高考化学一轮复习 第8章 水溶液中的离子平衡 第4讲 难溶电解质的溶解平衡习题.docx

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高考化学一轮复习第8章水溶液中的离子平衡第4讲难溶电解质的溶解平衡习题

第4讲难溶电解质的溶解平衡

（时间：

45分钟）

一、选择题

1．下列说法不正确的是（　　）

A．Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关

B．由于Ksp（ZnS）＞Ksp（CuS），所以ZnS在一定条件下可转化为CuS

C．其他条件不变，离子浓度改变时，Ksp不变

D．两种难溶电解质作比较时，Ksp越小的电解质，其溶解度一定越小

解析：

Ksp只与难溶电解质的性质和外界温度有关，故A、C正确；由于Ksp（ZnS）＞Ksp（CuS），所以ZnS在一定条件下可转化为CuS，B正确；同类型的难溶电解质（如AgCl、AgBr、AgI），Ksp越小，溶解度越小，而不同类型的难溶电解质（如Ag2SO4和AgI），Ksp小的溶解度不一定小，需要进行换算，故D错误。

答案：

D

2．（2014·新课标Ⅰ卷）溴酸银（AgBrO3）溶解度随温度变化曲线如图所示。

下列说法错误的是（　　）

A．溴酸银的溶解是放热过程

B．温度升高时溴酸银溶解速度加快

C．60℃时溴酸银的Ksp约等于6×10－4

D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯

解析：

A项，由题图可知，随着温度升高，溴酸银的溶解度逐渐增大，因此AgBrO3的溶解是吸热过程，错误；B项，由图象曲线可知，温度升高斜率增大，因此AgBrO3的溶解速度加快，正确；C项，由溶解度曲线可知，60℃时AgBrO3的溶解度约为0.6g，则其物质的量浓度为0.025mol·L－1，AgBrO3的Ksp＝c（Ag＋）·c（BrO

）＝0.025×0.025≈6×10－4，正确；D项，由于温度对KNO3的溶解度的影响程度远大于AgBrO3，故可用重结晶的方法提纯含有少量AgBrO3的KNO3，正确。

答案：

A

3．实验：

①0.1mol·L－1MgCl2溶液和0.2mol·L－1NaOH溶液等体积混合得到浊液a，取少量浊液a过滤得到滤液b和白色沉淀c；②向浊液a中滴加0.1mol·L－1FeCl3溶液，出现红褐色沉淀。

下列分析不正确的是（　　）

A．滤液b的pH＝7

B．②中颜色变化说明Mg（OH）2转化为Fe（OH）3

C．实验可以证明Fe（OH）3的溶解度比Mg（OH）2的小

D．浊液a中存在沉淀溶解平衡：

Mg（OH）2（s）

Mg2＋（aq）＋2OH－（aq）

解析：

根据题意，发生的反应为Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓，3Mg（OH）2（s）＋2Fe3＋（aq）===3Mg2＋（aq）＋2Fe（OH）3（s），由于存在Mg（OH）2（s）

Mg2＋（aq）＋2OH－（aq），所以滤液b的pH应大于7，A项错误。

答案：

A

4．已知25℃时，FeS、CuS的溶度积常数（Ksp）分别为6.3×10－18、1.3×10－36。

常温时下列有关说法正确的是（　　）

A．除去工业废水中的Cu2＋可以选用FeS作沉淀剂

B．将足量CuSO4溶解在0.1mol·L－1H2S溶液中，Cu2＋的最大浓度为1.3×10－35mol·L－1

C．因为H2SO4是强酸，所以反应CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4不能发生

D．向H2S的饱和溶液中通入少量SO2气体，溶液的酸性增强

解析：

由于Ksp（CuS）≪Ksp（FeS），所以FeS（s）＋Cu2＋（aq）===CuS（s）＋Fe2＋（aq），A项正确；B项，Cu2＋的最大浓度应为

mol·L－1，错误；C项，CuS不溶于H2SO4，该反应能发生，错误；D项，2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，酸性应减弱，错误。

答案：

A

5．（2015·湖北宜昌5月模拟）t℃时，AgCl的Ksp＝2×10－10；Ag2CrO4是一种砖红色固体，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．在t℃时，AgCl的溶解度大于Ag2CrO4

