课时梯级训练(17) 沉淀溶解平衡的应用（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1（人教版2019 不定项版）

课时梯级训练(17)　沉淀溶解平衡的应用 1．可溶性钡盐有毒，医院中常用无毒BaSO4作为内服造影剂。医院抢救钡中毒者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入Na2SO4溶液。已知：25 ℃时，Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9，Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10。下列推断正确的是(　　) A．不用BaCO3作为内服造影剂，是因为BaCO3比BaSO4更难溶 B．可以用0.36 mol/L Na2SO4溶液给钡中毒者洗胃(忽略Na2SO4溶液进入胃中浓度的变化及与Ba2＋生成沉淀时消耗的Na2SO4) C．抢救钡中毒者时，若没有Na2SO4溶液也可以用Na2CO3溶液代替 D．误服c(Ba2＋)＝1.0×10－6 mol/L的溶液时，会造成钡中毒 B　解析：BaCO3能与胃酸反应生成BaCl2而引起中毒，故不用BaCO3作为内服造影剂，A错误；用0.36 mol/L Na2SO4溶液给钡中毒者洗胃，反应后c(Ba2＋)＝＝ mol/L≈3.1×10－10 mol/L＜ mol/L，B正确；用Na2CO3溶液抢救钡中毒者时，生成的BaCO3又与胃酸反应生成BaCl2，起不到解毒作用，C错误；饱和BaSO4溶液中c(Ba2＋)＝＝ mol/L≈1×10－5 mol/L，故误服c(Ba2＋)＝1.0×10－6 mol/L的溶液时，不会造成钡中毒，D错误。 2．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比CuS的Ksp大 B．该反应达到平衡时c(Mn2＋)＝c(Cu2＋) C．向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＝ B　解析：MnS(s)与Cu2＋(aq)反应生成CuS(s)和Mn2＋(aq)，说明CuS的溶解度更小，则MnS的Ksp比CuS的Ksp大，A正确；达到平衡时c(Mn2＋)、c(Cu2＋)均保持不变，但不一定相等，B错误；加入少量CuSO4固体后，c(Cu2＋)增大，平衡正向移动，则c(Mn2＋)变大，C正确；该反应的平衡常数K＝＝，D正确。 3．硫酸锌是制造锌钡白和锌盐的主要原料，也可用作印染媒染剂，医药上用于催吐剂。已知25 ℃时，Ksp[Zn(OH)2]＝1.2×10－17，Ksp(Ag2SO4)＝1.2×10－5，则下列说法正确的是(　　) A．在水中加入少量ZnSO4固体时，水的电离平衡向正反应方向移动，Kw增大 B．在ZnSO4溶液中各离子的浓度关系为c(Zn2＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(SO) C．在0.5 L 0.10 mol/L ZnSO4溶液中加入等体积0.02 mol/L AgNO3溶液，即可生成Ag2SO4沉淀 D．常温下，要除去0.20 mol/L ZnSO4溶液中的Zn2＋，至少要调节pH>8.0 D　解析：水中加入ZnSO4，Zn2＋发生水解反应，促使水的电离平衡正向移动，由于温度不变，则Kw不变，A错误；ZnSO4溶液中，根据电荷守恒可得：2c(Zn2＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋2c(SO)，B错误；ZnSO4和AgNO3溶液混合后，c(SO)＝0.05 mol/L，c(Ag＋)＝0.01 mol/L，则离子积Q＝c(SO)·c2(Ag＋)＝0.05×0.012＝5×10－6＜Ksp(Ag2SO4)＝1.2×10－5，故不能生成Ag2SO4沉淀，C错误；反应后残留在溶液中的Zn2＋浓度小于1.0×10－5 mol/L时认为沉淀完全，c(OH－)＝>×10－6 mol/L，则c(H＋)＝<10－8 mol/L，故至少要调节溶液的pH>8.0，D正确。 4．(2023·桂林高二期末检测)在自然界中，原生铜的硫化物转变成CuSO4后遇到地壳深层的ZnS和PbS便慢慢转变为CuS。由此可知，下列物质中溶解度最小的是(　　) A．CuSO4 B．ZnS C．PbS D．CuS D　解析：CuSO4易溶于水，而ZnS、PbS、CuS难溶于水，原生铜的硫化物转变成CuSO4后遇到地壳深层的ZnS和PbS便慢慢转变为CuS，根据溶解度小的物质可以转化为溶解度更小的物质可知，ZnS和PbS溶解度大于CuS，溶解度最小的是CuS。 