高三化学一轮复习讲义第8章 第4节 课时分层训练27

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A组 专项基础达标
(建议用时：30分钟)
1．下列说法正确的是 ( )
①难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，溶液中各种离子的溶解(或沉淀)速率都相等
②难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动
③向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液，则SOeq \\al(2－,4)沉淀完全，溶液中只含Ba2＋、Na＋和Cl－，不含SOeq \\al(2－,4)
④Ksp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小
⑤为减少洗涤过程中固体的损耗，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀
⑥洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好
A．①②③ B．①②③④⑤⑥
C．⑤ D．①⑤⑥
C [①中不同离子的溶解或沉淀速率可能不相等；②中加难溶电解质，平衡不移动；③中沉淀完全只是离子浓度很小，不是没有；④若物质的组成不同，则不能根据Ksp的大小确定溶解能力；⑥中沉淀洗涤次数越多，溶解越多。]
2．在BaSO4饱和溶液中，加入Na2SO4(s)，达平衡时( )
【导学号：95812215】
A．c(Ba2＋)＝c(SOeq \\al(2－,4))
B．c(Ba2＋)＝c(SOeq \\al(2－,4))＝[Ksp(BaSO4)]eq \f(1,2)
C．c(Ba2＋)≠c(SOeq \\al(2－,4))，c(Ba2＋)·c(SOeq \\al(2－,4))＝Ksp(BaSO4)
D．c(Ba2＋)≠c(SOeq \\al(2－,4))，c(Ba2＋)·c(SOeq \\al(2－,4))≠Ksp(BaSO4)
C [加入Na2SO4(s)后，c(SOeq \\al(2－,4))增大，溶解平衡BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)逆向移动，c(Ba2＋)减小，Ksp只受温度影响，温度不变，Ksp不变。]
3. (2017·西安质检)在如图所示曲线中，前半支表示芒硝(Na2SO4·10H2O)的溶解度曲线，后半支表示硫酸钠的溶解度曲线，则下列说法错误的是( )
A．T ℃时Na2SO4在B点的溶解度大于在C点的溶解度
B．A点表示Na2SO4溶液尚未达到饱和，但是降温或加入Na2SO4·10H2O都能使其达到饱和
C．在C点时降低温度或升高温度都可以使Na2SO4溶液变浑浊
D．在T ℃时配制Na2SO4的饱和溶液，降温至0 ℃时可以析出芒硝
A [A项犯概念错误，将溶解度与实际溶解溶质的质量混淆。B项可以A点作x轴的平行线或垂直线，均可以与溶解度曲线的前半部分相交，故可以使用降低温度或添加溶质的方法达到饱和状态。同样方法以C点作x轴的平行线，将与溶解度曲线前半部分和后半部分都相交，所以C选项正确。D选项T ℃时配制Na2SO4的饱和溶液，降低温度至0 ℃时，Na2SO4饱和溶液将析出晶体，所以将有芒硝析出。]
4. 已知溴酸银的溶解是吸热过程，在不同温度条件下，溴酸银的溶解平衡曲线如图所示，下列说法正确的是( )
A．T1>T2
B．加入AgNO3固体，可从a点变到c点
C．a点和b点的Ksp相等
D．c点时，在T1、T2两个温度条件下均有固体析出
C [A项，由于溴酸银溶解时吸热，故温度升高，溶度积增大，则T15．25 ℃时，Ksp(BaSO4)＝1×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9。该温度下，下列说法不正确的是 ( )
【导学号：95812216】
A．向同浓度的Na2SO4和Na2CO3的混合溶液中滴加BaCl2溶液，BaSO4先析出
B．向BaCO3的悬浊液中加入少量的新制氯水，c(Ba2＋)增大
C．BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中，eq \f(cSO\\al(2－,4),cCO\\al(2－,3))＝eq \f(1,26)
D．向BaSO4的悬浊液中加入Na2CO3的浓溶液，BaSO4不可能转化为BaCO3
D [从BaSO4和BaCO3沉淀的Ksp看，BaSO4比BaCO3更难溶，故BaSO4先析出，A项正确；新制氯水中存在反应Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，能够溶解BaCO3，B项正确；两沉淀共存的溶液中eq \f(cSO\\al(2－,4),cCO\\al(2－,3))＝eq \f(KspBaSO4,KspBaCO3)＝eq \f(1,26)，C项正确；增大COeq \\al(2－,3)的浓度，c(Ba2＋)·c(COeq \\al(2－,3))大于BaCO3的溶度积，BaSO4可能向BaCO3转化，D项错误。 ]
