2020-2021学年化学苏教版选修4课时分层作业：19　难溶电解质的沉淀溶解平衡

2020-2021学年化学苏教版选修4课时分层作业：19　难溶电解质的沉淀溶解平衡

www.ks5u.com 课时分层作业(十九)　难溶电解质的沉淀溶解平衡 ‎(建议用时：45分钟)‎ ‎1．将一定量的硫酸钡放入水中，对此有关的叙述正确的是(　　)‎ A．硫酸钡不溶于水，硫酸钡固体质量不会改变 B．最终会得到BaSO4极稀的饱和溶液 C．因为Ba2＋＋SO===BaSO4↓很容易发生，所以不存在BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)的反应 D．因为BaSO4难溶于水，所以改变外界条件也不会改变BaSO4的溶解性 B　[BaSO4不溶于水并不是绝对不溶，它存在溶解平衡，当沉淀溶解和生成的速率相等时，得到了BaSO4的饱和溶液即建立了动态平衡BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)，A、C项错误，B项正确；升高温度，BaSO4溶解度增大，D项错误。]‎ ‎2．溶度积常数表达式符合Ksp＝c2(Ax＋)·c(By－)的是(　　)‎ A．AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)‎ B．Na2S===2Na＋＋S2－‎ C．Ag2S(s)===2Ag＋(aq)＋S2－(aq)‎ D．PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)‎ C　[由于Ksp＝c2(Ax＋)·c(By－)，即阳离子前的化学计量数为2；Na2S为可溶性盐不存在溶度积常数，故C正确。]‎ ‎3．在AgCl、CaCO3、Fe(OH)2、Mg(OH)2这些物质中，溶解度不随pH变化的是(　　)‎ A．AgCl　　　　 B．CaCO3‎ C．Fe(OH)2 D．Mg(OH)2‎ A　[B、C、D中的物质随pH的减小，溶解平衡右移，溶解度增大。]‎ ‎4．下列化学原理的应用，主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是(　　)‎ ‎①Al(OH)3具有两性 ‎②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒 ‎③蛋壳能溶于食醋 ‎④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡能 A．②③④ B．①②③‎ C．①③④ D．①②③④‎ D　[①H＋＋AlO＋H2OAl(OH)3Al3＋＋3OH－，加强酸或强碱分别使上述平衡向碱式电离或酸式电离方向移动；②因能形成更难溶解的BaSO4而解毒；③CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，加入CH3COOH，与CO反应，使平衡正向移动；④BaCO3能溶于胃酸，而BaSO4不能。]‎ ‎5．一定温度下，将足量的AgCl分别加入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是(　　)‎ ‎①20 mL 0.01 mol·L－1 KCl溶液 ‎②30 mL 0.02 mol·L－1 CaCl2溶液 ‎③40 mL 0.03 mol·L－1 HCl溶液 ‎④10 mL蒸馏水 ‎⑤50 mL 0.05 mol·L－1 AgNO3溶液 A．①>②>③>④>⑤ B．④>①>③>②>⑤‎ C．⑤>④>②>①>③ D．④>③>⑤>②>①‎ B　[AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，由于c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp，溶液中c(Cl－)或c(Ag＋)越大，越能抑制AgCl的溶解，AgCl的溶解度就越小。AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag＋或Cl－的浓度有关，而与溶液的体积无关。‎ ‎①c(Cl－)＝0.01 mol·L－1；②c(Cl－)＝0.04 mol·L－1；‎ ‎③c(Cl－)＝0.03 mol·L－1；④c(Ag＋)和c(Cl－)＝0 mol·L－1；⑤c(Ag＋)＝0.05 mol·L－1。Ag＋或Cl－浓度由小到大的排列顺序为④<①<③<②<⑤，故AgCl的溶解度由大到小的排列顺序为④>①>③>②>⑤。]‎ ‎6．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－‎ C　[利用沉淀溶解平衡原理，当Qc＞Ksp时，有沉淀析出。溶液中Cl－、Br－、CrO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，溶解度小的先满足Qc＞Ksp，有沉沉析出。比较Ksp，AgBr、AgCl同类型，溶液度：AgBr＜AgCl。比较AgCl、Ag2CrO4的溶解度：从数量级看，AgCl中c(Ag＋)＝mol·L－1＝mol·L－1，Ag2CrO4中，Ag2CrO4(s)2Ag＋＋CrO，设c(CrO)＝x，则Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝(2x)2·x＝4x3，则x＝＝，故Ag2CrO4中c(Ag＋)＝2x＝2mol·L－1＞mol·L－1。故溶解度顺序为AgBr＜AgCl＜Ag2CrO4，推知三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br－、Cl－、CrO。]‎ ‎7．已知：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，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大 B．