（江苏专用）2014高考化学一轮复习精练 第七章专题七 第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡

第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡 (时间：45分钟满分：100分)考点题号沉淀溶解平衡与溶度积1、3、4、5、7、8沉淀溶解平衡的应用2、6、9、10、11一、选择题(本题包括4个小题，共24分，每小题只有1个选项符合题意)1Cu(OH)2在水溶液中存在着如下沉淀溶解平衡：Cu(OH)2(s)Cu2(aq)2OH(aq)，在常温下Ksp21020。在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀，需要向0.02 molL1的CuSO4溶液中加入碱溶液来调整溶液的pH，使溶液的pH大于 ()。A2 B3 C4 D5解析由Kspc(Cu2)c2(OH)21020，若要使0.02 molL1的Cu2沉淀，则需c(OH)1109，再根据水的离子积常数得，c(H)11014/c(OH)1105 molL1，则pH5。答案D2要使工业废水中的Pb2沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2与这些离子形成的化合物的溶解度如下：化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.031041.811071.841014由上述数据可知，沉淀剂最好选用 ()。A硫化物 B硫酸盐C碳酸盐 D以上沉淀剂均可解析沉淀工业废水中的Pb2时，生成沉淀的反应进行得越完全越好，由于PbS的溶解度最小，故选硫化物作为沉淀剂。答案A3已知25 时，Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgI)8.51017，25 时AgCl固体在下列四个选项中，溶解度最大的是 ()。A100 mL 0.01 molL1 KNO3溶液B100 mL 0.01 molL1盐酸C100 mL 0.01 molL1 AgNO3溶液D100 mL 0.01 molL1 KI溶液解析根据题给的Ksp数据可知，碘化银的溶解度远小于氯化银，故在KI溶液中，氯化银能转化为碘化银沉淀而溶解，即D项正确。答案D4电离常数(Ka或Kb)、溶度积常数(Ksp)是判断物质性质的重要常数，下列关于这些常数的计算或运用正确的是 ()。A某亚硫酸溶液pH4.3，若忽略二级电离，则其一级电离常数K11.0 108.60BKa(HCN)Ka(CH3COOH)，说明同浓度时氢氰酸的酸性比醋酸强CKsp(AgI)Ksp(AgCl)，向AgCl悬浊液中加入KI溶液会出现黄色沉淀DKsp(AgCl)Ksp(AgOH)，说明AgOH和AgCl均不溶于稀硝酸解析A项缺少亚硫酸的浓度，无法计算其一级电离常数；B项说明醋酸比氢氰酸易电离，醋酸的酸性强；C项由Ksp(AgI)Ksp(AgCl)，可知AgI的溶解性更小，根据沉淀转化的本质AgCl会转化为溶解性更小的AgI；D项数据只能说明AgOH和AgCl在水中的溶解性大小，而AgOH易溶于稀硝酸。答案C二、选择题(本题包括3个小题，共18分，每小题有12个选项符合题意)5(2013苏北四市调研)已知KspCu(OH)22.21020、KspFe(OH)34.0 1038，Cu2和Fe3完全以氢氧化物沉淀时的pH分别为：6.7和3.2。现在向pH0、浓度均为0.04 molL1 的Cu2、Fe3溶液中加入某一固体，以中和H调节pH(设溶液体积不变)，该过程中Cu2 、Fe3的浓度与pH关系正确的是 ()。解析由KspCu(OH)22.21020、KspFe(OH)34.01038，浓度均为0.04 molL1 的Cu2和Fe3溶液，Cu2开始沉淀时c(OH) 7.41010，pH约为4.8，Fe3开始沉淀时，c(OH) 1012，pH2。所以pH2时Fe3开始沉淀，当全部沉淀时，pH为3.2。答案B6(2013镇江中学模拟)化工生产中常用MnS作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 ()。AMnS的Ksp比CuS的Ksp大B该反应达到平衡时c(Mn2)c(Cu2)C往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2)变大D该反应的平衡常数K解析MnS和CuS是同类型物质，沉淀转化反应向溶度积更小的方向进行，因此Ksp(MnS)Ksp(CuS)，A项正确；该反应达到平衡时c(Mn2)、c(Cu2)保持不变，但不一定相等，B项错误；往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，平衡向正反应方向移动，c(Mn2)变大，C项正确；该反应的平衡常数K，D项正确。答案B7常温下二价锌在水溶液中的存在形式与pH的关系如图，纵坐标为Zn2或Zn(OH)42物质的量浓度的对数。