学年苏教版选修4 专题3第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡第2课时 作业.docx

学年苏教版选修4 专题3第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡第2课时 作业.docx

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学年苏教版选修4专题3第四单元难溶电解质的沉淀溶解平衡第2课时作业

第四单元　难溶电解质的沉淀溶解平衡

第2课时　沉淀溶解平衡原理的应用

1．除去NaCl中的FeCl3需加入的试剂是（　　）

A．NaOHB．石灰水

C．铜片D．氨水

答案　A

解析　在除去FeCl3时，不能引入新的杂质。

考点　沉淀溶解平衡的应用

题点　沉淀的生成（沉淀的先后）

2．已知：

Ksp（ZnS）＞Ksp（CuS），在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液，产生的实验现象是（　　）

A．固体逐渐溶解，最后消失

B．固体由白色变为黑色

C．固体颜色变化但质量不变

D．固体逐渐增多，但颜色不变

答案　B

解析　ZnS和CuS的阴、阳离子个数比为1∶1，且Ksp（ZnS）＞Ksp（CuS），可得ZnS的溶解度大于CuS，因此在ZnS饱和溶液中加CuSO4会使ZnS沉淀转化生成黑色CuS。

考点　沉淀溶解平衡的应用

题点　沉淀的转化

3．已知如下物质的溶度积常数：

Ksp（FeS）＝6.3×10－18，Ksp（CuS）＝6.3×10－36。

下列说法正确的是（　　）

A．同温度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度

B．同温度下，向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后，Ksp（FeS）变小

C．向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出现的沉淀是FeS

D．除去工业废水中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂

答案　D

解析　A项，由于FeS的Ksp大，且FeS与CuS的Ksp表达式是相同类型的，因此FeS的溶解度比CuS的大；B项，Ksp不随浓度变化而变化，它只与温度有关；C项，先达到CuS的Ksp，先出现CuS沉淀；D项，向含有Cu2＋的工业废水中加入FeS，FeS会转化为更难溶的CuS，故可以用FeS作沉淀剂。

考点　沉淀溶解平衡的应用

题点　难溶电解质沉淀溶解平衡的综合

4．实验：

①0.1mol·L－1AgNO3溶液和0.1mol·L－1NaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；

②向滤液b中滴加0.1mol·L－1KI溶液，出现浑浊；

③向沉淀c中滴加0.1mol·L－1KI溶液，沉淀变为黄色。

下列分析不正确的是（　　）

A．浊液a中存在沉淀溶解平衡：

AgCl（s）Ag＋（aq）＋Cl－（aq）

B．滤液b中不含有Ag＋

C．③中颜色变化说明AgCl转化为AgI

D．实验可以证明AgI比AgCl更难溶

答案　B

解析　A项，在浊液a中，存在AgCl的沉淀溶解平衡，正确；B项，在滤液b中，仍含有少量Ag＋，故在b中加入KI溶液生成了AgI沉淀，错误；由于AgI比AgCl更难溶解，向c中加入0.1mol·L－1KI溶液，能发生沉淀的转化，生成黄色的AgI，C项和D项都正确。

考点　沉淀溶解平衡的应用

题点　沉淀的转化

5．（2017·盐城调研）Cr（Ⅵ）对人体具有致癌、致突变作用。

铁氧体法[铁氧体是组成类似于Fe3O4的复合氧化物，其中部分Fe（Ⅲ）可被Cr（Ⅲ）等所代换]是目前处理Cr（Ⅵ）废水的常见方法之一，其工艺流程如下：

（1）Cr（Ⅵ）包括CrO

和Cr2O

，我国的排放标准是每升废水铬元素含量不超过0.5mg·L－1。

①转化反应：

2CrO

＋2H＋

Cr2O

＋H2O的平衡常数表达式为K＝__________________。

②取某Cr（Ⅵ）废水（只含CrO

）与2.0×10－4mol·L－1AgNO3溶液等体积混合，有棕红色Ag2CrO4沉淀，则原废水中六价铬超标______倍以上[已知Ksp（Ag2CrO4）＝1.0×10－12]。

（2）铁氧体法处理含Cr2O

废水的工艺流程中：

①“反应槽”中发生反应的离子方程式为____________________________________________

________________________________________________________________________。

②在“加热曝气槽”中通入压缩空气的目的是________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）实验室有100L含Cr（Ⅵ）强酸性废水（只含Cr2O

