高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第3节 沉淀溶解平衡课时作业

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课时跟踪检测(十九)　沉淀溶解平衡

1．下列关于沉淀溶解平衡的说法中不正确的是(　　)
A．难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，且是一种动态平衡
B．Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关
C.Ksp反映了物质在水中的溶解能力，可直接根据Ksp的数值大小比较电解质在水中的溶解能力大小
D．Ksp改变，可使沉淀溶解平衡移动
解析：选C　沉淀溶解平衡是一种动态平衡。难溶电解质的Ksp的大小反映了难溶电解质在水中的溶解能力，它只与难溶电解质的性质和温度有关，与沉淀的量无关。溶液中离子浓度改变只能使平衡移动，并不改变溶度积。在一定温度下，Ksp为一常数。但通过Ksp数值大小比较电解质的溶解能力时，应是同一类型的电解质。
2．在下列各种液体中，CaCO3的溶解度最大的是(　　)
A．H2O B．Na2CO3溶液
C．CaCl2溶液 D．乙醇
解析：选A　B、C项的溶液中分别含有CO和Ca2＋，均会抑制CaCO3的溶解，而CaCO3在乙醇中是不溶的。
3．在某溶液中有浓度均为0.01 mol·L－1的Fe3＋、Cr3＋、Zn2＋、Mg2＋等离子，已知25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38 mol4·L－4，Ksp[Cr(OH)3]＝7.0×10－31 mol4·L－4，Ksp[Zn(OH)2]＝1.0×10－17mol3·L－3，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11mol3·L－3。当上述离子以氢氧化物的形式开始沉淀时，所需的pH最小的是(　　)
A．Fe3＋ B．Cr3＋
C．Zn2＋ D．Mg2＋
解析：选A　由溶度积常数可知，浓度均为0.01 mol·L－1的Fe3＋、Cr3＋、Zn2＋、Mg2＋以氢氧化物的形式开始沉淀时，所需c(OH－)依次约是1.6×10－12 mol·L－1、4.1×10－10 mol·L－1、3.2×10－8 mol·L－1、4.2×10－5 mol·L－1。Fe3＋开始沉淀时，c(OH－)最小，即c(H＋)最大，pH最小。
4．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，Ksp不变
D．两种难溶电解质做比较时，Ksp小的，溶解度一定小
解析：选D　Ksp只与难溶电解质自身的性质和温度有关，与沉淀的量和离子的浓度无关，A、C正确；相同类型的难溶电解质，沉淀向着溶解程度减小的方向转化，B项正确；相同类型的难溶电解质，Ksp小的，溶解度一定小，D错误。
5．要使工业废水中的Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等做沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：
化合物
PbSO4
PbCO3
PbS
溶解度/g
1.03×10－4
1.81×10－7
1.84×10－14

