高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第3节 沉淀溶解平衡第2课时随堂练习题

第2课时　沉淀溶解平衡的应用

课时作业巩固

选题表

基础题组

1.t ℃时,已知PdI2在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法正确的是(　C　)

A.t ℃时,PdI2的Ksp=7×10-9 mol3·L-3

B.图中a点对应的溶液是饱和溶液,b、d两点对应的溶液都是不饱和溶液

C.向a点的溶液中加入少量NaI固体,有PdI2固体析出

D.要使d点移到b点可以降低温度

解析:t ℃时,PdI2的Ksp=c(Pd2+)·c2(I-)=7×10-5 mol·L-1×

=7×10-13 mol3·L-3,A错误;图中曲线上的点对应的溶液达到沉淀溶解平衡,曲线上方的点对应的溶液过饱和,曲线下方的点对应的溶液不饱和,即a点是饱和溶液,b点是不饱和溶液,d点是过饱和溶液,B错误;向a点的溶液中加入少量NaI固体,碘离子浓度增大,PdI2的沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动,有PdI2固体析出,C正确;PdI2沉淀溶解过程吸热,要使d点移到b点,即使过饱和溶液变为不饱和溶液,应升高温度,若降低温度,沉淀溶解平衡向放热的方向移动,即向生成沉淀的方向移动,仍为饱和溶液,D错误。

2.(2021·浙江温州期中)在100 mL 0.000 1 mol·L-1的KCl溶液中,加入1 mL 0.000 1 mol·L-1AgNO3溶液,下列说法正确的是[已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10 mol2·L-2](　A　)

A.无AgCl沉淀析出

B.有AgCl沉淀析出

C.无法确定

D.有沉淀析出,但不是AgCl

解析:在100 mL 0.000 1 mol·L-1的氯化钾溶液中加入

1 mL 0.000 1 mol·L-1硝酸银溶液时,混合溶液的浓度商Q=×≈9.8×10-11 mol2·L-2< Ksp(AgCl)=1.8×10-10 mol2·L-2,则混合溶液中没有氯化银沉淀生成。

3.(2021·浙江湖州中学期中)已知:25 ℃时,PbS、CuS、HgS的溶度积分别为8.0×10-28 mol2·L-2、6.3×10-36 mol2·L-2、1.6×

10-52 mol2·L-2。下列说法正确的是(　A　)

A.可溶性硫化钠可作为处理上述金属离子的沉淀剂

B.上述三种物质溶解度最小的是PbS

C.在硫化铜悬浊液中滴加几滴Pb(NO3)2溶液,会生成PbS沉淀

D.向含Pb2+、Cu2+、Hg2+均为0.010 mol·L-1的溶液中通入H2S气体,产生沉淀的顺序依次为PbS、CuS、HgS

解析:硫化钠能够与Hg2+、Cu2+、Pb2+反应生成难溶物HgS、CuS、PbS,所以硫化钠是处理废水中含题述金属离子的沉淀剂,A正确;CuS、PbS、HgS为相同类型的难溶物,可通过它们的溶度积直接判断溶解度大小,根据题干信息可知,溶解度最小、最难溶的为HgS,B错误;Ksp(PbS)> Ksp(CuS),所以CuS比PbS更难溶,在硫化铜悬浊液中滴几滴硝酸铅溶液,不一定会转化为PbS,需要浓度较大才能发生转化,C错误;根据题干信息可知,溶解度最小、最难溶的为HgS,溶度积最大、最后生成沉淀的为PbS,所以产生沉淀的顺序依次为HgS、CuS、PbS,D错误。

4.(2021·河北唐山阶段练习)已知25 ℃时,RSO4(s)+(aq)RCO3(s)+(aq)的平衡常数K=1.75×104,Ksp(RCO3)=2.80×

10-9 mol2·L-2,下列叙述中正确的是(　A　)

