2022届高考化学一轮复习-课后限时集训28-沉淀溶解平衡鲁科版.doc

2022届高考化学一轮复习 课后限时集训28 沉淀溶解平衡鲁科版

2022届高考化学一轮复习 课后限时集训28 沉淀溶解平衡鲁科版

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- 9 -

课后限时集训(二十八)
(建议用时：40分钟)

1．龋齿是有机酸使牙齿中的Ca5(PO4)3(OH)溶解造成的。饮水、食物里的F－会将其转化为Ca5(PO4)3F，后者更能抵抗酸的腐蚀。下列分析不正确的是 (　　)
A．溶解度：Ca5(PO4)3(OH)<Ca5(PO4)3F
B．Ca5(PO4)3(OH)电离出来的OH－、PO均能与H＋反应
C．牙膏中添加NaF可发生反应：Ca5(PO4)3(OH)＋F－===Ca5(PO4)3F＋OH－
D．上述过程涉及的反应类型只有复分解反应
A　[饮水、食物里的F－会将Ca5(PO4)3(OH)转化为Ca5(PO4)3F，应生成溶解度更小的物质，即溶解度Ca5(PO4)3(OH)>Ca5(PO4)3F，故A错误；Ca5(PO4)3(OH)为弱酸的碱式盐，OH－、PO均能与H＋反应生成水和HPO、H2PO等，故B正确；牙膏中添加NaF，可生成Ca5(PO4)3F，发生反应Ca5(PO4)3(OH)＋F－===Ca5(PO4)3F＋OH－，相互交换成分，为复分解反应，故C、D正确。]
2．某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸，下列说法正确的是 (　　)
A．AgCl的溶解度、Ksp均减小
B．AgCl的溶解度、Ksp均不变
C．AgCl的溶解度减小、Ksp不变
D．AgCl的溶解度不变，Ksp减小
C　[向AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸，c(Cl－)增大，导致溶解平衡AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)逆向移动，则AgCl的溶解度减小，但温度不变，Ksp不变。]
3．往锅炉注入Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸去除，下列叙述中正确的是(　　)
A．温度升高，Na2CO3溶液的KW增大，[OH－]减小
B．CaSO4能转化为CaCO3，说明Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)　
C．CaCO3溶解于盐酸而CaSO4不溶，是因为硫酸酸性强于盐酸
D．沉淀转化的离子方程式为CO(aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋SO(aq)
D　[温度升高，水的电离平衡正向移动，KW增大，温度升高，Na2CO3的水解平衡正向移动，[OH－]增大，A项错误；Ksp(CaCO3)<Ksp(CaSO4)，B项错误；CaCO3与盐酸反应生成可溶性的氯化钙、水和二氧化碳，CaSO4与盐酸不满足复分解反应发生的条件，与酸性强、弱无关，C项错误；硫酸钙较为致密，可转化为较为疏松且溶解度更小的碳酸钙，反应的离子方程式为CaSO4(s)＋CO(aq)CaCO3(s)＋SO(aq)，D项正确。]
4．已知在Ca3(PO4)2的饱和溶液中[Ca2＋]＝2.0×10－6 mol·L－1，[PO]＝1.58×10－6 mol·L－1，则Ca3(PO4)2的Ksp为(　　)
A．2.0×10－29 mol5·L－5 B．3.2×10－12 mol5·L－5
C．6.3×10－18 mol5·L－5 D．5.1×10－27 mol5·L－5
[答案]　A
5．已知部分钡盐的溶度积如下：Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9 mol2·L－2，Ksp[Ba(IO3)2]＝6.5×10－10 mol3·L－3，Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10 mol2·L－2，Ksp(BaCrO4)＝1.6×10－10 mol2·L－2。一种溶液中存在相同浓度的CO、CrO、IO、SO，且浓度均为0.001 mol·L－1，若向该溶液中逐滴滴入BaCl2溶液，首先发生的离子反应为(　　)
A．Ba2＋＋CO===BaCO3↓
B．Ba2＋＋CrO===BaCrO4↓
C．Ba2＋＋2IO===Ba(IO3)2↓
D．Ba2＋＋SO===BaSO4↓
D　[根据溶度积公式及溶液中阴离子的浓度，可以计算出开始出现BaCO3、BaCrO4、Ba(IO3)2、BaSO4沉淀时[Ba2＋]分别为5.1×10－6 mol·L－1、1.6×10－7 mol·L－1、6.5×10－4 mol·L－1、1.1×10－7 mol·L－1，故最先出现的沉淀是BaSO4，D项正确。]
6．溶洞的形成与碳酸钙的溶解平衡有关。如图是碳酸钙(CaCO3)在25 ℃和100 ℃两种情况下，在水中的沉淀溶解平衡曲线。下列有关说法正确的是(　　)

