高中化学 3.3 沉淀溶解平衡习题 4

现吨市安达阳光实验学校第3节沉淀溶解平衡
1．把氢氧化钙放入蒸馏水中，一时间后达到如下平衡：Ca(OH)2(s)Ca2
＋(aq)＋2OH－(aq)。

加入以下溶液，可使Ca(OH)
2减少的是( ) A．Na2S溶液B．AlCl3溶液
C．NaOH溶液 D．CaCl2溶液
解析：加入Na2S溶液，由于S2－水解呈碱性，使OH－浓度增大，不利于Ca(OH)2减少，故A错误；加入AlCl3溶液，由于Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，实现沉淀的转化，有利于Ca(OH)2减少，故B正确；加入NaOH溶液，溶液中OH－浓度增大，不利于Ca(OH)2减少，故C错误；加入CaCl2溶液，溶液中Ca2＋浓度增大，不利于Ca(OH)2减少，故D错误。

答案：B
2．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反的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓
D．整个过程涉及的反类型有氧化还原反和复分解反，然后硫酸铜与ZnS、PbS发生复分解反生成更难溶的CuS
解析：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化是溶解度大的物质向溶解度小的物质转化，PbS能转化为CuS，所以CuS的溶解度小于PbS的溶解度，故A项错误；原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，硫元素化合价升高作还原剂具有还原性；铜蓝中硫元素化合价最低，所以能失电子具有还原性，故B项错误；硫化锌难溶于水，所以要写化学式，不能写离子，故C项错误；原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，所以存在氧化还原反；CuSO4与ZnS反生成硫化铜和硫酸锌是复分解反，故D项正确。

答案：D
3．(2013·卷)：
①0.1 mol·L－1AgNO3溶液和0.1 mol·L－1NaCl溶液体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；
②向滤液b中滴加0.1 mol·L－1 KI溶液，出现浑浊；
③向沉淀c中滴加0.1 mol·L－1 KI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．可以证明AgI比AgCl更难溶
解析：根据浊液a中含有AgCl，存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)
＋Cl－(aq)，故A项正确；滤液为AgCl的饱和溶液，也存在沉淀的溶解平衡，即存在Ag＋，故B项错；向AgCl中滴加0.1 mol·L－1KI溶液，白色AgCl沉淀变为黄色AgI沉淀，故C项正确；证明AgI比AgCl更难溶，故D项正确。

答案：B
4．已知：25℃时，K sp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，K sp(MgF2)＝7.42× 10－11。

下列说法正确的是( )
A．25℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大
B．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大
C．25℃时， Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的K sp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl溶液中的K sp小
D．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
解析：A项中，Mg(OH)2的溶度积较小，其电离出的Mg2＋浓度也要小一些，故A项错；B项中，NH＋4可以结合Mg(OH)2电离出的OH－离子，从而促使Mg(OH)2的电离平衡正向移动，c(Mg2＋)增大，故B项正确；C项中，K sp仅与温度有关，故C项错；D项中，由于MgF2的溶度积也比较小，在Mg(OH)2的悬浊液加入NaF 溶液后，由于F－浓度较大，所以可以生成MgF2沉淀，故D项不正确。

答案：B
5．已知氨水与醋酸的电离程度在同温同浓度下相，溶有一量氨的氯化铵溶液呈碱性。

现向少量的Mg(OH)2悬浊液中，加入适量的饱和氯化铵溶液，固体完全溶解。

甲同学的解释是：
g(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq) ①
NH＋4＋H2O NH3·H2O＋H＋②
由于NH＋4水解呈酸性，H＋与OH－反生成水，导致反①平衡右移，沉淀溶解；
乙同学的解释是：
Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq) ①
NH＋4＋OH － NH3·H2O ②
由于NH4Cl电离出的NH＋4与Mg(OH)2电离出的OH－结合，生成了弱电解质NH3·H2O，导致反①的平衡右移，Mg(OH)2沉淀溶解。

(1)丙同学不能肯哪位同学的解释合理，于是选用下列的一种试剂，来证明甲、乙两位同学的解释只有一种正确，他选用的试剂是________(选填字母)。

A．NH4NO3 B．CH3COONH4
C．Na2CO3 D．NH3·H2O
(2)请你说明丙同学作出该选择的理由是
________________________________________________________________ ________
________________________________________________________________
________。

(3)丙同学将所选试剂滴入Mg(OH)2的悬浊液中，Mg(OH)2溶解；由此推知，甲和乙哪位同学的解释更合理？________(选填“甲”或“乙”)；完成NH4Cl 饱和溶液使Mg(OH)2悬浊液溶解的离子方程式是
________________________________________________________________ ________
________________________________________________________________ ________。

