【高考总复习】2013届高中化学技能训练1-8-4沉淀溶解平衡苏教版

1-8-4沉淀溶解平衡
(时间：45分钟分值：100分)
基础巩固
一、选择题
1．(2012·郑州一检)已知CuSO4溶液分别与Na2CO3、Na2S溶液的反应情况如下。

A．CuS<Cu(OH)2<CuCO3
B．Cu(OH)2<CuS<CuCO3
C．CuCO3<Cu(OH)2<CuS
D．CuCO3<CuS<Cu(OH)2
[解析]离子互换型复分解反应发生的条件之一是向着溶解度更小的方向进行。

因此，根据表格中CuSO4与Na2CO3的反应可知，CuCO3的溶解度大于Cu(OH)2的溶解度；根据CuSO4与Na2S的反应可知，Cu(OH)2的溶解度大于CuS的溶解度。

[答案]A
2．某酸性化工废水中含有Ag＋、Pb2＋等重金属离子。

有关数据如
下：
( )
A ．氢氧化钠
B ．硫化钠
C ．碘化钾
D ．氢氧化钙
[解析]根据表格中的数据知，硫化银和硫化铅的溶度积很小，故应加入硫化钠除去这两种金属离子。

[答案]B
3．25 ℃时，PbCl 2固体在不同浓度盐酸中的溶解度如图。

在制备PbCl 2的实验中，洗涤PbCl 2固体最好选用( )
A ．蒸馏水
B ．1.00 mol·L －1盐酸
C ．5.00 mol·L －1盐酸
D ．10.00 mol·L －1盐酸
[解析]观察题图知，PbCl 2固体在浓度为1.00 mol·L －1的盐酸中，
溶解度最小。

[答案]B
4．在CaCO3饱和溶液中，加入Na2CO3固体，达到平衡时() A．c(Ca2＋)＝c(CO2－3)
B．c(Ca2＋)＝c(CO2－3)＝K sp(CaCO3)
C．c(Ca2＋)≠c(CO2－3)，c(Ca2＋)·c(CO2－3)＝K sp(CaCO3)
D．c(Ca2＋)≠c(CO2－3)，c(Ca2＋)·c(CO2－3)≠K sp(CaCO3)
[解析]溶液中c(Ca2＋)<c(CO2－3)，A、B均不正确；C项，正确；D 项，温度不变，则K sp(CaCO3)不变。

[答案]C
5．(2011·福建理综，12)25℃时，在含有Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：Sn(s)＋Pb2＋(aq)Sn2＋(aq)＋Pb(s)，体系中c(Pb2＋)和c(Sn2＋)变化关系如下图所示。

下列判断正确的是()
A．往平衡体系中加入少量金属铅后，c(Pb2＋)增大
B. 往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后，c(Pb2＋)变小
C．升高温度，平衡体系中c(Pb2＋)增大，说明该反应ΔH>0
D. 25℃时，该反应的平衡常数K＝2.2
[解析]本题考查了平衡移动的影响因素、平衡常数的计算等知识
点。

金属活泼性Sn＞Pb，向平衡体系中加入铅后，c(Pb2＋)不变，A错误；加入少量Sn(NO3)2固体，c(Sn2＋)增大，平衡逆移，c(Pb2＋)增大，B项错误；升温c(Pb2＋)增大，说明平衡逆移，正反应放热，C项错误；
由方程式和图示数据得平衡常数K＝c(Sn2＋)
c(Pb2＋)
＝
0.22
0.1＝2.2，D项正确。

[答案]D
6．已知几种难溶电解质的溶度积常数K sp(25℃)见下表：
A．由溶度积常数可判断在相同条件下一些物质的溶解性大小
B．将等体积的4×10－3 mol·L－1的AgNO3溶液和4×10－3 mol·L－
1K
2
CrO4溶液混合，有Ag2CrO4沉淀产生
C．向AgCl的悬浊液中滴加饱和NaBr溶液可以得到黄色AgBr 悬浊液
D．向100 mL 0.1 mol·L－1的Na2SO4溶液中加入1 mL 0.1 mol·L－
1的AgNO
3
溶液，有白色沉淀生成
[解析]D项，混合溶液中c(Ag＋)＝0.1 mol/L×
1 mL
101 mL≈0.001
mol/L，c2(Ag＋)×c(SO2－4)＝0.0012×0.1＝1×10－7<1.4×10－5，故不会产生沉淀。

