专题3第四单元沉淀溶解平衡苏教版选择性必修1（含解析）

　沉淀溶解平衡
1．已知Ca(OH)2饱和溶液中存在沉淀溶解平衡Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)　ΔH<0，下列有关该平衡体系的说法正确的是(　　)
①升高温度，该沉淀溶解平衡逆向移动
②向溶液中加入少量Na2CO3粉末能增大Ca2＋浓度
③恒温条件下，向溶液中加入CaO，溶液的pH升高
④加热溶液，溶液的pH升高
⑤向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加
⑥向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变
A．①⑤ B．①④⑥
C．②③⑤ D．①②⑤⑥
2．已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10、Ksp(AgBr)＝7.7×10－13、Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO浓度均为0.010 mol/L，向该溶液中逐滴加入0.010 mol/L的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为(　　)
A．Cl－、Br－、CrO B．CrO、Br－、Cl－
C．Br－、Cl－、CrO D．Br－、CrO、Cl－
3．已知难溶性物质K2SO4·MgSO4·2CaSO4在水中存在如下平衡；K2SO4·MgSO4·2CaSO4(s) 2Ca2＋(aq)＋2K＋(aq)＋Mg2＋(aq)＋4SO(aq)，不同温度下，K＋的浸出浓度与溶浸时间的关系如下图所示，则下列说法错误的是(　　)
A．向该体系中加入饱和NaOH溶液，溶解平衡向右移动
B．向该体系中加入饱和碳酸钠溶液，溶解平衡向右移动
C.升高温度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动
D．该平衡的Ksp＝c(Ca2＋)·c(K＋)·c(Mg2＋)·c(SO)
4．下表是三种银盐的溶度积常数Ksp(25 ℃)。下列说法不正确的是(　　)
化学式 AgCl AgBr AgI
颜色 白 浅黄 黄
Ksp(25 ℃) 1.8×10－10 5.4×10－13 8.5×10－17
A.25 ℃时，三种银盐的饱和溶液中，c(Ag＋)最大的是AgCl溶液
B．在AgCl的悬浊液中加入0.1 mol/L KI溶液，可能有黄色沉淀产生
C．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
D．在AgBr的悬浊液中加入0.1 mol/L KI溶液，发生反应的离子方程式为I－＋Ag＋===AgI↓
5．已知Ksp(FeS)＝6.3×10－18，Ksp(CuS)＝6.3×10－36。下列说法中正确的是(　　)
A．同温度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度
B．同温度下，向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后，Ksp(FeS)变小
C．向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出现的沉淀是FeS
D．除去工业废水中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂
6.
某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是(　　)
A．Ksp[Fe(OH)3]B．加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
C．c、d两点代表的溶液中c(H＋)与c(OH－)乘积相等
D．Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和
7．在t℃时，AgBr的沉淀溶解平衡曲线如图所示，又知t℃时AgCl的Ksp＝4×10－10，下列说法不正确的是(　　)
A.在t℃时，AgBr的Ksp为4.9×10－13
B．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点到b点
C．图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D．在t℃时，AgCl(s)＋Br－(aq) AgBr(s)＋Cl－(aq)的平衡常数K≈816
8．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(　　)
A．加入Na2SO4可使a点对应的溶液变到b点对应的溶液
B．通过蒸发可以使d点对应的溶液变到c点对应的溶液
C．d点对应的溶液无BaSO4沉淀生成
D．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
9．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)＋3PO(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．由题述平衡可知，小孩长牙时要少吃糖多补钙
