备战2025届新高考化学一轮总复习分层练习第8章水溶液中的离子反应与平衡第44讲沉淀溶解平衡及图像分析（附解析）

这是一份备战2025届新高考化学一轮总复习分层练习第8章水溶液中的离子反应与平衡第44讲沉淀溶解平衡及图像分析（附解析），共7页。试卷主要包含了下列说法正确的是，已知部分钡盐的溶度积如下，取1 mL 0，已知等内容，欢迎下载使用。

1.下列说法正确的是( )
A.FeS溶于稀硫酸,而CuS不溶于稀硫酸,则Ksp(FeS)>Ksp(CuS)
B.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中>1
ml·L-1 NaHCO3溶液:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(C)
D.向丙烯醛中加入溴水,溴水褪色,证明丙烯醛中含有碳碳双键
2.化工生产中常用FeS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2+:Cu2+(aq)+FeS(s)CuS(s)+Fe2+(aq)。下列说法错误的是( )
A.FeS的Ksp比CuS的Ksp大
B.该反应达到平衡时c(Fe2+)=c(Cu2+)
C.向平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c(Fe2+)变大
D.该反应的平衡常数K=
3.已知部分钡盐的溶度积如下:Ksp(BaCO3)=8.1×10-9,Ksp[Ba(IO3)2]=6.5×10-10,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaCrO4)=1.6×10-10。一种溶液中存在相同浓度的C、Cr、I、S,且浓度均为0.001 ml·L-1,若向该溶液中逐滴滴入BaCl2溶液,首先反应的离子方程式为( )
A.Ba2++CBaCO3↓
B.Ba2++CrBaCrO4↓
C.Ba2++2IBa(IO3)2↓
D.Ba2++SBaSO4↓
4.取1 mL 0.1 ml·L-1 AgNO3溶液进行如下实验(实验中所用试剂浓度均为0.1 ml·L-1),下列说法不正确的是( )
A.实验①白色沉淀是难溶的AgCl
B.若按②①顺序实验,能看到白色沉淀
C.若按①③顺序实验,能看到黑色沉淀
D.由实验②说明AgI比AgCl更难溶
5.(2023·广东茂名第一中学检测)已知CaCO3溶于水有如下平衡关系:CaCO3(s)Ca2+(aq)+C(aq) ΔH>0。不同温度下CaCO3在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(注:CaCO3均未完全溶解)。下列说法正确的是( )
A.a点的Ksp大于e点的Ksp
B.保持T1不变,向浊液中加入Na2CO3固体能使a点变到e点
C.升高温度时,c点的饱和溶液组成可以变到b点饱和溶液的组成
D.在b点,若温度从T1到T2,则b点可能变到d点
6.已知:pNi=-lg c(Ni2+);常温下,Ksp(NiCO3)=1.4×10-7,H2S的电离平衡常数:=1.3×10-7,=7.1×10-15。常温下,向10 mL 0.1 ml·L-1 Ni(NO3)2溶液中滴加0.1 ml·L-1 Na2S溶液,滴加过程中pNi与Na2S溶液体积的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.E、F、G三点中,F点对应溶液中水电离程度最小
B.常温下,Ksp(NiS)=1×10-21
C.在NiS和NiCO3的悬浊液中=1.4×1014
D.Na2S溶液中,S2-第一步水解常数
7.沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。已知25 ℃时,Ksp(BaSO4)=1×10-10,Ksp(BaCO3)=1×10-9。
(1)医学上进行消化系统的X射线透视时,常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸酸性很强(pH约为1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是___________________ (用溶解平衡原理解释)。万一误服了少量BaCO3,应尽快用大量0.5 ml·L-1的Na2SO4溶液给患者洗胃,如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化,残留在胃液中的Ba2+浓度仅为 ml·L-1。
