2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第3章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第4節(jié)第2課時(shí)沉淀溶解平衡的應(yīng)用作業(yè)含解析新人教版選擇性必修第一冊(cè)

PAGE6-第2課時(shí)沉淀溶解平衡的應(yīng)用A級(jí)·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練一、選擇題1．已知相同溫度下的溶解度：Zn(OH)2>ZnS，MgCO3>Mg(OH)2。就溶解或電離出S2－的實(shí)力而言，F(xiàn)eS>H2S>CuS，則下列離子方程式錯(cuò)誤的是(C)A．Mg2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)＋2Ca2＋＋4OH－=Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2OB．Cu2＋＋H2S=CuS↓＋2H＋C．Zn2＋＋S2－＋2H2O=Zn(OH)2↓＋H2S↑D．FeS＋2H＋=Fe2＋＋H2S↑解析：由于溶解度MgCO3＞Mg(OH)2反應(yīng)生成Mg(OH)2和CaCO3，A項(xiàng)正確；由溶解或電離出S2－的實(shí)力，F(xiàn)eS＞H2S＞CuS，Cu2＋與H2S反應(yīng)生成CuS，離子方程式正確，B項(xiàng)正確；因ZnS比Zn(OH2)難溶，S2－和Zn2＋先結(jié)合成ZnS沉淀，而不是雙水解，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于電離出S2－實(shí)力FeS＞H2S，F(xiàn)eS可溶于酸生成H2S，D項(xiàng)正確。2．下列化學(xué)原理的應(yīng)用，主要是利用沉淀溶解平衡原理來(lái)說(shuō)明的是(A)①熱純堿溶液洗滌油污的實(shí)力強(qiáng)②誤將鋇鹽[BaCl2、Ba(NO3)2]當(dāng)作食鹽食用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒③溶洞、珊瑚的形成④碳酸鋇不能作“鋇餐”而硫酸鋇則能⑤泡沫滅火器滅火的原理A．②③④ B．①②③C．③④⑤ D．①②③④⑤解析：熱純堿液去污力強(qiáng)，應(yīng)用了鹽類水解原理；誤服BaCl2、Ba(NO3)2后，用0.5%的Na2SO4解毒，是由于Ba2＋與SOeq\o\al(2－,4)生成的難溶的BaSO4，可用沉淀溶解平衡原理說(shuō)明；Ca2＋與COeq\o\al(2－,3)生成難溶的CaCO3，溶洞、珊瑚的形成可用沉淀溶解平衡原理說(shuō)明；BaCO3與鹽酸反應(yīng)，BaSO4與鹽酸不反應(yīng)，BaCO3不作鋇餐，而用BaSO4可作沉淀溶解平衡原理說(shuō)明；泡沫滅火器利用了鹽類水解原理，故選A。3．向5mLNaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出現(xiàn)白色沉淀，接著滴加一滴KI溶液并振蕩，沉淀變?yōu)辄S色，再滴加一滴Na2S溶液并振蕩，沉淀又變成黑色。依據(jù)上述改變過(guò)程，分析此三種沉淀物的溶解度關(guān)系為(C)A．AgCl＝AgI＝Ag2SB．AgCl<AgI<Ag2SC．AgCl>AgI>Ag2SD．AgI>AgCl>Ag2S解析：沉淀轉(zhuǎn)化的方向，一般向著溶解度小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，或者說(shuō)對(duì)于沉淀類型相同的物質(zhì)，一般向著Ksp小的方向進(jìn)行，依據(jù)題中沉淀的轉(zhuǎn)化，三種沉淀物的溶解度關(guān)系為AgCl＞AgI＞Ag2S，故選C。4．下表為有關(guān)化合物的pKsp(pKsp＝－lgKsp)。某同學(xué)設(shè)計(jì)試驗(yàn)如下：①向AgNO3溶液中加入適量NaX溶液，得到沉淀AgX；②向①中加NaY，則沉淀轉(zhuǎn)化為AgY；③向②中加入Na2Z，沉淀又轉(zhuǎn)化為Ag2Z。則表中a、b、c的大小關(guān)系為(B)相關(guān)化合物AgXAgYAg2ZpKspabcA．a(chǎn)>b>c B．a(chǎn)<b<cC．c<a<b D．a(chǎn)＋b＝c解析：難溶電解質(zhì)的Ksp越小，越易生成沉淀，若向AgNO3溶液中加入適量NaX得到沉淀AgX，②向①中加NaY，則沉淀轉(zhuǎn)化為AgY，則Ksp(AgX)＞Ksp(AgY)，③向②中加入Na2Z沉淀又轉(zhuǎn)化為Ag2Z，則Ksp(AgY)＞Ksp(Ag2Z)，故溶度積Ksp(AgX)＞Ksp(AgY)＞Ksp(Ag2Z)，又因pKsp＝－lgKsp，則a＜b＜c，故選B。二、非選擇題5．