选择性必修1 3.4 沉淀溶解平衡 同步练习题(含解析)

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选择性必修1 第三章 第四节 沉淀溶解平衡 同步练习题
一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题4分，共40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(　　)
①热纯碱溶液去油污能力强
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
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
3． 把Ca(OH)2放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。下列说法正确的是(　　)
A．恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高
B．给溶液加热，溶液的pH升高
C．向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加
D．向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变
4． 化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)，下列说法错误的是(　　)
A．MnS的Ksp比CuS的Ksp大
B．该反应达平衡时c(Mn2＋)＝c(Cu2＋)
C．往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2＋)变大
D．该反应的平衡常数K＝
5． 下列说法正确的是
A．难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时，沉淀和溶解立即停止
B．Ksp越小，难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱
C．Ksp的大小与离子浓度无关，只与难溶电解质的性质和温度有关
D．相同温度下，AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的溶解能力相同
6．下列说法正确的是
A．含有AgCl和AgI固体的悬浊液中c(Ag+)>c(Cl—)＝c(I—)
B．25℃时Cu(OH)2在水中的溶解度大于在Cu(NO3)2溶液中的溶解度
C．在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体，c(Ba2＋)增大
D．25℃时AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同
7. 不法分子曾用含有可溶性钡盐的工业废盐腌制咸鸭蛋而引发了钡盐中毒事件。根据资料得知，当胃液中Ba2+ 浓度小于10-4 mol·L-1时，可以达到解毒目的。已知：Ksp (BaSO4) = 1.1x10-10、Ksp (BaCO3) = 2.6x10-9。下列有关说法错误的是
A. 可溶性钡盐使人体蛋白质变性引起中毒
B. 误食碳酸钡不会引起中毒
C. 医学上用0.38 mol·L-1的硫酸钠溶液给患者洗胃，可以达到有效解毒效果
D. BaSO4在一定条件下也可以转化为BaCO3
8. 绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其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．图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度
B．图中各点对应的Ksp的关系为:Ksp(m)=Ksp(n)C．向m点的溶液中加入少量Na2S固体,溶液组成由m沿mpn线 向p方向移动
9． 25 ℃时，用Na2SO4溶液沉淀Ba2＋、Pb2＋、Ca2＋三种金属离子(M2＋)，所需SO最低浓度的负对数值p(SO)＝－lg c(SO)与p(M2＋)＝－lg c(M2＋)关系如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．Ksp(CaSO4)B．a点可表示CaSO4的饱和溶液，且c(Ca2＋)＜c(SO)
C．b点可表示PbSO4的不饱和溶液，且c(Pb2＋)D．向Ba2＋浓度为10－5mol·L－1的废水中加入足量CaSO4粉末，会有BaSO4沉淀析出
10． AgI可用于人工降雨。AgI溶于水，溶液中离子浓度与温度的关系如图所示，已知：pAg＝－lg c(Ag＋)，pI＝－lg c(I－)。下列说法正确的是(　　)
A．图像中，T＜20 ℃
B．AgI的溶度积Ksp(AgI)：c＝d＝e＜f
C．20 ℃时，AgI粉末溶于饱和KI溶液中c(Ag＋)＝1×10－b mol·L－1
