2019版高考化学一轮复习方案：第8章 水溶液中的离子平衡 5 第4讲 课后达标训练(含解析)

[课后达标训练]
一、选择题
1.25 ℃时，PbCl2固体在不同浓度盐酸中的溶解度如图所示。在制备PbCl2的实验中，洗涤PbCl2固体最好选用(　　)
A．蒸馏水
B．1.00 mol·L－1盐酸
C．5.00 mol·L－1盐酸
D．10.00 mol·L－1盐酸
解析：选B。观察题图知，PbCl2固体在浓度为1.00 mol·L－1的盐酸中溶解度最小。
2．已知25 ℃时，以下五种物质的Ksp：

物质
AgCl
Ag2CrO4
AgBr
AgI
Ag2S
Ksp
2×10－10
2×10－12
5.4×10－13
8.3×10－17
6.3×10－50
颜色
白色
砖红色
淡黄色
黄色
黑色

现以0.1 mol·L－1的AgNO3溶液测定某溶液中c(Cl－)，适宜作滴定指示剂的物质是(　　)
A．K2CrO4　　　　　　　　　 B．KBr
C．KI D．K2S
解析：选A。若用AgNO3去滴定溶液中的Cl－，则选用的滴定指示剂与Ag＋反应生成物的溶解度应大于AgCl的溶解度，根据Ksp数据计算可知，只有Ag2CrO4的溶解度大于AgCl的溶解度，且Ag2CrO4为砖红色沉淀，颜色变化明显，故可用K2CrO4作该实验的滴定指示剂。
3．25 ℃，Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12，下列说法正确的是(　　)
A．向同浓度的Na2CrO4和NaCl混合溶液中滴加AgNO3溶液，AgCl先析出
B．向AgCl饱和溶液中加入NaCl晶体，有AgCl析出且溶液中c(Cl－)＝c(Ag＋)
C．AgCl和Ag2CrO4共存的悬浊液中，＝
D．向Ag2CrO4悬浊液中加入NaCl浓溶液，Ag2CrO4不可能转化为AgCl
解析：选A。向AgCl饱和溶液中加入NaCl晶体，c(Cl－)>c(Ag＋)，B选项错误；AgCl和Ag2CrO4共存的悬浊液中，＝＝，C选项错误；向Ag2CrO4悬浊液中加入NaCl浓溶液，Ag2CrO4能转化为AgCl，D选项错误。
4．已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO，浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为(　　)
A．Cl－、Br－、CrO　　　　　　 B．CrO、Br－、Cl－
C．Br－、Cl－、CrO D．Br－、CrO、Cl－
解析：选C。利用沉淀溶解平衡原理，当Qc>Ksp时，有沉淀析出。溶液中Cl－、Br－、CrO的浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，溶解度小的先满足Qc>Ksp，有沉淀析出。比较Ksp，AgBr、AgCl同类型，溶解度：AgBr。故溶解度顺序为AgBr 5. (2018·太原模拟)一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中存在着沉淀溶解平衡，已知：

物质
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Ksp(25 ℃)
8.0×10－16
2.2×10－20
4.0×10－38

25 ℃时，对于含Fe2(SO4)3、FeSO4和CuSO4各0.5 mol的1 L混合溶液，根据上表数据判断，下列说法不正确的是(　　)
A．在pH＝5的溶液中，Fe3＋不能大量存在
B．混合溶液中c(SO)∶[c(Fe3＋)＋c(Fe2＋)＋c(Cu2＋)]>5∶4　
C．向混合溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1NaOH溶液，最先看到红褐色沉淀
D．向混合溶液中加入适量氯水，并调节pH到3～4过滤，可获较纯净的CuSO4溶液
解析：选D。在pH＝5的溶液中OH－的浓度是10－9 mol·L－1，根据Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38知Fe3＋不能大量存在，A正确；由于在溶液中金属阳离子均水解，则混合溶液中c(SO)∶[c(Fe3＋)＋c(Fe2＋)＋c(Cu2＋)]>5∶4，B正确；根据三种物质的溶度积常数可知形成沉淀时需要氢氧根的浓度分别是　 mol·L－1、　 mol·L－1、　　 mol·L－1，因此向混合溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1NaOH溶液，首先生成氢氧化铁沉淀，则最先看到红褐色沉淀，C正确；向混合溶液中加入适量氯水，并调节pH到3～4过滤，得到的是硫酸、盐酸和CuSO4的混合溶液，D错误。
6．25 ℃时，CaCO3在水中的溶解平衡曲线如图所示。已知25 ℃时，CaCO3的Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9。据图分析，下列说法不正确的是(　　)