A.25 ℃时,RSO4的Ksp为4.9×10-5 mol2·L-2

B.将浓度均为6×10-5 mol·L-1的RCl2、Na2CO3溶液等体积混合后可得到RCO3沉淀

C.向c()=c()的混合液中滴加RCl2溶液,首先析出RSO4沉淀

D.相同温度下,RCO3在水中的Ksp大于在Na2CO3溶液中的Ksp

解析:反应RSO4(s)+(aq)RCO3(s)+(aq)的平衡常数K====1.75×104,Ksp(RSO4)=4.90×

10-5 mol2·L-2,A正确;溶液混合后体积变为原来的2倍,因此c(R2+)= 3×10-5 mol·L-1,c()=3×10-5 mol·L-1,Q=c(R2+)·c()=9× 10-10 mol2·L-2<Ksp(RCO3),溶液未饱和,不会产生RCO3沉淀,B错误;RSO4、RCO3属于同种类型的沉淀,Ksp(RSO4)>Ksp(RCO3),因此向c()= c()的溶液中滴加RCl2溶液,Ksp小的RCO3首先沉淀,C错误;Ksp只与温度有关,因此只要温度不变,Ksp就不变,D错误。

能力题组

5.t ℃时Ksp(AgBr)=4.9×10-13 mol2·L-2,AgBr的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是(不考虑水的电离与盐的水解)(　B　)

A.a=7×10-7

B.Z点对应的分散系不稳定,静置时慢慢地会转化到Y点状态

C.W点对应的分散系中,阳离子除Ag+外还有其他离子

D.X点对应的分散系是AgBr的不饱和溶液

解析:由AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq)知,Y点对应AgBr饱和溶液中c(Ag+)=c(Br-)=7×10-7 mol·L-1,A正确;Z点对应分散系属于过饱和状态,转化到饱和状态时,c(Ag+)、c(Br-)均会减小,B不正确;W点时, c(Br-)>c(Ag+),若无其他阳离子,则溶液不呈电中性,C正确;X点时Q(AgBr)<Ksp(AgBr),故X点对应的分散系是AgBr的不饱和溶液,D

正确。

6.(2021·湖南长沙阶段练习)已知:BaMoO4、BaSO4均难溶于水,

lg 2≈0.3,离子浓度≤10-5 mol·L-1时认为其沉淀完全。T ℃时,

BaMoO4、BaSO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示,其中pBa=-lg c(Ba2+),

pX=-lg c(Mo)或-lg c(S)。下列叙述正确的是(　D　)

A.T ℃时,Ksp(BaMoO4)的数量级为10-7

B.T ℃时,BaMoO4(s)+S(aq)BaSO4(s)+Mo(aq)的平衡常数K=200

C.T ℃时,向Z点对应的溶液中加入蒸馏水,可使溶液变为BaMoO4的饱和溶液

D.T ℃时,向浓度均为0.1 mol·L-1的Na2SO4和Na2MoO4的混合溶液中加入BaCl2溶液,当Mo恰好完全沉淀时,溶液中c(S)≈2.5×

10-8 mol·L-1

解析:当-lg c(Mo)=3.7时,-lg c(Ba2+)=3.7,即c(Mo)=

1×10-3.7 mol·L-1时,c(Ba2+)=1×10-3.7 mol·L-1,所以Ksp(BaMoO4)=

1×10-3.7 mol·L-1×1×10-3.7 mol·L-1=1×10-7.4 mol2·L-2,数量级为10-8,A错误;由图可知,T ℃时,Ksp(BaSO4)=1×10-10 mol2·L-2,

BaMoO4(s)+S(aq)BaSO4(s)+Mo(aq)的平衡常数K==

==102.6≠200,B错误;Z点位于BaMoO4沉淀溶解平衡曲线的右上方,而pBa、pX的值越大,表示离子浓度越小,所以Z点对应离子浓度小于饱和溶液中离子浓度,为BaMoO4的不饱和溶液,向Z点对应的溶液中加入蒸馏水,不能转化为饱和溶液,C错误;当Mo恰好完全沉淀时,溶液中c(Ba2+)==1×10-2.4 mol·L-1,则c()=≈2.5×10-8 mol·L-1,D正确。

