2017-2018学年高中化学 课时跟踪检测（二十四）沉淀溶解平衡原理的应用 苏教版选修4.doc

课时跟踪检测（二十四） 沉淀溶解平衡原理的应用一、单项选择题1下列说法中正确的是()A钡中毒患者可尽快使用苏打溶液洗胃，随即导泻使Ba2转化为BaCO3而排出B工业上可以用NaHS、(NH4)2S等可溶性硫化物作沉淀剂除去废水中的Hg2、Cu2等，但不能使用FeS等不溶性硫化物作沉淀剂C水中的Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2受热易分解生成难溶性的MgCO3、CaCO3，故水垢的主要成分是MgCO3、CaCO3D珊瑚虫从周围海水中获取Ca2和HCO，经反应形成石灰石(CaCO3)外壳，从而逐渐形成珊瑚解析：选D胃液的酸性较强，不能形成BaCO3沉淀，A项错误；由于Ksp(FeS)大于Ksp(HgS)或Ksp(CuS)，可以用FeS除去废水中的Hg2、Cu2，B项错误；由于KspMg(OH)2Ksp(MgCO3)，故水垢的主要成分中不是MgCO3、CaCO3，应为Mg(OH)2、CaCO3，C项错误。2已知25 时，AgCl的溶度积Ksp1.81010，则下列说法正确的是()A向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp变大BAgNO3溶液与NaCl溶液混合后的溶液中，一定有c(Ag)c(Cl)C温度一定，当溶液中c(Ag)c(Cl)Ksp时，此溶液为AgCl饱和溶液D将固体AgCl加入到KI溶液中，固体由白色变为黄色，AgCl完全转化为AgI，AgCl的溶解度小于AgI的溶解度解析：选C A项，向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，溶解度减小，但Ksp不变；B项，两种溶液混合，因为各溶液的浓度未知，所以c(Ag)不一定等于c(Cl)；D项，沉淀转化时是溶解度较小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀。3已知Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgI)1.01016。下列关于不溶物之间转化的说法错误的是()A将0.001 molL1的AgNO3溶液滴入KCl和KI的混合溶液中，一定先产生AgI沉淀B两种不溶物的Ksp相差越大，不溶物就越容易转化为更难溶的不溶物CAgI比AgCl更难溶于水，所以AgCl可以转化为AgID向AgCl的饱和溶液中加入NaCl晶体，有AgCl析出，且溶液中c(Ag)Ksp，故有沉淀生成，B正确；溶度积只与温度有关，b点与d点对应的溶度积相等，C正确；加入蒸馏水后，d点各离子浓度都减小，不可能变到a点，D错误。8下表是五种银盐的溶度积常数Ksp(25 )，下列说法不正确的是()化学式AgClAg2SO4Ag2SAgBrAgI溶度积1.410101.41056.310507.710138.511016A25 时五种银盐的饱和溶液中，c(Ag)最大的是Ag2SO4溶液B在氯化银的悬浊液中加入Na2S溶液可以生成黑色的Ag2SC25 时，在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2两溶液中加入足量的AgCl固体形成饱和溶液，则两溶液中AgCl的溶度积相同，且两溶液中c(Ag)也相同DAgBr沉淀可以转化成AgI沉淀，而AgI沉淀在一定条件下也可以转化成AgBr沉淀解析：选CA项，Ag2SO4的Ksp最大，且1 mol的Ag2SO4含2 mol的Ag，故c(Ag)最大的是Ag2SO4；B项，沉淀总是向更难溶的方向转化，在氯化银的悬浊液中加入Na2S溶液，只要c2(Ag)c(S2)Ksp(Ag2S)，可以生成黑色的Ag2S；C项，AgCl的溶度积相同，即c(Ag)c(Cl)的乘积相同，但因为两种溶液中的氯离子浓度不同，两溶液中c(Ag)不同；D项，沉淀的转化是可逆的，在一定条件下，AgBr和AgI可以相互转化。三、非选择题9(全国卷)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示：化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值101710171039回答下列问题：用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是加稀硫酸和H2O2溶解，铁变为_，加碱调节至pH为_时，铁刚好完全沉淀(离子浓度小于1105 molL1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱调节至pH为_时，锌开始沉淀(假定Zn2浓度为0.1 molL1)。若上述过程不加H2O2后果是_，原因是_。解析：双氧水具有强氧化性，能把Fe2氧化为Fe3，因此加入稀硫酸和双氧水，溶解后铁变为硫酸铁。根据Fe(OH)3的溶度积常数可知，当Fe3完全沉淀时溶液中c(Fe3)为105 molL1，则溶液中c(OH)1011.3 molL1，则溶液的pH2.7，因此加碱调节pH为2.7时，铁刚好完全沉淀。c(Zn2)为0.1 molL1，根据Zn(OH)2的溶度积常数可知开始沉淀时的c(OH)108 molL1，c(H)是106 molL1，pH6，即继续加碱调节pH为6时锌开始沉淀。如果不加双氧水，则铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，由于Fe(OH)2和Zn(OH)2的溶度积常数接近，因此在沉淀Zn2的同时Fe2也沉淀，导致生成的Zn(OH)2不纯，无法分离开Zn2和Fe2。