高中人教版 (2019)第四节 沉淀溶解平衡优秀达标测试

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3.4.2 沉淀溶解平衡的应用
本课重点
（1）沉淀的生成和溶解的应用
本课难点
（2）沉淀的转化的应用
一、选择题
1．（2021·全国高二专题练习）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热纯碱溶液的洗涤油污能力强；
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溶洞、珊瑚的形成；
④碳酸钡不能做“钡餐”而硫酸钡则能；
⑤泡沫灭火器灭火的原理。
A．②③④ B．①②③ C．③④⑤ D．①②③④⑤
【答案】A
【详解】
①碳酸钠是强碱弱酸盐，因为水解使其溶液呈碱性，升高温度，促进水解，碱性增强，碱能促进油脂水解，所以热纯碱溶液的洗涤油污能力强，应用了盐类水解原理，不是沉淀溶解平衡，故①不符合题意；
②钡离子为重金属离子，能使蛋白质变性，可溶性的钡盐有毒，钡离子和硫酸根离子反应生成不溶于酸和水的硫酸钡，即易溶性的物质能向难溶性的物质转化，所以可以用沉淀溶解平衡原理来解释；故②符合题意；
③水中含有钙离子，空气中有二氧化碳，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸和钙离子反应生成难溶性的碳酸钙，长时间反应，形成珊瑚，碳酸钙能与二氧化碳反应生成可溶的碳酸氢钙，溶洞的形成，溶洞、珊瑚的形成可以用沉淀平衡原理来解释，故③符合题意；
④胃酸的成分是盐酸，碳酸钡能和盐酸反应生成氯化钡和二氧化碳、水，硫酸钡和盐酸不反应，所以碳酸钡不能做“钡餐”而硫酸钡则能，可以用沉淀平衡原理来解释，故④符合题意；
⑤碳酸氢钠水解使其溶液呈碱性，硫酸铝水解使其溶液呈酸性，氢离子和氢氧根离子反应生成水，则碳酸氢钠和硫酸铝相互促进水解，从而迅速的产生二氧化碳，所以可以用盐类水解原理来解释泡沫灭火器灭火的原理，故⑤不符合；
综上所述，②③④符合溶解平衡原理，选项A正确；
答案为A。
2．（2021·广东高三月考）化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A．加入生石灰减少燃煤时排放的温室气体
B．用Na2S除去工业废水中的Cu2+和Hg2+
C．用纯碱溶液除油污，加热可提高去污能力
D．用硫酸铁除去水中的悬浮物
【答案】A
【详解】
A．煤燃烧时产生的温室气体为CO2，生石灰虽然可以和CO2反应生成碳酸钙，但碳酸钙在高温条件下还会分解释放CO2，所以不能减少燃煤时排放的温室气体，A错误；
B．向工业废水中加入Na2S，可以使Cu2+和Hg2+转化为CuS和HgS沉淀，从而除去，B正确；
C．纯碱即碳酸钠，水解显碱性，加热可以促进水解，增强碱性，提高去污能力，C正确；
D．硫酸铁溶于水后Fe3+水解生成氢氧化铁胶体，可以吸附水中的悬浮物，D正确；
综上所述答案为A。
3．（2021·陕西咸阳·高二期末）下列离子方程式书写正确的是
A．沉淀在水中的溶解：
B．的电离：
C．的水解：
D．明矾净水原理：
【答案】D
【详解】
A．沉淀在水中存在溶解平衡：，A错误；
B．分步电离，以第一步电离为主：，B错误；
C．溶于水铵根水解：，C错误；
D．明矾净水原理是因为电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体：，D正确；
答案选D。
4．（2013·北京高考真题）实验：①0.1mol·L-1AgNO3溶液和0.1mol·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0.1mol·L-1KI溶液，出现浑浊；③ 向沉淀c中滴加0.1mol·L-1KI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AgCI更难溶
【答案】B
【解析】A．浊液a中含有AgCl，存在沉淀的溶解平衡：AgCl（s）⇌Ag+（aq）+Cl-（aq），正确；B．滤液为AgCl的饱和溶液，也存在沉淀的溶解平衡，即存在Ag+，错误；C．向AgCl中滴加0.1mol•L-1KI溶液，白色AgCl沉淀变为黄色AgI沉淀，正确；D．向AgCl中滴加0.1mol•L-1KI溶液，白色AgCl沉淀变为黄色AgI沉淀，实验证明AgI比AgCl更难溶，正确；故选B。
5．（2021·全国高二专题练习）下列实验设计不能达到实验目的的是