解析：甲乙同学解释的区别在于，甲认为是NH＋4的水解导致Mg(OH)2沉淀溶解，乙认为是由于NH＋4被电离出来，导致Mg(OH)2沉淀溶解。

由于任何铵盐在溶液中都能够发生电离，所以只要找出一种NH＋4的盐溶液，其中NH＋4不发生水解，或其水解可以被抵消，即可鉴别出。

氨水和醋酸的电离程度在同温同浓度下相，可知由CH3COONH4电离出的NH＋4可以认为是不发生水解，当将CH3COONH4加入
Mg(OH)2悬浊液中，若乙的解释对，则Mg(OH)2该溶解，若甲的解释对，则Mg(OH)2不溶解。

答案：(1)B
(2)CH3COONH4溶液呈中性，滴入Mg(OH)2悬浊液，若Mg(OH)2不溶，则甲同学解释正确
(3)乙Mg(OH)2＋2NH＋4===Mg2＋＋2NH3·H2O
6．(1)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2＋。

在提纯时为了除去Fe2＋，常加入合适氧化剂，使Fe2＋氧化为Fe3＋，下列物质可采用的是________。

A．KMnO4 B．H2O2
C．氯水 D．HNO3
然后再加入适当物质调整至溶液pH＝4，使Fe3＋转化为Fe(OH)3，可以达到除去Fe3＋而不损失CuSO4的目的，调整溶液pH可选用下列中的________。

A．NaOH B．NH3·H2O
C．CuO D．Cu(OH)2
解析：使Fe2＋氧化为Fe3＋可采用的是H2O2，然后再加入CuO或Cu(OH)2调整至溶液pH＝4，若使用其他试剂，会引入杂质离子。

答案：B CD
(2)甲同学怀疑调整至溶液pH＝4不一能达到除去Fe3＋而不损失Cu2＋的目的，乙同学认为可以通过计算确，他查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe(OH)3的溶度积K sp＝8.0×10－38，Cu(OH)2的溶度积K sp＝3.0×10－20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5mol·L－1时就认为沉淀完全，设溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol·L－1，则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为________，Fe3＋完全沉淀时溶液的pH为______，通过计算确上述方案________(选填“可行”或“不可行”)。

(提示：lg 5＝0.7)
解析：Cu(OH)2开始沉淀时溶液中[OH－]2×3.0＝3.0×10－20，[OH－]＝
1.0×10－10mol·L－1，溶液的pH为4；Fe3＋完全沉淀时[OH－]3×1×10－5＝8.0×10
－38，[OH－]＝2.0×10－11mol·L－1，溶液的pH为3.3；即当Fe3＋完全沉淀时Cu(OH)
2还未开始沉淀，方案可行。

答案：4 3.3 可行
1．下列对于石灰岩溶洞的钟乳石的成因解释正确的是( )
A．石灰岩溶洞是火山喷发时形成的
B．是空气中CO2和H2O溶解了碳酸钙生成了碳酸氢钙溶液，然后分解生成碳酸钙而形成的
C．是空气中的CO2与土壤中的钙离子结合生成碳酸钙，经千而形成钟乳D．石灰岩洞中钟乳是和地球同时产生的
解析：石灰岩溶洞的成因是由于H2O、CO2破坏CaCO3的溶解平衡造成的。

答案：B
2．将一量的硫酸钡放入水中，对此有关的叙述正确的是( )
A．硫酸钡不溶于水，硫酸钡固体质量不会改变
B．最终会得到BaSO4的极稀的饱和溶液
C．因为Ba2＋＋SO===BaSO4↓很容易发生，所以不存在BaSO4(s)Ba2＋(ap)＋SO(aq)的反
D．因为BaSO4难溶于水，所以改变外界条件也不会改变BaSO4的溶解性解析：BaSO4不溶于水并不绝对的溶，它存在溶解平衡，当沉淀溶解和生成的速率相时，得到了Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)，A、C两项错误，B项正确；升高温度，BaSO4溶解度增大，D项错误。

