15高考化学第一轮复习备考复习配套试题28难溶电解质的溶解平衡-含解析15

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一、选择题(共0分，每小题分)
1．纯净的NaCl并不潮解，但家庭所用的食盐因含有MgCl2杂质而易于潮解。为得到纯净的氯化钠，有人设计这样一个实验：把买来的食盐放入纯NaCl的饱和溶液中一段时间，过滤即得纯净的NaCl固体。对此有下列说法，其中正确的是( )
A．食盐颗粒大一些有利于提纯
B．设计实验的根据是MgCl2比NaCl易溶于水
C．设计实验的根据是NaCl的溶解平衡
D．在整个过程中，NaCl的物质的量浓度会变大
[答案]C
[解析]饱和食盐水已不再溶解食盐，但对于MgCl2并未达到饱和。NaCl(S)Na＋(aq)＋Cl－(aq)，当MgCl2被溶解时，C(Cl－)增大，平衡左移，还可得到比原来更多的食盐。
2．有关CaCO3的溶解平衡的说法中，不正确的是( )
A．CaCO3沉淀析出和沉淀溶解不断进行，但速率相等
B．CaCO3难溶于水，其饱和溶液不导电，属于弱电解质溶液
C．升高温度，CaCO3沉淀的溶解度增大
D．向CaCO3沉淀中加入纯碱固体，CaCO3的溶解度降低
[答案]B
[解析]CaCO3固体在溶液中达到溶解平衡后，沉淀溶解与沉淀生成速率相等，但不为0；一般来说，升高温度，有利于固体物质的溶解；CaCO3难溶于水，但溶解的部分是完全电离的，电离出Ca2＋和COeq \\al(2－,3)，属于强电解质；向CaCO3溶解平衡体系中加入纯碱固体，增大了COeq \\al(2－,3)浓度，使溶解平衡向左移动，降低了CaCO3的溶解度。
3．工业废水中常含有C2＋、CD2＋、PB2＋等重金属离子，可以通过加入过量难溶电解质FeS、MNS等，使这些金属离子形成硫化物沉淀除去。根据以上事实，可推知FeS、MNS具有的相关性质为( )
A．在水中的溶解能力大于CS、CDS、PBS
B．在水中的溶解能力小于CS、CDS、PBS
C．在水中的溶解能力与CS、CDS、PBS相同
D．均具有较强的吸附性
[答案]A
[解析]根据题意，FeS、MNS的溶解能力大于CS、CDS、PBS的溶解能力。
4．已知：Sp(AgCl)＝18×10－10，Sp(AgI)＝1×10－16，Sp(Ag2CrO4)＝20×10－12，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
[答案]C
[解析]Sp(AgCl)＝C(Ag＋)·C(Cl－)，C(Cl－)＝C(Ag＋)，C(Ag＋)1＝eq \r(1.8×10－10)Ol·L－1
Sp(AgI)＝C(Ag＋)·C(I－)，C(Ag＋)＝C(I－)，C(Ag＋)2＝eq \r(1.5×10－16)Ol·L－1
Sp(Ag2CrO4)＝C2(Ag＋)·C(CrOeq \\al(2－,4))，C(Ag＋)＝2C(CrOeq \\al(2－,4))，C(Ag＋)3＝eq \r(3,2×2.0×10－12)Ol·L－1，综上，应选C。
．已知Sp(Ag2CrO4)＝90×10－12，将等体积的4×10－3 Ol·L－1的AgNO3溶液和4×10－3 Ol·L－1的2CrO4溶液混合，下列说法正确的是( )
A．恰好形成Ag2CrO4饱和溶液
B．能析出Ag2CrO4沉淀
C．不能析出Ag2CrO4沉淀
D．无法确定能否析出Ag2CrO4沉淀
[答案]B
[解析]等体积混合后：[C(Ag＋)]2×C(CrOeq \\al(2－,4))＝[(4×10－3)/2]2×(4×10－3)/2＝8×10－9>90×10－12，所以能析出Ag2CrO4沉淀。
6．已知2 ℃时，电离平衡常数a(HF)＝36×10－4 Ol/L，溶度积常数Sp(CaF2)＝146×10－10 Ol3/L3。现向1 L 02 Ol/L HF溶液中加入1 L 02 Ol·L－1 CaCl2溶液，则下列说法中，正确的是( )
A．2 ℃时，01 Ol/L HF溶液中pH＝1
B．Sp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化
C．该体系中，Sp(CaF2)＝eq \F(1,KaHF)
D．该体系中有CaF2沉淀产生
[答案]D
[解析]由电离平衡常数可以看出HF是弱酸，故01 Ol·L－1 HF溶液pH>1；Sp(CaF2)只受温度影响；根据Sp(CaF2)＝146×10－10 Ol3·L－3，可换算得S(CaF2)<001 g，故该体系中有CaF2沉淀生成。
7．一定温度下的难溶电解质ABN在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，其平衡常数Sp＝C(AN＋)·CN(B－)，称为难溶电解质的溶度积。已知下表数据：
对含等物质的量的CSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法，不科学的是( )
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(SOeq \\al(2－,4))∶[C(C2＋)＋C(Fe2＋)＋C(Fe3＋)]>∶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CSO4溶液
D．在pH＝的溶液中Fe3＋不能大量存在
[答案]C
[解析]根据溶度积常数可判断A项正确；由于C(C2＋)、C(Fe2＋)、C(Fe3＋)在溶液中均发生水解反应而使金属阳离子浓度减小，因此B项正确；由选项C的操作可知，溶液中还有氯离子，即溶液中还存在CCl2，C错误；由表中数据知Fe3＋在pH＝3～4的环境中已沉淀完全，因此选项D正确。
8．某温度下，Fe(OH)3(S)、C(OH)2(S)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是( )
A．Sp[Fe(OH)3]B．加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到B点
C．C、D两点代表的溶液中C(H＋)与C(OH－)乘积相等
D．Fe(OH)3、C(OH)2分别在B、C两点代表的溶液中达到饱和
[答案]B
