高中化学苏教版 (2019)选择性必修1专题3 水溶液中的离子反应第四单元 沉淀溶解平衡第2课时课时练习

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第2课时　沉淀溶解平衡原理的应用必备知识基础练进阶训练第一层知识点一沉淀的生成1．除去NaCl中的FeCl3，需加入的试剂是(　　)A．NaOH    B．石灰水C．铜片    D．氨水2．要想除去废水中的Pb2＋，最好选用下列哪种试剂[已知：Ksp(PbCl2)＝1.9×10－14；Ksp(PbSO4)＝1.06×10－8；Ksp(PbCO3)＝3.3×10－14；Ksp(PbS)＝3.4×10－28](　　)A．NaCl    B．Na2SC．Na2SO4    D．Na2CO33．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4～5B．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4～5D．加入纯Cu将Fe2＋还原为Fe4．一定温度下，石灰乳悬浊液中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)⇌Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)，当向一定量的石灰乳悬浊液中加入少量生石灰后并恢复到原来的温度，下列说法正确的是(　　)A．溶液的pH增大B．溶液中c(Ca2＋)增大C．溶液中Ca2＋数目减少D．溶液中溶质的质量分数增大 知识点二沉淀的溶解5.向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出现白色沉淀，继续滴加一滴KI溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴入一滴Na2S溶液并振荡，沉淀又变成黑色。根据上述变化过程，分析此三种沉淀物的溶解度关系为(　　)A．AgCl＝AgI＝Ag2SB．AgCl<AgI<Ag2SC．AgCl>AgI>Ag2SD．AgI>AgCl>Ag2S6．常温下几种难溶电解质的溶度积如下表所示：物质名称硫化亚铁硫化铜硫化锌溶度积6.3×10－186.3×10－366.3×10－24向含有等物质的量浓度的FeCl2、CuSO4、ZnSO4混合溶液中滴加0.01 mol·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＋ 知识点三  沉淀的转化7.下列现象不能用沉淀溶解平衡移动原理解释的是(　　)A．相同温度下，AgCl在水中的溶解度大于在氯化钠溶液中的溶解度B．浓FeCl3溶液滴入沸水中继续加热形成红褐色透明液体C．自然界地表层原生铜矿变成CuSO4溶液向下层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)D．加入少量AgCl固体可以除去氯化钠溶液中的少量硫化钠杂质   关键能力综合练进阶训练第二层一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。1．欲使Mg(OH)2的溶解平衡向沉淀溶解的方向移动，可采用的方法是(　　)A．增大pHB．加入NH4Cl固体C．加入MgSO4固体D．加入适量95%乙醇2．自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是(　　)A．CuS的溶解度大于PbS的溶解度B．原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性C．CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓D．整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应3．以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有少量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，可推知MnS具有的相关性质是(　　)A．具有吸附性B．溶解度与CuS、PbS、CdS等相同C．溶解度大于CuS、PbS、CdSD．溶解度小于CuS、PbS、CdS4．取1 mL 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液进行如下实验(实验中所用试剂浓度均为0.1 mol·L－1)。下列说法不正确的是(　　)A．实验①白色沉淀是难溶的AgClB．若按②①顺序实验，能看到白色沉淀C．若按①③顺序实验，能看到黑色沉淀D．由实验②说明AgI比AgCl更难溶5．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．ZnOC．ZnSO4    D．Fe2O36．要使工业废水中的重金属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：化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.03×10－41.81×10－71.84×10－14由上述数据可知，选用的沉淀剂最好为(　　)A．硫化物    B．硫酸盐C．碳酸盐    D．以上沉淀剂均可7．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中含有Ag＋C．③中颜色变化说明AgCl转化为AgID．实验可以证明AgCl比AgI更难溶8．已知：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，Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大C．