答案：B
3．对水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2而不是CaCO3和MgCO3的原因解释，其中正确的是( )
A．Mg(OH)2的溶度积大于MgCO3的溶度积，且在水中发生了沉淀转化
B．Mg(OH)2的溶度积小于MgCO3的溶度积，且在水中发生了沉淀转化
C．MgCO3电离出的CO2－3发生水解，使水中OH－浓度增大，对Mg(OH)2的沉淀溶解平衡而言，Q c＞K sp，生成Mg(OH)2沉淀
D．MgCO3电离出的CO2－3发生水解，使水中OH－浓度增大，对Mg(OH)2的沉淀溶解平衡而言，Q c＜K sp，生成Mg(OH)2沉淀
解析：由于Mg(OH)2和MgCO3中阴、阳离子个数比不同，所以不能直接根据K sp的大小比较溶解能力的强弱，A、B两项均不正确；MgCO3溶解平衡生成的CO2－3能发生水解，使水中OH－浓度增大，对Mg(OH)2沉淀溶解平衡而言，Q c＜K sp，则生成Mg(OH)2沉淀，故C项正确，D项不正确。

答案：C
4．当Mg(OH)2固体在水中溶解达到平衡时：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH
－(ap)，为使Mg(OH)
2固体的量减少，可加入( )
A．NH4NO3B．Na2S
C．MgSO4 D．CH3COONa
解析：若使Mg(OH)2固体的量减少，使Mg(OH)2的溶解平衡向右移动，减少[Mg2＋]或[OH－]。

由于NH4NO3水解显酸性，使[OH－]减小，故A项正确；B、D两项水解显碱性，增大[OH－]，故B、D两项错误；C项增大了[Mg2＋]，故C项也错，答案为A。

答案：A
5．某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。

据图分析，下列判断错误的是( )
A．K sp[Fe(OH)3]＜K sp[Cu(OH2)]
B．加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
C．c、d两点代表的溶液中c(H＋)与c(OH－)乘积相
D．Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和
解析：b、c两点金属阳离子的浓度相，设都为x，分别对的[OH－]＝K W/[H＋]＝10－12.7，[OH－]＝K W/[H＋]＝109.6，K sp[Fe(OH)3]＝x×(1012.7)3、K sp[Cu(OH)2]＝
x×(109.6)2，K sp[Fe(OH)3]＜K sp[Cu(OH)2]，故A正确；由a点到b点的碱性增强，而NH4Cl溶解于水后水解显酸性，故B错；温度一，溶液中的K W为值，故C正确；溶度积曲线后的点代表溶液都是饱和溶液，曲线左下方的点都不饱和，右后方的点都是Q c＞K sp，沉淀要析出，故D正确。

答案：B
6．已知：K sp(AgCl)＝1.8×10－10，K sp(AgI)＝1.5×10－16，K sp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag＋浓度大小顺序正确的是( )
A．AgCl＞AgI＞Ag2CrO4
B．AgCl＞Ag2CrO4＞AgI
C．Ag2CrO4＞AgCl＞AgI
D．D.Ag2CrO4＞AgI＞AgCl
解析：由K sp计算可知，Ag＋浓度大小顺序为Ag2CrO4＞AgCl，故A、B两项均错；饱和溶液中：对化学式相似的AgCl和AgI来说K sp越小Ag＋浓度越小，即AgCl＞AgI；Ag2CrO4溶液中Ag＋的浓度为(4.0×10－12)1/3，AgCl饱和溶液中Ag
＋的浓度为(1.8×10－10)1/2，所以有Ag
2CrO4＞AgCl＞AgI，故C正确，D错。

答案： C
7．(双选题)硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下。

下列说法正确的是( )
A．温度一时，K sp(SrSO4)随c(SO2－4)的增大而减小
B．三个不同温度中，313 K时K sp(SrSO4)最大
C．283 K时，图中a点对的溶液是不饱和溶液
D．283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液
解析：K sp只与温度有关与浓度无关，故A错误；由图象可知：在相同条件
下，温度越低，c(SO2－4)·c(Sr2＋)越大，K sp(SrSO4)越大，故B正确；a点在283 K的下方，属于不饱和溶液，故C正确；283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K 后会有晶体析出，还是属于饱和溶液，故D错误。

答案：BC
8．牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：
Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2＋(aq)＋3PO3－4(aq)＋OH－(aq)
(1)进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀。

其原因是
________________________________________________________________ ________。

解析：Ca5(PO4)3OH在唾液中存在下列平衡反：Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2＋(aq)＋3PO3－4(aq)＋OH－(aq)，进食后细菌和酶作用于食物产生有机酸，有机酸与OH
－反，使沉淀溶解平衡向右移动，导致Ca
5(PO4)3OH溶解，造成龋齿；
答案：有机酸OH－，使平衡向脱矿方向移动，损坏了Ca5(PO4)3OH
(2)已知Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。

当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因是
________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。