5．已知：PbS、CuS、HgS的溶度积分别为8.0×10－28、6.3×10－36、1.6×10－52。下列说法正确的是(　　) A．硫化物可作处理废水中含有上述金属离子的沉淀剂 B．在硫化铜悬浊液中滴加几滴Pb(NO3)2溶液，会生成PbS沉淀 C．在含Pb2＋、Cu2＋、Hg2＋的溶液中滴加Na2S溶液，当溶液中c(S2－)＝0.001 mol/L时三种金属离子不能都完全沉淀 D．向含Pb2＋、Cu2＋、Hg2＋的溶液均为0.010 mol/L的溶液中通入H2S气体，产生沉淀的顺序依次为CuS、HgS、PbS A　解析：由PbS、CuS、HgS的溶度积可知，这些物质的溶解度均较小，故可用Na2S等硫化物处理含上述金属离子的废水，A正确；由于Ksp(PbS)＞Ksp(CuS)，则PbS的溶解度大于CuS的溶解度，故在CuS悬浊液中滴加几滴Pb(NO3)2溶液，不能生成PbS沉淀，B错误；当金属离子(R2＋)完全沉淀时，c(R2＋)<1×10－5 mol/L，此时离子积为Q＝c(R2＋)·c(S2－)＝1×10－5×0.001＝1×10－8＞Ksp(PbS)，故三种金属离子都完全沉淀，C错误；由于溶度积：Ksp(PbS)＞Ksp(CuS)＞Ksp(HgS)，则溶解度：PbS＞CuS＞HgS，故向含等浓度Pb2＋、Cu2＋、Hg2＋的溶液中通入H2S气体，产生沉淀的顺序为HgS、CuS、PbS，D错误。 6．已知在pH为4～5的环境中，Cu2＋、Fe2＋几乎不水解，而Fe3＋几乎完全水解。工业上制CuCl2溶液是将浓盐酸用蒸气加热到80 ℃左右，再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质FeO)，充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子，下述方法可行的是(　　) A．向溶液中通入Cl2，再加入纯净的CuO粉末调节pH为4～5 B．向溶液中通入H2S使Fe2＋沉淀 C．向溶液中通入Cl2，再通入NH3，调节pH为4～5 D．加入纯Cu将Fe2＋还原为Fe A　解析：根据题干信息，A项中的操作可将Fe2＋先转化为Fe3＋再转化为Fe(OH)3沉淀而除去，A正确；在酸性溶液中H2S与Fe2＋不反应，而H2S与Cu2＋反应生成CuS沉淀，B错误；C项中的操作会引入新的杂质离子NH，C错误；由金属的活动性：Fe＞Cu可知，纯铜与Fe2＋不反应，D错误。 7．下表是五种银盐的溶度积常数(25 ℃)，下列说法错误的是(　　) 化学式 AgCl Ag2SO4 Ag2S AgBr AgI 溶度积 1.8×10－10 1.2×10－5 6.3×10－50 5.4×10－13 8.5×10－17 A.五种物质在常温下溶解度最大的是Ag2SO4 B．向AgCl的悬浊液中加入0.1 mol/L Na2S溶液，则可以生成黑色的Ag2S沉淀 C．外界条件改变时，沉淀溶解平衡也会发生移动 D．常温下，向AgI的悬浊液中加入0.1 mol/L NaCl溶液，黄色沉淀变成白色沉淀 D　解析：由表中数据可知溶解度最大的是Ag2SO4，微溶于水，其他物质难溶，A正确；Ag2S溶度积远小于AgCl，Ag2S难溶于水，在AgCl的饱和溶液中加入Na2S，则可以生成黑色的Ag2S沉淀，B正确；化学平衡为动态平衡，当外界条件发生改变时，平衡发生移动，C正确；AgI的饱和溶液中c(Ag＋)＝＝mol/L，滴加0.1 mol/L NaCl溶液，当c(Cl－)·c(Ag＋)＞Ksp(AgCl)时存在部分黄色沉淀变成白色沉淀，当达到沉淀转化平衡时，两沉淀量不再变化，D错误。 8．(1)对于Ag2S(s)⥫⥬2Ag＋(aq)＋S2－(aq)，其Ksp的表达式为____________________。 (2)下列说法不正确的是________(填标号)。 A．用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl少 B．一般地，物质的溶解度随温度的升高而增大，故物质的溶解大多数是吸热的 C．对于Al(OH)3(s)⥫⥬Al(OH)3(aq)⥫⥬Al3＋＋3OH－，前者为沉淀溶解平衡，后者为电离平衡 D．除去溶液中的Mg2＋，用OH－沉淀比用CO好，说明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的大 E．沉淀反应中常加过量的沉淀剂，其目的是使沉淀更完全 (3)如何除去Mg(OH)2中混有的Ca(OH)2？_____________________________________。 