2018-2019学年高二化学人教版选修4 第3章第4节 难溶电解质的溶解平衡 作业

第4节难溶电解质的溶解平衡质量评估试题
（考试时间：45分钟满分：100分）
一、单项选择题：本题包括10小题，每小题5分，共50分。

1．在下列液体中，BaSO4的溶解度最大的是( )
A．1 mol·L－1硫酸溶液B．2 mol·L－1硫酸溶液
C．纯水D．0.1 mol·L－1硫酸溶液
答案：C
解析：能使BaSO 42＋(aq)＋SO2－4(aq)平衡发生右移的因素，都能使BaSO4的溶解度增大，加入H2SO4溶液，由于同离子效应，使得平衡左移。

2．已知AgCl的溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，下列说法不正确的是( )
A．除去溶液中Ag＋加盐酸盐比硫酸盐好
B．加入H2O，溶解平衡不移动
C．用NaCl溶液代替蒸馏水洗涤AgCl，可以减少沉淀损失
D．反应2AgCl＋Na22S＋2NaCl说明溶解度：AgCl>Ag2S
答案：B
解析：AgCl难溶于水、Ag2SO4微溶于水，因此除去溶液中的Ag＋加盐酸盐比加硫酸盐好，A项正确；加水稀释，Ag＋和Cl－浓度均减小，平衡正向移动，B项错误；NaCl溶液中Cl－的浓度较大，洗涤沉淀时可以减少氯化银的溶解损失，C项正确。

AgCl能够生成硫化银沉淀，说明硫化银更难溶，D项正确。

3．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反应的离子方程式为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
4．向饱和澄清石灰水中加入少量CaC2，充分反应后恢复到原来的温度，所得溶液中
( )
A．c(Ca2＋)、c(OH－)均增大 B．c(Ca2＋)、c(OH－)均保持不变
C．c(Ca2＋)、c(OH－)均减小 D．c(OH－)增大、c(H＋)减小
答案：B
解析：加入CaC2，与水发生CaC2＋2H2O===Ca(OH)2＋HC≡CH↑，反应消耗水，因原溶液为饱和溶液，则反应后一定有Ca(OH)2析出，而溶液浓度不变。

5．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>Ag2CrO4B．AgCl>Ag2CrO4>AgI
C．Ag2CrO4>AgCl>AgI D．Ag2CrO4>AgI>AgCl
答案：C
解析：K sp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)，c(Cl－)＝c(Ag＋)，c(Ag＋)＝ 1.8×10－10mol·L－1 K sp(AgI)＝c(Ag＋)·c(I－)，c(Ag＋)＝c(I－)，c(Ag＋)＝ 1.5×10－16mol·L－1
K sp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO2－4)，c(Ag＋)＝2c(CrO2－4)，c(Ag＋)＝3
2×2.0×10－12mol·L
－1，应选C。

6．除了酸以外，某些盐也能溶解沉淀。

利用下表三种试剂进行试验，相关分析不正确的是( )
A.向①中加入酚酞显红色说明物质的“不溶性”是相对的
B．分别向少量Mg(OH)2沉淀中加入适量等体积②、③均能使沉淀快速彻底溶解
C．①、③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2NH＋4Mg2＋＋2NH3·H2O
D．向①中加入②，c(OH－)减小，Mg(OH)2溶解平衡正向移动
答案：B
解析：酚酞显红色的溶液呈碱性，说明Mg(OH)2在水中有一定的溶解度，电离使溶液
呈碱性，A项正确；同浓度NH4Cl溶液酸性比盐酸弱，B项错误；NH＋4结合Mg(OH)2溶液中的OH－，促使Mg(OH)2沉淀溶解，C项正确；盐酸能够与Mg(OH)2发生中和反应，促使Mg(OH)2的溶解，D项正确。

7．已知如下物质的溶度积常数：FeS：K sp＝6.3×10－18；CuS：K sp＝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，K sp(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K sp大，且FeS与CuS的K sp表达式是相同类型的，因此FeS的溶解度比CuS大；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，可以用FeS作沉淀剂；B项K sp不随浓度变化而变化，它只与温度有关；C项先达到CuS的K sp，先出现CuS沉淀。

