人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第四节 难溶电解质的溶解平衡第2课时随堂练习题

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1．调节pH法
加入氨水调节pH至7～8，可除去氯化铵溶液中的杂质氯化铁。反应离子方程式如下：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)。
2．加沉淀剂法
以Na2S、H2S等作沉淀剂，使Cu2＋等生成极难溶的硫化物沉淀。反应离子方程式如下：Cu2＋＋S2－===CuS↓，Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋。
教材整理2 沉淀的溶解
1．原理：根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，只要不断减少溶解平衡体系中的相应离子，平衡就向沉淀溶解的方向移动，从而使沉淀溶解。
2．溶解沉淀的试剂类型
(1)酸溶解法：如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为
CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。
(2)盐溶液溶解法：例如Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液，化学方程式为Mg(OH)2＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3·H2O。
[认知升华]
1．沉淀的生成和溶解原理
沉淀的生成和溶解这两个方向相反的过程相互转化的条件是离子浓度，控制离子浓度，可以使反应向我们需要的方向转化。
2．沉淀的生成
(1)沉淀生成的应用：常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
(2)沉淀的方法：①调节pH法。 ②加沉淀剂法。
3．沉淀的溶解
(1)沉淀的溶解原理：根据平衡移动原理，对于难溶电解质，只要不断减少溶解平衡体系中的相应离子，平衡就向沉淀溶解的方向移动，从而使沉淀溶解。
(2)沉淀溶解的方法：
①酸溶解法。 ②盐溶解法。
[基础·初探]
教材整理 沉淀的转化
1．实质：沉淀溶解平衡的移动。
2．规律：①沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般是溶解度小的沉淀会转化生成溶解度更小的沉淀。
②当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时，生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀；如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离离子的目的。
③溶解度较小的沉淀在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀，如在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，也可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。
一般说来，溶解度小的沉淀容易转化成溶解度更小的沉淀。沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。
3．应用
(1)锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为CaSO4＋COeq \\al(2－,3)===CaCO3＋SOeq \\al(2－,4)。
(2)矿物转化：CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS，离子方程式为Cu2＋＋ZnS===CuS＋Zn2＋。
[题组·冲关]
题组1 沉淀的生成和溶解
1．要使工业废水中的重金属离子Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：
由上述数据可知，选用的沉淀剂最好是( )
A．硫化物 B．硫酸盐 C．碳酸盐 D．以上沉淀剂均可
2．常温下几种难溶电解质的溶度积如下表所示：
向含有等物质的量浓度的FeCl2、CuSO4、ZnSO4混合溶液中滴加0.01 ml·L－1 Na2S溶液时，Fe2＋、Cu2＋、Zn2＋沉淀的先后顺序为( )
A. Fe2＋、Zn2＋、Cu2＋ B．Cu2＋、Zn2＋、Fe2＋
C．Zn2＋、Fe2＋、Cu2＋ D．Cu2＋、Fe2＋、Zn2＋
3．欲除去混在BaSO4中的少量CaCO3杂质，下列措施正确的是( )
A．盐酸、过滤 B．稀硫酸、过滤 C．NaOH溶液、过滤 D．四氯化碳、分液
4．化工生产中含Cu2＋的废水常用MnS(s)作沉淀剂，其反应原理为Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)。一定温度下，下列有关该反应的推理正确的是( )
A．该反应达到平衡时：c(Cu2＋)＝c(Mn2＋)
B．平衡体系中加入少量CuS(s)后，c(Mn2＋)变小
C．平衡体系中加入少量Cu(NO3)2(s)后，c(Mn2＋)变大
D．该反应平衡常数表达式：K＝Ksp(CuS)/Ksp(MnS)
题组2 沉淀的转化
5．锅炉水垢是一种安全隐患，除去水垢中的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去。下列说法不正确的是( )
A．CaCO3的溶解度小于CaSO4的
B．沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动
C．沉淀转化的难易与溶解度差别的大小无关
D．CaSO4到CaCO3的沉淀转化中并存着两个沉淀溶解平衡
6．实验：①0.1 ml·L－1 AgNO3溶液和0.1 ml·L－1NaCl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 ml·L－1 KI溶液，出现浑浊；③向沉淀c中滴加0.1 ml·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
7．25 ℃时，5种银盐的溶度积常数(Ksp)分别是：
下列说法正确的是( )
A．氯化银、溴化银和碘化银的溶解度依次增大
B．将硫酸银溶解于水后，向其中加入少量硫化钠溶液，不可能得到黑色沉淀
C．在5 mL 1.8×10－5 ml·L－1的NaCl溶液中，加入1滴(1 mL 约20滴)0.1 ml·L－1的AgNO3溶液，不能观察到白色沉淀
D．将浅黄色溴化银固体浸泡在饱和氯化钠溶液中，可以有少量白色固体生成
题组3 沉淀溶解平衡在物质分离中的应用
