鲁科版高中化学选修4同步课时作业3.3沉淀溶解平衡

3.3沉淀溶解平衡
一、单选题
1.下列有关沉淀溶解平衡的说法中,正确的是( )
A.在AgCl的沉淀溶解平衡体系中,加入蒸馏水,K sp(AgCl)增大
B.在CaCO3的沉淀溶解平衡体系中,加入稀盐酸,平衡不移动
C.可直接根据K sp的数值大小比较难溶物在水中的溶解度大小
D.25℃时,K sp(AgCl)>K sp(AgI),向AgCl的悬浊液中加入KI固体,有黄色沉淀生成
2.下列对“AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)”的理解正确的是( )
①说明AgCl没有完全电离,AgCl是弱电解质
②说明溶解的AgCl已完全电离,AgCl是强电解质
③说明Cl-与Ag+的反应不能完全进行
④说明Cl-与Ag+的反应可以完全进行
A.③④
B.②③
C.①③
D.②④
3.要使工业废水中的Pb2+沉淀,可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂,已知Pb2+与这些离子形成的化合物的溶解度如下:
化合物PbSO4PbCO3PbS
溶解度/g 1.03×10-4 1.81×10-7 1.84×10-14
A.硫化物
B.硫酸盐
C.碳酸盐
D.以上沉淀剂均可
4.非结合胆红素(UCB)分子中含有羟基,被氧化后(生成羧基)与钙离子结合形成胆红素钙的反应就是一个沉淀生成的离子反应,从动态平衡的角度分析,下列能预防胆红素钙结石的方法是( )
A.大量食用纯碱可使钙离子沉淀完全,防止胆红素钙结石生成
B.不食用含钙的食品
C.适量服用维生素E、维生素C等抗氧化自由基可预防胆红素钙结石
D.常喝水稀释钙离子,溶解沉淀
5.已知常温时,Mg(OH)2的溶度积常数K sp=5.6×10-12,取适量的MgCl2溶液,加入一定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡,测得pH=13,则下列说法不正确的是( )
A.所得溶液中c(H+)=1.0×10-13mol·L-1
B.所得溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-13mol·L-1
C.所加烧碱溶液的pH=13.0
D.所得溶液中c(Mg2+)=5.6×10-10mol·L-1
6.溶度积常数表达式符合K sp=[A x+]2[B y-]的是( )
A.AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
B.Na2S2Na++S2-
C.Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)
D.PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)
7.化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的
Cu2+:Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq)。

下列说法错误的是( )
A.K sp(MnS)>K sp(CuS)
B.该反应达到平衡时,c(Mn2+)=c(Cu2+)
C.向平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c(Mn2+)变大
D.该反应的平衡常数
()
()
sp
sp
MnS =
CuS K
K
K
8.在难溶电解质AB2的饱和溶液中,[A2+]=x mol·L-1,[B-]=y mol·L-1,则K sp(AB2)为( )
A.22
1
mol L
2
xy-
⋅
B.22
mol L
xy-
⋅
C.233
mol L
xy-
⋅
D.233
4mol L
xy-
⋅
9.某温度时,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)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.加入AgNO3可以使溶液由c点变到d点
B.加入固体NaCl,则AgCl的溶解度减小,K sp也减小
C.d点有AgCl沉淀生成
D.a点对应的K sp小于b点对应的K sp
10.Cu(OH)2在水中存在着沉淀溶解平衡:Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),在常温下,K sp=2×10-20mol3·L-3。

某CuSO4溶液中,c(Cu2+)=0.02mol·L-1,在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,需要向CuSO4溶液中加入碱来调节pH(溶液体积变化可忽略),使溶液的pH大于( )
A.2
B.3
C.4
D.5
一定温度下,在100mL 0.01mol·L -1 KCl溶液中,加入1mL 0.01mol·L -1 AgNO 3溶液,下列说法正确的是(该温度下AgCl的K sp=1.8×10 -10)( )
A.有AgCl沉淀析出
B.无AgCl沉淀析出
C.无法确定是否有沉淀析出
D.有沉淀析出但不是AgCl沉淀
12.25°C时,已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(K sp)分别为K sp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-
2;K sp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2;K sp(ZnS)=1.6×10-24mol2·L-2。

