2018届高考化学二轮复习难溶电解质的沉淀溶解.doc

难溶电解质的沉淀溶解平衡
一、选择题(每小题6分,共54分)
1.下列化学原理的应用,主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是(A)
①热纯碱溶液的洗涤油污能力强　②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐混用后,常用0.5%的Na2SO4溶液解毒　③溶洞、珊瑚的形成　④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡则能　⑤泡沫灭火器灭火的原理
A.②③④ B.①②③
C.③④⑤ D.①②③④⑤
【解析】①热纯碱溶液的洗涤油污能力强,应用了盐类水解原理;②Ba2+有毒,所以可溶性的钡盐有毒,Ba2+和SO42-反应生成不溶于酸和水的硫酸钡,可以用沉淀溶解平衡原理来解释;③水中含有Ca2+,空气中有二氧化碳,二氧化碳、H2O和Ca2+反应生成难溶性的碳酸钙,长时间反应,形成溶洞、珊瑚,可以用沉淀溶解平衡原理来解释;④碳酸钡能和盐酸反应生成氯化钡和二氧化碳、水,硫酸钡和盐酸不反应,所以碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡则能,可以用沉淀溶解平衡原理来解释;⑤碳酸氢钠和硫酸铝相互促进水解产生二氧化碳,利用的是盐类水解原理。
2.在BaSO3(s)Ba2+(aq)+SO32-(aq)平衡体系中,下列措施可使沉淀量减少的是(C)
A.加入K2SO3(s) B.加入稀HNO3
C.加入稀盐酸 D.加入BaCl2(s)
【解析】加入K2SO3或BaCl2均使平衡逆向移动,加入HNO3将BaSO3氧化成BaSO4,均使沉淀质量增大;加入HCl,平衡正向移动,沉淀质量减小。
3.有关CaCO3的溶解平衡的说法中不正确的是(B)
A.CaCO3沉淀析出和沉淀溶解不断进行,但速率相等
B.CaCO3难溶于水,其饱和溶液几乎不导电,属于弱电解质溶液
C.升高温度,CaCO3的溶解度增大
D.向CaCO3沉淀中加入纯碱固体,CaCO3的溶解度降低
【解析】A项,达到平衡时v(沉淀溶解)=v(沉淀析出),正确;B项,CaCO3难溶于水,但溶解的部分完全电离,属于强电解质,错误;C项,一般来说,温度越高,溶解度越大,正确;D项,纯碱电离出的CO32-抑制CaCO3沉淀溶解,CaCO3的溶解度降低,正确。
4.在T ℃时,AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(假设AgCl饱和溶液的密度与水的密度相等)。下列说法错误的是(D)

A.在T ℃时,AgCl的Ksp为4×10-10
B.在T ℃时,c点溶液中一定有AgCl沉淀析出
C.在T ℃时,AgCl的溶解度约为2.87×10-4 g
D.d点溶液,温度升高后c(Ag+)、c(Cl-)均不变
【解析】曲线上的点均处于溶解平衡状态,选取b点可求出T ℃时AgCl的Ksp为2×10-5×2×10-5=4×10-10,A项正确;c点溶液中c(Ag+)·c(Cl-)>Ksp,析出AgCl,B项正确;T ℃时,1 L饱和溶液中含有AgCl的质量为1 L×2×10-5 mol·L-1×143.5 g·mol-1=2.87×10-3 g,即100 g水中溶解约2.87×10-4 g AgCl,C项正确;d点为AgCl饱和溶液,升高温度,Ksp增大,促进溶解,c(Ag+)、c(Cl-)均增大,D项错误。
5.[2016·开封模拟]不同温度(T1和T2)时,硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。下列说法正确的是(D)

A.T1>T2
B.加入BaCl2固体,可使a点变成c点
C.c点时,在T1、T2两个温度下均有固体析出
D.a点和b点的Ksp相等
【解析】在T2时硫酸钡的Ksp大,故T2>T1,A项错误;硫酸钡溶液中存在沉淀溶解平衡,a点在平衡曲线上,加入BaCl2固体,会增大c(Ba2+),平衡左移,c(SO42-)应降低,所以不能使溶液由a点变到c点,B项错误;在T1时c点表示Qc>Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出,在T2时c点表示Qc<Ksp,溶液不饱和,没有沉淀析出,C项错误;Ksp只与温度有关,温度不变,Ksp不变,D项正确。
6.某混合液中含有等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3。已知如表数据,下列叙述正确的是(D)
物质
Cu(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ksp/25 ℃
2.2×10-20
8.0×10-16
4.0×10-38
完全沉淀时的pH
≥6.4
≥9.6
3~4

