2022-2023学年高中化学苏教版选择性必修1 课时跟踪检测(二十六)　沉淀溶解平衡原理的应用 word版含解析

课时跟踪检测(二十六)　沉淀溶解平衡原理的应用
[基础巩固练]
知识点一　沉淀的转化
1．某同学进行如下实验：①向盛有1 mL 0.1 mol·L－1MgCl2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)
2．(2021·江苏扬州高二期中)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
3．自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是(　　)
A．CuS的溶解度大于PbS的溶解度
B．原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性
C．CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓
D．整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应
4．(2021·黑龙江哈尔滨高二期末)25 ℃，向AgCl的白色悬浊液中依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液，先出现黄色沉淀，最终生成黑色沉淀。已知有关物质的颜色和溶度积如下：
物质 AgCl AgI Ag2S
颜色 白 黄 黑
Ksp(25℃) 1.8×10－10 8.5×10－17 6.3×10－50
下列叙述不正确的是(　　)
A．溶度积小的沉淀可以转化为溶度积更小的沉淀
B．若先加入Na2S溶液，再加入等浓度的KI溶液，则无黄色沉淀产生
C．25℃时，饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中所含Ag＋的浓度相同
D．25℃时，AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同
知识点二　沉淀的溶解与生成
5．(2021·江苏淮安高二检测)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
6．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Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：
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
7．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
8．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
[素养提升练]
9．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
10．(2021·河北石家庄高二月考)一定温度下的难溶电解质AmBn在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，其平衡常数Ksp＝cm(An＋) ·cn(Bm－)，称为难溶电解质的溶度积。已知下表数据：
物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3
Ksp(25 ℃) 8.0×10－16 2.2×10－20 4.0×10－36
完全沉淀时的pH范围 ≥9.6 ≥6.4 ≥3
对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的下列说法，正确的是(　　)
A．向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到的是蓝色沉淀
B．该溶液中c(SO)∶[ c(Cu2＋)＋c(Fe2＋)＋c(Fe3＋)]＞5∶4
C．向该溶液中加入适量氯水，调节pH到4～5后过滤，可获得纯净的CuSO4溶液
D．向该溶液中加入适量氨水，调节pH到9.6后过滤，将所得沉淀灼烧，可得等物质的量的CuO、FeO、Fe2O3三种固体的混合物
11．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
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
课时跟踪检测(二十六)　沉淀溶解平衡原理的应用
[基础巩固练]
知识点一　沉淀的转化
1．某同学进行如下实验：①向盛有1 mL 0.1 mol·L－1MgCl2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)
解析：A　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项错误，D项正确；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项正确。
2．(2021·江苏扬州高二期中)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
解析：B　ZnS和CuS的阴、阳离子个数比都为1∶1，且Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，可得ZnS的溶解度大于CuS的溶解度，因此在ZnS的饱和溶液中加CuSO4溶液会使ZnS沉淀转化成CuS黑色沉淀。
3．自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是(　　)
A．CuS的溶解度大于PbS的溶解度
B．原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性
C．CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓
D．整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应
解析：D　CuSO4与PbS反应可以生成CuS，所以CuS的溶解度小于PbS的，A错误；硫化物中硫的化合价为－2，具有还原性，B错误；ZnS难溶于水，不能拆写成离子形式，C错误；铜的硫化物首先被氧化成CuSO4，然后硫酸铜与ZnS、PbS发生复分解反应生成更难溶的CuS，D正确。