[解析]本题考查沉淀溶解平衡，意在考查考生的分析图形的能力和实际运用知识的能力；Sp[Fe(OH)3]＝C(Fe3＋)·C3(OH－)，Sp[C(OH)2]＝C(C2＋)·C2(OH－)，Fe3＋、C2＋相等(B、C点)时，Fe3＋对应的pH小，C(H＋)较大，则C(OH－)较小，且Sp的公式中C(OH－)为三次方，又知Sp仅与温度有关，则Sp[Fe(OH)3]9．已知Sp(AgCl)＝18×10－10 Ol2·L－2，Sp(AgI)＝10×10－16 Ol2·L－2。下列关于难溶物之间转化的说法中错误的是( )
A．AgCl不溶于水，不能转化为AgI
B．两种难溶物的Sp相差越大，难溶物就越容易转化为更难溶的物质
C．AgI比AgCl更难溶于水，所以，AgCl可以转化为AgI
D．常温下，AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI，则NaI的浓度必须不低于eq \F(1,\r(1.8))×10－11 Ol·L－1
[答案]A
[解析]Sp(AgI)小于Sp(AgCl)，AgI比AgCl更难溶于水，AgCl可以转化为AgI，饱和AgCl溶液中Ag＋浓度为eq \r(1.8)×10－ Ol·L－1，根据QC>Sp，I－的浓度必须不低于eq \F(1.0×10－16,\r(1.8)×10－5) Ol·L－1。
10．某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡如图所示，下列说法正确的是( )
提示：BaSO4(S)Ba2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)的平衡常数Sp＝C(Ba2＋)·C(SOeq \\al(2－,4))，称为溶度积常数。
A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到B点
B．通过蒸发可以使溶液由D点变到C点
C．D点无BaSO4沉淀生成
D．a点对应的Sp大于C点对应的Sp
[答案]C
[解析]在温度不变时，无论是改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度只能在曲线上变化，不能出现在曲线外的点(如B、D)，A选项错误；由D点变化到C点，表示溶液中硫酸根离子浓度不变，但钡离子浓度增大，但是在蒸发时，溶液中两种离子的浓度变化有两种情况：原溶液不饱和时要增大，都增大；原溶液饱和时，都不变，B选项错误；溶度积常数与温度有关，而与溶液中溶质的离子浓度无关，在a点和C点的溶度积常数相同，D选项错误。
二、非选择题(共0分)
11．(20分)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) Sp＝2×10－7
SrCO3(S)Sr2＋(aq)＋COeq \\al(2－,3)(aq) Sp＝2×10－9
(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为________________，该反应的平衡常数表达式为________；该反应能发生的原因是___________________________________________________________
___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(用沉淀溶解平衡的有关理论解释)
(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，平衡常数的变化情况(填“增大”、“减小”或“不变”)：
①升高温度，平衡常数将________；
②增大COeq \\al(2－,3)的浓度，平衡常数将________。
(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________；实验现象及其相应结论为___________________________________________________________
___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液是实验中检验SOeq \\al(2－,4)的常用试剂。某化学研究性学习小组检验某溶液中存在SOeq \\al(2－,4)时，首先加入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，然后加入过量稀硝酸，白色沉淀不溶解，由此得出结论：溶液中一定含有SOeq \\al(2－,4)。
你认为该推理是否严密？试说明理由___________________
________________________________________________________________________。
[答案](1)SrSO4(S)＋COeq \\al(2－,3)(aq)SrCO3(S)＋SOeq \\al(2－,4)(aq) ＝eq \F(cSO\\al(2－,4),cCO\\al(2－,3)) Sp(SrCO3)(2)①减小 ②不变
(3)盐酸 若沉淀完全溶解，则证明SrSO4完全转化成SrCO3，否则，未完全转化
(4)不严密。溶液中可能含有SOeq \\al(2－,3)，生成的BaSO3被氧化成BaSO4(其他描述，只要正确同样给分)
[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＝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Sp(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。(4)若溶液中含有SOeq \\al(2－,3)，首先加入Ba(NO3)2，会产生BaSO3沉淀，然后加入硝酸，BaSO3沉淀会被氧化为BaSO4沉淀，检验SOeq \\al(2－,4)，应该选择BaCl2溶液和稀盐酸。
12．(12分)以下是2 ℃时几种难溶电解质的溶解度：
在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些杂质离子。例如：
①为了除去氯化铵中的杂质Fe3＋，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂反应，过滤结晶即可；