A.混合溶液中:c(SO42-)∶c(金属离子)=5∶4
B.若向混合溶液中加入铁粉,不可能观察到红色固体析出
C.若向混合溶液中加入足量氯水,调节pH到3~4后过滤,得到纯净的CuSO4溶液
D.若向混合溶液中逐滴加入烧碱溶液,首先生成Fe(OH)3沉淀
【解析】A项,Cu2+、Fe2+、Fe3+在水溶液中会发生水解,所以该混合溶液中c(SO42-)∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]>5∶4,错误;B项,氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,加入铁粉先和Fe3+发生氧化还原反应,所以开始时无红色固体析出,随铁量的增多,Fe3+全部反应后会生成红色铜,错误;C项,引入了杂质Cl-,错误。
7.已知25 ℃时,Ka(HF)=6.0×10-4,Ksp(MgF2)=5.0×10-11。现向1 L 0.2 mol·L-1 HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L-1 MgCl2溶液。下列说法中正确的是(D)
A.25 ℃时,0.1 mol·L-1 HF溶液中pH=1
B.0.2 mol·L-1 MgCl2溶液中离子浓度关系为2c(Mg2+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)
C.2HF(aq)+Mg2+(aq)MgF2(s)+2H+(aq),该反应的平衡常数K=1.2×107
D.该反应体系中有MgF2沉淀生成
【解析】A项,HF是弱酸,25 ℃时,0.1 mol·L-1 HF溶液中pH>1,错误;B项,MgCl2属于强酸弱碱盐,溶液中离子浓度关系为c(Cl-)>2c(Mg2+)>c(H+)>c(OH-),错误,C项,该反应的平衡常数K=Ka2(HF)/Ksp(MgF2)=7.2×103,错误;D项,两溶液混合后c(HF)=0.1 mol·L-1,c(Mg2+)=0.1 mol·L-1,c(F-)=6.0×10-4×0.1 mol·L-1,所以Qc=c(Mg2+)·c2(F-)=0.1×6.0×10-5=6.0×10-6>Ksp,说明有MgF2沉淀生成,正确。
8.化工生产中含Cu2+的废水常用MnS(s)作沉淀剂,其反应原理为Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq)。下列有关该反应的推理不正确的是(A)
A.该反应达到平衡时:c(Cu2+)=c(Mn2+)
B.CuS的溶解度可能比MnS的溶解度小
C.往平衡体系中加入少量Cu(NO3)2(s)后,c(Mn2+)变大
D.该反应的平衡常数表达式:K=Ksp(MnS)Ksp(CuS)
【解析】反应达到平衡时,c(Cu2+)和c(Mn2+)不再变化,但两者不一定相等,A项错误;该反应是沉淀的转化,溶解度小的物质能够转化为溶解度更小的物质,B项正确;加入Cu(NO3)2(s),溶液中的c(Cu2+)增大,平衡向正反应方向移动,c(Mn2+)增大,C项正确;Ksp(MnS)=c(Mn2+)·c(S2-),Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-),所以Ksp(MnS)/Ksp(CuS)=c(Mn2+)/c(Cu2+)=K,D项正确。
9.[2017·重庆巴蜀中学三诊]H2C2O4水溶液中H2C2O4、HC2O4-和C2O42-三种形态的粒子的分布分数δ随溶液pH变化的关系如图所示[已知Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9]。下列说法正确的是(B)

A.曲线①代表的粒子是HC2O4-
B.0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液中:c(C2O42-)>c(H2C2O4)
C.pH=5时,溶液中主要含碳物的浓度大小关系为c(C2O42-)>c(H2C2O4)>c(HC2O4-)
D.一定温度下,向CaC2O4饱和溶液中加入少量CaCl2固体,c(C2O42-)将减小,c(Ca2+)不变
【解析】曲线①②③分别代表H2C2O4、HC2O4-和 C2O42-,A、C项错误;由图中看出pH大于6时,HC2O4-几乎不存在,NaHC2O4溶液呈酸性,HC2O4-的电离程度大于水解程度,故c(C2O42-)>c(H2C2O4),B项正确;温度不变,Ksp(CaC2O4)不变,向 CaC2O4饱和溶液中加入少量CaCl2固体,c(C2O42-)将减小,c(Ca2+)增大,D项错误。
二、非选择题(共46分)
10.(16分)已知几种难溶电解质的Ksp(25 ℃时)如下表所示:
沉淀溶解平衡
Ksp
AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq)
5.0×10-13 mol2·L-2
AgI(s)Ag+(aq)+I-(aq)
8.3×10-17 mol2·L-2
FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq)
6.3×10-18 mol2·L-2
ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)
1.6×10-24 mol2·L-2
CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)
1.3×10-36 mol2·L-2