8．下列事实不能用平衡移动原理解释的是( )
A．Mg(OH)2不溶于水，但能溶于浓NH4Cl溶液中
B．水垢中含有的CaSO4，先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，再用酸除去
C．洗涤BaSO4沉淀时，用稀硫酸洗涤BaSO4沉淀比用蒸馏水洗涤损失少
D．FeCl3溶液中混有FeCl2，常加入少量的H2O2，使Fe2＋氧化为Fe3＋
9.已知在pH为4～5的环境中，Cu2＋、Fe2＋几乎不水解，而Fe3＋几乎完全水解。工业上制CuCl2溶液是将浓盐酸用蒸气加热到80 ℃左右，再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质FeO)，充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子，下述方法中可行的是( )
A．向溶液中通入Cl2，再加入纯净的CuO粉末调节pH为4～5
B．向溶液中通入H2S使Fe2＋沉淀
C．向溶液中通入Cl2，再通入NH3，调节pH为4～5
D．加入纯Cu将Fe2＋还原为Fe
10.
用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为________，加碱调节至pH为________时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10－5 ml·L－1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为________时，锌开始沉淀(假定Zn2＋浓度为0.1 ml·L－1)。若上述过程不加H2O2后果是____________，原因是______________________。
11.某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)、Fe(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。
问题思考：
(1)Fe(OH)3能否溶于稀硫酸？试用沉淀溶解平衡理论解释。
(2)采取什么措施能使a点到b点？
(3)向等物质的量浓度的Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，先后依次出现的沉淀是什么？
(4)如何除去CuCl2溶液中混有的少量Fe3＋和Fe2＋？
学业分层测评
[学业达标]
1．下列说法不正确的是( )
A．Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关
B．由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)，所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀
C．其他条件不变，离子浓度改变时，Ksp不变
D．两种难溶电解质作比较时，Ksp小的，溶解度一定小
2．某pH＝1的ZnCl2和HCl的混合溶液中含有FeCl3杂质，为了除去FeCl3杂质，需将溶液调至pH＝4，在调节溶液pH时，应选用的试剂是( )
A．NaOH B．ZnO C．Na2CO3 D．Fe2O3
3．在2 mL物质的量浓度相等的NaCl和NaI溶液中滴入几滴AgNO3溶液，发生的反应为( )
A．只有AgCl沉淀生成 B．只有AgI沉淀生成
C．生成等物质的量的AgCl和AgI沉淀 D．两种沉淀都有，但以AgI为主
4．下列有关说法正确的是( )
A．常温下，AgCl在等物质的量浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同
B．常温下，向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末，过滤，向洗净的沉淀中加稀盐酸有气泡产生，说明常温下Ksp(BaCO3)C．向AgCl浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色，说明AgCl的溶解平衡正向移动
D．已知Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，说明Ag2CrO4的溶解度小于AgCl
5．已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝8.5×10－17，下列叙述中正确的是( )
A．常温下，AgCl在饱和NaCl溶液中的Ksp比在纯水中的Ksp小
B．将0.001 ml·L－1 AgNO3溶液滴入KCl和KI的混合溶液中，一定产生AgI沉淀
C．向AgCl的悬浊液中加入KI溶液，沉淀由白色转化为黄色
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－)
6．已知同温度下的溶解度：Zn(OH)2>ZnS，MgCO3>Mg(OH)2。就溶解或电离出S2－的能力而言，FeS>H2S>CuS。则下列离子方程式错误的是( )
A．Mg2＋＋2HCOeq \\al(－,3)＋2Ca2＋＋4OH－===Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O
B．Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋
C．Zn2＋＋S2－＋2H2O===Zn(OH)2↓＋H2S↑
D．FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑
7．25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp[MgF2]＝7.42×10－11。下列说法正确的是( )
A．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大
B．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大
C．25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 ml·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 ml·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小
D．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
8．25 ℃时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)＝6.3×10－18；Ksp(CuS)＝1.3×10－36；Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。下列关于常温时的有关叙述正确的是( )
