课时梯级训练(21) 沉淀溶解平衡原理的应用(Word练习)-【优化指导】2025-2026学年高中化学选择性必修第一册（苏教版2019）

课时梯级训练(21)　沉淀溶解平衡原理的应用 一　沉淀的转化 1．已知：Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液，产生的实验现象是 (　　) A．固体逐渐溶解，最后消失 B．固体由白色变为黑色 C．固体颜色变化但质量不变 D．固体逐渐增多，但颜色不变 答案：B 2．25 ℃时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)＝1.59×10-19；Ksp(CuS)＝1.27×10-36；Ksp(ZnS)＝2.93×10-25。下列叙述正确的是 (　　) A．硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大 B．将足量的ZnSO4晶体加入0.1 mol·L-1的Na2S溶液中，Zn2+的浓度最大只能达到2.93×10-24 mol·L-1 C．除去工业废水中含有的Cu2+，可采用FeS固体作为沉淀剂 D．向饱和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后，混合液中c(Fe2+)变大、c(S2-)变小，但Ksp(FeS)变大 答案：C 二　沉淀的溶解与生成 3．欲除去混在BaSO4中的少量CaCO3杂质，下列措施正确的是 (　　) A．盐酸、过滤 　　 B．稀硫酸、过滤 C．NaOH溶液、过滤 　　 D．四氯化碳、分液 答案：A 4．要使工业废水中的Pb2+沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知在一定条件下，Pb2+与这些离子形成的化合物的溶解度如下表所示： 化合物 PbSO4 PbCO3 PbS 溶解度/g 1.03×10-4 1.81×10-7 1.84×10-14 由上述数据可知，沉淀剂最好选用 (　　) A．硫化物 B．硫酸盐 C．碳酸盐 D．以上沉淀剂均可 答案：A 5．T ℃时，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10-20，Ksp[Fe(OH)3]＝1.1×10-38。此温度下要除去CuCl2溶液中的少量FeCl3，可以边搅拌边加入一种试剂，这种试剂是 (　　) A．CuO B．NaOH溶液 C．氨水 D．CuSO4溶液 答案：A 6．在2 mL物质的量浓度相等的NaCl和NaI溶液中滴入几滴AgNO3溶液，发生的反应为 (　　) A．只有AgCl沉淀生成 B．只有AgI沉淀生成 C．生成等物质的量的AgCl和AgI沉淀 D．两种沉淀都有，但以AgI为主 答案：D 7．锅炉水垢是一种安全隐患，除去水垢中的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去。下列说法不正确的是 (　　) A．CaCO3的溶解度小于CaSO4的 B．沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动 C．沉淀转化的难易与溶解度差别的大小无关 D．CaSO4到CaCO3的沉淀转化中并存着两个沉淀溶解平衡 答案：C 8．某同学进行如下实验：①向盛有1 mL 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液的试管中加入1 mL 0.2 mol·L-1NaOH溶液，得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c。②向浊液a中滴加0.1 mol·L-1FeCl3溶液，有红褐色沉淀生成。下列分析不正确的是 (　　) A．滤液b中不含有Mg2+ B．该实验可以证明Fe(OH)3比Mg(OH)2更难溶 C．②中颜色变化说明Mg(OH)2转化为Fe(OH)3 D．浊液a中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)⥫⥬Mg2+(aq)＋2OH－(aq) A　解析：将1 mL 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液和1 mL 0.2 mol·L-1NaOH溶液等体积混合，恰好完全反应得到氢氧化镁沉淀和氯化钠溶液，氢氧化镁存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)⥫⥬Mg2+(aq)＋2OH－(aq)，故滤液b中含有Mg2+，A错误，D正确；一种难溶物可以转化为另一种更难溶的物质，所以该实验可以证明Fe(OH)3比Mg(OH)2更难溶，B、C正确。 9．已知，常温下，Ksp(AgCl)＝1.77×10-10，Ksp(AgI)＝8.51×10-17，下列叙述正确的是 (　　) A．常温下，AgCl在饱和NaCl溶液中的Ksp比在纯水中的Ksp小 B．向AgCl的悬浊液中加入KI溶液，沉淀由白色转化为黄色 C．将0.001 mol·L-1 AgNO3溶液滴入KCl和KI的混合溶液中，一定先产生AgI沉淀 D．向AgCl的饱和溶液中加入NaCl晶体有AgCl析出，溶液中c(Ag＋)仍与c(Cl－)相等 B　解析：Ksp只与温度有关，与溶液中离子浓度无关，A错误；Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，沉淀转化为溶解度更小的物质，B正确；KCl和KI混合溶液中，c(Cl－)和c(I－)的大小无法比较，无法判断离子浓度之积与Ksp的相对大小，无法确定沉淀的先后顺序，C错误；向AgCl饱和溶液中加入NaCl晶体，沉淀溶解平衡逆向移动，c(Ag＋)减小，c(Cl－)增大，c(Ag＋)<c(Cl－)，D错误。 10．以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有少量Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实，可推知MnS具有的相关性质是 (　　) A.具有吸附性 B．溶解度与CuS、PbS、CdS等相同 C．溶解度大于CuS、PbS、CdS D．溶解度小于CuS、PbS、CdS C　解析：本题考查了沉淀的转化，MnS能与Cu2+、Pb2+、Cd2+生成溶解度更小的硫化物。 11．