高中鲁科版 (2019)第3节 沉淀溶解平衡课后复习题

这是一份高中鲁科版 (2019)第3节 沉淀溶解平衡课后复习题，共13页。试卷主要包含了下列说法正确的是，用0，已知物质的溶度积常数等内容，欢迎下载使用。
分层作业19　沉淀溶解平衡
A级 必备知识基础练
1.在温热气候条件下,浅海地区有厚层的石灰石沉积,而深海地区却很少。下列分析不正确的是(　　)
A.与深海地区相比,浅海地区水温较高,有利于游离的CO2增多、石灰石沉积
B.与浅海地区相比,深海地区压强大,石灰石岩层易被CO2溶解,沉积少
C.深海地区石灰石岩层的溶解反应为:CaCO3(s)+H2O(l)+CO2(aq)═Ca(HCO3)2(aq)
D.海水呈弱酸性,大气中CO2浓度增加,会导致海水中CO32-浓度增大
2.把氢氧化钙放入蒸馏水中,一段时间后达到如下平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),加入以下溶液,可使Ca(OH)2减少的是(　　)
A.Na2S溶液
B.AlCl3溶液
C.NaOH溶液
D.CaCl2溶液
3.对于难溶盐MX,其饱和溶液中M+、X-的物质的量浓度之间的关系类似于c平(H+)·c平(OH-)=KW,存在等式c平(M+)·c平(X-)=Ksp。现将足量的AgCl分别加入下列物质中,溶解度由大到小的排列顺序是(　　)
①20 mL 0.01 mol·L-1 KCl溶液　②30 mL 0.02 mol·L-1 CaCl2溶液　③40 mL 0.03 mol·L-1 HCl溶液　④10 mL蒸馏水　⑤50 mL 0.05 mol·L-1 AgNO3溶液
A.①>②>③>④>⑤
B.④>①>③>②>⑤
C.⑤>④>②>①>③
D.④>③>⑤>②>①
4.CaSO4微溶于水,溶于水的部分可以形成CaSO4饱和溶液,其饱和溶液中存在平衡:CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO42-(aq),分别采取下列措施,能使溶液中c(Ca2+)增大的是(　　)
A.降温
B.加入CaSO4
C.加入BaCl2
D.加水
5.下列说法正确的是(　　)
A.在一定温度下的AgCl水溶液中,Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数
B.AgCl的Ksp=1.8×10-10 mol2·L-2,在任何含AgCl固体的溶液中,c平(Ag+)=c平(Cl-),且Ag+和Cl-浓度的乘积等于1.8×10-10 mol2·L-2
C.温度一定时,在AgCl饱和溶液中,Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数
D.向饱和AgCl溶液中加入盐酸,Ksp变大
6.某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液的pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析,下列判断错误的是(　　)

A.Ksp[Fe(OH)3]c平(Cl-)>c平(C2O42-)
C.实验3中MnO4-被还原成Mn2+,则反应的离子方程式:2MnO4-+5C2O42-+14H+═2Mn2++10CO2↑+7H2O
D.依据实验4可得:Ksp(CaC2O4)c平(OH-)>c平(H+)
B.pH=6.5时的废水中含铅微粒有Pb2+、[Pb(OH)]+
C.pH=12时,溶液中的离子有且仅有[Pb(OH)3]-、[Pb(OH)4]2-、OH-、H+和NH4+
D.pH=10时,除铅效果最好
13.已知t ℃时AgCl的Ksp=4×10-10 mol2·L-2,在t ℃时,Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.在t ℃时,Ag2CrO4的Ksp为1×10-11 mol3·L-3
B.在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4(s)可使溶液由Y点到Z点
C.在t ℃,反应Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrO42-(aq)的平衡常数K=6.25×107 L·mol-1
D.在t ℃时,用0.001 mol·L-1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.001 mol·L-1 KCl和0.001 mol·L-1的K2CrO4的混合溶液,CrO42-先沉淀
14.(1)工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们对人类及生态系统会产生很大损害,必须进行处理。Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq),室温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=c平(Cr3+)·c平3(OH-)=10-32 mol4·L-4,要使c平(Cr3+)降低为10-5 mol·L-1,溶液的pH应调至____________。 
(2)在0.10 mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌,有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当溶液的pH=8时,c平(Cu2+)=____________mol·L-1{Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20 mol3·L-3}。若在0.1 mol·L-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体,使Cu2+完全沉淀为CuS,此时溶液中的H+浓度是____________ mol·L-1。 
15.某电镀废水中含有大量的Cr3+、CrO42-或Cr2O72-。
(1)铝铬铁矿的主要化学成分为FeCrAlO4,含Cr2O332%~38%,其中铁元素的化合价为____________价。 
(2)含有Cr2O72-的废水毒性较大,对该废水做如下处理,则发生反应的离子方程式为________________________。 
Cr2O72-Cr3+
(3)已知铬酸钠(Na2CrO4)中,各种含铬离子的分布分数与pH变化的关系如图所示。铬酸(H2CrO4)第二步电离的电离常数Ka2=____________ mol·L-1。 

