【学霸笔记】高中化学同步周测（教师版）10《难溶电解质的沉淀溶解平衡》人教版 选择性必修1

周测10　难溶电解质的沉淀溶解平衡
(时间：60分钟　分值：100分)
一、选择题(本题共13小题，每小题6分，共78分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.在AgCl饱和溶液中尚有AgCl固体存在，当向溶液中加入0.1 mol·L-1的盐酸时，下列说法正确的是(　　)
A.AgCl沉淀溶解平衡正向移动
B.AgCl溶解度增大
C.溶液中c(Ag+)增大
D.溶液中c(Cl-)增大
答案　D
解析　AgCl饱和溶液中尚有AgCl固体存在，则溶液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)，当向溶液中加入0.1 mol·L-1的盐酸时，c(Cl-)增大，平衡逆向移动，c(Ag+)变小。
2.已知：常温下，Ksp(BaSO4)=a。取过量BaSO4溶于蒸馏水，过滤得到滤液R溶液。下列有关说法错误的是(　　)
A.R溶液中c(Ba2+)= mol·L-1
B.常温下，向R溶液中加入少量Na2SO4固体，产生白色沉淀
C.常温下，向R溶液中加入少量BaCl2固体，Ksp(BaSO4)增大
D.向R溶液中加水，c(Ba2+)、c(S)均减小
答案　C
解析　加入少量Na2SO4固体，平衡BaSO4(s)Ba2+(aq)+S(aq)向左移动，产生白色沉淀，B项正确；温度不变，溶度积不变，C项错误。
3.工业上可通过如图所示流程回收铅酸蓄电池中的铅，下列有关说法不正确的是(　　)
A.PbSO4在水中存在沉淀溶解平衡：PbSO4(s)P(aq)+S(aq)
B.生成PbCO3的离子方程式为PbSO4(s)+C(aq)PbCO3(s)+S(aq)
C.滤液中不存在Pb2+
D.pH：滤液<饱和Na2CO3溶液
答案　C
解析　PbSO4难溶于水，在水中存在沉淀溶解平衡：PbSO4(s)Pb2+(aq)+S(aq)，A正确；铅膏(主要成分为PbSO4)中加入饱和Na2CO3溶液，反应的离子方程式为PbSO4(s)+C(aq)PbCO3(s)+S(aq)，B正确；PbSO4、PbCO3都难溶于水，在水中都存在沉淀溶解平衡，故滤液中仍存在Pb2+，C错误；滤液中溶质主要为Na2SO4，含有少量C，其中c(C)小于饱和Na2CO3溶液中的c(C)，则滤液中C水解产生的c(OH-)小于饱和Na2CO3溶液中C水解产生的c(OH-)，故pH：滤液<饱和Na2CO3溶液，D正确。
4.化工生产中常用MnS作沉淀剂除去工业废水中的Cu2+：Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq)。下列有关叙述正确的是(　　)
A.该反应的平衡常数K=
B.MnS的Ksp小于CuS的Ksp
C.达到平衡时c(Mn2+)=c(Cu2+)
D.向反应后的溶液中加入少量Na2S固体后，溶液中c(Cu2+)、c(Mn2+)保持不变
答案　A
解析　该反应的平衡常数K===，故A正确；对于同类型物质，溶度积小的沉淀可以转化为溶度积更小的沉淀，则MnS的Ksp比CuS的Ksp大，故B错误；该反应达到平衡时各离子的浓度保持不变，但不一定相等，故C错误。
5.下表是五种银盐的溶度积常数(25 ℃)，下列有关说法错误的是(　　)
化学式 AgCl Ag2SO4 Ag2S AgBr AgI
溶度积 1.8×10-10 1.4×10-5 6.3×10-50 5.4×10-13 8.5×10-16
A.五种物质在常温下溶解度最大的是Ag2SO4
B.将AgCl溶于水后，向其中加入Na2S，则可以生成黑色的Ag2S沉淀
C.沉淀溶解平衡的建立是有条件的，外界条件改变时，平衡也会发生移动
D.常温下，AgCl、AgBr和AgI三种物质的溶解度逐渐增大
答案　D
解析　由溶度积常数可以计算得出溶解度最大的是Ag2SO4，A项正确；由AgCl、Ag2S的溶度积常数可得出Ag2S更难溶，所以将AgCl溶于水后，向其中加入Na2S可以生成黑色的Ag2S沉淀，B项正确；AgCl、AgBr、AgI溶度积常数逐渐减小，所以AgCl、AgBr、AgI三种物质在常温下的溶解度逐渐减小，D项错误。
6.某研究性学习小组通过传感器测量一定温度下溶液的电导率(电导率越大，说明溶液的导电能力越强)，各物质的电导率数据如下：
序号 物质 电导率
① CaCO3(固体) 0
② H2O 7
③ CaCO3饱和溶液 37
