2022届高考化学一轮复习课时集训：第27讲-难溶电解质的溶解平衡-Word版含解析.doc

第27讲　难溶电解质的溶解平衡
课时集训
测控导航表
知识点
基础
能力
挑战
外界条件对沉淀平衡的影响
1

沉淀溶解平衡的应用
2
8,9,10

溶度积常数的计算及其应用
3,4
6,7
12
综合
5
11
13

1.(2017·吉林第二中学月考)25 ℃时,在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq),加入KI溶液,下列说法正确的是(　D　)
A.溶液中Pb2+和I-浓度都增大
B.溶度积常数Ksp增大
C.沉淀溶解平衡向右移动
D.溶液中Pb2+浓度减小
解析:25 ℃时,在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq),加入KI溶液,I-浓度增大,沉淀溶解平衡向左移动。溶液中Pb2+浓度减小,A错误、D正确;温度不变,溶度积常数Ksp不变,B错误;沉淀溶解平衡向左移动,C错误。
2.(2018·辽宁大连高三测试)将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合,再加入足量浓AgNO3溶液,则下列说法正确的是(　D　)
A.只有AgBr沉淀生成
B.AgCl和AgBr沉淀等量生成
C.生成的AgCl沉淀少于AgBr沉淀
D.生成的AgCl沉淀多于AgBr沉淀
解析:由于浓AgNO3溶液是足量的,Cl-和Br-都会与过量的Ag+结合形成沉淀,但Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),AgBr的溶解度相对更小,混合液中c(Cl-)远大于c(Br-),所以生成的AgCl沉淀多于AgBr沉淀,D项正确。
3.(2017·广东增城模拟)已知几种硫化物的溶度积常数如下表所示:
化学式
FeS
CuS
MnS
HgS
Ksp
6.3×10-18
1.3×10-36
2.5×10-13
6.4×10-53
下列离子方程式正确的是(　A　)
A.FeS(s)+Hg2+(aq)HgS(s)+Fe2+(aq)
B.CuS(s)+Fe2+(aq)FeS(s)+Cu2+(aq)
C.HgS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Hg2+(aq)
D.HgS(s)+Mn2+(aq)MnS(s)+Hg2+(aq)
解析:FeS、CuS、MnS、HgS的组成类型相同,根据表格数据可知,Ksp(MnS)>Ksp(FeS)>Ksp(CuS)>Ksp(HgS),溶度积较大的物质易转化成溶度积较小的物质,选A。
4.(2017·河南中原名校质检)已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,
Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,在某含有Fe3+和Cu2+的溶液中,c(Fe3+)为4.0×10-8 mol·L-1,现向该溶液中滴加氨水,当开始出现氢氧化铁沉淀时,溶液的pH及溶液中允许的最大c(Cu2+)为(　C　)
A.10　2.2 mol·L-1 B.4　2.2×10-1 mol·L-1
C.4　2.2 mol·L-1 D.10　2.2×10-1 mol·L-1
解析:当开始出现氢氧化铁沉淀时根据氢氧化铁的溶度积常数可知溶液中氢氧根离子浓度为 mol·L-1=10-10 mol·L-1,则溶液的pH=4,此时溶液中铜离子的浓度是 mol·L-1=2.2 mol·L-1,即溶液中允许的最大铜离子浓度为2.2 mol·L-1,C正确。
5.导学号 96656175已知25 ℃:
难溶电解质
CaCO3
CaSO4
MgCO3
Ksp
2.8×10-9
9.1×10-6
6.8×10-6
某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性,实验步骤
如下:
①向0.1 mol·L-1的CaCl2溶液100 mL中加入0.1 mol·L-1的Na2SO4溶液100 mL,立即有白色沉淀生成。
②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g,搅拌,静置沉淀后弃去上层
清液。
③再加入蒸馏水搅拌,静置后再弃去上层清液。
④　 。 
(1)由题中信息Ksp越大,表示电解质的溶解度越　　　 　(填“大”或“小”)。 
(2)写出第②步发生反应的化学方程式:  　。 
(3)设计第③步的目的是　 。 
(4)请补充第④步操作及发生的现象:  　。 
(5)请写出该原理在实际生活、生产中的一个应用:  　。 
解析:Ksp越大,表示电解质的溶解度越大,溶解度大的沉淀会向溶解度小的沉淀转化,要证明CaSO4完全转化为CaCO3,可以加入盐酸,因为CaSO4不和盐酸反应,而CaCO3可完全溶于盐酸。在实际生活、生产中利用此反应可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸除去。
答案:(1)大　(2)Na2CO3(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+Na2SO4(aq)　(3)洗去沉淀中附着的S　(4)向沉淀中加入足量的盐酸,沉淀完全溶解,并放出无色无味的气体 (5)将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸除去