8．已知25 ℃时，电离常数K a(HF)＝3.6×10－4mol·L－1，溶度积常数K sp(CaF2)＝1.46×10－10 mol3·L－3。

现向1 L 0.2 mol·L－1 HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L－1 CaCl2溶液，则下列说法中，正确的是( )
A．25 ℃时，0.1 mol·L－1 HF溶液中pH＝1
B．K sp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化
C．该体系中，K sp(CaF2)＝
1
K a（HF）
D．该体系中有CaF2沉淀产生
答案：D
解析：A项：HF为弱酸，故0.1 mol·L－1HF溶液pH>1；B项，K sp只与温度有关；C项，
设0.1 mol·L－1的HF溶液中c(F－)＝c(H＋)＝x，则
x2
0.1－x
＝3.6×10－4，x≈6×10－3mol·L
－1，混合后c(Ca2＋)＝0.1 mol·L－1，0.1×(6×10－3)2＝3.6×10－6>1.46×10－10，故应有CaF
2沉淀生成。

9．25 ℃时，CaCO3在水中的溶解平衡曲线如图所示。

已知25 ℃时，CaCO3的K sp(CaCO3)
＝2.8×10－9。

据图分析，下列说法不正确的是( )
A ．x 的数值为2×10－5
B ．c 点时有碳酸钙沉淀生成
C ．b 点与d 点对应的溶度积相等
D ．加入蒸馏水可使溶液由d 点变到a 点 答案：D
解析：d 点c (CO 2－
3
)＝1.4×10－4
mol ·L －1
，则c (Ca 2＋
)＝K sp ?CaCO 3?c ?CO 2－3＝2.8×10－91.4×10
－4＝2×10
－
5
(mol ·L －1)，即x ＝2×10－5
，A 正确。

c 点Q c >K sp ，故有沉淀生成，B 正确。

溶度积只与温度
有关，b 点与d 点对应的溶度积相等，C 正确。

加入蒸馏水后，d 点c (CO 2－
3)和c (Ca 2＋
)都减小，不可能变到a 点，D 错误。

10．①已知t ℃时AgCl 的K sp ＝2×10－10
；②在t ℃时Ag 2CrO 4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，Ag 2CrO 4的K sp 为1×10－9
B ．在饱和Ag 2CrO 4溶液中加入K 2CrO 4可使溶液由Y 点到X 点
C ．在t ℃时，以0.01 mol ·L －1
AgNO 3溶液滴定20 mL 0.01 mol ·L －1
KCl 和0.01 mol ·L －1
K 2CrO 4的混合溶液，CrO 2－
4先沉淀
D ．在t ℃时，反应Ag 2CrO 4(s)＋2Cl －
(aq)2AgCl(s)＋CrO 2－
4(aq)的平衡常数K ＝2.5
×10
7
答案：D
解析：依据图象曲线上的数据，结合溶度积常数概念计算即可得到，曲线上的点是沉淀溶解平衡，Ag 2CrO 4的沉淀溶解平衡为Ag 2CrO 4(s)
2Ag ＋(aq)＋CrO 2－4(aq)；K sp ＝c 2
(Ag
＋
)·c (CrO 2－4)＝(10－3)2×10－6＝10
－12
，故A 错误；在饱和溶液中加入K 2CrO 4可使沉淀溶解平
衡左移，溶度积常数不变，还是饱和溶液，点应在曲线上，故B 错误；依据溶度积常数计算
K sp (Ag 2CrO 4)＝c 2(Ag ＋)·c (CrO 2－4)＝1×10
－12
，K sp (AgCl)＝c (Ag ＋)·c (Cl －)＝2×10－10，以0.01 mol ·L －1AgNO 3溶液滴定20 mL 0.01 mol ·L －1KCl 和0.01 mol ·L －1K 2CrO 4的混合溶液，c (CrO 2－
4)
＝0.01 mol ·L －1，得到c (Ag ＋)＝10－1210
－2＝1×10－5(mol ·L －1)，0.01 mol ·L －1
KCl 溶液中，
c (Cl －)＝0.01 mol ·L －1，依据溶度积计算得c (Ag ＋)＝2×10－10
10－2
＝2×10－8(mol ·L －1
)，所以先析出氯化银沉淀，故C 错误；在t ℃时，Ag 2CrO 4(s)＋2Cl －
(aq)
2AgCl(s)＋CrO 2－
4(aq)，
离子浓度相同时，依据氯化银的溶度积和Ag 2CrO 4的溶度积计算，K ＝c （CrO 2－
4）
c 2（Cl －）
＝
K sp （Ag 2CrO 4）K 2sp （AgCl ）＝10－12
（2×10－10）
2＝2.5×107
，故D 正确。