下列说法正确的是 ()。ApH12的溶液中不存在Zn(OH)42B如果溶液中c(Zn2)0.1 molL1，则c(H)1106 molL1C控制pH在812可以分离出溶液中的锌离子DZn(OH)2(s)Zn2(aq)2OH(aq)的溶解平衡常数为11010解析由图像可知，pH12的溶液中不存在Zn(OH)42，A正确；pH在812，锌离子以Zn(OH)2形式沉淀可分离出，C正确；由a点可确定Zn(OH)2(s)Zn2(aq)2OH(aq)的溶解平衡常数为11017，D错，则B中c(H)1106 molL1，B错。答案AC三、非选择题(本题共4个小题，共58分)8(15分)(2013盐城调研)20 时，已知下列物质的Ksp(如表)，试回答下列问题。化学式AgClAgBrAgIAg2SAg2CrO4颜色白色浅黄色黄色黑色红色Ksp1.7710105.410138.310172.010481.121012(1)上述5种银盐饱和溶液中，Ag的物质的量浓度由大到小的顺序是_(用化学式表示)。(2)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，当两种沉淀共存时，_。(3)测定水体中氯化物的含量，常用标准硝酸银溶液进行滴定，滴定时，应加入的指示剂是_。AKBr BKI CK2S DK2CrO4(4)将适量Ag2CrO4固体溶于1 L水中至饱和，试画出该过程中Ag和CrO42浓度随时间变化的关系图(6.54)。(5)现测得某混合溶液中CrO42和Cl的浓度均为0.010 molL1，当慢慢向其中滴入AgNO3溶液时，先生成沉淀的离子是_，当第二种离子开始沉淀时，第一种离子的浓度为_(1.06)。解析(1)AgCl、AgBr、AgI均是AB型分子，其饱和溶液中c(Ag)分别为：105、107、109；Ag2S和Ag2CrO4是A2B型分子，c2(Ag)Ksp，c(Ag)，Ag2S、Ag2CrO4的饱和溶液中c(Ag)分别为1016、104。故Ag的物质的量浓度从大到小的顺序为Ag2CrO4AgClAgBrAgIAg2S。(2)3.1103。(3)由(1)知，对于AgCl、AgBr、AgI、Ag2S和Ag2CrO4的饱合溶液中只有Ag2CrO4溶液中Ag浓度比AgCl溶液中的大，AgCl沉淀完全后再产生Ag2CrO4沉淀，其他均在AgCl前沉淀，不能作指示剂，故选D。(4)本小题应求出Ag2CrO4饱和溶液中c(Ag)与c(CrO42)，设c(CrO42)为x molL1，则c(Ag)为2x molL1，有x(2x)21.121012，解得x6.54105。(5)Cl开始沉淀时所需的Ag浓度为c(Ag)1.77108(molL1)，CrO42开始沉淀时所需的Ag浓度为c(Ag) 1.06105(molL1)，所以先生成AgCl沉淀；继续滴加AgNO3溶液，AgCl不断析出，c(Cl)不断降低，当Ag浓度增大到1.06105 molL1时，开始析出Ag2CrO4沉淀，此时溶液中同时存在两种沉淀溶解平衡，c(Ag)同时满足两种平衡的要求，此时c(Cl)1.67105(molL1)。答案(1)Ag2CrO4AgClAgBrAgIAg2S(2)3.1103(3)D(4)如图所示(5)Cl1.67105 molL19(14分)(2013南通一调)以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高，为控制砷的排放，采用化学沉降法处理含砷废水，相关数据如下表。难溶物KspCa3(AsO4)26.81019AlAsO41.61016FeAsO45.71021表1几种砷酸盐的Ksp污染物H2SO4As浓度28.42 gL11.6 gL1排放标准pH690.5 mgL1表2工厂污染物排放浓度及允许排放标准回答以下问题：(1)该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)_mol L1。(2)写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式：KspCa3(AsO4)2_，若混合溶液中Al3、Fe3的浓度均为1.0104 molL1，c(AsO43)的最大是_molL1。(3)工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H3AsO3弱酸)不易沉降，可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸)，写出该反应的离子方程式_。(4)在处理含砷废水时采用分段式，先向废水中投入生石灰调节pH到2，再投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生，沉淀主要成分的化学式为_；Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为_。