下列有关叙述正确的是( )
A.硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大
B.将足量的ZnSO4晶体加入到0.1mol·L-1的Na2S溶液中,Zn2+的浓度最大只能达到1.6×10-23mol·L-1
C.除去工业废水中的Cu2+,可用FeS固体作为沉淀剂
D.向饱和FeS溶液中加入FeSO4溶液后,混合液中[Fe2+]变大、[S2-]变小,K sp(FeS)变大
13.硫酸锶(SrSO4)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.温度一定时,K sp(SrSO4)随c(24
SO )的增大而减小
B.三个不同温度中,313K时K sp(SrSO4)最大
C.283K时,图中a点对应的溶液是饱和溶液
D.283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液
二、填空题
14.已知:25°C时,K sp[Mg(OH)2]=5.6×10-12mol3·L-3,K sp[Cu(OH)2]=2.2×10-20mol3·L-
3,K sp[Fe(OH)3]=2.6×10-39mol4·L-4,K sp[Al(OH)3]=1.3x10-33mol4·L-4。

1.①25°C时,向浓度均为0.1mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成
__________(填化学式)沉淀。

②将MgCl2、AlCl3的混合溶液(A)与过量氨水(B)反应,为使Mg2+、Al3+同时生成沉淀,应先向沉淀反应器中加入__________(填“A”或“B”),再滴加另一反应物。

2.①25°C时,Fe3+发生水解反应Fe3++3H 2O Fe(OH)3+3H+,该反应的平衡常数为
__________。

②25°C时,若向FeCl3溶液中加入一定量的石灰水来调节溶液的pH,可得到红褐色沉淀。

若调节后
溶液的pH为5,则溶液中Fe3+的浓度为__________。

3.溶液中金属离子的物质的量浓度低于1.0×10-5mol·L-1时,可认为已沉淀完全。

现向一定浓度的
AlCl3和FeCl,的混合溶液中逐滴加入氨水,当Fe3+恰好完全沉淀时,测得c(Al3+)=0.2mol·L-1,此时
所得沉淀中__________(填“含有”或“不含有”)Al(OH)3。

15.某硫酸工厂的酸性废水中砷(As)元素含量极高,为控制砷的排放,可采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。

请回答以下问题:
表1:几种盐的K sp
难溶物K sp
Ca3(AsO4)2 6.8×10-19
CaSO49.1×10-6
FeAsO4 5.7×10-21
表2:工厂污染物排放浓度及允许排放标准
污染物H2SO4As
废水浓度29.4g·L-1 1.6g·L-1
排放标准pH=6~9 0.5mg·L-1
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.若酸性废水中Fe3+的浓度为1.0×10-4mol·L-1,则()3-4
c__________mol·L-1
AsO=
3.工厂排放出的酸性废水中的三价砷(弱酸H3AsO3)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷
(弱酸H3AsO4),此时MnO2被还原为Mn2+,该反应的离子方程式为__________
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Ca 3(AsO 4)2的形式沉降。

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__________ ②Ca 3(AsO 4)2在pH 调节到8左右才开始沉淀,原因为__________
③砷酸(H 3AsO 4)分步电离的平衡常数(25℃)为123-3-7-12a a a =5.6?10,=1.7?10,=4.0?10K K K 第三步电离的平衡常数表达式为=__________,Na 3AsO 4第一步水解的离子方程式为
3-42AsO +H O 2--4HAsO +OH ,该步水解的平衡常数(25℃)为__________
参考答案
1.答案：D
解析：A.因难溶盐电解质的K sp 与温度有关,不受其他因素的影响,所以加入蒸馏水,氯化银的K sp 不变,故A 错误;
B.碳酸根离子与酸反应生成二氧化碳和水,生成物的浓度减小,碳酸钙的沉淀溶解平衡正向移动,故B 错误;
C.比较不同类型的难溶物的溶解度大小,必须通过计算溶解度比较,不能通过溶度积直接比较,故C 错误;
D.K sp (AgCl)>K sp (AgI),沉淀转化为溶解度更小的物质容易发生,向AgCl 的悬浊液中加入KI 溶液,沉淀由白色转化为黄色,故D 正确。