A．CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)　ΔH<0
B．a、b、c、d四点对应的溶度积Ksp相等
C．25 ℃时，CaCO3的Ksp＝2.8×10－9 mol2·L－2
D．温度不变，挥发水分，可使溶液由a点变到c点
[答案]　C
7．已知lg 2＝0.301 0，Ksp[Mn(OH)2]＝2.0×10－13 mol3·L－3。实验室制氯气的废液中含c(Mn2＋)＝0.1 mol·L－1，向该溶液中滴加稀氢氧化钠溶液至Mn2＋完全沉淀的最小pH等于(　　)
A．8.15　　　　　 B．9.3
C．10.15 D．11.6
C　[Mn2＋沉淀较为完全时的浓度为1×10－5 mol·L－1，已知Ksp＝[Mn2＋][OH－]2，[OH－]＝＝ mol·L－1＝×10－4 mol·L－1，[H＋]＝＝ mol·L－1＝×10－10 mol·L－1，所以pH＝－lg＝10＋lg 2≈10.15。]
8．t ℃时，AgCl(s)与AgI(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡，相关离子浓度的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．曲线M表示－lg [Ag＋]与－lg [I－]的变化关系
B．t ℃时，向Z点对应的溶液中加入蒸馏水，可使溶液变为曲线M对应的饱和溶液
C．t ℃时，AgCl(s)＋I－(aq)AgI(s)＋Cl－(aq)的平衡常数K＝1×103
D．t ℃时，向浓度均为0.1 mol·L－1的KI与KCl混合溶液中加入AgNO3溶液，当Cl－刚好完全沉淀时，[I－]＝1×10－11 mol·L－1
D　[对于曲线N，当－lg [Ag＋]＝16时，即[Ag＋]＝10－16 mol·L－1，[X－]＝1 mol·L－1，Ksp＝1×10－16，对于曲线M，当－lg [Ag＋]＝10时，即[Ag＋]＝10－10 mol·L－1，[X－]＝1 mol·L－1，Ksp＝1×10－10。由于Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)，故曲线N表示－lg [Ag＋]与－lg [I－]的变化关系，A错误。t ℃时，Z点对应的溶液中Q(AgI)＝c(Ag＋)·c(I－)>Ksp(AgI)，Q(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)<Ksp(AgCl)，故Z点对应溶液可表示为AgI的过饱和溶液或AgCl的不饱和溶液。由于向Z点溶液中加入蒸馏水，银离子浓度及卤离子浓度均减小，所以可使溶液变为曲线N对应的饱和溶液，B错误。t ℃时，AgCl(s)＋I－(aq)AgI(s)＋Cl－(aq)的平衡常数K＝＝1×106，C错误。t ℃时，向浓度均为0.1 mol·L－1的KI与KCl混合溶液中加入AgNO3溶液，当Cl－刚好完全沉淀时，[Cl－]＝1×10－5 mol·L－1，[Ag＋]＝ mol·L－1＝1×10－5 mol·L－1，此时[I－]＝ mol·L－1＝1×10－11 mol·L－1，D正确。]
9.(2020·湖北七市联考)常温下，取一定量的PbI2固体配成饱和溶液，T时刻改变某一条件，离子的浓度变化如图所示(注：第一次平衡时[I－]＝2×10－3 mol·L－1，[Pb2＋]＝1×10－3 mol·L－1)，下列有关说法正确的是 (　　)