A．x的数值为2×10－5
B．c点时有碳酸钙沉淀生成
C．b点与d点对应的溶度积相等
D．加入蒸馏水可使溶液由d点变到a点
解析：选D。d点c(CO)＝1.4×10－4 mol·L－1，则c(Ca2＋)＝＝ mol·L－1＝2×10－5 mol·L－1，即x＝2×10－5，A正确；c点Qc>Ksp，故有沉淀生成，B正确；溶度积只与温度有关，b点与d点对应的溶度积相等，C正确；加入蒸馏水后，d点各离子浓度都减小，不可能变到a点，D错误。
7．(2018·长春联考)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12，取适量的MgCl2溶液，加入一定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13，则下列说法不正确的是(　　)
A．所得溶液中的c(H＋)＝1.0×10－13 mol·L－1
B．加入Na2CO3固体，可能生成沉淀
C．所加的烧碱溶液的pH＝13
D．所得溶液中的c(Mg2＋)＝5.6×10－10 mol·L－1
解析：选C。pH＝13，则c(H＋)＝1.0×10－13 mol·L－1，A正确；加入Na2CO3固体，当c(Mg2＋)·c(CO)>Ksp(MgCO3)时生成MgCO3沉淀，B正确；因为向MgCl2溶液中加NaOH溶液后混合溶液的pH＝13，所以所加NaOH溶液pH>13，C错误；溶液中的c(Mg2＋)＝5.6×10－12÷(10－1)2＝5.6×10－10(mol·L－1)，D正确。
8．Zn(OH)2与Al(OH)3性质相似，均为两性氢氧化物，已知有关锌的化合物的下列反应：Zn2＋＋2OH－===Zn(OH)2↓；Zn(OH)2＋2OH－===[Zn(OH)4]2－。如图是常温条件下，溶液的pH与lg C的关系图像，lg C＝lg c(Zn2＋)或lg C＝lg c[Zn(OH)4]2－。

下列说法不正确的是(　　)
A．由b点变到a点可以通过增大溶液pH和溶液中c(Zn2＋)的方法来实现
B．溶液中Zn2＋析出沉淀的pH范围为8～12
C．常温下，Ksp[Zn(OH)2]＝1.0×10－17
D．元素Zn在A区以Zn2＋存在，在C区以[Zn(OH)4]2－存在
解析：选B。通过增大溶液pH和溶液中c(Zn2＋)可以使b点变到a点，A项正确；B区及两条实线上任何一点都有Zn(OH)2沉淀出现，不仅仅是pH在8～12之间，B项错误；由图中的虚线可知Ksp[Zn(OH)2]＝c(Zn2＋)·c2(OH－)＝10－3×(1.0×10－7)2＝1.0×10－17，C项正确；由图可知，D项正确。
9．常温下，将0.1 mol BaSO4粉末置于盛有500 mL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 D．若使0.1 mol BaSO4全部转化为BaCO3，至少要加入2.6 mol Na2CO3
解析：选D。由图像知当c(CO)≤2.5×10－4mol/L时，c(SO)＝c(Ba2＋)＝1.0×10－5mol/L，故Ksp(BaSO4)＝1.0×10－10；当c(CO)>2.5×10－4mol/L时，开始有BaCO3生成，故Ksp(BaCO3)＝2.5×10－4×1.0×10－5＝2.5×10－9，A项错误；Ksp只与温度有关，B项错误；K1＝＝＝0.04，K2×K1＝1，故K2>K1，C项错误；当0.1 mol BaSO4全部转化为BaCO3时，溶液中c(SO)＝0.2 mol/L，K1＝＝＝0.04，c(CO)＝5 mol/L，即0.1 mol BaSO4转化完时溶液中还有2.5 mol CO，转化过程中还消耗了0.1 mol CO，故至少需要2.6 mol Na2CO3，D项正确。
二、非选择题
10．金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol·L－1)如图所示。

