化学选择性必修1第四节 沉淀溶解平衡第2课时课时练习

这是一份化学选择性必修1第四节 沉淀溶解平衡第2课时课时练习，共5页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

A 级·基础达标练
一、选择题
1．已知相同温度下的溶解度：Zn(OH)2>ZnS，MgCO3>Mg(OH)2。就溶解或电离出S2－的能力而言，FeS>H2S>CuS，则下列离子方程式错误的是( C )
A．Mg2＋＋2HCOeq \\al(－,3)＋2Ca2＋＋4OH－===Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O
B．Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋
C．Zn2＋＋S2－＋2H2O===Zn(OH)2↓＋H2S↑
D．FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑
解析：由于溶解度MgCO3＞Mg(OH)2，反应生成Mg(OH)2和CaCO3，A项正确；由溶解或电离出S2－的能力，FeS＞H2S＞CuS，Cu2＋与H2S反应生成CuS，离子方程式正确，B项正确；因ZnS比Zn(OH2)难溶，S2－和Zn2＋先结合成ZnS沉淀，而不是双水解，C项错误；由于电离出S2－能力FeS＞H2S，FeS可溶于酸生成H2S，D项正确。
2．下列化学原理的应用，主要是利用沉淀溶解平衡原理来解释的是( A )
①热纯碱溶液洗涤油污的能力强
②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后，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
解析：热纯碱液去污力强，应用了盐类水解原理；误服BaCl2、Ba(NO3)2后，用0.5%的Na2SO4解毒，是由于Ba2＋与SOeq \\al(2－,4)生成的难溶的BaSO4，可用沉淀溶解平衡原理解释；Ca2＋与COeq \\al(2－,3)生成难溶的CaCO3，溶洞、珊瑚的形成可用沉淀溶解平衡原理解释；BaCO3与盐酸反应，BaSO4与盐酸不反应，BaCO3不能作钡餐，而用BaSO4可作钡餐，能用沉淀溶解平衡原理解释；泡沫灭火器利用了盐类水解原理，故选A。
3．不法分子曾用含有可溶性钡盐的工业废盐腌制咸鸭蛋而引发了钡盐中毒事件。根据资料得知，当胃液中Ba2＋浓度小于10－4 ml·L－1时，可以达到解毒目的。已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10、Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9。下列有关说法错误的是( B )
A．可溶性钡盐使人体蛋白质变性引起中毒
B．误食碳酸钡不会引起中毒
C．医学上用0.38 ml·L－1的硫酸钠溶液给患者洗胃，可以达到有效解毒效果
D．BaSO4在一定条件下也可以转化为BaCO3
解析：钡离子属于重金属离子，可使蛋白质变性而引发中毒，则可溶性钡盐能使人体蛋白质变性引起中毒，故A正确；人体胃酸的成分是盐酸，误食碳酸钡会与胃酸反应转化为可溶性的氯化钡，能使人体蛋白质变性引起中毒，故B错误；Ksp(BaSO4)＝c(Ba2＋)×c(SOeq \\al(2－,4))＝1.1×10－10，c(Ba2＋)＝eq \f(KspBaSO4,cSO\\al(2－,4))＝eq \f(1.1×10－10,0.38)＝2.9×10－10 ml·L－1<10－4 ml·L－1，则医学上用0.38 ml·L－1的硫酸钠溶液给患者洗胃，可以达到有效解毒效果，故C正确；根据溶度积常数可知，BaSO4比BaCO3更难溶，但在饱和的碳酸钠溶液中，硫酸钡溶解在水中的钡离子可与碳酸根离子结合形成碳酸钡沉淀，则在一定条件下BaSO4也可以转化为BaCO3，故D正确。
4．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]。下列说法不正确的是( D )
A．温度升高，Na2CO3溶液的Kw和c(OH－)均会增大
B．沉淀转化的离子方程式为COeq \\al(2－,3)(aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)
C．该条件下，CaCO3的溶解度小于CaSO4
D．CaCO3和CaSO4共存的悬浊液中，c(SOeq \\al(2－,4))/c(COeq \\al(2－,3))＝1×105
解析：水电离、盐水解都吸热，温度升高，Na2CO3溶液的Kw和c(OH－)均会增大，故A正确；加入碳酸钠溶液，把硫酸钙转化为碳酸钙：COeq \\al(2－,3)(aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)，故B正确；该条件下，设溶液为1 L，由c(COeq \\al(2－,3))＝c(Ca2＋)＝eq \r(KspCaCO3)＝10－5 ml·L－1，则eq \f(S,100)＝eq \f(10－5 ml×100 g·ml－1,1 000 g)＝1×10－4 g，CaCO3的溶解度约为1×10－4，显然，CaCO3的溶解度小于CaSO4，故C正确；CaCO3和CaSO4共存的悬浊液中，eq \f(cSO\\al(2－,4),cCO\\al(2－,3))＝eq \f(KspCaSO4,KspCaCO3)＝eq \f(9×10－6,1×10－10)＝9×104，故D错误。
