2021届新高考选考化学一轮复习人教版难溶电解质的沉淀溶解平衡作业

2021届新高考选考化学一轮复习人教版难溶电解质的沉淀溶解平衡作业

难溶电解质的沉淀溶解平衡 一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。‎ ‎1．下列说法中，正确的是 (　　)‎ 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．Ksp越小，难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱 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：选C。A项，达到平衡时，沉淀和溶解并未停止。B项，Ksp可用来判断相同类型化合物在水中溶解度的大小，但是如果化合物的形式不同，就不能利用Ksp来直接判断，故Ksp越小，难溶电解质在水中的溶解能力不一定越弱。D项，相同温度、同一溶质时，根据同离子效应，AgCl在水中的溶解能力大于其在NaCl溶液中的溶解能力。‎ ‎2．把Ca(OH)2放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。下列说法正确的是 (　　)‎ A．恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH增大 B．给溶液加热，溶液的pH增大 C．向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加 D．向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变 解析：选C。向平衡体系中加入CaO，CaO与H2O反应使c(Ca2＋)和c(OH－)都增大，Ca(OH)2的沉淀溶解平衡左移，由于温度不变，Ksp不变，所以当c(Ca2＋)和c(OH－)减小至与原平衡相等时又达到平衡，c(Ca2＋)、c(OH－)未变，pH不变，A项错误；给溶液加热，Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小，所以又会有少量Ca(OH)2析出，c(OH－) 减小，pH减小，B项错误；加入Na2CO3溶液，部分Ca(OH)2转化为CaCO3，固体质量增加，C项正确；加入NaOH(s)，Ca(OH)2的沉淀溶解平衡左移，Ca(OH)2固体质量增加，D项错误。‎ ‎3．可溶性钡盐有毒，医院中常用硫酸钡作为内服造影剂。医院抢救钡离子中毒患者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9；Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10。‎ 下列推断正确的是 (　　)‎ A．不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)‎ B．抢救钡离子中毒患者时，若没有硫酸钠，可以用碳酸钠溶液代替 C．若误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒 D．可以用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃 解析：选D。胃液中存在盐酸，难溶碳酸盐在胃液中能溶解，达不到解毒的作用，‎ A、B项错误；硫酸钡作为内服造影剂说明硫酸钡电离出的c(Ba2＋)是安全的，此时c(Ba2＋)＝＝>1.0×10－5，故误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1的溶液时，不会中毒，C项错误；用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液洗胃时，胃液中c(Ba2＋)＝＝ mol·L－1≈3.1×10－10 mol·L－1< mol·L－1，故D项正确。‎ ‎4．化工生产中含Cu2＋的废水常用MnS(s)做沉淀剂，其反应原理为Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)。下列有关该反应的说法不正确的是 (　　)‎ A．该反应达到平衡时，c(Cu2＋)＝c(Mn2＋)‎ B．CuS的溶解度比MnS的溶解度小 C．往平衡体系中加入少量Cu(NO3)2(s)后，c(Mn2＋)增大 D．该反应的平衡常数K＝ 解析：选A。反应达到平衡时，c(Cu2＋)和c(Mn2＋)不再变化，但二者一定不相等，A项错误；该反应是沉淀的转化，溶解度小的物质能够转化为溶解度更小的物质，B项正确；加入Cu(NO3)2(s)后，溶液中的c(Cu2＋)增大，平衡正向移动，c(Mn2＋)增大，C项正确；Ksp(MnS)＝c(Mn2＋)·c(S2－)，Ksp(CuS)＝c(Cu2＋)·c(S2－)，所以K＝＝，D项正确。‎ ‎5．(2020·西安检测)溴酸银(AgBrO3)的溶解度随温度变化的曲线如图所示。下列说法错误的是 (　　)‎ A．溴酸银的溶解是放热的 B．温度升高时溴酸银溶解速率加快 C．60 ℃时溴酸银的Ksp约等于6×10－4‎ D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯 解析：选A。A.由题图可知，随着温度升高，溴酸银的溶解度逐渐增大，因此AgBrO3的溶解是吸热的。B.由题图可知，温度升高，斜率增大，因此AgBrO3的溶解速率加快。C.由溶解度曲线可知，60 ℃时，AgBrO3的溶解度约为0.6 g，则其物质的量浓度约为0.025 mol·L－1，AgBrO3的Ksp＝c(Ag＋)·c(BrO)＝0.025×0.025≈6×10－4。