微主题6　沉淀溶解平衡 热练（含解析）—2024年高考化学二轮复习

微主题6　沉淀溶解平衡
1 (2023泰州姜堰中学阶段练习)向10 .00 mL 0.50 mol·L-1 NaHCO3溶液中滴加不同浓度的CaCl2溶液，观察到产生明显浑浊时，停止滴加；取少量所得浑浊液加热，记录实验现象。下列说法正确的是(　　)
实验 序号 c(CaCl2)/(mol·L-1) 滴加CaCl2溶液时的实验现象 加热浑浊液时的实验现象
① 0.05 至1.32 mL时产生明显浑浊，但无气泡产生 有较多气泡生成
② 0.005 至15.60 mL时产生明显浑浊，但无气泡产生 有少量气泡生成
③ 0.000 5 至20 mL时未见浑浊
A. ①中产生浑浊的原因是c(Ca2+)·c(CO)B. 未加热前①和②中均发生反应：2HCO＋Ca2+===CaCO3↓＋H2CO3
C. 加热浑浊液产生气泡主要是因为CaCO3受热分解产生了更多的CO2
D. 向上述NaHCO3溶液中逐滴滴加0.5 mol·L-1 CaCl2溶液，一定会同时产生浑浊和气泡
2 (2023常州前黄高级中学适应性考试)室温下，已知Ksp(CuS)＝8.8×10-36，饱和Cu(OH)2溶液中X＝－lg 与pH的关系如下图所示。向0.1 mol·L-1 Na2S溶液(pH＝12.4)中加入一定量的CuSO4晶体。下列说法正确的是(　　)
A. 室温下Ksp[Cu(OH)2]＝2.2 × 10-18
B. 加入CuSO4晶体时，先生成Cu(OH)2沉淀
C. 室温下，CuS在等浓度的Na2S和H2S溶液中的Ksp相等
D. 反应后的溶液中存在离子浓度关系：c(Na＋)＋c(H＋)＋c(Cu2+ )＝c(S2-)＋c(HS－)＋c(OH－)＋c(SO)
3 (2023无锡期中)将燃煤烟气(含SO2、O2等)通入软锰矿粉(主要成分MnO2，含少量Fe、Al的氧化物杂质)悬浊液中反应制备MnSO4。反应放热，采用冷水浴控温25 ℃。实验时吸收液中H2SO4和MnSO4的浓度随吸收时间的变化如图所示。吸收完成后，溶液中c(Mn2+)＝0.2 mol·L-1。已知：室温下Ksp[Al(OH)3]＝10-33、Ksp[Fe(OH)3]＝3×10-39、Ksp[Mn(OH)2]＝2×10-13。溶液中离子浓度小于等于10-5 mol·L-1时认为已经除尽。下列说法不正确的是(　　)
A. MnO2和SO2的反应为MnO2＋SO2===MnSO4
B. 控温25 ℃有利于提高悬浊液对SO2的吸收率
C. MnO2对该体系中的副反应具有催化作用
D. 调节吸收液pH为5，可除去Fe3+、Al3+杂质
4 (2023常州调研)已知室温下Ka1(H2S)＝10-7，Ka2(H2S)＝10-12.9。通过下列实验探究含硫化合物的性质。
实验1：测得0.1 mol·L-1H2S溶液pH＝4.1；
实验2：向10 mL 0.1 mol·L-1NaHS溶液中逐滴加入5 mL水，用pH计监测过程中pH变化；
实验3：向10 mL 0.1 mol·L-1H2S溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1NaOH溶液，直至pH＝7；
实验4：向5 mL 0.1 mol·L-1Na2S中滴加10 mL 0.1 mol·L-1MnSO4溶液，产生粉色沉淀，再加几滴0.1 mol·L-1CuSO4溶液，产生黑色沉淀。
下列说法不正确的是(　　)
A. 由实验1可知：0.1 mol·L-1 H2S溶液中c(S2-)B. 实验2加水过程中，监测结果为溶液的pH不断减小
C. 实验3所得溶液中存在：c(H2S)＋c(Na＋)－c(S2- )＝0.1 mol·L-1
D. 由实验4 可知：Ksp(MnS)>Ksp(CuS)
5 (2023南通通州质量监测)室温下：Ka1(H2C2O4)＝5×10-2、Ka2(H2C2O4)＝1×10-4、Ksp(CaC2O4)＝2.5×10-9。通过下列实验探究某些草酸盐的性质。
实验①：用pH计测得0.100 mol·L-1 K2C2O4溶液的pH＝8；
实验②：向0.10 mol·L-1 KHC2O4溶液中滴入少量酸性高锰酸钾溶液，振荡后溶液紫色褪去；
实验③：向0.10 mol·L-1 K2C2O4溶液中滴加一定浓度的稀盐酸后，混合溶液的pH＝7；
实验④：向0.10 mol·L-1 KHC2O4溶液中加入一定体积等浓度CaCl2 溶液产生白色沉淀，测得上层清液的pH＝4，c(Ca2+)＝10-4 mol·L-1。
下列说法正确的是(　　)
A. 实验①溶液中： eq \f(c(H2C2O4),c（C2O）)＝2×10-3
