全国通用版2022版高考化学一轮复习第8章水溶液中的离子平衡4难溶电解质的溶解平衡课时作业含解析

难溶电解质的溶解平衡

(45分钟　100分)

一、选择题(本题包括6小题,每题7分,共42分)

1.室温下,向含有AgCl和AgBr固体的悬浊液中加入少量NaBr固体时,下列数值增大的是 (　　)

A.c(Ag+)　　　　　 B.

C.c(Cl-)    D.

【解析】选C。因为存在AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)和AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq)两个平衡,当加入NaBr固体时,溶液中c(Br-)增大,第二个平衡左移,c(Ag+)减小,第一个平衡右移,c(Cl-)增大,故A不符合题意,C符合题意;=

=,是常数不变化,B不符合题意;=,c(Cl-)增大,该值减小,D不符合题意。

2.可溶性钡盐有毒,医院中常用硫酸钡这种钡盐作为内服造影剂。医院抢救钡离

子中毒患者时,除催吐外,还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知:某温度

下,Ksp(BaCO3)=5.1×10-9;Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。下列推断正确的是 (　　)

A.不用碳酸钡作为内服造影剂,是因为Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)

B.抢救钡离子中毒患者时,若没有硫酸钠,可以用碳酸钠溶液代替

C.若误饮c(Ba2+)=1.0×10-5mol·L-1的溶液时,会引起钡离子中毒

D.可以用0.36 mol·L-1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃

【解析】选D。因胃酸可与C反应生成水和二氧化碳,使C浓度降低,从而使平衡BaCO3(s)Ba2+(aq)+C(aq)向溶解方向移动,使Ba2+浓度增大,Ba2+有毒,与Ksp大小无关,故A错误;BaCO3溶于胃酸,起不到解毒的作用,故B错误;

c(Ba2+)=1.0×10-5 mol·L-1的溶液钡离子浓度很小,不会引起钡离子中毒,故C错误;用0.36 mol·L-1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃,反应后c(Ba2+)=

mol·L-1,浓度很小,可起到解毒的作用,故D正确。

【加固训练】

　　已知在25 ℃时,AgCl的Ksp=1.8×10-10,现将足量AgCl分别放入下列液体中,相同温度下c(Ag+)最大的是              (　　)

A.100 mL蒸馏水

B.100 mL 0.2 mol·L-1 AgNO3溶液

C.100 mL 0.1 mol·L-1 AlCl3溶液

D.100 mL 0.1 mol·L-1盐酸

【解析】选B。Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,将AgCl分别加入题述4种液体中,AlCl3溶液中,c(Cl-)最大,c(Ag+)最小;蒸馏水中,c(Ag+)=c(Cl-),Ag+浓度比盐酸中的大;AgNO3溶液中,c(Cl-)最小,c(Ag+)最大。

3.已知25 ℃时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5×10-12,MgF2的溶度积常数Ksp=7.4×10-11。下列说法正确的是              (　　)

A.25 ℃时,向饱和MgF2溶液中加入饱和NaOH溶液后,不可能有Mg(OH)2生成

B.25 ℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者c(Mg2+)大

C.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大

D.25 ℃时,Mg(OH)2固体在同体积同浓度的氨水和NH4Cl溶液中的Ksp相比较,前者小

【解析】选C。Mg(OH)2与MgF2的化学式形式相同,由于后者的Ksp较大,则其溶解度较大,因此在饱和MgF2溶液中加入饱和NaOH溶液,有溶解度更小的Mg(OH)2生成,故A错误;由于Mg(OH)2的Ksp较小,所以其溶解度较MgF2小,故饱和Mg(OH)2溶液中c(Mg2+)小,B错误;在Mg(OH)2的悬浊液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)

+2OH-(aq),加入NH4Cl,N与OH-结合为NH3·H2O,使沉淀溶解平衡正向移动,故c(Mg2+)增大,C正确;Ksp只与温度有关,D错误。

4.某温度时,可用K2S沉淀Cu2+、Mn2+、Zn2+三种离子(M2+),所需S2-最低浓度的对数值lg c(S2-)与lg c(M2+)的关系如图所示。下列说法正确的是

(　　)

A.三种离子对应的硫化物中Ksp(CuS)最小,约为1×10-20

B.向MnS的悬浊液中加入少量水,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,c(S2-)增大

C.可用MnS除去MnCl2溶液中混有的少量杂质ZnCl2

D.向浓度均为1×10-5mol·L-1的Cu2+、Zn2+、Mn2+混合溶液中逐滴加入1×10-4 mol·L-1的Na2S溶液,Zn2+最先沉淀

【解析】选C。由图可知,Ksp(CuS)=1×10-25,故A错误;加水之后,虽然使得平衡向溶解方向进行,但是因为溶液体积增大,c(S2-)仍然会减小,故B错误;因为由图可知Ksp(MnS)>Ksp(ZnS),所以MnS可以转化为ZnS沉淀,故C正确。