故选:D 。

2.答案：B
解析：关于沉淀溶解平衡的表达式,其完整的书写形式为AgCl(s)AgCl(aq)Ag +(aq)+Cl
-
(aq),故对于难溶物质来说,是先溶解,再电离。

3.答案：A
解析：要将Pb 2+
沉淀,就要使其形成溶解度较小的物质,由表中数据可知,PbS 的溶解度最小,故所用沉淀剂最好为硫化物。

4.答案：C
解析：由题意可知,胆红素钙结石的成因是非结合胆红素被氧化后与Ca 2+
结合,若降低氧化产物或Ca 2+
的浓度,可预防胆红素钙结石,但人体的体液平衡需维持一定浓度的Ca 2+,故本题选C 。

5.答案：C
解析：pH=13的溶液中,c (H +
)=1.0×10-13
mol·L -1
,A 正确;溶液中c (OH -)=10-1
mol·L -1
,NaOH 抑制水的电离, 水电离产生的c (OH -)=c (H +
)=1×10-13
mol·L -1
,B 正确; 因为向MgCl 2溶液中加NaOH 溶液后所得溶液的pH=13,所以所加NaOH 溶液的pH>13,C 错误;所得溶液中的
()-122+
-10-12
5.610Mg ==5.610mol L 0.1
c ⨯⨯⋅,D 正确。

6.答案：C
解析：由表达式可知,对应的沉淀溶解平衡方程式为A 2B(s)2A x+
+(aq)+B y-(aq)。

本题选C 。

7.答案：B
解析：根据沉淀转化的方向可知,K sp (MnS)>K sp (CuS),A 项正确;该反应达到平衡时,c (Mn 2+)、c (Cu 2+)保持不变,但不相等,B 项错误;向平衡体系中加入少量CuSO 4固体后,平衡正向移动,c (Mn 2+)变大,C 项
正确;该反应的平衡常数()()()()()()()
()
2+2+2-sp 2+2+2-sp Mn Mn S MnS ===CuS Cu Cu S c c c K K K c c c ⋅⋅
8.答案：B
解析：AB 2的溶解平衡方程式为AB 2(s)
A 2+
(aq)+2B -
(aq),结合溶度积的概念可知
K sp (AB 2)=[A 2+][B -]2=xy 2 mol 3·L -3。

9.答案：C
解析：A 项,加入AgNO 3,c (Cl -
)减小,溶液在溶解平衡曲线上移动,不能由c 点变到d 点;B 项,虽然AgCl 的溶解度减小,但K sp 不改变;C 项,d 点时,c (Ag +
)·c (Cl -)>K sp ,即有沉淀生成;D 项,a 、b 两点温度相同,即对应的K sp 相等 10.答案：D 解析：Cu(OH)2(s)
Cu 2+(aq)+2OH -(aq),其中K sp =[Cu 2+][OH -]2。

若要生成Cu(OH)2沉淀,则
c (Cu 2+
)·c 2
(OH -)>K sp ,故()()
20sp 12210OH mol L 0.02
Cu K c c --
-+⨯>
=⋅,故()
91OH 110mol L c --->⨯⋅,则
()51H 110mol L c +--<⨯⋅,因此pH 应大于5。

12.答案：C
解析：当化学式所表示的物质组成中阴、阳离子个数比相同时,K sp 数值越大的难溶电解质在水中的溶解度越大,由K sp 的数据可知,常温下CuS 的溶解度最小,A 项错误;将足量的ZnSO 4晶体加入到0.1mol·L -1的Na 2S 溶液中,[S 2-]将减至非常小,而Zn 2+的浓度远大于1.6×10-23mol·L -1
,B 项错误;因CuS 比FeS 更难溶,FeS 沉淀可转化为CuS 沉淀,C 项正确;温度不变,(FeS)不变,D 项错误。

13.答案：B
解析：温度一定时,K sp (SrSO 4)不变,A 项错误;由图可知,313K 时[Sr 2+
]·[24SO -
]最大,即K sp 最大,B
项正确;283K 时,a 点溶液的c (Sr 2+)小于平衡时的c (Sr 2+
),故溶液未达到饱和,C 项错误;283K 时的饱和SiSO 4溶液升温到363K 时,有固体析出,溶液仍为饱和溶液,D 项错误。

