第三章　基础课时22　沉淀溶解平衡的应用 练习（含答案）2025秋高中化学选择性必修一（人教版2019）

第三章　基础课时22　沉淀溶解平衡的应用
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意(每小题5分)
(一)沉淀的生成与溶解
1.已知几种难溶电解质的溶度积常数Ksp(25 ℃)如下：
难溶电解质 ZnS CuS HgS
Ksp 1.6×10－24 6.3×10－36 1.6×10－52
向100 mL含Zn2＋、Cu2＋和Hg2＋浓度均为0.01 mol/L的溶液中逐滴加入0.001 mol/L的Na2S溶液，下列说法正确的是(　　)
Zn2＋先沉淀 Cu2＋先沉淀
Hg2＋先沉淀 同时沉淀
2.某同学在研究氢氧化镁性质的过程中观察到如下现象：
下列说法正确的是(　　)
将试管①放在暗处用激光笔照射，液体中会产生一条光亮的通路
试管①溶液中c(OH－)等于试管③溶液中c(OH－)
试管③溶液变红的原因是氢氧化镁的沉淀溶解平衡逆向移动
试管①、③的溶液中均有c(Mg2＋)·c2(OH－)＝Ksp[Mg(OH)2]
3.已知表数据：
物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3
Ksp(25 ℃) 8.0×10－16 2.2×10－20 4.0×10－38
完全沉淀时的pH 9.6 6.4 3.4
对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法，不正确的是(　　)
向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到红褐色沉淀
该溶液中c(SO)∶[c(Cu2＋)＋c(Fe2＋)＋c(Fe3＋)]>5∶4
向该溶液中加入适量氯水，并调节pH到3.4后过滤，可获得纯净的CuSO4溶液
在pH＝5的溶液中Fe3＋不能大量存在
4.(6分)孔雀石主要含碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，还含少量Fe、Si的化合物。
实验室以孔雀石为原料制备CuSO4及CaCO3，首先将其溶于稀硫酸中，得到的溶液中含有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋。从下列所给试剂中选择：
A.KMnO4 B.(NH4)2S
C.H2O2 D.KSCN
(1)(4分)为使Fe2＋、Fe3＋一起沉淀，需先加________(填代号)，此时发生反应的离子方程式为____________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)(2分)然后再加________(填化学式)调整溶液的pH只生成Fe(OH)3沉淀。
(二)沉淀的转化与应用
5.工业上向锅炉里注入Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，而后用盐酸去除。下列叙述不正确的是(　　)
温度升高，Na2CO3溶液的Kw和c(OH－)均会增大
沉淀转化的离子方程式为CO (aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋SO(aq)
盐酸溶液中，CaCO3的溶解性大于CaSO4
Na2CO3溶液遇CO2后，阴离子浓度均减小
6.(2024·北京密云二中高二期中)为研究沉淀的生成及转化，同学们进行下图所示实验。
下列关于该实验的分析不正确的是(　　)
上述实验不能证明AgSCN向AgI沉淀转化反应的发生
①中产生白色沉淀的原因是c(Ag＋)·c(SCN－)>Ksp(AgSCN)
①中存在平衡：AgSCN(s)Ag＋(aq)＋SCN－(aq)
②中无明显变化是因为溶液中的c(SCN－)过低
(三)沉淀溶解平衡图像
7.(2024·聊城高二期中)常温下，向10 mL一定浓度的硝酸银溶液中，逐滴加入0.1 mol/L的氨水，反应过程中－lg c(Ag＋)或－lg c([Ag(NH3)2]＋)与加入氨水体积的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)
NH的浓度：b点大于m点
原硝酸银溶液的浓度是0.1 mol/L
m点：c(NO)－c(Ag＋)－c(NH)<0.01 mol·L－1
a→c的过程中，溶液pH先增大，后减小
B级　素养培优练
8.已知：常温下，Ksp(NiCO3)＝1.4×10－7，Ksp(PbCO3)＝1.4×10－13，则向浓度均为0.1 mol·L－1的Ni(NO3)2和Pb(NO3)2混合溶液中逐滴加入Na2CO3溶液，下列说法错误的是(　　)
常温下在水中的溶解度：NiCO3>PbCO3
逐滴加入Na2CO3溶液，先生成NiCO3沉淀，后生成PbCO3沉淀
逐滴加入Na2CO3溶液，先生成PbCO3沉淀，后生成NiCO3沉淀
逐滴加入Na2CO3溶液，当两种沉淀共存时，溶液中c(Ni2＋)∶c(Pb2＋)＝106∶1
9.25 ℃时，PbR(R2－为SO或CO)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：Ksp(PbCO3)＜Ksp(PbSO4)，下列说法错误的是(　　)
