3.4 第2课时 沉淀溶解平衡的应用(Word课后习题)-【满分思维】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册学生用书（人教版）

第2课时　沉淀溶解平衡的应用 1.B　[解析] 溶液中含有FeCl3杂质,将溶液pH调至4,可使Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀而除去,为了不引入新的杂质,可加入ZnO和酸反应,调节溶液pH,使铁离子全部沉淀。 2.C　[解析] 饱和FeS溶液中存在沉淀溶解平衡:FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq),加入少量Na2S固体后,溶液中硫离子浓度增大,平衡逆向移动,有浑浊出现,A正确;FeS的溶度积常数大于CuS的溶度积常数,除去FeSO4溶液中的CuSO4,可选用FeS作沉淀剂,B正确;等物质的量MgCl2和FeCl3的混合溶液中Mg2+与Fe3+浓度相等,设混合溶液中Mg2+与Fe3+的浓度均为a mol·L-1,Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=5.6×10-12,开始生成Mg(OH)2沉淀时, c(OH-)= mol·L-1=×10-6 mol·L-1,Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,开始生成Fe(OH)3沉淀时,c(OH-)= mol·L-1=×10-13 mol·L-1,则形成氢氧化铁沉淀所需的OH-浓度小于形成氢氧化镁沉淀的,故最先出现的沉淀是氢氧化铁,C错误;向1 mL 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液中滴加2 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,恰好反应生成氢氧化镁沉淀,Mg(OH)2饱和溶液中存在氢氧化镁的沉淀溶解平衡,取澄清溶液,滴加2滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,由于Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3],因此会生成氢氧化铁沉淀,有浑浊出现,D正确。 3.B　[解析] 常温下,Ksp(NiCO3)>Ksp(PbCO3),故溶解度:NiCO3>PbCO3,A正确;逐滴加入Na2CO3溶液时, Ksp(PbCO3)较小,故先生成PbCO3沉淀,后生成NiCO3沉淀,B错误;由于Ksp(PbCO3)<Ksp(NiCO3),在NiCO3沉淀中加入Pb(NO3)2溶液,则NiCO3可转化为PbCO3,C正确;当两种沉淀共存时,NiCO3、PbCO3均达到沉淀溶解平衡状态,溶液中c(Ni2+)∶c(Pb2+)=Ksp(NiCO3)∶Ksp(PbCO3)=106∶1,D正确。 4.D　[解析] H2S与AgNO3直接反应生成Ag2S,未发生AgCl向Ag2S的转化,无法比较两者的Ksp,A错误;AgNO3过量,后续KI与过量Ag+直接生成AgI,未发生沉淀转化,无法比较两者Ksp,B错误;向AgI悬浊液中滴入Na2S溶液,固体变黑,说明Ag2S的溶解度比AgI小,则Ksp(Ag2S)< Ksp(AgI),C错误;生成CuS沉淀,说明其溶度积更小, Ksp(CuS)<Ksp(ZnS),D正确。 5.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而除去,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项错误;C项中的操作会引入新的杂质离子N,错误;由金属的活动性:Fe>Cu知,D项错误。 6.B　[解析] ZnS和CuS的阴、阳离子个数比均为1∶1,且Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),可得ZnS溶解度大于CuS,因此在ZnS饱和溶液中加适量CuSO4溶液,会使ZnS沉淀转化生成黑色CuS沉淀。 7.A　[解析] 对于组成类型相似的物质,溶度积常数越小,溶解度越小;对于组成类型不相似的物质,不能通过溶度积的大小直接判断出溶解度的大小,A错误。BaSO4(s)+C(aq)S(aq)+BaCO3(s)的K== ==≈0.042,C浓度较大时,Q<K,反应正向进行,可生成BaCO3沉淀,故工业上常用饱和碳酸钠溶液反复浸泡重晶石,将难处理的BaSO4转化为更易处理的BaCO3,B正确。