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大 C．25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol/L氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol/L NH4Cl溶液中的Ksp小 D．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2‎ B　[由于Mg(OH)2的溶度积较MgF2小，所以其电离出的Mg2＋浓度要小一些，故A项错误；由于NH可以结合Mg(OH)2电离出的OH－，从而促使Mg(OH)2的溶解平衡正向移动，使c(Mg2＋)增大，故B项正确；由于Ksp仅与温度有关，与溶液中离子浓度的大小、难溶电解质质量的多少等无关，故C项错误；因为Ksp[Mg(OH)2]和Ksp(MgF2)相差不大，在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF，若溶液中c(Mg2＋)·c2(F－)＞7.42×10－11时，也可以生成MgF2沉淀，即由Mg(OH)2转化为MgF2，故D项错误。]‎ ‎8．如图是碳酸钙(CaCO3)在25 ℃和100 ℃‎ 两种情况下，在水中的沉淀溶解平衡曲线。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)　ΔH<0‎ B．a、b、c、d四点对应的溶度积Ksp相等 C．25 ℃时CaCO3的Ksp＝2.8×10－9‎ D．温度不变，挥发水分，可使溶液由a点变到c点 C　[由图象可知，100 ℃时碳酸钙的溶度积大于25 ℃时的溶度积，故其溶解过程吸热，即ΔH>0，A项错误；Ksp仅与温度有关，但a、d点温度不确定，B项错误；25 ℃时Ksp＝c(Ca2＋)·c(CO)＝2.0×10－5×1.4×10－4＝2.8×10－9，C项正确；挥发水分，c(Ca2＋)、c(CO)均增大，而从a点到c点，c(Ca2＋)不变，D项错误。]‎ ‎9．(双选)某温度时，BaSO4在水中的溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是 (　　)‎ A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点 B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点 C．d点无BaSO4沉淀生成 D．a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp CD　[A项，温度不变，加入Na2SO4会导致溶解平衡向左移动，但两离子浓度的乘积仍不变，仍在曲线上，不会由a点变到b点；B项，通过蒸发，水量减小，Ba2＋和SO浓度都增大，不可能由d点变到c点；C项，d点还没有形成饱和溶液，因此无BaSO4沉淀生成；D项，a点与c点的Ksp相等。]‎ ‎10．Ⅰ.已知：Cu(OH)2(s)Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)，Ksp＝c(Cu2＋)·c2(OH－‎ ‎)＝2×10－20。当溶液中各种离子的浓度幂的乘积大于溶度积时，则产生沉淀，反之固体溶解。‎ ‎(1)某CuSO4溶液里c(Cu2＋)＝0.02 mol·L－1，如果生成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液的pH，使之大于________。‎ ‎(2)要使0.2 mol·L－1 CuSO4溶液中Cu2＋沉淀较为完全(使Cu2＋浓度降至原来的千分之一)，则应向溶液里加入NaOH溶液，使溶液的pH为________。‎ Ⅱ.向50 mL 0.018 mol·L－1 AgNO3溶液中，加入50 mL0.02 mol·L－1稀盐酸，生成了沉淀。如果溶液中c(Ag＋)和c(Cl－)的乘积是一个常数，Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝1×10－10，则：‎ ‎(1)生成沉淀后溶液中c(Ag＋)是________。‎ ‎(2)沉淀生成后溶液的pH是________。‎ 解析：Ⅰ.(1)根据信息，当c(Cu2＋)·c2(OH－)＝2×10－20时开始出现沉淀，则c(OH－)＝mol·L－1＝mol·L－1＝10－9mol·L－1，c(H＋)＝10－5mol·L－1，pH＝5，所以要生成Cu(OH)2沉淀，应调整pH＞5。‎ ‎(2)要使Cu2＋浓度降至0.2 mol·L－1/1 000＝2×10－4 mol·L－1，c(OH－)＝ mol·L－1＝10－8mol·L－1，c(H＋)＝10－6mol·L－1，此时溶液的pH＝6。‎ Ⅱ.(1)c(Cl－)＝‎ ‎＝1×10－3 mol·L－1，‎ 则c(Ag＋)＝mol·L－1＝1×10－7mol·L－1。‎ ‎(2)沉淀前后n(H＋)不变，则c(H＋)＝＝0.01 mol·L－1，故pH＝2。‎ 答案：Ⅰ.(1)5　(2)6‎ Ⅱ.(1)1×10－7mol·L－1　(2)2‎ ‎11．某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。 已知：p(Ba2＋)＝－lgc(Ba2＋)，p(SO)＝－lgc(SO)。下列说法正确的是(　　)‎ A．该温度下，Ksp(BaSO4)＝1.0×10－24‎ B．a点的Ksp(BaSO4)小于b点的Ksp(BaSO4)‎ C．d点表示的是该温度下BaSO4的不饱和溶液 D．