現(xiàn)向含AgBr的飽和溶液中：(1)加入固體AgNO3，則c(Ag＋)__變大__(填“變大”“變小”或“不變”，下同)；(2)加入更多的AgBr固體，則c(Ag＋)__不變__；(3)加入AgCl固體，則c(Br－)__變小__，c(Ag＋)__變大__；(4)加入Na2S固體，則c(Br－)__變大__，c(Ag＋)__變小__。解析：(1)向AgBr飽和溶液中加入AgNO3，AgBr沉淀溶解平衡逆向移動(dòng)，但c(Ag＋)變大。(2)加入AgBr固體，對(duì)沉淀溶解平衡無(wú)影響，c(Ag＋)不變。(3)因AgCl溶解度大于AgBr，加入AgCl固體時(shí)，c(Ag＋)變大，沉淀溶解平衡向左移動(dòng)，c(Br－)變小。(4)因Ag2S溶解度小于AgBr，加入Na2S固體時(shí)，生成Ag2S，AgBr沉淀溶解平衡向右移動(dòng)，c(Br－)變大，但c(Ag＋)變小。6．已知幾種難溶電解質(zhì)的溶度積如表所示：幾種難溶電解質(zhì)的Ksp(25℃)沉淀溶解平衡KspAgBr(s)Ag＋(aq)＋Br－(aq)5.4×10－13AgI(s)Ag＋(aq)＋I(xiàn)－(aq)8.5×10－17FeS(s)Fe2＋(aq)＋S2－(aq)6.3×10－18ZnS(s)Zn2＋(aq)＋S2－(aq)1.6×10－24CuS(s)Cu2＋(aq)＋S2－(aq)6.3×10－36(1)AgBr、AgI、FeS、ZnS、CuS的溶解實(shí)力由大到小的依次為：__AgBr＞AgI＞FeS＞ZnS＞CuS__。(2)向飽和的AgI溶液中加入固體硝酸銀，則c(I－)__減小__(填“增大”“減小”或“不變”)，若改加AgBr固體，則c(Ag＋)__增大__(填“增大”“減小”或“不變”)。(3)在25℃時(shí)，向100mL濃度均為0.1mol·L－1FeCl2、ZnCl2、CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，生成的沉淀的先后依次是__CuS、ZnS、FeS__(用沉淀物的化學(xué)式表示)。解析：(1)由同種類型的難溶電解質(zhì)的Ksp越小溶解實(shí)力越小知，溶解實(shí)力AgBr>AgI>FeS>ZnS>CuS。(2)向飽和的AgI溶液中加入固體硝酸銀，c(Ag＋)增大，則c(I－)減小；若改加AgBr固體，溶解使c(Ag＋)增大。(3)陽(yáng)離子濃度相同，Ksp越小沉淀時(shí)所需的c(S2－)越小，就先沉淀。7．鋇(Ba)和鍶(Sr)及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用，它們?cè)诘貧ぶ谐Ｒ粤蛩猁}的形式存在，BaSO4和SrSO4都是難溶性鹽。工業(yè)上提取鋇和鍶時(shí)首先將BaSO4和SrSO4轉(zhuǎn)化成難溶弱酸鹽。已知：SrSO4(s)Sr2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)Ksp＝2.5×10－7mol2·L－2SrCO3(s)Sr2＋(aq)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)Ksp＝2.5×10－9mol2·L－2(1)將SrSO4轉(zhuǎn)化成SrCO3的離子方程式為__SrSO4(s)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)SrCO3(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)__，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為__K＝eq\f(cSO\o\al(2－,4),cCO\o\al(2－,3))__；該反應(yīng)能發(fā)生的緣由是__Ksp(SrCO3)<Ksp(SrSO4)，加入COeq\o\al(2－,3)后，平衡SrSO4(s)Sr2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)正向移動(dòng)，生成SrCO3__。(用沉淀溶解平衡的有關(guān)理論說(shuō)明)(2)對(duì)于上述反應(yīng)，試驗(yàn)證明增大COeq\o\al(2－,3)的濃度或降低溫度都有利于提高SrSO4的轉(zhuǎn)化率。推斷在下列兩種狀況下，平衡常數(shù)K的改變狀況(填“增大”“減小”或“不變”)：①上升溫度，平衡常數(shù)K將__減小__；②增大COeq\o\al(2－,3)的濃度，平衡常數(shù)K將__不變__。(3)已知，SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性與BaSO4和BaCO3類似，設(shè)計(jì)試驗(yàn)證明上述過(guò)程中SrSO4是否完全轉(zhuǎn)化成SrCO3。試驗(yàn)所用的試劑為__鹽酸__；試驗(yàn)現(xiàn)象及其相應(yīng)結(jié)論為__若沉淀完全溶解，則證明SrSO4完全轉(zhuǎn)化成SrCO3，否則，未完全轉(zhuǎn)化__。