25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小D．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF29．工业上用化学法除锅炉的水垢时，先向锅炉中注入饱和Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去[已知：Ksp(CaCO3)＝1×10－10，Ksp(CaSO4)＝9×10－6]，下列说法错误的是(　　)A．升高温度，Na2CO3溶液的Kw和c(OH－)均会增大B.沉淀转化的离子方程式为CO(aq)＋CaSO4(s)⇌CaCO3(s)＋SO(aq)C.该条件下，CaCO3溶解度约为1×10－3 gD.CaSO4和CaCO3共存的悬浊液中，＝9×10410．已知几种难溶电解质的溶度积常数Ksp(25 ℃)见下表：难溶电解质AgClAgBrAgIAg2SO4Ag2CrO4Ksp1.8×10－105.4×10－138.5×10－171.4×10－51.12×10－12下列叙述不正确的是(　　)A．由溶度积常数可判断在相同条件下一些物质的溶解性大小B．将等体积的4×10－3 mol·L－1的AgNO3溶液和4×10－3 mol·L－1的K2CrO4溶液混合，有Ag2CrO4沉淀产生C．向AgCl的悬浊液中滴加饱和NaBr溶液可以得到黄色AgBr悬浊液D．向100 mL 0.1 mol·L－1的Na2SO4溶液中加入1 mL 0.1 mol·L－1的AgNO3溶液，有白色沉淀生成二、非选择题11．某小型化工厂生产皓矾(ZnSO4·7H2O)的工艺流程如下图所示：已知：开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为Fe(OH)3：2.7～3.7；Fe(OH)2：7.6～9.6；Zn(OH)2：5.7～8.0。试回答下列问题：(1)加入的①应是________，其目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)加入的②，供选择使用的有：氨水、NaClO溶液、20% H2O2溶液、浓硫酸、浓硝酸等，应选用________，其理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)加入的③是______________(答案合理即可)，目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。12．工业制胆矾时，将粗制CuO粉末(含杂质FeO、Fe2O3)慢慢加入适量的稀H2SO4中完全溶解，除去杂质离子后，再蒸发结晶可得纯净的胆矾晶体。已知常温下：pH≥9.6时，Fe2＋以Fe(OH)2的形式完全沉淀；pH≥6.4时，Cu2＋以Cu(OH)2的形式完全沉淀；pH在3～4时，Fe3＋以Fe(OH)3的形式完全沉淀。回答下列问题：(1)为除去溶液中的Fe2＋，可先加入________(填序号)，将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式为________________________，然后加入适量的________(填序号)，调整溶液的pH至________，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀。A．CuO    B．Cl2C．Cu(OH)2    D．H2O2(2)甲同学怀疑调整至溶液pH＝4是否能达到除去Fe3＋而不损失Cu2＋的目的，乙同学认为可以通过计算确定，他查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp＝1×10－38，Cu(OH)2的溶度积Ksp＝3×10－20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时就认为沉淀完全，设溶液中CuSO4的浓度为3 mol·L－1，则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为________，Fe3＋完全沉淀时溶液的pH为________，通过计算确定上述方案________(填“可行”或“不可行”)。  第2课时　沉淀溶解平衡原理的应用必备知识基础练1．答案：A解析：在除去FeCl3时，不能引入新的杂质。2．答案：B解析：由题意可知PbS的溶解度最小，用S2－沉淀废水中的Pb2＋最完全。3．答案：A解析：根据题干信息，A项中的操作可将Fe2＋先转化为Fe3＋，再转化为Fe(OH)3而除去，A项正确；在酸性溶液中H2S与Fe2＋不反应，而H2S与Cu2＋生成CuS沉淀，B项错误；C项中的操作会引入新的杂质NH，C项错误；由金属的活动性Fe>Cu知，D项错误。4．答案：C解析：一定温度下，向石灰乳悬浊液中加入少量生石灰，发生反应：CaO＋H2O===Ca(OH)2，消耗水，原溶液已达到饱和，反应后仍为饱和溶液，c(OH－)不变，溶液的pH不变，A错误；溶解平衡向逆反应方向移动，溶液中Ca2＋数目减少，但浓度不变，B错误，C正确；反应后仍为饱和溶液，溶液中溶质的质量分数不变，D错误。5．答案：C解析：沉淀溶解平衡总是向更难溶的方向转化，由转化现象可知三种沉淀物的溶解度关系为AgCl>AgI>Ag2S。6．答案：B解析：组成结构相似的物质，Ksp越小越易形成沉淀。硫化铜的溶度积最小，Cu2＋最先沉淀，然后是Zn2＋、Fe2＋。7．答案：B解析：B项为胶体的形成，不能用沉淀溶解平衡移动原理解释。 关键能力综合练1．答案：B解析：Mg(OH)2饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)⇌Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)。增大pH或加入MgSO4固体，c(OH－)或c(Mg2＋)增大，沉淀溶解平衡左移；加入适量95%乙醇对Mg(OH)2的溶解平衡无影响；加入NH4Cl固体，NH与OH－结合生成弱电解质NH3·H2O，c(OH－)减小，Mg(OH)2的溶解平衡向沉淀溶解的方向移动。