(1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是_______________________________。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH________(填字母)。
A．<1　　　　　B．在4左右　　　　　C．>6
(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2＋杂质，________(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是______________________________________________。
(4)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：

物质
FeS
MnS
CuS
PbS
HgS
ZnS
Ksp
6.3×10－18
2.5×10－13
1.3×10－35
3.4×10－28
6.4×10－33
1.6×10－24
为除去某工业废水中含有的Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的________(填选项)。
A．NaOH B．FeS C．Na2S
解析：(1)由图可知，在pH＝3时溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀，铜元素主要以Cu2＋形式存在；(2)要除去Fe3＋的同时必须保证Cu2＋不能沉淀，因此pH应保持在4左右；(3)从图示关系可以看出，Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小，不能通过调节pH而达到分离的目的；(4)要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时又不会引入其他离子。
答案：(1)Cu2＋　(2)B　(3)不能　Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小　(4)B
11．请按要求回答下列问题：
(1)已知25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，
Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20。在25 ℃下，向浓度均为0.1 mol·L－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成______________沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)25 ℃时，向0.01 mol·L－1的MgCl2溶液中逐滴加入浓NaOH溶液，刚好出现沉淀时，溶液的pH为________；当Mg2＋完全沉淀时，溶液的pH为________。(忽略溶液体积变化，已知lg 2.4＝0.4，lg 7.7＝0.9)
(3)已知25 ℃时，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液，溶液中的c(Ag＋)约为________mol·L－1。
(4)已知25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常数K＝________。
解析：(1)因为Ksp[Cu(OH)2] (2)Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝0.01·c2(OH－)，则c(OH－)＝4.2×10－5 mol·L－1，c(H＋)＝Kw/c(OH－)＝2.4×10－10 mol·L－1，则pH＝9.6，即当pH＝9.6时，开始出现Mg(OH)2沉淀。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，沉淀已经完全，故Mg2＋完全沉淀时有 1×10－5·c2(OH－)＝1.8×10－11，则c(OH－)＝1.3×10－3 mol·L－1，此时，c(H＋)＝7.7×10－12 mol·L－1，pH＝11.1。
(3)Ksp(AgCl)＝1.8×10－10＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝c2(Ag＋)，解得：c(Ag＋)≈1.3×10－5 mol·L－1。
(4)Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)，题示反应的平衡常数为K＝c(Fe3＋)/c3(H＋)，25 ℃时水的离子积为Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14，推得K＝Ksp[Fe(OH)3]/K，即K＝2.79×10－39/(1×10－14)3＝2.79×103。
答案：(1)Cu(OH)2　Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH　(2)9.6　11.1　(3)1.3×10－5　(4)2.79×103
12．(2018·杭州模拟)工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－和SO等杂质，提纯工艺线路如图所示：

有关物质的溶度积(25 ℃)如表所示：

物质
CaCO3
MgCO3
Ca(OH)2
Mg(OH)2
Fe(OH)3
Ksp
4.96×10－9
6.82×10－6
4.68×10－6
5.61×10－12
2.64×10－39
回答下列问题：
(1)写出加入NaOH溶液时反应的离子方程式：______________________________
________________________________________________________________________。
常温下，向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c(Mg2＋)∶c(Fe3＋)＝________。
(2)“母液”中除了含有Na＋、CO外，还含有________等离子。
(3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线进行循环使用。请你分析在实际工业生产中是否可行：________(填“可行”或“不可行”)，并说明理由：_________
________________________________________________________________________。
解析：(1)由溶度积表知，加入NaOH溶液时，主要是MgCO3与NaOH反应生成Ksp更小的Mg(OH)2沉淀。pH＝8，c(OH－)＝10－6 mol·L－1，则Ksp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝c(Mg2＋)×10－12＝5.61×10－12，得c(Mg2＋)＝5.61 mol·L－1；Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝c(Fe3＋)×10－18＝2.64×10－39，得c(Fe3＋)＝2.64×10－21mol·L－1，所以c(Mg2＋)∶c(Fe3＋)＝5.61∶(2.64×10－21)＝2.125×1021。(2)“母液”中还含有Cl－、SO等。
答案：(1)MgCO3＋2OH－===Mg(OH)2＋CO
2．125×1021　(2)Cl－、SO
(3)不可行　若将“母液”循环使用，则溶液中c(Cl－)和c(SO)增大，最后所得产物Na2CO3混有杂质