C．若减少OH－的浓度，题述平衡将向右移动，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)
10．常温下，用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01 mol·L－1的KCl、K2C2O4溶液，所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考虑C2O的水解，X表示Cl－或C2O)。下列叙述正确的是(　　)
A．Ksp(Ag2C2O4)的数量级为10－7
B．n点表示AgCl的不饱和溶液
C．向c(Cl－)＝c(C2O)的混合液中滴入AgNO3溶液时，先生成Ag2C2O4沉淀
D．Ag2C2O4(s)＋2Cl－(aq) 2AgCl(s)＋C2O(aq)的平衡常数为109.04
11．已知锌及其化合物的性质与铝及其化合物的性质相似。如图所示，横轴为溶液的pH，纵轴为Zn2＋或[Zn(OH)4]2－的物质的量浓度的对数。25 ℃时，下列说法不正确的是(　　)
A．向ZnCl2溶液中加入过量NaOH溶液，反应的离子方程式为Zn2＋＋4OH－===[Zn(OH)4]2－
B．若要将某废液中Zn2＋完全沉淀，通常调控该溶液的pH在8.0～12.0之间
C．pH＝8.0与pH＝12.0的两种废液中，Zn2＋浓度的比值为108
D．该温度时，Zn(OH)2的溶度积常数(Ksp)为1×10－10
12．痛风是以关节炎反复发作及产生肾结石为特征的一类疾病，关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠(NaUr)晶体，有关平衡如下：
①HUr(尿酸，aq) Ur－(尿酸根，aq)＋H＋(aq)(37 ℃时，Ka＝4.0×10－6)
②NaUr(s) Ur－(aq)＋Na＋(aq)
(1)37 ℃时，1.0 L水中最多可溶解8.0×10－3 mol尿酸钠，此温度下尿酸钠的Ksp为________。
(2)关节炎发作多在冬天，这说明温度降低时，尿酸钠的Ksp________(填“增大”“减小”或“不变”)，生成尿酸钠晶体的反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)37 ℃时，某尿酸结石病人尿液中尿酸分子和尿酸根离子的总浓度为2.0×10－3 mol·L－1，其中尿酸分子的浓度为5.0×10－4 mol·L－1，该病人尿液的c(H＋)为________，pH________(填“>”“<”或“＝”)7。
13．沉淀溶解平衡也有平衡常数，称为溶度积常数，符号为Ksp，对于某沉淀溶解平衡：MmAn(s) mMn＋(aq)＋nAm－(aq)，Ksp＝[c(Mn＋)]m·[c(Am－)]n。
(1)常温时，Fe(OH)3的Ksp＝1×10－38，要使溶液中的Fe3＋沉淀完全[残留在溶液中的c(Fe3＋)<10－5 mol·L－1]，则溶液的pH最小为________。
(2)某温度时，在100 g水中溶解0.74 g Ca(OH)2达到饱和，此时溶液的体积约为100 mL，求该温度下Ca(OH)2的溶度积常数Ksp。(写出计算过程)
(3)已知：Ksp(CdS)＝3.6×10－29，Ksp(ZnS)＝1.2×10－23。某溶液中含0.10 mol·L－1Cd2＋和0.10 mol·L－1Zn2＋。为使Cd2＋形成CdS沉淀而与Zn2＋分离，S2－离子的浓度应控制在什么范围？
14．高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如下图所示。回答下列问题：
相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子 Mn2＋ Fe2＋ Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ Zn2＋ Ni2＋
开始沉淀的pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9
沉淀完全的pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9
(1)“滤渣1”含有S和________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式________________________________。
(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是
________________________________________________________________________。
(3)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为________～6之间。
(4)“除杂1”的目的是除去Zn2＋和Ni2＋，“滤渣3”的主要成分是________________。
(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2＋。若溶液酸度过高，Mg2＋沉淀不完全，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)写出“沉锰”的离子方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