加入BaCl2可以使溶液由c点变到a点 D　[由a点数据，Ksp＝c(Ba2＋)·c(SO)＝10－4×10－6＝10－10，A项错误；处于同一温度下，Ksp相等，B项错误；d点时p(Ba2＋)偏小，则c(Ba2＋)偏大，溶液过饱和，C项错误；加入BaCl2，c(Ba2＋)增大，平衡逆向移动，c(SO)减小，则可使溶液由c点变到a点，D项正确。]‎ ‎12．已知Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，Cu2＋和Fe3＋完全生成氢氧化物沉淀时的pH分别为6.7和3.2。现在向pH＝0、浓度均为0.04 mol·L－1的Cu2＋、Fe3＋溶液中加入某一固体，以中和H＋调节pH(设溶液体积不变)，该过程中Cu2＋、Fe3＋的浓度与pH关系正确的是(　　)‎ B　[由Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20、Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38,0.04 mol·L－1的Cu2＋、Fe3＋溶液，Cu2＋开始沉淀时c(OH－)＝＝7.4×10－10 mol·L－1，pH约为4.8，Fe3＋开始沉淀时，c(OH－)＝＝10－12 mol·L－1‎ ‎，pH＝2。所以pH＝2时Fe3＋开始沉淀，当全部沉淀时，pH为3.2。]‎ ‎13．以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高，为控制砷的排放，采用化学沉降法处理含砷废水，相关数据如下表。‎ 表1　几种砷酸盐的Ksp 难溶物 Ksp Ca3(AsO4)2‎ ‎6.8×10－19‎ AlAsO4‎ ‎1.6×10－16‎ FeAsO4‎ ‎5.7×10－21‎ 表2　工厂污染物排放浓度及允许排放标准 污染物 H2SO4‎ As 浓度 ‎28.42 g·L－1‎ ‎1.6 g·L－1‎ 排放标准 pH 6～9‎ ‎0.5 mg·L－1‎ 回答以下问题：‎ ‎(1)若混合溶液中Al3＋、Fe3＋的浓度均为1.0×10－4mol·L－1，c(AsO)最大是________mol·L－1。‎ ‎(2)工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H3AsO3弱酸)不易沉降，可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸)，写出该反应的离子方程式____________________________________________________。‎ ‎(3)在处理含砷废水时采用分段式，先向废水中投入适量生石灰调节pH到2，再投入适量生石灰将pH调节到8左右，使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。‎ ‎①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生，沉淀主要成分的化学式为________；‎ ‎②在pH调节到8左右才开始出现大量Ca3(AsO4)2沉淀的原因为____________________________________________________。‎ 解析：(1)若混合溶液中Al3＋、Fe3＋的浓度均为1.0×10－4mol·L－1，依据Ksp大小分析，Ksp(FeAsO4)较小，反应过程中Fe3＋先析出沉淀；依据Ksp(FeAsO4)＝c(Fe3＋)·c(AsO)＝5.7×10－21；Fe3＋的浓度为1.0×10－4mol·L－1，计算得到c(AsO)＝5.7×10－17 mol·L－1。‎ ‎(2)MnO2将三价砷(H3AsO3弱酸)氧化成五价砷(H3AsO4弱酸)，同时生成Mn ‎2＋和H2O，由此可写出该反应的离子方程式。‎ ‎(3)①硫酸钙难溶于酸，所以酸性条件下能析出，因此pH调节到2时废水中有大量沉淀产生，沉淀主要成分为CaSO4。‎ ‎②H3AsO4是弱酸，电离出来的AsO较少，所以酸性条件下不易形成Ca3(AsO4)2沉淀，当溶液中pH调节到8左右时AsO浓度增大，Ca3(AsO4)2开始沉淀。‎ 答案：(1)5.7×10－17‎ ‎(2)2H＋＋MnO2＋H3AsO3===H3AsO4＋Mn2＋＋H2O ‎(3)①CaSO4　②H3AsO4是弱酸，当溶液中pH调节到8左右时AsO浓度增大，Ca3(AsO4)2开始沉淀 ‎14．以粉煤灰(主要成分为Al2O3和SiO2，还含有少量的FeO、Fe2O3等)为原料制备Al2O3的流程如下：‎ ‎(1)“酸浸”时需加入过量的稀硫酸，目的是提高浸取率和________________；滤渣的主要成分是________________________________。‎ ‎(2)“氧化”过程中，加入H2O2发生反应的离子方程式为________________________。‎ ‎(3)“提纯”过程中，当加入NaOH溶液达到沉淀量最大时，溶液中c(SO)∶c(Na＋)＝________。‎ 解析：(1)根据粉煤灰含有的成分可知，加入硫酸发生的反应是Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，加入硫酸可以提高浸取率和抑制Al3＋的水解(或为后续反应提供H＋)，SiO2不溶于水，也不溶于硫酸，因此滤渣是SiO2。(2)过氧化氢具有强氧化性，能把Fe2＋氧化成Fe3＋，离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。(3)加入NaOH溶液，达到沉淀量最大，发生反应：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，此时溶液中溶质为Na2SO4，即c(SO)∶c(Na＋)＝1∶2。‎ 答案：(1)抑制Al3＋水解(或为后续反应提供H＋)　SiO2‎ ‎(2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ‎(3)1∶2‎