7.(2021·山东安丘期中)某同学模拟用Na2CO3溶液除去CaSO4水垢的过程,常温下将CaSO4粉末置于盛有蒸馏水的烧杯中,向烧杯中加入Na2CO3固体并充分搅拌(忽略溶液体积的变化),加入Na2CO3过程中,溶液中部分离子浓度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　C　)

A.曲线MP表示溶液中S浓度的变化

B.相同温度时,Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3)

C.CaSO4在水中的溶解度和Ksp均比在CaCl2溶液中的大

D.反应CaSO4(s)(aq)CaCO3(s)+S(aq)的K2>K1

解析:根据图像可知,当加入的Na2CO3固体使溶液中c()=0.35× 10-6 mol·L-1时,开始发生沉淀的转化,此时c(Ca2+)降低,c()升高,即曲线MP为S浓度的变化曲线,而曲线MN是Ca2+浓度的变化曲线,故A正确;在M点,均为CaSO4和CaCO3的沉淀溶解平衡,故Ksp(CaSO4)= c(Ca2+)·c()=6.4×10-5 mol2·L-2,Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)·c()= 2.8×10-9 mol2·L-2,故Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3),故B正确;Ksp只受温度影响,温度不变,Ksp不变,故C错误;反应CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)(aq)的正向平衡常数为K2=== 2.275×104,逆向平衡常数为K1====4.396×10-5,故K2>K1,故D正确。

8.常温下,将AgNO3溶液分别滴到浓度均为0.01 mol·L-1的NaBr、Na2SeO3溶液中,所得的沉淀溶解平衡曲线如图所示(Br-、Se用Xn-表示,不考虑Se的水解)。下列叙述不正确的是(　B　)

A.Ksp(Ag2SeO3)的数量级为10-15

B.d点对应的AgBr溶液为不饱和溶液

C.若向0.01 mol·L-1 NaCl溶液中滴加等浓度的AgNO3溶液,所得沉淀溶解平衡曲线在AgBr曲线下方

D.反应Ag2SeO3(s)+2Br-(aq)2AgBr(s)+Se(aq)的平衡常数K=1×109.6 mol-1·L

解析:由图像可知-lg c(Se)=5时,-lg c(Ag+)=5,则Ksp(Ag2SeO3)= c2(Ag+)·c(Se)=1×10-15 mol3·L-3,数量级为10-15,A正确;根据Q(AgBr)=c(Br-)·c(Ag+)=1×10-7.3 mol·L-1×1×10-3 mol·L-1> Ksp(AgBr)=c(Br-)·c(Ag+)=1×10-7.3 mol·L-1×1×10-5 mol·L-1=1× 10-12.3 mol2·L-2,判断d点对应的溶液为过饱和溶液,B不正确; Ksp(AgCl)> Ksp(AgBr),则c(Cl-)与c(Br-)相同且达到沉淀溶解平衡时,生成AgCl的溶液中c(Ag+)大于生成AgBr的溶液中c(Ag+),故所得曲线在AgBr曲线下方,C正确;根据图像可知,Ksp(AgBr)= c(Ag+)·c(Br-)=

1×10-12.3 mol2·L-2,Ksp(Ag2SeO3)= c2(Ag+)·c(Se)=1×10-15 mol3·L-3,

Ag2SeO3(s)+2Br-(aq)2AgBr(s)+Se(aq)的平衡常数K=

=1×109.6 mol-1·L,D正确。

9.(2021·内蒙古鄂尔多斯阶段练习)Ⅰ.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。难溶的金属氢氧化物在不同pH下的溶解度[S/(mol·L-1)]如图所示。