5.一定温度下,将0.1 mol AgCl固体加入1 L 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中,充分搅拌(不考虑液体体积变化),已知:Ksp(AgCl)=1×10-10;Ksp(Ag2CO3)

=1×10-11,下列有关说法正确的是  (　　)

A.沉淀转化反应2AgCl(s)+C(aq)Ag2CO3(s)+2Cl-(aq)的平衡常数为10

B.约有10-5mol AgCl溶解

C.反应后的溶液中:c(Na+)>c(C)>c(Cl-)>c(Ag+)>c(H+)

D.反应后的溶液中:c(Na+)+c(Ag+)=2c(C)+c(HC)+c(Cl-)

【解析】选B。Ksp(Ag2CO3)=c2(Ag+)×0.1=1×10-11,c(Ag+)=10-5(mol·L-1),

Ksp(AgCl)=c(Cl-)×10-5=1×10-10,c(Cl-)=1×10-5mol·L-1,K===1×10-9,故A错误;c(Cl-)=1×10-5mol·L-1,在1 L的溶液中,约有1×10-5mol AgCl溶解,故B正确;c(Na+)=0.2 mol·L-1,c(Cl-)=1×10-5 mol·L-1,c(C)=

0.1 mol·L-1,c(Ag+)=10-5,所以c(Na+)>c(C)>c(Cl-)=c(Ag+)>c(H+),故C错误;据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)+c(Ag+)=2c(C)+c(HC)+c(Cl-)+c(OH-),故D错误。

6.(能力挑战题)已知25 ℃时,Ka(HF)=3.6×10-4,Ksp(CaF2)=1.46×10-10。现向1 L 0.2 mol·L-1 HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L-1 CaCl2溶液,则下列说法中,正确的是              (　　)

A.25 ℃时,0.1 mol·L-1 HF溶液中pH=1

B.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化

C.该体系中没有沉淀产生

D.该体系中HF与CaCl2反应产生沉淀

【解析】选D。两溶液混合后,c(HF)=0.1 mol·L-1,则有==

3.6×10-4,c2(F-)=3.6×10-5。c(Ca2+)=0.1 mol·L-1。Qc=c2(F-)·c(Ca2+)=

3.6×10-6>1.46×10-10,体系中有CaF2沉淀析出,故D正确,C错误。HF为弱酸,只能部分电离,0.1 mol·L-1 HF溶液中pH>1,故A错。Ksp(CaF2)只与温度有关,故B错。

二、非选择题(本题包括3小题,共58分)

7.(16分)水是人类生存和发展的宝贵资源,而水质的污染问题却越来越严重。目前,世界各国已高度重视这个问题,并积极采取措施进行治理。

(1)工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法都正确的是________(填字母)。 

(2)下图是某市污水处理的工艺流程示意图:

①下列物质中不可以作为混凝剂(沉降剂)使用的是________(填字母)。 

A.偏铝酸钠　　　　　　 B.氧化铝

C.碱式氯化铝    D.氯化铁

②混凝剂除去悬浮物质的过程是______(填字母)。 

A.物理变化

B.化学变化

C.既有物理变化又有化学变化

【解析】(1)工业废水中的废酸可加生石灰中和,属于化学变化;CuS、HgS、Ag2S均难溶,所以加硫化物,如Na2S,可沉淀Cu2+等重金属离子,消除污染;纯碱可加入石灰水生成CaCO3沉淀而除去。

(2)偏铝酸钠、碱式氯化铝、氯化铁水解生成胶体,除去悬浮物,而氧化铝难溶于水,不能产生胶体,不能作混凝剂。在除去悬浮物的过程中既有物理变化又有化学变化。

答案:(1)B、C　(2)①B　②C

8.(20分)根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题: 

(1)在Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后过滤,若测得滤液中c(C)=

10-3 mol·L-1,则Ca2+是否沉淀完全?__________(填“是”或“否”)。已知c(Ca2+)≤10-5 mol·L-1时可视为沉淀完全;Ksp(CaCO3)=4.96×10-9 

(2)已知:25 ℃时,Ksp[Mg(OH)]2=5.6×10-12;酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下:

25 ℃时,在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液的颜色为________。 

(3)向50 mL 0.018 mol·L-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-1的盐酸,生成沉淀。已知该温度下AgCl的Ksp=1.0×10-10,忽略溶液的体积变化,请计算:

①完全沉淀后,溶液中c(Ag+)=________。 

②完全沉淀后,溶液中pH=________。 

③如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L-1的盐酸,是否有白色沉淀生成?________(填“是”或“否”)。 

