【23版一轮练习系列】(二十六)　难溶电解质的溶解平衡

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23一轮练测—01老高考化学(二十六)　难溶电解质的溶解平衡

一、选择题(本题包括12个小题，每小题仅有一个选项符合题意)
1.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热纯碱溶液去油污能力强
②误将钡盐[BaCl2、
Ba(NO3)2]当作食盐混用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒
③溶洞、珊瑚的形成
④碳酸钡不能作“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
【详解】A　Na2CO3溶液中存在水解平衡：CO＋H2OHCO＋OH－，加热平衡正移，c(OH－)增大，去油污能力增强，①错误；泡沫灭火器的灭火原理是利用Al3＋与HCO相互促进的水解反应，与沉淀溶解平衡原理无关，⑤错误；②、③、④均与沉淀溶解平衡有关。
2．(2022·揭阳模拟)已知如下物质的溶度积常数：Ksp(FeS)＝6.3×10－18，Ksp(CuS)＝6.3×10－36。下列说法正确的是(　　)
A．同温度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度
B．同温度下，向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后，Ksp(FeS)变小
C．向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出现的沉淀是FeS
D．除去工业废水中的Cu2＋和Hg2＋，可以选用FeS作沉淀剂
【详解】D　由于FeS的Ksp大，且FeS与CuS的Ksp表达式是相同类型的，因此FeS的溶解度比CuS的大，A错误；Ksp不随浓度变化而变化，它只与温度有关，B错误；CuS的Ksp小，先出现CuS沉淀，C错误；向含有Cu2＋的工业废水中加入FeS，FeS会转化为更难溶的CuS和HgS，可以用FeS作沉淀剂，D正确。
3．为研究沉淀的生成及其转化，某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是(　　)

A．①浊液中存在平衡：AgSCN(s)Ag＋(aq)＋SCN－(aq)
B．②中颜色变化说明上层清液中含有SCN－
C．③中颜色变化说明有AgI生成
D．该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶
【详解】D　0.01 mol·L－1 AgNO3溶液中加入0.005 mol·L－1 KSCN溶液，产生白色沉淀AgSCN，该沉淀在溶液中存在溶解平衡：AgSCN(s)Ag＋(aq)＋SCN－(aq)，A正确；取①上层清液加入2 mol·L－1 Fe(NO3)3溶液，溶液变成红色，说明有Fe(SCN)3生成，从而推知上层清液中含有SCN－，B正确；①中余下浊液中加入2 mol·L－1KI溶液，产生黄色沉淀，该沉淀应为AgI，C正确；①中反应后AgNO3溶液有剩余，则余下浊液中除含有AgSCN外，还有AgNO3，再加入2 mL 2 mol·L－1 KI溶液生成AgI沉淀，不能说明AgSCN转化为AgI，故不能证明AgI比AgSCN更难溶，D错误。
4．(2021·石家庄模拟)已知表数据：
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
完全沉淀时的pH
9.6
6.4
3.4
对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法，不正确的是(　　)
A．向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到红褐色沉淀
B．该溶液中c(SO)∶[c(Cu2＋)＋c(Fe2＋)＋c(Fe3＋)]>5∶4
C．向该溶液中加入适量氯水，并调节pH到3.4后过滤，可获得纯净的CuSO4溶液
D．在pH＝5的溶液中Fe3＋不能大量存在
【详解】C　从表格中可以看出，Fe(OH)3的Ksp是最小的，所以它最先出现沉淀，故A正确；因为Cu2＋、Fe2＋、 Fe3＋对应的碱全是弱碱，所以这三种离子在溶液中都会发生水解，因此它们的物质的量会减少，故B正确；加入氯水，可以把亚铁离子全氧化成三价，但它的还原产物Cl－肯定还在溶液中，而且在调节pH时加入的试剂也会在溶液中有所保留，所以得到的溶液中不可能只含CuSO4一种溶质，故C错误；在pH＝5的溶液中c(H＋)＝10－5 mol·L－1，c(Fe3＋)＝ mol·L－1＝4×10－23 mol·L－1，Fe3＋不能大量存在，故D正确。
5．(2021·郑州模拟)已知：25 ℃时，CaCO3的Ksp＝3.4×10－9，现将浓度为2×10－4 mol·L－1的Na2CO3溶液与某浓度CaCl2溶液等体积混合，若要产生沉淀，则所用CaCl2溶液的浓度至少应大于(　　)
A．3.4×10－2 mol·L－1 B．6.8×10－5 mol·L－1
C．3.4×10－5 mol·L－1 D．1.7×10－5 mol·L－1
【详解】B　Na2CO3溶液的浓度为2×10－4 mol·L－1，与某浓度CaCl2溶液等体积混合后溶液中c(CO)＝1×10－4 mol·L－1，c(CO)·c(Ca2＋)>Ksp时，会产生沉淀，即1×10－4 mol·L－1×c混(Ca2＋)>3.4×10－9，解得c混(Ca2＋)>mol·L－1＝3.4×10－5mol·L－1，故原CaCl2溶液的浓度至少应大于2×3.4×10－5 mol·L－1＝6.8×10－5 mol·L－1，B正确。
6．(2022·遵义模拟)已知：pM为阳离子浓度的负对数，pR为阴离子浓度的负对数。常温下，CaSO4、CaCO3、MnCO3三种物质的pM与pR的关系如图所示，下列说法错误的是(　　)

