苏教版（2019）高考一轮复习考点规范练25　难溶电解质的沉淀溶解平衡

这是一份苏教版（2019）高考一轮复习考点规范练25　难溶电解质的沉淀溶解平衡，共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

考点规范练25　难溶电解质的沉淀溶解平衡
一、选择题
1.下列说法不正确的是(　　)。
A.其他条件不变,离子浓度改变时,Ksp不变
B.由于相同温度时Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS在一定条件下可转化为CuS
C.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关
D.两种难溶电解质作比较时,Ksp越小的电解质,其溶解度一定越小
2.25 ℃时,Ksp(BaSO4)=1×10-10,Ksp(BaCO3)=5.1×10-9。在该温度下,下列说法不正确的是(　　)。
A.因为Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4),所以BaCO3不能作内服造影剂
B.若误饮c(Ba2+)=1.0×10-5 mol·L-1溶液时,不会引起Ba2+中毒
C.向同浓度Na2SO4和Na2CO3的混合液中滴加BaCl2溶液,BaSO4先析出
D.在BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中,c(SO42-)∶c(CO32-)=1∶51
3.(2021广东湛江高三一模)T ℃时,几种铜盐的溶度积常数如下表所示:
化合物
CuCl
CuBr
Cu2S
Cu(OH)2
CuS
Ksp
3×10-7
2×10-9
2.5×10-50
2.6×10-19
1.3×10-36

下列说法正确的是(　　)。
A.T ℃时,溶解度:CuCl B.向Cu(OH)2悬浊液中加入Na2S溶液,碱性明显减弱
C.反应2CuCl+S2-CuS+2Cl-的平衡常数很大,反应趋于完全
D.已知H2S在溶液中满足Ka1·Ka2=1×10-21,可判断CuS易溶于稀盐酸
4.已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。某溶液中含有Cl-、Br-和CrO42-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-、CrO42-
B.CrO42-、Br-、Cl-
C.Br-、Cl-、CrO42-
D.Br-、CrO42-、Cl-
5.磷酸铁对热稳定,较易循环利用,可用于农药、电动汽车电池电极材料。T ℃时,Ksp(FePO4)=1.3×10-22,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-35,下列说法错误的是(　　)。
A.T ℃时,在FePO4悬浊液中加入NaOH溶液,FePO4沉淀可以转化为Fe(OH)3沉淀
B.T ℃时要除去FeCl2溶液混有的FeCl3,可通过加入NaClO溶液调节溶液的pH为4,然后过滤,即可除去Fe3+
C.分别缓慢地向浓度为0.01 mol·L-1的FeCl3溶液中滴加0.01 mol·L-1的Na3PO4溶液和NaOH溶液,先产生的沉淀是FePO4沉淀
D.磷酸铁可用于电动汽车电极材料,是因为其对热稳定,较易循环利用
6.25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp(MgF2)=7.42×10-11。下列说法正确的是(　　)。
A.25 ℃时,固体Mg(OH)2在20 mL 0.01 mol·L-1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L-1 NH4Cl溶液中的Ksp小
B.25 ℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大
C.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化成MgF2
D.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大
7.(2021山东泰安高三模拟)T ℃时,Cu(OH)2和Fe(OH)3饱和溶液的浓度随pH的变化如图所示,已知:Ksp[Cu(OH)2]=1×10-20,Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38。下列说法正确的是(　　)。

A.曲线b对应的是Fe(OH)3饱和溶液
B.调节pH为4.5可除去FeCl3中的CuCl2
C.酸性溶液中Cu元素的存在形式可能为Cu2+或Cu(OH)2
D.滴加NaOH溶液,可实现X到Y的转化
8.(2021全国乙)HA是一元弱酸,难溶盐MA的饱和溶液中c(M+)随c(H+)而变化,M+不发生水解。实验发现,298 K时c2(M+)-c(H+)为线性关系,如下图中实线所示。

下列叙述错误的是(　　)。
A.溶液pH=4时,c(M+)<3.0×10-4 mol·L-1
B.MA的溶度积Ksp(MA)=5.0×10-8
C.溶液pH=7时,c(M+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
D.HA的电离常数Ka(HA)≈2.0×10-4
二、非选择题
9.(2021山东日照月考)硫酸盐在工农业生产、生活中具有广泛应用。
(1)某CuSO4溶液中混有少量FeSO4和Fe2(SO4)3杂质。
已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38、
Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16;
Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20
①为了除去杂质,通常是先加入H2O2再调节溶液pH,其中加入H2O2的作用是　　　　　　　　　　　;与其他试剂相比,使用H2O2的优点是　　　　　　　　　　　(答出两点即可)。 
②调节溶液pH,加入的物质是 　　　　　　　(填化学式);控制溶液的pH≥　　　　　　　　即可除去杂质离子(lg 6.25≈0.8)。 
(2)如图是某温度下,将足量的BaSO4固体溶于一定量水中达到溶解平衡后,假定溶液体积不变的情况下,加入Na2CO3使c(CO32-)增大过程中,溶液中c(Ba2+)和c(SO42-)的变化曲线。根据图中的数据分析、计算下列各题。