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，下述方法正确的是 (　　) 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+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知，D错误。 12．钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用，它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在，BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。 已知：SrSO4(s)⥫⥬Sr2+(aq)＋SO(aq)　Ksp＝2.5×10-7； SrCO3(s)⥫⥬Sr2+(aq)＋CO(aq)　Ksp＝2.5×10-9。 (1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为___________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________； 该反应的平衡常数表达式为________；该反应能发生的原因是_____________________ _________________________________(用沉淀溶解平衡的有关理论解释)。 (2)对于上述反应，实验证明：增大CO的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。判断在下列两种情况下，平衡常数K的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”)。 ①升高温度，平衡常数K将________。 ②增大CO的浓度，平衡常数K将________。 (3)已知，SrSO4和SrCO3在酸中的溶解度与BaSO4和BaCO3类似，设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。实验所用的试剂为________；实验现象及其相应结论为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案：(1)SrSO4(s)＋CO⥫⥬SrCO3(s)＋SO　K＝　Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4)，加入CO后，平衡SrSO4(s)⥫⥬Sr2+(aq)＋SO(aq)正向移动，生成SrCO3沉淀 (2)①减小　②不变 (3)盐酸　若沉淀完全溶解，则证明SrSO4完全转化成SrCO3，否则，未完全转化 解析：(1)SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为SrSO4(s)＋CO⥫⥬SrCO3(s)＋SO，平衡常数表达式为K＝，根据沉淀转化的原理，该反应能够发生，是因为Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4)。(2)①降低温度有利于提高SrSO4的转化率，说明降温平衡向正反应方向移动，因此升高温度，平衡向逆反应方向移动，故平衡常数K减小。②平衡常数只与温度有关，增大CO的浓度，平衡常数不变。(3)根据提供的信息，可以推断SrSO4难溶于盐酸，而SrCO3 可溶于盐酸，因此向溶液中加入盐酸，若沉淀全部溶解，则SrSO4完全转化成SrCO3，若沉淀没有全部溶解，则SrSO4没有完全转化成SrCO3，需要注意的是，不能选择稀硫酸，因为SrCO3与稀硫酸反应生成SrSO4。 13．高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉末与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如下图所示。回答下列问题： 相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 金属离子 Mn2+ Fe2+ Fe3+ Al3+ Mg2+ Zn2+ Ni2+ 开始沉淀的pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9 沉淀完全的pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9 (1)“滤渣1”含有S和________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是____________________________________ __________________________________________________________________________________________________________。 (3)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为________～6之间。 (4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是________________。 (5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是_______________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________。 答案：(1)SiO2(不溶性硅酸盐)　MnO2＋MnS＋2H2SO4===2MnSO4＋S＋2H2O　(2)将Fe2+氧化为Fe3+　(3)4.7　(4)NiS和ZnS　(5)F－与H＋结合形成弱电解质HF，MgF2⥫⥬Mg2+＋2F－平衡正向移动 解析：(1)硫化锰矿及二氧化锰粉末中加入硫酸后，发生氧化还原反应：MnO2＋MnS＋2H2SO4===2MnSO4＋S＋2H2O，故滤渣1的主要成分为S和SiO2(不溶性硅酸盐)。(2)Fe2+沉淀完全时，Mn2+已经开始沉淀，故加入MnO2是为了将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，便于除去。(3)除去Fe3+及Al3+，应使二者沉淀完全，故pH应大于4.7。(4)锌和镍的硫化物都难溶于水，故“滤渣3”的主要成分为ZnS、NiS。(5)“除杂1”步骤结束后，杂质金属阳离子只有Mg2+，加入MnF2形成MgF2沉淀而除去Mg2+，若溶液酸度过高，H＋浓度偏大，则F－与H＋结合形成HF，使MgF2沉淀溶解平衡正向移动而重新溶解。 学科网（北京）股份有限公司 $$