Ksp(AgBr)<Ksp(AgCl),向AgCl的悬浊液中滴加饱和NaBr溶液,可以发生沉淀转化,生成更难溶的浅黄色AgBr沉淀,C正确。由B项分析可知,BaSO4可在Na2CO3溶液浓度较大时发生沉淀转化,导致S除不尽,则为了防止BaSO4转化为BaCO3,应将生成的BaSO4过滤后再加入Na2CO3溶液,D正确。 8.A　[解析] 向硝酸银溶液中加入KSCN溶液,硝酸银过量,生成白色AgSCN沉淀,滴加硝酸铁溶液,试管②不变红,说明溶液中SCN-的浓度很小,由于硝酸银过量,加入碘化钾溶液,会产生黄色沉淀AgI,但试管③中溶液变红,说明发生反应:AgSCN(s)+I-(aq)SCN-(aq)+AgI(s)。据分析,加入碘化钾溶液,由于硝酸银在第一步反应中未完全反应,会生成黄色的AgI沉淀,但是②试管不变红,③试管变红,说明溶液中SCN-浓度增大,则AgSCN与I-反应转化成了AgI和SCN-,故A错误;Q(离子积)>Ksp时有沉淀生成,所以①中产生白色沉淀的原因是c(Ag+)·c(SCN-)>Ksp(AgSCN),故B正确;难溶固体存在沉淀溶解平衡,①中有AgSCN固体,存在平衡:AgSCN(s)Ag+(aq) +SCN-(aq),故C正确;Fe3+遇含有SCN-的溶液变红,②中无明显变化是因为溶液中SCN-的浓度过低,故D正确。 9.C　[解析] 2 mL 0.1 mol·L-1AgNO3溶液与同浓度同体积的NaCl溶液混合,恰好反应生成AgCl和NaNO3,同时存在AgCl的沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),H2O也有微弱电离,溶液A中主要溶质是NaNO3,还存在极少量的Ag+、Cl-、H+、OH-,选项中满足电荷守恒关系,A正确;AgCl溶于6 mol·L-1氨水生成[Ag(NH3)2]Cl,若配离子[Ag(NH3)2]+不解离,根据元素守恒可知,c(Cl-)=c([Ag(NH3)2]+),由溶液B中加入KI溶液会生成AgI沉淀可知,[Ag(NH3)2]+会解离,故c(Cl-)>c([Ag(NH3)2]+),B正确;[Ag(NH3)2]Cl和KI反应生成AgI、KCl、NH3·H2O,可知溶液C呈碱性,则c(H+)<c(OH-),C错误;由实验操作可知,存在转化AgCl[Ag(NH3)2]ClAgI,由此说明AgI更难溶,故可得出结论Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),D正确。 10.C　[解析] 残留在牙齿上的糖发酵会产生H+,H+与OH-反应生成H2O,促使Ca5(PO4)3OH(s)的溶解平衡正向移动,易造成龋齿,A正确;小孩长牙时,要在牙齿表面形成Ca5(PO4)3OH(s),从平衡移动角度分析,应增大牙齿表面的c(Ca2+)、c(OH-),故小孩长牙时要少吃糖多补钙,B正确;减少OH-的浓度,平衡将向右移动,由于温度不变,则Ksp的值不变,C错误;由于Ca5(PO4)3F(s)的Ksp小于Ca5(PO4)3OH(s)的Ksp,使用含氟牙膏,Ca5(PO4)3OH(s)可转化为更难溶的Ca5(PO4)3F(s),可有效防止龋齿,D正确。 11.D　[解析] BaCO3是难溶性盐,饱和BaCO3溶液中存在:BaCO3(s)Ba2+(aq)+C(aq),根据元素守恒: c(Ba2+)=c(HC)+c(C)+c(H2CO3),A错误; BaCO3、BaSO4的饱和混合溶液中存在平衡:BaCO3(s)+ S(aq)BaSO4(s)+C(aq),溶液中=,加入少量BaCl2,由于温度不变,Ksp(BaCO3)和Ksp(BaSO4)不变,不变,B错误;胃液中含有盐酸,不用碳酸钡作为内服造影剂的原因是碳酸钡能和盐酸反应而溶解,与溶度积常数无关,C错误;向BaSO4中加入Na2CO3溶液,发生反应BaSO4(s)+C(aq)BaCO3(s)+S(aq),该反应的平衡常数K====,若每次加入1 L 2 mol·L-1的Na2CO3溶液,能处理BaSO4物质的量为x mol,则K===,x=,=5.1,所以至少6次可以将0.2 mol BaSO4转化为BaCO3,D正确。 12.C　[解析] 将燃煤烟气(含SO2、O2等)通入软锰矿粉(主要成分为MnO2,含少量Fe、Al的氧化物杂质)悬浊液中制备硫酸锰,二氧化硫溶于水生成亚硫酸,少量Fe、Al氧化物杂质都能溶于酸,得到相应的离子,MnO2与SO2发生氧化还原反应,得到Mn2+,氧气将所有的铁元素全部转化为铁离子,搅拌并加入相应物质调节溶液的pH使铝元素与铁元素转化为对应的氢氧化铝和氢氧化铁沉淀,过滤除去。