D．在d点饱和AgI溶液中加AgNO3粉末，d点移动到f点
二、填空题（本题包括5个小题，共60分）
11．(12分)（1）工业废水中常含有一定量的Cr2O和CrO，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)＋3OH—(aq)，常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp＝10-32，要使c(Cr3+)降低为10-5 mol·L-1，溶液的pH应调至________。
（2）在0.10 mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH＝8时，c(Cu2+)＝_____ mol·L-1(Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10-20)。若在0.10 mol·L-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2+完全沉淀为CuS，此时溶液中的H＋浓度是________ mol·L-1。
12．(12分)已知常温下各物质的溶度积或电离平衡常数如下：Ksp(CuS)＝1.3×10-36，Ksp(FeS)＝6.5×10-18，H2S：Ka1＝1.2×10-7，Ka2＝7×10-15。一般来说，如果一个反应的平衡常数大于105，通常认为反应进行得较完全；如果一个反应的平衡常数小于10-5，则认为该反应很难进行。请回答：
（1）向浓度均为0.1 mol·L-1的FeSO4和CuSO4的混合溶液中加Na2S溶液，请写出首先出现沉淀的离子方程式_______________。当加入Na2S溶液至出现两种沉淀，则溶液中c(Fe2＋)∶c(Cu2+)＝________。
　　（2）通过计算说明反应CuS(s)＋2H＋===Cu2＋＋H2S进行的程度_______________。
　　（3）常温下，NaHS溶液呈碱性，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是_______。若向此溶液中加入CuSO4溶液，恰好完全反应，所得溶液的pH____(填“>”“<”或“＝”)7，用离子方程式表示其原因________________________________________。
13．(12分)已知：pAg＝－lg c(Ag＋)，Ksp(AgCl)＝1×10－12。如图是向10 mL AgNO3溶液中逐渐加入0.1 mol·L－1的NaCl溶液时，溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积变化的图像(实线)。[提示：Ksp(AgCl)> Ksp(AgI)]
(1)原AgNO3溶液的物质的量浓度为______mol·L－1。
(2)图中在x点时加入NaCl溶液的体积为________。
(3)相同温度下，AgCl在热水中溶解度________(填“>”“<”或“＝”)在NaCl溶液中的溶解度。
(4)若将0.1 mol·L－1的NaCl换成0.1 mol·L－1 NaI，用虚线在原图中画出x点后的图像。
14. （14分）已知25 ℃时，Ksp(AgCl)＝1.8×10-10，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10-12，Ksp(AgI)＝8.5×10-17， = 1.3。
（1）25 ℃时，氯化银的饱和溶液中，c(Cl－)＝ ，向其中加入NaCl固体，溶解平衡 ，溶度积常数 。
（2）25 ℃时，若向50 mL 0.018 mol·L-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-1的盐酸，混合后溶液中的c(Ag＋)＝ ，pH＝ 。
（3） 25 ℃时，氯化银的饱和溶液和铬酸银的饱和溶液中，Ag＋浓度大小顺序为 。
（4）25 ℃时，取一定量含有I－、Cl－的溶液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl和AgI同时沉淀时，溶液中＝ 。
（5）将等体积的4×10-3 mol·L-1的AgNO3溶液和4×10-3mol·L-1的K2CrO4溶液混合 (填“有”或“没有”)Ag2CrO4沉淀产生。
15．（10分）我国《生活饮用水卫生标准》中规定生活饮用水中镉的排放量不超过0.005 mg·L－1。处理含镉废水可采用化学沉淀法。试回答下列问题：
(1)磷酸镉[Cd3(PO4)2]沉淀溶解平衡常数的表达式为Ksp＝__________________ 。
(2)一定温度下，CdCO3的Ksp＝4.0×10－12，Cd(OH)2的Ksp＝3.2×10－14，那么它们在水中的溶解量________较大。