二、非选择题：本题包括4小题，共50分。

11．（每空2分，共10分）某兴趣小组为探究沉淀溶解平衡的原理并测定某温度下PbI 2
溶度积常数，设计如下实验。

Ⅰ.取100 mL 蒸馏水，加入过量的PbI 2固体(黄色)，搅拌，静置，过滤到洁净的烧杯中，得到滤液。

(1)搅拌的目的是_________________________________________________________。

(2)取少量滤液于试管中，向其中滴加几滴0.1 mol ·L －1
KI 溶液，观察到的现象是________________________，溶液中c (Pb 2＋
)________(填“增大”“减小”或“不变”)。

Ⅱ.准确量取10.00 mL 滤液，与离子交换树脂(RH)发生反应：2RH ＋Pb 2＋
===R 2Pb ＋2H ＋
，交换完成后，流出溶液用中和滴定法测得n (H ＋
)＝3.000×10－5
mol 。

(3)在此实验温度下，PbI 2的溶度积常数K W ＝________。

(4)若步骤Ⅰ盛装滤液的烧杯中有少量水，K W 测定结果将会________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

答案：(1)使碘化铅充分溶解 (2)产生黄色沉淀或黄色浑浊 减小 (3)1.35×10－8
(4)偏小
12．（12分）已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡： M m A n (s)m M n ＋(aq)＋n A m －(aq)
K sp ＝[c (M n ＋)]m ·[c (A m －)]n ，称为溶度积。

某学习小组欲探究CaSO 4沉淀转化为CaCO 3沉淀的可能性，查得如下资料：(25℃)
实验步骤如下：
①往100 mL 0.1 mol ·L －1的CaCl 2溶液中加入100 mL 0.1 mol ·L －1
的Na 2SO 4溶液，立即有白色沉淀生成。

②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g，搅拌，静置，沉淀后弃去上层清液。

③再加入蒸馏水搅拌，静置，沉淀后再弃去上层清液。

④________________________________________________________________________。

(1)由题中信息知K sp越大，表示电解质的溶解度越______(填“大”或“小”)。

(2)写出第②步发生反应的化学方程式：______________________________________
________________________________________________________________________。

(3)设计第③步的目的是___________________________________________________。

(1)请补充第④步操作及发生的现象：______________________________________
________________________________________________________________________。

解析：本题考查的知识点为教材新增加的内容，题目在设计方式上为探究性实验，既注重基础知识，基本技能的考查，又注重了探究能力的考查。

由K sp表达式不难看出其与溶解度的关系，在硫酸钙的悬浊液中存在着：CaSO4(aq)===SO2－4(aq)＋Ca2＋(aq)，而加入Na2CO3后，溶液中CO2－3浓度较大，而CaCO3的K sp较小，故CO2－3与Ca2＋结合生成沉淀，即CO2－3＋Ca2＋===CaCO
3↓。

既然是探究性实验，必须验证所推测结果的正确性，故设计了③④步操作，即验证所得固体是否为碳酸钙。

答案：(1)大
(2)Na2CO3＋CaSO4===Na2SO4＋CaCO3↓
(3)洗去沉淀中附着的SO2－4
(4)向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解并放出无色无味气体
13．（每空3分，共15分）(1)用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·x Fe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3·18H2O，工艺流程如下(部分操作和条件略)：
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤；
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；
Ⅲ.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失，过滤；
Ⅴ.浓缩、结晶、分离，得到产品。

已知：生成氢氧化物沉淀的pH
注：金属离子的起始浓度为0.1 mol/L
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的： 。

(2)已知25 ℃时，K sp [Fe(OH)3]＝2.79×10－39
，该温度下反应Fe(OH)3＋3H ＋??Fe 3＋
＋3H 2O
的平衡常数K ＝____________。

(3)与c (H ＋
)·
c (OH －)＝K W 类似，FeS 饱和溶液中存在：FeS(s)Fe 2＋(aq)＋S 2－(aq)，c (Fe 2＋
)·c (S 2－)＝K sp 。