），经测定Cr2O

浓度为2×10－4mol·L－1。

设计通过向其中加入一定量的FeSO4·7H2O，充分反应后再加入NaOH溶液调节pH，搅拌并加热，使Cr和Fe恰好均转化为Fe3＋[Fe2＋Fe

Cr

]O4（不考虑微量的残留）。

计算100L该废水需加入的FeSO4·7H2O的质量，写出计算过程。

答案　

（1）①

　②20.8

（2）①Cr2O

＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O

②将部分Fe（OH）2氧化为Fe（OH）3以形成铁氧体

（3）n（Cr2O

）＝100L×0.0002mol·L－1＝0.0200mol，还原反应需消耗n1（Fe2＋）＝0.1200mol，同时反应生成的n（Cr3＋）＝0.0400mol，n（Fe3＋）＝0.1200mol，

与Cr3＋和Fe3＋形成铁氧体的n2（Fe2＋）＝

[n（Cr3＋）＋n（Fe3＋）]＝0.0800mol

n（FeSO4·7H2O）＝n1（Fe2＋）＋n2（Fe2＋）＝0.1200mol＋0.0800mol＝0.2000mol

加入的m（FeSO4·7H2O）＝0.2000mol×278g·mol－1＝55.6g。

解析　

（1）②设废水中CrO

的浓度为xmol·L－1，与AgNO3溶液等体积混合后，CrO

的浓度变成

mol·L－1，c（AgNO3）＝

mol·L－1＝1.0×10－4mol·L－1，Ksp（Ag2CrO4）＝c2（Ag＋）·c（CrO

）＝（1.0×10－4）2×

＝1.0×10－12，得x＝2.0×10－4mol·L－1，Cr含量：

（2.0×10－4mol×52g·mol－1×1000mg·g－1）/L＝10.4mg·L－1，超标：

＝20.8倍。

（2）①反应槽中，Cr2O

在酸性条件下氧化Fe2＋，生成Fe3＋和Cr3＋，根据Fe和Cr得失电子守恒，用H＋平衡电荷。

②反应槽中Fe2＋是过量的，在“加热曝气槽”中，加入NaOH会生成Fe（OH）2，压入空气，可以将Fe（OH）2氧化为Fe（OH）3，最终可以转化成铁氧体中的Fe3＋。

（3）废水中的Cr2O

为0.0200mol，根据“Cr2O

～6Fe2＋”知，完全反应Cr2O

时，消耗n1（Fe2＋）＝0.1200mol，反应后生成n（Fe3＋）＝0.1200mol，n（Cr3＋）＝0.0400mol。

铁氧体为Fe3＋[Fe2＋Fe

Cr

]O4，n（Fe2＋）＝1，n（Fe3＋）＋n（Cr3＋）＝1＋（1－x）＋x＝2，形成铁氧体的n2（Fe2＋）＝

[n（Fe3＋）＋n（Cr3＋）]＝

×（0.1200mol＋0.0400mol）＝0.0800mol，总共消耗的n（FeSO4·7H2O）＝n1（Fe2＋）＋n2（Fe2＋）＝0.1200mol＋0.0800mol＝0.2000mol，m（FeSO4·7H2O）＝0.2000mol×278g·mol－1＝55.6g。

考点　沉淀溶解平衡的应用

题点　沉淀的转化

[对点训练]

题组一　沉淀的生成与溶解

1．当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg（OH）2（s）

Mg2＋（aq）＋2OH－（aq）时，为使Mg（OH）2固体的量减少，需加入少量的（　　）

A．NH4NO3B．NaOH

C．MgSO4D．Na2SO4

答案　A

解析　要使Mg（OH）2固体的量减小，应使Mg（OH）2的溶解平衡右移，可减小c（Mg2＋）或c（OH－）。

NH4NO3电离出的NH

能结合OH－，使平衡右移。

考点　沉淀溶解平衡的应用

题点　沉淀的溶解

2．在有固态CaCO3存在的饱和溶液中，存在着如下平衡CaCO3（s）

Ca2＋（aq）＋CO

（aq），加入下列溶液，能使CaCO3质量增加的是（　　）

A．CaCl2溶液B．KNO3溶液

C．NH4Cl溶液D．NaCl溶液

答案　A

解析　加入CaCl2溶液，溶液中c（Ca2＋）增大，平衡逆向移动，CaCO3质量增加，A正确；加入KNO3溶液，相当于加入水，平衡正向移动，CaCO3质量减少，B错误；加入NH4Cl溶液，NH