6.(2018·黑龙江双鸭山期中)某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(　C　)

A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C.d点无BaSO4沉淀生成
D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
解析:硫酸钡溶液中存在着沉淀溶解平衡,a点在平衡曲线上,加入Na2SO4,会增大c(S),平衡左移,c(Ba2+)应降低,故A错误;d点时溶液不饱和,蒸发溶剂水,c(S)、c(Ba2+)均增大,故B错误;d点表示Qc<Ksp,溶液不饱和,不会有沉淀析出,故C正确;Ksp是一常数,温度不变,Ksp不变,在曲线上的任意一点Ksp都相等,故D错误。
7.(2017·河南林州一中月考)已知常温下Ksp(AgCl)=1.8×10-10,
Ksp(AgBr)=5×10-13,下列有关说法错误的是(　C　)
A.在饱和AgCl、AgBr的混合溶液中:=360
B.向AgCl悬浊液中滴加浓NaBr溶液会产生淡黄色沉淀
C.AgCl在水中的溶解度及Ksp均比在NaCl溶液中的大
D.欲用1 L NaCl溶液将0.01 mol AgBr转化为AgCl,则c(NaCl)≥
3.61 mol·L-1
解析:同一溶液中,c(Ag+)相同,溶液中同时存在如下两种关系式:
c(Ag+)·c(Br-)=Ksp(AgBr),c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl),所以c(Cl-)∶c(Br-)=Ksp(AgCl)∶Ksp(AgBr)=360,A项正确;由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),氯化银容易转化为淡黄色溴化银沉淀,B项正确;溶度积只与温度有关,C项错误;AgBr(s)+Cl-(aq)AgCl(s)+Br-(aq),平衡常数K==,当溴化银全部转化为氯化银时,溶液中Br-的浓度为0.01 mol·L-1,将有关数据代入计算式,求得平衡时Cl-浓度为
3.6 mol·L-1,溴化银转化过程中消耗了 0.01 mol Cl-,故氯化钠的最低浓度为 3.61 mol·L-1,D项正确。
8.(2017·吉林长春实验中学高二月考)25 ℃时,AgCl的白色悬浊液中,依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液。观察到的现象是先出现黄色沉淀,最终出现黑色沉淀。已知有关物质的溶度积Ksp(25 ℃)
如下:
化学式
AgCl
AgI
Ag2S
Ksp
1.8×10-10
8.51×10-16
6.3×10-50
下列叙述错误的是(　C　)
A.沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动
B.溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀
C.AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解程度相同
D.25 ℃时,在饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中,所含Ag+的浓度不同
解析:沉淀转化的实质就是由难溶物质转化为更难溶的物质,属于沉淀溶解平衡的移动,故A正确;对于相同类型的难溶性盐,一般情况下溶度积大的沉淀较易转化成溶度积小的沉淀,如向AgCl的白色悬浊液中加入KI溶液,可生成AgI沉淀,故B正确;由于溶度积是常数,AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解度不同,因为Cl-的浓度越大,AgCl的沉淀溶解平衡越向逆方向移动,溶解度减小,故C错误;根据Ksp表达式有饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中Ag+的浓度分别为 mol/L、 mol/L、 mol/L,
Ag+的浓度不同,故D正确。
9.(2018·山东潍坊一模)25 ℃时,FeS和ZnS的饱和溶液中,金属阳离子与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(　B　)