(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是　　　　　　　　(写化学式)。 

(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+,应该控制溶液的pH为　　　　(填字母,下同)。 

A.3左右　　B.4左右　　C.2左右

(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)已知一些难溶物的溶度积常数如下表:

某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,最适宜向此工业废水中加入过量的　　　　除去它们。 

A.NaOH　　B.FeS　　C.Na2S

Ⅱ.某小组同学进行如图实验探究:

(5)欲通过实验A和实验B证明Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),实验A中加入1 mol·L-1Na2S溶液的体积范围为　　　　　　　　　　　。 

(6)试管B中观察到白色沉淀转化为黑色沉淀。请结合化学用语,从平衡移动的角度进行解释:        　。 

(7)若将沉淀a洗涤3次后,加适量0.1 mol·L-1 FeSO4溶液,是否能看到白色沉淀转化为黑色沉淀?　　　　(填“是”或“否”),请结合计算予以说明:　   　。 

解析:(1)图中曲线上的点对应的溶液达到沉淀溶解平衡,曲线上方的点对应的溶液过饱和,曲线下方的点对应的溶液不饱和,则pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是Cu2+。

(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+,则使铁离子转变为Fe(OH)3沉淀而铜以Cu2+形式存在,应该控制溶液的pH为4左右。

(3)由图知,Ni(OH)2和Co(OH)2溶度积曲线极其接近,在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+杂质,不能通过调节溶液pH的方法来除去,理由是Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小。

(4)由溶度积常数可以看出,重金属离子Cu2+、Pb2+、Hg2+的硫化物的溶度积常数远小于FeS的溶度积常数,故最适宜向此工业废水中加入过量的硫化亚铁,发生沉淀的转化除去它们,同时不引入新的杂质,

故选B。

(5)欲通过实验A和实验B证明Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),则实验A中硫化钠和硫酸锌反应,ZnSO4+Na2SZnS↓+Na2SO4,制备ZnS沉淀时要防止硫离子过量,使锌离子略有过量即可,已知提供的2 mL 0.1 mol·L-1硫酸锌溶液,则加入1 mol·L-1 Na2S溶液的体积范围为V(Na2S)<0.2 mL。

(6)由表知,ZnS的溶度积常数远大于CuS的溶度积常数,故试管B中,往ZnS白色沉淀中加入CuSO4溶液时能生成溶解度更小的CuS黑色沉淀,发生沉淀的转化,能观察到白色沉淀转化为黑色沉淀。结合化学用语,从平衡移动的角度进行解释,在ZnS中存在沉淀溶解平衡

ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq),当加入CuSO4溶液时,Cu2+会与S2-结合,生成溶解度更小的CuS黑色沉淀,使平衡正向移动,ZnS转化为CuS。

(7)由ZnS的Ksp=1.6×10-24 mol2·L-2可知,Ksp=c(Zn2+)×c(S2-),则c(S2-)==1.26×10-12 mol·L-1,c(Fe2+)=0.1 mol·L-1,Q=c(Fe2+)× c(S2-)=1.26×10-13mol2·L-2,因为Ksp(FeS)=6.3×10-18 mol2·L-2,所以Q>Ksp,因此可以生成FeS沉淀。

答案:(1)Cu2+　

(2)B

(3)不能　Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小

(4)B　(5)V(Na2S)<0.2 mL

(6)在ZnS中存在沉淀溶解平衡ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq),当加入CuSO4溶液时,Cu2+会与S2-结合,生成溶解度更小的CuS黑色沉淀,使平衡正向移动,ZnS转化为CuS

(7)是　由ZnS的Ksp=1.6×10-24 mol2·L-2可知,Ksp=c(Zn2+)×c(S2-),则c(S2-)==1.26×10-12 mol·L-1,c(Fe2+)=0.1 mol·L-1,Q=c(Fe2+)× c(S2-)=1.26×10-13 mol2·L-2,因为Ksp(FeS)=6.3×10-18 mol2·L-2,所以Q>Ksp,因此可以生成FeS沉淀