①该温度下,BaSO4的Ksp=　　　　　　　　　。 
②当c(CO32-)大于　　　 mol·L-1时开始有BaCO3沉淀生成;BaCO3的Ksp=　　　　　。 
③图像中代表沉淀转化过程中c(Ba2+)随c(CO32-)变化的曲线是　　　　　(填“MP”或“MN”);沉淀转化的离子方程式BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq),该反应的平衡常数K=　　　　　　　　　　　。 
④向1 L Na2CO3溶液中加入足量BaSO4固体,假定溶液体积不变,当溶液中c(CO32-)=1×10-3 mol·L-1时,溶解BaSO4的物质的量为　　　 mol。 
10.硫酸铅(PbSO4)广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)制备PbSO4,其工艺流程如图:

已知:ⅰ.PbCl2难溶于冷水,易溶于热水。
ⅱ.PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq)
ΔH>0
ⅲ.Ksp(PbSO4)=1.08×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5。
(1)“浸取”时需要加热,此时盐酸与MnO2、PbS发生反应生成PbCl2和S的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)“调pH”的目的是　　　　　　　　。 
(3)“沉降”操作时,加入冰水的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)20 ℃时,PbCl2(s)在不同浓度的盐酸中的最大溶解量(g·L-1)如图所示。下列叙述正确的是　　　　(填字母)。 

A.盐酸浓度越小,Ksp(PbCl2)越小
B.X、Y两点对应的溶液中c(Pb2+)不相等
C.当盐酸浓度为1 mol·L-1时,溶液中c(Pb2+)一定最小
D.当盐酸浓度小于1 mol·L-1时,随着盐酸浓度的增大,PbCl2溶解量减小是因为Cl-浓度增大使PbCl2溶解平衡逆向移动
(5)PbCl2经“沉淀转化”后得到PbSO4,当c(Cl-)=0.1 mol·L-1时,c(SO42-)=　　　　　　　。 
(6)“滤液a”经过处理后可以返回到　　　　　　工序循环使用。利用制备的硫酸铅与氢氧化钠反应制备目前用量最大的热稳定剂三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O),该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

