高中化学人教版 (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达标测试

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A．反应开始时，溶液中各离子浓度相等
B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的生成和溶解的速率相等
C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变
D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶的该沉淀物，将促进溶解
【解析】 反应开始时，各离子的浓度没有必然的关系，A项不正确；沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度保持不变，但不一定相等，C项不正确；沉淀溶解达到平衡后，再加入难溶的该沉淀物，平衡不会移动，D项错。
【答案】 B
2．下列物质的溶解度随温度升高而减小的是 ( )
①KNO3 ②Ca(OH)2 ③BaSO4 ④CO2
A．①② B．②④ C．①③ D．①④
【解析】 Ca(OH)3的溶解度比较特殊，随温度的升高而减小，其他绝大多数物质随温度升高，溶解度增大(气体除外)。
【答案】 B
3．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
【解析】 沉淀转化的方向是难溶物向更难溶的方向转化，所以沉淀的溶解度差别越大，越易转化，C选项错误。
【答案】 C
4．向AgCl饱和溶液中加水，下列叙述正确的是( )
A．AgCl的溶解度增大
B．AgCl的溶解度、Ksp均不变
C．AgCl的Ksp增大
D．AgCl的溶解度、Ksp均增大
【解析】 物质的溶解度和溶度积都是温度的函数，与溶液的浓度无关。所以向AgCl饱和溶液中加水，AgCl的溶解度和Ksp都不变，故B项对。
【答案】 B
5．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
【解析】 产生的沉淀的溶解度越小，沉淀反应进行的越完全。在某种沉淀中加入适当的沉淀剂，可使原来的沉淀溶解而转化为另一种溶解度更小的沉淀。
【答案】 A
6．已知：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝1.5×10－16，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag＋浓度大小顺序正确的是( )
A．AgCl>AgI>Ag2CrO4
B．AgCl>Ag2CrO4>AgI
C．Ag2CrO4>AgCl>AgI
D．Ag2CrO4>AgI>AgCl
【解析】 因为AgCl和AgI的结构相似，由Ksp可知AgCl的c(Ag＋)大于AgI的；AgCl中的c2(Ag＋)＝Ksp＝1.8×10－10，Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrOeq \\al(2－,4)(aq)的Ksp＝c2(Ag＋)·c(CrOeq \\al(2－,4))＝eq \f(1,2)c3(Ag＋)＝2.0×10－12，所以Ag2CrO4中c(Ag＋)大于AgCl中的c(Ag＋)。
【答案】 C
7．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
【解析】 A选项，CaCl2溶液中c(Cl－)浓度大，AgCl的溶解度小，错误；B选项，如果Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)，但存在BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)，因为Na2CO3溶液浓度大，也有可能生成少部分BaCO3沉淀，错误；D选项，Ag2CrO4的溶解度大，错误。
【答案】 C
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
【解析】 化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强，由Ksp可知，常温下，CuS的溶解度最小，故A错；将足量的ZnSO4晶体加入到0.1 ml·L－1的Na2S溶液中，c(S2－)将减至非常小，而Zn2＋的浓度远远大于1.6×10－23 ml·L－1；因CuS比FeS更难溶，FeS沉淀可转化为CuS沉淀；温度不变，Ksp(FeS)不变。
【答案】 C
9．(1)对于Ag2S(s)2Ag＋(aq)＋S2－(aq)，其Ksp的表达式为_______。
(2)下列说法中不正确的是________(填序号)。
①用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl少
②一般地，物质的溶解度随温度的升高而增加，故物质的溶解大多是吸热的
③对于Al(OH)3(s)Al(OH)3(aq)Al3＋＋3OH－，前者为溶解平衡，后者为电离平衡
④除去溶液中的Mg2＋，用OH－沉淀比用COeq \\al(2－,3)好，说明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的大
⑤沉淀反应中常加过量的沉淀剂，其目的是使沉淀更完全
(3)如何除去Mg(OH)2中混有的Ca(OH)2?