曲线a表示PbCO3
当PbSO4和PbCO3沉淀共存时，溶液中＝1×105
取等体积的X、Y点对应的溶液混合，不会有沉淀生成
向Y点对应的溶液加入适量Pb(NO3)2，可转化为X点对应的溶液
10.(14分)使用后的废旧铅酸蓄电池需要回收，废旧电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，还有少量BaSO4以及Fe、Al的盐或氧化物等，通过如图流程回收铅。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表：
难溶电解质 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 2.25×10－8 7.2×10－14 1.1×10－10 2.6×10－9
一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表：
金属氢氧化物 开始沉淀的pH 完全沉淀的pH
Fe(OH)3 2.3 3.2
Fe(OH)2 6.8 8.3
Al(OH)3 3.5 4.6
Pb(OH)2 7.2 9.1
Cu(OH)2 5.2 6.7
回答下列问题：
(1)(3分)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为___________________________________________________________(2分)；
PbSO4饱和溶液中c(Pb2＋)＝_________________________________________(1分)。
(2)(2分)在“脱硫”中，加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化，原因是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)(5分)在“酸浸”中，除加入醋酸(CH3COOH)，还要加入H2O2。
①(1分)能被H2O2氧化的离子是________。
②(2分)H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(CH3COO)2，其化学方程式为___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
③(2分)H2O2也能使PbO2转化为Pb(CH3COO)2，H2O2的作用是___________________________________________________________________。
(4)(2分)“酸浸”后溶液的pH应控制在________(填范围)，滤渣的主要成分是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________(填化学式)。
(5)(2分)当向含相同浓度Cu2＋、Pb2＋和Fe2＋的溶液中滴加NaOH溶液时，________(填离子符号)先沉淀。
基础课时22　沉淀溶解平衡的应用
1.C　[向Zn2＋、Cu2＋和Hg2＋浓度均为0.01 mol/L的溶液中逐滴加入0.001 mol/L的Na2S溶液，当溶液中离子开始沉淀时，溶液中c(金属离子)×c(S2－)＝Ksp，Ksp越小的难溶物最先生成，Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)>Ksp(HgS)，因此Hg2＋先沉淀。]
2.D　[试管①是浊液，不能发生丁达尔效应，A错误；试管①中含氢氧化镁，试管③中含氢氧化镁、氯化镁，氯化镁的存在会使氢氧化镁的溶解平衡逆向移动，则c(OH－)：试管③＜试管①，B错误；试管③中溶液又变红是氢氧化镁的沉淀溶解平衡正向移动，C错误；试管①、③的溶液中均有c(Mg2＋)·c2(OH－)＝Ksp[Mg(OH)2]，D正确。]
3.C　[从表格中可以看出，Fe(OH)3的Ksp是最小的，所以它最先出现沉淀，A正确；因为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，因此它们的物质的量会减少，B正确；加入氯水，可以把亚铁离子全氧化成三价，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，C错误；在pH＝5的溶液中c(H＋)＝10－5 mol/L，c(OH－)＝＝10－9 mol·L－1，c(Fe3＋)＝ mol/L＝4×10－11 mol/L，Fe3＋不能大量存在，D正确。]
4.(1)C　2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(2)CuO或CuCO3
解析　(1)为使Fe2＋、Fe3＋一起沉淀，应先加入氧化剂将Fe2＋氧化为Fe3＋，同时不能引入新的杂质，所以应选用H2O2，发生的反应为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；(2)加入的物质应能与氢离子反应，且不引入新的阳离子杂质，所以可以选用CuO或CuCO3。