二氧化锰有氧化性,能与还原性气体二氧化硫发生氧化还原反应,MnO2和SO2反应的化学方程式为MnO2+SO2MnSO4,A正确;反应本身放热,采用冷水浴控温25 ℃,降低温度可提高悬浊液对含硫烟气中SO2的吸收率,B正确;副反应为2SO2+O2+2H2O2H2SO4,主反应为MnO2+SO2MnSO4,吸收反应过程中H2SO4的生成速率逐渐加快,说明生成的Mn2+对副反应有催化作用,不是MnO2对该体系中的副反应具有催化作用,C错误;Ksp[Al(OH)3]> Ksp[Fe(OH)3],当Al3+沉淀完全时,Fe3+已经沉淀完全,吸收液pH为5时,溶液中c(H+)=10-5 mol·L-1,c(OH-)== mol·L-1=10-9 mol·L-1,此时溶液中Al3+的浓度c(Al3+)== mol·L-1=10-6 mol·L-1<10-5 mol·L-1,则Fe3+、Al3+均沉淀完全,故调节吸收液pH为5,可除去Fe3+、Al3+杂质,且此时c(Mn2+)·c2(OH-)=0.2×(10-9)2=2×10-19<Ksp[Mn(OH)2]=2×10-13,主体锰离子并未开始沉淀,D正确。 13.(1)增大反应物的接触面积,加快反应速率 (2)将Fe2+氧化为Fe3+ (3)4.7≤pH<8.1 (4)SiO2　Fe(OH)3、Al(OH)3 (5)4×10-3 (6)Mn2++2HCMnCO3↓+CO2↑+H2O　取少量“沉锰”后反应液于试管中,滴入Na2S2O8溶液,溶液不变为紫红色 [解析] 根据菱锰矿的成分,先用盐酸溶解,SiO2不溶,向“浸出液”中加入二氧化锰将Fe2+氧化为Fe3+,用氨水调节溶液的pH来除去铁离子与铝离子,加入NH4F的目的是将Ca2+、Mg2+沉淀除去,最后利用锰离子和碳酸氢铵的反应来生成碳酸锰,最后得到高纯度碳酸锰产品。 (1)对菱锰矿预处理时需要粉碎,可以增大反应物的接触面积,加快反应速率。 (2)根据题目信息可得,Fe3+沉淀的pH比Fe2+小,向“浸出液”中加入MnO2可以将Fe2+氧化为Fe3+,防止除铁元素时将Mn2+同时沉淀。 (3)用氨水调节溶液的pH来除去铁离子与铝离子,但不能使锰离子沉淀,故加入氨水调节溶液pH的范围为4.7≤pH<8.1。 (4)菱锰矿(主要成分为MnCO3,还含少量的FeCO3、MgCO3、CaCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)粉碎后加入足量盐酸,只有SiO2与盐酸不反应,故“滤渣1”为SiO2;加氨水调pH将Fe3+、Al3+生成氢氧化铁和氢氧化铝沉淀除去,“滤渣2”的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3。 (5)已知:CaF2、MgF2的溶度积常数分别为1.60×10-10、6.40×10-11,则Ca2+沉淀完全时,Mg2+一定沉淀完全,完全沉淀时,c(Ca2+)≤1.0×10-5 mol·L-1,c(Ca2+)c2(F-)=1.60×10-10,解得c(F-)≥4×10-3 mol·L-1。 (6)在30~35 ℃下,将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中,控制反应液的最终pH在6.5~7.0,得到MnCO3沉淀,说明Mn2+与HC反应产生MnCO3和CO2,该反应的离子方程式为Mn2++2HCMnCO3↓+CO2↑+H2O;如果Mn2+没有完全反应,加入Na2S2O8溶液发生反应:2Mn2++5S2+8H2O16H++10S+2Mn,溶液会变为紫红色,则滴入Na2S2O8溶液,溶液不变为紫红色,确定Mn2+已完全反应。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　沉淀溶解平衡的应用 ◆ 学习任务一　沉淀的生成与溶解 1.某pH=1的ZnCl2和HCl的混合溶液中含有FeCl3杂质,为了除去FeCl3杂质,需将溶液pH调至4。在调节溶液pH时,应选用的试剂是 (　) A.NaOH B.ZnO C.ZnSO4 D.Fe2O3 2.某实验小组探究某温度下难溶电解质的沉淀溶解平衡,查得如下表所示资料,依据表中数据进行的预测不合理的是 (　) 难溶电 解质 FeS CuS Mg(OH)2 Fe(OH)3 Ksp 6.3×10-18 6.3×10-36 5.6×10-12 2.8×10-39 A.