6．(2016·贵阳监测)下表是Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋被OH－完全沉淀时溶液的pH。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2＋、Fe3＋杂质，为制得纯净的ZnSO4，应加入的试剂是( )
A.H2O2、ZnO B．氨水
C．KMnO4、ZnCO3 D．NaOH溶液
A [要使Fe2＋和Fe3＋全部除去，由题给信息可知，需将Fe2＋全部氧化成Fe3＋，再调节溶液pH范围为2.7≤pH<6.5，即可将Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀，且保证Zn2＋不沉淀。氧化Fe2＋时不能引入新的杂质，只能用H2O2，调pH时也不能引入新的杂质，用ZnO能促进Fe3＋的水解。
7．(2017·长春四校联考)不同温度下，AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，曲线Ⅰ、Ⅱ对应的温度分别是T1、T2。已知T1温度下Ksp(AgCl)＝1.6×10－9，下列说法正确的是( )
A．T1>T2
B．a＝4.0×10－5
C．B点溶液温度变为T1时，溶液中Cl－的浓度不变
D．T2时饱和AgCl溶液中，c(Ag＋)、c(Cl－)可能分别为2.0×10－5ml·L－1、4.0×10－5 ml·L－1
B [AgCl的溶解为吸热过程，温度升高溶度积增大，溶液中离子浓度增大，所以曲线Ⅰ对应的温度T1低于曲线Ⅱ对应的温度T2，A错误。T1时Ksp(AgCl)＝1.6×10－9＝a2，则a＝4.0×10－5，B正确。B点溶液温度降至T1时将析出AgCl沉淀，溶液中c(Ag＋)、c(Cl－)减小，C错误。T1温度下Ksp(AgCl)＝1.6×10－9，则T2温度下Ksp(AgCl)>1.6×10－9，由于c(Ag＋)·c(Cl－)＝2.0×10－5×4.0×10－5＝8.0×10－10，故D错误。]
8．(2016·太原质检)已知AgI为黄色沉淀，AgCl为白色沉淀。25 ℃时，AgI固体溶于水形成的饱和溶液中c(Ag＋)＝1.22×10－8 ml·L－1，AgCl固体溶于水形成的饱和溶液中c(Ag＋)＝1.30×10－5 ml·L－1。若在5 mL含有KCl和KI浓度均为0.01 ml·L－1的混合溶液中，滴加8 mL 0.01 ml·L－1的AgNO3溶液，则下列叙述中不正确的是( )
A．溶液中所含溶质的离子浓度大小关系为
c(NOeq \\al(－,3))>c(K＋)>c(Cl－)>c(I－)>c(Ag＋)
B．溶液中先产生AgI沉淀
C．AgCl的溶度积常数Ksp的数值为1.69×10－10
D．若在AgCl悬浊液中滴加KI溶液，白色沉淀可能转变 成黄色沉淀
A [根据题意可得出25 ℃时，Ksp(AgCl)＝1.30×10－5×1.30×10－5＝1.69×10－10，Ksp(AgI)＝1.22×10－8×1.22×10－8≈1.49×10－16，因为AgCl和AgI的构型相同，所以AgI的溶解度更小，则B、C、D项正确，A项错误。]
9．(2017·南昌模拟)已知一定温度下，有下列难溶电解质的相关数据：
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( )
【导学号：95812217】
A．向该混合溶液中加过量铁粉，能观察到红色固体析出
B．向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到红褐色沉淀
C．该混合溶液中c(SOeq \\al(2－,4))∶[c(Cu2＋)＋c(Fe2＋)＋c(Fe3＋)]>5∶4
D．向该混合溶液中加入适量氯水，并调pH至3～4后过滤，能得到纯净的CuSO4溶液
D [加入过量铁粉，发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，有Cu析出，A项正确；对于M(OH)n，开始产生沉淀时，c(OH－)＝eq \r(n,\f(Ksp,cMn＋))，根据所给物质的Ksp数据，可以判断产生Fe(OH)3时所需c(OH－)最小，因此先产生Fe(OH)3沉淀，B项正确；假设各物质的物质的量均为a，则n(SOeq \\al(2－,4))＝5a，由于三种金属离子均发生水解反应，溶液中n(Cu2＋)＋n(Fe2＋)＋n(Fe3＋)<4a，则c(SOeq \\al(2－,4))∶[c(Cu2＋)＋c(Fe2＋)＋c(Fe3＋)]>5∶4，C项正确；向混合溶液中加入适量氯水，Fe2＋被氧化为Fe3＋，调pH至3～4，Fe3＋虽能完全沉淀，但由于引入了Cl－，得到CuCl2和CuSO4的混合溶液，D项错误。]
10．金属氢氧化物在酸中的溶解度不同，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。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S ml·L－1)如图所示。
【导学号：95812218】
(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Fe3＋，应该控制溶液的pH_____(填字母)。
A．>1 B．4左右 C．<6