水解产生的H＋与CO

反应，c（CO

）减小，平衡正向移动，CaCO3质量减少，C错误；加入NaCl溶液，相当于加入水，平衡正向移动，CaCO3质量减少，D错误。

考点　沉淀溶解平衡的应用

题点　沉淀的生成（沉淀的先后）

3．要使工业废水中的重金属Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：

化合物

PbSO4

PbCO3

PbS

溶解度/g

1.03×10－4

1.81×10－7

1.84×10－14

由上述数据可知，选用的沉淀剂最好为（　　）

A．硫化物B．硫酸盐

C．碳酸盐D．以上沉淀剂均可

答案　A

解析　要将Pb2＋沉淀，就要形成溶解度更小的物质，由表中数据可知，PbS的溶解度最小，故沉淀剂最好为硫化物。

考点　沉淀溶解平衡的应用

题点　沉淀的生成（沉淀的先后）

4．25℃时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数（Ksp）分别为Ksp（FeS）＝6.3×10－18；Ksp（CuS）＝1.3×10－36；Ksp（ZnS）＝1.6×10－24。

常温时下列有关叙述正确的是（　　）

A．硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大

B．将足量的ZnSO4晶体加入到0.1mol·L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的浓度最大只能达到1.6×10－23mol·L－1

C．除去工业废水中含有的Cu2＋，可采用FeS固体作为沉淀剂

D．向饱和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后，混合液中c（Fe2＋）变大、c（S2－）变小，但Ksp（FeS）变大

答案　C

解析　化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强，由Ksp可知，常温下，CuS的溶解度最小，故A错；将足量的ZnSO4晶体加入到0.1mol·L－1的Na2S溶液中，c（S2－）将减至非常小，而Zn2＋的浓度远远大于1.6×10－23mol·L－1；因CuS比FeS更难溶，FeS沉淀可转化为CuS沉淀；温度不变，Ksp（FeS）不变。

考点　沉淀溶解平衡的应用

题点　难溶电解质沉淀溶解平衡的综合

5．（2017·宿迁宿豫中学高二期末）如图所示进行实验，下列分析错误的是（　　）

A．实验Ⅱ中白色沉淀变成黄色沉淀

B．该实验可说明溶度积Ksp（AgCl）＞Ksp（AgI）

C．反应后c（Ag＋）：

Ⅰ＜Ⅱ

D．实验Ⅱ中发生反应：

AgCl＋I－

AgI＋Cl－

答案　C

解析　碘化银的溶度积常数小于氯化银，则实验Ⅱ中白色沉淀变成黄色沉淀，A项正确；根据沉淀容易向更难溶的方向转化可知，该实验可说明溶度积Ksp（AgCl）＞Ksp（AgI），B项正确；碘化银的溶度积常数小于氯化银，则反应后c（Ag＋）：

Ⅰ＞Ⅱ，C项错误；沉淀容易向更难溶的方向转化，因此实验Ⅱ中发生反应：

AgCl＋I－

AgI＋Cl－，D项正确。

考点　溶度积常数

题点　溶度积常数（Ksp）的应用——判断是否生成沉淀

题组二　沉淀的转化

6．自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝（CuS）。

下列分析正确的是（　　）

A．CuS的溶解度大于PbS的溶解度

B．原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性

C．CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓

D．整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应

答案　D

解析　CuSO4与PbS反应可以生成CuS，所以CuS的溶解度小于PbS的；硫化物中硫的化合价为－2，具有还原性；ZnS难溶于水，不能写成离子形式；铜的硫化物首先被氧化成CuSO4，然后硫酸铜与ZnS、PbS发生复分解反应生成更难溶的CuS。