_______________。
【解析】 (1)由溶度积常数的概念直接写出。(2)①Cl－抑制AgCl溶解，正确；②物质的溶解大多是吸热的，正确；③正确；④除去溶液中的Mg2＋，用OH－沉淀比用COeq \\al(2－,3)好，是因为Mg(OH)2的Ksp更小，剩余的Mg2＋更少，错误；⑤正确。(3)根据沉淀的转化原理，向其中加Mg2＋即可。
【答案】 (1)Ksp＝c2(Ag＋)·c(S2－)
(2)④
(3)加足量MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，洗涤即得纯Mg(OH)2
10．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)加入的试剂①应是________，其目的是________。
(2)加入的试剂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)加入的试剂③是________，目的是_______________。
【解析】 向溶液中加入Zn，发生反应：Cu2＋＋Zn===Zn2＋＋Cu、2Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋，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，不引入其他杂质，然后通过调节溶液的pH值，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀而除去。
【答案】 (1)Zn 将Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋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(答案合理即可) 调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀
eq \a\vs4\al([能力提升层次B])
11．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，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的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
【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；B项，NHeq \\al(＋,4)可以结合Mg(OH)2电离出的OH－离子，从而促使Mg(OH)2的电离平衡正向移动，c(Mg2＋)增大，正确；C项，Ksp仅与温度有关，故错；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。
【答案】 B
12．已知难溶性物质K2SO4·MgSO4·2CaSO4在水中存在如下平衡：
K2SO4·MgSO4·2CaSO4(s)2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SOeq \\al(2－,4)，不同温度下，K＋的浸出浓度与溶浸时间的关系如图所示，则下列说法错误的是( )
A．向该体系中加入饱和NaOH溶液，溶解平衡向右移动
B．向该体系中加入饱和碳酸钠溶液，溶解平衡向右移动
C．该平衡的Ksp＝c(Ca2＋)·c(K＋)·c(Mg2＋)·c(SOeq \\al(2－,4))
D．升高温度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动
【解析】 A、B选项，OH－与Mg2＋结合生成Mg(OH)2沉淀、COeq \\al(2－,3)与Ca2＋结合生成CaCO3沉淀，均能使平衡右移，正确；C选项，Ca2＋、K＋、SOeq \\al(2－,4)的化学计量数分别为2、2、4，错误；由图像可知升高温度K＋的浸出浓度增大，所以此反应为吸热反应，D选项正确。
【答案】 C
13．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
【解析】 绝对不溶的物质是不存在的，B选项错误。
【答案】 B
14．已知某温度下，Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1×10－12，当溶液中离子浓度小于10－5 ml·L－1时，沉淀就达完全。下列叙述正确的是( )
A．饱和AgCl溶液与饱和Ag2CrO4溶液相比，前者的c(Ag＋)大
B．向氯化银的浊液中加入氯化钠溶液，氯化银的Ksp减小
C．向0.000 8 ml·L－1的K2CrO4溶液中加入等体积的0.002 ml·L－1 AgNO3溶液，则CrOeq \\al(2－,4)完全沉淀
D．将0.001 ml·L－1的AgNO3溶液滴入0.001 ml·L－1的KCl和0.001 ml·L－1的K2CrO4溶液，则先产生AgCl沉淀
