2020年高考化学热点专练四 沉淀溶解平衡的应用(带答案)

热点4 沉淀溶解平衡的应用

【命题规律】

本专题的考查频率较高；本考点往往结合化学平衡移动综合考察，题型可以是填空题，也可以是选择题，难度中等。考查的核心素养以证据推理与模型认知为主。 【备考建议】

2020年高考备考的重点仍以K sp 的相关计算及应用为主，可能会与盐类水解的应用及溶液中微粒浓度关系相结合，以选择题的形式出现。 【限时检测】（建议用时：30分钟）

1.（2019·湖北省黄冈中学高考模拟）水垢中含有的CaSO 4，可先用Na 2CO 3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO 3。某化学兴趣小组用某浓度的Na 2CO 3溶液处理一定量的CaSO 4固体，测得所加Na 2CO 3溶液体积与溶液中-lgc(CO 32-)的关系如下。

已知Ksp(CaSO 4)=9×

10-6，Ksp(CaCO 3)=3×10-9，lg3=0.5，下列说法不正确的是（ ） A. 曲线上各点的溶液满足关系式：c(Ca 2+)·c(SO 42-)=Ksp(CaSO 4) B. CaSO 4(s)+CO 32-(aq) ƒ CaCO 3(s)+SO 42-(aq) K=3×103 C. 该Na 2CO 3溶液的浓度为1mol/L

D. 相同实验条件下，若将Na 2CO 3溶液的浓度改为原浓度的2倍，则上图曲线整体向上平移1个单位即可 【答案】D

【详解】A. CaSO 4的溶度积表达式K sp (CaSO 4)= c(Ca 2+)·c(SO 42-)，A 项正确； B. CaSO 4(s)+CO 32-(aq)ƒCaCO 3(s)+SO 42-(aq)的化学平衡常数

2-2-2+sp 43442-2-269

+33sp 3K (CaSO )c(SO )c(SO )c(Ca )=310c(CO )c(CO )c(Ca )K (CaCO )910310

K --⨯====⨯⨯⨯⨯，B 项正确； C. 依据上述B 项分析可知，CaSO 4(s)+CO 32-(aq)ƒCaCO 3(s)+SO 42-(aq) K=3×103，每消耗1mol CO 32-会生成1mol SO 42-，在CaSO 4完全溶解前溶液中的c(SO 42-)等于Na 2CO 3溶液的浓度，设Na 2CO 3溶液的浓度为1mol/L ，则

c(SO42-)=1mol/L，根据

2-

3

4

2-

3

c(SO

)

K310

c(CO)

==⨯可得溶液中c(CO32-)=-3

1

10

3

⨯，-lg c(CO32-)=3.5，与图像相符，C项正确；

D. 依据题意可知，起始CaSO4的物质的量为0.02mol，相同实验条件下，若将Na2CO3溶液的浓度改为原浓度的2倍，则消耗碳酸钠的体积为10mL，在CaSO4完全溶解前溶液中的c(SO42-)=2mol/L，根据

2-

3

4

2-

3

c(SO)

K310

c(CO)

==⨯可得溶液中c(CO32-)=-3

2

10

3

⨯，-lg c(CO32-)=3.2，图像中的横纵坐标都要改变，D项错误。

2.（2019·新课标Ⅱ卷）绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料，其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是

A. 图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度

B. 图中各点对应的K sp的关系为：K sp(m)=K sp(n)

C. 向m点的溶液中加入少量Na2S固体，溶液组成由m沿mpn线向p方向移动

D. 温度降低时，q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动

【答案】B

【详解】A. CdS在水中存在沉淀溶解平衡：CdS(s)ƒCd2+(aq)+S2-(aq)，其溶度积K sp=c(Cd2+)·c(S2-),在饱和溶液中，c(Cd2+)= c(S2-)，结合图象可以看出，图中a和b分别表示T1和T2温度下CdS的溶解度，A项正确；