A．常温下，PbI2的Ksp＝2×10－6 mol3·L－3
B．温度不变，向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液，PbI2的溶度积不变，Pb2＋浓度不变
C．常温下Ksp(PbS)＝8×10－28 mol2·L－2，向PbI2的悬浊液中加入Na2S溶液，PbI2(s)＋S2－(aq)PbS(s)＋2I－(aq)反应的化学平衡常数为5×1018 mol·L－1
D．T时刻改变的条件是升高温度，PbI2的Ksp增大
C　[由PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)得Ksp＝[Pb2＋][I－]2＝1×10－3×(2×10－3)2 mol3·L－3＝4×10－9 mol3·L－3，A错误；由于硝酸铅是强电解质，完全电离产生Pb2＋，温度不变，PbI2的溶度积不变，但Pb2＋浓度增大，B错误；PbI2(s)＋S2－(aq)PbS(s)＋2I－(aq)反应的平衡常数K＝＝＝ mol·L－1＝5×1018 mol·L－1，C正确；T时刻若改变的条件是升高温度，[Pb2＋]、[I－]均呈增大趋势，D错误。]
10．(1)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2＋。在提纯时为了除去Fe2＋，常加入合适氧化剂，使Fe2＋氧化为Fe3＋，下列物质可采用的是________。
A．KMnO4 B．H2O2　　
C．Cl2 D．HNO3
然后再加入适当物质调整至溶液pH＝3.6，使Fe3＋转化为Fe(OH)3，可以达到除去Fe3＋而不损失CuSO4的目的，调整溶液pH可选用下列物质中的________。
A．NaOH B．NH3·H2O
C．CuO D．Cu(OH)2
(2)甲同学怀疑调整至溶液pH＝3.6是否能达到除去Fe3＋而不损失Cu2＋的目的，乙同学认为可以通过计算确定，他查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp＝8.0×10－38 mol4·L－4，Cu(OH)2的溶度积Ksp＝3.0×10－20 mol3·L－3，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时就沉淀完全，设溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol·L－1，则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为________，Fe3＋完全沉淀时溶液的pH为________，通过计算确定上述方案________(填“可行”或“不可行”)。(已知lg2＝0.3)
[解析]　(1)A、C、D三项虽然能氧化Fe2＋，但引入了新的杂质离子，故只有B项符合要求。加入CuO、Cu(OH)2能中和溶液中的H＋，达到调节溶液pH的效果，而没有引入新的杂质离子。(2)由Ksp[Cu(OH)2]＝[Cu2＋]×[OH－]2＝3.0×10－20，求得[OH－]＝10－10 mol·L－1，pH＝4，而Fe3＋沉淀完全时，则满足Ksp[Fe(OH)3]＝8.0×10－38，此时[Fe3＋]＝1×10－5 mol·L－1，此时[OH－]＝2×10－11 mol·L－1，pH＝3.3，也就是说，当Cu2＋还未沉淀时，Fe3＋早已沉淀完全，可行。
[答案]　(1)B　C、D　(2)4　3.3　可行

11．温度25 ℃时，用Na2S沉淀Cu2＋、Zn2＋两种金属离子(M2＋)，所需S2－最低浓度的对数值lg [S2－]与lg[M2＋]关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．Na2S溶液中：[S2－]＋[HS－]＋[H2S]＝2[Na＋]
B．25 ℃时，Ksp(CuS)约为1×10－35 mol2·L－2
C．向100 mL浓度均为10－5 mol·L－1 Zn2＋、Cu2＋的混合溶液中逐滴加入10－4 mol·L－1的Na2S溶液，Cu2＋先沉淀
D．向Cu2＋浓度为10－5 mol·L－1废水中加入ZnS粉末，会有CuS沉淀析出
A　[硫化钠溶液中的物料守恒为2[S2－]＋2[HS－]＋2[H2S]＝[Na＋]，故A错误；在25 ℃时，CuS饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：CuS(s)Cu2＋(aq)＋S2－(aq)，Ksp(CuS)＝[Cu2＋][S2－]＝10－25×10－10 mol2·L－2＝10－35 mol2·L－2，故B正确；依据题图可知，CuS的Ksp较小，故CuS最难溶，那么首先出现的沉淀是CuS，即Cu2＋先沉淀，故C正确；由于在25 ℃下，CuS溶液的Ksp是10－35 mol2·L－2，小于ZnS溶度积，故向Cu2＋浓度为10－5 mol·L－1废水中加入ZnS粉末，会有CuS沉淀析出，故D正确。]
12．(2020·淄博模拟)常温下，将11.65 g BaSO4粉末置于盛有250 mL蒸馏水的烧杯中，然后向烧杯中加入Na2CO3固体(忽视溶液体积的变化)并充分搅拌，加入Na2CO3固体的过程中，溶液中几种离子的浓度变化曲线如图所示，下列说法中不正确的是(　　)