[答案]D
7．(2011·5，天津)某温度时，Ag2SO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。

该温度下，下列说法正确的是()
A．含有大量SO2－4的溶液中肯定不存在Ag＋
B．0.02 mol·L－1的AgNO3溶液与0.02 mol·L－1的Na2SO4溶液等体积混合不会生成沉淀
C．Ag2SO4的溶度积常数(K sp)为1×10－3
D．a点表示Ag2SO4的不饱和溶液，蒸发可以使溶液由a点到b 点
[解析]A项，由于沉淀与溶解是一个平衡，故即使SO2－4浓度再大，也有少量的Ag＋存在，不正确；B项，根据图象K sp[Ag2SO4]＝(2×10－4)×5×104＝2×10－3，而0.02 mol/LAgNO3溶液与0.02 mol/L的Na2SO4溶液等体积混合，离子积c2(Ag＋)×c(SO2－4)＝(0.01)2×0.01＝1×10－6<2×10－3，故没有沉淀生成，正确；C项，由B项解析知不正确；a点到b点，如果是蒸发的话，Ag＋和SO2－4浓度均会增大，而不是只增大SO2－4浓度。

[答案]B
8．(2010·北京理综)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
[解析]因CuS、PbS的化学式相似且PbS能转化为CuS，说明CuS 的溶解度小于PbS的溶解度，故A错；原生铜的硫化物为Cu2S，根据价态规律可知Cu2S、CuS都有还原性，故B项错；ZnS属于难溶物，在离子方程式中不能写成离子形式，故C错；故只有D正确。

[答案]D
9．已知K sp[Ni(OH)2]＝5.0×10－16，以镍片为原料制备一种镍配合物[Ni(NH3)x]Cl2(Ni为＋2价)的主要流程如下：
硝酸盐酸氨水、氯化铵溶液
↓↓↓
镍片→溶解→蒸干→NiO→溶解→氨化→冷却结晶→[Ni(NH3)x]Cl2
下列说法错误的是()
A．溶解镍片可选用浓硝酸，反应速率快，减少蒸发时间，降低能耗
B．该流程蒸干过程中发生的变化既有物理变化也有化学变化
C．若控制c(Ni2＋)≤5.0×10－6 mol·L－1，则氨化过程中应控制溶液pH≥9
D．该生产流程中生成的氢气可作为能源使用，生产中无污泥、绿色环保
[解析]C选项可根据溶度积常数表达式计算出OH－浓度，求出pH 范围，正确；D选项镍片与硝酸反应生成氮的氧化物，错误。

[答案]D
10．已知如下物质的溶度积常数，K sp(FeS)＝6.3×10－18 mol2·L－2，K sp(CuS)＝1.3×10－36 mol2·L－2，K sp(ZnS)＝1.6×10－24 mol2·L－2。

下列
说法正确的是()
A．同温度下，CuS的溶解度大于ZnS的溶解度
B．将足量CuSO4溶解在0.1 mol·L－1的H2S溶液中，Cu2＋能达到的最大浓度为1.3×10－35 mol·L－1
C．因为H2SO4是强酸，故Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋不能发生D．除去工业废水中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂
[解析]A错，因为题给三种难溶物的溶解度与K sp成正比，所以CuS的溶解度小于ZnS的溶解度。

