)＞1，即c(Cu2＋)＜c(Mn2＋)，故A、D錯誤；CuS在溶液中為沉淀，加入CuS(s)對上述平衡沒有影響，故B錯誤；加入少量Cu(NO3)2(s)，c(Cu2＋)增大，上述平衡向右移動，c(Mn2＋)增大，故C正確。4．已知25℃時，AgCl的溶度積Ksp＝1.8×10－10，則下列說法正確的是()A．向飽和AgCl水溶液中加入鹽酸，Ksp變大B．AgNO3溶液與NaCl溶液混合后的溶液中，肯定有c(Ag＋)＝c(Cl－)C．溫度肯定時，當溶液中c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp時，此溶液中必有AgCl沉淀析出D．將AgCl加入較濃的KI溶液中，部分AgCl轉化為AgI，因為AgCl的溶解度大于AgI的溶解度解析：選D。Ksp只與溫度有關，A項不正確；AgNO3和NaCl的量未知，兩者混合后不肯定有c(Ag＋)＝c(Cl－)，B項不正確；Qc＝Ksp時達到沉淀溶解平衡，沒有AgCl沉淀析出，C項不正確。5．已知在pH為4～5的環(huán)境中，Cu2＋、Fe2＋幾乎不水解，而Fe3＋幾乎完全水解。工業(yè)上制CuCl2溶液是將濃鹽酸用蒸氣加熱到80℃左右，再漸漸加入粗氧化銅(含少量雜質FeO)，充分攪拌使之溶解。欲除去溶液中的雜質離子，下述方法中可行的是()A．向溶液中通入Cl2，再加入純凈的CuO粉末調整pH為4～5B．向溶液中通入H2S使Fe2＋沉淀C．向溶液中通入Cl2，再通入NH3，調整pH為4～5D．加入純Cu將Fe2＋還原為Fe解析：選A。依據題干信息，A項中的操作可將Fe2＋先轉化為Fe3＋再轉化為Fe(OH)3而除去，A正確；在酸性溶液中H2S與Fe2＋不反應，而H2S與Cu2＋生成CuS沉淀，B錯誤；C項中的操作會引入新的雜質離子NHeq\o\al(＋,4)，C錯誤；由金屬的活動性Fe＞Cu知，D錯誤。6．試驗：①0.1mol·L－1MgCl2溶液和0.2mol·L－1NaOH溶液等體積混合得到濁液a，取少量濁液a過濾得到濾液b和白色沉淀c；②向濁液a中滴加0.1mol·L－1FeCl3溶液，出現紅褐色沉淀。下列分析不正確的是()A．濾液b的pH＝7B．②中顏色改變說明Mg(OH)2轉化為Fe(OH)3C．試驗可以證明Fe(OH)3的溶解度比Mg(OH)2的小D．濁液a中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)解析：選A。依據題意，發(fā)生的反應為Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓、3Mg(OH)2(s)＋2Fe3＋(aq)=3Mg2＋(aq)＋2Fe(OH)3(s)。由于存在Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，所以濾液b的pH應大于7，A項錯誤。7．(2024·吉林高二檢測)已知25℃時，FeS、CuS的溶度積常數(Ksp)分別為6.3×10－18、6.3×10－36。下列有關說法正確的是()A．0.1molFeS和0.1molCuS混合后加入1L水中，所得溶液中c(Fe2＋)≠c(Cu2＋)B．將足量CuSO4溶解在0.1mol·L－1H2S溶液中，Cu2＋的最大濃度為6.3×10－35mol·L－1C．因為H2SO4是強酸，所以反應CuSO4＋H2S=CuS↓＋H2SO4不能發(fā)生D．向H2S的飽和溶液中通入少量SO2氣體，溶液的酸性增加解析：選A。A項，由于Ksp(CuS)?Ksp(FeS)，所以0.1molFeS和0.1molCuS混合后加入1L水中，所得溶液中c(Fe2＋)≠c(Cu2＋)，正確；B項，CuSO4是易溶物質，則溶液中Cu2＋的最大濃度遠比6.3×10－35mol·L－1大，錯誤；C項，CuS不溶于H2SO4，該反應能發(fā)生，錯誤；D項，2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O，酸性應減弱，錯誤。8．(2024·鄭州高二檢測)25℃時有關物質的顏色和溶度積(Ksp)如下表：物質AgClAgBrAgIAg2S顏色白淡黃黃黑Ksp1.8×10－107.7×10－131.5×10－166.3×10－50下列敘述中不正確的是()A．向AgCl的白色懸濁液中加入0.1mol/LKI溶液，有黃色沉淀產生B．25℃時，AgCl、AgBr、AgI、Ag2S飽和水溶液中Ag＋的濃度相同C．25℃，AgCl固體在等物質的量濃度NaCl、CaCl2溶液中的溶度積相同D．在5mL1.8×10－6mol/LNaCl溶液中，加入1滴(20滴約為1mL)1×10－3mol/LAgNO3溶液，不能產生白色沉淀解析：選B。由Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)可知A項正確；由四種物質的溶度積常數計算可知，其飽和水溶液中c(Ag＋)的大小關系為AgCl>AgBr>AgI>Ag2S，B項錯誤；由于溶度積常數是溫度常數，溫度不變，其值不變，C項正確；加入一滴硝酸銀溶液后，c(Cl－)可認為保持不變，即c(Cl－)＝1.8×10－6mol/L，而AgNO3溶液相當于稀釋100倍，故c(Ag＋)＝1×10－5mol/L，c(Cl－)·c(Ag＋)＝1.8×10－11<Ksp(AgCl)，故沒有沉淀生成，D項正確。9．下表為有關化合物的pKsp(pKsp＝－lgKsp)。某同學設計試驗如下：①向AgNO3溶液中加入適量NaX溶液，得到沉淀AgX；②向①中加NaY，則沉淀轉化為AgY；③向②中加入Na2Z，沉淀又轉化為Ag2Z。則表中a、b、c的大小關系為()相關化合物AgXAgYAg2ZpKspabcA.a＞b＞c B．a＜b＜cC．c＜a＜b D．a＋b＝c解析：選B。依據沉淀的轉化原理可知，溶解度小的沉淀總是向著溶解度更小的沉淀轉化，再結合pKsp＝－lgKsp可知Ksp越小其pKsp越大，故B正確。10．已知：25℃時，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11。下列說法正確的是()A．25℃時，飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大B．25℃時，向Mg(OH)2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體，c(Mg2＋)增大C．25℃時，Mg(OH)2固體在20mL0.01mol·L－1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·L－1NH4Cl溶液中的Ksp小D．25℃時，向Mg(OH)2的懸濁液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不行能轉化為MgF2解析：選B。A項，Mg(OH)2的溶度積小，故其電離出的Mg2＋濃度要小一些，錯；B項，NHeq\o\al(＋,4)可以結合Mg(OH)2沉淀溶解平衡體系中的OH－，從而促使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移動，c(Mg2＋)增大，正確；C項，Ksp僅與溫度有關，錯；D項，二者Ksp接近，運用濃NaF溶液可以使Mg(OH)2轉化為MgF2，錯。11．某溫度時，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是()A．加入Na2SO4可以使溶液由a點變到b點B．通過蒸發(fā)可以使溶液由d點變到c點C．d點無BaSO4沉淀生成D．a點對應的Ksp大于c點對應的Ksp解析：選C。A項，溫度不變，加入Na2SO4使沉淀溶解平衡向左移動，但兩離子濃度的乘積仍不變，仍在曲線上，不會由a點變到b點；B項，通過蒸發(fā)，水量削減，Ba2＋和SOeq\o\al(2－,4)濃度都增大，不行能由d點變到c點；C項，d點還沒有形成飽和溶液，因此無BaSO4沉淀生成；D項，從圖像可以看出a點與c點的Ksp相等。12．已知鋅及其化合物的性質與鋁及其化合物相像。如圖，橫坐標為溶液的pH，縱坐標為Zn2＋或ZnOeq\o\al(2－,2)的物質的量濃度(假設Zn2＋濃度為10－5mol·L－1時，Zn2＋已沉淀完全)。下列說法不正確的是()A．往ZnCl2溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，反應的離子方程式可表示為Zn2＋＋4OH－=ZnOeq\o\al(2－,2)＋2H2OB．從圖中數據計算可得Zn(OH)2的溶度積Ksp＝10－17C．某廢液中含Zn2＋，沉淀Zn2＋可以限制溶液pH的范圍是8～12D．向1L1mol·L－1ZnCl2溶液中加入NaOH固體至pH＝6，需NaOH0.2mol解析：選D。A項，當溶液pH＞12時，Zn2＋就轉化成ZnOeq\o\al(2－,2)，正確。B項，依據pH＝7時，c(Zn2＋)＝10－3mol·L－1計算，此時有沉淀溶解平衡存在，Ksp＝10－3×(10－7)2＝10－17，正確。C項，當c(Zn2＋)＝10－5mol·L－1時認為廢液中Zn2＋已完全沉淀，所以限制pH在8～12范圍內可將Zn2＋沉淀完全，正確。D項，當pH＝6即c(OH－)＝10－8mol·L－1時，由Ksp可知此時c(Zn2＋)＝10－1mol·L－1，即有0.9molZn2＋轉化為Zn(OH)2，需NaOH1.8mol，不正確。二、非選擇題13．(1)對于Ag2S(s)2Ag＋(aq)＋S2－(aq)，其Ksp的表達式為________________________。(2)下列說法中不正確的是________。A．用稀鹽酸洗滌AgCl沉淀比用水洗滌損耗AgCl少B．一般地，物質的溶解度隨溫度的上升而增大，故物質的溶解大多數是吸熱的C．對于Al(OH)3(s)Al3＋(aq)＋3OH－(aq)和Al(OH)3(aq)Al3＋＋3OH－，前者為溶解平衡，后者為電離平衡D．