实验目的
实验设计
A
向NaAlO2溶液中加入NaHCO3溶液，观察到有白色沉淀生成
证明AlO得质子的能力强于CO
B
工业酒精制备无水乙醇
工业酒精中加生石灰，蒸馏
C
检验NH3
用湿润的红色石蕊试纸检验
D
向NaCl、NaI的混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，生成淡黄色沉淀
证明Ksp(AgCl) > Ksp(AgI)
【答案】D
【详解】
A．向NaAlO2溶液中加入NaHCO3溶液，观察到有白色沉淀生成，发生了反应：AlO+ HCO+H2O=Al(OH)3↓+ CO，从而可以证明AlO得质子的能力强于CO；
B．工业酒精中加生石灰，蒸馏，可制备无水乙醇；
C．NH3溶于水生成NH3•H2O，溶液显碱性，能使石蕊的红色石蕊试纸变蓝；
D．向NaCl、NaI的混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，生成淡黄色沉淀不能证明Ksp(AgCl) ＞ Ksp(AgI)，因为NaCl和NaI的浓度未知，若NaCl浓度很小而NaI浓度很大，即使Ksp(AgCl) ＜ Ksp(AgI)，也有可能看到淡黄色沉淀，故不能达到实验目的。
故选D。
6．（2021·全国高三专题练习）某兴趣小组进行下列实验：
①将0.1 mol·L-1 MgCl2溶液和0.5 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合得到浊液
②取少量①中浊液，滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液，出现红褐色沉淀
③将①中浊液过滤，取少量白色沉淀，滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液，白色沉淀变为红褐色沉淀
④另取少量白色沉淀，滴加饱和NH4Cl溶液，沉淀溶解
下列说法中不正确的是
A．将①中所得浊液过滤，所得滤液中含少量Mg2+
B．①中浊液中存在沉淀溶解平衡：
Mg(OH)2(s)⇌ Mg2+(aq)+2OH-(aq)
C．实验②和③均能说明Fe(OH)3比Mg(OH)2难溶
D．NH4Cl溶液中的NH可能是④中沉淀溶解的原因
【答案】C
【分析】
将的溶液和的溶液等体积混合得到氢氧化镁悬浊液和氯化钠以及剩余氢氧化钠的混合物,氢氧化镁存在沉淀溶解平衡：。
【详解】
A．将①中所得浊液氢氧化镁过滤，氢氧化镁存在沉淀溶解平衡： ，所得滤液中含少量，故A正确；
B．①中浊液中存在氢氧化镁，存在沉淀溶解平衡：，故B正确；
C．实验②中是因为剩余的氢氧化钠和氯化铁之间反应生成氢氧化铁的缘故，不能说明比难溶，实验③中氢氧化镁沉淀转化为红褐色的氢氧化铁沉淀，发生的反应为，故C错误；
D．氢氧化镁存在沉淀溶解平衡：，加氯化铵会和氢氧根离子之间反应，所以平衡正向移动沉淀溶解，故D正确；
故选C。
7．（2011·福建高考真题）25℃时，在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中，加入过量金属锡（），发生反应：，体系中c（Pb2+）和c（Sn2）变化关系如右图所示。下列判断正确的是

A．往平衡体系中加入少量金属铅后，c（Pb2+）增大
B．往平衡体系中加入少量固体后，c（Sn2-）变小
C．升高温度，平衡体系中c（Pb2+）增大，说明该反应
D．25℃时，该反应的平衡常数K=2.2
【答案】D
【解析】A．往平衡体系中加入少量金属铅后，固体的浓度为常数，浓度不变，平衡不移动，c（Pb2+）不变，错误；B．往平衡体系中加入少量固体后，c（Sn2-）增大，错误；C．升高温度，平衡体系中c（Pb2+）增大，说明平衡向逆反应进行，升高温度平衡向吸热反应移动，故正反应为放热反应，，错误；D．由图可知，平衡时c（Pb2+）=0.10mol/L，c（Sn2+）=0.22mol/L，故该温度下反应的平衡常数K==2.2，正确；答案选D。
8．（2021·广东高三月考）一定温度下，AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)体系中，c(Ag+)和c(Cl−)的关系如图所示。下列说法错误的是