B．在t℃时，Ag2CrO4的Ksp＝1×10－12

C．在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4，可使溶液由Y点到X点

D．在t℃时，用AgNO3标准溶液滴定20mL未知浓度的KCl溶液，不能采用K2CrO4溶液为指示剂

解析：

A、t℃时AgCl的Ksp＝2×10－10，由A知Ag2CrO4的Ksp为1×10－12，则S（AgCl）＝

＝

＝1.41×10－5，而S（Ag2CrO4）＝

＝

×10－4，所以在t℃时，AgCl的溶解度小于Ag2CrO4，故A错误。

B、依据图象曲线上的数据结合溶度积常数概念计算得到；曲线上的点是沉淀溶解平衡，Ag2CrO4的沉淀溶剂平衡为：

Ag2CrO4（s）

2Ag＋CrO

，Ksp＝c2（Ag＋）·c（CrO

）＝（10－3）2×10－6＝10－12，故B正确。

C、在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4仍为饱和溶液，点仍在曲线上，所以在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点，故C错误。

D、用AgNO3溶液滴定过程中，由于AgCl的溶解度小，AgCl先沉淀出来，待AgCl定量沉淀后，过量的一滴AgNO3溶液即与K2CrO4反应，形成Ag2CrO4砖红色沉淀，则有砖红色沉淀生成时即达到终点，所以能采用K2CrO4溶液为指示剂，故D错误。

答案：

B

6．（2015·河南天一大联考高三测试）不同温度（T1和T2）时，硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。

下列说法正确的是（　　）

A．T1>T2

B．加入BaCl2固体，可使a点变成c点

C．c点时，在T1、T2两个温度下均有固体析出

D．a点和b点的Ksp相等

解析：

A.在T2时硫酸钡的Ksp大，故T2>T1，错误。

B、硫酸钡溶液中存在着溶解平衡，a点在平衡曲线上，加入BaCl2，会增大c（Ba2），平衡左移，c（SO

）应降低，所以不能使溶液由a点变到C点，错误；C、在T1时C点表示Qc>Ksp，溶液饱和，有沉淀析出，在T2时C点表示Qc＜Ksp，溶液不饱和，没有沉淀析出，错误；D、Ksp是一常数，温度不变Ksp不变，在曲线上的任意一点Ksp都相等，正确。

答案：

D

7．（高考经典题）海水中含有丰富的镁资源。

某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：

注：

溶液中某种离子的浓度小于1.0×10－5mol·L－1，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变。

Ksp（CaCO3）＝4.96×10－9

Ksp（MgCO3）＝6.82×10－6

Ksp[Ca（OH）2]＝4.68×10－6

Ksp[Mg（OH）2]＝5.61×10－12

下列说法正确的是（　　）

A．沉淀物X为CaCO3

B．滤液M中存在Mg2＋，不存在Ca2＋

C．滤液N中存在Mg2＋、Ca2＋

D．步骤②中若改为加入4.2gNaOH固体，沉淀物Y为Ca（OH）2和Mg（OH）2的混合物

解析：

由于HCO

＋OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O反应存在，且Ksp（CaCO3）＝4.96×10－9，又可求得c（CO

）·c（Ca2＋）＝1.0×10－3×1.1×10－2>Ksp（CaCO3），因此X为CaCO3，A正确；Ca2＋反应完后剩余浓度大于1.0×10－5mol·L－1，则滤液M中存在Mg2＋、Ca2＋，B不正确；pH＝11.0时可求得c（OH－）＝10－3mol·L－1，Ksp[Mg（OH）2]＝5.61×10－12，c（Mg2＋）＝

mol·L－1<1.0×10－5mol·L－1，因此N中只存在Ca2＋不存在Mg2＋，C不正确；加入4.2gNaOH固体时沉淀物应是Mg（OH）2，D错误。

答案：

A

二、非选择题

8．（2015·江西南昌质检）沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。

已知25℃时，Ksp（BaSO4）＝1×10－10，Ksp（BaCO3）＝1×10－9。

（1）将浓度均为0.1mol·L－1的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合，充分搅拌后过滤，滤液中c（Ba2＋）＝____________mol·L－1。

（2）医学上进行消化系统的X射线透视时，常使用BaSO4作内服造影剂。

胃酸酸性很强（pH约为1），但服用大量BaSO4仍然是安全的，BaSO4不溶于酸的原因是__________________（用溶解平衡原理解释）。

万一误服了少量BaCO3，应尽快用大量0.5mol·L－1Na2SO4溶液给患者洗胃，如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化，残留在胃液中的Ba2＋浓度仅为____________mol·L－1。