(3)Ni(NO3)2溶液中含有少量的C2＋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下表所示：
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适量的________。
A．NaOH B．FeS C．Na2S
[解析] (1)由图可知，在pH＝3时溶液中不会出现Cu(OH)2 沉淀，铜元素主要以Cu2＋形式存在。(2)要除去Fe3＋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，C2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小，因此不能通过调节溶液pH的方法达到分离的目的。(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，且FeS比Na2S更经济。
[答案] (1)Cu2＋ (2)B
(3)不能 C2＋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
11．(1)已知Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20，Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39。常温下，某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，为了得到纯净的CuCl2·2H2O晶体，应加入________________(填化学式)，调节溶液的pH＝4，使溶液中的Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，此时溶液中的c(Fe3＋)＝________。过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl2·2H2O晶体。
(2)某碳素钢锅炉内水垢的主要成分是碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁、铁锈、二氧化硅等。水垢需及时清洗除去。清洗流程如下：
Ⅰ.加入NaOH和Na2CO3混合液，加热，浸泡数小时；
Ⅱ.放出洗涤废液，清水冲洗锅炉，加入稀盐酸和少量NaF溶液，浸泡；
Ⅲ.向洗涤液中加入Na2SO3溶液；
Ⅳ.清洗达标，用NaNO2溶液钝化锅炉。
①用稀盐酸溶解碳酸钙的离子方程式是____________________。
②已知：
25 ℃时有关物质的溶度积
根据数据，结合化学平衡原理解释清洗CaSO4的过程________________。
在步骤 Ⅰ 浸泡过程中还会发生反应MgCO3(s)＋2OH－(aq)Mg(OH)2(s)＋COeq \\al(2－,3)(aq)，该反应的平衡常数K＝________(保留两位有效数字)。
③步骤Ⅲ中，加入Na2SO3溶液的目的是___________________。
④步骤Ⅳ中，钝化后的锅炉表面会覆盖一层致密的Fe2O3保护膜，钝化过程中产生一种无色无毒气体。该反应的离子方程式为__________________。
[解析] (1)加入碱性物质，调节溶液的pH，但不应带入其他杂质，故可加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3或CuO或CuCO3调节溶液的pH＝4，使Fe3＋转化为沉淀析出。pH＝4时，c(H＋)＝10－4ml·L－1，则c(OH－)＝1×10－10 ml·L－1，此时c(Fe3＋)＝Ksp[Fe(OH)3]/c3(OH－)＝2.6×10－9 ml·L－1。
(2)②Ksp(MgCO3)＝c(Mg2＋)·c(COeq \\al(2－,3))，Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)·c2(OH－)，反应MgCO3(s)＋2OH－(aq)Mg(OH)2(s)＋COeq \\al(2－,3)(aq)的平衡常数K＝c(COeq \\al(2－,3))/c2(OH－)＝Ksp(MgCO3)/Ksp[Mg(OH)2]＝3.8×105。③步骤Ⅱ中，加入的稀盐酸与铁锈反应生成Fe3＋，步骤Ⅲ中加入Na2SO3可将Fe3＋还原成Fe2＋，防止Fe3＋腐蚀锅炉。
[答案] (1)Cu(OH)2[或Cu2(OH)2CO3或CuO或CuCO3] 2.6×10－9 ml·L－1
(2)①CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑ ②CaSO4在水中存在溶解平衡CaSO4(s)Ca2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)，用Na2CO3溶液浸泡，Ca2＋与COeq \\al(2－,3)结合成更难溶的CaCO3，使上述平衡右移，CaSO4转化成CaCO3，然后用稀盐酸除去 3.8×105 ③将Fe3＋还原成Fe2＋，防止Fe3＋腐蚀锅炉 ④2Fe＋2NOeq \\al(－,2)＋H2O===N2↑＋Fe2O3＋2OH－
B组 专项能力提升
(建议用时：15分钟)
12．已知：298 K时，物质的溶度积如表所示。
下列说法正确的是( )
【导学号：95812219】