A.溶解度S(FeS)<S(ZnS)
B.a点表示FeS的不饱和溶液,且c(Fe2+)>c(S2-)
C.向b点对应溶液中加入Na2S溶液,可转化为c点对应的溶液
D.向c点对应的溶液中加入Na2S溶液,ZnS的Ksp增大
解析:由图可知ZnS的溶度积远小于FeS,又因为FeS和ZnS的摩尔质量相差不大,故溶解度S(FeS)>S(ZnS),A项错误;a点FeS的离子浓度积小于其溶度积,故为不饱和溶液,根据图中数据c(Fe2+)>c(S2-),B项正确;向b点对应溶液中加入Na2S溶液,c(S2-)增大,而b到c点c(S2-)减小,C项错误;Ksp只与温度有关,向c点对应的溶液中加入Na2S溶液,ZnS的Ksp不变,D项错误。
10.(2017·甘肃重点中学诊断) 已知p(Ba2+)=-lg c(Ba2+)、p(X2-)=-lg c(X2-),常温下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列叙述中正确的是(　C　)

A.p(Ba2+)=a时,两种盐的饱和溶液中离子浓度c(S)>c(C)
B.M点对应的溶液中Ba2+、C能形成BaCO3沉淀
C.相同条件下,S比C更易与Ba2+结合形成沉淀
D.BaSO4不可能转化为BaCO3
解析:由图像信息知Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),当p(Ba2+)=a时,两者的饱和溶液中c(C)>c(S),A错误、C正确;M点时,Qc(BaCO3)<Ksp(BaCO3),故无法形成 BaCO3沉淀,B错误;因两种盐的Ksp相差不大,故在一定条件下两者之间可相互转化,D错误。
11.导学号 96656176已知25 ℃时,Ksp(Ag2S)=6.3×10-50、Ksp(AgCl)=
1.5×10-16。沙市中学某研究性学习小组探究AgCl、Ag2S沉淀转化的原因。
步骤
现象
Ⅰ.将NaCl与AgNO3溶液混合
产生白色沉淀
Ⅱ.向所得固液混合物中加Na2S溶液
沉淀变为黑色
Ⅲ.滤出黑色沉淀,加入NaCl溶液
较长时间后,沉淀变为
乳白色
(1)Ⅰ中的白色沉淀是　　　　　　。 
(2)Ⅱ中能说明沉淀变黑的离子方程式是  　, 
沉淀转化的主要原因是　 。 
(3)滤出步骤Ⅲ中乳白色沉淀,推测含有AgCl。用浓HNO3溶解,产生红棕色气体,部分沉淀未溶解,过滤得到滤液X和白色沉淀Y。
ⅰ.向X中滴加Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀
ⅱ.向Y中滴加KI溶液,产生黄色沉淀
①由ⅰ判断,滤液X中被检出的离子是　 。 
②由ⅰ、ⅱ可确认步骤Ⅲ中乳白色沉淀含有AgCl和另一种沉淀
　　　　 。 
(4)该学生通过如下对照实验确认了步骤Ⅲ中乳白色沉淀产生的原因:在NaCl存在下,氧气将Ⅲ中黑色沉淀氧化。

现象
B:一段时间后,出现乳白色沉淀
C:一段时间后,无明显变化
①A中产生的气体是　　　 　。 
②C中盛放的物质W是　　　 　。 
③该同学认为B中产生沉淀的反应如下(请补充完整):
2Ag2S+　　　　　　　+　　　　　　　+2H2O4AgCl+　　　　　+
4NaOH 
④从平衡移动的角度,解释B中NaCl的作用:  　。 
解析:(1)Ⅰ中NaCl与AgNO3溶液混合发生反应:Ag++Cl-AgCl↓,所以白色沉淀是AgCl。
(2)水中存在AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),向所得固液混合物中加Na2S溶液,由于c(S2-)·c2(Ag+)>Ksp(Ag2S)=6.3×10-50,S2-与Ag+生成Ag2S使上述平衡正向移动,最终白色沉淀变黑,该反应的离子方程式是2AgCl(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2Cl-(aq)。沉淀转化的主要原因是Ag2S比AgCl溶解度更小或Ag2S的Ksp更小。
(3)滤出黑色沉淀加入NaCl溶液,较长时间后,沉淀变为乳白色,滤出步骤Ⅲ中乳白色沉淀,用浓HNO3溶解,产生红棕色气体,部分沉淀未溶解,过滤得到滤液X和白色沉淀Y,向X中滴加Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀,说明X中含有S;向Y中滴加KI溶液,产生黄色沉淀,说明白色沉淀Y为AgCl;可进一步确定乳白色沉淀含有AgCl和单质S。
(4)该学生的实验目的是通过对照实验确认了步骤Ⅲ中乳白色沉淀产生的原因是在NaCl存在下,氧气将Ⅲ中黑色沉淀氧化。所以①在MnO2作催化剂条件下H2O2发生分解反应生成O2,即A中产生的气体是O2。②C中盛放的物质W是Ag2S的悬浊液。③B中产生沉淀的反应为2Ag2S+O2+4NaCl+2H2O4AgCl+2S+4NaOH。④B中O2将Ag2S氧化生成S时有Ag+游离出来,NaCl中大量的Cl-与游离的Ag+结合成AgCl沉淀。由于c(Ag+)减小,有利于③中反应平衡右移,B中最终出现乳白色
沉淀。
答案:(1)AgCl　(2)2AgCl(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2Cl-(aq)　Ag2S比AgCl溶解度更小(或Ag2S的Ksp 更小) (3)①S　②S　(4)①O2　②Ag2S的悬浊液 ③1　O2　4　NaCl　2　S ④O2将Ag2S氧化生成S时有Ag+游离出来,NaCl中大量的Cl-与游离的Ag+结合成AgCl沉淀。由于c(Ag+)减小,有利于③中反应平衡右移,B中最终出现乳白色沉淀