(2)长期使用的锅炉需要定期除水垢,否则会降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。
①CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为______________________________________。
②请分析CaSO4转化为CaCO3的原理: ______________________________________。
层次2综合性
8.(2023·广东深圳检测)常温下,某研究小组用数字传感器探究AgCl的沉淀溶解平衡。实验测得悬浊液中氯离子浓度变化如图所示,其中a点表示AgCl溶于KNO3溶液形成的悬浊液。下列说法正确的是( )
A.图中b点可能是滴加KCl溶液
B.图中c点后无黄色沉淀生成
C.图中d点c(Ag+)D.由图可知:Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)
9.常温时,若Ca(OH)2和CaWO4(钨酸钙)的沉淀溶解平衡曲线如图所示(已知=0.58)。下列分析正确的是( )
A.由图可知常温下Ksp(CaWO4)B.饱和Ca(OH)2溶液中加入少量CaO,溶液变浑浊,但Ca2+数目不变
C.饱和Ca(OH)2溶液和饱和CaWO4溶液等体积混合:c(W)D.d点的CaWO4溶液中,加入CaCl2固体,d点溶液组成沿da线向c点移动(假设混合后溶液体积不变)
10.(2024·浙江浙南名校联盟第一次联考)25 ℃时,用NaOH溶液分别滴定弱酸HA、CuSO4、FeSO4三种溶液,pM随pH变化关系如图所示[p表示负对数,M表示c(HA)/c(A-)、c(Cu2+)、c(Fe2+)等],已知Ksp[Cu(OH)2]A.Ksp[Fe(OH)2]=10-15
B.调整溶液的pH=7,可除去工业废水中的Cu2+
C.a点对应的p(M)=3
D.Fe(OH)2固体难溶于HA溶液
11.(2023·辽宁卷)某废水处理过程中始终保持H2S溶液饱和,即c(H2S)=0.1 ml·L-1,通过调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离,体系中pH与-lg c关系如下图所示,c为HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的浓度,单位为ml·L-1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS),下列说法正确的是( )
A.Ksp(CdS)=10-18.4
B.③为pH与-lg c(HS-)的关系曲线
C.(H2S)=10-8.1
D.(H2S)=10-14.7
12.已知:AgA、Ag2B都是难溶盐。室温下,向体积均为10 mL、浓度均为0.1 ml·L-1的NaA溶液、Na2B溶液中分别滴加0.1 ml·L-1的AgNO3溶液,溶液中pX与AgNO3溶液体积的关系如图所示[已知:pX=-lg c(A-)或-lg c(B2-)]。下列推断错误的是( )
A.室温下,Ksp(Ag2B)=4×10-3a
B.对应溶液中c(Ag+):e>f
C.室温下,在等量的水中,AgA溶解的物质的量更多
D.若c(AgNO3)变为0.05 ml·L-1,则NaA溶液中的反应终点移至d点
13.(2023·广东茂名模拟)常温下,含BaCO3的浊液中c(Ba2+)随c(H+)的变化关系如图所示(整个过程无气体逸出;忽略C第二步水解),已知:Ksp(BaCO3)=2.5×10-9,(H2CO3)=5.0×10-11,下列叙述正确的是( )
A.x=7.5
B.水的电离程度:MC.N点:=63
D.N点溶液中加Na2SO4固体,将移向P点
14.我国《生活饮用水卫生标准》中规定生活饮用水中镉的排放量不超过0.005 mg·L-1。处理含镉废水可采用化学沉淀法。试回答下列问题:
(1)磷酸镉[Cd3(PO4)2]沉淀溶解平衡常数的表达式为Ksp= 。
(2)一定温度下,CdCO3的Ksp=4.0×10-12,Cd(OH)2的Ksp=3.2×10-14,那么它们在水中的溶解量 较大。
(3)向某含镉废水中加入Na2S,当S2-浓度达到7.9×10-8 ml·L-1时,废水中Cd2+的浓度为 ml·L-1[已知:Ksp(CdS)=7.9×10-27,Mr(Cd)=112],此时是否符合生活饮用水卫生标准? (填“是”或“否”)。
层次3创新性
