鲁科版 (2019)选择性必修1第3章 物质在水溶液中的行为第3节 沉淀溶解平衡精练

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1．下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( )
A.开始时，溶液中各离子浓度相等
B.沉淀溶解达到平衡时，沉淀速率和溶解速率相等
C.沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变
D.沉淀溶解达到平衡时，再加入该沉淀，将促进溶解
2．(双选)一定温度下，BaSO4(s)⇌Ba2＋(aq)＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)体系中，c(Ba2＋)和c(SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a、b、c三点对应的Ksp相等
B.BaSO4在c点的溶解量比b点的大
C.BaSO4溶于水形成的饱和溶液中，c(Ba2＋)＝c(SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )
D.b点的溶液中加入BaCl2固体，c(SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )沿曲线向a点方向变化
3．已知：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10ml2·L－2，Ksp(AgI)＝8.3×10－17ml2·L－2，Ksp(AgBr)＝5.0×10－13ml2·L－2，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag＋浓度大小顺序正确的是( )
A.AgCl>AgI>AgBr
B.AgBr>AgI>AgCl
C.AgBr>AgCl>AgI
D.AgCl>AgBr>AgI
4．常温下，Ag2S与CuS在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(图中Mn＋代表Ag＋或Cu2＋)。下列说法不正确的是( )
A.Ksp(Ag2S)＝10－49.2ml3·L－3
B.若Z点为Ag2S的分散系，v(沉淀)>v(溶解)
C.向含CuS沉淀的悬浊液中加入Na2S饱和溶液，Ksp(CuS)不变
D.CuS(s)＋2Ag＋(aq)===Ag2S(s)＋Cu2＋(aq)反应趋于完全
5．已知25℃时FeS、CuS的Ksp分别为6.3×10－18ml2·L－2、1.3×10－36ml2·L－2，H2S的电离平衡常数Ka1＝9.1×10－8ml·L－1、Ka2＝1.1×10－12ml·L－1。下列有关说法正确的是( )
A.除去工业废水中的Cu2＋可以选用FeS作沉淀剂
B.将足量CuSO4固体溶解在0.1ml·L－1H2S溶液中，Cu2＋的最大浓度为1.3×10－35ml·L－1
C.因为H2SO4是强酸，所以反应CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4不能发生
D.向H2S的饱和溶液中通入少量SO2气体，溶液的酸性增强
6．要使工业废水中的重金属离子Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 、CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、S2－形成的化合物的溶解度如下：
由上述数据可知，选用的沉淀剂最好为( )
A.硫化物B．硫酸盐
C.碳酸盐D．以上沉淀剂均可
7．已知25℃时，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10ml2·L－2，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12ml3·L－3。下列有关说法正确的是(溶解度以ml·L－1表示)( )
A.25℃时，在c(Cl－)＝c(CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )＝0.001ml·L－1的溶液中逐滴加入AgNO3溶液，首先生成Ag2CrO4黄色沉淀
B.25℃时，AgCl的溶解度小于Ag2CrO4的溶解度
C.在AgCl中加入稀K2CrO4溶液，搅拌，转化为Ag2CrO4黄色沉淀
D.25℃时，与水中相比，AgCl在AgNO3溶液中的溶解度、Ksp均要小
8．(双选)工业上常选用MnO2为原料制得MnCl2溶液，通过添加过量难溶电解质MnS，使含有的Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，最后经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实判断，下列分析正确的是( )
A.MnS的Ksp小于CuS、PbS、CdS等硫化物的Ksp
B.除杂试剂MnS也可用FeS代替
C.MnS与Cu2＋反应的离子方程式是Cu2＋(aq)＋MnS(s)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)
D.整个过程中涉及的反应类型有复分解反应和氧化还原反应
[能力提升练]
9．绚丽多彩的无机颜料的应用创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料，其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.CdS在T1℃下的溶解度为aml·L－1，在T2℃下的溶解度为bml·L－1
B.图中各点对应的Ksp的关系为：Ksp(m)＝Ksp(n)C.向m点的溶液中加入少量Na2S固体，溶液组成由m沿T1℃时的沉淀溶解平衡曲线向p方向移动
D.温度降低时，q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
10．室温下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，则下列判断错误的是( )