二、非选择题
5．废弃电池随意丢弃会对土壤或水产生污染，电池中含有的重金属离子对植物生长有毒害作用，摄入人体还会伤害人的脑细胞、神经、肝、肾、骨骼等等。某同学查阅一些难溶物常温下的溶度积常数如表：
(1)该同学在含有相同浓度Mn2＋和Cu2＋的溶液中滴加Na2S的稀溶液，观察到先出现的沉淀颜色是_黑色__，该实验说明在相同条件下Ksp越小，物质的溶解度_越小__(填“越大”或“越小”)。
(2)已知室温下铁离子开始沉淀的pH为1.0，则此溶液中Fe3＋的物质的量浓度为_2.6_ml·L－1__，若溶液中含有与Fe3＋等浓度的Al3＋，调节pH使Fe3＋沉淀完全时，其中_含有__Al(OH)3沉淀(填“含有”或“不含有”)。
(3)某工业废水中含有Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋杂质，利用沉淀转化原理最适宜加入过量的_A__(填序号)。
A．FeS B．Fe2O3
C．Na2S D．ZnO
写出加入该试剂除去Pb2＋时发生的离子反应方程式 FeS＋Pb2＋Fe2＋＋PbS 。
(4)由FeCl3·6H2O晶体得到纯的无水FeCl3，需要进行的操作是_在HCl气流中加热__。
解析：(1)同类型沉淀，Ksp越小溶解度越小，越优先析出，根据表中数据，由于Ksp(MnS)>Ksp(CuS)，所以CuS更难溶，在含有相同浓度Mn2＋和Cu2＋的溶液中滴加Na2S的稀溶液，优先析出CuS沉淀，为黑色沉淀。
(2)室温下铁离子开始沉淀的pH为1.0，则溶液中c(OH－)＝10－13 ml·L－1，此溶液中Fe3＋的物质的量浓度为c(Fe3＋)＝eq \f(Ksp[FeOH3],c3OH－)＝eq \f(2.6×10－39,10－39)＝2.6 ml·L－1，调节pH使Fe3＋沉淀完全时，认为溶液中c(Fe3＋)<10－5 ml·L－1，此时溶液中c3(OH－)＝eq \f(Ksp[FeOH3],cFe3＋)＝eq \f(2.6×10－39,10－5)＝2.6×10－34 ml·L－1，此时c(Al3＋)·c3(OH－)＝2.6×2.6×10－34＝6.76×10－34＞Ksp[Al(OH)3]，所以有Al(OH)3沉淀。
(3)加入试剂应足量，为避免引入更多新的杂质，要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使它们转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时避免引入更多的杂质，试剂除去Pb2＋时发生的离子反应方程式为FeS＋Pb2＋Fe2＋＋PbS。
(4)在空气中直接加热FeCl3·6H2O晶体得不到纯的无水FeCl3，原因是在空气中直接加热FeCl3·6H2O晶体会发生水解生成氢氧化铁和HCl，为了抑制其水解应该在干燥的HCl气流中加热脱水。
6．钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用，它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在，BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。
已知：SrSO4(s)Sr2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)
Ksp＝2.5×10－7ml2·L－2
SrCO3(s)Sr2＋(aq)＋COeq \\al(2－,3)(aq)
Ksp＝2.5×10－9 ml2·L－2
(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为 SrSO4(s)＋COeq \\al(2－,3)(aq)SrCO3(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq) ，该反应的平衡常数表达式为 K＝eq \f(cSO\\al(2－,4),cCO\\al(2－,3)) ；该反应能发生的原因是 Ksp(SrCO3)(2)对于上述反应，实验证明增大COeq \\al(2－,3)的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。判断在下列两种情况下，平衡常数K的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”)：
①升高温度，平衡常数K将_减小__；
②增大COeq \\al(2－,3)的浓度，平衡常数K将_不变__。
(3)已知，SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似，设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。实验所用的试剂为_盐酸__；实验现象及其相应结论为_若沉淀完全溶解，则证明SrSO4完全转化成SrCO3，否则，未完全转化__。