A．a、b、c三点对应的Kw相等
B．往d点的溶液中加入AgNO3溶液，可能会变到a点
C．AgCl在a点的溶解度一定比c点的大
D．该温度下，AgBr的溶解平衡曲线可能与线段bd相交
【答案】C
【详解】
A．a、b、c三点温度相同，则对应的Kw相等，A正确；
B．d点为不饱和溶液，加入AgNO3溶液，c(Ag+)变大，同时形成AgCl饱和溶液，c(Ag+)和c(Cl−)的乘积位于曲线上，所以可能会变到a点，B正确；
C．温度相同，则AgCl的溶解度相同，C错误；
D．AgBr的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq)，与AgCl溶液中相似，且AgBr的Ksp更小，所以应位于图示曲线的左下方，可能与线段bd相交，D正确；
综上所述答案为C。
9．（2021·四川武侯·成都七中高三月考）常温下，向一定浓度的硝酸银溶液中逐滴加入的氨水，反应过程中或与加入氨水体积的关系如图所示。下列说法正确的是

A．原硝酸银溶液的浓度是
B．反应生成氢氧化银的的数量级为
C．的浓度b点小于m点
D．溶液m点
【答案】A
【分析】
向硝酸银溶液中，逐滴加入氨水，先生成氢氧化银沉淀，银离子浓度减小，加入过量的氨水，氢氧化银和氨水反应生成Ag(NH3) 2+ 。
【详解】
A．由图像可知加入10mL0.1mol⋅L−1的氨水，恰好生成氢氧化银沉淀，发生反应Ag++NH3⋅H2O=AgOH↓+NH4+，所以原硝酸银溶液的浓度是0.1mol⋅L−1，A正确；
B．硝酸银完全生成氢氧化银沉淀时，银离子浓度是10-4mol/L，氢氧化银的Ksp(AgOH)的数量级为10−8，B错误；
C．b→m发生反应AgOH+2NH3⋅H2O=[Ag(NH3)2]++OH−+2H2O，氢氧根离子结合铵根离子生成一水合氨，所以溶液b点NH4+的浓度大于溶液m点的NH 浓度，C错误；
D．根据电荷守恒，溶液m点c(NO)+c(OH−)=c(Ag+)+c(NH)+c[Ag(NH3)2]++c(H+)，m点[Ag(NH3)2]+的浓度是0.01mol/L，溶液呈碱性，所以c(NO ) 答案选A。
10．（2021·鄂尔多斯市第一中学高二月考）常温下，将0.1molBaSO4粉末置于盛有500mL蒸馏水的烧杯中，然后烧杯中加入Na2CO3固体(忽视溶液体积的变化)并充分搅拌，加入Na2CO3固体的过程中，溶液中几种离子的浓度变化曲线如图所示，下列说法中正确的是

A．相同温度时，Ksp(BaSO4)＞Ksp(BaCO3)
B．BaSO4在水中的溶解度、Ksp均比在BaCl2溶液中的大
C．反应BaSO4(s)+CO(aq)BaCO3(s)+SO(aq)的K2＜K1
D．若使0.1molBaSO4全部转化为BaCO3，至少要加入2.6molNa2CO3
【答案】D
【分析】
根据题中信息，向硫酸钡中加入碳酸钠溶液，生成碳酸钡沉淀，钡离子浓度降低，硫酸根浓度增大，因此MP曲线为硫酸根，MN曲线为钡离子。
【详解】
A．当碳酸根浓度为0时，c()＝1.0×10−5mol∙L−1，25℃，Ksp(BaSO4)=1×10−10，在N点Ksp(BaCO3)=0.5×10−5×5×10−4=2.5×10−9，Ksp(BaSO4)＜Ksp(BaCO3)，故A错误；
B．BaSO4在水中的溶解度比在BaCl2溶液中的大，但Ksp在水中或BaCl2溶液中都一样大，故B错误；
C．Ksp(BaSO4)=1×10−10，在N点Ksp(BaCO3)=0.5×10−5×5×10−4=2.5×10−9，在反应BaSO4(s)+(aq)BaCO3(s)+(aq)的K1=，的K2=，则K2＞K1，故C错误；
D．若使0.1mol BaSO4全部转化为BaCO3，先沉淀需要0.1mol碳酸钠，此时溶液中c()＝，则此时c(Ba2+)＝，则此时c()，则需要的n(Na2CO3)= 5mol∙L−1×0.5L=2.5mol，因此至少要加入2.5mol+0.1mol=2.6molNa2CO3，故D正确；
答案为D。
11．（2021·靖远县第四中学）25℃时，lgS()随pH变化如图所示，下列说法错误的是
已知：S()(单位：)表示的溶解度。