考点规范练25　难溶电解质的沉淀溶解平衡
1.D　Ksp只与难溶电解质的性质和外界温度有关,故A、C项正确。由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS在一定条件下可转化为CuS,故B项正确。同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr、AgI),Ksp越小,溶解度越小,而不同类型的难溶电解质(如Ag2SO4和AgI),Ksp小的溶解度不一定小,需要进行换算,故D项错误。
2.A　因胃酸可与CO32-反应生成水和二氧化碳,使CO32-浓度降低,从而使平衡BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO32-(aq)向溶解方向移动,使Ba2+浓度增大,Ba2+有毒,不能作内服造影剂,与Ksp大小无关,A项错误。c(Ba2+)=1.0×10-5 mol·L-1的溶液中Ba2+浓度很小,不会引起Ba2+中毒,B项正确。BaSO4和BaCO3是同类型的难溶强电解质,BaSO4溶度积常数小,因此向同浓度的Na2SO4和Na2CO3混合溶液中加入BaCl2溶液时,先生成的沉淀是BaSO4,C项正确。BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中Ba2+浓度一定,则由c(Ba2+)·c(SO42-)=1×10-10,c(Ba2+)·c(CO32-)=5.1×10-9,两式相比可得c(SO42-)∶c(CO32-)=1∶51,D项正确。
3.C　由表中数据可知Ksp(CuCl)>Ksp(CuBr),所以T ℃时,溶解度CuCl>CuBr,故A项错误;由表中数据可知CuS比Cu(OH)2难溶,向Cu(OH)2悬浊液中加入Na2S溶液,会发生沉淀转化,同时生成强碱NaOH,碱性明显增强,故B项错误;由2CuCl+S2-CuS+2Cl-可得K=c2(Cl-)c(S2-)=Ksp2(CuCl)Ksp(Cu2S)=(3×10-7)22.5×10-50=3.6×1036,平衡常数很大,反应趋于完全,故C项正确;H2S在溶液中满足Ka1·Ka2=c(H+)·c(HS-)c(H2S)·c(H+)c(S2-)c(HS-)=c2(H+)·c(S2-)c(H2S)=1×10-21,又因如果反应CuS+2H+Cu2++H2S↑,K=c(Cu2+)c(H2S)c2(H+)=Ksp(CuS)c(H2S)c2(H+)c(S2-)=Ksp(CuS)Ka1Ka2=1.3×10-361×10-21=1.3×10-15,可判断CuS不易溶于稀盐酸,故D项错误。
4.C　利用沉淀溶解平衡原理,当Q>Ksp时,有沉淀析出。AgBr、AgCl的组成类型相同,溶解度:AgBr 5.B　T ℃时,在FePO4悬浊液中加入NaOH溶液,当NaOH足够多时,FePO4沉淀可以转化为Fe(OH)3沉淀,A项正确;加入NaClO溶液将FeCl2氧化,引入新杂质,不符合除杂要求,B项错误;根据Ksp(FePO4)=1.3×10-22和Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-35得知,FePO4比Fe(OH)3难溶,分别缓慢地向浓度为0.01 mol·L-1的FeCl3溶液中滴加0.01 mol·L-1的Na3PO4溶液和NaOH溶液,先产生的沉淀是更难溶的FePO4沉淀,C项正确;磷酸铁可用于电动汽车电极材料,是因为其对热稳定,较易循环利用提高经济效益和保护环境,D项正确。
6.D　Ksp不随浓度变化,只与温度有关,A项错误。因
Ksp[Mg(OH)2] 7.C　两溶液中c[Cu(OH)2]=c(Cu2+)、c[Fe(OH)3]=c(Fe3+),当c(Cu2+)=c(Fe3+)=10-5 mol·L-1时,Cu(OH)2溶液中c(OH-)=1×10-2010-5 mol·L-1=10-7.5 mol·L-1,此时溶液pH=6.5;Fe(OH)3溶液中c(OH-)=31×10-3810-5 mol·L-1=10-11 mol·L-1,此时溶液pH=3,所以曲线a对应的是Fe(OH)3饱和溶液,A项错误;据图可知pH为4.5时Fe3+完全沉淀,而c(Cu2+)=1×10-20(10-9.5)2 mol·L-1=0.1 mol·L-1,B项错误;根据A计算可知当c(Cu2+)≤10-5 mol·L-1时,pH≥6.5,所以酸性溶液中Cu元素既可能是Cu2+也可能是Cu(OH)2,C项正确;X和Y的pH相同,而滴加NaOH溶液会使溶液碱性增强,pH变大,溶解的c[Cu(OH)2]变小,X点会向右下方移动,D项错误。
8.C　由题图可看出,溶液pH=4时,c2(M+)=7.5×10-8(mol·L-1)2,则c(M+)<3.0×10-4 mol·L-1,A项正确;取横坐标为0时,溶液中c(H+)忽略不计,溶液为强碱性环境,A-水解生成的HA可忽略不计,c(M+)≈c(A-),此时Ksp(MA)≈c2(M+)=5.0×10-8,B项正确;由图像可知,随c(H+)增大,c(M+)也增大,故加入的酸不是HA,溶液中除了A-外,还有其他酸根离子,C项错误;根据物料守恒,溶液中c(M+)=c(A-)+c(HA),Ksp(MA)=c(M+)·c(A-)=5.0×10-8,由HAH++A-可知,Ka(HA)=c(H+)·c(A-)c(HA)=
c(H+)·Ksp(MA)c(M+)c(M+)-c(A-)=Ksp(MA)c(M+)·c(H+)c(M+)-Ksp(MA)c(M+)=Ksp(MA)·c(H+)c2(M+)-Ksp(MA),由c(H+)=10×10-5 mol·L-1时c2(M+)=7.5×10-8(mol·L-1)2,代入求得Ka(HA)≈2.0×10-4,D项正确。
9.答案 (1)①将Fe2+氧化为Fe3+　不引入其他杂质,对环境无污染(其他合理答案均可)　②CuO[或Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等]　3.2