A．相同温度时，Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)
B．若使0.05 mol BaSO4全部转化为BaCO3，至少加入1.3 mol Na2CO3
C．BaSO4恰好全部转化为BaCO3时，溶液中离子浓度大小为[CO]＞[SO]＞[OH－]＞[Ba2＋]
D．BaSO4在水中的溶解度、Ksp均比在BaCl2溶液中的大
D　[BaSO4在BaCl2溶液中，由于Ba2＋的存在，使沉淀溶解平衡向生成沉淀方向移动，因此在BaCl2溶液中的溶解度变小，Ksp只随温度的改变而改变，无论在水中还是BaCl2溶液中，Ksp值是不变的，D错误。]
13．某温度时，CuS、MnS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．a点对应的Ksp大于b点对应的Ksp
B．向CuSO4溶液中加入MnS发生如下反应：Cu2＋(aq)＋MnS(s)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)
C．在含有CuS和MnS固体的溶液中，[Cu2＋]∶[Mn2＋]＝(2×10－23)∶1
D．该温度下，Ksp(CuS)小于Ksp(MnS)
A　[因为a点和b点都在CuS的沉淀溶解平衡曲线上，Ksp是定值，A错误；因为Ksp(CuS)<Ksp(MnS)，向CuSO4溶液中加入MnS，可以发生沉淀转化反应：Cu2＋(aq)＋MnS(s)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)，B正确；从图像可知Ksp(CuS)＝0.01×6×10－34＝6×10－36、Ksp(MnS)＝0.01×3×10－11＝3×10－13，在含有CuS和MnS固体的溶液中[S2－]相同，[Cu2＋]∶[Mn2＋]＝Ksp(CuS)∶Ksp(MnS)＝(2×10－23)∶1，C、D正确。]
14．(1)已知常温下，Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9 mol2·L－2，Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10 mol2·L－2。
①现将浓度为2×10－4 mol·L－1 的Na2CO3溶液与BaCl2溶液等体积混合，则生成BaCO3沉淀所需BaCl2溶液的最小浓度为________ mol·L－1。
②向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液，当有BaCO3沉淀生成时，溶液中的值为________(保留三位有效数字)。
(2)已知25 ℃时Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38 mol4·L－4，此温度下若在实验室中配制5 mol·L－1 100 mL FeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入________mL 2 mol·L－1的盐酸(忽略加入盐酸体积)。
(3)Na2SO3溶液与CaCl2溶液混合会生成难溶的CaSO3(Ksp＝3.1×10－7 mol2·L－2)，现将等体积的CaCl2溶液与Na2SO3溶液混合，若混合前Na2SO3溶液的浓度为2×10－3 mol·L－1，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为________________。
(4)在某温度下，Ksp(FeS)＝6.25×10－18 mol2·L－2，FeS饱和溶液中[H＋]与[S2－]之间存在关系：[H＋]2[S2－]＝1.0×10－22，为了使溶液里[Fe2＋]达到1 mol·L－1，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的[H＋]约为________________。
[解析]　(1)①生成沉淀，需要BaCl2溶液的最小浓度根据[Ba2＋][CO]＝Ksp(BaCO3)计算可得，因为是等体积混合，[CO]＝2×10－4÷2 mol·L－1＝1×10－4 mol·L－1，混合溶液中[Ba2＋]＝＝ mol·L－1＝2.6×10－5 mol·L－1，即生成BaCO3沉淀时所需BaCl2溶液的最小浓度为2.6×10－5×2 mol·L－1＝5.2×10－5 mol·L－1。②根据题意：＝＝＝≈23.6。
(2)若使配制过程不出现浑浊现象，则c(Fe3＋)·c3(OH－)≤Ksp，代入有关数据后可求出c(OH－)≤ mol·L－1＝2×10－13 mol·L－1，c(H＋)≥5×10－2 mol·L－1，故至少要加入2.5 mL相应的盐酸。
(3)根据CaSO3的Ksp＝3.1×10－7 mol2·L－2，生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为×2 mol·L－1＝6.2×10－4 mol·L－1。
(4)根据Ksp(FeS)得：[S2－]＝ mol·L－1＝6.25×10－18 mol·L－1，根据[H＋]2[S2－]＝1.0×10－22得：[H＋]＝ mol·L－1＝4×10－3 mol·L－1。
[答案]　(1)①5.2×10－5　②23.6　(2)2.5
(3)6.2×10－4 mol·L－1　(4)4×10－3 mol·L－1