解析：

（1）由于BaCl2与Na2SO4溶液反应生成硫酸钡沉淀，则溶液中c（Ba2＋）与c（SO

）相同，则c（Ba2＋）＝

＝1×10－5mol·L－1。

（2）BaSO4（s）

Ba2＋（aq）＋SO

（aq），由于Ba2＋、SO

均不与H＋反应，无法使平衡向溶解方向移动。

c（Ba2＋）＝

＝2×10－10mol·L－1。

答案：

（1）1×10－5

（2）对于溶解平衡BaSO4（s）

Ba2＋（aq）＋SO

（aq），H＋不能减少Ba2＋或SO

的浓度，平衡不能向溶解方向移动　2×10－10

9．以铝灰（主要成分为Al、Al2O3，另有少量CuO、SiO2、FeO和Fe2O3杂质）为原料，可制得液体聚合氯化铝[Alm（OH）nCl3m－n]，生产的部分过程如下图所示（部分产物和操作已略去）。

已知某些硫化物的性质如下表：

物质

性质

Fe2S3、Al2S3

在水溶液中不存在

FeS

黑色，难溶于水，可溶于盐酸

CuS

黑色，难溶于水，难溶于盐酸

（1）操作Ⅰ是________。

Al2O3与盐酸反应的离子方程式是__________________________________________________________。

（2）滤渣2为黑色，该黑色物质的化学式是________。

（3）向滤液2中加入NaClO溶液至不再产生红褐色沉淀，此时溶液的pH约为3.7。

NaClO的作用是___________________。

（4）将滤液3的pH调至4.2～4.5，利用水解反应得到液体聚合氯化铝。

反应的化学方程式是__________________。

答案：

（1）过滤　Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O

（2）CuS

（3）将Fe2＋氧化为Fe3＋，使Fe3＋转化为Fe（OH）3沉淀

（4）mAlCl3＋nH2O===Alm（OH）nCl3m－n＋nHCl

（写“

”也可）

10．（2015·四川资阳二诊）钡盐生产中排出大量的钡泥[主要含BaCO3、BaSO3、Ba（FeO2）2等]，某主要生产BaCO3化工厂利用钡泥制取Ba（NO3）2晶体及其他副产物，其部分工艺流程如下：

已知：

①Fe（OH）3和Fe（OH）2完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2和9.7。

②Ba（NO3）2在热水中溶解度较大，在冷水中溶解度较小。

③Ksp（BaSO4）＝1.1×10－10，Ksp（BaCO3）＝5.1×10－9。

（1）该厂生产的BaCO3因含有少量BaSO4而不纯，提纯的方法是：

将产品加入足量的饱和Na2CO3溶液中，充分搅拌、过滤、洗涤。

用离子方程式和必要的文字说明提纯原理：

______________。

（2）上述流程酸溶时，Ba（FeO2）2与HNO3反应生成两种硝酸盐，化学方程式为____________。

（3）该厂结合本厂实际，选用的X为（从下列选项中选择）________；废渣2为________（写出化学式）。

①BaCl2　②Ba（NO3）2　③BaCO3　④Ba（OH）2

（4）过滤3后的母液应循环到容器________中（填“a”“b”或“c”）。

（5）称取wg晶体溶于蒸馏水，加入足量的硫酸，充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量沉淀质量为mg，则该Ba（NO3）2的纯度为__________________________________________________________。

解析：

（1）在溶液中存在平衡：

BaSO4（s）＋CO

（aq）

BaCO3（s）＋SO

（aq），加入饱和的碳酸钠溶液，增大碳酸根离子的浓度，使平衡正向移动生成碳酸钡而除去BaSO4杂质。

（2）Ba（Fe2）2与HNO3反应生成两种硝酸盐，则根据原子守恒两种硝酸盐应该是硝酸铁和硝酸钡，同时还有水生成，反应的化学方程式为Ba（FeO2）2＋8HNO3===Ba（NO3）2＋2Fe（NO3）3＋4H2O。

（3）X是调节溶液pH，以沉淀溶液中的铁离子，由于不能引入杂质，实验根据本厂的实验应该选择碳酸钡，氢氧化铁在pH＝3.2时就已经完全沉淀，则废渣2的主要成分是Fe（OH）3。