D.若KNO3‎ 中含有少量AgBrO3，可通过蒸发浓缩得到KNO3的饱和溶液，再冷却结晶获得KNO3晶体，而AgBrO3留在母液中。‎ ‎6．(2020·长春联考)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12，取适量的MgCl2溶液，加入一定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13，则下列说法不正确的是 (　　)‎ A．所得溶液中的c(H＋)＝1.0×10－13 mol·L－1‎ B．加入Na2CO3固体，可能生成沉淀 C．所加的烧碱溶液的pH＝13‎ D．所得溶液中的c(Mg2＋)＝5.6×10－10 mol·L－1‎ 解析：选C。pH＝13，则c(H＋)＝1.0×10－13 mol·L－1，A正确；加入Na2CO3固体，当c(Mg2＋)·c(CO)>Ksp(MgCO3)时生成MgCO3沉淀，B正确；因为向MgCl2溶液中加NaOH溶液后混合溶液的pH＝13，所以所加NaOH溶液的pH>13，C错误；溶液中的c(Mg2＋)＝＝ mol·L－1＝5.6×10－10 mol·L－1，D正确。‎ ‎7．(2020·桂林模拟)已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9×10－11。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO，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－、CrO　 B．CrO、Br－、Cl－‎ C．Br－、Cl－、CrO D．Br－、CrO、Cl－‎ 解析：选C。根据溶度积的定义，Cl－、Br－和CrO的浓度均为0.010 mol·L－1，Cl－沉淀时c(Ag＋)的最小值是 mol·L－1＝1.56×10－8 mol·L－1，Br－沉淀时c(Ag＋)的最小值是 mol·L－1＝7.7×10－11 mol·L－1，CrO沉淀时c(Ag＋)的最小值是 mol·L－1＝3×10－4.5 mol·L－1，所以当阴离子的浓度相等时，沉淀所需c(Ag＋)小的先沉淀，三种阴离子沉淀的先后顺序是Br－、Cl－、CrO。‎ 二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。‎ ‎8．(2020·山东名校检测)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C2O的水解)。下列叙述正确的是 (　　)‎ A．Ksp(Ag2C2O4)的数量级等于10－7‎ B．n点表示AgCl的不饱和溶液 C．向c(Cl－)＝c(C2O)的混合溶液中滴入AgNO3溶液时，先生成AgCl沉淀 D．Ag2C2O4(s)＋2Cl－(aq)2AgCl(s)＋C2O(aq)的平衡常数为109.04‎ 解析：选CD。由题图可知，代表Ag2C2O4的线上某点c(Ag＋)＝1.0×10－4 mol·L－1时，c(C2O)＝1.0×10－2.46 mol·L－1，则溶度积Ksp(Ag2C2O4)＝c2(Ag＋)·c(C2O)＝(1.0×10－4)2×1.0×10－2.46＝1.0×10－10.46，A项错误；由题图可知，n点AgCl的Qc大于Ksp，则n点表示AgCl的过饱和溶液，B项错误；由题图可知，当混合溶液中c(Cl－)＝c(C2O)时，AgCl饱和溶液中c(Ag＋)小于Ag2C2O4饱和溶液中c(Ag＋)，即向c(Cl－)＝c(C2O)的混合液中滴入AgNO3溶液时，先生成AgCl沉淀，C项正确；Ag2C2O4(s)＋2Cl－(aq)2AgCl(s)＋C2O(aq)的平衡常数K＝＝＝＝109.04，D项正确。‎ ‎9．(2020·济南一模)常温下，将11.65 g BaSO4 粉末置于盛有250 mL蒸馏水的烧杯中，然后向烧杯中加入Na2CO3 固体(忽视溶液体积的变化)并充分搅拌，加入Na2CO3 固体的过程中，溶液中几种离子的浓度变化曲线如图所示，下列说法中正确的是 (　　)‎ A．相同温度时，Ksp(BaSO4)>Ksp(BaCO3)‎ B．BaSO4 在水中的溶解度、Ksp均比在BaCl2 溶液中的大 C．若使0.05 mol BaSO4 全部转化为BaCO3，至少要加入1.25 mol Na2CO3‎ D．0.05 mol BaSO4 恰好全部转化为BaCO3 时，溶液中离子浓度大小为c(CO)>c(SO)>c(OH－)>c(Ba2＋)‎ 解析： 选D。在M点，存在BaSO4 和BaCO3 的溶解平衡，Ksp(BaSO4)＝c(Ba2＋)·c(SO)＝1×10－5×(1×10－5)＝1×10－10，Ksp(BaCO3)＝c(Ba2＋)·c(CO)＝1×10－5×(2.5×10－4)＝2.5×10－9，Ksp(BaSO4)1×10－7 mol·L－1，因此离子浓度大小关系为c(CO)>c(SO)>c(OH－)>c(Ba2＋)，D项正确。‎ ‎10．常温下，金属离子(Mn＋)浓度的负对数随溶液pH变化的关系如图所示[已知：pM＝－lg c(Mn＋)，且假设c(Mn＋)≤10－6 mol·L－1认为该金属离子已沉淀完全]。下列说法正确的是 (　　)‎ A．常温下，Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)2]‎ B．可以通过调节溶液pH的方法分步沉淀Cu2＋和Fe2＋‎ C．除去Cu2＋中少量Fe3＋，可控制溶液3≤pH<4‎ D．