课时作业18　沉淀溶解平衡
1．解析：该反应为放热反应，升高温度，该沉淀溶解平衡逆向移动，故①正确；加入Na2CO3粉末，CO会与Ca2＋结合生成更难溶的CaCO3，Ca2＋浓度减小，故②错误；恒温条件下，Ksp不变，加入CaO后，虽然CaO与水反应生成Ca(OH)2，但溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液，Ca2＋和OH－的浓度都不变，pH不变，故③错误；加热溶液，该沉淀溶解平衡逆向移动，OH－浓度减小，溶液的pH降低，故④错误；加入Na2CO3溶液，该沉淀溶解平衡正向移动，Ca(OH)2固体转化为CaCO3固体，固体质量增加，故⑤正确；加入NaOH固体，OH－浓度增大，该沉淀溶解平衡逆向移动，Ca(OH)2固体质量增加，故⑥错误。
答案：A
2．解析：当Qc>Ksp时，有沉淀生成，当向溶液中逐滴加入0.010 mol/L的AgNO3溶液时，比较所需c(Ag＋)的最小值；沉淀Cl－所需c(Ag＋)> mol/L＝1.56×10－8 mol/L，沉淀Br－所需c(Ag＋)> mol/L＝7.7×10－11 mol/L，沉淀CrO所需c(Ag＋)> mol/L＝3×10－5 mol/L。故产生沉淀的先后顺序为Br－、Cl－、CrO。
答案：C
3．解析：已知K2SO4·MgSO4·2CaSO4(s) 2Ca2＋(aq)＋2K＋(aq)＋Mg2＋(aq)＋4SO(aq)，加入饱和NaOH溶液，OH－和Mg2＋结合生成氢氧化镁沉淀，c(Mg2＋)减小，溶解平衡右移，故A项正确；加入饱和碳酸钠溶液，CO和Ca2＋结合生成碳酸钙沉淀，c(Ca2＋)减小，溶解平衡右移，故B项正确；由图可知，升高温度，达到平衡需要的时间缩短，即反应速率增大，c(K＋)增大，即平衡正向移动，故C项正确；平衡的Ksp＝c2(Ca2＋)·c2(K＋)·c(Mg2＋)·c4(SO)，故D项错误。
答案：D
4．解析：由于三种盐的组成类型相同，所以溶度积常数越大，其饱和溶液中离子的浓度就越大，因为AgCl的溶度积常数最大，所以该盐的饱和溶液中，c(Ag＋)最大，A项正确；由于在AgCl的悬浊液中存在着沉淀溶解平衡AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，当向悬浊液中加入KI溶液时，由于Ksp(AgI)答案：D
5．解析：由于FeS的Ksp大，且FeS与CuS的Ksp表达式是相同的，因此FeS的溶解度比CuS大，A项错误；Ksp不随浓度变化而变化，它只与温度有关，B项错误；因CuS的Ksp小于FeS的Ksp，故先出现CuS沉淀，C项错误；向含有Cu2＋的工业废水中加入FeS，FeS会转化为更难溶的CuS，D项正确。
答案：D
6．解析：Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)，Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)，Fe3＋、Cu2＋浓度相等(b、c点)时，Fe3＋对应的pH小，c(H＋)较大，则c(OH－)较小，又知Ksp仅与温度有关，则Ksp[Fe(OH)3]答案：B
7．解析：根据图中c点的c(Ag＋)和c(Br－)可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×10－13，A正确。在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后，c(Br－)增大，AgBr的溶解平衡逆向移动，c(Ag＋)减小，B错误。在a点时Qc答案：B
8．解析：在一定温度下，a点溶液已处于饱和状态，加入Na2SO4，SO浓度增大，Ba2＋浓度应减小，而从a点到b点，SO浓度增大，Ba2＋浓度不变，A项错误；蒸发d点对应的溶液，SO和Ba2＋浓度均增大，可使溶液达到饱和状态，但d点到c点，Ba2＋浓度增大而SO浓度不变，B项错误；d点表示溶液中Qc答案：C
9．解析：残留在牙齿上的糖发酵会产生H＋，与OH－反应生成H2O，促使Ca5(PO4)3OH(s)的沉淀溶解平衡正向移动，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，要增大牙齿表面的c(Ca2＋)、c(OH－)，促使Ca5(PO4)3OH(s)溶解平衡逆向移动，故小孩长牙时要少吃糖多补钙，B正确；减少OH－的浓度，Ca5(PO4)3OH(s)溶解平衡将向右移动，由于温度不变，Ksp的值不变，C错误；由于Ca5(PO4)3F的Ksp小于Ca5(PO4)3OH的Ksp，使用含氟牙膏，使Ca5(PO4)3OH(s)转化为更难溶的Ca5(PO4)3F(s)，可有效防止龋齿，D正确。
答案：C
10．解析：Ksp(Ag2C2O4)＝c2(Ag＋)·c(C2O)＝(10－4)2×10－2.46＝10－10.46，数量级为10－11，故A错误；－lg c(Ag＋)越小，c(Ag＋)越大，根据图像，n点时c(Ag＋)大于与其c(Cl－)相同的点对应沉淀溶解平衡时c(Ag＋)，故n点的离子积Qc(AgCl)＞Ksp(AgCl)，为氯化银的过饱和溶液，将有沉淀析出，故B错误；根据图像可知，当阴离子浓度相同时，生成AgCl沉淀所需的c(Ag＋)小，故向c(Cl－)＝c(C2O)的混合液中滴入AgNO3溶液时，先析出氯化银沉淀，故C错误；Ag2C2O4(s)＋2Cl－(aq) 2AgCl(s)＋C2O(aq)的平衡常数K＝，此时溶液中的c(Ag＋)相同，则可有K＝＝＝109.04，故D正确。
