2019-2020年高考化学大一轮总复习 专题七 第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡练习（含解析）.doc

2019-2020年高考化学大一轮总复习 专题七 第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡练习（含解析）一、选择题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将氨水滴加到盛有AgCl的试管中，至AgCl完全溶解。对上述过程，下列叙述或解释中正确的是()A所得溶液中c(Ag)c(Cl)Ksp(AgCl)B上述实验说明Cl与NH间有很强的结合力C所得溶液中形成了难电离的物质D上述过程中NH3H2O的电离常数增大解析 若溶液中c(Ag)c(Cl)Ksp(AgCl)，则沉淀不溶解；NH4Cl属于强电解质，易电离；NH3H2O的电离常数只与温度有关。答案 C3常温下，Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数依次为：Ksp(Ag2SO4)7.7105 mol3L3、Ksp(AgCl)1.81010mol2L2、Ksp(AgI)8.31017 mol2L2。下列有关说法中，错误的是()A常温下，Ag2SO4、AgCl、AgI在水中溶解能力依次减小B在AgCl饱和溶液中加入NaI固体，有AgI沉淀生成CAg2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数之比等于它们饱和溶液的物质的量浓度之比D在Ag2SO4饱和溶液中加入Na2SO4固体有Ag2SO4沉淀析出解析 因为Ag2SO4、AgCl、AgI的化学式不类似，故需要根据其溶度积常数计算出c(Ag)，不难判断A、B正确，C项错误。答案 C4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K11.0108.60BKa(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C5已知KspCu(OH)22.21020、KspFe(OH)34.01038，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已知：25 时，KspMg(OH)25.611012，KspMgF27.421011。下列说法正确的是()。A25 时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2)大B25 时，在Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2)增大C25 时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 molL1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 molL1 NH4Cl溶液中的Ksp小D25 时，在Mg(OH)2的悬浊液加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2解析A项，由于Mg(OH)2的溶度积比MgF2的溶度积小，故其电离出的Mg2浓度要小一些，所以A项错；B项，NH 可以结合Mg(OH)2电离出的OH离子，从而促使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动，c(Mg2)增大，B项正确；C项，Ksp仅与温度有关，故C项错；D项，虽Mg(OH)2的Ksp较小，但二者的Ksp相近，当c(F)较大时，仍会出现Qcc(Mg2)c2(F)KspMgF2，从而生成MgF2沉淀，故D错。答案B二、非选择题8(1)已知在25 时KspMg(OH)23.21011，假设饱和Mg(OH)2溶液的密度为1 gmL1，试求Mg(OH)2的溶解度为_g。(2)在25 时，向0.02 molL1的MgCl2溶液中加入NaOH固体，如要生成Mg(OH)2沉淀，应使溶液中的c(OH)最小为_molL1。(3)25 时，向浓度均为0.02 molL1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，先生成_沉淀(填化学式)；当两种沉淀共存时，_。已知25 时KspCu(OH)22.21020解析 (1)设c(Mg2)为x，则c(OH)为2x。由KspMg(OH)23.21011c(Mg2)c2(OH)x(2x)24x3，解得c(Mg2)2104molL1，则1 L溶液(即1 L水中)溶解Mg(OH)2为2104mol，即1 000 g水中溶解Mg(OH)2为：2104mol58 gmol11.16102 g，所以Mg(OH)2的溶解度为1.16103g。(2)当c(Mg2)c2(OH)3.21011时开始生成Mg(OH)2沉淀，则c2(OH)1.6109，解得c(OH)4105molL1。(3)由于KspCu(OH)2小于KspMg(OH)2，所以离子的浓度商首先达到并大于KspCu(OH)2的数值而先沉淀；当两种沉淀共存时，此时的溶液对Mg(OH)2和Cu(OH)2而言都是饱和的，OH、Mg2、Cu2同时满足KspCu(OH)2和KspMg(OH)2的关系，因为它们都在同一溶液中，KspCu(OH)2和KspMg(OH)2的关系式中c(OH)应相等，所以1.45109。答案 (1)1.16103(2)4105(3)Cu(OH)21.45109 (5)Cl1.67105 molL19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)_molL1。(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(AsO)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(AsO)5.71017(3)2HMnO2H3AsO3=H3AsO4Mn2H2O(4)CaSO4H3AsO4是弱酸，当溶液中pH调节到8左右时AsO浓度增大，Ca3(AsO4)2开始沉淀10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难溶性杂卤石(K2SO4MgSO42CaSO42H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO42CaSO42H2O(s)2Ca22KMg24SO2H2O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)COCaCO3(s)SO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(SO)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)COCaCO3(s)SO的平衡常数K。CaCO3(s)、CaSO4(s)分别存在溶解平衡：CaCO3(s)Ca2(aq)CO(aq)，CaSO4(s)Ca2(aq)SO(aq)，则有Ksp(CaCO3)c(Ca2)c(CO)2.80109，Ksp(CaSO4)c(Ca2)c(SO)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)COCaCO3(s)SO的平衡常数K，据Ksp(CaSO4)、Ksp(CaCO3)可知，c(SO)，c(CO)，则有K1.75104。