【解析】(1)根据Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)·c(C)=4.96×10-9,得c(Ca2+)

= mol·L-1=4.96×10-6 mol·L-1<10-5 mol·L-1,可视为沉淀完全。

(2)设Mg(OH)2饱和溶液中c(OH-)为x mol·L-1,则0.5x3=5.6×10-12,x>1×10-4,c(H+)<1×10-10 mol·L-1,pH>10,溶液为蓝色。

(3)①反应前,n(Ag+)=0.018 mol·L-1×0.05 L=0.9×10-3 mol,n(Cl-)=

0.020 mol·L-1×0.05 L=1×10-3 mol;反应后剩余的Cl-为0.1×10-3 mol,则混合溶液中,c(Cl-)=1.0×10-3 mol·L-1,c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-)=1.0×10-7 mol·L-1。②H+没有参与反应,完全沉淀后,c(H+)=0.010 mol·L-1,pH=2。③因为加入的盐酸中c(Cl-)和反应后所得溶液中的c(Cl-)相同,c(Cl-)没有改变,c(Ag+)变小,所以Qc=c(Ag+)·c(Cl-)<Ksp(AgCl),没有沉淀产生。

答案:(1)是

(2)蓝色

(3)①1.0×10-7 mol·L-1　②2　③否

【加固训练】

　　某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性,查得如下资料

(25 ℃):

所进行的实验步骤如下:

①向100 mL 0.1 mol·L-1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol·L-1的Na2SO4溶液,立即有白色沉淀生成;

②向上述悬浊液中加入3 g固体Na2CO3,搅拌,静置沉淀后,弃去上层清液;

③再加入蒸馏水搅拌,静置沉淀后,再弃去上层清液;

④________________________________________。 

(1)由题中信息可知,Ksp越大,表示电解质的溶解度越________(填“大”或“小”)。 

(2)写出第②步发生反应的离子方程式:_______________________。 

(3)设计第③步的目的是 _______________________。 

(4)请补充第④步操作及发生的现象: _______________________。 

(5)请写出该原理在实际生产生活中的一个应用: ______________________。 

【解析】相同类型的物质,Ksp越大,表示电解质的溶解度越大,溶解度大的沉淀会向溶解度小的沉淀转化,要证明CaSO4已完全转化为CaCO3,可以加入盐酸检验,因为CaSO4不和盐酸反应,而CaCO3可完全溶于盐酸。在实际生产生活中利用此原理可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸除去。

答案:(1)大　(2)C(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+S(aq)

(3)洗去附着在沉淀上的S

(4)向所得沉淀中加入足量的盐酸,沉淀完全溶解,并放出无色无味的气体

(5)将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸除去

9.(22分)(能力挑战题)(1)浓缩液中主要含有I-、Cl-等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中为____________,已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17。 

(2)已知:Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度均小于1×10-6 mol·L-1),需调节溶液pH范围为________。 

(3)某溶液含0.02 mol·L-1 Mn2+、0.1 mol·L-1 H2S,当溶液pH=________时,Mn2+开始沉淀[已知:Ksp(MnS)=2.8×10-13,c(S2-)为1.4×10-11 mol·L-1时,pH=5。]

(4)煅粉主要含MgO和CaO,用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后,镁化合物几乎不溶,若滤液中c(Mg2+) 小于5×10-6 mol·L-1,则溶液pH大于__________[Mg(OH)2的Ksp=5×10-12];该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是______________。 

(5)已知:Ksp(BaCO3)=2.58×10-9,Ksp(BaSO4)=1.07×10-10。将氯化钡溶液滴入等物质的量浓度的硫酸钠和碳酸钠混合液中,当BaCO3开始沉淀时,溶液中=

________。(结果保留三位有效数字) 

【解析】(1)浓缩液中主要含有I-、Cl-等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中==≈4.7×10-7。

(2)Al3+浓度等于1×10-6 mol·L-1时,c(OH-)=1×10-9,pH=5.0,所以需调节溶液pH范围为5.0<pH<7.1。

(3)c(S2-)==1.4×10-11 mol·L-1,pH=5时,Mn2+开始沉淀。

(4)若溶液中c(Mg2+)小于5×10-6 mol·L-1,则c(OH-)>1×10-3 mol·L-1,pH大于11.该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是S和Ca2+转化为微溶物CaSO4,不利于CaO溶解。

(5)根据Ksp(BaSO4)和Ksp(BaCO3)表达式可知:==≈24.1。

答案:(1) 4.7×10-7　(2)5.0<pH<7.1　(3)5　(4)11　S和Ca2+转化为微溶物CaSO4,不利于CaO溶解　(5)24.1