A．常温下，溶度积：CaSO4>CaCO3>MnCO3
B．X点对CaSO4要析出沉淀，X点对CaCO3是不饱和溶液，能继续溶解CaCO3
C．Y点：c(SO)>c(Ca2＋)，二者的溶度积等于10－5
D．Z点：c(CO)CaCO3>MnCO3，故A正确；X点对CaCO3，Qc>Ksp，要析出沉淀，X点对CaSO4，Qcc(Ca2＋)，二者的溶度积等于10－5，故C正确；根据图示，Z点：c(CO)Br－
C
向硅酸钠溶液中滴加盐酸
出现白色胶状沉淀
非金属性：Cl>Si
D
向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加少量CuSO4溶液
出现黑色沉淀
Ksp(CuS)Br－，B正确；硅酸钠溶液中滴加盐酸，出现白色胶状沉淀，只能说明酸性：盐酸强于硅酸，盐酸不是氯元素最高价含氧酸，不能说明非金属性：Cl>Si，C错误；溶液中原本存在Na2S，加入CuSO4溶液会产生沉淀，无法说明Ksp(CuS)8
【详解】D　温度不变，水的离子积常数不变，A项错误；根据电荷守恒，在ZnSO4溶液中各离子的浓度关系为2c(Zn2＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋2c(SO)，B项错误；在0.5 L 0.10 mol·L－1的ZnSO4溶液中加入等体积的0.02 mol·L－1的AgNO3溶液后，c(SO)＝0.05 mol·L－1，c(Ag＋)＝0.01 mol·L－1，Qc＝c2(Ag＋)·c(SO)＝5×10－6(mol·L－1)2，c(OH－)>1.0×10－6 mol·L－1，则c(H＋)8，D项正确。
10.(2021·运城模拟)已知：BaMoO4、BaSO4均难溶于水，lg 2≈0.3，离子浓度≤10－5 mol·L－1时认为其沉淀完全。T K时，BaMoO4，BaSO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示，其中p(Ba)＝－lg c(Ba2＋)，p(X)＝－lg c(MoO)或－lg c(SO)。下列叙述正确的是(　　)
A．T K时，Ksp(BaMoO4)的数量级为10－7
B．T K时，Z点对应BaMoO4的饱和溶液
C．T K时，BaMoO4(s)＋SO(aq)BaSO4(s)＋MoO(aq)的平衡常数K＝200
D．T K时，向浓度均为0.1 mol·L－1的Na2SO4和Na2MoO4的混合溶液中加入BaCl2溶液，当MoO恰好完全沉淀时，溶液中c(SO)≈2.5×10－8 mol·L－1
【详解】D　T K时，Ksp(BaMoO4)＝c(Ba2＋)·c(MoO)＝10－3.7×10－3.7＝10－7.4，Ksp(BaMoO4)的数量级为10－8，A项错误；T K时，Z点位于BaMoO4曲线上方，Z点对应BaMoO4的不饱和溶液，B项错误；由图可知，T K时，Ksp(BaSO4)＝1×10－10，BaMoO4(s)＋SO(aq)BaSO4(s)＋MoO(aq)的平衡常数K＝＝＝1×102.6，C错误；当MoO恰好完全沉淀时，溶液中c(Ba2＋)＝＝＝1×10－2.4mol·L－1，c(SO)＝＝≈2.5×10－8 mol·L－1，D正确。
11．(2022·天水模拟)室温下向100 mL蒸馏水中加入1 g CaCO3，一段时间后再向其中加入10 mL蒸馏水，一段时间后继续加入10 mL蒸馏水。该过程中电导率的变化如下图：