C级 学科素养拔高练
16.某硫酸工厂的酸性废水中砷(As)元素含量极高,为控制砷的排放,可采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。请回答以下问题:
表1　几种盐的Ksp
难溶物
Ksp
Ca3(AsO4)2
6.8×10-19 mol5·L-5
CaSO4
7.1×10-5 mol2·L-2
FeAsO4
5.7×10-21 mol2·L-2

表2　工厂污染物排放浓度及允许排放标准
污染物
H2SO4
As
废水浓度
29.4 g·L-1
1.6 g·L-1
排放标准
pH=6~9
0.5 mg·L-1

(1)该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度为____________ mol·L-1。 
(2)若酸性废水中Fe3+的浓度为1.0×10-4 mol·L-1,则c平(AsO43-)= ____________mol·L-1。 
(3)工厂排放出的酸性废水中的三价砷(弱酸H3AsO3)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷(弱酸H3AsO4),此时MnO2被还原为Mn2+,该反应的离子方程式为________________________________________________。 
(4)在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入生石灰调节pH=2,再投入生石灰将pH调节到8左右,使五价砷以Ca3(AsO4)2的形式沉降。
①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为________________________________________________。 
②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀,原因为___________________。
③砷酸(H3AsO4)分步电离的平衡常数(25 ℃)为Ka1=5.6×10-3 mol·L-1,Ka2=1.7×10-7 mol·L-1,Ka3=4.0×10-12 mol·L-1,第三步电离的平衡常数表达式为Ka3=____________,Na3AsO4第一步水解的离子方程式为AsO43-+H2OHAsO42-+OH-,该步水解的平衡常数(25 ℃)为________________________。 