15.已知25 ℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,Ksp(AgI)=8.5×10-17。
(1)氯化银的饱和溶液中,c(Cl-)≈ ml·L-1,向其中加入NaCl固体,溶解平衡 (填“左移”“不动”或“右移”),溶度积常数 。
(2)若向50 mL 0.018 ml·L-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 ml·L-1的盐酸,混合后溶液中的c(Ag+)= ml·L-1,pH=______________。
(3)氯化银的饱和溶液和铬酸银的饱和溶液中,Ag+浓度大小关系为 ,由此可得出 更难溶。
(4)取一定量含有I-、Cl-的溶液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl和AgI同时沉淀时,溶液中= 。
(5)将等体积的4×10-3 ml·L-1的AgNO3溶液和4×10-3 ml·L-1的K2CrO4溶液混合后 (填“有”或“没有”)Ag2CrO4沉淀产生。
第44讲 沉淀溶解平衡及图像分析
1.A 解析 CuS的溶解度较小,将CuS投入稀硫酸中,CuS溶解平衡电离出的S2-不足以与H+发生反应,而将FeS投入稀硫酸后可以得到H2S气体,说明Ksp(FeS)>Ksp(CuS),A正确;向盐酸中加入氨水至中性,c(H+)=c(OH-),溶液中存在电荷守恒,c(H+)+c(N)=c(Cl-)+c(OH-),则c(N)=c(Cl-), =1,B错误;0.01ml·L-1NaHCO3溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(C)+c(HC),C错误;碳碳双键和醛基均能与溴水反应而使溴水褪色,则向丙烯醛中加入溴水,溴水褪色,不能证明丙烯醛中含有碳碳双键,D错误。
2.B 解析 组成相似的难溶性盐,溶度积大的沉淀可以转化为溶度积小的沉淀,所以FeS的Ksp比CuS的Ksp大,A正确;该反应达到平衡时离子的浓度保持不变,但不一定相等,B错误;反应物的浓度增大,平衡正向移动,所以c(Fe2+)变大,C正确;该反应的平衡常数K=,D正确。
3.D 解析 根据溶度积公式及溶液中阴离子的浓度,可以计算出开始出现BaCO3、BaCrO4、Ba(IO3)2、BaSO4沉淀时c(Ba2+)分别为8.1×10-6ml·L-1、1.6×10-7ml·L-1、6.5×10-4ml·L-1、1.1×10-7ml·L-1,故最先出现的沉淀是BaSO4。
4.B 解析 AgNO3溶液中的Ag+和过量的NaCl溶液中的Cl-生成AgCl白色沉淀,离子方程式为Ag++Cl-AgCl↓,所以沉淀为难溶的AgCl,故A项正确;一般来说,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现,AgI的溶解度比AgCl小,所以AgI不易转化为AgCl,所以若按②①顺序实验,看不到白色沉淀,故B项错误;2AgCl(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2Cl-(aq),Ag2S比AgCl更难溶,溶解度更小,所以若按①③顺序实验,能看到黑色沉淀,故C项正确;实验②白色沉淀AgCl转化为黄色沉淀AgI,说明AgI比AgCl更难溶,故D项正确。
5.D 解析 CaCO3在水中的溶解度随温度的升高而增大,在相同温度下的溶度积相同。根据图示在c(C)相同时,c(Ca2+):T2>T1,所以溶度积常数Ksp:T2>T1,则a点的Ksp小于e点的Ksp,A错误;保持T1不变,向浊液中加入Na2CO3固体,溶液中c(C)增大,沉淀溶解平衡逆向移动,能使a点变到b点,但不能变为e点,B错误;由A项分析可知,升高温度时,会使沉淀溶解平衡正向移动,导致溶液中离子浓度c(C)、c(Ca2+)都增大,因此c点的饱和溶液组成不可能变到b点饱和溶液的组成,C错误;在b点,若温度从T1到T2,物质的溶解度增大,c(C)、c(Ca2+)都增大,则b点可能变到d点,D正确。
6.D 解析 硝酸镍是强酸弱碱盐,硫化钠是强碱弱酸盐,它们都能促进水的电离。F点表示硝酸镍和硫化钠恰好完全反应,溶液中溶质是硝酸钠,水的电离程度最小,故A正确;NiS(s)Ni2+(aq)+S2-(aq),Ksp(NiS)=c(Ni2+)·c(S2-)=1×10-21,故B正确;NiCO3(s)+S2-(aq)NiS(s)+C(aq),K==1.4×1014,故C正确;S2-+H2OHS-+OH-,,故D错误。