答案(1)0.29(2)c3(Ca2)c2(AsO43)5.71017(3)2HMnO2H3AsO3=H3AsO4Mn2H2O(4)CaSO4H3AsO4是弱酸，当溶液中pH调节到8左右时AsO43浓度增大，Ca3(AsO4)2开始沉淀10(14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。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度S/(molL1)如图所示。(1)pH3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_。A1B4左右C6(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)42，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。物质FeSMnSCuSPbSHgSZnSKsp6.310182.510131.310353.410226.410331.61024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_(填选项)。ANaOHBFeSCNa2S解析(1)由图可知，在pH3时溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀，铜元素以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，Co2和Ni2沉淀的pH范围相差太小，因此不能通过调控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)42，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，同时又不会引入其他重金属离子。答案(1)Cu2(2)B(3)不能Co2和Ni2沉淀的pH范围相差太小(4)Cu(OH)24NH3H2O=Cu(NH3)422OH4H2O(5)B11(15分)(2012广东，32)难溶性杂卤石(K2SO4MgSO42CaSO42H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO42CaSO42H2O(s)2Ca22KMg24SO422H2O为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：(1)滤渣主要成分有_和_以及未溶杂卤石。(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K的原因：_。(3)“除杂”环节中，先加入_溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入_溶液调滤液pH至中性。(4)不同温度下，K的浸出浓度与溶浸时间的关系见下图，由图可得，随着温度升高，_；_。(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO4(s)CO32CaCO3(s)SO42已知298 K时，Ksp(CaCO3)2.80109，Ksp(CaSO4)4.90105，求此温度下该反应的平衡常数K(计算结果保留三位有效数字)。解析解题时，要依据制备K2SO4的工艺流程，结合物质的分离与提纯的原则进行分析。(1)杂卤石中加入Ca(OH)2溶液，Mg2与OH结合生成Mg(OH)2沉淀，CaSO4微溶于水，过滤后，滤渣中含有Mg(OH)2、CaSO4及未溶解的杂卤石。(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2与OH结合生成Mg(OH)2沉淀，使c(Mg2)减小，杂卤石的溶解平衡正向移动，同时c(Ca2)与c(SO42)均增大，从而析出CaSO4沉淀，K留在滤液中。(3)滤液中含有Ca2、OH，可先加入过量K2CO3溶液，除去Ca2，过滤后，再加入稀H2SO4调节溶液的pH至中性。(4)溶浸平衡向右移动；K的溶浸速率增大。(5)CaSO4(s)CO32CaCO3(s)SO42的平衡常数K。CaCO3(s)、CaSO4(s)分别存在溶解平衡：CaCO3(s)Ca2(aq)CO32(aq)，CaSO4(s)Ca2(aq)SO42(aq)，则有Ksp(CaCO3)c(Ca2)c(CO32)2.80109，Ksp(CaSO4)c(Ca2)c(SO42)4.90105，那么K1.75104。答案(1)Mg(OH)2CaSO4(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2与OH结合生成Mg(OH)2沉淀，Mg2浓度减小，平衡正向移动，K增多(3)K2CO3H2SO4(4)溶浸平衡向右移动K的溶浸速率增大(5)CaSO4(s)CO32CaCO3(s)SO42的平衡常数K，据Ksp(CaSO4)、Ksp(CaCO3)可知，c(SO42)，c(CO32)，则有K1.75104。