苏教版 (2019)选择性必修1第四单元 沉淀溶解平衡第1课时当堂达标检测题

第四单元　沉淀溶解平衡

第1课时　沉淀溶解平衡原理

基础巩固

1.下列关于沉淀溶解平衡的说法正确的是(　　)。

A.只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程

B.沉淀溶解平衡过程是可逆的

C.在平衡状态时,v(溶解)=v(沉淀)=0

D.达到沉淀溶解平衡的溶液不一定是饱和溶液

答案:B

2.在BaSO4饱和溶液中加入少量BaCl2溶液产生BaSO4沉淀,若以Ksp表示BaSO4的溶度积常数,则平衡后溶液中              (　　)。

A.c(Ba2+)=c(S)=(Ksp

B.c(Ba2+)·c(S)>Ksp,c(Ba2+)=c(S)

C.c(Ba2+)·c(S)=Ksp,c(Ba2+)>c(S)

D.c(Ba2+)·c(S)≠Ksp,c(Ba2+)<c(S)

答案:C

解析:在BaSO4饱和溶液中加入少量BaCl2溶液,平衡BaSO4(s)Ba2++S左移,此时溶液中c(Ba2+)增大,因此c(Ba2+)>c(S)。由于温度未发生改变,所以溶液中c(Ba2+)·c(S)=Ksp。

3.下列说法不正确的是(　　)。

A.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关

B.由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀

C.其他条件不变,离子浓度改变时,难溶电解质的Ksp不变

D.两种难溶电解质作比较时,Ksp小的溶解能力一定小

答案:D

解析:溶度积常数只与电解质本身的性质和温度有关,A项正确;由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),在ZnS饱和溶液中加入含Cu2+的溶液,可生成CuS沉淀,B项正确;难溶电解质确定时,Ksp只受温度的影响,与浓度无关,C项正确;对于阴、阳离子的个数比相同的同类型的难溶电解质,Ksp的数值越大,难溶电解质在水中的溶解能力越大,对于阴、阳离子的个数比不同即不同类型的难溶电解质,不能直接用Ksp的大小比较它们的溶解能力,必须通过计算进行比较,D项错误。

4.已知常温下CaCO3的Ksp=5.0×10-9,现将浓度为2×10-4 mol·L-1的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合,若要产生沉淀,则所用CaCl2溶液的浓度至少应为              (　　)。

A.5.0×10-2 mol·L-1 

B.2.5×10-5 mol·L-1

C.5.0×10-5 mol·L-1 

D.1.0×10-4 mol·L-1

答案:D

解析:由沉淀形成的条件知,要产生沉淀必须满足:c(Ca2+)·c(C)>5.0×10-9,因等体积混合,混合溶液中,c(C)=1×10-4mol·L-1,c(Ca2+)应大于5.0×10-5mol·L-1,则混合前c(CaCl2)至少应为1.0×10-4mol·L-1。

5.已知:Ksp(CaSO4)=7.1×10-5,Ksp(CaCO3)=5.0×10-9。室温下,反应CaSO4(s)+CCaCO3(s)+S达到平衡时,下列说法错误的是(　　)。

A.CaCO3的质量不再变化

B.溶液中=1.42×104

C.增加溶液中C的浓度,平衡右移

D.加入少量盐酸,C的浓度一定减小

答案:D

解析:沉淀溶解达到平衡后,v沉淀=v溶解,各离子浓度不变,难溶电解质沉淀的质量不变,所以CaCO3的质量不变,A项正确;溶液中=1.42×104,B项正确;增加溶液中C的浓度,平衡向减弱这种改变的方向移动,即正向移动,C项正确;加入少量盐酸,但溶液中S浓度不变,由于=1.42×104,故c(C)也不变,D项错误。

6.Mg(OH)2固体在水中存在下列溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-,欲减少Mg(OH)2固体的量,可以加入少量的(　　)。

A.NaOH固体

B.NaCl固体

C.MgSO4固体

D.NaHSO4固体

答案:D

解析:加NaOH固体,会使c(OH-)增大,平衡左移,Mg(OH)2固体增加,A项错误。加NaCl固体,平衡不移动,B项错误。加MgSO4固体会使c(Mg2+)增加,平衡左移,Mg(OH)2固体增加,C项错误。加NaHSO4固体,发生中和反应,c(OH-)减少,平衡右移,Mg(OH)2固体溶解而减少,D项正确。