12.(2018·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c(I-)=2×10-3 mol·L-1,c(Pb2+)=1×10-3 mol·L-1],下列有关说法正确的是(　C　)

A.常温下,PbI2的Ksp=2×10-6
B.温度不变,向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液,PbI2的溶解度不变,Pb2+浓度不变
C.常温下Ksp(PbS)=8×10-28,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
D.T时刻改变的条件是升高温度,PbI2的Ksp增大
解析:由PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)得Ksp=c(Pb2+)·c2(I-)=1×10-3×
(2×10-3)2=4×10-9,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====
5×1018,C正确;T时刻若改变的条件是升高温度,c(Pb2+)、c(I-) 均呈增大趋势,D错误。
13.以下是25 ℃时几种难溶电解质的溶解度:
难溶电解质
Mg(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
溶解度/g
9×10-4
1.7×10-6
1.5×10-4
3.0×10-9
在无机化合物提纯中,常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些杂质离子。例如:
①为了除去氯化铵中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,再加入一定量的试剂反应,过滤结晶即可;
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入足量的氢氧化镁,充分反应,过滤结晶即可;
③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2+,先将混合物溶于水,加入一定量的H2O2,将Fe2+氧化Fe3+,调节溶液的pH=4,过滤结晶即可。
请回答下列问题:
(1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果,Fe3+、Fe2+都被转化为　　　　(填化学式)而除去。 
(2)①中加入的试剂应该选择　　　　为宜,其原因是　  　。 
(3)②中除去Fe3+所发生的总反应的离子方程式为  　。 
(4)下列与③相关的叙述中,正确的是　　　　(填字母)。 
A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质,不产生污染
B.将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比 Fe(OH)3沉淀较难
过滤
C.调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D.Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中
E.在pH>4的溶液中Fe3+一定不能大量存在
解析:①中为了不引入其他杂质离子,应加氨水使Fe3+沉淀,生成Fe(OH)3,②根据溶解度表可知Mg(OH)2易转化为Fe(OH)3,2Fe3++
3Mg(OH)23Mg2++2Fe(OH)3,因此在氯化镁溶液中加入足量的Mg(OH)2可除去Fe3+;③由于Fe(OH)2的溶解度大于 Fe(OH)3,所以一般将Fe2+先氧化成Fe3+,再调节溶液的pH=4,形成Fe(OH)3沉淀。(4)H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中被还原成水,不引进杂质、不产生污染,A正确;根据Fe(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3,形成Fe(OH)2沉淀Fe2+沉淀不完全,B错误;原来溶液是酸性较强,加入氢氧化铜或碱式碳酸铜可以与H+反应,H+反应后,pH增大,当pH=4的时候,Fe(OH)3完全沉淀,而Cu2+还没沉淀,而氢氧化铜或碱式碳酸铜是固体,不会引入新的杂质,C、D正确;在pH>4的溶液中Fe3+全部以Fe(OH)3沉淀,则Fe3+一定不能大量存在,E正确。
答案:(1)Fe(OH)3
(2)氨水　不会引入新的杂质
(3)2Fe3++3Mg(OH)23Mg2++2Fe(OH)3
(4)ACDE