答案：(1)Ksp(Ag2S)＝c2(Ag＋)·c(S2－)　(2)D (3)加足量MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，洗涤即得纯净的Mg(OH)2 解析：(2)Cl－抑制AgCl溶解，A正确；物质的溶解大多数是吸热的，B正确；除去溶液中的Mg2＋，用OH－沉淀比用CO好，是因为Mg(OH)2的Ksp更小，剩余的Mg2＋更少，说明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小，D错误。(3)根据沉淀转化原理，向其中加足量含有Mg2＋的盐溶液即可。 9．常温下，用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01 mol/L的KCl、K2CrO4溶液，所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考虑CrO的水解)。下列叙述正确的是(　　) A．Ksp(Ag2CrO4)＝10－7.95 B．a点时Q(AgCl)>Ksp(AgCl) C．Ag2CrO4(s)＋2Cl－(aq)⥫⥬2AgCl(s)＋CrO(aq)的平衡常数为107.55 D．向等物质的量浓度的KCl与K2CrO4混合液中逐滴滴加AgNO3溶液，先生成Ag2CrO4沉淀 C　解析：取点(－3.95，4)计算Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝10－11.95，A错误；横坐标为lg，则横坐标越大表示c(Xn－)越大，纵坐标为－lg，则纵坐标越大，c(Ag＋)越小，曲线上的点表示沉淀溶解平衡点，a点处c(Ag＋)小于相同c(Cl－)时对应的平衡点的c(Ag＋)，所以a点处Q(AgCl)<Ksp(AgCl)，即a点表示AgCl的不饱和溶液，B错误； 取点(－3.95，4)计算Ksp(Ag2CrO4)＝10－11.95，Ag2CrO4(s)＋2Cl－(aq)⥫⥬2AgCl(s)＋CrO(aq)的平衡常数K＝＝＝＝＝107.55，C正确；由图可知当c(Cl－)＝c(C2O)时，生成AgCl沉淀所需c(Ag＋)更小，滴入AgNO3溶液时，AgCl先沉淀，D错误。 10．(双选)(2024·六盘水高二期中，改编)下图为常温下Fe(OH)3、Al(OH)3和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡时的pM­pH关系图，图中pM＝－lg[c(M)/(mol/L)]；[c(M)≤10－5mol/L可认为M离子沉淀完全]。下列叙述正确的是(　　) A．a点时，c(Fe3＋)＝1×10－2.5 mol/L B．由b点可求得Ksp[Al(OH)3]＝10－15 C．浓度均为0.01 mol/L的Al3＋和Cu2＋可以通过分步沉淀进行分离 D．Cu(OH)2在水中的沉淀溶解平衡可用离子方程式表示为Cu(OH)2===Cu2＋＋2OH－ AC　解析：根据b点，可知Ksp[Al(OH)3]＝1×10－3×3＝10－33；根据c点，可知Cu(OH)2的Ksp[Cu(OH)2]＝1×10－3.5×2＝1×10－19.5。a点时，c(Fe3＋)＝1×10－2.5mol/L，A正确；由b点可求得Ksp[Al(OH)3]＝10－33，B错误；浓度均为0.01 mol/L的Al3＋和Cu2＋，Al3＋完全沉淀时c(OH－)＝ mol/L≈1×10－9.3 mol/L，此时c(Cu2＋)×c2(OH－)＝0.01×(10－9.3)2＝10－20.6<Ksp[Cu(OH)2]，没有Cu(OH)2沉淀生成，Al3＋和Cu2＋可以通过分步沉淀进行分离，C正确；Cu(OH)2在水中的沉淀溶解平衡可用离子方程式表示为Cu(OH)2(s)⥫⥬Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)，D错误。 11．(双选)(2024·邢台五岳联盟高二期中)常温下，FeS和ZnS的饱和溶液中，金属阳离子(M2＋)与S2－的物质的量浓度的负对数关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．取一定量主要含Fe2＋、Zn2＋的浓缩液，向其中滴加Na2S溶液，当ZnS开始沉淀时，溶液中的＝10－12 B．上述FeS饱和溶液中，只含有Fe2＋和S2－，不含其他离子 C．常温下，将足量ZnS分别加入体积均为100 mL的0.1 mol/L Na2S溶液和0.1 mol/L ZnSO4溶液中，充分搅拌后，ZnSO4溶液中c(Zn2＋)较Na2S溶液中c(Zn2＋)大 D．常温下，向ZnS饱和溶液中加入稀硫酸，发生的反应为ZnS＋2H＋===Zn2＋＋H2S↑ CD　解析：取点(18，0)，计算硫化亚铁的溶度积常数为10－18；取点(24，0)，计算硫化锌的溶度积常数为10－24。