考点　沉淀溶解平衡的应用

题点　沉淀的转化

7．下列说法不正确的是（　　）

A．Mg（OH）2固体在溶液中存在平衡：

Mg（OH）2（s）

Mg2＋（aq）＋2OH－（aq），该固体可溶于NH4Cl溶液

B．向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液沉淀变为黑色，可推知同温下Ksp（ZnS）

C．向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色，反应方程式为2AgCl（s）＋S2－（aq）

Ag2S（s）＋2Cl－（aq）

D．向2mL浓度均为1.2mol·L－1的KCl、KI混合溶液中滴加1～2滴0.01mol·L－1的AgNO3溶液，振荡沉淀呈黄色，说明Ksp（AgCl）>Ksp（AgI）

答案　B

考点　沉淀溶解平衡的应用

题点　难溶电解质沉淀溶解平衡的综合

8．工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋，Cu2＋（aq）＋MnS（s）

CuS（s）＋Mn2＋（aq），下列说法错误的是（　　）

A．该反应平衡时c（Mn2＋）＝c（Cu2＋）

B．MnS的Ksp大于CuS的Ksp

C．向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c（Mn2＋）增大

D．该反应的平衡常数K＝

答案　A

解析　根据反应Cu2＋（aq）＋MnS（s）

CuS（s）＋Mn2＋（aq），可以推断Ksp（MnS）>Ksp（CuS），该反应的平衡常数K＝

＝

>1，c（Mn2＋）>c（Cu2＋）。

向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c（Cu2＋）增大，溶解平衡向右移动，c（Mn2＋）增大，所以，只有A项不正确。

考点　沉淀溶解平衡的应用

题点　难溶电解质沉淀溶解平衡的综合

9．下表为有关化合物的pKsp，pKsp＝－lgKsp。

某同学设计实验如下：

①向AgNO3溶液中加入适量NaX溶液，得到沉淀AgX；②向①中加NaY，则沉淀转化为AgY；③向②中加入Na2Z，沉淀又转化为Ag2Z。

则表中a、b、c的大小关系为（　　）

相关化合物

AgX

AgY

Ag2Z

pKsp

a

b

c

A.a＞b＞cB．a＜b＜c

C．c＜a＜bD．a＋b＝c

答案　B

解析　根据沉淀的转化原理可知，溶解度小的沉淀总是向着溶解度更小的转化，再结合pKsp＝－lgKsp可知Ksp越小其pKsp越大，故B正确。

考点　沉淀溶解平衡的应用

题点　沉淀的转化

题组三　沉淀溶解平衡图像分析

10．（2017·盐城中学月考）25℃时，用Na2S沉淀Cu2＋、Mn2＋、Fe2＋、Zn2＋四种金属离子（M2＋），所需S2－最低浓度的对数值lgc（S2－）与lgc（M2＋）关系如下图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．Ksp（CuS）约为1×10－20

B．向Cu2＋浓度为10－5mol·L－1废水中加入ZnS粉末，会有CuS沉淀析出

C．向100mL浓度均为10－5mol·L－1Zn2＋、Fe2＋、Mn2＋的混合溶液中逐滴加入10－4mol·L－1Na2S溶液，Zn2＋先沉淀

D．Na2S溶液中：

2c（S2－）＋c（HS－）＋c（H2S）＝c（Na＋）

答案　B

解析　由图可知，Ksp（CuS）约为1×10－35，A项错误；Ksp（CuS）

考点　沉淀溶解平衡的应用

题点　沉淀溶解平衡曲线及其应用

11．（2017·徐州一中期中）某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。

已知：

p（Ba2＋）＝－lgc（Ba2＋），p（SO

）＝－lgc（SO

）。

下列说法正确的是（　　）

A．该温度下，Ksp（BaSO4）＝1.0×10－24

B．a点的Ksp（BaSO4）小于b点的Ksp（BaSO4）

C．d点表示的是该温度下BaSO4的不饱和溶液

D．加入BaCl2可以使溶液由c点变到a点

答案　D

解析　由a点数据，Ksp＝c（Ba2＋）·c（SO

）＝10－4×10－6＝10－10，A项错误；处于同一温度下，Ksp相等，B项错误；d点时p（Ba2＋）偏小，则c（Ba2＋）偏大，溶液过饱和，C项错误；加入BaCl2，c（Ba2＋）增大，平衡逆向移动，c（SO

）减小，则可使溶液由c点变到a点，D项正确。

考点　沉淀溶解平衡的应用

题点　沉淀溶解平衡曲线及其应用

12.（2017·全国卷Ⅲ，13）在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl－会腐蚀阳极板而增大电解能耗。