已知：室温下，CaCO3的溶解度为0.001 3 g。
下列说法不正确的是(　　)
A．a→b电导率上升是由于CaCO3固体部分溶解于水中
B．c和e对应的时刻分别加入了10 mL蒸馏水
C．c→d、e→f，电导率下降，说明CaCO3的溶解平衡逆向移动
D．g后的电导率几乎不再改变，说明CaCO3的溶解达到平衡状态
【详解】C　碳酸钙在水中的溶解度小，溶于水的碳酸钙在溶液中完全电离，使溶液中的离子浓度增大，导致a→b电导率上升，故A正确；由图可知，c→d、e→f的电导率下降，说明溶液中离子浓度减小，则c和e对应的时刻应该是分别加入了10 mL蒸馏水，加入蒸馏水，碳酸钙的溶解平衡正向移动，故B正确，C错误；g后的电导率几乎不再改变，说明溶液中的离子浓度不再改变，碳酸钙的溶解在溶液中达到平衡状态，故D正确。
12．(2021·长沙模拟)共沉淀法制备磁性纳米Fe3O4微粒的工艺流程如下：

已知①常温下Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，Ksp[Fe(OH)2]＝1.0×10－15；
②溶液中某离子浓度小于1.0×10－5 mol·L－1时可认为该离子已沉淀完全。
下列有关说法错误的是(　　)
A．“共沉”时反应的离子方程式为Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－===Fe3O4＋4H2O
B．“共沉”时实际投料时，由于Fe2＋易被氧化为Fe3＋，故略大于2∶1
C．过滤洗涤后可用稀HNO3和AgNO3溶液检验Fe3O4粒子是否洗涤干净
D．“共沉”过程中为了将铁沉淀完全，需调节溶液pH>9
【详解】B　“共沉”时根据反应物及生成物可以判断出反应的离子方程式为Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－===Fe3O4＋4H2O，A项正确；实际投料时，因为部分Fe2＋会被氧化生成Fe3＋，所以应略小于2∶1，B项错误；根据流程图可知洗涤后可用稀HNO3和AgNO3溶液检验Fe3O4粒子的洗涤液中是否含有Cl－，C项正确；根据溶度积常数可知Fe2＋最后沉淀，所以为了将铁沉淀完全，Ksp[Fe(OH)2]＝c(Fe2＋)·c2(OH－)＝1.0×10－5×c2(OH－)＝1.0×10－15，c(OH－)＝1.0×10－5 mol·L－1，c(H＋)＝10－9 mol·L－1，则“共沉”过程中为了将铁沉淀完全，需调节溶液pH>9，D项正确。
二、非选择题(本题包括3个小题)
13．Ⅰ.我国《生活饮用水卫生标准》中规定生活饮用水中镉的排放量不超过0.005 mg·L－1。处理含镉废水可采用化学沉淀法。试回答下列问题：
(1)磷酸镉[Cd3(PO4)2]沉淀溶解平衡常数的表达式为Ksp＝______________________。
(2)一定温度下，CdCO3的Ksp＝4.0×10－12，Cd(OH)2的Ksp＝3.2×10－14，那么它们在水中的溶解度________较大。
(3)向某含镉废水中加入Na2S，当S2－浓度达到7.9×10－8 mol·L－1时，废水中Cd2＋的浓度为__________mol·L－1[已知：Ksp(CdS)＝7.9×10－27，Mr(Cd)＝112]，此时是否符合生活饮用水卫生标准？________(填“是”或“否”)。
Ⅱ.以炼锌烟尘(主要成分为ZnO，含少量CuO和FeO)为原料，可以制取氯化锌和金属锌。制取氯化锌的主要工艺如下：