A.Ksp[Fe(OH)3]B.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
C.c、d两点代表的溶液中c(H＋)与c(OH－)乘积相等
D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和
11．下表是3种物质的溶解度(20℃)，下列说法中正确的是( )
A.已知MgCO3的Ksp＝6.82×10－6ml2·L－2，则所有含有MgCO3固体的溶液中，都有c(Mg2＋)＝c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )，且c(Mg2＋)·c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )＝6.82×10－6ml2·L－2
B.除去粗盐中含有的MgCl2杂质，最佳除杂试剂为Na2CO3溶液
C.将表中三种物质与水混合，加热、灼烧，最终所得固体相同
D.用石灰水处理含有Mg2＋和HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 的硬水，反应的离子方程式为Mg2＋＋2HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋MgCO3↓＋2H2O
12．已知：25℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12ml3·L－3，Ksp[MgF2]＝7.42×10－11ml3·L－3。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20mL0.01ml·L－1氨水中的Ksp比在20mL0.01ml·L－1NH4Cl溶液中的Ksp小
D.25℃时，在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2
13．(1)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eq \f(c（CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ）,c（SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）)＝________(保留三位有效数字)。已知：Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9ml2·L－2，Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10ml2·L－2。
(2)已知室温下，Ksp[Mg(OH)2]＝4.0×10－11ml3·L－3。在0.1ml·L－1的MgCl2溶液中，逐滴加入NaOH溶液，当Mg2＋完全沉淀时，溶液的pH是________(已知lg2＝0.3)。
14．某科研小组设计出利用工业废酸(10%H2SO4溶液)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿，提取锌、铜元素，实现废物综合利用，方案如图所示：
已知该工艺方案条件下，各离子常温下开始沉淀及完全沉淀时的pH如表所示：
请回答下列问题：
(1)加入A物质的目的是__________________________________________，物质A可使用下列物质中的________(填序号)。
A.KMnO4B．O2
C.H2O2D．Cl2
(2)氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS，在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，则相同温度下Ksp(CuS)________(填“>”“<”或“＝”)Ksp(ZnS)。
(3)反应生成海绵铜的离子方程式：________________________________________。
(4)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH，常温下pH应控制在________。
(5)写出NH4HCO3与Zn2＋反应生成Zn2(OH)2CO3的离子方程式：________________________________________。
(6)物质B可用作生产化肥，其化学式是________________________________。
15．已知氢氧化钙和钨酸钙(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：WO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (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：
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)＝0.5ml·L－1]中加入过量Ca(OH)2(s)，反应达到平衡后WO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的沉淀率为60%，此时WO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的平衡浓度为________ml·L－1，实验测得的平衡常数为________(保留小数点后两位)。
(3)制取钨酸钙时，适时向反应混合液中添加适量盐酸，其作用是____________________________________________。
课时作业21 沉淀溶解平衡
1．解析：开始时，溶液中各离子的浓度没有必然的关系，A项错误；沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度保持不变，但不一定相等，C项错误；沉淀溶解达到平衡时，再加入该沉淀，平衡不发生移动，D项错误。
答案：B