(3)向某含镉废水中加入Na2S，当S2－浓度达到7.9×10－8 mol·L－1时，废水中Cd2＋的浓度为________ mol·L－1[已知：Ksp(CdS)＝7.9×10－27，Mr(Cd)＝112]，此时是否符合生活饮用水卫生标准？ ________(填“是”或“否”)。
1.答案 A
解析：Na2CO3溶液中存在水解平衡：CO＋H2OHCO＋OH－，加热平衡正移。c(OH－)增大，去油污能力增强，①错误；泡沫灭火器的灭火原理是利用Al3＋与HCO相互促进的水解反应，与沉淀溶解平衡原理无关，⑤错误；②、③、④均与沉淀溶解平衡有关。
2.答案 C
解析：在含AgCl固体的AgCl饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)??Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，当加入少量稀盐酸时，c(Cl－)增大，平衡逆向移动，c(Ag＋)减小，溶解的氯化银质量减小，AgCl的溶解度减小；AgCl的Ksp只受温度影响，温度不变，AgCl的Ksp不变，故选C。
3.答案 C
解析：恒温下Ksp不变，加入CaO后，CaO与水反应生成Ca(OH)2，溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液，pH不变，A错误；加热，Ca(OH)2的溶解度减小，溶液的pH降低，B错误；加入Na2CO3溶液，沉淀溶解平衡向右移动，Ca(OH)2固体转化为少量CaCO3固体，固体质量增加，C正确；加入少量NaOH固体，平衡向左移动，Ca(OH)2固体质量增加，D错误。
4.答案 B
解析：根据沉淀转化向溶度积小的方向进行，故Ksp(MnS)＞Ksp(CuS)，A对；该反应达平衡时 c(Mn2＋)、c(Cu2＋)保持不变，但不一定相等，B错；往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，平衡正向移动，c(Mn2＋)变大，C对；该反应的平衡常数K＝＝＝，D对。
5.答案 C
解析：难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡，沉淀溶解平衡是动态平衡，沉淀和溶解的速率相同，故A项错误；Ksp可用来判断相同类型的化合物在水中的溶解度大小，但如果化合物的类型不同，就不能直接进行判断，故B项错误；沉淀溶解平衡存在溶度积常数，Ksp的大小与离子浓度无关，只与难溶电解质的性质和温度有关，故C项正确；相同温度下，AgCl在水中的溶解能力大于在NaCl溶液中的溶解能力，因为在NaCl溶液中氯离子对氯化银的溶解起到抑制作用，故D项错误。
6.答案 B
解析： Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，所以含AgCl和AgI固体的悬浊液中c(Ag＋)>c(Cl—)>c(I—)，A项不正确；B项，Cu(NO3)2溶液中含有Cu2＋使Cu(OH)2(s) Cu2＋(aq)＋2OH—(aq)逆向移动，溶解度比在水中的小，B项正确；C项，在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体，c(SO)增大，沉淀溶解平衡向沉淀方向移动c(Ba2＋)减小，C项不正确；D项，溶液中c(Cl-)越大，AgCl的溶解度越小，D项不正确。
7.答案 B
解析： 钡离子属于重金属离子，使人体的蛋白质变性引起中毒；碳酸钡可溶于胃酸形成钡离子，会引起中毒，B错误；根据计算：c(Ba2+) =（1.1x10-10）/0.38=2.9x10-10, c(Ba2+)＜10-4 mol·L-1，可以有效解毒；BaSO4和BaCO3的Ksp接近，可以增大CO32- 浓度使BaSO4转化为BaCO3。
8.答案 B
解析： CdS在水中达到溶解平衡时Cd2+、S2-浓度相等，可求出一定温度下CdS在水中的溶解度，A正确；m、p、n为同一温度下的CdS的溶解平衡状态，三点的Ksp相等,B错误；向m点溶液中加入Na2S，S2-浓度增大，但Ksp不变,Cd2+浓度减小，则溶液组成由m沿T1时的平衡曲线向p方向移动，C正确；温度降低，Ksp减小，q沿qp线向p方向移动，D正确。
9.答案 D
解析：根据SO最低浓度的负对数值p(SO)＝－lg c(SO)与p(M2＋)＝－lg c(M2＋)的关系图可知，根据Ksp＝c(M2＋)·c(SO)，代入数据进行计算，三种沉淀的 Ksp大小顺序为Ksp(CaSO4)> Ksp(PbSO4) >Ksp(BaSO4)，A错误；根据图像可知，a点在CaSO4曲线上，可表示CaSO4的饱和溶液，但是c(Ca2＋)>c(SO)，B错误；图中坐标数值越大，对应离子实际浓度越小，b点在PbSO4曲线的下方，表示PbSO4的过饱和溶液，且c(Pb2＋)＝c(SO)，C错误；由于Ksp(CaSO4)>Ksp(BaSO4)，溶解度较大的沉淀可以向溶解度更小的沉淀转化，向Ba2＋浓度为10－5mol·L－1的废水中加入CaSO4粉末，沉淀由CaSO4转化为BaSO4沉淀，D正确。
10.答案 B