由上述数据可知，沉淀剂最好选用(　　)
A．硫化物 B．硫酸盐
C．碳酸盐 D．以上沉淀剂均可
解析：选A　沉淀工业废水中的Pb2＋时，生成沉淀的反应进行得越完全越好，由于PbS的溶解度最小，故最好选硫化物作为沉淀剂。
6．入冬以后，许多果树、林木的树干都要涂上一层白白的东西，习惯称为“涂白”。这层 “涂白”就是将足量的熟石灰放入蒸馏水中制得的。把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。下列叙述正确的是(　　)
A．给溶液加热，溶液的pH升高
B．恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高
C．向溶液中加入Na2CO3溶液，Ca(OH)2固体增多
D．向溶液中加入少量的NaOH固体，Ca(OH)2固体增多
解析：选D　A项，加热时Ca(OH)2的溶解度减小，平衡逆向移动，c平(OH－)减小，pH减小；B项，CaO＋H2O===Ca(OH)2，由于保持恒温，Ca(OH)2的溶解度不变，c平(OH－)不变，因此pH不变；C项，CO＋Ca2＋===CaCO3↓，使平衡正向移动，Ca(OH)2固体减少；D项，加入NaOH固体时，c平(OH－)增大，平衡逆向移动，因此Ca(OH)2固体增多。
7．下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是(　　)
A．将0.1 mol·L－1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1 mol·L－1 CuSO4溶液，先有白色沉淀生成后变为浅蓝色沉淀，说明Ksp[Cu(OH)2]>Ksp[Mg(OH)2]
B．向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀，因为Ksp(AgCl)Ksp[Cu(OH)2]，A错；AgCl悬浊液中加NaI生成黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，B错；Mg(OH)2沉淀溶解平衡中加入NH4Cl溶液，NH＋OH－NH3·H2O，OH－浓度减小，平衡右移，Mg(OH)2溶解，C对；等物质的量的AgCl和AgI溶于水中，因为AgCl的溶解度比AgI的大，Cl－的浓度就比I－的浓度大且AgCl溶解的Ag＋对AgI的溶解平衡起到抑制作用，所以Cl－与I－浓度不相等，D错。
8．用0.100 mol·L－1AgNO3溶液滴定50.0 mL 0.050 0 mol·L－1 Cl－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平(Ag＋)·c平(Cl－)＝Ksp(AgCl)
C．相同实验条件下，若改为0.040 0 mol·L－1 Cl－，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 Br－，反应终点c向b方向移动
解析：选C　由题图可知，当AgNO3溶液的体积为50.0 mL时，溶液中的c平(Cl－)略小于10－8 mol·L－1，此时混合溶液中c平(Ag＋)＝

＝2.5×10－2 mol·L－1，故Ksp＝c平(Ag＋)·c平(Cl－)≈2.5×10－2×10－8＝2.5×10－10，A项正确；因反应过程中有沉淀生成，溶液中必然存在平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，故曲线上的各点均满足c平(Ag＋)·c平(Cl－)＝Ksp(AgCl)，B项正确；根据Ag＋＋Cl－===AgCl↓可知，达到滴定终点时，消耗AgNO3溶液的体积为＝20.0 mL，C项错误；相同实验条件下，沉淀相同量的Cl－和Br－消耗的AgNO3的量相同，由于Ksp(AgBr)＜Ksp(AgCl)，当滴加相等量的Ag＋时，溶液中c平(Br－)＜c平(Cl－)，故反应终点c向b方向移动，D项正确。
9．为研究沉淀的生成及转化，某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是(　　)

A．①浊液中存在平衡：AgSCN(s)Ag＋(aq)＋SCN－(aq)
B．②中颜色变化说明上层清液中含有SCN－
C．③中颜色变化说明有AgI生成
D．该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶
解析：选D　根据信息，白色沉淀是AgSCN，存在溶解平衡：AgSCN(s)Ag＋(aq)＋SCN－(aq)，故A正确；取上层清液，加入Fe3＋溶液变红，说明生成Fe(SCN)3，说明溶液中含有SCN－，故B正确；AgI是黄色沉淀，③的现象是有黄色沉淀生成，说明有AgI产生，故C正确；①中的反应Ag＋有剩余，加入KI溶液，使c(I－)·c(Ag＋)>Ksp(AgI)而有黄色沉淀生成，并不是AgSCN沉淀转化为AgI沉淀，因此不能说明AgI比AgSCN更难溶，故D错误。