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3＋，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶即可；
③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2＋，先将混合物溶于水，加入一定量的H2O2，将Fe2＋氧化成Fe3＋，调节溶液的pH＝4，过滤结晶即可。
请回答下列问题：
(1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果，Fe3＋、Fe2＋都被转化为________________(填化学式)而除去。
(2)①中加入的试剂应该选择________________为宜，其原因是________________________________________________________________________。
(3)②中除去Fe3＋所发生的总反应的离子方程式为________。
(4)下列与③相关的叙述中，正确的是________(填字母)。
A．H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质，不产生污染
B．将Fe2＋氧化为Fe3＋的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
C．调节溶液pH＝4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D．C2＋可以大量存在于pH＝4的溶液中
E．在pH>4的溶液中Fe3＋一定不能大量存在
[答案](1)Fe(OH)3
(2)氨水 不会引入新的杂质
(3)2Fe3＋＋3Mg(OH)2===3Mg2＋＋2Fe(OH)3
(4)ACDE
[解析]①中加入氨水，利用沉淀的生成，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀；②中加入氢氧化镁，利用沉淀的转化，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀；③中先加入H2O2，将Fe2＋氧化成Fe3＋，然后调节溶液pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀。
13．(18分)沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。难溶物在水中溶解达到饱和时，即建立沉淀溶解平衡，平衡常数称为溶度积(Sp)。已知2 ℃时，Sp(BaSO4)＝1×10－10，Sp(BaCO3)＝2×10－9
(1)将浓度均为01 Ol·L－1的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合 ，充分搅拌后过滤，滤液中C(Ba2＋)＝________Ol·L－1。取100 L滤液与100 L 2 Ol·L－1的Na2SO4溶液混合，混合液中C(Ba2＋)＝________Ol·L－1。
(2)医学上进行消化系统的X射线透视时，常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸很强(pH约为1)，但服用大量BaSO4仍然是安全的，BaSO4不溶于酸的原因是__________________________(用沉淀溶解平衡原理解释)。万一误服了少量BaCO3，应尽快用大量0 Ol·L－1Na2SO4溶液给患者洗胃，如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化，残留在胃液中的Ba2＋浓度仅为________Ol·L－1。
(3)长期使用的锅炉需要定期除水垢，否则会降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去。
①CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为_______________；
②请分析CaSO4转化为CaCO3的原理：________________
________________________________________________________________________。
[答案](1)1×10－ 1×10－10
(2)对于平衡BaSO4(S)Ba2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)，
H＋不能减小Ba2＋或SOeq \\al(2－,4)的浓度，故平衡不能向溶解方向移动 2×10－10
(3)①CaSO4(S)＋COeq \\al(2－,3)(aq)===CaCO3(S)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)
②CaSO4存在沉淀溶解平衡，加入Na2CO3溶液后，COeq \\al(2－,3)与Ca2＋结合生成CaCO3沉淀，Ca2＋浓度减少，使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动
[解析]本题考查沉淀溶解平衡。(1)因为浓度均为01Ol/L，则生成BaSO4沉淀，构成沉淀溶解平衡，Sp(BaSO4)＝C(Ba2＋)×C(SOeq \\al(2－,4))＝1×10－10，C(Ba2＋)＝1×10－Ol/L。取100 L滤液与100 L 2Ol/L Na2SO4的溶液混合后，C(SOeq \\al(2－,4))＝1 Ol/L，Sp只与温度有关，则根据Sp(BaSO4)＝C(Ba2＋)×C(SOeq \\al(2－,4))＝1×10－10可知，C(Ba2＋)＝1×10－10Ol/L。(2)对于平衡BaSO4(S)Ba2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)，H＋对其没有影响；Sp(BaSO4)Fe(OH)2
C(OH)2
Fe(OH)3
Sp/2 ℃
80×10－16
22×10－20
40×10－38
完全沉淀时
的pH范围
≥96
≥64
3～4
难溶电解质
Mg(OH)2
C(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
溶解度/g
9×10－4
17×10－6
1×10－4
30×10－9