高考化学二轮专题大题练习专题38《沉淀溶解平衡》(含详解)

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1．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。难溶金属氢氧化物在不同pH下的溶解度[S/(mol·L－1)]如图所示：

难溶金属氢氧化物的S－pH图

（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________。

A．＜1     B．4左右     C．＞6

（3）在Ni(NO3)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。

为除去某工业废水中含有的Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的_______(填选项)。

A．NaOH    B．FeS    C．Na2S

【答案】Cu2+    B    不能    Co和Ni沉淀时的pH范围相差太小    Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O    B   

【解析】

【分析】

（1）在pH=3时，溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀；

（2）除去Fe3+的同时必须保证Cu2+不能沉淀，因此pH应保持在4左右；

（3）Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小；

（4）根据反应物和生成物可写出反应的方程式；

（5）要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使它们转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时又不引入其它离子。 

【详解】

【点睛】本题考查了沉淀溶解平衡的应用以及溶度积的应用，题目难度中等，解答本题的关键是认真审题，能从图象曲线的变化特点把握物质的溶解性。

2．根据所学知识回答下列问题。

（1）已知Ksp(BaCO3) =2.6×l0-9，Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。

①BaCO3在20 mL 0.01 mol·L－1Na2CO3溶液中的Ksp _________（填“大于”、“小于”或“等于”）其在20 mL 0.01 mol·L－1 BaCl2溶液中的Ksp

②现将浓度为2×10-4mol/LNa2CO3溶液与BaCl2溶液等体积混合，则生成BaCO3沉淀所需BaCl2溶液的最小浓度为_______mol/L。

③向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液，当有BaCO3沉淀生成时，溶液中c(CO32—)/c(SO42—)=___________（保留三位有效数字）。

（2）已知25℃ 时，Ksp[AgCl]=1.8×10－10，现将足量氯化银分别放入：a．100mL蒸馏水中；b．100mL 0.2 mol/LAgNO3溶液中；c．100mL 0.1 mol/L氯化铝溶液中；d．100mL 0.1 mol/L盐酸溶液中。充分搅抖后，相同温度下银离子浓度由大到小的顺序是_______________。（填写序号）；b中氯离子的浓度为__________mol/L。

【答案】等于    5.2×10-5    23.6    b＞a＞d＞c    9×10-10   

【解析】

【详解】（1）①沉淀的溶度积常数在一定温度下是一个常数，所以BaCO3在20 mL 0.01 mol·L－1Na2CO3溶

c. 100mL 0.1mol•L-1氯化铝溶液中氯离子浓度为0.3mol/L，c（Ag+）=1.8×10-10mol/L÷0.3mol/L=6×10-10mol/L；

d. 100mL 0.1mol•L-1盐酸溶液中氯离子浓度为0.1mol/L，c（Ag+）=1.8×10-10mol/L÷0.1mol/L=1.8×10-9mol/L；

综上所述大小顺序为b＞a＞d＞c；在100mL 0.2mol/L AgNO3溶液中，银离子的浓度为0.2mol/L，加入氯化银后，氯离子浓度为=9×10-10mol/L，故答案为：b＞a＞d＞c；9×10-10。

3．已知Ca(OH)2和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质，两者的溶解度均随温度升高而减小。在钨冶炼工艺中，将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中得到钨酸钙，发生反应Ⅰ：WO42—(aq)＋ Ca(OH)2(s) CaWO4(s)＋2OH－(aq)。

（1） 如图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线。

①计算T1时Ksp(CaWO4)＝________。

②T1________T2(填“>”、“＝”或“<”)。

（2）反应Ⅰ的平衡常数K理论值如表所示：

①该反应平衡常数K的表达式为________________。

②该反应的ΔH________0(填“>”、“＝”或“<”)。

③由于溶液中离子间的相互作用，实验测得的平衡常数与理论值相距甚远。50℃时，向一定体积的钨酸钠碱性溶液[c(Na2WO4)＝c(NaOH)＝0.5mol·L－1]中，加入过量Ca(OH)2，反应达到平衡后WO42—的沉淀率为60%，计算实验测得的平衡常数________________。 

（3）制取钨酸钙时，适时向反应混合液中添加适量盐酸，分析作用： __________________。

【答案】1×10－10    <    c2(OH—)/c(WO42—)    >    6.05    加入盐酸，消耗反应生成的OH－，使溶液中OH－浓度减小，平衡向正反应方向移动，提高WO42—的沉淀率   

【解析】

【详解】（1）①根据图像，T1时KSP(CaWO4)=c(Ca2+)•c(WO42-)=1×10-5×1×10-5=1×10-10，故答案为：1×10-10；移动，所以正反应是吸热反应，ΔH＞0，故答案为：＞；

③             WO42-(aq)+Ca(OH)2(s)═CaWO4(s)+2OH-(aq)

4．（1）H2A在水中存在以下平衡：H2AH＋＋HA－，HA－H＋＋A2－。NaHA溶液显酸性，则溶液中离子浓度的大小顺序为__________________________。

（2）已知常温下H2A的钙盐(CaA)饱和溶液中存在以下平衡：CaA(s)Ca2＋(aq)＋A2－(aq)滴加少量Na2A固体，c(Ca2＋)___(填“增大”“减小”或“不变”)，原因是______。

（3）含有的废水毒性较大，某工厂废水中含4.00×10－3 mol·L－1的Cr2O。为使废水能达标排放，作如下处理： Cr2＋、Fe3＋Cr(OH)3、Fe(OH)3　

①该废水中加入FeSO4·7H2O和稀硫酸，发生反应的离子方程式为：_______。

②若处理后的废水中残留的c(Fe3＋)＝1×10－13 mol·L－1，则残留的Cr3＋的浓度为__________________。{已知：Ksp[Fe(OH)3]≈1.0×10－38 ，Ksp[Cr(OH)3]≈1.0×10－31}

【答案】c(Na＋)>c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(OH－)减小加少量Na2A固体，A2－浓度增大，CaA的溶解平衡向左移动，所以c(Ca2＋)减小Cr2O＋14H＋＋6Fe2＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O1×10－6 mol·L－1

【解析】

【分析】

（1） H2A在水中存在以下平衡：H2AH+＋HA-，HA－H+＋A2- ，所以H2A 是二元弱酸，NaHA在溶液中存在电离平衡和水解平衡，溶液显酸性，说明HA-的电离程度大于水解程度，以此分析。

（2）加少量Na2A固体，A2－浓度增大，CaA的溶解平衡向左移动。

（3） ①亚铁离子被氧化的离子方程式为Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋＝2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。

②根据Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10－38 和Ksp[Cr(OH)3]≈1.0×10－31 可知＝，根据c(Fe3＋)浓度可求出Cr3＋的浓度。

【详解】

（1）因为钠离子不水解，HA－既水解又电离，所以c(Na＋)>c(HA－)，因为NaHA溶液显酸性，所以HA－的电离大于水解，又因为水电离也能产生H＋，所以c(H＋)>c(A2－)，水的电离很微弱，OH－浓度很小，所以c(A2－)>c(OH－)，综上，c(Na＋)>c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(OH－)。

【点睛】守恒法解题的思维流程：（1）找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物；（2）找准一个原子或离子得失电子数。(注意化学式中粒子的个数)；（3）根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式：n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)。