可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl－。

根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是（　　）

A．Ksp（CuCl）的数量级为10－7

B．除Cl－反应为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl

C．加入Cu越多，Cu＋浓度越高，除Cl－效果越好

D．2Cu＋===Cu2＋＋Cu平衡常数很大，反应趋于完全

答案　C

解析　A项，根据CuCl（s）Cu＋（aq）＋Cl－（aq）可知Ksp（CuCl）＝c（Cu＋）·c（Cl－），从Cu＋图像中任取一点代入计算可得Ksp（CuCl）≈10－7，正确；B项，由题干中“可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl－”可知Cu、Cu2＋与Cl―可以发生反应生成CuCl沉淀，正确；C项，Cu（s）＋Cu2＋（aq）

2Cu＋（aq），固体对平衡无影响，故增加固体Cu的物质的量，平衡不移动，Cu＋的浓度不变，错误；D项，2Cu＋（aq）

Cu（s）＋Cu2＋（aq），反应的平衡常数K＝

，从图中两条曲线上任取横坐标相同的c（Cu2＋）、c（Cu＋）两点代入计算可得K≈106，反应平衡常数较大，反应趋于完全，正确。

[综合强化]

13．（2017·湖州高二质检）已知常温下，AgBr的Ksp＝4.9×10－13、AgI的Ksp＝8.3×10－17。

（1）现向含有AgI的饱和溶液中：

①加入固体AgNO3，则c（I－）________（填“变大”“变小”或“不变”，下同）；

②若改加更多的AgI固体，则c（Ag＋）________；

③若改加AgBr固体，则c（I－）________，而c（Ag＋）________。

（2）现向含有NaBr、KI均为0.002mol·L－1的溶液中加入等体积浓度为4×10－3mol·L－1AgNO3溶液，则产生的沉淀是______________（填化学式）；若向其中再加入适量的NaI固体，则最终可发生沉淀转化的总反应式表示为___________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）①变小　②不变　③变小　变大　

（2）AgI、AgBr　AgBr（s）＋I－（aq）

AgI（s）＋Br－（aq）

解析　

（1）①加入AgNO3固体，使c（Ag＋）增大，AgI溶解平衡向左移动，c（I－）减小。

②改加更多的AgI固体，仍是该温度下的饱和溶液，各离子浓度不变。

③因AgBr的溶解度大于AgI的溶解度，所以改加AgBr固体时，使c（Ag＋）变大，而使AgI的溶解平衡向生成AgI的方向移动，c（I－）变小。

（2）等体积混合后c（Br－）＝c（I－）＝0.001mol·L－1，c（Ag＋）＝2×10－3mol·L－1。

因Ksp（AgI）4.9×10－13，所以有AgBr沉淀生成；若再向其中加入适量NaI固体时，会有AgBr转化为AgI。

考点　沉淀溶解平衡的应用

题点　难溶电解质沉淀溶解平衡的综合

14．（2017·如东高级中学高二期中）草酸钴（CoC2O4）用途广泛，一种利用水钴矿（主要成分为Co2O3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MgO、MnO、CaO等）制取CoC2O4·2H2O的工艺流程如下：

已知：

①浸出液含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Al3＋等；

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物

Fe（OH）3

Fe（OH）2

Co（OH）2

Al（OH）3

Mn（OH）2

完全沉

淀的pH

3.7

9.6

9.2

5.2

9.8

（1）浸出过程中加入Na2SO3的作用是将________还原（填离子符号），该步反应的离子方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）NaClO3的作用是将浸出液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，氯元素被还原为最低价。

该反应的离子方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）加Na2CO3能使浸出液中Fe3＋、Al3＋转化成氢氧化物沉淀的原因是（用离子方程式表示，写出其中一个即可）_______________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如下图所示。

使用萃取剂适宜的pH＝________（填字母）左右。

A．2.0B．3.0C．4.0

（5）滤液Ⅰ“除钙、镁”是将溶液中Ca2＋与Mg2＋转化为MgF2、CaF2沉淀。

已知Ksp（MgF2）＝7.35×10－11、Ksp（CaF2）＝1.05×10－10，当加入过量NaF后，所得滤液c（Mg2＋）/c（Ca2＋）＝___