（4）过滤3后的母液中含有氢氧化钡，因此应循环到容器c中。

（5）mg沉淀应该是硫酸钡，则硝酸钡的质量是

×261g·mol－1＝

g，所以其纯度为

×100%。

答案：

（1）BaSO4（s）＋CO

（aq）

BaCO3（s）＋SO

（aq），增大碳酸根离子的浓度，使平衡正向移动从而除去BaSO4杂质

（2）Ba（FeO2）2＋8HNO3===Ba（NO3）2＋2Fe（NO3）3＋4H2O　（3）③　Fe（OH）3　（4）c　（5）

×100%

11．欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将Cr2O

转化为Cr（OH）3沉淀除去。

已知该条件下：

离子

氢氧化物开始沉淀时的pH

氢氧化物沉淀完全时的pH

Fe2＋

7.0

9.0

Fe3＋

1.9

3.2

Cr3＋

6.0

8.0

（1）某含铬废水处理的主要流程如图所示：

①初沉池中加入的混凝剂是K2SO4·Al2（SO4）3·2H2O，其作用为_______________________（用离子方程式表示）。

②反应池中发生主要反应的离子方程式是Cr2O

＋3HSO

＋5H＋===2Cr3＋＋3SO

＋4H2O。

根据“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，此过程中发生主要反应的离子方程式是________________________、__________________________。

证明Cr3＋沉淀完全的方法是____________________。

（2）工业可用电解法来处理含Cr2O

废水。

实验室利用如图装置模拟处理含Cr2O

的废水，阳极反应式是Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应式是2H＋＋2e－===H2↑。

Fe2＋与酸性溶液中的Cr2O

反应的离子方程式是____________________________，得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全。

用电解法处理该溶液中0.01molCr2O

时，得到沉淀的质量至少是________g。

解析：

（1）Al3＋水解生成Al（OH）3胶体，吸附悬浮物。

因为Cr2O

被HSO

还原成Cr3＋，所以加入NaOH后，发生主要反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O，Cr3＋＋3OH－===Cr（OH）3↓。

根据表中提供数据，可用测定pH的方法，若pH≥8，则证明Cr3＋完全沉淀。

（2）Cr2O

＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋　6Fe3＋＋7H2O

　0.01mol　　　　　　　0.02mol　0.06mol

所以m（沉淀）＝m[Cr（OH）3]＋m[Fe（OH）3]

＝0.02mol×103g·mol－1＋0.06mol×107g·mol－1

＝8.48g。

答案：

（1）①Al3＋＋3H2O

Al（OH）3（胶体）＋3H＋

②H＋＋OH－===H2O　Cr3＋＋3OH－===Cr（OH）3↓　测定溶液的pH，若pH≥8，则证明Cr3＋沉淀完全（其他合理答案也可）

（2）Cr2O

＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O　8.48

热点专题讲座（八）

四大平衡常数的应用

四大平衡常数是指化学平衡常数、弱电解质的电离平衡常数、水的离子积常数及难溶电解质的溶度积常数，这部分知识为新课标中的新增内容，在高考题中频繁出现，特别是化学平衡常数及溶度积常数的应用更是考试的热点内容。

一、化学平衡常数

常考题型

1.求解平衡常数；

2.由平衡常数计算初始（或平衡）浓度；

3.计算转化率（或产率）；

4.应用平衡常数K判断平衡移动的方向（或放热、吸热等情况）

对策

从基础的地方入手，如速率计算、“三阶段式”的运用、阿伏加德罗定律及其推论的应用、计算转化率等，这些都与化学平衡常数密不可分（严格讲电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡也是化学平衡，只是在溶液中进行的特定类型的反应而已），要在练习中多反思，提高应试能力

二、电离常数

常考题型

1.直接求电离平衡常数；

2.由电离平衡常数求弱酸（或弱碱）的浓度；

3.由Ka或Kb求pH

对策

试题一般难度不大，是在化学平衡基础上派生出来的。

注意平衡体系中同种离子的浓度是同一个浓度，当两个量相加或相减时，若相差100倍以上，要舍弃小的等一些基本的近似处理能力

三、水的离子积常数

常考题型

1.计算温度高于室温时的Kw；

2.通过Kw的大小比较相应温度的高低；

3.溶液中c（H＋）与c（OH－）相互换算；

4.酸、碱、能水解的盐溶液中水电离出的c（H＋）或c（OH－）的计算

对策

Kw只与温度有关，升高温度，Kw增大；在稀溶液中，c（H＋）·c（OH－）＝Kw，其中c（H＋）、c（OH－）是溶液中的H＋、OH－浓度；水电离出的H＋数目与OH－数目相等