B错，因为H2S属于弱电解质，c(S2－)远远小于0.1 mol·L－1，所以不能由此计算出Cu2＋能达到的最大浓度。

C错，尽管H2SO4是强酸，但不能溶解CuS，故反应能发生。

D对，相对于FeS，CuS的K sp更小，故能够实现沉淀转化。

[答案]D
二、非选择题
11．已知在25℃的水溶液中，AgX、AgY、AgZ均难溶于水，但存在溶解平衡。

当达到平衡时，溶液中离子浓度的乘积是一个常数(此常数用K sp表示，K sp和水的K W相似)。

如：AgX(s)Ag＋＋X－
K sp(AgX)===c(Ag＋)·c(X－)＝1.8×10－10mol2·L－2
AgY(s)Ag＋＋Y－
K sp(AgY)＝c(Ag＋)·c(Y－)＝1.0×10－12mol2·L－2
AgZ(s)Ag＋＋Z－
K sp(AgZ)＝c(Ag＋)·c(Z－)＝8.7×10－17mol2·L－2
(1)根据以上信息，判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度(用已被溶解的溶质的物质的量/1 L溶液表示)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为________。

(2)若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体，则c(Y －)________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)在25℃时，若取0.188 g的AgY(相对分子质量188)固体放入100 mL水中(忽略溶液体积的变化)，则溶液中Y－的物质的量浓度为________。

(4)由上述K sp判断，在上述(3)的体系中，能否实现AgY向AgZ 的转化，并简述理由：_________________________________________ __________________________。

[解析](2)由于AgY比AgX更难溶，则向AgY的饱和溶液中加入AgX固体，发生沉淀的转化，AgX(s)＋Y－(aq)===AgY(s)＋X－(aq)，则c(Y－)减小。

(3)25℃时，AgY的K sp＝1.0×10－12，即溶液达到饱和时，c(Ag＋)＝c(Y－)＝1.0×10－6 mol·L－1，而将0.188 g AgY溶于100 mL水中，形成的为饱和溶液(溶质还有未溶解的)，则c(Y－)＝1.0×10－6 mol·L－1。

(4)由于K sp(AgZ)<K sp(AgY)，可以实现AgY向AgZ的转化。

[答案](1)S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)
(2)减小(3)1.0×10－6 mol·L－1
(4)能；K sp(AgY)＝1.0×10－12>K sp(AgZ)＝8.7×10－17
12．(2012·江苏化学，19)废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。

实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下：
水稀硫酸
30% H2O2
NaOH
溶液
锌灰(稍过量)
↓↓↓↓
电池铜帽→
超声
清洗→溶解→调pH＝2→反应→过滤→……→ZnO
↓
海绵铜
(1)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是_______________________ _____(用化学方程式表示)。

②铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H2O2除去。

除去H2O2的简便方法是________________________________________________ _____________________。

(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物)的量，实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2＋的含量。

实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu2＋的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液pH＝3～4，加入过量的KI，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。

上述过程中反应的离子方程式如下：
2Cu2＋＋4I－===2CuI(白色)↓＋I2
2S2O2－3＋I2===2I－＋S4O2－6
①滴定选用的指示剂为________，滴定终点观察到的现象为________。

②若滴定前溶液中的H2O2没有除尽，所测定的Cu2＋含量将会________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。

(3)已知pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2－。

下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L－1计算)。

实验中可选用的试剂：30% H2O2、1.0 mol·L－1 HNO3、1.0 mol·L －1 NaOH。

由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为：①______；
②________；③过滤；④________；⑤过滤、洗涤、干燥；
⑥900 ℃煅烧。

[解析](1)①依据铜帽的成分(Zn、Cu)，Zn溶于稀H2SO4，H2O2对其反应无作用，所以加入H2O2的目的是使铜溶解而形成铜盐；②抓住H2O2的性质[受热(或催化剂)分解、具有还原性、具有氧化性等]，只有加热分解不增加新的杂质且简便、无污染。

(2)①由滴定的反应原理2S2O2－3＋I2===2I－＋S4O2－6可知用淀粉溶液作指示剂，②H2O2可把I－氧化为I2，最终消耗的Na2S2O3标准液偏多，使所测定的Cu2＋含量偏高。

