2020版高考化学大一轮复习课时规范练《28沉淀溶解平衡》鲁科版(含解析)

课时规范练28　沉淀溶解平衡

一、选择题(本题共9小题,每小题6分,共54分。每小题只有一个选项符合题目要求)

1.(2018天津五区县期中)下列说法中正确的是(　　)

A.用等体积的蒸馏水或0.01 mol·L-1盐酸洗涤AgCl沉淀,AgCl损失量相同

B.向MgCO3沉淀中滴加NaOH溶液可以得到Mg(OH)2沉淀

C.向氨水中加入NH4Cl或NaOH固体,溶液的pH均增大

D.盐溶液加水稀释时,[H+]、[OH-]均减小

2.工业上向锅炉里注入Na2CO3溶液浸泡,将水垢中的CaSO4转化为CaCO3,而后用盐酸去除。下列叙述不正确的是(　　)

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C(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+S(aq)

C.在盐酸中,CaCO3的溶解性大于CaSO4

D.Na2CO3溶液遇CO2后,阴离子浓度均减小

3.(2018河南林州一中月考)已知常温下Ksp(AgCl)=1.8×10-10(mol·L-1)2,Ksp(AgBr)=5×10-13(mol·L-1)2,下列有关说法错误的是(　　)

A.在饱和AgCl、AgBr的混合溶液中:=360

B.向AgCl悬浊液中滴加浓NaBr溶液会产生淡黄色沉淀

C.AgCl在水中的Ksp比在NaCl溶液中的大

D.AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解度不相同

4.(2018湖北武汉部分重点学校调研)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(mol·L-1)2,下列说法不正确的是(　　)

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)的平衡常数K≈816

5.溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化的曲线如下图所示。下列说法错误的是(　　)

A.溴酸银的溶解是放热过程

B.温度升高时溴酸银溶解速率增大

C.60 ℃时溴酸银的Ksp约等于6×10-4(mol·L-1)2

D.若硝酸钾中含有少量溴酸银,可用重结晶方法提纯

6.(2018河南信阳高中月考)已知25 ℃时,电离常数Ka(HF)=3.6×10-4 mol·L-1,溶度积常数Ksp(CaF2)=1.46×10-10(mol·L-1)3。现向1 L 0.2 mol·L-1HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L-1 CaCl2溶液,下列说法正确的是(　　)

A.25 ℃时,0.1 mol·L-1 HF溶液中pH=1

B.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化

C.该体系中Ksp(CaF2)=

D.该体系中有CaF2沉淀产生

7.(2018湖北武汉重点高中联考)25 ℃时,Fe(OH)2和Cu(OH)2的饱和溶液中,金属阳离子的物质的量浓度的负对数(-lg[M2+])与溶液pH的变化关系如图所示,已知该温度下Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]。下列说法正确的是(　　)

A.曲线a表示Fe(OH)2饱和溶液中的变化关系

B.除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2+,可加入适量CuO

C.当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时,溶液中[Fe2+]∶[Cu2+]=104.6∶1

D.向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH固体,可转化为Y点对应的溶液

8.(2018广东湛江一模)20 ℃时,PbCl2(s)在不同浓度盐酸中的最大溶解量(单位:g·L-1)如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A.盐酸浓度越大,Ksp(PbCl2)越大

B.PbCl2能与一定浓度的盐酸反应

C.x、y两点对应的溶液中c(Pb2+)相等

D.向含Pb2+的溶液中加入过量浓盐酸,可将Pb2+完全转化为PbCl2(s)

9.(2018山东淄博实验中学模拟)纳米ZnS具有独特的光电效应,在电学、磁学、光学等领域应用广泛。以工业废渣锌灰(主要成分为Zn、ZnO,还含有Fe2O3、FeO、CuO等杂质)为原料制备纳米ZnS的工业流程如下:

已知:Ksp[Fe(OH)3]=3.8×10-38(mol·L-1)4;Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20(mol·L-1)3;Ksp(ZnS)=1.6×10-24(mol·L-1)2。

下列说法不正确的是(　　)