B. 实验②说明KHC2O4溶液具有漂白性
C. 实验③反应所得溶液中存在：c(K＋)＝2c(C2O)＋c(HC2O)
D. 实验④所得上层清液中的c(HC2O)＝2.5×10-5 mol·L-1
6 (2023南通通州期中)利用钒铬渣[主要成分为VO2·xH2O、Cr(OH)3及少量的SiO2]制取Na2Cr2O7的工艺流程如图所示。
(1)“酸浸” 时，稀硫酸一般需过量，其目的是__________________________
______________________________________________________________________。
(2) 已知：钒铬渣酸浸滤液初始温度大约为90 ℃。“氧化1”过程中用Na2S2O8或H2O2作氧化剂时，氧化温度与沉钒率的关系如图所示。
①该过程中，钒元素由VOSO4转化为(VO2)2SO4，则参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
②该过程中采用Na2S2O8作氧化剂的优点是____________________________
______________________________________________________________________。
(3) “沉钒”过程中须控制pH低于4，测得滤液中c(Cr3+)＝0.15 mol·L-1，则Ksp[Cr(OH)3]＝________。
(4) “氧化 2”过程中发生的反应的离子方程式为_______________________。
(5) 通过上述流程制取的Na2Cr2O7可测定钒铬渣中Cr(OH)3含量。取由2.06 g钒铬渣样品转化获得的Na2Cr2O7(含少量Na2CrO4)溶液，向其中加入2 mol·L-1 H2SO4溶液和足量KI溶液(铬元素的还原产物为Cr3+)，放于暗处5 min，再加入几滴淀粉溶液，用0.100 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定(I2＋2S2O===2I－＋S4O)，共用去标准液15.00 mL，求钒铬渣中Cr(OH)3的含量(其他杂质不参与反应，写出计算过程)。
微主题6　沉淀溶解平衡
1. B　根据溶度积规则，①中能产生CaCO3沉淀，说明c(Ca2+)·c(CO)>Ksp(CaCO3)，A错误；未加热前①和②不放出CO2，说明碳酸没有达到饱和，加热后碳酸分解放出CO2，所以未加热前①和②中均发生反应：2HCO＋Ca2+===CaCO3↓＋H2CO3，B正确；加热前①和②中发生了反应：2HCO＋Ca2+===CaCO3↓＋H2CO3，CaCO3在溶液中受热不分解，加热浑浊液产生气泡主要是因为H2CO3受热分解产生了更多的CO2，C错误；实验中是否产生浑浊和气泡与加入的CaCl2溶液的浓度和体积有关，所以向上述NaHCO3溶液中逐滴滴加0.5 mol·L-1 CaCl2溶液，开始滴加时CaCl2溶液量少，可能不会产生浑浊和气泡，D错误。
2. C　当X＝7时，溶液pH＝10，则室温下Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2+)·c2(OH— )＝2.2 × 10-12×(1×10—4)2＝2.2 × 10-20，A错误；向0.1 mol·L-1 Na2S溶液中加入CuSO4晶体时，Na2S溶液与CuSO4溶液反应生成溶度积小的CuS沉淀，不可能生成Cu(OH)2沉淀，B错误；CuS的溶度积是温度函数，温度不变，溶度积的大小不变，所以室温下，CuS在等浓度的Na2S和H2S溶液中的溶解度不同，但溶度积相等，C正确；Na2S溶液与CuSO4溶液反应生成CuS沉淀和Na2SO4，所以反应后的溶液中存在的电荷守恒关系为c(Na＋)＋ c(H＋)＋2c(Cu2+ )＝2c(S2-)＋c(HS－)＋c(OH－ )＋2c(SO)，D错误。