pM与Ksp之间的关系式为pM＝lg Ksp－nlg c(OH－)‎ 解析：选AC。常温下，pH一定时，c(Mg2＋)>c(Fe2＋)，所以Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)2]，A项正确；由题图分析可知，当Cu2＋完全沉淀时，Fe2＋已经开始沉淀，所以不能通过调节溶液pH的方法分步沉淀Cu2＋和Fe2＋，B项错误；当3≤pH<4时，Fe3＋完全沉淀，而Cu2＋不会沉淀，所以除去Cu2＋中少量Fe3＋，可控制溶液3≤pH<4，C项正确；Ksp＝c(Mn＋)·cn(OH－)，c(Mn＋)＝，pM＝－lg c(Mn＋)＝－lg＝－lg Ksp＋nlg c(OH－)，D项错误。‎ 三、非选择题 ‎11．(Ksp计算综合题)按要求完成下列填空。‎ ‎(1)(溶解度与Ksp的换算)已知某温度时Ksp(CaCO3)＝1×10－10，则该温度下，CaCO3‎ 的溶解度约为________。‎ ‎(2)(平衡常数与Ksp的关系)在1.0 L Na2CO3溶液中溶解0.01 mol BaSO4，计算Na2CO3溶液的最初浓度不得低于________mol·L－1(忽略溶液体积变化)[已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10、Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9]。‎ ‎(3)(Ksp与Ka的计算关系)汽车尾气中的SO2可用石灰水吸收，生成亚硫酸钙浊液。常温下，测得某纯CaSO3与水形成的浊液的pH为9，忽略SO的第二步水解，则Ksp(CaSO3)＝________(保留3位有效数字)[已知：Ka1(H2SO3)＝1.54×10－2，Ka2(H2SO3)＝1.02×10－7]。‎ 解析：(1)由Ksp(CaCO3)＝1×10－10，可得c(Ca2＋)＝c(CO)＝1×10－5 mol·L－1，设溶液为1 L，溶解的CaCO3的质量为1×10－5 mol·L－1×1 L×100 g·mol－1＝10－3 g，所以100 g水中溶解的CaCO3的质量为10－4 g。‎ ‎(2)沉淀转化的离子方程式为CO(aq)＋BaSO4(s)BaCO3(s)＋SO(aq)，K＝＝＝＝≈0.022，c(CO)＝＝≈0.45 mol·L－1，Na2CO3溶液的最初浓度：c(Na2CO3)≥(0.01＋0.45) mol·L－1＝0.46 mol·L－1。‎ ‎(3)pH＝9，c(OH－)＝1×10－5 mol·L－1，由SO＋H2OHSO＋OH－知，c(HSO)＝c(OH－)＝1×10－5 mol·L－1。Kh(SO)＝＝，则＝，c(SO)＝1.02×10－3 mol·L－1。由物料守恒可知，c(Ca2＋)＝c(SO)＋c(HSO)＝1.02×10－3 mol·L－1＋1×10－5 mol·L－1＝1.03×10－3 mol·L－1，则Ksp(CaSO3)＝c(Ca2＋)·c(SO)≈1.05×10－6。‎ 答案：(1)10－4 g　(2)0.46　(3)1.05×10－6‎ ‎12．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所需的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)已知沉淀前溶液中c(Mg2＋)＝1.85×10－3 mol·L－1，当除镁率达到99%时，溶液中c(F－)＝________mol·L－1。‎ ‎(4)在NaOH溶液中用NaClO与NiSO4反应可制得NiO(OH)，化学方程式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ NiO(OH)与贮氢的镧镍合金可组成镍氢碱性电池(KOH溶液)，工作原理为LaNi5H6＋6NiO(OH)LaNi5＋6NiO＋6H2O，负极的电极反应式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)酸浸液中的杂质金属离子有Fe2＋、Al3＋、Mg2＋，H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋，调节溶液的pH为5，则Al3＋、Fe3＋形成沉淀。(3)c(Mg2＋)·c2(F－)＝Ksp，沉淀后c(Mg2＋)＝1.85×10－5 mol·L－1，则c(F－)＝ mol·L－1＝2.0×10－3 mol·L－1。(4)NiSO4＋NaClO→NiO(OH)反应中，NaClO→NaCl，氯元素化合价降低2价，NiSO4→NiO(OH)，镍元素化合价升高1价，故配平后的化学方程式为2NiSO4＋NaClO＋4NaOH===2Na2SO4＋NaCl＋2NiO(OH)＋H2O。NiO(OH)→NiO，发生的是还原反应，为正极反应；则储氢的镧镍合金为负极，氢原子转化为H2O，负极反应式为LaNi5H6＋6OH－－6e－===LaNi5＋6H2O。‎ 答案：(1)Fe(OH)3、Al(OH)3‎ ‎(2)NH4Cl水解产生H＋：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，Mg与H＋反应产生H2，使c(H＋)减小，促进上述平衡向右移动，生成的NH3·H2O部分分解产生NH3，总反应的离子方程式为Mg＋2NH===Mg2＋＋2NH3↑＋H2↑‎ ‎(3)2.0×10－3‎ ‎(4)2NiSO4＋NaClO＋4NaOH===2Na2SO4＋NaCl＋2NiO(OH)＋H2O　LaNi5H6＋6OH－－6e－===LaNi5＋6H2O