解析：(1)SrSO4轉(zhuǎn)化成SrCO3的離子反應(yīng)為SrSO4(s)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)SrCO3(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)，平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝eq\f(cSO\o\al(2－,4),cCO\o\al(2－,3))，依據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化的原理，該反應(yīng)能夠發(fā)生，是因?yàn)镵sp(SrCO3)<Ksp(SrSO4)。(2)①降低溫度有利于提高SrSO4的轉(zhuǎn)化率，說(shuō)明降溫平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，因此上升溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故平衡常數(shù)K減小。②平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，增大COeq\o\al(2－,3)的濃度，平衡常數(shù)不變。(3)依據(jù)供應(yīng)的信息，可以推斷SrSO4難溶于鹽酸，而SrCO3可溶于鹽酸，因此向溶液中加入鹽酸，若沉淀全部溶解，則SrSO4完全轉(zhuǎn)化成SrCO3，若沉淀沒(méi)有全部溶解，則SrSO4沒(méi)有完全轉(zhuǎn)化成SrCO3，須要留意的是，不能選擇稀硫酸，因?yàn)镾rCO3與稀硫酸反應(yīng)生成SrSO4。B級(jí)·實(shí)力提升練一、不定項(xiàng)選擇題(每小題有1個(gè)或2個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．MnS作為一種P型半導(dǎo)體，具有較大的帶寬，作為一種窗口或緩沖材料在太陽(yáng)能電池的應(yīng)用上有巨大的潛力。工業(yè)生產(chǎn)中常用MnS作為沉淀劑除去工業(yè)廢水中的Cu2＋，Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(A)A．該反應(yīng)平衡時(shí)c(Mn2＋)＝c(Cu2＋)B．MnS的Ksp大于CuS的KspC．向平衡體系中加入少量CuSO4固體后，c(Mn2＋)增大D．該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(KspMnS,KspCuS)解析：反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，離子濃度不變，但不肯定相等，A項(xiàng)錯(cuò)誤；分子式相像的物質(zhì)，溶度積大的可轉(zhuǎn)化為溶度積小的沉淀，所以MnS的Ksp大于CuS的Ksp，B項(xiàng)正確；依據(jù)反應(yīng)物濃度增大，平衡正向移動(dòng)，所以c(Mn2＋)增大，C項(xiàng)正確；反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(cMn2＋,cCu2＋)＝eq\f(cMn2＋·cS2－,cCu2＋·cS2－)＝eq\f(KspMnS,KspCuS)，D項(xiàng)正確。2．在t℃時(shí)，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。又知t℃時(shí)AgCl的Ksp＝4×10－10，下列說(shuō)法不正確的是(BC)A．在t℃時(shí)，AgBr的Ksp為4.9×10－13B．在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體，可使溶液由c點(diǎn)變到b點(diǎn)C．圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是AgBr的飽和溶液D．在t℃時(shí)，AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)平衡常數(shù)K≈8163．25℃時(shí)，三種難溶銀鹽的Ksp與顏色如表所示，下列說(shuō)法正確的是(AC)AgClAg2CrO4AgI顏色白紅黃Ksp1.8×10－102.0×10－128.5×10－17A．Ag2CrO4和AgI飽和溶液中，c(Ag＋)前者大于后者B．濃度均為2×10－5mol·L－1的NaCl和AgNO3溶液等體積混合能產(chǎn)生白色沉淀C．向AgCl懸濁液中逐滴加入0.1mol·L－1KI溶液，沉淀將由白色轉(zhuǎn)化為黃色D．