④ CaSO4饱和溶液 389
⑤ 0.001 mol·L-1 NaCl溶液 1 989
⑥ 0.001 mol·L-1 AgNO3溶液 1 138
⑦ AgCl饱和溶液 13
下列分析不正确的是(　　)
A.依据数据，CaCO3固体中不存在自由移动的离子
B.与②对比，说明⑦中存在：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
C.将Na2CO3固体加入④中，可以生成CaSO4沉淀
D.⑤⑥等体积混合后过滤，推测滤液的电导率大于13
答案　C
解析　由题表可得，碳酸钙固体的电导率为0，离子不能自由移动，故A正确；与②对比，⑦AgCl饱和溶液的电导率为13，说明⑦中存在：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)，故B正确；CaCO3饱和溶液的电导率比CaSO4饱和溶液的小，说明CaCO3的溶解度比CaSO4小，应生成CaCO3沉淀，故C错误；⑤⑥等体积混合后过滤得到硝酸钠、氯化银的混合溶液，电导率大于13，故D正确。
7.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固体可使溶液状态由a点变到b点
B.通过蒸发可以使溶液状态由d点变到c点
C.d点对应的溶液中无BaSO4沉淀生成
D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
答案　C
解析　一定温度下，a点对应的溶液已处于饱和状态，加入Na2SO4固体，S的浓度增大，沉淀溶解平衡逆向移动，Ba2+的浓度减小，而从a点到b点，Ba2+的浓度不变，A项错误；蒸发d点对应的溶液，S和Ba2+的浓度均增大，可使溶液达到饱和，而d点到c点，Ba2+的浓度增大，S的浓度不变，B项错误；d点对应的溶液中，Q(BaSO4)8.分别进行下列操作，由现象得出的结论正确的是(　　)
选项 操作 现象 结论
A 将稀硫酸和Na2S反应生成的气体通入AgNO3与AgCl组成的悬浊液中 出现黑色沉淀 Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)
B 向盛有2 mL 0.1 mol·L-1AgNO3溶液的试管中滴加1 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液，再向其中滴加4~5滴0.1 mol·L-1 KI溶液 先有白色沉淀生成，后又产生黄色沉淀 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
C 向AgI悬浊液中滴入Na2S溶液 固体变黑 Ksp(Ag2S)>Ksp(AgI)
D 将H2S气体通入浓度均为0.01 mol·L-1的ZnSO4和CuSO4溶液中 先出现CuS黑色沉淀 Ksp(CuS)答案　D
解析　生成的硫化氢与硝酸银溶液反应生成硫化银沉淀，没有沉淀的转化，无法判断Ksp(AgCl)与Ksp(Ag2S)的大小，A错误；AgNO3溶液过量，KI直接与AgNO3反应，无法判断Ksp(AgCl)与Ksp(AgI)的大小，B错误；溶解度大的物质能转化为溶解度小的物质，向AgI悬浊液中滴入Na2S溶液，固体变黑，说明Ksp(Ag2S)9.某温度时，CuS、MnS在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(M表示Cu或Mn)，下列说法错误的是(　　)
A.a点对应的Ksp大于b点对应的Ksp
B.该温度下向CuSO4溶液中加入MnS后，Ksp(MnS)不变
C.在含有CuS和MnS固体的溶液中，c(Cu2+)∶c(Mn2+)=(2×10-23)∶1
D.该温度下，Ksp(CuS)小于Ksp(MnS)
答案　A
解析　温度不变，溶度积不变，a、b两点对应的Ksp(CuS)相等，A错误、B正确；由图可知，Ksp(CuS)=0.01×6×10-34=6×10-36，Ksp(MnS)=0.01×3×10-11=3×10-13，D正确；在含有CuS和MnS固体的溶液中，====2×10-23，C正确。
10.常温下，将AgNO3溶液分别滴加到浓度均为0.01 mol·L-1的NaBr、Na2SeO3溶液中，所得的沉淀溶解平衡曲线如图所示(Br-、Se用Xn-表示，不考虑Se的水解)。下列叙述正确的是(　　)
A.Ksp(Ag2SeO3)的数量级为10-14
