2024届人教版高考化学一轮复习第八章第4讲沉淀溶解平衡作业含答案

这是一份2024届人教版高考化学一轮复习第八章第4讲沉淀溶解平衡作业含答案，共20页。试卷主要包含了下列说法中,正确的是，常温下,有关物质的溶度积如下，常温下,将11等内容，欢迎下载使用。
第4讲　沉淀溶解平衡

(40分钟)
选题表
知识点
题号
基础
能力
创新
沉淀溶解平衡
1,2
5,6

溶度积及其计算
3,4
7,9
13
综合应用

8,10,11
12

1.下列说法中,正确的是(　C　)
A.难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,沉淀和溶解即停止
B.难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,增加难溶电解质的量,平衡向溶解方向移动
C.Ksp的大小与离子浓度无关,只与难溶电解质的性质和温度有关
D.相同温度下,AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的相同
解析:难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,沉淀溶解平衡是动态平衡,沉淀和溶解速率相同但不为0,故A错误;难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,增加难溶电解质的量,平衡不移动,故B错误;相同温度下,AgCl在水中的溶解能力大于在NaCl溶液中的溶解能力,因为氯化钠溶液中氯离子对氯化银溶解起到抑制作用,故D错误。
2.化工生产中含Cu2+的废水常用MnS(s)作沉淀剂,其反应原理为Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq)。一定温度下,下列有关该反应的推理正确的是(　C　)
A.该反应达到平衡时,c(Mn2+)=c(Cu2+)
B.平衡体系中加入少量CuS(s)后,c(Mn2+)变小
C.平衡体系中加入少量Cu(NO3)2(s)后,c(Mn2+)变大
D.该反应平衡常数表达式:K=Ksp(CuS)Ksp(MnS)
解析:该反应达到平衡时离子的浓度保持不变,但c(Mn2+)与c(Cu2+)不一定相等,故A错误;因为CuS为固体,加入后不改变平衡,故锰离子的浓度不变,故B错误;根据反应物的浓度增大,平衡正向移动,所以c(Mn2+)变大,故C正确;已知Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),
由反应可知,反应的平衡常数K=c(Mn2+)c(Cu2+)=c(Mn2+)·c(S2-)c(Cu2+)·c(S2-)=Ksp(MnS)Ksp(CuS),故D错误。
3.(2022·辽宁大连模拟)常温下,有关物质的溶度积如下:
物质
CaCO3
MgCO3
Ca(OH)2
Ksp
4.96×10-9
6.82×10-6
4.68×10-6

物质
Mg(OH)2
Fe(OH)3

Ksp
5.61×10-12
2.64×10-39

下列有关说法不正确的是(　B　)
A.常温下,除去NaCl溶液中的MgCl2杂质,选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好
B.常温下,除去NaCl溶液中的CaCl2杂质,选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好
C.向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg2+)∶c(Fe3+)=2.125×1021
D.将适量的Ca(OH)2固体溶于100 mL水中,刚好达到饱和[c(Ca2+)=
1.054×10-2 mol/L],若保持温度不变,向其中加入100 mL 0.012 mol/L的NaOH,则该溶液变为不饱和溶液
解析:因为MgCO3是微溶物,其溶度积远远大于Mg(OH)2,所以除去NaCl溶液中的MgCl2杂质,选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好,A项正确;因为Ca(OH)2是微溶物,其溶度积远大于CaCO3,所以除去NaCl溶液中的CaCl2杂质,选用Na2CO3溶液比NaOH溶液效果好,B项错误;向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,
c(Mg2+)=Ksp[Mg(OH)2]c2(OH-)=5.61×10-12(1×10-6)2 mol/L=5.61 mol/L,
c(Fe3+)=Ksp[Fe(OH)3]c3(OH-)=2.64×10-39(1.0×10-6)3 mol/L=2.64×10-21 mol/L,所以 c(Mg2+)∶c(Fe3+)=5.61 mol/L∶2.64×10-21 mol/L=2.125×1021,C项正确;将适量的Ca(OH)2固体溶于100 mL水中,刚好达到饱和,
c(Ca2+)=1.054×10-2 mol/L,c(OH-)=2.108×10-2 mol/L,若保持温度不变,向其中加入100 mL 0.012 mol/L的NaOH溶液,混合后,
c(Ca2+)=0.527×10-2 mol/L,c(OH-)=2.108×10-2mol/L+0.012 mol/L2=
1.654×10-2 mol/L,此时Ca(OH)2的浓度商Q=c(Ca2+)·c2(OH-)=
0.527×10-2 mol/L×(1.654×10-2 mol/L)2≈1.442×10-6c(Ba2+)
D.BaSO4在水中的溶解度、Ksp均比在BaCl2溶液中的大
解析:根据图像,CO32-浓度为0时,c(Ba2+)、c(SO42-)都是1×10-5 mol/L,所以Ksp(BaSO4)=1×10-10,碳酸钡饱和溶液中当c(CO32-)=5×10-4 mol/L 时,c(Ba2+)=0.5×10-5 mol/L,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9,相同温度时,
Ksp(BaSO4)c(SO42-)>c(OH-)>c(Ba2+),C正确;BaSO4在BaCl2溶液中由于Ba2+的存在,使沉淀溶解平衡向生成沉淀方向移动,因此在BaCl2溶液中的溶解度变小,Ksp只随温度的改变而改变,无论在水中还是BaCl2溶液中,Ksp是不变的,D错误。
9.(不定项)常温下,用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01 mol·L-1的KCl、K2C2O4溶液,所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考虑C2O42-的水解)。已知Ksp(AgCl)数量级为10-10。下列叙述不正确的是(　BD　)