2．解析：a、b、c三点均为曲线上的点，温度不变，则三点对应的Ksp相等，A项正确；溶液中存在沉淀溶解平衡BaSO4（s）⇌Ba2＋（aq）＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) （aq），c点相当于在b点的基础上增大Ba2＋浓度，则平衡逆向移动，有BaSO4固体从溶液中析出，BaSO4的溶解量减小，B项错误；BaSO4溶于水形成的饱和溶液中，c（Ba2＋）＝c（SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ），C项正确；b点的溶液中加入BaCl2固体，溶液中c（Ba2＋）增大，则c（SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）沿曲线向c点方向变化，D项错误。
答案：AC
3．解析：Ksp（AgCl）＝1.8×10－10ml2·L－2，Ksp（AgI）＝8.3×10－17ml2·L－2，Ksp（AgBr）＝5.0×10－13ml2·L－2，AgCl、AgI、AgBr三种化合物的类型相同，c平（Ag＋）＝eq \r(Ksp)，则三种难溶盐的饱和溶液中银离子浓度：AgCl>AgBr>AgI，D项正确。
答案：D
4．解析：由X点可知，c（S2－）＝10－9.2ml·L－1，c（Ag＋）＝10－20ml·L－1，Ksp（Ag2S）＝c eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(平)) （Ag＋）×c平（S2－）＝10－40ml2·L－2×10－9.2ml·L－1＝10－49.2ml3·L－3，故A正确；若Z点为Ag2S的分散系，Z点位于Ag2S的沉淀溶解平衡曲线的上方，Q答案：B
5．解析：CuS比FeS难溶，除去工业废水中的Cu2＋可以选用FeS作沉淀剂，A项正确；H2S是弱酸，硫离子的浓度小于0.1ml·L－1，CuS的溶度积常数Ksp为1.3×10－36ml2·L－2，所以溶液中Cu2＋的浓度大于1.3×10－35ml·L－1，B项错误；CuS是不溶于酸的难溶物，所以反应CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4能发生，这是弱酸制备强酸的特例，C项错误；H2S与SO2反应生成硫单质和水，溶液酸性减弱，D项错误。
答案：A
6．解析：要将Pb2＋沉淀，就要形成溶解度更小的物质，由题表中数据可知，PbS的溶解度最小，故选用的沉淀剂最好为硫化物。
答案：A
7．解析：25℃时，在c（Cl－）＝c（CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）＝0.001ml·L－1的溶液中逐滴加入AgNO3溶液，Cl－开始沉淀时c（Ag＋）＝eq \f(Ksp（AgCl）,c（Cl－）)＝eq \f(1.8×10－10ml2·L－2,0.001ml·L－1)＝1.8×10－7ml·L－1，CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 开始沉淀时c（Ag＋）＝eq \r(\f(Ksp（Ag2CrO4）,c（CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）))＝eq \r(\f(2.0×10－12ml3·L－3,0.001ml·L－1))≈4.47×10－5ml·L－1，所以首先生成AgCl白色沉淀，故A错误；比较AgCl与Ag2CrO4的溶解度的大小，可比较对应饱和溶液中阴离子浓度的大小，c（Cl－）＝eq \r(1.8×10－10)ml·L－1≈1.34×10－5ml·L－1，c（CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）＝eq \r(3,\f(2.0×10－12,4))ml·L－1＝7.9×10－5ml·L－1，所以AgCl的溶解度小于Ag2CrO4的溶解度，故B正确；2AgCl（s）＋K2CrO4（aq）⇌2KCl（aq）＋Ag2CrO4（s）的平衡常数K＝eq \f(c eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(平)) （Cl－）,c平（CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）)＝eq \f(K eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(sp)) （AgCl）,Ksp（Ag2CrO4）)＝1.62×10－8ml·L－1，平衡常数很小，则在AgCl中加入稀K2CrO4溶液，搅拌，不能转化为Ag2CrO4黄色沉淀，故C错误；Ksp只受温度的影响，温度不变，Ksp不变，故D错误。
答案：B
8．解析：通过添加过量难溶电解质MnS，使含有的Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等金属离子形成硫化物沉淀，属于沉淀的转化，由难溶的物质转化为更难溶的物质，所以MnS的Ksp大于CuS、PbS、CdS等硫化物的Ksp，A项错误；除杂试剂MnS如用FeS代替，会引入新的杂质，B项错误；MnS与Cu2＋反应的离子方程式为Cu2＋（aq）＋MnS（s）===CuS（s）＋Mn2＋（aq），C项正确；以MnO2为原料制得MnCl2溶液，Mn元素的化合价发生变化，发生了氧化还原反应，沉淀的转化属于复分解反应，D项正确。
答案：CD
9．解析：由图可知，CdS在T1℃下的Ksp＝c平（Cd2＋）·c平（S2－）＝aml·L－1×aml·L－1＝a2ml2·L－2，A项正确；m、p、n为同一温度下的CdS的沉淀溶解平衡状态，三点的Ksp相等，B项错误；向m点的溶液中加入Na2S，S2－浓度增大，但Ksp不变，则溶液组成由m沿T1℃时的沉淀溶解平衡曲线向p方向移动，C项正确；温度降低，Ksp减小，q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动，D项正确。
答案：B
10．解析：由b、c两点对应数据可比较出Ksp[Fe（OH）3]与Ksp[Cu（OH）2]的大小，Ksp[Fe（OH）3]＝c平（Fe3＋）·c eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(平)) （OH－）＝c平（Fe3＋）·（10－12.7）3，Ksp[Cu（OH）2]＝c平（Cu2＋）·c eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(平)) （OH－）＝c平（Cu2＋）·（10－9.6）2，而c平（Fe3＋）＝c平（Cu2＋），则Ksp[Fe（OH）3]答案：B