答案：Fe32.76Zn2和Fe2分离不开Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近10重晶石(主要成分为BaSO4)是制备钡的化合物的重要原料，由重晶石制备BaCl2的大致流程如图。重晶石BaCO3BaCl2请回答下列问题。(1)由重晶石转化为BaCO3时，试剂a应用_，该步转化能够实现的原因是 _。(2)操作所对应的具体操作是_。(3)由BaCO3转化为BaCl2的过程中，加入的试剂b是_，操作是_。解析：(1)BaSO4Na2CO3(饱和)BaCO3Na2SO4，若要使BaCO3沉淀，应使溶液中c(Ba2)c(CO)Ksp(BaCO3)。虽然BaSO4溶液中c(Ba2)很小，但可通过增大c(CO)来达到目的，所以选用的是饱和Na2CO3溶液。(2)多次重复移走上层清液。(3)BaCO32HCl=BaCl2CO2H2O，所以试剂b为HCl溶液，从BaCl2溶液中获得BaCl2固体可采用蒸发浓缩、降温结晶、过滤的操作。答案：(1)饱和Na2CO3溶液c(Ba2)c(CO)Ksp(BaCO3)(2)多次重复移走上层清液(3)HCl溶液蒸发浓缩、降温结晶、过滤一、单项选择题1已知如下物质的溶度积常数：FeS：Ksp6.31018；CuS：Ksp1.31036；ZnS：Ksp1.61024。下列说法正确的是()A同温度下，CuS的溶解度大于ZnS的溶解度B将足量CuSO4溶解在0.1 molL1的H2S溶液中，Cu2能达到的最大浓度为1.31035 molL1C因为H2SO4是强酸，所以Cu2H2S=CuS2H不能发生D除去工业废水中的Cu2，可以选用FeS作沉淀剂解析：选DA项，根据Ksp的大小可知，CuS的溶解度最小，错误；B项，c(Cu2)，由于0.1 molL1的H2S溶液中，c(S2)远远小于0.1 molL1，故Cu2浓度的最大值大于1.31035 molL1，错误；C项，由于CuS不溶于酸，故该反应可以发生，错误；D项，FeSFe2S2，又由于Ksp(CuS)小于Ksp(FeS)，故Cu2会与S2结合生成CuS，D正确。2已知Ksp(BaSO4)1.11010，Ksp(BaCO3)2.5109。下列说法中不正确的是()ABaSO4比BaCO3溶解能力小，所以BaCO3可以转化为BaSO4BBaCO3、BaSO4均不溶于水，所以都可以做钡餐试剂C向BaCl2溶液中加入Na2CO3和Na2SO4，当两种沉淀共存时，c(SO)/c(CO)4.4102D用饱和Na2CO3溶液处理重晶石(BaSO4)，可将其转化为难溶于水的BaCO3解析：选BA项，溶解度小的难溶物可转化为溶解度更小的难溶物，正确；B项中能用于作钡餐的是BaSO4，BaCO3能溶于胃酸，造成重金属中毒，错误；C项，当两种沉淀共存时，c(Ba2)相同，c(Ba2)c(SO)Ksp(BaSO4)，c(Ba2)c(CO)Ksp(BaCO3)，两式相除得c(SO)/c(CO)Ksp(BaSO4)/Ksp(BaCO3)4.4102，正确；D项，发生的是沉淀的转化，BaSO4(s)CO(aq)=BaCO3(s)SO(aq)，正确。3已知常温下：Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(Ag2CrO4)1.91012，下列叙述正确的是()AAgCl在饱和NaCl溶液中的Ksp比在纯水中的Ksp小B向AgCl的悬浊液中加入NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色，说明Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)C将0.001 mol L1 的AgNO3溶液滴入0.001 molL1的KCl 和0.001 molL1的K2CrO4溶液中先产生Ag2CrO4沉淀D向AgCl的悬浊液中滴加浓氨水，沉淀溶解，说明AgCl的溶解平衡向右移动解析：选DAgCl的溶度积只与温度有关，A项错误；由题给信息可知，AgBr比AgCl更难溶，故AgCl的溶度积较大，B项错误；由溶度积来看，形成AgCl、Ag2CrO4沉淀的Ag浓度分别为1.8107、，故先形成AgCl沉淀，C项错误。4在pH为45的环境中，Cu2、Fe2不能生成沉淀，而Fe3几乎完全沉淀。工业上制取CuCl2是将浓盐酸用蒸气加热到80 左右，再慢慢加入粗氧化铜(含杂质FeO)，充分搅拌使之溶解，欲除去溶液中的杂质离子，下列方法正确的是()A加入纯Cu将Fe2还原B向溶液中加入(NH4)2S使Fe2沉淀C直接加水加热使杂质离子水解除去D在溶液中通入Cl2，再加入CuO粉末调节pH为45解析：选DA项，Cu与Fe2不反应；B项，引入新杂质，且Cu2转化为CuS；C项，直接加水加热Cu2也会发生水解；D项，通入Cl2，把Fe2氧化为Fe3，再加入CuO调节pH为45，使Fe3沉淀完全即可。二、不定项选择题5下图表示的是难溶氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/molL1)。下列说法中正确的是()ApH3时溶液中铁元素的主要存在形式是Fe3B若Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2杂质，可通过调节溶液pH的方法来除去C若分离溶液中的Fe3和Cu2，可调节溶液的pH在4左右D若在含有Cu2和Ni2的溶液中加入烧碱，Ni(OH)2优先沉淀解析：选C当pH3时，Fe3已沉淀完全，A错误；由于Ni2和Co2完全沉淀时pH相差不大，故不宜采用调节溶液pH的方法来除去，B错误；根据图示可知在含有Cu2和Ni2的溶液中加入烧碱，Cu(OH)2优先沉淀，D错误。