A.图中X线代表的AgCl
B.Ag2C2O4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+C2O42-(aq)的平衡常数为1.0×10-0.71
C.a点表示AgCl的过饱和溶液
D.向c(Cl-)=c(C2O42-)的混合液中滴入AgNO3溶液时,先生成Ag2C2O4沉淀
解析:若曲线X为AgCl的沉淀溶解平衡曲线,则Ksp(AgCl)=c
(Ag+)·c(Cl-)=10-4×10-5.75=10-9.75,则数量级为10-10,若曲线Y为AgCl的沉淀溶解平衡曲线,则Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-)=10-4×10-2.46=10-6.46,则数量级为10-7,又已知Ksp(AgCl)数量级为10-10,则曲线X为AgCl的沉淀溶解平衡曲线,曲线Y为Ag2C2O4的沉淀溶解平衡曲线,
且Ksp(Ag2C2O4)=c2(Ag+)·c(C2O42-)=(10-4)2×10-2.46=10-10.46,则A正确;
Ag2C2O4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+C2O42-(aq)的平衡常数K=c(C2O42-)c2(Cl-)=
c(C2O42-)·c2(Ag+)c2(Cl-)·c2(Ag+)=10-10.46(10-9.75)2=109.04,B不正确;a点在曲线X的右方,所以溶液中c(Ag+)·c(Cl-)>Ksp(AgCl),为AgCl的过饱和溶液,C正确;根据图像可知当阴离子浓度相同时,生成AgCl沉淀所需的c(Ag+)小于生成Ag2C2O4沉淀所需的c(Ag+),故向c(Cl-)=c(C2O42-)的混合液中滴入AgNO3溶液时先析出氯化银沉淀,故D不正确。
10.(2022·江西龙海二中模拟)某含镍(NiO)废料中有FeO、Al2O3、MgO、SiO2等杂质,用此废料提取NiSO4的工艺流程如图1所示:

已知:①有关金属离子生成氢氧化物沉淀时溶液的pH如图2所示。

②25 ℃时,NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5,HF的电离常数Ka=7.2×10-4,
Ksp(MgF2)=7.4×10-11。
(1)加Na2CO3调节溶液的pH至5,得到废渣2的主要成分是　　　　　(填化学式)。 
(2)Mg能与饱和NH4Cl溶液反应产生NH3,请用化学平衡移动原理加以解释: 
 
 
 