11．解析：根据MgCO3的Ksp＝6.82×10－6ml2·L－2，则c平（Mg2＋）·c平（CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ）＝6.82×10－6ml2·L－2，若向Na2CO3溶液中加入MgCO3固体，则溶液中c平（Mg2＋）答案：C
12．解析：由Ksp[Mg（OH）2]＝5.61×10－12ml3·L－3、Ksp（MgF2）＝7.42×10－11ml3·L－3可知，MgF2的Ksp大于Mg（OH）2的Ksp，则饱和MgF2溶液中的镁离子浓度较大，故A错误；氯化铵固体溶于水后，由于NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 和氢氧根离子反应，使溶液中氢氧根离子浓度减小，促进Mg（OH）2沉淀溶解平衡正向移动，镁离子浓度增大，故B正确；Ksp只与温度有关，温度不变，Ksp不变，故C错误；Ksp[Mg（OH）2]、Ksp[MgF2]相差不多，在Mg（OH）2悬浊液中加入NaF溶液后，只要使c（Mg2＋）×c2（F－）>Ksp（MgF2），能实现Mg（OH）2转化为MgF2，故D错误。
答案：B
13．解析：（1）eq \f(c（CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ）,c（SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）)＝eq \f(Ksp（BaCO3）,Ksp（BaSO4）)＝eq \f(2.6×10－9ml2·L－2,1.1×10－10ml2·L－2)≈23.6。（2）c（MgCl2）＝0.1ml·L－1，逐滴加入NaOH溶液，当Mg2＋完全沉淀时，c（Mg2＋）≤1.0×10－5ml·L－1，c平（OH－）＝eq \r(\f(4.0×10－11,1.0×10－5))ml·L－1＝2×10－3ml·L－1，c平（H＋）＝eq \f(1.0×10－14,2×10－3)ml·L－1＝eq \f(1,2)×10－11ml·L－1，pH＝－lgc平（H＋）＝－lgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)×10－11))＝11.3。
答案：（1）23.6 （2）11.3
14．解析：（1）根据题表中数据可知三价铁离子易沉淀除去，所以除铁过程中加入A和氨水，要将Fe2＋氧化成Fe3＋，Fe3＋转化为Fe（OH）3沉淀而除去，A应为氧化剂，且不引入新的杂质，应选B、C。（2）相同条件下，同一类型的电解质，Ksp越大，溶解度越大，因在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，则相同温度下Ksp（CuS）答案：（1）将Fe2＋氧化成Fe3＋，方便后续沉淀时除去 BC
（2）<
（3）Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
（4）3.2≤pH<6.2（或3.2～6.2）
（5）2Zn2＋＋4HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ===Zn2（OH）2CO3↓＋H2O＋3CO2↑
（6）（NH4）2SO4
15．解析：（1）①T1时Ksp（CaWO4）＝c平（Ca2＋）·c平（WO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）＝1×10－5ml·L－1×1×10－5ml·L－1＝1×10－10ml2·L－2，②Ca（OH）2和CaWO4的溶解度均随温度升高而减小，根据图像可知T10。③利用“三段式”法：
WO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) （aq）＋Ca（OH）2（s）⇌CaWO4（s）＋2OH－（aq）
eq \a\vs4\al(起始浓度,（ml·L－1）)0.5 0.5
eq \a\vs4\al(转化浓度,（ml·L－1）)0.5×60%＝0.30.6
eq \a\vs4\al(平衡浓度,（ml·L－1）)0.21.1
所以K＝eq \f(c eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(平)) （OH－）,c平（WO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）)＝eq \f(1.12,0.2)ml·L－1＝6.05ml·L－1。（3）制取钨酸钙时，适时向反应混合液中添加适量盐酸，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，可以提高WO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的沉淀率。
答案：（1）①1×10－10ml2·L－2 ②<
（2）①K＝eq \f(c eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(平)) （OH－）,c平（WO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）) ②> ③0.2 6.05ml·L－1
（3）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WO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的沉淀率
化合物
PbSO4
PbCO3
PbS
溶解度/g
1.03×10－4
1.81×10－7
1.84×10－14
物质
MgCl2
Mg(OH)2
MgCO3
溶解度(g)
74
0.00084
0.01
离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe2＋
6.34
9.7
Fe3＋
1.48
3.2
Zn2＋
6.2
8.0
温度/℃
25
50
90
100
K/ml·L－1
79.96
208.06
222.88
258.05