向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体,有浑浊出现 B.除去FeSO4溶液中的CuSO4,可选用FeS作沉淀剂 C.向含等物质的量MgCl2和FeCl3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先出现的沉淀是Mg(OH)2 D.向1 mL 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液中滴加2 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,取澄清溶液,滴加2滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,有浑浊出现 3.[2026·湖北武汉高二调研] 已知:常温下,Ksp(NiCO3)=1.4×10-7,Ksp(PbCO3)=1.4×10-13,则向浓度均为0.1 mol·L-1的Ni(NO3)2和Pb(NO3)2混合溶液中逐滴加入Na2CO3溶液,下列说法错误的是 (　) A.常温下在水中的溶解度:NiCO3>PbCO3 B.逐滴加入Na2CO3溶液,先生成NiCO3沉淀,后生成PbCO3沉淀 C.向NiCO3沉淀中加入Pb(NO3)2溶液,会生成PbCO3沉淀 D.逐滴加入Na2CO3溶液,当两种沉淀共存时,溶液中c(Ni2+)∶c(Pb2+)=106∶1 4.[2026·广东仲元中学高二期中] 分别进行下列操作,由现象得出的结论正确的是 (　) 选项 操作 现象 结论 A 将稀硫酸和Na2S反应生成的气体通入AgNO3与AgCl组成的悬浊液中 出现黑色沉淀 Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S) B 向盛有2 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液的试管中滴加1 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液,再向其中滴加4~5滴0.1 mol·L-1 KI溶液 先有白色沉淀生成,后又产生黄色沉淀 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI) C 向AgI悬浊液中滴入Na2S溶液 固体变黑 Ksp(Ag2S)>Ksp(AgI) D 将H2S气体通入浓度均为0.01 mol·L-1的ZnSO4和CuSO4溶液中 先出现CuS黑色沉淀 Ksp(CuS)<Ksp(ZnS) 5.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,下述方法中可行的是 (　) 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 ◆ 学习任务二　沉淀的转化 6.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 7.在25 ℃时,几种难溶电解质的溶度积常数(Ksp)如表所示,下列说法不正确的是 (　) 难溶 电解质 BaSO4(白) BaCO3(白) AgCl(白) AgBr(浅黄) Ksp 1.1×10-10 2.6×10-9 1.8×10-10 5.4×10-13 A.由溶度积常数可直接判断相同条件下的物质的溶解性大小 B.重晶石的主要成分是BaSO4,工业上常用饱和碳酸钠溶液反复浸泡重晶石,将难处理的BaSO4转化为更易处理的BaCO3 C.向AgCl的悬浊液中滴加饱和NaBr溶液,可以得到浅黄色AgBr悬浊液 D.在食盐除杂时,利用BaCl2除去溶液中的S后,应先过滤,再加入Na2CO3除去溶液中的Ba2+和Ca2+,过滤的目的是防止BaSO4转化为BaCO3 8.为研究沉淀的生成及转化,同学们进行如图所示实验。 下列关于该实验的分析不正确的是 (　) A.上述实验不能证明AgSCN向AgI沉淀转化反应的发生 B.①中产生白色沉淀的原因是c(Ag+)·c(SCN-)>Ksp(AgSCN) C.①中存在平衡:AgSCN(s)Ag+(aq) +SCN-(aq) D.②中无明显变化是因为溶液中的c(SCN-)过低 9.[2025·重庆卷] 某兴趣小组探究沉淀的转化。将2 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液与同浓度同体积的NaCl溶液混合,得悬浊液1,然后进行如下实验。