第四單元 沉淀溶解平衡課后達標檢測一、選擇題1為了除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加熱攪拌的條件下加入的一種試劑是()ANaOHBNa2CO3C氨水 DMgO解析：選D。本題常規(guī)方法是加入化學物質直接與Fe3反應形成沉淀，但在這里卻巧妙地利用了MgO消耗FeCl3水解生成的HCl促進FeCl3水解生成Fe(OH)3沉淀，同時MgO轉化成MgCl2，即使MgO過量，但它難溶于水，不引入新雜質。2溫度不變時，向含有AgCl(s)的飽和AgCl溶液中加水，下列敘述正確的是()AAgCl的溶解度增大 BAgCl的溶解度、Ksp均不變CKsp(AgCl)增大 DAgCl的溶解度、Ksp均增大解析：選B。溫度不變，向含有AgCl(s)的飽和AgCl溶液中加水時，AgCl的溶解度、Ksp均不變。3下表為有關化合物的pKsp，pKsplg Ksp。相關化合物AgXAgYAgZpKspabc某同學設計實驗如下：向AgNO3溶液中加入適量NaX溶液，得到沉淀AgX；向中加NaY固體，則沉淀轉化為AgY；向中加入NaZ固體，沉淀又轉化為AgZ。則表中a、b、c的大小關系為()AabcBabcCcab Dabc解析：選B。根據(jù)沉淀的轉化原理可知，溶解度小的沉淀總是向著溶解度更小的沉淀轉化，再結合pKsplg Ksp可知，Ksp越小其pKsp越大，故B正確。4(2018昆明高三質檢)在pH為34的環(huán)境中，Cu2、Fe2不能生成沉淀，而Fe3幾乎完全沉淀。工業(yè)上制取CuCl2是將濃鹽酸用蒸汽加熱到80 左右，再慢慢加入粗氧化銅(含雜質FeO)，充分攪拌使之溶解，欲除去溶液中的雜質離子，下列方法正確的是()A加入純Cu將Fe2還原B向溶液中加入(NH4)2S使Fe2沉淀C直接加水加熱使雜質離子水解除去D在溶液中通入Cl2，再加入CuO粉末調節(jié)pH為34解析：選D。A項，Cu與Fe2不反應；B項，引入新雜質，且Cu2轉化為CuS；C項，直接加水加熱，Cu2也會發(fā)生水解；D項，通入Cl2，把Fe2氧化為Fe3，再加入CuO調節(jié)pH為34，使Fe3沉淀完全即可。5為研究沉淀的生成及轉化，某小組進行如下實驗。關于該實驗的分析不正確的是()A濁液中存在平衡：AgSCN(s)Ag(aq)SCN(aq)B中顏色變化說明上層清液中含有SCNC中顏色變化說明有AgI生成D該實驗可以證明AgI比AgSCN更難溶解析：選D。A項，根據(jù)信息，白色沉淀是AgSCN，存在溶解平衡：AgSCN(s)Ag(aq)SCN(aq)，故說法正確；B項，取上層清液，加入Fe3出現(xiàn)紅色溶液，說明生成Fe(SCN)3，說明溶液中含有SCN，故說法正確；C項，AgI是黃色沉淀，現(xiàn)象是有黃色沉淀生成，說明有AgI產生，故說法正確；D項，可能是濁液中c(I)c(Ag)Ksp(AgI)，出現(xiàn)黃色沉淀，故說法錯誤。625 時，PbCl2固體在不同濃度鹽酸中的溶解度曲線如圖。在制備PbCl2的實驗中，洗滌PbCl2固體最好選用()A蒸餾水B1.00 molL1鹽酸C5.00 molL1鹽酸D10.00 molL1鹽酸解析：選B。觀察題圖知，PbCl2固體在濃度為1.00 molL1的鹽酸中溶解度最小。7向50 mL 0.018 molL1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.02 molL1的鹽酸生成沉淀。已知Ksp(AgCl)1.81010，則生成沉淀后的溶液中c(Ag)與pH分別為()A1.8107 molL1，2B1107 molL1，2C1.8107 molL1，3D1107 molL1，3解析：選A。兩種溶液混合后(反應前)：c(AgNO3)0.009 molL1，c(HCl)0.01 molL1，顯然Ag全部沉淀，溶液中剩余的c(Cl)0.001 molL1。根據(jù)Ksp(AgCl)，則生成沉淀后的溶液中c(Ag) molL11.8107 molL1；由于H沒有參與反應，c(H)0.01 molL1，故pH2。8(2018大理高三模擬)在25 時，F(xiàn)eS的Ksp6.31018，CuS的Ksp1.31036，ZnS的Ksp1.31024。下列有關說法中正確的是()A25 時，CuS的溶解度大于ZnS的溶解度B25 時，飽和CuS溶液中Cu2的濃度為1.31036 molL1C向物質的量濃度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S，只有FeS沉淀生成 D除去某溶液中的Cu2，可以選用FeS作沉淀劑解析：選D。