下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L－1计算)。
金属离子
Fe3＋
Zn2＋
Fe2＋
开始沉淀的pH
1.1
5.2
5.8
沉淀完全的pH
3.2
6.4
8.8
(4)加入H2O2溶液的作用是________________________________________________。
(5)调节pH时，加入的试剂X可以是________(填字母)，pH应调整到________。
A．ZnO　　　　　　　 B．Zn(OH)2
C．Zn2(OH)2CO3 D．ZnSO4
【详解】(1)磷酸镉沉淀溶解平衡方程式为Cd3(PO4)2(s)3Cd2＋(aq)＋2PO(aq)，则其沉淀溶解平衡常数表达式为Ksp＝c3(Cd2＋)·c2(PO)。(2)当CdCO3达到沉淀溶解平衡时有CdCO3(s)Cd2＋(aq)＋CO(aq)，则此时溶液中c(Cd2＋)＝2×10－6 mol·L－1，当Cd(OH)2达到沉淀溶解平衡时有Cd(OH)2(s)Cd2＋(aq)＋2OH－(aq)，则c(Cd2＋)＝2×10－5 mol·L－1，据此推出在水中的溶解度较大的是Cd(OH)2。(3)向某含镉废水中加入Na2S，当S2－浓度达到7.9×10－8 mol·L－1时，溶液中c(Cd2＋)＝＝1.0×10－19mol·L－1，则废水中Cd2＋的含量为1.0×10－19×112×103 mg·L－1＝1.12×10－14 mg·L－1AgCl>AgBr>AgI>Ag2S。(2)向浓度均为0.1 mol·L－1的KCl和KBr混合溶液中加入足量AgNO3溶液，当两种沉淀共存时＝＝＝2.7×10－3。(3)向AgBr的饱和溶液中加入Na2S溶液，二者反应生成硫化银和溴化钠，离子方程式为2AgBr(s)＋S2－(aq)Ag2S(s)＋2Br－(aq)，该反应的平衡常数K＝。(4)滴定时加入的指示剂与银离子反应应该在氯离子之后，根据(1)知，应该加入K2CrO4。(5)依据25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20，可知氢氧化铜溶解度小于氢氧化镁，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，先生成的沉淀为Cu(OH)2，反应的离子方程式为Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH，当两种沉淀共存时，＝＝≈8.2×108。
【答案】(1)Ag2CrO4>AgCl>AgBr>AgI>Ag2S
(2)2.7×10－3
(3)2AgBr(s)＋S2－(aq)Ag2S(s)＋2Br－(aq)
K＝
(4)D
(5)Cu(OH)2　Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH　8.2×108
15．从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如图。

已知：洗涤“油相”可除去大量的钛离子。
回答下列问题：
(1)先加入氨水调节pH＝3，过滤，滤渣主要成分是________；再向滤液加入氨水调节pH＝6，滤液中Sc3＋的浓度为____________。{已知：Ksp[Mn(OH)2]＝1.9×10－13，Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39，Ksp[Sc(OH)3]＝9.0×10－31}
(2)用草酸“沉钪”。25 ℃时pH＝2的草酸溶液中＝__________(保留两位有效数字)。写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式______________________________。
[已知Ka1(H2C2O4)＝5.9×10－2，Ka2(H2C2O4)＝6.4×10－5]
【详解】(1)废酸中含钪、钛、铁、锰等离子，洗涤“油相”已除去大量的钛离子，根据已知可以求出余下三种离子沉淀完全(离子浓度小于10－5 mol·L－1)的pH，发现锰离子沉淀完全时pH约为10，钪离子沉淀完全时pH约为5，而铁离子沉淀完全时pH约为3，所以先加入氨水调节pH＝3，过滤，滤渣主要成分是Fe(OH)3；再向滤液加入氨水调节pH＝6，此时溶液中c(OH－)＝10－8mol·L－1，滤液中Sc3＋的浓度为 mol·L－1＝9.0×10－7 mol·L－1。(2)25 ℃时pH＝2的草酸溶液中＝××＝Ka2(H2C2O4)×Ka1(H2C2O4)×＝6.4×10－5×5.9×10－2×≈3.8×10－2。“沉钪”得到草酸钪的离子方程式为2Sc3＋＋3H2C2O4===Sc2(C2O4)3↓＋6H＋。
【答案】(1)Fe(OH)3　9.0×10－7mol·L－l　(2)3.8×10－2　2Sc3＋＋3H2C2O4===Sc2(C2O4)3↓＋6H＋