(1)AgBr、AgI、FeS、ZnS、CuS的溶解能力由大到小的顺序为　AgBr>AgI>FeS>ZnS>CuS　。 
(2)向饱和的AgI溶液中加入固体硝酸银,则c(I-)　减小　(填“增大”“减小”或“不变”),若改加AgBr固体,则c(Ag+)　增大　(填“增大”“减小”或“不变”)。 
(3)在25 ℃时,向100 mL浓度均为0.1 mol·L-1的FeCl2、ZnCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入Na2S溶液,生成沉淀的先后顺序是　CuS、ZnS、FeS　(用沉淀物的化学式表示)。 
(4)在25 ℃时,把ZnS加入蒸馏水中,一定时间后达到如下平衡:ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq),下列措施可使ZnS(s)减少的是　CD　。 
A.加入少量CuS固体 B.加入少量FeS固体
C.加入少量FeCl2固体 D.加入少量CuCl2固体
【解析】(1)AgBr、AgI、FeS、ZnS、CuS组成相似,溶度积越大,溶解能力越强,故溶解能力:AgBr>AgI>FeS>ZnS>CuS。(2)碘化银的溶度积不变,加入硝酸银,Ag+浓度增大,所以c(I-)减小;AgBr的溶度积大于碘化银的溶度积,加入AgBr,c(Ag+)增大。(3)最先生成溶度积小的物质,生成的沉淀的先后顺序是CuS、ZnS、FeS。(4)加入少量CuS固体、FeS固体,两者均难溶于水,不能使c(Cu2+)·c(S2-)或c(Fe2+)·c(S2-)大于相应的Ksp,而加入少量FeCl2或CuCl2固体可满足c(Fe2+)·c(S2-)或c(Cu2+)·c(S2-)大于相应的Ksp,可生成CuS或FeS沉淀,进而促进ZnS溶解,故选C、D项。
11.(14分)某兴趣小组为探究沉淀溶解平衡的原理并测定某温度下PbI2的溶度积常数,设计如下实验。
Ⅰ.取100 mL蒸馏水,加入过量的PbI2固体(黄色),搅拌,静置,过滤到洁净的烧杯中,得到滤液。
(1)搅拌的目的是　使碘化铅充分溶解　。 
(2)取少量滤液于试管中,向其中滴加几滴0.1 mol·L-1 KI溶液,观察到的现象是　产生黄色沉淀(或产生黄色浑浊)　,溶液中c(Pb2+)　减小　(填“增大”“减小”或“不变”)。 
Ⅱ.准确量取10.00 mL滤液,与离子交换树脂(RH)发生反应:2RH+Pb2+R2Pb+2H+,交换完成后,流出溶液用中和滴定法测得n(H+)=3.000×10-5 mol。
(3)在此实验温度下,PbI2的溶度积常数Ksp=　1.35×10-8　。 
(4)若步骤Ⅰ盛装滤液的烧杯中有少量水,Ksp测定结果将会　偏小　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 
【解析】(2)PbI2的饱和溶液中,增加I-浓度,沉淀溶解平衡:PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)左移,生成沉淀,溶液中的Pb2+浓度减小。(3)c(Pb2+)=12c(H+)=12×n(H+)V=12×3.000×10-5mol0.01 L=1.5000×10-3 mol·L-1,c(I-)=2c(Pb2+)=3.000×10-3 mol·L-1,Ksp=c2(I-)·c(Pb2+)=(3.000×10-3)2×1.5000×10-3=1.35×10-8。(4)若烧杯中含有水,相当于将滤液稀释,实际上c(I-)和c(Pb2+)减小,导致测量结果偏小。
12.(16分)金属氢氧化物在酸中溶解度不同,因此可以利用这一性质通过控制溶液的pH,达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度如图所示。

(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是　Cu2+　(写化学式)。 
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+,应该控制溶液的pH为　B　。 
A.<1　　　　B.4左右　　　　C.>6
(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+杂质,　不能　(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去,理由是　Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小　。 
(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:　Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O　。 
(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表。
物质
FeS
MnS
CuS
PbS
HgS
ZnS
Ksp
6.3×10-18
2.5×10-13
1.3×10-36
3.4×10-28
6.4×10-53
1.6×10-24

某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,最适宜向此工业废水中加入过量的　B　(选填序号)除去它们。 
A.NaOH　　　　B.FeS　　　　C.Na2S
【解析】(1)由题图可知,在pH=3时,溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀,主要以Cu2+形式存在。(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)从题给图示关系可看出,Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小,无法通过调节溶液pH的方法分离。(4)氢氧化铜沉淀溶于氨水生成[Cu(NH3)4]2+,反应的离子方程式为Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。(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的金属硫化物沉淀,同时又不引入其他离子。