解析：碘化银溶解是吸热的，温度越高电离出的离子越多，图像中c(I－)：a＞b，故T＞20 ℃，故A错误；Ksp属于平衡常数的一种，只受温度影响，在相同温度下，曲线上的各点溶度积相同，温度越高，溶度积越大， 因此，AgI的溶度积Ksp(AgI)：c＝d＝e＜f，故B正确；20 ℃时，AgI粉末溶于饱和KI溶液中，碘化银溶解平衡逆向移动，c(Ag＋)＜1×10－b mol·L－1，故C错误；在d点饱和AgI溶液中加AgNO3粉末，d点沿de曲线向e点移动，故D错误。
11．答案：（1）5　 （2）2.2×10-8　 0.20
解析：（1）Ksp＝c(Cr3＋)·c3(OH-)＝10-32，则c(OH-)＝＝ mol·L-1＝10-9 mol·L-1，c(H＋)＝＝mol·L-1＝10-5 mol·L-1，pH＝–lg c(H＋)＝–lg 10-5＝5。
（2）pH＝8时c(OH–)＝10-6 mol·L-1，由氢氧化铜的溶度积常数可知：Ksp＝2.2×10-20＝10-12 ×c(Cu2＋)，得c(Cu2＋)＝2.2×10-8 mol·L-1；使Cu2＋完全沉淀为CuS，已知c(Cu2＋)＝0.10 mol·L-1，根据反应关系式：Cu2＋～2H＋得c(H＋)＝0.20 mol·L-1。
12．答案：（1）Cu2＋＋S2-===CuS↓　5.0×1018
（2）反应很难进行
（3）c(Na＋)>c(HS-)>c(OH-)>c(S2-)>c(H＋)　<　HS-＋Cu2＋===CuS↓＋H＋
解析：（1）由于c(Cu2＋)和c(Fe2＋)浓度相同且Ksp(FeS)>Ksp(CuS)。当加入Na2S溶液时先生成CuS沉淀，当同时产生CuS和FeS沉淀时，CuS和FeS均达到溶解平衡。所以＝＝＝5.0×1018。
（2）K＝＝＝Ksp(CuS)×＝＝≈1.55×10-15<10-5，故反应很难进行。
（3）HS-水解能力大于电离能力，溶液中c(Na＋)>c(HS-)>c(OH-)>c(S2-)>c(H＋)。CuSO4溶液与NaHS溶液发生反应离子方程式为Cu2＋＋HS-===CuS↓＋H＋，故溶液pH<7。
13. 答案：（1）1.3×10-5 mol·L-1　 左移　 不变
（2）1.8×10-7 mol·L-1 2
（3）Ag2CrO4 >AgCl　
（4）4.7×10-7 (2分)
（5）有
解析：（1）c(Cl－)＝c(Ag＋) = = = 1.3×10-5 mol·L-1。加入NaCl固体，溶解平衡左移，溶度积常数不变。（2）c(Ag＋)＝ 1.8×10-7 mol·L-1；c(H＋) =0.010 mol·L-1 PH=2。（3）氯化银的饱和溶液中c(Ag＋)= 1.3×10-5 mol·L-1，铬酸银的饱和溶液中，Ksp(Ag2CrO4) = x2×0.5x = 0.5x3 = 2.0×10-12，x3 = 4.0×10-12，即x= >1.3×10-5，所以Ag2CrO4 >AgCl。（4） = = =4.7×10-7。Q=(2×10-3)2×(2×10-3) =8×10-9 > 2.0×10-12，有Ag2CrO4沉淀产生。
14.答案：(1)1　 (2)100 mL 　(3)>　 (4)如下图：
解析：(1)加入NaCl之前，pAg＝0，所以c(AgNO3)＝1 mol·L－1。
(2)由于c(Ag＋)＝10－6mol·L－1，所以Ag＋沉淀完全，n(NaCl)＝n(AgNO3)＝0.01 L×1 mol·L－1＝0.01 mol，所以V(NaCl)＝100 mL。
(3)AgCl在水中存在溶解平衡，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，相同温度下，c(Cl－)增大，平衡逆向移动，溶解度减小，温度升高，平衡右移，溶解度增大。
(4)若把NaCl换成NaI，由于Ksp(AgI)更小，所以c(Ag＋)更小，pAg更大。
15.答案　(1)c3(Cd2＋)·c2(PO)　 (2)Cd(OH)2　 (3)1.0×10－19　 是
解析：　(1)磷酸镉沉淀溶解平衡方程式为Cd3(PO4)2(s)3Cd2＋(aq)＋2PO(aq)，Ksp＝c3(Cd2＋)·
c2(PO)。(2)当CdCO3达到沉淀溶解平衡时有CdCO3(s)Cd2＋(aq)＋CO(aq)，则此时溶液中c(Cd2＋)＝2×10－6mol·L－1，当Cd(OH)2达到沉淀溶解平衡时有Cd(OH)2(s)Cd2＋(aq)＋2OH－(aq)，则c(Cd2＋)＝2×10－5 mol·L－1，据此推出在水中的溶解量较大的是Cd(OH)2。
(3)向某含镉废水中加入Na2S，当S2－浓度达到7.9×10－8 mol·L－1时，溶液中c(Cd2＋)＝＝1.0×10－19 mol·L－1，则废水中Cd2＋的含量为1.0×10－19×112×103 mg·L－1＝1.12×10－14mg·
L－1＜0.005 mg·L－1，因此符合生活饮用水卫生标准。
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