A．硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大
B．将足量的ZnSO4晶体加入到0.1 ml·L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的浓度最大只能达到1.6×10－23 ml·L－1
C．除去工业废水中含有的Cu2＋，可采用FeS固体作为沉淀剂
D．向饱和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后，混合液中c(Fe2＋)变大、c(S2－)变小，但Ksp(FeS)变大
9．实验：①向盛有1 mL 0.1 ml·L－1 MgCl2溶液试管中加1 mL 0.2 ml·L－1 NaOH溶液，得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c。②向沉淀c中滴加0.1 ml·L－1 FeCl3溶液，沉淀变为红褐色。下列分析不正确的是( )
A．浊液a中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)
B．滤液b中不含有Mg2＋
C．②中颜色变化说明Mg(OH)2转化为Fe(OH)3
D．实验可以证明Fe(OH)3比Mg(OH)2更难溶
10．已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡MmAn(s)mMn＋(aq)＋nAm－(aq) Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Am－)，称为溶度积。某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性，查得如下资料(25 ℃)：
他们的实验步骤如下：
①往100 mL 0.1 ml·L－1的CaCl2溶液中加入0.1 ml·L－1的Na2SO4溶液100 mL立即有白色沉淀生成。
②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g，搅拌，静置后弃去上层清液。
③再加入蒸馏水搅拌，静置后再弃去上层清液。
④_____________________________________________________________。
(1)由题中信息知Ksp越大，表示电解质的溶解度越________(填“大”或“小”)。
(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)请写出该转化在实际生活、生产中的一个应用________________________。
11．毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质)，实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下： 【导学号：51182030】
(1)写出“浸取”环节发生的主要反应的离子方程式：
_____________________________________________________________。
实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的________。
a．烧杯 b．容量瓶 c．滴定管 d．玻璃棒
(2)如图是一些难溶氢氧化物在不同pH下的沉淀溶解图：
已知：Ksp(BaC2O4)＝1.6×10－7，Ksp(CaC2O4)＝2.3×10－9
①滤渣 Ⅰ 中含________(填化学式)。再加入NaOH调节pH＝12.5可除去________(填离子符号)。
②加入H2C2O4应避免过量的原因是__________________________________________________。
12．溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示，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度加快
C．60 ℃时溴酸银的Ksp约等于6×10－4
D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯
13．下列说法正确的是( )
A．根据Ksp(AgCl)＝1.77×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，可以推知AgCl的溶解度比Ag2CrO4的溶解度大
B．0.1 ml·L－1的ZnCl2溶液中通入足量硫化氢气体最终得不到ZnS沉淀是因为溶液中c(Zn2＋)·c(S2－)>Ksp(ZnS)
C．向碳酸钡沉淀中加入稀硫酸，沉淀发生转化，可推知硫酸钡的Ksp比碳酸钡的大
D．AgCl在10 mL 0.01 ml·L－1的KCl溶液中比在10 mL 0.05 ml·L－1的AgNO3溶液中溶解的质量多
14．(1)已知相关物质的溶度积常数见下表：
某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体，加入________，调至pH＝4，使溶液中的Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，此时溶液中的c(Fe3＋)＝________。过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl2·2H2O晶体。
(2)已知AgCl为难溶于水和酸的白色固体，Ag2S为难溶于水和酸的黑色固体。常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－18，Ksp(Ag2S)＝6.3×10－50。取AgNO3溶液，加NaCl溶液，静置，过滤，洗涤后，再加Na2S溶液，预测实验现象，并写出反应的离子方程式。 沉 淀 的 生 成 与 溶 解
沉 淀 的 转 化
化合物
PbSO4
PbCO3
PbS
溶解度/g
1.03×10－4
1.81×10－7
1.84×10－14
物质名称
硫化亚铁
硫化铜
硫化锌
溶度积
6.3×10－18
6.3×10－36
1.6×10－24
AgCl
Ag2SO4
Ag2S
AgBr
AgI
1.8×10－10
1.4×10－5
6.3×10－50
7.7×10－13
8.51×10－16
化合物
Zn(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ksp近似值
10－17
10－17
10－39
难溶电解质
CaCO3
CaSO4
MgCO3
Mg(OH)2
Ksp
2.8×10－9
9.1×10－6
6.8×10－6
1.8×10－11
物质
Cu(OH)2
Fe(OH)3
CuCl
CuI
Ksp
2.2×10－20
2.6×10－39
1.7×10－7
1.3×10－12