B.d点对应的AgBr溶液为不饱和溶液
C.若向0.01 mol·L-1 NaCl溶液中滴加等浓度的AgNO3溶液，所得沉淀溶解平衡曲线在AgBr曲线上方
D.反应Ag2SeO3(s)+2Br-(aq)2AgBr(s)+Se(aq)的平衡常数K=1×109.6
答案　D
解析　由题图可知-lg c(Se)=5时，-lg c(Ag+)=5，则Ksp(Ag2SeO3)=c2(Ag+)·c(Se)=(10-5)2×10-5=1×10-15，数量级为10-15，A错误；Q(AgBr)=c(Br-)·c(Ag+)=10-7.3×10-3>Ksp(AgBr)=c(Br-)·c(Ag+)=10-7.3×10-5=1×10-12.3，则d点对应的溶液为过饱和溶液，B错误；Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)，则c(Cl-)与c(Br-)相同且达到沉淀溶解平衡时，生成AgCl的溶液中c(Ag+)大于生成AgBr的溶液中c(Ag+)，故所得曲线在AgBr曲线下方，C错误；Ag2SeO3(s)+2Br-(aq)2AgBr(s)+Se(aq)的平衡常数K===109.6，D正确。
11.已知：298 K时，Ksp[Mn(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]。Mn(OH)2和Cu(OH)2在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(X2+表示Mn2+或Cu2+)。下列说法正确的是(　　)
A.a表示Mn(OH)2在水中的沉淀溶解平衡曲线
B.Ksp[Cu(OH)2]=10-21
C.N点为Mn(OH)2的不饱和溶液
D.向P点溶液中加入NaOH，溶液组成由P点向M点移动
答案　B
解析　-lg c越大，c越小，结合常温下Ksp[Mn(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]可知，a表示Cu(OH)2在水中的沉淀溶解平衡曲线，A错误；R点坐标为(6，15)，则c(Cu2+)=10-15 mol·L-1，c2(OH-)=10-6 mol2·L-2，Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=10-21，B正确；结合A选项分析可知，N点为Mn(OH)2的过饱和溶液，C错误；向P点溶液中加入NaOH，c(OH-)增大，Mn(OH)2(s)Mn2+(aq)+2OH-(aq)平衡逆向移动，c(Mn2+)减小，溶液组成由P点沿MP线向左上方移动，D错误。
12.已知：pNi=-lg c(Ni2+)；常温下，Ksp(NiCO3)=1.4×10-7，H2S的电离平衡常数：Ka1=1.3×10-7，Ka2=7.1×10-15。常温下，向10 mL 0.1 mol·L-1 Ni(NO3)2溶液中滴加0.1 mol·L-1 Na2S溶液，滴加过程中pNi与Na2S溶液体积的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.E、F、G三点中，F点对应溶液中水的电离程度最小
B.常温下，Ksp(NiS)=1×10-21
C.在NiS和NiCO3的浊液中K=1.4×1014
D.Na2S溶液中，S2-第一步水解常数Kh1=
答案　D
解析　A项，Ni(NO3)2是强酸弱碱盐，Na2S是强碱弱酸盐，它们都能促进水的电离，F点Ni(NO3)2和Na2S恰好完全反应，溶液中溶质是NaNO3，水的电离程度最小，正确；B项，F点Ni(NO3)2和Na2S恰好完全反应，c(Ni2+)=c(S2-)=10-10.5 mol·L-1，Ksp(NiS)=c(Ni2+)·c(S2-)=1×10-21，正确；C项，NiCO3(s)+S2-(aq)NiS(s)+C(aq)，K===1.4×1014，正确；D项，S2-+H2OHS-+OH-，Kh1==，错误。
13.已知氧化锌和氢氧化锌分别为两性氧化物和氢氧化物。坐标系中横坐标为溶液的pH，纵坐标为lg c(Zn2+)或lg c，25 ℃时，下列说法不正确的是(　　)
A.往氢氧化钠溶液中加入少量ZnCl2溶液，反应的离子方程式为Zn2++4OH-===[Zn(OH)4]2-
B.若要从某含Zn2+的工业废液中完全沉淀Zn2+，可以调控该溶液的pH在8.0~12.0之间
C.pH=8.0与pH=12.0的两种废液中，c(Zn2+)之比为108