25 時，Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)，所以CuS的溶解度小于ZnS的溶解度，A錯誤；飽和CuS溶液中c(Cu2) molL1，B錯誤；FeS的Ksp大于ZnS的，所以只有ZnS生成，C錯誤；依據(jù)沉淀的轉化，溶度積大的FeS可以轉化為溶度積小的CuS，D正確。9已知25 時，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示：向100 mL該條件下的CaSO4飽和溶液中加入400 mL 0.01 mol/L Na2SO4溶液，下列敘述正確的是()A溶液中析出CaSO4固體沉淀，最終溶液中c(SO)比原來的大B溶液中無沉淀析出，溶液中c(Ca2)、c(SO)都變小C溶液中析出CaSO4固體沉淀，溶液中c(Ca2)、c(SO)都變小D溶液中無沉淀析出，但最終溶液中c(SO)比原來的大解析：選D。由題意知，Ksp(CaSO4)c(Ca2)c(SO)3.01033.01039106，CaSO4飽和溶液中c(Ca2)c(SO)3.0103 mol/L。加入400 mL 0.01 mol/L Na2SO4溶液后，c(Ca2)6104mol/L，c(SO)8.6103 mol/L，Qcc(Ca2)c(SO)61048.61035.16106<Ksp，所以沒有沉淀(CaSO4固體)析出，但溶液中c(SO)變大了，c(Ca2)變小了，故只有D正確。二、非選擇題10某課外活動小組為了探究BaSO4的溶解度，分別將足量BaSO4放入：a.5 mL水；b.40 mL 0.2 molL1的Ba(OH)2溶液；c.20 mL 0.5 molL1的Na2SO4溶液；d.40 mL 0.1 molL1的H2SO4溶液中，溶解至飽和。(1)以上各溶液中，Ba2的濃度由大到小的順序為_。Ab>a>c>d Bb>a>d>cCa>d>c>b Da>b>d>c(2)已知298 K時，Ksp(BaSO4)1.11010，上述條件下，溶液b中的SO濃度為_molL1，溶液c中Ba2的濃度為_molL1。(3)某同學取同樣體積的溶液b和溶液d直接混合，則混合液的pH為_(設混合液的體積為混合前兩溶液的體積之和)。解析：(1)SO會抑制BaSO4的溶解，所以c(SO)越大，c(Ba2)越小。(2)由于c(Ba2)c(SO)1.11010，所以溶液b中c(SO) molL15.51010molL1，溶液c中c(Ba2) molL12.21010 molL1。(3)溶液b、d混合后發(fā)生反應：Ba(OH)2H2SO4=BaSO42H2O，由題意知Ba(OH)2過量，溶液中OH的濃度為20.1 molL1，c(H)11013 molL1，pH13。答案：(1)B(2)5.510102.21010(3)1311請按要求回答下列問題：(1)已知25 時，KspMg(OH)21.81011，KspCu(OH)22.21020。在25 下，向濃度均為0.1 molL1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_沉淀(填化學式)，生成該沉淀的離子方程式為_。(2)25 時，向0.01 molL1的MgCl2溶液中逐滴加入濃NaOH溶液，剛好出現(xiàn)沉淀時，溶液的pH為_；當Mg2完全沉淀時，溶液的pH為_(忽略溶液體積變化，已知lg 2.40.4，lg 7.70.9)。(3)已知25 時，Ksp(AgCl)1.81010，則將AgCl放在蒸餾水中形成飽和溶液，溶液中的c(Ag)約為_molL1。(4)已知25 時，KspFe(OH)32.791039，該溫度下反應Fe(OH)33HFe33H2O的平衡常數(shù)K_。解析：(1)因為KspCu(OH)2<KspMg(OH)2，所以先生成Cu(OH)2沉淀。(2)KspMg(OH)21.81011c(Mg2)c2(OH)0.01c2(OH)，則c(OH)4.2105 molL1，c(H)Kw/c(OH)2.41010 molL1，則pH9.6，即當pH9.6時，開始出現(xiàn)Mg(OH)2沉淀。一般認為殘留在溶液中的離子濃度小于1105 molL1時，沉淀已經完全，故Mg2完全沉淀時有 1105c2(OH)1.81011，則c(OH)1.3103 molL1，此時，c(H)7.71012 molL1，pH11.1。(3)Ksp(AgCl)1.81010c(Ag)c(Cl)c2(Ag)，解得：c(Ag)1.3105 molL1。