下列叙述错误的是 (　) A.溶液A中c(Ag+)+c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(N)+c(OH-) B.溶液B中c(Cl-)>c([Ag(NH3)2]+) C.溶液C中c(H+)=c(OH-) D.上述实验可证明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI) 10.牙齿表面覆盖的牙釉质是人体中最坚硬的部分,起着保护牙齿的作用,其主要成分为羟基磷酸钙[Ca5(PO4)3OH]。在牙齿表面存在着如下平衡:Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3P(aq)+OH-(aq)　Ksp=6.8×10-37。已知Ca5(PO4)3F(s)的Ksp=2.8×10-61。下列说法错误的是 (　) A.残留在牙齿上的糖发酵会产生H+,经常吃糖易造成龋齿 B.由上述平衡可知,小孩长牙时要少吃糖多补钙 C.若减少OH-的浓度,上述平衡将向右移动,Ksp的值相应增大 D.使用含氟牙膏能防止龋齿,是因为Ca5(PO4)3OH(s)转化为更难溶的Ca5(PO4)3F(s) 11.可溶性钡盐有毒,医院中常用硫酸钡这种钡盐作为内服造影剂。已知:Ksp(BaCO3)=5.0×10-9;Ksp(BaSO4)=1.0×10-10。下列推断正确的是 (　) A.饱和BaCO3溶液中存在:c(Ba2+)=c(HC)+c(C) B.向BaCO3、BaSO4的饱和混合溶液中加入少量BaCl2,溶液中减小 C.不用碳酸钡作为内服造影剂,是因为Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4) D.若每次加入1 L 2 mol·L-1的Na2CO3溶液,至少需要6次可将0.2 mol BaSO4转化为BaCO3 12.将燃煤烟气(含SO2、O2等)通入软锰矿粉(主要成分为MnO2,含少量Fe、Al的氧化物杂质)悬浊液中反应制备MnSO4。反应放热,采用冷水浴控温25 ℃。实验时吸收液中H2SO4和MnSO4的浓度随吸收时间的变化如图所示。吸收完成后,溶液中c(Mn2+)=0.2 mol·L-1。已知:室温下Ksp[Al(OH)3]=10-33、Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39、Ksp[Mn(OH)2]=2×10-13。溶液中离子浓度小于等于10-5 mol·L-1即认为已经除尽。下列说法不正确的是 (　) A.MnO2和SO2反应的化学方程式为MnO2+SO2MnSO4 B.控温25 ℃有利于提高悬浊液对SO2的吸收率 C.MnO2对该体系中的副反应具有催化作用 D.调节吸收液pH为5,可除去Fe3+、Al3+杂质 13.工业上以菱锰矿(主要成分为MnCO3,还含少量的FeCO3、MgCO3、CaCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下。 已知:①该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示: 金属离子 Al3+ Fe3+ Fe2+ Mn2+ Mg2+ 开始沉淀的pH 3.4 1.9 7.0 8.1 9.1 沉淀完全的pH 4.7 3.2 9.0 10.1 11.1 ②常温下,Ksp(CaF2)=1.60×10-10, Ksp(MgF2)=6.40×10-11。 回答下列问题: (1)对菱锰矿预处理时需要粉碎,从反应速率角度分析其原因: 　 。  (2)向“浸出液”中加入MnO2的作用是 　　　　　　 　　。  (3)加入氨水调节溶液pH的范围:　 。  (4)“滤渣1”和“滤渣2”的主要成分的化学式分别为　　　　　　　　,　 。  (5)加入NH4F的目的是将Ca2+、Mg2+沉淀除去,常温下,当溶液中Ca2+、Mg2+完全除去时c(Mn+)≤1.0×10-5 mol·L-1,则c(F-)≥　　　　　　　　mol·L-1。  (6)“沉锰”:在30~35 ℃下,将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中,控制反应液的最终pH在6.5~7.0,得到MnCO3沉淀,该反应的离子方程式为　 ;实验室可利用Na2S2O8溶液来检验Mn2+是否反应完全:2Mn2++5S2+8H2O16H++10S+2Mn,如何确定“沉锰”中Mn2+已完全反应? 　 。  学科网（北京）股份有限公司 $