除去溶液中的Mg2＋，用OH－沉淀比用COeq\o\al(2－,3)好，說明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的大E．沉淀反應中常加過量的沉淀劑，其目的是使沉淀更完全(3)如何除去Mg(OH)2中混有的Ca(OH)2？___________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由溶度積常數的概念干脆寫出。(2)A.Cl－抑制AgCl溶解，正確；B.物質的溶解大多數是吸熱的，正確；D.除去溶液中的Mg2＋，用OH－沉淀比用COeq\o\al(2－,3)好，是因為Mg(OH)2的Ksp更小，剩余的Mg2＋更少，錯誤。(3)依據沉淀的轉化原理，向其中加Mg2＋即可。答案：(1)Ksp＝c2(Ag＋)·c(S2－)(2)D(3)加足量MgCl2溶液，充分攪拌，過濾，洗滌即得純凈的Mg(OH)214．某學習小組欲探究使CaSO4沉淀轉化為CaCO3沉淀，從而將其除去的可能性，查得如下資料(25℃)：難溶電解質CaCO3CaSO4Ksp2.8×10－99.1×10－6試驗步驟如下：①向100mL0.1mol·L－1的CaCl2溶液中加入100mL0.1mol·L－1的Na2SO4溶液，馬上有白色沉淀生成；②向上述懸濁液中加入3gNa2CO3固體，攪拌，靜置，沉淀后棄去上層清液；③再加入蒸餾水攪拌，靜置，沉淀后再棄去上層清液；④________________________________________________________________________。請回答下列問題：(1)題給的兩種物質，Ksp越大，表示電解質的溶解度越________(填“大”或“小”)。(2)寫出第②步發(fā)生反應的化學方程式：_____________________________________________________________________________________________________________。(3)設計第③步操作的目的是_______________________________________________________________________________________________________________________。(4)請補充第④步操作及發(fā)生的現象：________________________________________________________________________________________________________________。(5)請寫出該轉化在實際生活、生產中的一個應用：____________________________________________________________________________________________________。解析：對于類型相同的難溶物，相同條件下，Ksp越大，其溶解度越大。在CaSO4懸濁液中存在溶解平衡：CaSO4(s)Ca2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)，而加入Na2CO3固體后，溶液中COeq\o\al(2－,3)濃度較大，而CaCO3的Ksp較小，故COeq\o\al(2－,3)與Ca2＋結合生成沉淀，即COeq\o\al(2－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓。既然是探究性試驗，必需驗證所推想結果的正確性，故設計了③、④步操作，即驗證所得固體是否為CaCO3。然后聯系實際生活中除去鍋爐水垢的方法，即可解答(5)小題。答案：(1)大(2)Na2CO3＋CaSO4=Na2SO4＋CaCO3(3)洗去沉淀中附著的SOeq\o\al(2－,4)(4)向沉淀中加入足量的稀鹽酸，沉淀完全溶解(5)將鍋爐水垢中的CaSO4轉化為CaCO3，易于除去15．牙齒表面由一層硬的、組成為Ca5(PO4)3OH的物質愛護著，它在唾液中存在下列沉淀溶解平衡：Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2＋(aq)＋3POeq\o\al(3－,4)(aq)＋OH－(aq)。試回答下列問題：(1)小孩吃糖后，假如不剛好刷牙或漱口，細菌和酶就會作用于糖，在口腔內產生有機羧酸，久而久之，牙齒就會受到腐蝕，其緣由是___________________________________________________________________________________________________________。(2)已知Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比上述礦化產物Ca5(PO4)3OH的溶解度更小，質地更堅硬。當牙膏中配有氟化物添加劑后能防止齲齒，其緣由是_________________________