(4)KspFe(OH)3c(Fe3)c3(OH)，題示反應的平衡常數(shù)為Kc(Fe3)/c3(H)，25 時水的離子積為Kwc(H)c(OH)11014，推得KKspFe(OH)3/K，即K2.791039/(11014)32.79103。答案：(1)Cu(OH)2Cu22NH3H2O=Cu(OH)22NH(2)9.611.1(3)1.3105(4)2.7910312金屬氫氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用這一性質，控制溶液的pH，達到分離金屬離子的目的。難溶金屬的氫氧化物在不同pH下的溶解度(S/molL1)如圖所示。(1)pH3時溶液中銅元素的主要存在形式是_。(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3，應該控制溶液的pH_(填字母)。A<1B在4左右C>6(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2雜質，_(填“能”或“不能”)通過調節(jié)溶液pH的方法來除去，理由是_。(4)已知一些難溶物的溶度積常數(shù)如下表：物質FeSMnSCuSPbSHgSZnSKsp6.310182.510131.310353.410286.410331.61024為除去某工業(yè)廢水中含有的Cu2、Pb2、Hg2雜質，最適宜向此工業(yè)廢水中加入過量的_(填選項)。ANaOH BFeS CNa2S解析：(1)由圖可知，在pH3時溶液中不會出現(xiàn)Cu(OH)2沉淀，銅元素主要以Cu2形式存在；(2)要除去Fe3的同時必須保證Cu2不能沉淀，因此pH應保持在4左右；(3)從圖示關系可以看出，Co2和Ni2沉淀的pH范圍相差太小，不能通過調節(jié)pH而達到分離的目的；(4)要使三種離子生成沉淀，最好選擇難溶于水的FeS，使三種雜質離子轉化為更難溶解的金屬硫化物沉淀，同時又不會引入其他離子。答案：(1)Cu2(2)B(3)不能Co2和Ni2沉淀的pH范圍相差太小(4)B13水體中重金屬鉛的污染問題備受關注。水溶液中鉛的存在形態(tài)主要有Pb2、Pb(OH)、Pb(OH)2、Pb(OH)、Pb(OH)，各形態(tài)的濃度分數(shù)隨溶液 pH變化的關系如圖所示圖中1表示Pb2，2表示Pb(OH)，3表示Pb(OH)2，4表示 Pb(OH)，5表示 Pb(OH)。(1)Pb(NO3)2溶液中，_(填“>”“”或“<”)2；往該溶液中滴入氯化銨溶液后，增大，可能的原因是_。(2)往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液，pH8時溶液中存在的陽離子(Na除外)有_。pH9時主要反應的離子方程式為_。(3)某課外小組制備了一種新型脫鉛劑，能有效除去水中的少量鉛，實驗結果如下表：離子Pb2Ca2Fe3Mn2Cl處理前濃度/mgL10.10029.80.1200.08751.9處理后濃度/mgL10.00422.60.0400.05349.8上表中除Pb2外，該脫鉛劑對其他離子的去除效果最好的是_。(4)如果該脫鉛劑(用EH表示)脫鉛過程中主要發(fā)生的反應為2EH(s)Pb2(aq)E2Pb(s)2H(aq)。則脫鉛過程中的最合適的pH范圍為_(填字母)。A45B67C910 D1112解析：(1)在Pb(NO3)2溶液中，由于Pb2在水中存在各種形態(tài)致使 c(Pb2)變小，所以一定大于2；往該溶液中滴入其他溶液后，增大，可能是 c(NO)增大或c(Pb2)減小，加入氯化銨溶液后，Pb2與Cl結合生成微溶物PbCl2，Pb2濃度減小。(2)根據(jù)各形態(tài)濃度分數(shù)隨溶液pH變化的關系圖可知鉛在不同的pH范圍內的主要存在形式，然后根據(jù)要求得出答案；pH9時，主要反應的離子方程式則可根據(jù)圖中曲線的變化趨勢而得到。(3)除Pb2外，脫鉛劑對其他離子的去除效果主要看去除率(變化濃度/原有濃度)的大小。Ca2 Fe3 Mn2 Cl 7.2 0.08 0.034 2.1去除率 (4)從脫鉛反應看，pH增大有利于脫鉛進行，但pH偏大，Pb2轉變?yōu)槠渌问酱嬖?，達不到除鉛目的。由圖可知pH<6時，c(Pb2)最大，Pb2濃度大時有利于2EH(s)Pb2(aq)E2Pb(s)2H(aq)向右進行，脫鉛效果好；但H濃度過大，平衡向左移動，不利于沉淀的生成，綜合考慮只能選B項。答案：(1)>Pb2與Cl反應，c(Pb2)減小(2)Pb2、Pb(OH)、HPb(OH)OHPb(OH)2(3)Fe3(4)B