10．已知Ksp(CaSO4)＝9.0×10－6(mol·L－1)2，Ksp(CaCO3)＝5.0×10－9(mol·L－1)2，Ksp(CaF2)＝1.5×10－10(mol·L－1)3，某溶液中含有SO、CO和F－，浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1 CaCl2溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为(　　)
A．SO、CO、F－ B．CO、SO、F－
C．CO、F－、SO D．F－、CO、SO
解析：选C　析出沉淀时，CaSO4溶液中c(Ca2＋)＝＝ mol·L－1＝9.0×10－4 mol·L－1，CaCO3溶液中c(Ca2＋)＝＝ mol·L－1＝5.0×10－7 mol·L－1，CaF2溶液中c(Ca2＋)＝ mol·L－1＝1.5×10－6 mol·L－1，c(Ca2＋)越小，则越先生成沉淀，所以三种阴离子产生沉淀的先后顺序为CO、F－、SO。
11．常温下，Ksp(PbI2)＝8.5×10－9 mol3·L－3。取适量黄色PbI2粉末溶于水中，充分搅拌后得到浊液，过滤。在滤液中加入少量KI，测得c平(I－)＝1.0×10－2 mol·L－1。下列说法不正确的是(　　)
A．Ksp(PbI2)不变
B．溶液中c(I－)增大
C．产生黄色沉淀
D．溶液中c(Pb2＋)＝8.5×10－7 mol·L－1
解析：选D　常温下，Ksp(PbI2)＝8.5×10－9 mol3·L－3。取适量黄色PbI2粉末溶于水中，充分搅拌后得到浊液，过滤。在滤液中，Ksp(PbI2)＝c平(Pb2＋)·c(I－)＝4c(Pb2＋)＝8.5×10－9 mol3·L－3，c平(Pb2＋)≈1.3×10－3 mol·L－1，c平(I－)≈2.6×10－3 mol·L－1。在滤液中加入少量KI，测得c(I－)＝1.0×10－2 mol·L－1，则若产生PbI2沉淀，Pb2＋的最小浓度c(Pb2＋)＝ mol·L－1＝8.5×10－5 mol·L－1＜1.3×10－3 mol·L－1，所以溶液中一定会产生PbI2黄色沉淀。Ksp(PbI2)只与温度有关，温度不变，其值不变，A项正确；溶液中c(I－)明显增大了，B项正确；产生黄色沉淀，C项正确；溶液中c(Pb2＋)＝8.5×10－5 mol·L－1，D项错误。
12．化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)，下列说法错误的是(　　)
A．MnS的Ksp大于CuS的Ksp
B．该反应达平衡时c(Mn2＋)＝c(Cu2＋)
C．往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2＋)变大
D．该反应的平衡常数K＝
解析：选B　根据沉淀转化向溶度积小的方向进行，Ksp(MnS)>Ksp(CuS)，A正确；该反应达平衡时c(Mn2＋)和c(Cu2＋)保持不变，但不一定相等，B错误；往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，平衡向正反应方向移动，c(Mn2＋)变大，C正确；该反应的平衡常数K＝＝＝，D正确。
13.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．T1>T2
B．加入BaCl2固体，可使溶液由a点变到c点
C.c点时，在T1、T2两个温度下均有固体析出
D．a点和b点的Ksp相等
解析：选D　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错误；硫酸钡溶液中存在沉淀溶解平衡，a点在平衡曲线上，加入BaCl2，c(Ba2＋)增大，平衡左移，c(SO)应降低，所以不能使溶液由a点变到c点，B错误；在T1时c点溶液的Q＞Ksp，有沉淀析出，在T2时c点溶液的Q＜Ksp，没有沉淀析出，C错误；Ksp是一常数，温度不变，Ksp不变，同一温度下，在曲线上的任意一点Ksp都相等，D正确。