D.25 ℃时，Zn(OH)2的溶度积常数(Ksp)为1×10-10
答案　D
解析　往NaOH溶液中加入少量ZnCl2溶液，由于NaOH过量，Zn2+直接转化为[Zn(OH)4]2-，离子方程式为Zn2++4OH-===[Zn(OH)4]2-，A正确；根据图像，pH在8.0~12.0之间时Zn2+浓度小于10-5 mol·L-1，Zn2+沉淀完全，所以若要从某含Zn2+的工业废液中完全沉淀Zn2+，可以调节溶液pH在8.0~12.0之间，B正确；根据图像中a点可以计算Ksp[Zn(OH)2]=c(Zn2+)·c2(OH-)=10-3×(10-7)2=10-17，pH=8.0的废液中，c(Zn2+)==10-5 mol·L-1，pH=12.0的废液中，c(Zn2+)==10-13 mol·L-1，所以两种废液中，c(Zn2+)比值为108，C正确、D错误。
二、非选择题(本题共2小题，共22分)
14.(9分)通过计算回答下列问题。
(1)FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24。某滤液中c(Mg2+)=0.02 mol·L-1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe3+恰好沉淀完全，即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5 mol·L-1，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？(列式计算)
(2)(1分)25 ℃下，已知Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。某CuSO4溶液中c(Cu2+)=0.022 mol·L-1，如果要生成Cu(OH)2沉淀，需要向CuSO4溶液加入碱来调节pH，使溶液的pH大于　　　　。
(3)在化学分析中采用K2CrO4作指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl-，利用Ag+与Cr生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl-恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10-5 mol·L-1)时，溶液中c(Ag+)为　　　　mol·L-1，此时溶液中c(Cr)等于　　　　mol·L-1(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为1.9×10-12和1.8×10-10)。
(4)已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如表所示，25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12。
pH <8.0 8.0~9.6 >9.6
颜色 黄色 绿色 蓝色
25 ℃时，向Mg(OH)2的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液所呈现的颜色为　　　　。
答案 　(1)否，当Fe3+恰好沉淀完全时，c(P)=mol·L-1=1.3×10-17 mol·L-1，此时溶液中c3(Mg2+)·c2(P)=×(1.3×10-17)2=1.69×10-40解析 　(2)如果要生成Cu(OH)2沉淀，则Q[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)>Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20，所以c2(OH-)> mol2·L-2，c(OH-)>10-9 mol·L-1，故应调节pH大于5。
(3)Cl-恰好沉淀完全时，溶液中c(Ag+)== mol·L-1=1.8×10-5 mol·L-1；此时c(Cr)==mol·L-1≈5.9×10-3 mol·L-1。
(4)设Mg(OH)2的饱和溶液中c(Mg2+)为x mol·L-1，c(OH-)为2x mol·L-1，则x×(2x)2=5.6×10-12，解得x≈1.12×10-4，c(OH-)=2.24×10-4 mol·L-1，所以溶液的pH≈10.4，向Mg(OH)2的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液所呈现的颜色为蓝色。