【解析】 A选项，饱和AgCl溶液中c(Ag＋)＝c(Cl－)，依据Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝c2(Ag＋)＝1.56×10－10可知c(Ag＋)＝eq \r(1.56)×10－5 ml·L－1，同理Ag2CrO4溶液中c(Ag＋)＝2c(CrOeq \\al(2－,4))，Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrOeq \\al(2－,4))＝eq \f(1,2)c3(Ag＋)＝1×10－12可知c(Ag＋)＝eq \r(3,2)×10－4 ml·L－1，错误；C选项，依据CrOeq \\al(2－,4)＋2Ag＋===Ag2CrO4↓，溶液中c(Ag＋)＝eq \f(0.002 ml·L－1－2×0.000 8 ml·L－1,2)＝2×10－4 ml·L－1，依据Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrOeq \\al(2－,4))＝1×10－12，可知溶液中c(CrOeq \\al(2－,4))＝2.5×10－5 ml·L－1>10－5 ml·L－1，错误；D选项，AgCl开始沉淀时c(Cl－)＝eq \f(1.56×10－10,0.001) ml·L－1＝1.56×10－7 ml·L－1；Ag2CrO4开始沉淀时c(CrOeq \\al(2－,4))＝eq \f(10－12,0.0012) ml·L－1＝10－6 ml·L－1，正确。
【答案】 D
15．某兴趣小组为探究沉淀溶解平衡的原理并测定某温度下PbI2溶度积常数，设计如下实验。
Ⅰ.取100 mL蒸馏水，加入过量的PbI2固体(黄色)，搅拌，静置，过滤到洁净的烧杯中，得到滤液。
(1)搅拌的目的是________。
(2)取少量滤液于试管中，向其中滴加几滴0.1 ml·L－1 KI溶液，观察到的现象是_______________，
溶液中c(Pb2＋)________(填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅱ.准确量取10.00 mL滤液，与离子交换树脂(RH)发生反应：2RH＋Pb2＋===R2Pb＋2H＋，交换完成后，流出溶液用中和滴定法测得n(H＋)＝3.000×10－5 ml。
(3)在此实验温度下，PbI2的溶度积常数Ksp＝_________。
(4)若步骤Ⅰ盛装滤液的烧杯中有少量水，Ksp测定结果将会_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【解析】 Ⅰ.PbI2为难溶电解质，因此搅拌的目的是使PbI2快速充分地溶解，滴加0.1 ml·L－1 KI溶液，c(I－)增大，PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)向左移动，c(Pb2＋)减小，并析出PbI2沉淀。
II.由2RH＋Pb2＋===R2Pb＋2H＋知，n(Pb2＋)＝3.000×10－5 ml×eq \f(1,2)＝1.500×10－5ml，所以c(Pb)＝eq \f(1.500×10－5ml,0.01 000 L)＝1.500×10－3 ml·L－1，c(I－)＝1.500×10－3ml·L－1×2＝3.000×10－3ml·L－1，Ksp＝c(Pb2＋)·c2(I－)＝1.500×10－3×(3.000×10－3)2＝1.35×10－8；若步骤Ⅰ盛装滤液的烧杯中有少量水，会使c(Pb2＋)减少，Ksp偏小。
【答案】 (1)使碘化铅快速、充分溶解
(2)产生黄色沉淀或黄色浑浊 减小
(3)1.35×10－8 (4)偏小
16．以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高，为控制砷的排放，采用化学沉降法处理含砷废水，相关数据如下表。
表1 几种砷酸盐的Ksp
表2 工厂污染物排放浓度及允许排放标准
回答以下问题：
(1)该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)＝________ml/L。
(2)写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式：
Ksp[Ca3(AsO4)2]＝__________________。若混合液中Al3＋、Fe3＋的浓度均为1.0×10－4 ml/L时，________先沉淀。
(3)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到2，再投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2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左右才开始沉淀的原因为____________________。
【解析】 (1)H2SO4的浓度为28.42 g·L－1，转化为物质的量浓度为c＝eq \f(n,V)＝eq \f(28.42 g·L－1,98 g·ml－1)＝0.29 ml/L。
(2)Ksp的表达式为离子浓度的次方的乘积，Ksp小的物质先生成沉淀，所以Fe3＋先沉淀。
(3)①当Ca2＋浓度增大时，Ca2＋与SOeq \\al(2－,4)可生成CaSO4沉淀。②酸与碱发生中和反应，c(AsOeq \\al(3－,4))增大，当Ca2＋与AsOeq \\al(3－,4)浓度次方的乘积达到Ca3(AsO4)2的Ksp时，开始沉淀。
【答案】 (1)0.29 (2)c3(Ca2＋)·c2(AsOeq \\al(3－,4)) Fe3＋
(3)①CaSO4 ②H3AsO4是弱酸，当溶液中pH调节到8左右时，酸碱反应，使溶液中，AsOeq \\al(3－,4)浓度增大，至Qc>Ksp，Ca3(AsO4)2开始沉淀
化合物
PbSO4
PbCO3
PbS
溶解度/g
1.03×10－4
1.81×10－7
1.84×10－14
难溶物
Ksp
Ca3(AsO4)2
6.8×10－19
AlAsO4
1.6×10－16
FeAsO4
5.7×10－21
污染物
H2SO4
As
浓度
28.42 g·L－1
1.6 g/L
排放标准
pH＝6～9
0.5 mg/L