A.酸浸时FeO与稀硝酸反应的离子方程式为3FeO+10H++N3F+NO↑+5H2O

B.将酸浸的尾气循环利用,加入的X气体可以是O2

C.滤渣2中的成分是Zn和Fe

D.当溶液中Zn2+浓度小于1.0×10-5mol·L-1时,则可认为其沉淀完全。若要使Zn2+沉淀完全,溶液中S2-浓度应大于1.6×10-19mol·L-1

二、非选择题(本题共3小题,共46分)

10.(2018广东佛山检测)(14分)已知25 ℃时:

某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性,实验步骤如下:

①向100 mL 0.1 mol·L-1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol·L-1的Na2SO4溶液,立即有白色沉淀生成。

②向上述悬浊液中加入3 g固体Na2CO3,搅拌,静置沉淀后弃去上层清液。

③再加入蒸馏水搅拌,静置后再弃去上层清液。

④　。 

请填写下列空白:

(1)由题中信息Ksp越大,表示电解质的溶解度越　　　。 

(2)写出第②步发生反应的化学方程式: 　。 

(3)设计第③步的目的是　。 

(4)请补充第④步操作及发生的现象: 　。 

(5)请写出该原理在实际生活、生产中的一个应用: 　。 

11.(16分)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。难溶金属氢氧化物在不同pH下的溶解度[S/(mol·L-1)]如图所示。

难溶金属氢氧化物的S-pH图

(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F,应该控制溶液的pH　　　　　　　(填字母)。 

A.>1　　B.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)要使氢氧化铜沉淀溶解,除了加入酸之外,还可以加入氨水生成[Cu(NH3)4]2+,写出反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)已知一些难溶物的溶度积常数如表所示:

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　　　　　　　。 

A.NaOH　　　B.FeS　　　C.Na2S

12.(2018山东日照模拟)(16分)软锰矿(主要成分为MnO2)可用于制备锰及其化合物。

(1)早期冶炼金属锰的一种方法是先煅烧软锰矿生成Mn3O4,再利用铝热反应原理制得锰,该铝热反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)现代冶炼金属锰的一种工艺流程如下图所示:

下表为t ℃时,有关物质的pKsp(注:pKsp=-lg Ksp)。

软锰矿还原浸出的反应为12MnO2+C6H12O6+12H2SO412MnSO4+6CO2↑+18H2O

①该反应中,还原剂为　　　　　。写出一种能提高还原浸出速率的措施:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②滤液1的pH　　　　(填“>”“<”或“=”)MnSO4浸出液的pH。 

③加入MnF2的主要目的是除去　　　　(填“Ca2+”“Fe3+”或“Cu2+”)。 

(3)由MnSO4制取MnCO3。

往MnSO4溶液中加入过量NH4HCO3溶液,该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　; 

若往MnSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液,还会产生Mn(OH)2,可能的原因有:MnCO3(s)+2OH-(aq)Mn(OH)2(s)+C(aq),t ℃时,计算该反应的平衡常数K=　　　　(填数值)。 

课时规范练28　沉淀溶解平衡

1.B　AgCl沉淀在水中存在溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),用盐酸洗涤时,[Cl-]较大,使平衡逆向移动,故用蒸馏水洗涤AgCl时损失量比用盐酸洗涤AgCl时损失量要大,A项错误。MgCO3沉淀存在溶解平衡:MgCO3(s)Mg2+(aq)+C(aq),由于Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3,滴加NaOH溶液时,Mg2+与OH-结合生成Mg(OH)2沉淀,B项正确。氨水中存在电离平衡:NH3·H2ON+OH-,加入NH4Cl固体,平衡逆向移动,溶液的pH减小;加入NaOH固体,平衡逆向移动,但溶液中OH-的浓度增大,pH增大,C项错误。因为温度不变,则水的离子积KW=[H+][OH-]的值不变,故加水稀释时,[H+]、[OH-]不可能同时减小,D项错误。

2.D　温度升高,KW增大,温度升高促进碳酸钠溶液水解,c(OH-)增大,A项正确;加入碳酸钠溶液,把硫酸钙转化为碳酸钙:C(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+S(aq),B项正确;因为碳酸钙与盐酸反应,而硫酸钙与盐酸不反应,所以在盐酸中碳酸钙的溶解性大于硫酸钙,C项正确;根据C+CO2+H2O2HC知,HC浓度增大,D项错误。