4．(2021·黑龙江哈尔滨高二期末)25 ℃，向AgCl的白色悬浊液中依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液，先出现黄色沉淀，最终生成黑色沉淀。已知有关物质的颜色和溶度积如下：
物质 AgCl AgI Ag2S
颜色 白 黄 黑
Ksp(25℃) 1.8×10－10 8.5×10－17 6.3×10－50
下列叙述不正确的是(　　)
A．溶度积小的沉淀可以转化为溶度积更小的沉淀
B．若先加入Na2S溶液，再加入等浓度的KI溶液，则无黄色沉淀产生
C．25℃时，饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中所含Ag＋的浓度相同
D．25℃时，AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同
解析：C　向AgCl的白色悬浊液中依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液，先出现黄色沉淀，最终生成黑色沉淀，说明AgCl可转化为AgI，AgI可转化为Ag2S，再结合溶度积常数可知溶度积小的沉淀可以转化为溶度积更小的沉淀，A正确； Ag2S的溶度积较小，向AgCl的白色悬浊液中加入Na2S溶液后，溶液中的银离子浓度非常小，再加入等浓度的KI溶液后，溶液中c(Ag＋)·c(I－)＜Ksp(AgI)，不能生成黄色沉淀，B正确；饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中Ag＋的浓度分别为mol·L－1、mol·L－1、 mol·L－1，显然Ag＋的浓度不同，C错误；溶度积只受温度的影响，温度不变，溶度积不变，故AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同，D正确。
知识点二　沉淀的溶解与生成
5．(2021·江苏淮安高二检测)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
解析：A　A项，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，BaSO4不溶于盐酸，故可行；B项，CaSO4微溶，会附着在CaCO3表面阻止反应进一步进行，故不可行；C项，CaCO3与NaOH不反应，故不可行；D项，CaCO3不溶于CCl4，故不可行。
6．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Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：
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
解析：A　沉淀工业废水中的Pb2＋时，生成沉淀的反应进行得越完全越好，由于PbS的溶解度最小，故最好选硫化物作为沉淀剂。
7．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
解析：A　根据溶度积常数可知Cu(OH)2的溶度积大于Fe(OH)3的溶度积，因此要除去混在CuCl2溶液中的FeCl3，可加入氢氧化铜粉末、CuO或CuCO3，通过调节溶液的pH，促进铁离子水解生成氢氧化铁沉淀而除去，且不引入新的杂质，故选A。
8．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
解析：C　沉淀转化的方向是难溶物向生成更难溶的物质的方向转化，所以沉淀的溶解度差别越大，越易转化，C选项错误。
[素养提升练]
9．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
解析：A　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。
10．(2021·河北石家庄高二月考)一定温度下的难溶电解质AmBn在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，其平衡常数Ksp＝cm(An＋) ·cn(Bm－)，称为难溶电解质的溶度积。已知下表数据：
物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3
Ksp(25 ℃) 8.0×10－16 2.2×10－20 4.0×10－36
完全沉淀时的pH范围 ≥9.6 ≥6.4 ≥3
对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的下列说法，正确的是(　　)
A．向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到的是蓝色沉淀
B．该溶液中c(SO)∶[ c(Cu2＋)＋c(Fe2＋)＋c(Fe3＋)]＞5∶4
C．向该溶液中加入适量氯水，调节pH到4～5后过滤，可获得纯净的CuSO4溶液
D．向该溶液中加入适量氨水，调节pH到9.6后过滤，将所得沉淀灼烧，可得等物质的量的CuO、FeO、Fe2O3三种固体的混合物
解析：B　Ksp越小，越容易反应生成沉淀，混合液中逐滴加入氢氧化钠溶液后，铁离子优先反应生成氢氧化铁沉淀，所以应该最先看到红褐色沉淀，A错误；Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋对应的碱全是弱碱，所以这三种离子在溶液中都会发生水解，则溶液中c(SO)∶[ c(Cu2＋)＋c(Fe2＋)＋c(Fe3＋)]＞5∶4，B正确；加入适量氯水，Fe2＋被氧化成Fe3＋，但它的还原产物Cl－肯定还在溶液中，而且在调节pH时加入的试剂也会在溶液中有所保留，所以得到的溶液中不可能只含CuSO4一种溶质，故C错误；由表中数据可知，在pH到9.6后过滤，沉淀中含有Cu(OH)2、Fe(OH)2和Fe(OH)3，对沉淀进行灼烧，最终得到的是CuO和Fe2O3两种固体混合物，D错误。
11．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
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为SrSO4(s)＋COSrCO3(s)＋SO，平衡常数表达式为K＝ eq \f(c（SO）,c（CO）) ，根据沉淀转化的原理，该反应能够发生，是因为Ksp(SrCO3)答案：(1)SrSO4(s)＋COSrCO3(s)＋SO　K＝ eq \f(c（SO）,c（CO）) 　Ksp(SrCO3)(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