常温下K sp ＝8.1×10－17。

Ⅰ.理论上FeS 的溶解度为________________，而事实上其溶解度远大于这个数值，其原因可能是__________________________________________________________________。

Ⅱ.又知FeS 饱和溶液中c (H ＋
)与c (S 2－
)之间存在以下限量关系：c 2(H ＋
)·c (S 2－
)＝1.0×10－22，为了使溶液中c (Fe 2＋)达到1 mol·L －
1，现将适量FeS 投入其饱和溶液中，应调节溶液中
的c (H ＋
)为________________________________________________________________。

解析：(1)滤液中含有Fe 2＋
，由表中数据可知，Fe(OH)2开始沉淀的pH 大于Al(OH)3完全沉淀的pH ，而Fe(OH)3完全沉淀的pH 小于Al(OH)3开始沉淀的pH ，pH 约为3时，Al 3＋
、Fe 2＋
不能沉淀，步骤Ⅱ是将Fe 2＋
氧化为Fe 3＋
，调节pH 使Fe 3＋
完全沉淀。

(2)根据氢氧化铁的平衡常数表达式：K sp [Fe(OH)3]＝c (Fe 3＋
)·c 3
(OH －
)，而该反应的平衡常数K 的表达式为K ＝c (Fe 3＋
)/c 3
(H ＋
)，又由于25 ℃时水的离子积为K w ＝1×10－14
，从而
推得K ＝K sp [Fe(OH)3]/(K w )3
，即K ＝2.79×10
－39
/(1×10
－14)3
＝2.79×103。

(3)Ⅰ.由FeS(s)Fe 2＋
(aq)＋S 2－
(aq)
c (Fe 2＋)＝K sp ＝8.1×10－17＝9×10－9 mol ·L －1
即1 L 水中可溶解9×10－9
mol 的FeS 由100∶S ＝1 000∶(9×10－9×88) g 所以S ＝7.92×10－8
g
Ⅱ.c (Fe 2＋
)＝1 mol ·L －1
，则c (S 2－
)＝K sp
c ?Fe 2＋?＝
8.1×10
－17
1
mol ·L －1＝8.1×10
－17
mol ·L
－1。

又[c (H ＋)]2·c (S 2－)＝1.0×10
－22
，所以c (H ＋
)＝
1.0×10
－22
c ?S 2－?＝
1.0×10
－22
8.1×10
－17＝1.11
×10－3
mol ·L －1。

答案：(1)pH 约为3时，Fe 2＋
和Al 3＋
不能形成沉淀，而Fe 3＋
可完全沉淀，故将Fe 2＋
氧化
为Fe3＋，可使铁完全沉淀(2)2.79×103
(3)Ⅰ.7.92×10－8g FeS在水中存在下列平衡：FeS(s)Fe2＋(aq)＋S2－(aq)，而Fe2＋、S2－均可以发生水解：Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋、S2－＋H2OHS－＋OH－，使上述平衡中的c(Fe2＋)、c(S2－)降低，平衡向右移动，造成更多的FeS溶解
Ⅱ.1.11×10－3 mol·L－1
14.（除标注外，每空2分，共13分）以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高，为控制砷的排放，采用化学沉降法处理含砷废水，相关数据如表。

表1.几种砷酸盐的K sp
表2.工厂污染物排放浓度及允许排放标准
回答以下问题：
(1)该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)＝________mol·L－1。

(2)写出难溶物Ca3(AsO4)2的K sp表达式：K sp[Ca3(AsO4)2]＝____________，若混合溶液中Al3＋、Fe3＋的浓度均为1.0×10－4mol·L－1，c(AsO3－4)最大是________mol·L－1。

(3)工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H3AsO3弱酸)不易沉降，可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸)，写出该反应的离子方程式___________________________________
_____________________________________________________。

(4)在处理含砷废水时采用分段式，先向废水中投入生石灰调节pH到2，再投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。

①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生，沉淀主要成分的化学式为________；
②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为
______________________________。

答案：(1)0.29（3分）
(2)c3(Ca2＋)·c2(AsO3－4) 5.7×10－17
(3)2H＋＋MnO2＋H3AsO3===H3AsO4＋Mn2＋＋H2O
(4)①CaSO4②H3AsO4是弱酸，当溶液中pH调节到8左右时AsO3－4浓度增大，Ca3(AsO4)2开始沉淀。