解析：已知Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比上面的矿化产物更小，根据沉淀平衡移动原理，Ca5(PO4)3OH会转化为Ca(PO4)3F，其反为5Ca2＋＋3PO3－4＋F－
===Ca5(PO4)3F↓；使用氟化物，增大了F－的浓度，促进了Ca(PO4)3F的生成，所以当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋牙；
答案：5Ca2＋＋3PO3－4＋F －Ca5(PO4)3F↓
(3)据以上原理，请你提出一种其他促进矿化的方法。

解析：根据Ca5(PO4)3F的溶解平衡：Ca5(PO4)3F(s)5Ca2＋＋3PO3－4＋F－，可知加入Ca2＋或PO3－4也能促进了Ca5(PO4)3F的生成。

答案：多进食一些含Ca2＋丰富的食物。

．钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的用，它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在，BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。

工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。

已知：SrSO4(s) Sr2＋(aq)＋SO2－4(aq)
K sp＝2.5×10－7
SrCO3(s) Sr2＋(aq)＋CO2－3(aq)
K sp＝2.5×10－9
(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为
________________________，该反的平衡常数表达式为________；该反能
发生的原因是
____________________________________________________。

(用沉淀溶解平衡的有关理论解释)
解析：SrSO4转化成SrCO3的离子反为：SrSO4(s)＋CO2－3(aq)SrCO3(s)＋
SO2－4(aq)，平衡常数表达式为K ＝，根据沉淀转化的原理，该反能够发生，是因为K sp(SrCO3)＜K sp(SrSO4)。

答案：SrSO4(s)＋CO (aq) SrCO3(s)＋SO2－4(aq) K ＝
K sp(SrCO3)＜K sp(SrSO4)，加入CO后，平衡SrSO4(s) Sr2＋(aq)＋SO2－4(aq)正向移动，生成SrCO3
(2)对于上述反，证明增大CO的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。

判断在下列两种情况下，平衡常数K的变化情况(选填“增大”、“减小”或“不变”)：
①升高温度，平衡常数K将________；
②增大CO的浓度，平衡常数K将________。

解析：①降低温度有利于提高SrSO4的转化率，说明降温平衡向正反方向移动，因此升高温度，平衡向逆反方向移动，故平衡常数K减小；②平衡常数只与温度有关，增大CO的浓度，平衡常数不变。

答案：①减小②不变
(3)已知，SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似，设计证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。

所用的试剂为________；现象及其相结论为
________________________________________________________________ ________
________________________________________________________________ ________。

解析：根据提供的信息，可以推断SrSO4难溶于盐酸，而SrCO3可溶于盐酸，因此向溶液中加入盐酸，若沉淀溶解，则SrSO4完全转化成SrCO3，若沉淀没有溶解，则SrSO4没有完全转化成SrCO3，需要注意的是，不能选择稀硫酸，因为SrCO3与稀硫酸反生成SrSO4。

答案：盐酸若沉淀完全溶解，则证明SrSO4完全转化成SrCO3，否则，未完全转化
10．工业废水中常含有一量的Cr2O2－7和CrO2－4，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。

常用的处理方法有两种。

方法1：还原沉淀法
该法的工艺流程为
其中第①步存在平衡：
2CrO(黄色)＋2H＋―→Cr2O2－7(橙色)＋H2O
(1)若平衡体系的pH＝2，该溶液显________色。

解析：溶液pH＝2时，溶液中c(H＋)浓度较大，平衡正向移动，故溶液显橙色。

答案：橙
(2)能说明第①步反达平衡状态的是________。

a．Cr2O2－7和CrO的浓度相同
b．2v(Cr2O)＝v(CrO)
c．溶液的颜色不变
解析：a项，由于反平衡常数未知，故反进行的程度也未知，当两者浓度相时，反不一达到平衡；b项，没有指明这些物质的反速率代表正反还是逆反，也不能说明一达到平衡；c项，当溶液的颜色不变时，说明体系中各微粒浓度都不再改变，故达到平衡状态。

答案：c
(3)第②步中，还原1 mol Cr2O2－7离子，需要________mol的FeSO4·7H2O。

解析：结合关系式Cr2O2－7～2Cr3＋～6e－、Fe2＋～Fe3＋～e－，根据电子守恒可知Cr2O2－7～6Fe2＋，故需要6 mol FeSO4·7H2O。

答案：6
(4)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：
Cr(OH)3(s)Cr3＋(aq)＋3OH－(aq)
常温下，Cr(OH)3的溶度积K sp＝c(Cr3＋)·c3(OH－)＝10－32，要使c(Cr3＋)降至10－5mol/L，溶液的pH调至________。

解析：由于c(OH－)＝＝＝10－9mol·L－1，故c(H ＋)＝10－5mol·L－1，pH＝5。

答案：5。