A．饱和溶液中
B．已知，则水中
C．pH变化时，溶液中始终存在：
D．当pH<7时，
【答案】C
【详解】
A．由物料守恒可知，氟化钙饱和溶液中存在如下关系，故A正确；
B．氟化钙饱和溶液中，氟离子浓度是钙离子浓度的两倍，由溶度积可得，则溶解度，故B正确；
C．氢氟酸为弱酸，若向氟化钙饱和溶液中加入强酸，氟离子与氢离子反应使氟离子浓度减小、钙离子浓度增大，溶液中氟离子浓度会小于钙离子，故C错误；
D．氟离子在溶液中水解，使溶液呈碱性，若向氟化钙饱和溶液中加入盐酸使溶液pH<7，由电荷守恒关系可得，则，故D正确；
故选C。
12．（2021·咸丰春晖学校高二月考）常温下，已知KSP(ZnS)=1.6×10-24，KSP(CuS)=1.3×10-36.如图所示 CuS和ZnS饱和溶液中阳离子(R2+ )浓度与阴离子( S2- )浓度的负对数关系，下列说法不正确的是

A．曲线A表示的是CuS，曲线B表示的是ZnS
B．向CuS饱和溶液中加入CuCl2固体，CuS的溶解平衡逆向移动，KSP(CuS)减小
C．p点表示CuS或ZnS的不饱和溶液
D．向曲线A表示的溶液中加入Na2S溶液，不可能实现n点到m点的转换
【答案】B
【详解】
A．-lgc(S2-)、-lgc(R2+)的值越大，说明离子浓度越小，-lgc(S2-)与-lgc(R2+)的乘积越大，说明该物质的溶度积常数Ksp越小，对应溶质越难溶于水。根据题目已知条件可知：KSP(ZnS)＞KSP(CuS)，所以曲线A表示以CuS，曲线B表示ZnS，A正确；
B．KSP(CuS)只与温度有关，温度不变，KSP(CuS)不变，B错误；
C．由于c(S2-)×c(R2+)=KSP，p点时c(S2-)×c(R2+)＜KSP，所以p点表示的是CuS或ZnS的不饱和的溶液，C正确；
D．根据选项A分析可知：曲线A表示以CuS，曲线B表示ZnS。m、n点的金属阳离子c(Cu2+)、c(Zn2+)相同，是ZnS、CuS的饱和溶液，曲线A表示的溶液是CuS饱和溶液，向其中加入Na2S溶液，c(S2-)增大，c(Cu2+)会减小，因此不可能实现n点到m点的转换，D正确；
故合理选项是B。
13．（2017·全国高考真题）在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是

A．的数量级为
B．除反应为Cu+Cu2++2=2CuCl
C．加入Cu越多，Cu+浓度越高，除效果越好
D．2Cu+=Cu2++Cu平衡常数很大，反应趋于完全
【答案】C
【解析】A．Ksp(CuCl)=c(Cu+)·c(Cl－)，在横坐标为1时，纵坐标大于－6，所以Ksp(CuCl)的数量级是10－7，A正确；B．除去Cl－反应应该是Cu+Cu2＋＋2Cl－＝2CuCl，B正确；C．加入Cu越多，Cu+浓度越高，除Cl－效果越好，但同时溶液中，Cu2＋浓度也增大，会在阴极被还原为Cu，影响炼锌的产率和纯度，错误；D．在没有Cl－存在的情况下，反应2Cu＋＝Cu2＋＋Cu趋于完全，D正确，答案选C。
二、非选择题
14. 工业废水中常含有一定量的，易被人体吸收积累而导致肝癌。处理工业含铬废水的方法通常是将转化为，再将转化为沉淀。
（1）利用硫酸工业废气中的可以处理酸性含铬废水，用离子方程式表示反应原理：___________________。
（2）常温下，，除去被还原所得溶液中的[使]，需调节溶液的pH至少为___________________。
（3）和类似，也是两性氢氧化物。写出___________________。
（4）在强碱中可被氧化为，发生反应的离子方程式为___________________。控制其他条件不变，反应温度对转化率的影响如图所示。请分析温度超过70℃时转化率下降的原因：___________________。

【答案】（1）
（2）6
（3）
（4） 在较高温度下发生分解，浓度降低，氧化能力下降
【解析】（1）酸性含铬废水中含有，具有较强的氧化性，与发生氧化还原反应，结合得失电子守恒和元素守恒可得反应的离子方程式：。
（2）常温下，，溶液中时，，此时溶液的。
（3）和类似，也是两性氢氧化物，而发生酸式电离的方程式为，类比推理写出的酸式电离方程式。
（4）在强碱中被氧化为，而则被还原为，反应的离子方程式为。分析反应温度对转化率的影响可知，随着温度的升高，开始阶段转化率增大，温度超过70℃时，转化率下降，其原因可能是在较高温度下发生分解， 浓度降低，氧化能力下降。
15．（2021·山东高三专题练习）从石油废催化剂(主要含有Al2O3、V2O5、Ni、Mo、Fe等)中回收钒、钼，是提取这些紧缺金属的重要方法。国内采用的一种工业流程如下：