分层作业19　沉淀溶解平衡
1.D　解析 海水中CO2的溶解度随温度的升高而减小,随压力的增大而增大,在浅海地区,海水层压力较小,同时水温比较高,因而CO2的浓度较小,即游离的CO2增多,根据平衡移动原理,反应向生成CaCO3方向进行,产生石灰石沉积,A项正确;在深海地区溶解的CO2较多,石灰石岩层易被CO2溶解,沉积少,B项正确;在深海地区中,石灰石溶解反应为CaCO3(s)+H2O(l)+CO2(aq)Ca(HCO3)2(aq),C项正确;大气中CO2浓度增加,海水中溶解的CO2随之增大,导致CO32-转化为HCO3-,CO32-浓度降低,D项错误。
2.B　解析 Na2S水解使溶液显碱性,增大了溶液中OH-的浓度;NaOH会提供大量OH-;CaCl2会增大Ca2+的浓度,所以A、C、D选项都会使平衡向左移动,从而使Ca(OH)2增多。AlCl3中的Al3+可与OH-发生反应生成Al(OH)3沉淀,使平衡向右移动,促进Ca(OH)2的溶解。
3.B　解析 AgCl的沉淀溶解平衡为AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),由于c平(Ag+)·c平(Cl-)=Ksp,c平(Cl-)或c平(Ag+)越大,越能抑制AgCl的溶解,AgCl的溶解度越小。注意AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag+或Cl-的浓度有关,而与溶液的体积无关。①中c平(Cl-)=0.01 mol·L-1,②中c平(Cl-)=0.04 mol·L-1,③中c平(Cl-)=0.03 mol·L-1,④中无Cl-和Ag+,⑤中c平(Ag+)=0.05 mol·L-1。Ag+或Cl-浓度由小到大的顺序为④⑤。
4.C　解析 降温时溶解度减小,钙离子浓度减小,故A错误;CaSO4饱和溶液中再加入硫酸钙,不再溶解,钙离子浓度不变,故B错误;加入BaCl2时,钡离子与硫酸根离子生成更难溶的硫酸钡沉淀,平衡正向移动,钙离子浓度增大,所以C正确;加水稀释时,钙离子浓度减小,故D错误。
5.C　解析 AgCl的溶度积是饱和溶液中c平(Ag+)与c平(Cl-)的乘积,只受温度的影响,C正确,D错误;在含有AgCl固体的溶液中Ag+、Cl-不一定只来源于AgCl的溶解,二者浓度不一定相等,B错误;A中不一定是饱和溶液,A错误。
6.B　解析 比较b、c两点,金属离子的浓度相同,对应的pH分别为1.3、4.4,即前者c(OH-)小,根据Ksp的计算公式可得Ksp[Fe(OH)3]Ksp(CaC2O4),故依据实验4可得:Ksp(CaC2O4)c平(H+),故A错误;由题图可知pH=6.5时,含铅微粒有Pb2+、[Pb(OH)]+,故B正确;由题图可知pH=12时,溶液中的离子有[Pb(OH)3]-、[Pb(OH)4]2-、OH-、H+和NH4+,故C正确;pH=10时,由题图可知Pb(OH)2的物质的量分数最大,除铅效果最好,故D正确。
13.D　解析 在t ℃时,Ag2CrO4的溶度积Ksp(Ag2CrO4)=c平2(Ag+)·c平(CrO42-)=(1×10-3)2×10-5 mol3·L-3=1×10-11 mol3·L-3,A正确;在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4(s),c平(CrO42-)增大,c平(Ag+)减小,可使溶液由Y点到Z点,故B正确;在t ℃,Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrO42-(aq)的平衡常数K=c平(CrO42-)c平2(Cl-)×c平2(Ag+)c平2(Ag+)=Ksp(Ag2CrO4)Ksp2(AgCl)=6.25×107 L·mol-1,故C正确;在t ℃时,开始产生AgCl沉淀时Ag+的浓度为Ksp(AgCl)c平(Cl-)=4×10-7 mol·L-1,开始产生Ag2CrO4沉淀时,Ag+的浓度为[Ksp(Ag2CrO4)c平(CrO42-)]12=1×10-4 mol·L-1,所以Cl-沉淀需要的Ag+较小而先沉淀,故D错误。
14.答案 (1)5
(2)2.2×10-8　0.2
解析 (1)Cr(OH)3的溶度积Ksp=c平(Cr3+)·c平3(OH-)=10-32 mol4·L-4,则c平(OH-)=3Kspc平(Cr3+)=310-3210-5 mol·L-1=10-9 mol·L-1,c平(H+)=KWc平(OH-)=10-1410-9 mol·L-1=10-5 mol·L-1,则pH=-lgc平(H+)=-lg10-5=5。
(2)pH=8时c平(OH-)=10-6mol·L-1,由氢氧化铜的溶度积常数可知:Ksp=2.2×10-20 mol3·L-3=10-12 mol2·L-2×c平(Cu2+),得c平(Cu2+)=2.2×10-8 mol·L-1;要使Cu2+沉淀完全,已知c始(Cu2+)=0.1 mol·L-1,根据反应关系式:Cu2+~2H+可得,c平(H+)=0.2 mol·L-1。
15.答案 (1)+2
(2)Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O
(3)10-6.4
解析 (1)FeCrAlO4中,Cr元素化合价为+3价,Al元素化合价为+3价,氧元素化合价为-2价,化合物中正负化合价代数和为零,则铁元素的化合价为+2价。
(2)绿矾为FeSO4·7H2O,向废水中加入绿矾,得到Cr3+和Fe3+,Cr2O72-为氧化剂,Fe2+为还原剂,根据化合价升降法进行配平,反应的离子方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O。
(3)铬酸(H2CrO4)第二步电离为HCrO4-H++CrO42-,在M点,c平(CrO42-)=c平(HCrO4-),pH=6.4,Ka2=c平(CrO42-)·c平(H+)c平(HCrO4-),Ka2=c平(H+)=10-6.4 mol·L-1。
16.答案 (1)0.3　(2)5.7×10-17
(3)2H++MnO2+H3AsO3H3AsO4+Mn2++H2O
(4)①CaSO4
②H3AsO4是弱酸,当溶液pH调节到8左右,c平(AsO43-)增大,容易形成Ca3(AsO4)2沉淀或pH增大,促进H3AsO4电离,c平(AsO43-)增大,Q=c平3(Ca2+)·c平2(AsO43-)>
Ksp[Ca3(AsO4)2]时,Ca3(AsO4)2才开始沉淀　
③c平(H+)·c平(AsO43-)c平(HAsO42-)　2.5×10-3 mol·L-1
解析 (1)由题意可得H2SO4的浓度为29.4 g·L-198 g·mol-1=0.3 mol·L-1。
(2)c平(AsO43-)=5.7×10-211.0×10-4 mol·L-1=5.7×10-17 mol·L-1。
(3)利用化合价升降原理配平相关方程式,即可得出离子方程式为2H++MnO2+H3AsO3H3AsO4+Mn2++H2O。
(4)①由于H2SO4是强酸,废水中SO42-浓度较大,所以当pH=2时,生成的沉淀为CaSO4。②H3AsO4为弱酸,当pH较小时,抑制了H3AsO4的电离,c平(AsO43-)较小,不易形成Ca3(AsO4)2沉淀,当pH≈8时,AsO43-的浓度增大,容易形成Ca3(AsO4)2沉淀。③H3AsO4的第一步电离方程式为H3AsO4H++H2AsO4-,第二步电离方程式为H2AsO4-H++HAsO42-,第三步电离方程式为HAsO42-H++AsO43-,Ka3=c平(H+)·c平(AsO43-)c平(HAsO42-)。AsO43-第一步水解的平衡常数Kh1=c平(OH-)·c平(HAsO42-)c平(AsO43-)=KW·c平(HAsO42-)c平(H+)c平(AsO43-)=KW·c平(HAsO42-)c平(H+)·c平(AsO43-)=KWKa3=10-14mol2·L-24.0×10-12mol·L-1=2.5×10-3 mol·L-1。