3.C　同一溶液中,[Ag+]相同,溶液中同时存在两种关系式:[Ag+][Br-]=Ksp(AgBr),[Ag+][Cl-]=Ksp(AgCl),所以=360,A项正确;由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),氯化银容易转化为淡黄色溴化银沉淀,B项正确;同一物质的溶度积常数只与温度有关,C项错误;由于在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中[Cl-]不同,由AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)知,AgCl固体在两溶液中的溶解度不同,D项正确。

4.B　根据溶度积的定义,Ksp(AgBr)=[Ag+][Br-]=7×10-7×7×10-7(mol·L-1)2=4.9×10-13(mol·L-1)2,故A项说法正确;AgBr饱和溶液中有如下沉淀溶解平衡:AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq),加入溴化钠固体后,[Br-]增大,促使平衡向逆反应方向移动,[Ag+]减小,故B项说法错误;a点时Q<Ksp,说明此溶液属于AgBr的不饱和溶液,故C项说法正确;K=≈816,故D项说法正确。

5.A　从图像可看出随温度的升高,AgBrO3的溶解度逐渐升高,即AgBrO3的溶解是吸热过程,A项说法错误;温度升高,其溶解速率增大,B项说法正确;60 ℃时AgBrO3饱和溶液中AgBrO3的物质的量浓度约为≈2.5×10-2mol·L-1,其Ksp=[Ag+][Br]≈6×10-4(mol·L-1)2,C项说法正确;由于AgBrO3的溶解度比较小,故KNO3中含有少量AgBrO3时,可采用重结晶的方法提纯,D项说法正确。

6.D　HF为弱酸,不能完全电离,则25 ℃时,0.1 mol·L-1HF溶液中pH>1,A项错误;Ksp(CaF2)只与温度有关,B项错误;由已知得Ksp(CaF2)≠,C项错误;两溶液混合后,[Ca2+]=0.1 mol·L-1,[F-]==6×10-3mol·L-1,则Q=[F-]2[Ca2+]=3.6×10-6(mol·L-1)3>Ksp(CaF2),故体系中有CaF2沉淀产生,D项正确。

7.C　25 ℃时Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2],则同一pH下其饱和溶液中[Fe2+]>[Cu2+];[M2+]越大,则-lg[M2+]的值越小,故曲线a表示Cu(OH)2饱和溶液,曲线b表示Fe(OH)2饱和溶液,A项错误;由于Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2],则Cu(OH)2比Fe(OH)2的溶解度小,更易生成沉淀,在含少量Fe2+的CuSO4溶液中加入适量CuO,不能生成Fe(OH)2沉淀,故不能除去Fe2+,B项错误;由图可知,当pH=10时,-lg[Cu2+]=11.7,则有Ksp[Cu(OH)2]=[Cu2+][OH-]2=10-11.7×(10-4)2(mol·L-1)3=10-19.7(mol·L-1)3;pH=8时,-lg[Fe2+]=3.1,则有Ksp[Fe(OH)2]=[Fe2+][OH-]2=10-3.1×(10-6)2(mol·L-1)3=10-15.1(mol·L-1)3,故Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时,溶液中=104.6,C项正确;向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH固体,溶液中会生成Cu(OH)2沉淀,溶液中[Cu2+]减小,则-lg[Cu2+]增大,而从X点到Y点-lg[Cu2+]不变,不符合转化关系,D项错误。

8.B　Ksp(PbCl2)只与温度有关,A项错误;增大盐酸浓度,PbCl2(s)的溶解平衡逆向移动,PbCl2的溶解量减小,而[HCl]大于1 mol·L-1时,增大[HCl],PbCl2(s)的溶解量增大,说明PbCl2能与一定浓度的盐酸反应,B项正确;x、y两点PbCl2的溶解量相等,但y点时HCl与PbCl2发生了反应,故x、y两点对应的溶液中[Pb2+]不相等,C项错误;PbCl2(s)存在溶解平衡,且PbCl2(s)能与浓盐酸反应,故向含Pb2+的溶液中加入过量浓盐酸,不能将Pb2+完全转化为PbCl2(s),D项错误。