向濃度均為0.01mol·L－1的KCl與K2CrO4混合溶液中漸漸滴入AgNO3溶液，先生成紅色沉淀解析：由表中數(shù)據(jù)可知，AgI飽和溶液中c(Ag＋)＝eq\r(8.5×10－17)＝9.2×10－9mol·L－1，Ag2CrO4飽和溶液中：c(Ag＋)＝eq\r(3,2×2×10－12)＝1.59×10－4mol·L－1>9.2×10－9mol·L－1，即Ag2CrO4和AgI飽和溶液中，c(Ag＋)前者大于后者，故A正確；濃度均為2×10－5mol·L－1的NaCl和AgNO3溶液等體積混合時(shí)瞬間c(Ag＋)＝c(Cl－)＝eq\f(1,2)×2×10－5mol·L－1＝10－5mol·L－1，此時(shí)Q＝10－5×10－5＝10－10<1.8×10－10＝Ksp(AgCl)，所以不能產(chǎn)生白色沉淀，故B錯(cuò)誤；AgI溶度積小于AgCl，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)，所以向AgCl懸濁液加入KI溶液，沉淀將由白色轉(zhuǎn)化為黃色AgI，故C正確；濃度均為0.01mol·L－1的KCl與K2CrO4混合溶液中漸漸滴入AgNO3溶液，產(chǎn)生AgCl時(shí)最小的c(Ag＋)＝eq\f(KspAgCl,cCl－)＝eq\f(1.8×10－10,0.01)mol·L－1＝1.8×10－8mol·L－1，產(chǎn)生Ag2CrO4時(shí)最小的c(Ag＋)＝eq\r(\f(KspAg2CrO4,cCrO\o\al(2－,4)))＝eq\r(\f(2.0×10－12,0.01))mol·L－1＝1.41×10－5mol·L－1>1.8×10－8mol·L－1，所以隨著AgNO3溶液的漸漸滴入，先生成白色AgCl沉淀，故D錯(cuò)誤。4．已知在pH為4～5的環(huán)境中，Cu2＋、Fe2＋幾乎不水解，而Fe3＋幾乎完全水解。工業(yè)上制CuCl2溶液是將濃鹽酸用蒸汽加熱到80℃左右，再漸漸加入粗氧化銅(含少量雜質(zhì)FeO)，充分?jǐn)嚢枋怪芙?。欲除去溶液中的雜質(zhì)離子，下述方法中可行的是(A)A．向溶液中通入Cl2，再加入純凈的CuO粉末調(diào)整pH為4～5B．向溶液中通入H2S使Fe2＋沉淀C．向溶液中通入Cl2，再通入NH3，調(diào)整pH為4～5D．加入純Cu將Fe2＋還原為Fe解析：依據(jù)題干信息，A項(xiàng)中的操作可將Fe2＋先轉(zhuǎn)化為Fe3＋再轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去，A正確；在酸性溶液中H2S與Fe2＋不反應(yīng)，而H2S與Cu2＋生成CuS沉淀，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)中的操作會(huì)引入新的雜質(zhì)離子NHeq\o\al(＋,4)，C錯(cuò)誤；由金屬的活潑性Fe>Cu知，D錯(cuò)誤。5．肯定溫度下，三種碳酸鹽MCO3(M：Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋)的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。已知：pM＝－lgc(M2＋)，p(COeq\o\al(2－,3))＝－lgc(COeq\o\al(2－,3))。下列說(shuō)法正確的是(AB)A．MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次減小B．a(chǎn)點(diǎn)可表示MnCO3的飽和溶液，且c(Mn2＋)＝c(COeq\o\al(2－,3))C．b點(diǎn)可表示CaCO3的飽和溶液，且c(Ca2＋)<c(COeq\o\al(2－,3))D．c點(diǎn)可表示MgCO3的不飽和溶液，且c(Mg2＋)>c(COeq\o\al(2－,3))解析：碳酸鹽的溶度積可表示為Ksp(MCO3)＝c(M2＋)·c(COeq\o\al(2－,3))，由圖像可知，MgCO3、CaCO3、MnCO3的pM為肯定值時(shí)，其p(COeq\o\al(2－,3))漸漸增大，由溶度積表達(dá)式可知三種物質(zhì)的Ksp漸漸減小，A正確；a點(diǎn)在MnCO3的沉淀溶解平衡曲線上，為其飽和溶液，結(jié)合MnCO3圖中曲線知，c(COeq\o\al(2－,3))＝c(Mn2＋)，B對(duì)；b點(diǎn)在CaCO3的沉淀溶解平衡曲線上，為其飽和溶液，結(jié)合CaCO3曲線可知，c(COeq\o\al(2－,3))<c(Ca2＋)，C錯(cuò)；c點(diǎn)在MgCO3的沉淀溶解平衡曲線上方，為其不飽和溶液，依據(jù)圖中橫縱坐標(biāo)知溶液中c(COeq\o\al(2－,3))>c(Mg2＋)，D錯(cuò)誤。二、非選擇題6．(1)已知25℃時(shí)，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20。向0.01mol·L－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中，逐滴加入濃NaOH溶液，Cu2＋完全沉淀時(shí)(Cu2＋的濃度近似為2.2×10－6