7.已知常温下Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12。某溶液中含有Cl-、Br-和Cr的浓度均为0.010 mol·L-1,向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为(　　)。

A.Cl-、Br-、Cr

B.Cr、Br-、Cl-

C.Br-、Cl-、Cr

D.Br-、Cr、Cl-

答案:C

解析:利用沉淀溶解平衡原理,当Qc>Ksp时,有沉淀析出。溶液中Cl-、Br-、Cr的浓度均为0.010mol·L-1,向该溶液中逐滴加入0.010mol·L-1的AgNO3溶液时,溶解能力小的先满足Qc>Ksp,有沉淀析出。比较Ksp,AgBr、AgCl同类型,溶解能力:AgBr<AgCl。再比较AgCl、Ag2CrO4沉淀所需c(Ag+),0.010mol·L-1Cl-沉淀时所需c(Ag+)>mol·L-1=1.8×10-8mol·L-1,0.010mol·L-1Cr沉淀时所需c(Ag+)>mol·L-1=×10-5mol·L-1,所以三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br-、Cl-、Cr。

8.痛风是以关节炎反复发作及产生肾结石为特征的一类疾病。研究表明关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠(NaUr)晶体,有关平衡如下:

①HUr(尿酸,aq)Ur-(尿酸根,aq)+H+(aq)　(37 ℃时,Ka=4.0×10-6)

②NaUr(s)Ur-(aq)+Na+(aq)

(1)37 ℃时,1.0 L水中最多可溶解8.0×10-3 mol尿酸钠,此温度下尿酸钠的Ksp为　。 

(2)关节炎发作多在脚趾和手指的关节处,这说明温度降低时,尿酸钠的Ksp　　　　(填“增大”“减小”或“不变”),生成尿酸钠晶体的反应是　　　　(填“放热”或“吸热”)反应。 

(3)37 ℃时,某尿酸结石患者尿液中尿酸分子和尿酸根离子的总浓度为2.0×10-3 mol·L-1,其中尿酸分子的浓度为5.0×10-4 mol·L-1,该病人尿液的c(H+)为　　　　　　　　,pH　　　　　　　　(填“>”“=”或“<”)7。 

答案:(1)6.4×10-5

(2)减小　放热

(3)1.33×10-6 mol·L-1　<

解析:(1)尿酸钠的Ksp=c(Na+)·c(Ur-)≈8.0×10-3×8.0×10-3=6.4×10-5。

(2)由题给信息,关节炎是因为关节滑液中形成了尿酸钠晶体,说明反应②的平衡向逆反应方向移动,Ksp减小。温度降低,平衡逆向移动,说明生成尿酸钠晶体的反应是放热反应。

(3)c(HUr)=5.0×10-4mol·L-1,c(Ur-)=2.0×10-3mol·L-1-5.0×10-4mol·L-1=1.5×10-3mol·L-1,根据Ka=,c(H+)=mol·L-1≈1.33×10-6mol·L-1。

能力提升

1.已知某温度下Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20、

Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,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pH=0、浓度均为0.04 mol·L-1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(　　)。

答案:B

解析:由Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20、Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,0.04mol·L-1的Cu2+、Fe3+溶液,Cu2+开始沉淀时,c(OH-)==7.4×10-10mol·L-1,pH约为4.8,Fe3+开始沉淀时,c(OH-)==10-12mol·L-1,pH=2。所以pH=2时,Fe3+开始沉淀,当全部沉淀时,pH为3.2。

2.25 ℃时有关物质的颜色和溶度积(Ksp)如下表:

下列叙述中不正确的是(　　)。

A.向AgCl的白色悬浊液中加入0.1 mol·L-1 KI溶液,有黄色沉淀产生

B.25 ℃时,AgCl、AgBr、AgI、Ag2S饱和水溶液中Ag+的浓度相同

C.25 ℃时,AgCl固体在等物质的量浓度NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同

D.在5 mL 1.8×10-6 mol·L-1 NaCl溶液中,加入1滴(20滴约为1 mL)1×10-3 mol·L-1 AgNO3溶液,不能产生白色沉淀

答案:B

解析:由四种物质的溶度积常数可知,溶解度大小关系为AgCl>AgBr>AgI>Ag2S,故A项正确,B项错误;由于溶度积常数与温度有关,温度不变,溶度积常数不变,C项正确;加入1滴硝酸银溶液后,可认为c(Cl-)保持不变,即c(Cl-)=1.8×10-6mol·L-1,而AgNO3溶液相当于稀释至原体积的100倍,故c(Ag+)=1×10-5mol·L-1,c(Cl-)·c(Ag+)=1.8×10-11<Ksp(AgCl),故没有沉淀生成,D项正确。