7.答案 (1)对于溶解平衡BaSO4(s)Ba2+(aq)+S(aq),H+不能减少Ba2+或S的浓度,平衡不能向溶解方向移动 2×10-10
(2)①CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq)
②CaSO4存在沉淀溶解平衡,加入Na2CO3溶液后,C与Ca2+结合生成更难溶的CaCO3沉淀,Ca2+浓度减小,使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动
8.C 解析 Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),b点后c(Cl-)降低,则可知c(Ag+)升高,故b点滴加的可能是AgNO3溶液,而不可能是KCl溶液,A错误;c点滴加KI溶液后,Cl-浓度升高然后达到一个比起始时略高的值,则说明此时溶液中Ag+浓度减小,而部分Ag+转化为AgI沉淀,因此c点后有黄色沉淀生成,B错误;d点时Cl-浓度大于起始时的Cl-浓度,而起始时a点表示的AgCl溶于KNO3溶液形成的悬浊液中存在沉淀溶解平衡Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),此时应有c(Ag+)=c(Cl-),故d点c(Ag+)9.A 解析 由图可知常温下,饱和Ca(OH)2溶液中当c(Ca2+)=10-3ml·L-1时,c(OH-)=10-2ml·L-1,Ksp[Ca(OH)2]=10-7,c点当c(Ca2+)=10-6ml·L-1时,c(W)=10-4ml·L-1,Ksp(CaWO4)=10-10,则Ksp(CaWO4)10.D 解析 Cu(OH)2、Fe(OH)2的结构相似,二者的pM随pH的变化曲线应该是平行线,故③代表滴定HA溶液的变化关系,根据曲线③pM=0时,溶液的pH=5.0,可得K(HA)=10-5;根据曲线①pM=0时,溶液的pH=4.2,可得Ksp=10-19.6;根据曲线②pM=0时,溶液的pH=6.5,可得Ksp=10-15,Cu(OH)2更难溶,故①②分别代表滴定CuSO4溶液、FeSO4溶液的变化关系,且Ksp[Cu(OH)2]=10-19.6,Ksp[Fe(OH)2]=10-15,A正确;由分析可知Ksp[Cu(OH)2]=10-19.6,pH=7,则溶液中c(Cu2+)=10-5.6ml·L-1小于10-5ml·L-1,B正确;a点c(Fe2+)=,可得:Ksp[Fe(OH)2]·Ka(HA)=c(H+)·c2(OH-)=KW·c(OH-),c(OH-)=10-6ml·L-1,因此c(Fe2+)==10-3ml·L-1,则p(Fe2+)=3,C正确;Fe(OH)2(s)+2HA(aq)Fe2+(aq)+2A-(aq)+2H2O(l)的K值为=103,平衡常数较大,故反应能发生,D错误。
11.D 解析 本题结合图像考查难溶电解质的溶解平衡、电离平衡常数的计算。H2S为弱电解质,分步电离,随pH增大,HS-、S2-均应逐渐增大,且pH较小范围内-lgc(S2-)比-lgc(HS-)大,故③为pH与-lgc(S2-)的关系曲线,④为pH与-lgc(HS-)的关系曲线;已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS),则①、②分别为pH与-lgc(Cd2+)、-lgc(Ni2+)的关系曲线;根据(4.9,13.0)点可知,Ksp(CdS)=c2(Cd2+)=(1×10-13)2=1×10-26,A项错误;根据上述分析③为pH与-lgc(S2-)的关系曲线,B项错误;根据图中(4.2,3.9),可知=10-7.1,C项错误;由曲线上(6.8,9.2)列式可得:=10-14.7,D项正确。
12.C 解析 由图像及题意分析知,含有c点的曲线为AgNO3溶液滴定NaA溶液曲线,含有e点的曲线为AgNO3溶液滴定Na2B溶液曲线。由图可知沉淀溶解平衡方程式:Ag2B(s)2Ag+(aq)+B2-(aq),Na2B溶液与AgNO3溶液反应时e点符合,则c(Ag+)=2c(B2-),根据pX=a可知,c(B2-)=10-aml·L-1,c(Ag+)=2×10-aml·L-1,Ksp(Ag2B)=c2(Ag+)×c(B2-)=(2×10-a)2×10-a,A项正确;B2-抑制Ag2B溶解,c(B2-)越大,溶液中c(Ag+)越小,c(B2-):f点>e点,则c(Ag+):e>f,B项正确;由图分析,AgA饱和溶液中银离子的浓度小于Ag2B饱和溶液,所以AgA的溶解度小于Ag2B,故在等量的水中,AgA溶解的物质的量更少,C项错误;若c(AgNO3)变为0.05ml·L-1,则加入20mL硝酸银溶液时,NaA溶液完全反应得到AgA饱和溶液,由温度不变,溶度积不变可知,溶液中Ag+的浓度不变,则NaA溶液中的反应终点由c移至d点,D项正确。