解析：(1)SrSO4转化成SrCO3的离子反应为SrSO4(s)＋COeq \\al(2－,3)(aq)SrCO3(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)，平衡常数表达式为K＝eq \f(cSO\\al(2－,4),cCO\\al(2－,3))，根据沉淀转化的原理，该反应能够发生，是因为Ksp(SrCO3)(2)①降低温度有利于提高SrSO4的转化率，说明降温平衡向正反应方向移动，因此升高温度，平衡向逆反应方向移动，故平衡常数K减小。②平衡常数只与温度有关，增大COeq \\al(2－,3)的浓度，平衡常数不变。
(3)根据提供的信息，可以推断SrSO4难溶于盐酸，而SrCO3可溶于盐酸，因此向溶液中加入盐酸，若沉淀全部溶解，则SrSO4完全转化成SrCO3，若沉淀没有全部溶解，则SrSO4没有完全转化成SrCO3，需要注意的是，不能选择稀硫酸，因为SrCO3与稀硫酸反应生成SrSO4。
B 级·能力提升练
一、选择题
1．MnS作为一种P型半导体，具有较大的带宽，作为一种窗口或缓冲材料在太阳能电池的应用上有巨大的潜力。工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋，Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)。下列说法错误的是( A )
A．该反应平衡时c(Mn2＋)＝c(Cu2＋)
B．MnS的Ksp大于CuS的Ksp
C．向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2＋)增大
D．该反应的平衡常数K＝eq \f(KspMnS,KspCuS)
解析：反应达到平衡时，离子浓度不变，但不一定相等，A项错误；分子式相似的物质，溶度积大的可转化为溶度积小的沉淀，所以MnS的Ksp大于CuS的Ksp，B项正确；根据反应物浓度增大，平衡正向移动，所以c(Mn2＋)增大，C项正确；反应的平衡常数K＝eq \f(cMn2＋,cCu2＋)＝eq \f(cMn2＋·cS2－,cCu2＋·cS2－)＝eq \f(KspMnS,KspCuS)，D项正确。
2．在t ℃时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t ℃时AgCl的Ksp＝4×10－10，下列说法不正确的是( B )
A．在t ℃时，AgBr的Ksp为4.9×10－13
B．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点变到b点
C．图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D．在t ℃时，AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)平衡常数K≈816
解析：根据图中c点的c(Ag＋)和c(Br－)可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×10－13，A项正确；在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后，c(Br－)增大，溶解平衡逆向移动，c(Ag＋)减小，故B项错误；在a点Qc3．已知表数据：
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( C )
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(SOeq \\al(2－,4))[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
解析：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＋)＝10－5ml/L，c(Fe3＋)＝eq \f(4×10－38,1×10－93) ml·L－1＝4×10－11 ml·L－1，Fe3＋不能大量存在，故D正确。
4．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汽加热到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 )
A．向溶液中通入Cl2，再加入纯净的CuO粉末调节pH为4～5
B．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4～5
D．加入纯Cu将Fe2＋还原为Fe
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正确；在酸性溶液中H2S与Fe2＋不反应，而H2S与Cu2＋生成CuS沉淀，B错误；C项中的操作会引入新的杂质离子NHeq \\al(＋,4)，C错误；由金属的活泼性Fe>Cu知，D错误。