(3)首先加入H2O2把Fe2＋氧化成易形成沉淀的Fe3＋，然后加碱调节pH为3.2～5.9之间使Fe3＋沉淀完全，过滤，滤液为ZnSO4，再向滤液中加NaOH调节pH为8.9～11之间使Zn2＋以Zn(OH)2的形式沉淀完全。

[答案](1)①Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O
②加热(至沸)
(2)①淀粉溶液蓝色褪去②偏高
(3)①向滤液中加入适量30% H2O2，使其充分反应
②滴加1.0 mol·L－1 NaOH溶液，调节溶液pH约为5(或3.2≤pH ＜5.9)，使Fe3＋沉淀完全
④向滤液中滴加1.0 mol·L－1 NaOH溶液，调节溶液pH约为10(或
8.9≤pH≤11)，使Zn2＋沉淀完全
能力提升
13.(2012·济南模拟)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)如图所示。

(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________。

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)要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水生成[Cu(NH3)4]2＋，写出反应的离子方程式：__________________。

(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表。

工业废水中加入过量的________(填选项)。

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，不能通过调控pH而达到分离的目的。

(4)Cu(OH)2(s)Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入氨水后生成难电离的[Cu(NH3)4]2＋，促进Cu(OH)2的溶解。

(5)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)Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O
(5)B
14．饮用水安全状况与人类健康有着密切关系。

重金属离子对河流、海洋会造成严重污染。

沉淀法是处理含重金属离子污水常用的方法。

(1)通过控制溶液的pH对工业废水中的金属离子进行分离是实际工作中经常使用的分离法。

下图是某些金属氢氧化物在不同浓度和pH 下的沉淀－溶解图。

图中直线上的点表示一种平衡状态。

通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5mol·L－1时，该离子沉淀完全。

(1)则由上图可得Fe(OH)2的溶度积的值为________。

(2)上图中A、B、C三点中表示Fe(OH)3的沉淀速率大于溶解速率的是________点。

(3)某工厂废水(pH＝2.0，ρ＝1.0 g·mL－1)中含Ag＋、Pb2＋等重金属离子，其浓度各约为0.01 mol·L－1。

排放前拟用沉淀法除去这两种离子，
查找有关数据如下：
A．NaOH B．Na2S
C．KI D．Ca(OH)2
②如果用生石灰处理上述废水，使溶液的pH＝8.0，处理后的废
水中c(Pb2＋)＝________。

③如果用食盐处理其只含银离子的废水，测得处理后的废水中
NaCl的质量分数为0.117%，若环境要求排放标准为c(Ag＋)低于
1.0×10－18mol·L－1，则该工厂处理后的废水是否符合排放标准？
________(填“是”或“否”)。

[解析]本题考查运用沉淀溶解平衡的理论知识在工业废水处理中的实际应用。

第(1)问求Fe(OH)2溶度积，根据图中曲线可以看出pH ＝9时Fe(OH)2达到溶解平衡的c(Fe2＋)＝10－5mol·L－1时，此时c(OH－)＝10－5mol·L－1，代入即可求得溶度积。

第(2)问要理解曲线上的点是平衡状态，曲线下方的是不饱和状态，沉淀速率小于溶解速率，曲线上方有沉淀析出，沉淀速率大于溶解速率，由此可得答案为C点。

第(3)问硫化物溶度积最小，沉淀效果最好，沉淀剂应选Na2S；c(Pb2＋)根据K sp(1.2×10－15)和pH＝8.0求算；处理后的废水中Cl－的物质的量浓度
为c(Cl－)＝1 000×0.117%×1.0
58.5mol·L
－1，当反应达到AgCl的沉淀溶解
平衡后，由K sp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)可得c(Ag＋)＝K sp(AgCl)
c(Cl－)
＝
1.8×10－10
0.02＝9×10
－9mol·L－1，不符合排放标准。

[答案](1)1×10－15(2)C
(3)①B②1.2×10－3mol·L－1③否。