(2)①1.0×10-10　②2.5×10-4　2.5×10-9
③MN　0.04　④4×10-5
解析 (1)①由于Ksp[Fe(OH)2]、Ksp[Cu(OH)2]相差不大,则Fe(OH)2和Cu(OH)2的溶解度相差不大,故加入H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,便于形成Fe(OH)3沉淀。②调节溶液pH时,为不引入新杂质,可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等。当Fe3+沉淀完全时,溶液中c(Fe3+)≤1×10-5 mol·L-1,则有c(OH-)=3Ksp[Fe(OH)3]c(Fe3+)=34.0×10-381×10-5 mol·L-1≈1.6×10-11 mol·L-1,c(H+)=KWc(OH-)=1×10-141.6×10-11 mol·L-1=6.25×10-4 mol·L-1,故溶液的pH=4-lg 6.25≈3.2。
(2)①由图可知,c(CO32-)=0时,c(Ba2+)=c(SO42-)=1.0×10-5 mol·L-1,则有Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c(SO42-)=1.0×10-5×1.0×10-5=1.0×10-10。②由图可知,当c(CO32-)>2.5×10-4 mol·L-1时,开始有BaCO3沉淀生成,图中c(CO32-)=2.5×10-4 mol·L-1时,c(Ba2+)=1.0×10-5 mol·L-1,则有Ksp(BaCO3)=c(Ba2+)·c(CO32-)=2.5×10-4×1.0×10-5=2.5×10-9。③BaSO4饱和溶液中存在溶解平衡:BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq),加入Na2CO3,Ba2+与CO32-反应生成BaCO3沉淀,促使BaSO4的溶解平衡正向移动,溶液中c(SO42-)增大,c(Ba2+)减小,则MP为c(SO42-)的变化曲线,MN为c(Ba2+)的变化曲线。反应BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常数K=c(SO42-)c(CO32-)=Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)=1.0×10-102.5×10-9=0.04。④当溶液中c(CO32-)=1×10-3 mol·L-1时,K=c(SO42-)c(CO32-)=0.04,则有c(SO42-)=4×10-5 mol·L-1,故溶解BaSO4的物质的量为4×10-5 mol·L-1×1 L=4×10-5 mol。
10.答案 (1)MnO2+PbS+4HClPbCl2+S+MnCl2+2H2O
(2)除去Fe3+
(3)温度降低,PbCl2+2Cl-PbCl42-平衡左移,使PbCl42-转化为PbCl2,便于析出PbCl2晶体(或PbCl2难溶于冷水,降低PbCl2的溶解度,便于析出PbCl2晶体)
(4)BD
(5)6.75×10-6 mol·L-1
(6)浸取　4PbSO4+6NaOH3PbO·PbSO4·H2O+3Na2SO4+2H2O
解析 (1)根据题意可知,该过程中MnO2将PbS中的S元素氧化成S单质,锰元素被还原成Mn2+,根据得失电子守恒和元素守恒可得化学方程式为MnO2+PbS+4HClPbCl2+S+MnCl2+2H2O。
(2)“调节pH”的主要目的是使Fe3+转化为沉淀,从而除去。
(3)温度降低,PbCl2+2Cl-PbCl42-平衡左移,使PbCl42-转化为PbCl2,便于析出PbCl2晶体(或PbCl2难溶于冷水,降低PbCl2的溶解度,便于析出PbCl2晶体),所以沉降时加入冰水。
(4)PbCl2存在溶解平衡:PbCl2(s)Pb2+(aq)+2Cl-(aq),由图像可知,在HCl的浓度为1 mol·L-1时PbCl2的溶解量最小;结合题目所给信息可知,c(HCl)小于1 mol·L-1时,电离出的氯离子会抑制氯化铅的溶解,c(HCl)大于1 mol·L-1时,可发生PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq),而促进氯化铅的溶解。
A项,Ksp(PbCl2)只受温度的影响,温度不变,则Ksp(PbCl2)不变,故错误;B项,根据分析可知X、Y两点对应的溶液中的溶质不同,所以c(Pb2+)不相等,故正确;C项,根据分析可知,当盐酸浓度大于1 mol·L-1时,主要发生反应:PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq),所以此时c(Pb2+)不一定最小,故错误;D项,根据分析可知,盐酸浓度小于1 mol·L-1时,主要存在平衡PbCl2(s)Pb2+(aq)+2Cl-(aq),氯离子浓度的增大使平衡逆向移动,故正确。
(5)沉淀转化的方程式为PbCl2(s)+SO42-(aq)PbSO4(s)+2Cl-(aq),该反应的平衡常数为K=c2(Cl-)c(SO42-)=c2(Cl-)c(Pb2+)c(SO42-)c(Pb2+)=Ksp(PbCl2)Ksp(PbSO4)=1.6×10-51.08×10-8,所以当c(Cl-)=0.1 mol·L-1时,c(SO42-)=6.75×10-6 mol·L-1。
(6)发生沉淀转化后,滤液a中的主要溶质为HCl,所以经处理后可以返回到浸取工序循环使用;反应物有PbSO4和NaOH,生成物中有3PbO·PbSO4·H2O,根据元素化合价的变化可知,该反应不是氧化还原反应,根据元素守恒可得化学方程式:4PbSO4+6NaOH3PbO·PbSO4·H2O+3Na2SO4+2H2O。