5.D　[A项，温度升高，Kw增大，温度升高促进碳酸钠溶液水解，c(OH－)增大，A正确；B项，加入碳酸钠溶液，把硫酸钙转化为碳酸钙：CO (aq)＋CaSO4(s)??CaCO3(s)＋SO(aq)，B正确；C项，因为碳酸钙与盐酸反应，而硫酸钙不与盐酸反应，所以在盐酸溶液中碳酸钙的溶解性大于硫酸钙，C正确；D项，根据CO＋CO2＋H2O===2HCO知，阴离子HCO的浓度增大，D错误。]
6.A　[加入碘化钾溶液，由于硝酸银在第一步反应中未完全反应，会生成黄色的AgI沉淀，但是②试管不变红，③试管变红，说明溶液中SCN－浓度增大，则AgSCN与I－反应转化成了AgI和SCN－，A错误；Q>Ksp时有沉淀生成，所以①中产生白色沉淀的原因是c(Ag＋)·c(SCN－)>Ksp(AgSCN)，B正确；难溶固体存在沉淀溶解平衡，①中有AgSCN固体，存在平衡：AgSCN(s)Ag＋(aq)＋SCN－(aq)，C正确；Fe3＋遇SCN－溶液变红，②中无明显变化是因为溶液中SCN－的浓度过低，D正确。]
7.D　[向10 mL一定浓度的硝酸银溶液中，逐滴加入0.1 mol·L－1的氨水，首先发生反应：Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH，然后发生反应AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋2H2O＋OH－；b点－lg c(Ag＋)达到最大值，可认为此时Ag＋与NH3·H2O恰好完全反应生成AgOH沉淀和硝酸铵，b点后氨水过量生成[Ag(NH3)2]＋。b→m发生反应AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O，氢氧根离子结合铵根离子生成一水合氨，所以溶液b点NH的浓度大于溶液m点NH的浓度，A正确；由图像可知加入10 mL 0.1 mol·L－1的氨水，恰好生成氢氧化银沉淀，发生反应Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH，所以原硝酸银溶液的浓度是0.1 mol·L－1，B正确；根据电荷守恒，溶液m点c(NO)＋c(OH－)＝c(Ag＋)＋c(NH)＋c[Ag(NH3)]＋c(H＋)，m点[Ag(NH3)2]＋的浓度是0.01 mol/L，溶液呈碱性，所以c(NO)8.B　[常温下，Ksp(NiCO3)>Ksp(PbCO3)，故溶解度：NiCO3>PbCO3，A正确；逐滴加入Na2CO3溶液时，Ksp(PbCO3)较小，故先生成PbCO3沉淀，后生成NiCO3沉淀，B项错误，C正确；当两种沉淀共存时，NiCO3、PbCO3均达到溶解平衡状态，溶液中c(Ni2＋)∶c(Pb2＋)＝Ksp(NiCO3)∶Ksp(PbCO3)＝106∶1，D正确。]
9.D　[A.根据图像可知，－lg c(R2－)数值越大，则c(R2－)越小，已知：Ksp(PbCO3)＜Ksp(PbSO4)，曲线a为Ksp(PbCO3)＝10－13，曲线b为Ksp(PbSO4)＝10－8，曲线a为Ksp(PbCO3)，A说法正确；B.当PbSO4和PbCO3沉淀共存时，溶液中＝＝＝105，B说法正确；C.取等体积的X、Y点对应的溶液混合，溶液中各离子的浓度减小，则不会有沉淀生成，C说法正确；D.Y点对应的PbSO4溶液为未饱和溶液，加入适量Pb(NO3)2，溶液中c(Pb2＋)浓度增大，但c(SO)不变，则不可能转化为X点对应的溶液，D说法错误。]
10.(1)PbSO4(s)＋CO(aq)===PbCO3(s)＋SO(aq)　
1.5×10－4 mol/L
(2)反应BaSO4(s)＋CO(aq)===BaCO3(s)＋SO(aq)的平衡常数K＝＝≈0.04 105，反应正向进行的程度有限
(3)①Fe2＋　②H2O2＋Pb＋2CH3COOH===Pb(CH3COO)2＋2H2O　③还原剂
(4)4.6≤pH<7.2　Fe(OH)3、Al(OH)3　(5)Cu2＋
解析　(1)碳酸钠和硫酸铅反应生成碳酸铅和硫酸钠，反应离子方程式为PbSO4(s)＋CO(aq)===PbCO3(s)＋SO(aq)；PbSO4(s)Pb2＋(aq)＋SO(aq)，根据电离方程式可知PbSO4饱和溶液中c(Pb2＋)＝c(SO), Ksp(PbSO4)＝c(Pb2＋)·c(SO)，则c(Pb2＋)＝＝1.5×10－4 mol/L。(2)反应BaSO4(s)＋CO(aq)===BaCO3(s)＋SO(aq)的平衡常数K＝＝≈0.04 105，反应正向进行的程度有限。(3)Fe2＋具有还原性，能被H2O2氧化成Fe3＋；H2O2将金属Pb氧化成Pb2＋，并且在醋酸中转化为Pb(CH3COO)2，其化学方程式为H2O2＋Pb＋2CH3COOH===Pb(CH3COO)2＋2H2O；H2O2也能使PbO2转化为Pb(CH3COO)2，Pb元素的化合价降低，故H2O2的作用是还原剂。(4)“酸浸”后溶液中的Fe3＋、Al3＋充分沉淀，生成Fe(OH)3、Al(OH)3，Pb2＋不能沉淀，根据氢氧化物沉淀时的pH可知“酸浸”后溶液的pH应控制在4.6≤pH<7.2；滤渣的主要成分是 Fe(OH)3、Al(OH)3。(5)当向含相同浓度Cu2＋、Pb2＋和Fe2＋的溶液中滴加NaOH溶液时，根据氢氧化物沉淀时pH表可知，pH＝5.2 时Cu2＋沉淀，而Pb2＋和Fe2＋没有沉淀，故Cu2＋先沉淀。