13.A 解析 Ksp(BaCO3)=c(Ba2+)×c(C)=2.5×10-9,M点钡离子浓度为2×10-4ml·L-1,碳酸根离子浓度为ml·L-1=1.25×10-5ml·L-1,忽略C第二步水解,即溶液中存在c(Ba2+)=c(C)+c(HC),c(HC)=2×10-4ml·L-1-1.25×10-5ml·L-1=1.875×10-4ml·L-1,(H2CO3)==5.0×10-11,即c(H+)=7.5×10-10ml·L-1,x=7.5,A正确;由图可知,M点氢离子浓度小于N点,氢离子抑制水的电离,则M点水的电离程度大于N点,B错误;由图可知,M点钡离子浓度为2×10-4ml·L-1,由碳酸的二级电离常数可知,溶液中,C错误;向N点溶液中加硫酸钠固体,溶液中硫酸根离子浓度增大,碳酸根离子和氢离子浓度不变,硫酸根离子与钡离子生成难溶的硫酸钡,钡离子浓度减小,碳酸钡的溶解平衡右移,温度不变平衡常数不变,则新平衡时,钡离子浓度不变,所以N点坐标不可能移向P点,D错误。
14.答案 (1)c3(Cd2+)·c2(P) (2)Cd(OH)2
(3)1.0×10-19 是
解析 (1)磷酸镉沉淀溶解平衡方程式为Cd3(PO4)2(s)3Cd2+(aq)+2P(aq),则其沉淀溶解平衡常数表达式为Ksp=c3(Cd2+)·c2(P)。
(2)当CdCO3达到沉淀溶解平衡时有CdCO3(s)Cd2+(aq)+C(aq),则此时溶液中c(Cd2+)=2×10-6ml·L-1,当Cd(OH)2达到沉淀溶解平衡时有Cd(OH)2(s)Cd2+(aq)+2OH-(aq),则c(Cd2+)=2×10-5ml·L-1,据此推出在水中的溶解量较大的是Cd(OH)2。
(3)向某含镉废水中加入Na2S,当S2-浓度达到7.9×10-8ml·L-1时,溶液中c(Cd2+)==1.0×10-19ml·L-1,则废水中Cd2+的含量为1.0×10-19×112×103mg·L-1=1.12×10-14mg·L-1<0.005mg·L-1,因此符合生活饮用水卫生标准。
15.答案 (1)1.3×10-5 左移 不变 (2)1.8×10-7 2
(3)Ag2CrO4>AgCl AgCl (4)4.7×10-7 (5)有
解析 (1)氯化银的饱和溶液中,c(Ag+)=c(Cl-)=ml·L-1≈1.3×10-5ml·L-1。
(2)n(AgNO3)=50mL×10-3L·mL-1×0.018ml·L-1=9×10-4ml,n(HCl)=50mL×10-3L·mL-1×0.020ml·L-1=1×10-3ml,两溶液混合,AgNO3+HClAgCl↓+HNO3,HCl过量:1×10-3ml-9×10-4ml=1×10-4ml,故反应后的c(Cl-)==1×10-3ml·L-1,H+未被消耗,c(H+)==1×10-2ml·L-1。c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,即c(Ag+)×(1×10-3)=1.8×10-10,解得c(Ag+)=1.8×10-7ml·L-1;pH=-lg(1×10-2)=2。
(3)根据Ag2CrO4的沉淀溶解平衡:
Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+Cr(aq)
2xx
(2x)2·x=2.0×10-12,x3=0.5×10-12,x=×10-4ml·L-1,c(Ag+)=2x=2××10-4ml·L-1≈1.6×10-4ml·L-1。饱和AgCl溶液中c(Ag+)=ml·L-1≈1.3×10-5ml·L-1。Ag+的浓度前者大于后者,AgCl更难溶。
(4)AgCl和AgI同时沉淀时,溶液中的c(Ag+)一定是相同的,则有:≈4.7×10-7。
(5)4×10-3ml·L-1的AgNO3溶液和4×10-3ml·L-1的K2CrO4溶液等体积混合的瞬间:c(Ag+)=ml·L-1=2×10-3ml·L-1,同理可以求得c(Cr)=2×10-3ml·L-1,故Q=c2(Ag+)·c(Cr)=(2×10-3)2×2×10-3=8×10-9>Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,因此有Ag2CrO4沉淀产生。