9.C　稀硝酸具有强氧化性,与FeO发生氧化还原反应生成Fe(NO3)3、NO和H2O,A项说法正确;酸浸的尾气为NO,因要循环利用,可通入O2(或空气)将NO再转化为HNO3,即4NO+3O2+2H2O4HNO3,B项说法正确;酸浸液中含有F、Zn2+、Cu2+,再加入ZnO调节pH使F转化为Fe(OH)3沉淀而过滤除去,加入Zn置换出Cu,故滤渣2中的成分是Zn和Cu,C项说法错误;当Q>Ksp(ZnS)时才生成ZnS沉淀,即[S2-]> mol·L-1=1.6×10-19mol·L-1,D项说法正确。

10.答案 (1)大

(2)Na2CO3(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+Na2SO4(aq)

(3)洗去沉淀中附着的S

(4)向沉淀中加入足量的盐酸,沉淀完全溶解,并放出无色无味的气体

(5)将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸除去

解析 同类型的物质Ksp越大,表示电解质的溶解度越大,溶解度大的沉淀会向溶解度小的沉淀转化,要证明CaSO4完全转化为CaCO3,可以加入盐酸,因为CaSO4不与盐酸反应,而CaCO3可完全溶于盐酸。在实际生活、生产中利用此反应可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸除去。

11.答案 (1)C　(2)B　(3)不能　Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小

(4)Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O　(5)B

解析 (1)由图可知,在pH=3时溶液中铜元素的主要存在形成是Cu2+,不会出现Cu(OH)2沉淀。(2)要除去F的同时必须保证Cu2+不能沉淀,因此pH应保持在4左右。(3)从图示关系可看出,Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小,不能通过调节溶液pH而达到分离的目的。(4)Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),加入氨水后生成难电离的[Cu(NH3)4]2+,促进Cu(OH)2的溶解。(5)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,而不引入新的杂质。

12.答案 (1)8Al+3Mn3O44Al2O3+9Mn

(2)①C6H12O6　升高反应温度(或将软锰矿研细等其他合理答案)

②>　③Ca2+

(3)Mn2++2HCMnCO3↓+H2O+CO2↑　100

解析 (1)高温下,Al和Mn3O4发生铝热反应生成Mn,根据反应物、生成物及反应条件可知反应的化学方程式为8Al+3Mn3O44Al2O3+9Mn。

(2)软锰矿还原浸出得到硫酸锰溶液,说明浸取液为稀硫酸,同时溶液中还含有Ca2+、Fe3+、Cu2+等杂质,调节溶液的pH,Fe(OH)3的pKsp为37.4,与其他氢氧化物相比最大,调节pH可以将Fe(OH)3沉淀下来,向滤液中加入硫化铵,CuS的pKsp为35.2,可以将铜离子转化为硫化物沉淀下来,再加入MnF2,形成CaF2沉淀,除去Ca2+,最后将得到的含有锰离子的盐溶液电解,可以得到金属锰。

①软锰矿还原浸出的反应为12MnO2+C6H12O6+12H2SO412MnSO4+6CO2↑+18H2O,该反应中,锰元素化合价由+4价变为+2价、碳元素化合价由0价变为+4价,失电子化合价升高的反应物是还原剂,所以C6H12O6为还原剂;反应物接触面积越大、温度越高反应速率越快,所以能提高还原浸出速率的措施:升高反应温度或将软锰矿研细等。

②由软锰矿还原浸出的反应可知,MnSO4浸出液呈强酸性,而后调节pH将Fe(OH)3沉淀下来,过滤得到滤液1,则滤液1的pH>MnSO4浸出液的pH。

③CaF2难溶于水,滤液2中主要含有Mn2+、Ca2+、N、S,加入MnF2的目的是形成CaF2沉淀,除去Ca2+。

(3)锰离子和碳酸氢根离子反应生成碳酸锰沉淀、水和二氧化碳气体,离子方程式为Mn2++2HCMnCO3↓+H2O+CO2↑;由MnCO3(s)+2OH-(aq)Mn(OH)2(s)+C(aq)可知,K=(mol·L-1)-1=100(mol·L-1)-1。