回答下列问题：
（1）对原料进行了两次焙烧，第一次焙烧的主要目的是___________。第二次焙烧时V2O5发生反应的化学方程式为___________。
（2）水浸取滤渣中主要含有氧化镍、三氧化二铁。“沉铁”时，若溶液中c(Ni2＋)=0.35mol·L-1，加入碳酸钠调节溶液的pH为___________可使Fe3＋恰好沉淀完全(离子浓度≤1.0×10-5mol·L-1)，此时___________(填“有”或“无”)Ni(OH)2沉淀生成。(假设溶液体积不变，lg6≈0.8；Ksp[Fe(OH)3]=2.16×10-39，Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15)

（3）加入NH4Cl调节pH到8.5，将钒元素以偏钒酸铵的形式分离出来，加氨系数K(铵盐与钒含量换算比)和温度影响如上图所示，则K最佳值约为___________，最佳温度约为___________，温度过高会使沉钒率下降，原因是___________。
（4）钼酸铵溶液可以结晶出二钼酸铵[(NH4)2Mo2O7，分子量为340]，取少量晶体，一定条件下受热分解的热重曲线如图所示：

则597℃时，二钼酸铵热分解的化学方程式为___________。
【答案】
（1） 去除废催化剂表面的有机物 V2O5＋Na2CO3 2NaVO3＋CO2
（2） 2.8 无
（3） 4 80 氯化铵水溶液氨气挥发加剧，铵根离子浓度下降
（4）(NH4)2Mo2O72MoO3＋2NH3＋H2O
【分析】
石油废催化剂(主要含有Al2O3、V2O5、Ni、Mo、Fe等)进行焙烧破碎后生成金属氧化物(Al2O3、V2O5、NiO、MoO3及Fe2O3等)，再经过苏打(Na2CO3)焙烧，得到偏铝酸钠、偏钒酸钠及不溶于水的NiO、MoO3及Fe2O3，再进行酸浸后，NiO、MoO3及Fe2O3溶于酸形成相应的金属离子，再调节适当pH沉铁；向水浸取后所得的溶质中通入二氧化碳可将偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀而除去，再向溶液中加入NH4Cl调节适当pH沉钒得到偏钒酸铵，最后经过离子交换过程回收Mo元素，得到钼酸铵，据此分析解题。
（1）
废催化剂(主要含有Al2O3、V2O5、Ni、Mo、Fe等)进行一次焙烧，主要是为了将金属单质Ni、Mo、Fe转化为相应的金属氧化物；第二次焙烧过程中加入碳酸钠，其中五氧化二钒、氧化铝均会与碳酸钠发生反应，其五氧化二钒与碳酸钠高温焙烧会生成偏钒酸钠与二氧化碳，其化学方程式为：V2O5＋Na2CO32NaVO3＋CO2；
（2）
c(Fe3＋)=1.0×10-5mol·L-1时，根据Ksp的公式可知，溶液中的，此时pH=-lgc(H＋)=-lg=lg6-12＋14≈2.8，Qc=c(Ni2＋)c2(OH-)=0.35×(6.0×10-12)2=2.1×10-12，因Qc＞Ksp[Ni(OH)2]，所以无Ni(OH)2生成；
（3）
加入NH4Cl调节pH到8.5，将钒元素以偏钒酸铵的形式分离出来，根据图像可知，加氨系数K(铵盐与钒含量换算比)对钒的沉淀率影响图像可知，当K在4附近时，沉淀率可达到最大，则K最佳值约为4；再根据钒的沉淀率随温度的变化曲线可知，温度最佳值约为80℃；因为铵盐受热易分解，所以温度过高会使沉钒率下降；
（4）
设有1 mol (NH4)2Mo2O7，则其质量为340 g，在597℃时，固体损失340g×(1-84.7%)=52 g，因为铵盐受热易分解，结合分解前后固体质量变化分析可知，固体损失的质量为2 mol NH3与1 mol H2O的质量，所以余下固体应为MoO3，发生反应的化学方程式为：(NH4)2Mo2O72MoO3＋2NH3＋H2O。