6已知常温下Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgBr)51013，下列有关说法错误的是()A在饱和AgCl、AgBr的混合溶液中：180B向AgCl悬浊液中滴加浓NaBr溶液会产生淡黄色沉淀CAgCl在水中溶解度及Ksp均比在NaCl溶液中的大D欲用1 L NaCl溶液将0.01 mol AgBr转化为AgCl，则c(NaCl)3.61 molL1解析：选ACA项，同一溶液中，c(Ag)相同，溶液中同时存在如下两种关系式c(Ag)c(Br)Ksp(AgBr)，c(Ag)c(Cl)Ksp(AgCl)，所以c(Cl)c(Br)Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)360，错误；B项，由于Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)，氯化银容易转化为溴化银浅黄色沉淀，正确；C项，溶度积只与温度有关，错误；D项，AgBrClAgClBr，K，当溴化银全部转化为氯化银时，溶液中溴离子浓度为0.01 molL1，将有关数据代入计算式，求得平衡时c(Cl)3.6 molL1，溴化银转化过程中消耗了0.01 molL1氯化钠，故氯化钠的最低浓度为3.61 molL1，D正确。三、非选择题7以下是25 时几种难溶电解质的溶解度：难溶电解质Mg(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3溶解度/g91041.71061.51043.0109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离子。例如：为了除去氯化铵中的杂质Fe3，先将混合物溶于水，加入一定量的试剂反应，过滤结晶。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Mg(OH)2，充分反应，过滤结晶。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pH4，过滤结晶。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，Fe2、Fe3都被转化为_而除去。(2)中加入的试剂应该选择_为宜。(3)中除去Fe3所发生的总反应的离子方程式为_。(4)下列与方案相关的叙述中，正确的是_(填字母)。AH2O2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pH4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜DCu2可以大量存在于pH4的溶液中E在pH4的溶液中Fe3一定不能大量存在解析：中为了不引入杂质离子，应加入氨水使Fe3沉淀，而不能用NaOH溶液。中根据溶解度表可明确Mg(OH)2能较容易转化为Fe(OH)3，因此在MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2可除去Fe3，然后将沉淀一并过滤。中利用高价阳离子Fe3极易水解的特点，据题意可知调节溶液的pH4可使Fe3沉淀完全，为了不引入杂质离子，因此可使用CuO、Cu(OH)2、CuCO3等调节溶液的pH。答案：(1)氢氧化铁(2)氨水(3)2Fe33Mg(OH)2=3Mg22Fe(OH)3(4)ACDE8已知在25 的水溶液中，AgX、AgY、AgZ均难溶于水，且Ksp(AgX)1.81010，Ksp(AgY)1.01012，Ksp(AgZ)8.71017。(1)根据以上信息，判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为_。(2)若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体，则c(Y)_(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)在25 时，若取0.188 g的AgY(相对分子质量188)固体放入100 mL水中(忽略溶液体积的变化)，则溶液中Y的物质的量浓度为_。(4)由上述Ksp判断，在上述(3)的体系中，能否实现AgY向AgZ的转化？_。并简述理由：_。在上述(3)的体系中，能否实现AgY向AgX的转化？下面根据你的观点选答一项。若不能，请简述理由：_。若能，则实现转化的必要条件是：_。解析：(1)对同类型的难溶电解质，在相同温度下，Ksp越大，溶解度就越大；Ksp越小，溶解度就越小。故S(AgX)S(AgY)S(AgZ)。(2)向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体，S(AgX)S(AgY)，AgX的溶解度大于AgY，溶液中的c(Ag)增大，AgY的溶解平衡向着形成沉淀的方向移动，c(Y)减小。(3)AgY饱和溶液中，c(Ag)1.0106(molL1)，假设AgY固体完全溶解，则c(Ag)1.0102 molL1，故0.188 g AgY不能完全溶解，其溶液中c(Y)1.0106 molL1。(4)Ksp(AgY)1.01012Ksp(AgZ)8.71017，故能转化；当溶液中c(X) molL11.8104 molL1时，AgY开始向AgX转化。答案：(1)S(AgX)S(AgY)S(AgZ)(2)减小(3)1.0106 molL1(4)能Ksp(AgY)1.01012Ksp(AgZ)8.71017当溶液中c(X)1.8104 molL1时，AgY开始向AgX转化