 
(用必要的文字和离子方程式回答)。
(3)25 ℃时,1 mol·L-1的NaF溶液中 c(OH-)=　 (列出计算式即可)
mol·L-1。 
(4)已知沉淀前溶液中c(Mg2+)=1.85×10-3mol·L-1,当除镁率达到99%时,溶液中 c(F-)=　　　　mol·L-1。 
解析:(1)酸浸液中的杂质金属离子有Fe2+、Al3+、Mg2+,H2O2溶液可将Fe2+氧化为Fe3+,调节溶液的pH为5,根据图2可知,Al3+、Fe3+都形成沉淀。
(3)F-在溶液中发生水解反应F-+H2OHF+OH-,水解常数Kh=KwKa=c(HF)·c(OH-)c(F-),水解平衡时F-近似取1 mol·L-1,c(HF)=c(OH-),则c(OH-)=10-147.2×10-4 mol·L-1。
(4)c(Mg2+)·c2(F-)=Ksp,沉淀后c(Mg2+)=1.85×10-5 mol·L-1,
则c2(F-)=7.4×10-111.85×10-5 mol2·L-2,解得c(F-)=2.0×10-3 mol·L-1。
答案:(1)Fe(OH)3、Al(OH)3
(2)NH4Cl水解反应的方程式为NH4++H2ONH3·H2O+H+,Mg与H+反应生成H2,使c(H+)减小,促进水解平衡向右移动,生成的NH3·H2O部分分解产生NH3,总反应的离子方程式为Mg+2NH4+Mg2++2NH3↑+H2↑
(3)10-147.2×10-4　(4)2.0×10-3
11.(2022·山东聊城二模)以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法制备硫酸的催化剂。利用钒钛磁铁矿冶炼后产生的钒渣(主要含FeO·V2O3、Al2O3、SiO2等)生产V2O5的工艺流程如下。

查资料知:①Fe3+在pH=1.9时开始沉淀,pH=3.2时沉淀完全;Al3+在pH=3.2时开始沉淀,pH=4.7时沉淀完全;
②多钒酸盐在水中溶解度较小;NH4VO3微溶于冷水,可溶于热水,不溶于乙醇。
③部分含钒物质在不同pH溶液中的主要存在形式如下:
pH
13
主要形式
VO3-
多矾酸根
VO43-
回答下列问题。
(1)“焙烧”包括氧化和钠化成盐两个过程,氧化的目的是获得V2O5,氧化过程中FeO·V2O3发生反应的化学方程式为 　　　 　;“焙烧”时钒渣与空气逆流混合的目的为　 。
(2)“酸浸”时含V化合物发生反应的离子方程式为　 ;
铝元素在“　　　　”(填操作单元名称)过程中被除去;“滤渣2”的主要成分为　　　 　。 
(3)“一系列操作”包括过滤、洗涤、干燥等,洗涤时最好选用的试剂为　　　　(填字母); 
A.冷水 B.热水
C.乙醇 D.NaOH溶液
“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3),若滤液中c(VO3-)=0.2 mol/L,不考虑溶液体积变化,为使钒元素的沉降率达到98%,至少应调节c(NH4+)
为　　　　mol/L。[已知Ksp(NH4VO3)=1.6×10-3] 
(4)“煅烧”过程中,部分V2O5可能会被NH3转化成V2O4,同时生成无污染的气体,反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为　 。
解析:(1)结合题中信息,钒渣经过焙烧得到五氧化二钒、氧化铁、
偏铝酸钠、硅酸钠,氧化过程中FeO·V2O3发生反应的化学方程式为4FeO·V2O3+5O22Fe2O3+4V2O5,钒渣与空气逆流混合的目的为增大原料的接触面积,加快反应速率。
(2)酸浸时pH小于1,故V的存在形式为VO2+,反应的离子方程式为V2O5+2H+2VO2++H2O;铝元素经过转化Ⅰ以铝离子形式存在于滤液中,故在转化Ⅰ中被除去;滤渣2的主要成分为氢氧化铁。
(3)根据题中信息,洗涤时最好采用的试剂为乙醇,故选C;为使钒元素的沉降率达到98%,溶液中剩余的c(VO3-)=0.2×(1-98%) mol/L=
0.004 mol/L,c(NH4+)=Kspc(VO3-)=1.6×10-30.004 mol/L=0.4 mol/L。
(4)“煅烧”过程中,部分V2O5可能会被NH3转化成V2O4,同时生成无污染的气体,故反应的化学方程式为3V2O5+2NH33V2O4+3H2O+N2,氧化产物为N2,还原产物为V2O4,物质的量之比为1∶3。
答案:(1)4FeO·V2O3+5O22Fe2O3+4V2O5　增大原料的接触面积,加快反应速率 (2)V2O5+2H+2VO2++H2O　转化Ⅰ Fe(OH)3　(3)C　0.4　(4)1∶3