3. C　MnO2有氧化性，能与还原性气体SO2发生氧化还原反应，MnO2和SO2反应为MnO2＋SO2===MnSO4，A正确；反应本身放热，采用冷水浴控温25 ℃，降低温度可提高含硫烟气中SO2的吸收率，B正确；由实验时吸收液中H2SO4和MnSO4的浓度随吸收时间的变化图像可知，MnO2对该体系中的副反应不具有催化作用，C错误；Ksp[Fe(OH)3]＝3×10-39＝c(Fe3+)·c3(OH－)＝1×10-5×c3(OH－)，Fe3+完全除去时pH约为2.7，同理Ksp[Al(OH)3]＝10-33＝c(Al3+)·c3(OH－)＝1×10-5×c3(OH－)，Al3+完全沉淀的pH约为4.7，调节吸收液pH为5，可除去Fe3+、Al3+杂质，且此时c(Mn2+)·c2(OH－)＝0.2×(10-9)2＝2×10-194. C　pH＝4.1，则c(H＋)＝10-4.1 mol·L-1，c(OH－)＝＝＝10-9.9 mol·L-1，H2S的电离以一级电离为主，c(H＋)≈c(HS－)＝10-4.1 mol·L-1，根据二级电离常数Ka2＝，可得c(S2-)＝Ka2＝10-12.9 mol·L-1，A正确；NaHS溶液中存在HS－的电离和水解，其中Kh＝＝＝10-7，其电离常数小于水解常数，可知以水解为主，溶液显碱性，稀释过程中溶液碱性减弱，pH减小，B正确；向10 mL 0.1 mol·L-1 H2S溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液，直至pH＝7，则c(H＋)＝c(OH－)，根据电荷守恒，可得①c(Na＋)＝c(HS－)＋2c(S2-)，由于溶液体积增大，根据元素质量守恒可得②c(S2-)＋c(HS－)＋c(H2S)<0.1 mol·L-1，联立①、②可得c(H2S)＋c(Na＋)－c(S2-)<0.1 mol·L-1，C错误；向5 mL 0.1 mol·L-1 Na2S中滴加10 mL 0.1 mol·L-1 MnSO4溶液，产生粉色沉淀，其中0.1 mol·L-1 MnSO4溶液过量，S2-全部沉淀，再加几滴0.1 mol·L-1 CuSO4溶液，产生黑色沉淀，说明粉色沉淀转化成黑色沉淀，即Ksp(MnS)>Ksp(CuS)，由难溶向更难溶转化，D正确。
5. D　溶液的pH＝8，则c(H＋)＝10-8 mol·L-1，Ka1(H2C2O4)＝ eq \f(c(H＋)·c（HC2O）,c(H2C2O4))，Ka2(H2C2O4)＝ eq \f(c(H＋)·c（C2O）,c（HC2O）)，Ka1·Ka2＝ eq \f(c2(H＋)·c（C2O）,c(H2C2O4))，所以 eq \f(c(H2C2O4),c（C2O）)＝＝＝2×10-11，A错误；实验②说明KHC2O4溶液具有还原性，不是漂白性，B错误；溶液中存在电荷守恒c(K＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)＋2c(C2O)＋c(HC2O)，溶液显中性，则c(H＋)＝c(OH－)，所以c(K＋)＝c(Cl－)＋2c(C2O)＋c(HC2O)，C错误；上层清液的pH＝4，则c(H＋)＝10-4 mol·L-1，c(Ca2+)＝10-4 mol·L-1，则c(C2O)＝＝＝2.5×10-5 mol·L-1，c(HC2O)＝ eq \f(c(H＋)·c（C2O）,Ka2)＝＝2.5×10-5 mol·L-1，D正确。
6. (1) 提高浸取率、抑制Cr3+水解　(2) ①1∶2
②相同温度时沉钒率高；在90 ℃时可直接使用，无需降温，节约能耗　(3) 1.5×10-31
(4) 2Cr3+＋3H2O2＋10OH－===2CrO＋8H2O
(5) 六价铬和碘离子反应生成碘单质和三价铬，碘单质被Na2S2O3标准溶液滴定；根据电子守恒可知，2Cr3+～3I2～6S2O，根据铬元素守恒可知，Cr(OH)3的物质的量＝0.100 mol·L-1×15.00 ×10-3L×＝5×10-4 mol，钒铬渣中Cr(OH)3的含量＝×100%＝2.5%
解析：(1) “酸浸” 时，稀硫酸一般需过量，其目的是增大反应物浓度、提高浸取率，同时使溶液显酸性，抑制Cr3+水解。(2) ①该过程中，钒元素由VOSO4转化为(VO2)2SO4，V的化合价由＋4变为＋5，VOSO4作为还原剂转移1个电子，Na2S2O8或H2O2作氧化剂，Na2S2O8中硫元素化合价由＋7变为＋6、H2O2中氧元素化合价由－1变为－2，作为氧化剂均转移2个电子，则根据电子守恒可知，参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。②由图可知，采用Na2S2O8作氧化剂，在相同温度时沉钒率高，且在90 ℃时可直接使用无需降温，节约能耗；而对过氧化氢而言，温度过高会导致过氧化氢分解而降低反应效率。(3) “沉钒” 过程中须控制pH低于4，此时pOH＝10，氢氧根离子浓度为10-10 mol·L-1，测得滤液中c(Cr3+)＝0.15 mol·L-1，则Ksp[Cr(OH)3]＝(10-10)3×0.15＝1.5×10-31。(4) “氧化 2”过程中三价铬在碱性条件下被过氧化氢氧化为CrO，发生反应的离子方程式见答案。