四、难溶电解质的溶度积常数

常考题型

1.溶解度与Ksp的相关转化与比较；

2.沉淀先后的计算与判断；

3.沉淀转化相关计算；

4.金属阳离子沉淀完全的pH及沉淀分离的相关计算；

5.与其他平衡（如氧化还原平衡、配位平衡）综合的计算；

6.数形结合的相关计算等

对策

应用Ksp数值大小比较物质的溶解度大小时，一定是在组成上属于同一类型的难溶电解质才能进行比较，否则，不能比较；在判断沉淀的生成或转化时，把离子浓度数值代入Ksp表达式，若数值大于Ksp，沉淀可生成或转化为相应难溶物质；利用Ksp可计算某些沉淀转化反应的化学平衡常数

1．高炉炼铁过程中发生的主要反应为

Fe2O3（s）＋CO（g）

Fe（s）＋CO2（g）。

已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：

温度/℃

1000

1150

1300

平衡常数

4.0

3.7

3.5

请回答下列问题：

（1）该反应的平衡常数表达式K＝____，ΔH________0（填“>”“<”或“＝”）。

（2）在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反应经过10min后达到平衡。

求该时间范围内反应的平均反应速率v（CO2）＝________________，CO的平衡转化率＝________。

解析：

（1）因Fe和Fe2O3都为固体，不能代入平衡常数的表达式，所以K＝

，由表中数据知，升高温度，平衡常数减小，说明平衡向左移动，故ΔH<0。

（2）　　

Fe2O3（s）＋CO（g）

Fe（s）＋CO2（g）

起始（mol·L－1）　　　0.1　　　　　　　　0.1

转化（mol·L－1）　　　　x　　　　　　　　x

平衡（mol·L－1）　　　0.1－x　　　　　　0.1＋x

由题意得K＝

＝4.0，解得x＝0.06。

所以α（CO）＝

×100%＝60%，v（CO2）＝

＝

＝0.006mol·L－1·min－1。

答案：

（1）

　<　

（2）0.006mol·L－1·min－1　60%

2．高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸，其酸性在水溶液中差别不大。

以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数：

酸

HClO4

H2SO4

HCl

HNO3

Ka

1.6×10－5

6.3×10－9

1.6×10－9

4.2×10－10

从以上表格中判断以下说法中不正确的是（　　）

A．在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离

B．在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸

C．在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO

D．水对于这四种酸的强弱没有区分能力，但醋酸可以区分这四种酸的强弱

解析：

由电离常数的数据可知四种酸在冰醋酸中均未完全电离，酸性最强的是HClO4，最弱的是HNO3，由此可知C项中的电离方程式应用“

”号表示且分步电离。

答案：

C

3．T℃下的溶液中，c（H＋）＝10－xmol·L－1，c（OH－）＝10－ymol·L－1，x与y的关系如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A．T℃时，水的离子积Kw为1×10－13

B．T>25

C．T℃时，pH＝7的溶液显碱性

D．T℃时，pH＝12的苛性钠溶液与pH＝1的稀硫酸等体积混合，溶液的pH＝7

解析：

从图不难看出，A正确；T℃时Kw大于1×10－14，则T℃一定高于常温，B正确；T℃时，pH＝6.5的溶液呈中性，显然pH＝7的溶液显碱性，C正确；pH＝12的苛性钠溶液与pH＝1的稀硫酸等体积混合，二者恰好完全中和，但注意该温度下，pH＝7的溶液不是中性溶液，D错误。

答案：

D

4．金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。

难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度（S/mol·L－1）如下图所示。

难溶金属氢氧化物的S－pH图

（1）pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是________。

（2）若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH________（填字母）。

A．＜1B．4左右C．＞6

（3）在Ni（NO3）2溶液中含有少量的Co2＋杂质，____________（填“能”或“不能”）通过调节溶液pH的方法来除去，理由是__________________________________________________________。

（4）已知一些难溶物的溶度积常数如下表：

物质

FeS

MnS

CuS

Ksp

6.3×10－18

2.5×10－13

1.3×10－36

物质

PbS

HgS

ZnS

Ksp

3.4×10－28

6.4×10－53

1.6×10－24

为除去某工业废水中含有的Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的________（填字母）。

A．NaOH　　　　　B．FeS　　　　　C．Na2S

解析：

（1）由图可知，在pH＝3时溶液中不会出现Cu（OH）2沉淀。

（2）要除去Fe3＋的同时必须保证Cu2＋不能沉淀，因此pH应保持在4左右。

（3）从图示关系可看出，Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小，不能通过调节溶液pH而达到分离的目的。

（4）要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时又不会引入其他离子。

答案：

（1）Cu2＋　

（2）B　（3）不能　Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小　（4）B

5．化学平衡常数（K）、弱酸的电离平衡常数（Ka）、难溶物的溶度积常数（Ksp）是