2．答案：D解析：CuSO4与PbS反应可生成CuS，所以CuS的溶解度小于PbS的溶解度，A项错误；硫化物中硫的化合价为－2，均具有还原性，B项错误；ZnS难溶于水，不能写成离子形式，C项错误；铜的硫化物首先被氧化成CuSO4，然后硫酸铜与ZnS、PbS发生复分解反应生成更难溶的CuS，D项正确。3．答案：C解析：MnS与Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋反应生成溶解度更小的硫化物。4．答案：B解析：AgNO3溶液中的Ag＋和过量的NaCl溶液中的Cl－生成AgCl白色沉淀，离子方程式为Ag＋＋Cl－===AgCl↓，所以沉淀为难溶的AgCl，故A正确；一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现，AgI的溶解度比AgCl小，所以AgI不易生成AgCl，所以若按②①顺序实验，看不到白色沉淀，故B错误；2AgCl(s)＋S2－(aq)⇌Ag2S(s)＋2Cl－(aq)，Ag2S比AgCl更难溶，溶解度更小，所以若按①③顺序实验，能看到黑色沉淀，故C正确；一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现，实验②的白色沉淀AgCl生成了黄色的AgI沉淀，说明AgI比AgCl更难溶，故D正确。5．答案：B解析：溶液中含有FeCl3杂质，将溶液调至pH＝4，可使Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀而除去。注意不能引入新的杂质，可加入ZnO和酸反应调节溶液pH，使铁离子全部沉淀。6．答案：A解析：要将Pb2＋沉淀，就要形成溶解度更小的物质，由题表中数据可知，PbS的溶解度最小，故沉淀剂最好为硫化物。7．答案：D解析：在浊液a中，存在AgCl的沉淀溶解平衡，A项正确；在滤液b中，仍含有少量Ag＋，故在滤液b中加入KI溶液生成了AgI沉淀，B项正确；由于AgI比AgCl更难溶解，向沉淀c中加入0.1 mol·L－1 KI溶液，能发生沉淀的转化，生成黄色的AgI，C项正确，D项错误。8．答案：B解析：A项，Mg(OH)2的溶度积小，故其电离的Mg2＋浓度要小一些，错误；B项，NH可以结合Mg(OH)2电离出的OH－，从而促使Mg(OH)2的溶解平衡正向移动，c(Mg2＋)增大，正确；C项，Ksp仅与温度有关，故错误；D项，二者Ksp接近，使用浓NaF溶液可以使Mg(OH)2转化成为MgF2，故D错误。9．答案：C解析：升高温度，水的电离平衡正向移动，Kw增大，Na2CO3水解平衡正向移动，c(OH－)增大，故A项正确；沉淀由难溶物质转变为更难溶的物质，故B项正确；由Ksp(CaCO3)可知饱和CaCO3溶液的浓度为1×10－5 mol·L－1，100 mL饱和CaCO3溶液中含有CaCO3为1×10－4 g，溶解度约为1×10－4 g，故C项错误；CaSO4和CaCO3共存的悬浊液中，＝＝9×104，故D项正确。10．答案：D解析：D项，混合溶液中c(Ag＋)＝0.1 mol·L－1×≈0.001 mol·L－1，c2(Ag＋)·c(SO)＝0.0012×0.1＝1×10－7<1.4×10－5，故不会产生沉淀。11．答案：(1)Fe　将Cu2＋、Fe3＋等杂质离子除去(2)20% H2O2溶液　H2O2作氧化剂，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，且不引入其他杂质(3)ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3(答案合理即可)　调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去解析：向含杂质的ZnSO4饱和溶液中加入Fe，发生反应：Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，然后把Fe2＋氧化成Fe3＋。在选择氧化剂时，应使用H2O2，因为H2O2的还原产物为H2O，不引入新杂质，然后通过调节溶液的pH，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀而除去。12．答案：(1)D　2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　AC　3～4(2)4　3　可行解析：(1)由于沉淀所需的pH：Fe2＋>Cu2＋>Fe3＋，故要除去溶液中的Fe2＋，必须先加入氧化剂将Fe2＋氧化，为了不引入杂质，加入的氧化剂选H2O2，故选D，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。pH在3～4时，Fe3＋以Fe(OH)3的形式完全沉淀，为了不引入杂质，然后加入适量的CuO[或Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3]，故选AC，调整溶液的pH至3～4，使Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀。(2)常温下，Cu(OH)2开始沉淀时c(Cu2＋)·c2(OH－)＝Ksp[Cu(OH)2]＝3×10－20，c(OH－)＝＝1×10－10 mol·L－1，c(H＋)＝1×10－4 mol·L－1，Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH＝4。Fe3＋完全沉淀时c(Fe3＋)<1×10－5 mol·L－1，c(Fe3＋)·c3(OH－)＝Ksp[Fe(OH)3]＝1×10－38，c(OH－)＝＝1×10－11 mol·L－1，c(H＋)＝1×10－3 mol·L－1，Fe3＋完全沉淀时溶液的pH＝3。根据计算结果知上述方案可行。