15.(13分)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下：
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(c≤1.0×10-5 mol·L-1)时的pH：
Fe3+ Fe2+ Co3+ Co2+ Zn2+
开始沉淀的pH 1.5 6.9 — 7.4 6.2
沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2
回答下列问题：
(1)(2分)“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；“滤渣1”中金属元素主要为　　　　　　　。
(2)(3分)“过滤1”后的溶液中加入MnO2的作用是　　　　　　　　　　　　。取少量反应后的溶液，加入化学试剂　　　　　　　检验　　　　　　　，若出现蓝色沉淀，需补加MnO2。
(3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为　　　　、 　　　　。
(4)“除钴液”中主要的盐有　　　　　　　(写化学式)，残留的Co3+浓度为　　　　　　　 mol·L-1。
答案　(1)增大固液接触面积，加快酸浸速率，提高浸取效率　Pb　(2)将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，以便在后续调pH时除去Fe元素　K3[Fe(CN)6]溶液　Fe2+　(3)3Co2+++7H2O===3Co(OH)3↓+MnO2↓+5H+　3Mn2++2Mn+2H2O===5MnO2↓+4H+　(4)ZnSO4、K2SO4　10-16.7
解析　 由题中信息可知，用硫酸处理含有Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物的废渣，得到含有Co2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、等离子的溶液，Pb的单质或氧化物与硫酸反应生成难溶的PbSO4，则“滤渣1”为PbSO4；向滤液中加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，MnO2被还原为Mn2+，加入ZnO调节pH=4，Fe3+完全转化为Fe(OH)3，“滤渣2”的主要成分为Fe(OH)3，滤液中的金属离子主要是Co2+、Zn2+和Mn2+；最后“氧化沉钴”，加入强氧化剂KMnO4，将溶液中Co2+氧化为Co3+，在pH=5时Co3+形成Co(OH)3沉淀，而KMnO4则被还原为MnO2，KMnO4还会与溶液中的Mn2+发生归中反应生成MnO2，得到Co(OH)3和MnO2的混合物，“除钴液”主要含有ZnSO4、K2SO4，据此解答。
(2)酸浸液中含有Co2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、等离子。由题表中数据可知，当Fe3+完全沉淀时，Co2+未开始沉淀，而当Fe2+完全沉淀时，有一部分Co2+沉淀，为了除去溶液中的Fe元素且Co2+不沉淀，应先将Fe2+氧化为Fe3+，然后调节溶液的pH使Fe3+全部转变为Fe(OH)3沉淀而除去，所以MnO2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，以便在后续调pH时除去Fe元素。常用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2+，若生成蓝色沉淀，则说明溶液中仍存在Fe2+，需补加MnO2。(4)整个过程中，Zn2+未除，加入KMnO4“氧化沉钴”时引入了K+，而阴离子是在酸浸时引入的，因此除钴液中主要的盐有ZnSO4和K2SO4。当溶液pH=1.1时，c(H+)=10 -1.1 mol·L-1，Co3+恰好完全沉淀，此时溶液中c(Co3+)=1.0×10-5 mol·L-1，则c(OH-)==10-12.9 mol·L-1，则Ksp[Co(OH)3]=1.0×10-5×=10-43.7。“除钴液”的pH=5，即c(H+)=10-5 mol·L-1，则c(OH-)=10-9mol·L-1，此时溶液中c(Co3+)== mol·L-1=10-16.7 mol·L-1。