14.若定义pAg＝－lg c(Ag＋)，pCl＝－lg c(Cl－)，根据不同温度下氯化银饱和溶液的pAg和pCl可绘制如图所示图像，且已知氯化银的溶解度随温度的升高而增大，根据该图像，下列表述正确的是(　　)
A．T3＞T2＞T1
B．将A点的溶液降温，可能得到C点的饱和溶液
C．向B点所表示的溶液中加入氯化钠溶液，溶液可能变至D点
D．A点表示的是T1温度下的不饱和溶液
解析：选D　pAg＝－lg c(Ag＋)，pCl＝－lg c(Cl－)，则c(Ag＋)、c(Cl－)越大，pAg、pCl越小。图中饱和溶液的pAg一定时，pCl大小顺序：T3＞T2＞T1，且已知氯化银的溶解度随温度的升高而增大，则温度：T3＜T2＜T1，A错误；氯化银的溶解度随温度的升高而增大，将A点的溶液降温，氯化银的溶解度减小，pAg、pCl变大，不可能得到C点的饱和溶液，B错误；向B点所表示的溶液中加入氯化钠溶液，c平(Cl－)变大，c平(Ag＋)变小，且c平(Cl－)＞c平(Ag＋)，而D点溶液中c平(Cl－)＜c平(Ag＋)，C错误；A点溶液Q(AgCl)小于T1温度下的Ksp(AgCl)，A点表示的是T1温度下的不饱和溶液，D正确。
15．某兴趣小组为探究沉淀溶解平衡的原理并测定某温度下PbI2的溶度积常数，设计如下实验。
Ⅰ.取100 mL蒸馏水，加入过量的PbI2固体(黄色)，搅拌，静置，过滤到洁净的烧杯中，得到滤液。
(1)搅拌的目的是________________________________________________________。
(2)取少量滤液于试管中，向其中滴加几滴0.1 mol·L－1 KI溶液，观察到的现象是______________，溶液中c平(Pb2＋)________(填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅱ.准确量取10.00 mL滤液，与离子交换树脂(RH)发生反应：2RH＋Pb2＋===R2Pb＋2H＋，交换完成后，流出溶液用中和滴定法测得n(H＋)＝3.0×10－5 mol。
(3)在此实验温度下，PbI2的溶度积常数Ksp＝______________________________。
(4)若步骤Ⅰ盛装滤液的烧杯中有少量蒸馏水，Ksp测定结果将会________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
解析：(1)搅拌能够加速固体的溶解。
(2)溶液中会产生黄色的PbI2沉淀：Pb2＋＋2I－===PbI2↓，溶液中Pb2＋浓度减小。
(3)由方程式可知，c平(Pb2＋)＝＝1.5×10－3 mol·L－1，则溶液中I－浓度为3.0×10－3 mol·L－1，故PbI2的溶度积为Ksp＝c平(Pb2＋)·c(I－)＝1.5×10－3 mol·L－1×(3×10－3 mol·L－1)2＝1.35×10－8 mol3·L－3。
(4)若烧杯中有蒸馏水，使滤液被稀释，导致所测离子浓度偏低，Ksp偏小。
答案：(1)使碘化铅充分溶解　(2)产生黄色沉淀或黄色浑浊　减小　(3)1.35×10－8 mol3·L－3　(4)偏小
16．金属氢氧化物在酸中溶解度不同，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。难溶金属的氢氧化物在不同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________。
(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)。
A．6
(3)在Ni(OH)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)要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水，生成[Cu(NH3)4]2＋，写出反应的离子方程式：__________________________________________________。
(5)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________(填字母)除去它们。
A．NaOH　　　B．FeS　　　C．Na2S
解析：(1)据图知pH＝4～5时，Cu2＋开始沉淀为Cu(OH)2，因此pH＝3时，铜元素主要以Cu2＋形式存在。
(2)若要除去CuCl2溶液中的Fe3＋，即要保证Fe3＋完全沉淀，而Cu2＋还未沉淀，据图知pH应为4左右。
(3)据图知，Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小，无法通过调节溶液pH的方法除去Ni(OH)2溶液中的Co2＋。
(4)据已知条件结合原子守恒即可写出离子方程式：
Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。
(5)因为在FeS、CuS、PbS、HgS四种硫化物中，只有FeS的溶度积最大，且与其他三种物质的溶度积差别较大，因此应用沉淀转化法可除去废水中的Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋，且因FeS也难溶，不会引入新的杂质。
答案：(1)Cu2＋　(2)B　(3)不能　Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小　(4)Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O　(5)B