3.(双选)不同温度(T1和T2)时,硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。下列说法正确的是(　　)。

A.T2>T1

B.加入BaCl2固体,可使溶液由M点变到P点

C.P点时,在T1、T2两温度下均有固体析出

D.M点和N点的Ksp相等

答案:AD

解析:因为硫酸钡在水中溶解时吸收热量,则温度升高硫酸钡的Ksp增大,T2时硫酸钡的Ksp大于T1时硫酸钡的Ksp,故T2>T1,A项正确。硫酸钡溶液中存在着沉淀溶解平衡,M点在平衡曲线上,加入BaCl2,c(Ba2+)增大,平衡左移,c(S)应降低,所以不能使溶液由M点变到P点,B项错误。在T1时P点溶液的Qc>Ksp,有沉淀析出,在T2时P点溶液的Qc<Ksp,没有沉淀析出,C项错误。Ksp是一常数,温度不变,Ksp不变,在曲线上的任意一点Ksp都相等,D项正确。

4.已知25 ℃时,电离常数Ka(HF)=6.3×10-4,溶度积常数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溶液的pH=1

B.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化

C.该体系中,Ksp(CaF2)=

D.该体系中有CaF2沉淀产生

答案:D

解析:由HF的电离常数可知,HF是弱酸,0.1mol·L-1HF溶液中c(H+)<0.1mol·L-1,所以pH>1,A项错误。Ksp(CaF2)随温度的变化而变化,但不随溶液浓度的变化而变化,B项错误。由Ka(HF)和Ksp(CaF2)的数据可知,C项错误。溶液混合后,c(HF)=0.1mol·L-1,c(F-)=,c(Ca2+)=0.1mol·L-1,此时c(Ca2+)×c2(F-)=6.3×10-6>Ksp(CaF2),所以有沉淀生成,D项正确。

5.用0.100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.050 0 mol·L-1 NaCl溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是              (　　)。

A.根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10

B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)

C.相同实验条件下,若改为0.040 0 mol·L-1 NaCl溶液,反应终点C移到A

D.相同实验条件下,若改为0.050 0 mol·L-1 NaBr溶液,反应终点C向B方向移动

答案:C

解析:相同实验条件下,若改为0.0400mol·L-1NaCl溶液,恰好反应时,0.0400mol·L-1×50.0mL=0.100mol·L-1·V,V=20mL,故反应终点横坐标应为20,C项描述错误;相同实验条件下,若改为0.0500mol·L-1NaBr溶液,反应终点横坐标不变,由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),故反应终点纵坐标变大,故D项描述正确。

6.以粉煤灰(主要成分为Al2O3和SiO2,还含有少量的FeO、Fe2O3等)为原料制备Al2O3的流程如下:

(1)“酸浸”时需加入过量的稀硫酸,目的是提高浸取率和　　　　　　;滤渣的主要成分是　　　　　　　　。 

(2)“氧化”过程中,加入H2O2发生反应的离子方程式为 　　　　　　。 

(3)“提纯”过程中,当加入NaOH溶液达到沉淀量最大时,溶液中c(S)∶c(Na+)=　　　　。 

答案:(1)抑制Al3+水解(或为后续反应提供H+)　SiO2

(2)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O

(3)1∶2

解析:(1)根据粉煤灰含有的成分可知,加入硫酸发生的反应是Al2O3+6H+2Al3++3H2O,FeO+2H+Fe2++H2O,Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O,加入硫酸可以提高浸取率和抑制Al3+的水解(或为后续反应提供H+),SiO2不溶于水,也不溶于硫酸,因此滤渣是SiO2。(2)过氧化氢具有强氧化性,能把Fe2+氧化成Fe3+,离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O。(3)加入NaOH溶液,达到沉淀量最大,发生反应:Al3++3OH-Al(OH)3↓,Fe3++3OH-Fe(OH)3↓,此时溶液中溶质为Na2SO4,即c(S)∶c(Na+)=1∶2。