A．将0.001 ml·L－1的AgNO3溶液逐滴滴入0.001 ml·L－1的KCl和0.001 ml·L－1的K2CrO4的混合液中，则先产生Ag2CrO4沉淀
B．向2.0×10－4 ml·L－1的K2CrO4溶液中加入等体积的2.0×10－4 ml·L－1的AgNO3溶液，则有Ag2CrO4沉淀生成(忽略混合时溶液体积的变化)
C．向CH3COOAg悬浊液中加入盐酸，发生反应的离子方程式为CH3COOAg＋H＋＋Cl－===CH3COOH＋AgCl
D．向AgCl悬浊液中加入Ag2S固体，AgCl的溶解度增大
C [A项，根据Ksp(AgCl)、Ksp(Ag2CrO4)知，当Cl－开始沉淀时，c(Ag＋)＝eq \f(KspAgCl,cCl－)＝1.56×10－7 ml·L－1，当CrOeq \\al(2－,4)开始沉淀时，c(Ag＋)＝eq \r(\f(KspAg2CrO4,cCrO\\al(2－,4)))≈3.35×10－5 ml·L－1，故先产生AgCl沉淀，错误；B项，Q＝c2(Ag＋)×c(CrOeq \\al(2－,4))＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2.0×10－4,2)))2×eq \f(2.0×10－4,2)＝1.0×10－12<1.12×10－12，没有沉淀生成，错误；C项，Ksp(CH3COOAg)>Ksp(AgCl)，向CH3COOAg悬浊液中加入盐酸时CH3COOAg转化为AgCl，离子方程式为CH3COOAg＋H＋＋Cl－===CH3COOH＋AgCl，正确；D项，根据同离子效应可知，加入Ag2S固体，AgCl的溶解度减小，错误。]
13．某铬盐厂净化含Cr(Ⅵ)废水并提取Cr2O3的一种工艺流程如图所示。
【导学号：95812220】
已知：Ksp[Cr(OH)3]＝6.3×10－31
Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39
Ksp[Fe(OH)2]＝4.9×10－17
(1)步骤Ⅰ中，发生的反应为：2H＋＋2CrOeq \\al(2－,4)Cr2Oeq \\al(2－,7)＋H2O，B中含铬元素的离子有________(填离子符号)。
(2)当清液中Cr3＋的浓度≤1.5 mg·L－1时，可认为已达铬的排放标准。若测得清液的pH＝5，则清液尚不符合铬的排放标准，因为此时Cr3＋的浓度＝________mg·L－1。
(3)步骤Ⅱ还可用其他物质代替NaHSO3作还原剂。
①若用FeSO4·7H2O作还原剂，步骤Ⅲ中参加反应的阳离子一定有________(填离子符号)。
②若用铁屑作还原剂，当铁的投放量相同时，经计算，C溶液的pH与c(Cr2Oeq \\al(2－,7))的对应关系如下表所示。
有人认为pH＝6时，c(Cr2Oeq \\al(2－,7))变小的原因是Cr2Oeq \\al(2－,7)基本上都已转化为Cr3＋。这种说法是否正确，为什么？答： __________________________。
③用铁屑作还原剂时，为使所得产品中含铁元素杂质的含量尽可能低，需要控制的条件有______________________________。
[解析] (2)清液的pH＝5，则c(OH－)＝10－9 ml·L－1，c(Cr3＋)＝eq \f(Ksp[CrOH3],c3OH－)＝eq \f(6.3×10－31,10－93)＝6.3×10－4 ml·L－1，Cr3＋的浓度为6.3×10－4 ml·L－1×52×103 mg·ml－1＝32.76 mg·L－1。(3)①若用FeSO4·7H2O作还原剂，则C中的阳离子有Fe3＋、Cr3＋、H＋，步骤Ⅲ中参加反应的阳离子为Fe3＋、Cr3＋、H＋。②该说法不正确，c(H＋)减小，化学平衡2H＋＋2CrOeq \\al(2－,4)Cr2Oeq \\al(2－,7)＋H2O向逆反应方向移动，溶液中Cr(Ⅵ)主要以CrOeq \\al(2－,4)形式存在。③需要控制的条件有：铁屑过量；将溶液的pH控制在使Cr3＋完全沉淀而Fe2＋不沉淀的范围内。
[答案] (1)CrOeq \\al(2－,4)、Cr2Oeq \\al(2－,7)
(2)32.76
(3)①Cr3＋、Fe3＋、H＋
②不正确，c(H＋)减小，化学平衡2H＋＋2CrOeq \\al(2－,4)Cr2Oeq \\al(2－,7)＋H2O向逆反应方向移动，溶液中Cr(Ⅵ)主要以CrOeq \\al(2－,4)形式存在
③铁屑过量；将溶液的pH控制在使Cr3＋完全沉淀而Fe2＋不沉淀的范围内
金属离子
Fe2＋
Fe3＋
Zn2＋
完全沉淀时的pH
7.7
2.7
6.5
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范围
≥9.6
≥6.4
3～4
物质
CaCO3
CaSO4
Mg(OH)2
MgCO3
Ksp
2.8×10－9
9.1×10－6
1.8×10－11
6.8×10－6
化学式
CH3COOAg
AgCl
Ag2CrO4
Ag2S
Ksp
2.3×10－3
1.56×
10－10
1.12×
10－12
6.7×
10－15
pH
3
4
5
6
c(Cr2Oeq \\al(2－,7))/
ml·L－1
7.02×
10－21
7.02×
10－7
1.25×
10－3
2.21×
10－34