5．一定温度下，三种碳酸盐MCO3(M：Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：pM＝－lg c(M2＋)，p(COeq \\al(2－,3))＝－lg c(COeq \\al(2－,3))。下列说法正确的是( B )
A．MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大
B．a点可表示MnCO3的饱和溶液，且c(Mn2＋)＝c(COeq \\al(2－,3))
C．b点可表示CaCO3的饱和溶液，且c(Ca2＋)D．c点可表示MgCO3的不饱和溶液，且c(Mg2＋)>c(COeq \\al(2－,3))
解析：碳酸盐的溶度积可表示为Ksp(MCO3)＝c(M2＋)·c(COeq \\al(2－,3))，由图像可知，MgCO3、CaCO3、MnCO3的pM为一定值时，其p(COeq \\al(2－,3))逐渐增大，由溶度积表达式可知三种物质的Ksp逐渐减小，A错误；a点在MnCO3的沉淀溶解平衡曲线上，为其饱和溶液，结合图中横纵坐标知，c(COeq \\al(2－,3))＝c(Mn2＋)，B正确；b点在CaCO3的沉淀溶解平衡曲线上，为其饱和溶液，结合图中横纵坐标可知，c(COeq \\al(2－,3))c(Mg2＋)，D错误。
二、非选择题
6．如图是某温度下，将足量的BaSO4固体溶于一定量水中达到溶解平衡后，假定溶液体积不变的情况下，加入Na2CO3使c(COeq \\al(2－,3))增大过程中，溶液中c(Ba2＋)和c(SOeq \\al(2－,4))的变化曲线。根据图中的数据分析、计算。
(1)该温度下，BaSO4的Ksp＝_1.0×10－10__。
(2)当c(COeq \\al(2－,3))大于_2.5×10－4__ ml·L－1时开始有BaCO3沉淀生成；BaCO3的Ksp＝_2.5×10－9__。
(3)图像中代表沉淀转化过程中c(Ba2＋)随c(COeq \\al(2－,3))变化的曲线是_MN__(填“MP”或“MN”)；沉淀转化的离子方程式为BaSO4(s)＋COeq \\al(2－,3)(aq)BaCO3(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)，该反应的平衡常数K＝_0.04__。
(4)向1 L Na2CO3溶液中加入足量BaSO4固体，假定溶液体积不变，当溶液中c(COeq \\al(2－,3))＝1×10－3 ml·L－1时，溶解BaSO4的物质的量为_4×10－5__ ml。
解析：(1)由图可知，c(COeq \\al(2－,3))＝0时，c(Ba2＋)＝c(SOeq \\al(2－,4))＝1.0×10－5 ml·L－1，则有Ksp(BaSO4)＝c(Ba2＋)·c(SOeq \\al(2－,4))＝1.0×10－5×1.0×10－5＝1.0×10－10。
(2)由图可知，当c(COeq \\al(2－,3))>2.5×10－4 ml·L－1时，开始有BaCO3沉淀生成。图中c(COeq \\al(2－,3))＝2.5×10－4 ml·L－1时，c(Ba2＋)＝1.0×10－5 ml·L－1，则有Ksp(BaCO3)＝c(Ba2＋)·c(COeq \\al(2－,3))＝2.5×10－4×1.0×10－5＝2.5×10－9。
(3)BaSO4饱和溶液中存在溶解平衡：BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)，加入Na2CO3，Ba2＋与COeq \\al(2－,3)生成BaCO3沉淀，促使BaSO4的溶解平衡正向移动，溶液中c(SOeq \\al(2－,4))增大，c(Ba2＋)减小，则MP为c(SOeq \\al(2－,4))的变化曲线，MN为c(Ba2＋)的变化曲线。反应BaSO4(s)＋COeq \\al(2－,3)(aq)BaCO3(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)的平衡常数K＝eq \f(cSO\\al(2－,4),cCO\\al(2－,3))＝eq \f(KspBaSO4,KspBaCO3)＝eq \f(1.0×10－10,2.5×10－9)＝0.04。
(4)当溶液中c(COeq \\al(2－,3))＝1×10－3 ml·L－1时，K＝eq \f(cSO\\al(2－,4),cCO\\al(2－,3))＝0.04，则有c(SOeq \\al(2－,4))＝0.04×1×10－3 ml·L－1＝4×10－5 ml·L－1，故溶解BaSO4的物质的量为4×10－5 ml·L－1×1 L＝4×10－5 ml。物质
FeS
CuS(黑色)
MnS(红色)
PbS
HgS
ZnS
Ksp
6.3×10－18
1.3×10－35
2.5×10－13
3.4×10－28
6.4×10－33
1.6×10－24
物质
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mn(OH)2
Pb(OH)2
Zn(OH)2
Ksp
2.6×10－39
3.2×10－34
4.5×10－13
1.0×10－16
1.2×10－17
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