B. CdS的沉淀溶解平衡中的溶度积受温度影响，m、n和p点均在温度为T1条件下所测的对应离子浓度，则其溶度积相同，B项错误；

C. m点达到沉淀溶解平衡，向其中加入硫化钠后，平衡向逆反应方向移动，c(Cd2+)减小，c(S2-)增大，溶液组成由m沿mnp向p方向移动，C项正确；

D. 从图象中可以看出，随着温度的升高，离子浓度增大，说明CdS(s)ƒCd2+(aq)+S2-(aq)为吸热反应，则温度降低时，q点对应饱和溶液的溶解度下降，溶液中的c(Cd2+)与c(S2-)同时减小，会沿qp线向p点方向

移动，D 项正确。

3.（2019·山东省德州市高考联考模拟）铍铜合金是综合性能良好的合金材料，广泛应用于制造高级弹性元件。以下是从某废旧铍铜元件(含BeO 约25％、CuS 约71％、少量FeS 和SiO 2)中回收铍和铜两种金属的流程：

已知：I ．铍、铝元素处于元素周期表中的对角线位置，化学性质相似；

II ．常温下：K SP [Cu(OH)2]=2．2×10-20 K SP [Fe(OH)3]=2．8×l0-38K SP [Mn(OH)2]=2.1×10-13

（1）①中BeO 发生反应的化学方程式________________________________；固体D 的化学式为_____________________________。

（2）将BeCl 2溶液蒸干得到BeCl 2固体，应在HCl 气流中进行，其原因是

__________________(用离子方程式表示)。溶液C 中含NaC1、BeC12和少量HC1，为提纯BeCl 2溶液，选择最佳步骤依次为_________。 a ．通入过量的CO 2 b ．加入适量的HCl c ．加入过量的NaOH d ．加入过量的氨水 e ．过滤 f ．洗涤

（3）溶液E 中含c (Cu 2+)=2．2mol·

L -1、c(Mn 2+)=0．21mol·L -1、c(Fe 3+)=0．0028mol·L -1，逐滴加入稀氨水调节pH ，产生沉淀的先后顺序是___________________，为使铜离子开始沉淀，常温下应调节溶液的pH 大于____________。 （4）取铍铜元件1kg ，最终获得Be 的质量为76．5g ，则产率约为________________。

【答案】（1）BeO+2NaOH=Na 2BeO 2+H 2O 或BeO+2NaOH+H 2O=Na 2［Be(OH)4］ H 2SiO 3(或H 4SiO 4) （2） Be 2++2H 2O

Be(OH)2+2H + defb

（3）Fe(OH)3、Cu(OH)2、Mn(OH)2 4 （4）85%

【分析】①BeO+2NaOH=Na 2BeO 2+H 2O 或BeO+2NaOH+H 2O=Na 2［Be(OH)4］，SiO 2+2NaOH=Na 2SiO 3+H 2O ，滤液A

主要含有Na 2BeO 2、Na 2SiO 3，滤渣B 为 CuS 、FeS ；②Na 2BeO 2+4HCl=2NaCl+BeCl 2+2H 2O 、Na 2SiO 3+2HCl=2NaCl+H 2SiO 3↓或Na 2SiO 3+2HCl+H 2O=2NaCl+H 4SiO 4↓，滤液C 主要含有NaCl 、BeCl 2、HCl ，固体D 为H 2SiO 3（H 4SiO 4）；③CuS+MnO 2+2H 2SO 4=CuSO 4+MnSO 4+S ↓+2H 2O 、2FeS+3MnO 2+6H 2SO 4=

3MnSO 4+Fe 2（SO 4）3+2S ↓+6H 2O ，溶液E 为CuSO 4、MnSO 4、Fe 2（SO 4）3的混合溶液，固体主要为S 。

【详解】（1）①铍、铝元素处于元素周期表中的对角线位置，化学性质相似，则①中BeO 发生反应的化学方程式BeO+2NaOH=Na 2BeO 2+H 2O

或

者

BeO+2NaOH+H 2O=Na 2

［

Be(OH)4］；

②中

发生反

应