答案：D
11．解析：由图可知，向ZnCl2溶液中加入过量NaOH溶液，Zn2＋最终以[Zn(OH)4]2－的形式存在，故反应的离子方程式为Zn2＋＋4OH－===[Zn(OH)4]2－，A项正确；控制溶液的pH在8.0～12.0之间可以将该废液中的Zn2＋完全沉淀，B项正确；由a点可知，pH＝7.0即c(OH－)＝10－7 mol·L－1时，lg c(Zn2＋)＝－3.0，即c(Zn2＋)＝10－3 mol·L－1，则Ksp[Zn(OH)2]＝c平(Zn2＋)×c(OH－)＝10－3 mol·L－1×(10－7)2 mol2·L－2＝10－17 mol3·L－3，pH＝8.0即c(OH－)＝10－6 mol·L－1时，c平(Zn2＋)＝Ksp[Zn(OH)2]/c(OH－)＝10－17/(10－6)2 mol·L－1＝10－5 mol·L－1，pH＝12.0即c平(OH－)＝10－2 mol·L－1时，c平(Zn2＋)＝Ksp[Zn(OH)2]/c(OH－)＝10－17/(10－2)2 mol·L－1＝10－13 mol·L－1，故两种废液中Zn2＋浓度的比值为10－5/10－13＝108，C项正确，D项错误。
答案：D
12．解析：(1)尿酸钠的Ksp＝c(Na＋)·c(Ur－)＝8.0×10－3×8.0×10－3＝6.4×10－5。
(2)由题给信息，关节炎是因为形成了尿酸钠晶体，说明反应②的平衡向逆 反应方向移动，Ksp减小。温度降低平衡逆向移动，说明生成尿酸钠晶体的反应是放热反应。
(3)c(HUr)＝5.0×10－4 mol·L－1，c(Ur－)＝2.0×10－3 mol·L－1－5.0×10－4 mol·L－1＝1.5×10－3 mol·L－1，根据Ka＝，c(H＋)＝ mol·L－1≈1.33×10－6 mol·L－1。
答案：(1)6.4×10－5　(2)减小　放热
(3)1.33×10－6 mol·L－1　<
13．解析：(1)根据氢氧化铁的沉淀溶解平衡Fe(OH)3(s) Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)可知，Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝1×10－38。当溶液中c(Fe3＋)＝10－5 mol·L－1时，c(OH－)＝10－11 mol·L－1，则溶液中氢离子浓度为10－3 mol·L－1，所以溶液的pH最小为3；(2)0.74 g氢氧化钙的物质的量：n[Ca(OH)2]＝＝0.01 mol，所以氢氧化钙溶液的浓度：c[Ca(OH)2]＝＝0.1 mol·L－1。c(Ca2＋)＝0.1 mol·L－1，c(OH－)＝0.2 mol·L－1，Ksp[Ca(OH)2]＝c(Ca2＋)·c2(OH－)＝4×10－3。
(3)沉淀Cd2＋时所需S2－的最低浓度：
c(S2－)＝＝ mol·L－1＝3.6×10－28 mol·L－1
不使ZnS沉淀，S2－的最高浓度：
c(S2－)＝＝ mol·L－1＝1.2×10－22 mol·L－1。
答案：(1)3　(2)n[Ca(OH)2]＝＝0.01 mol，c[Ca(OH)2]＝＝0.1 mol·L－1，c(Ca2＋)＝0.1 mol·L－1，c(OH－)＝0.2 mol·L－1，Ksp[Ca(OH)2]＝c(Ca2＋)·c2(OH－)＝4×10－3
(3)c(S2－)在3.6×10－28 mol·L－1～1.2×10－22 mol·L－1之间可以使CdS沉淀而Zn2＋留在溶液中
14．解析：本题涉及元素化合物知识的综合应用，通过工艺流程形式给出信息，考查分析和解决化学工艺流程问题的能力，根据题给信息书写相应的化学方程式和离子方程式，体现了证据推理与模型认知的学科核心素养。
(1)由题干信息可知，滤渣有生成的S和不与H2SO4反应的SiO2(或写不溶性硅酸盐)；依据氧化还原反应原理可知，MnO2作氧化剂，MnS作还原剂，由此可写出化学方程式。
(2)Fe溶于H2SO4中得到Fe2＋，为了去除方便，需将Fe2＋氧化为Fe3＋。
(3)由相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围可知除铁和铝时溶液pH范围应调节为4.7～6之间。
(4)NiS和ZnS是难溶于水的硫化物。
(5)MgF2(s) Mg2＋(aq)＋2F－(aq)，若增大H＋浓度，F－与H＋会结合成弱电解质HF而使沉淀溶解平衡正向移动，导致溶液中Mg2＋沉淀不完全。
(6)由于HCO H＋＋CO，CO与Mn2＋可形成MnCO3沉淀，使HCO电离平衡正向移动，H＋浓度增大，H＋与HCO反应生成H2O和CO2，所以离子方程式为Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O。
答案：(1)SiO2(不溶性硅酸盐)
MnO2＋MnS＋2H2SO4===2MnSO4＋S＋2H2O
(2)将Fe2＋氧化为Fe3＋
(3)4.7
(4)NiS和ZnS
(5)F－与H＋结合形成弱电解质HF，
MgF2(s) Mg2＋(aq)＋2F－(aq)平衡向右移动
(6)Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O