12.(2022·山西太原二模)某温度下,25 mL含KX和KY的混合溶液,用0.100 0 mol·L-1的硝酸银标准溶液对该混合液进行电位滴定(Y-与H+的反应可以忽略),获得的电动势(E)和硝酸银标准溶液体积(V)的电位滴定曲线如图所示。

已知:Ⅰ.Ag+与Y-反应过程为
①Ag++2Y-[AgY2]-、②[AgY2]-+Ag+2AgY↓
Ⅱ.该温度下,Ksp(AgY)=2×10-16,Ksp(AgX)=2×10-10。
下列说法不正确的是(　B　)
A.若HY为弱酸,则从开始到B点,水的电离程度不断减小
B.原混合溶液中c(KX)=0.020 00 mol·L-1
C.若反应①的平衡常数为K1,反应②的平衡常数为K2,则1K1K2=Ksp2(AgY)
D.AgX(s)+Y-(aq)AgY(s)+X-(aq)的平衡常数为106
解析:溶度积小的先生成沉淀,根据已知信息可知,B点生成AgY,若HY为弱酸,KY为弱酸强碱盐,Y-促进水的电离,c(Y-)越大,促进作用越强,从开始到B点,随着硝酸银溶液的加入,溶液中c(Y-)越来越小,水的电离程度不断减小,故A正确;B点KY和AgNO3完全反应生成AgY,则KX和硝酸银完全反应消耗V(AgNO3)=(12.50-5.00) mL=7.50 mL,BC段发生反应Ag++X-AgX↓,则原溶液中c(X-)=0.100 0 mol·L-1×7.5×
10-3 L=7.5×10-4 mol,则c(KX)=7.5×10-4 mol÷0.025 L=
0.030 00 mol·L-1,故B不正确;①的平衡常数K1=c([AgY2]-)c(Ag+)×c2(Y-),反应②的平衡常数K2=1c(Ag+)×c([AgY2]-),K1×K2=1c2(Ag+)×c2(Y-),Ag++Y-AgY↓,
Ksp(AgY)=c(Ag+)×c(Y-)=1K1×K2,则1K1K2=Ksp2(AgY),故C正确;
AgX(s)+Y-(aq)AgY(s)+X-(aq)的平衡常数为c(X-)c(Y-)=c(Ag+)·c(X-)c(Ag+)·c(Y-)=
Ksp(AgX)Ksp(AgY)=2×10-102×10-16=106,故D正确。
13.(2022·河南开封模拟)25 ℃时,三种金属氢氧化物的溶解度[纵坐标以溶解金属质量/(mg·L-1)表示]与溶液中pH的关系如图所示。下列说法错误的是(　C　)

A.Cu(OH)2的溶度积比Zn(OH)2的小
B.Ksp[Cu(OH)2]=a64×10-17
C.反应2AgOH(s)+Cu2+(aq)2Ag+(aq)+Cu(OH)2(s)的平衡常数K=Ksp[Cu(OH)2]Ksp2(AgOH)
D.将Zn(OH)2加入pH=10的溶液中,可能发生Zn(OH)2+2OH-ZnO22-+2H2O
解析:由图示信息可知,在pH为小于9的任意值时,Zn2+的物质的量浓度均比Cu2+大得多,故 Cu(OH)2的溶度积比Zn(OH)2的小,A正确;由图示信息可知,pH=7时,Cu2+的浓度为 a mg·L-1,故Ksp[Cu(OH)2]=
c(Cu2+)·c2(OH-)=a×10-364×(10-7)2=a64×10-17,B正确;反应2AgOH(s)+
Cu2+(aq)2Ag+(aq)+Cu(OH)2(s)的平衡常数K=c2(Ag+)c(Cu2+)=c2(Ag+)c2(OH-)c(Cu2+)c2(OH-)=
Ksp2(AgOH)Ksp[Cu(OH)2],C错误;由图示信息可知,Zn(OH)2类似于Al(OH)3具有两性,故将 Zn(OH)2 加入pH=10的溶液中,可能发生 Zn(OH)2+2OH-ZnO22-+2H2O,D正确。