硫化锌的溶度积常数小于硫化亚铁。向含Fe2＋、Zn2＋的浓缩液中滴加Na2S溶液，硫化锌的溶度积小于硫化亚铁，当ZnS开始沉淀时，由于原溶液中亚铁离子的浓度未知，无法判断亚铁离子是否沉淀，无法计算，A错误；FeS饱和溶液中还含有水电离的氢离子等离子，B错误；ZnS加入Na2S溶液中，c(S2－)＝0.1 mol/L，则c(Zn2＋)＝＝10－23mol/L；ZnS加入硫酸锌溶液中，c(Zn2＋)＝0.1 mol/L，ZnSO4溶液中c(Zn2＋)较Na2S溶液中c(Zn2＋)大，C正确；ZnS难溶于水，易溶于酸：ZnS＋2H＋===Zn2＋＋H2S↑，D正确。 12．(2024·辽宁沈阳重点高中联合体期中)实验室以天青石精矿(主要含SrSO4，还含有少量的SiO2、CaSO4、BaSO4)为原料制取SrSO4，其实验流程如图所示： (1)室温下，反应SrSO4(s)＋CO(aq)⥫⥬SrCO3(s)＋SO(aq)达到平衡，则反应的平衡常数为________(结果保留至0.1)。[Ksp(SrSO4)＝3.2×10－7，Ksp(SrCO3)＝5.6×10－10] (2)已知常温下，Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5，Ka1(H2CO3)＝4.5×10－7，Ka2(H2CO3)＝4.7×10－11。 ①常温下，0.1 mol/L NH4HCO3溶液中c(NH)________(填“>”“<”或“＝”)c(HCO)。 ②常温下，实测某人血液中c(HCO)＝2.3×10－2 mol/L，c(H2CO3)＝2.3×10－3 mol/L，则人体血液呈________性。 ③浸取天青石精矿时，向NH4HCO3溶液中加入适量浓氨水的目的是____________________________。 (3)“沉淀”过程中除得到SrSO4外，还得到一种可循环利用的物质，该物质为________。 (4)“浸取 Ⅰ ”的条件是温度在60～70 ℃，搅拌、反应3小时，温度过高将会导致SrSO4的转化率下降，其原因是______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)将SrSO4与煤粉按照一定比例混合后高温煅烧得到一种黑灰(SrS)，写出其反应的化学方程式：________________________________________________(写出一个即可)。 (6)检验“沉淀”步骤中是否沉淀完全的方法：___________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)571.4 (2)①>　②碱　③将HCO转化为CO，增大溶液中CO的浓度 (3)氨水 (4)温度过高将会导致NH4HCO3分解及氨水的分解挥发 (5)SrSO4＋2CSrS＋2CO2↑(或SrSO4＋4CSrS＋4CO↑) (6)取最后一次浸取液加入酚酞，溶液不变色 解析：天青石精矿(主要含SrSO4，还含有少量的SiO2、CaSO4、BaSO4)，加入碳酸氢铵溶液和氨水浸取，可将SrSO4转化为SrCO3，过滤后滤渣含有SiO2、CaSO4、SrCO3、BaSO4，滤液中含有NH，滤渣经过焙烧，“焙烧”所得SrO粗品用蒸馏水多次浸取得Sr(OH)2溶液，再和第 Ⅰ 步浸取的滤液反应生成SrSO4。 (1)室温下，反应SrSO4(s)＋CO(aq)⥫⥬SrCO3(s)＋SO(aq)达到平衡，则反应的平衡常数为＝＝＝≈571.4。 (2)已知常温下，Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5，Ka1(H2CO3)＝4.5×10－7，Ka2(H2CO3)＝4.7×10－11。 ①电离常数越小，对应的盐水解程度越大，所以c(NH)>c(HCO)。 ②实测某人血液中c(HCO)＝2.3×10－2 mol/L，c(H2CO3)＝2.3×10－3 mol/L，Ka1＝＝4.5×10－7，c(H＋)＝4.5×10－8 mol/L<10－7 mol/L，则血液呈碱性。 ③一水合氨可以和HCO反应生成CO，浸取天青石精矿时，向NH4HCO3溶液中加入适量浓氨水的目的是将HCO转化为CO，增大溶液中CO的浓度。 (3)第 Ⅰ 步浸取滤液中含有NH，在沉淀过程中会生成氨水，可循环利用。 (4)温度过高会使导致NH4HCO3分解及氨水的分解挥发。 (5)SrSO4与碳发生氧化还原反应，生成黑灰(SrS)和一氧化碳或二氧化碳，其反应的化学方程式为SrSO4＋2CSrS＋2CO2↑(或SrSO4＋4CSrS＋4CO↑)。 (6)检验“沉淀”步骤中是否沉淀完全的方法是取最后一次浸取液加入酚酞，溶液不变色。 学科网（北京）股份有限公司 $$