14.答案：1.Cu(OH)2; B 2.3.85×10-4
; 2.6×10-12
mol·L -1
3.不含有
解析：1.①因为K sp [Mg(OH)2]>K sp [Cu(OH)2],生成Cu(OH)2所需要的c (OH -
)小于生成Mg(OH)2所需要的c(OH -),因此先生成Cu(OH)2沉淀。

②若要使Mg 2+、Al 3+
同时生成沉淀,则应先加入氨水。

2.①()()3
3
3
3
1434
W 33933sp 3H H OH 1.010 3.85102.610Fe Fe OH Fe OH K K K ++----++-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⋅⨯⎣⎦⎣⎦⎣⎦=====⨯⨯⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⋅⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦。

②pH=5时, ()()
39
sp 3311213
3
9Fe OH 2.610Fe mol L 2.610mol L OH 10K -+
----
-⎡⎤⨯⎣⎦
⎡⎤=
=
⋅=⨯⋅⎣⎦⎡⎤⎣⎦。

3. 3Fe +恰好完全沉淀时,
()393sp 3333431
53Fe OH 2.610OH mol L 2.610mol L 1.010Fe K ------+
⎡⎤⨯⎣⎦⎡⎤==⋅=⨯⋅⎣⎦⨯⎡⎤⎣⎦
,()()()3334443544sp 3Al OH 0.2 2.610mol L 5.210mol L Al OH c c K +-----⎡⎤⋅=⨯⨯⋅=⨯⋅<⎣⎦,所以没有生成
()3Al OH 沉淀。

15.答案：1.0.3; 2.5.7×10-17
3.2H +
+MnO 2+H 3AsO 3H 3AsO 4+Mn 2+
+H 2O
4.①CaSO 4
②H 3AsO 4是弱酸,当溶液pH 调节到8左右, ()3-4AsO c 增大,容易形成Ca 3(AsO 4)2沉淀或pH 增大,促进
H 3AsO 4电离, ()
3-4AsO c 增大, (
)()()()32+
2
3c 4
sp
343422=Ca
AsO >Ca AsO ,Ca AsO Q c c K
-⎡⎤⋅⎣⎦;才开始沉淀
③()()()
3-+4
2-4
AsO H HAsO c c c ⋅;
-32.510⨯
解析：1.读表2中信息,以1L 废水为研究对象,其中含有29.4g H 2SO 4,由于硫酸的相对分子质量为98,m /M =n ,则n (H 2SO 4)=29.4g÷98g/mol=0.3mol,由于c =n /V ,则
c (H 2SO 4)=0.3mol÷1L=0.3mol/L;2.FeAsO 4是难溶盐,废水中存在其沉淀溶解平衡:
4FeAsO (s)
3+3-4Fe +AsO ,则()()()
3+
3-sp 44FeAsO =Fe AsO K c c ⋅,所以
()()()33+-21-4-1-17-1
4sp 4AsO =FeAsO Fe =5.710/1.010mol L =5.71L /0mol c K c -⨯⨯⋅⨯⋅;
3.H 3AsO 3失去2个电子被氧化为H 3AsO 4,MnO 2得到2个电子被还原为Mn 2+
,废水是酸性溶液,根据电子、电荷、原子守恒原理可得:2H +
+MnO 2+H 3AsO 3
H 3AsO 4+Mn 2+
+H 2O 4.①由于24H SO 是强废水中
()2-4SO c 较大,所以当pH=2时,生成的沉淀为CaSO 4
②H 3AsO 4为弱酸,当pH 较小时,抑制了H 3AsO 4的电离, ()
3-4AsO c 较小,不易形成Ca 3(AsO 4)2沉淀,当pH≈8时, 34AsO -的浓度增大,容易形成Ca 3(AsO 4)2沉淀,当pH≈8时, 34AsO -
的浓度增大,容易形成Ca 3(AsO 4)2沉淀
③H 3AsO 4的第一步电离为34H AsO +-24H +H AsO ,第二步电离为-24H AsO +2-4H +HAsO ,第三
步电离为2-4
HAsO
+
3-4
H +AsO ,()()()
3+3-4a 2-4H AsO =
HAsO c c K c ⋅。

34AsO -
第一步水解的平衡常数
()()()
()()()
()
()()
2-w
4-2-+
2-4w 4h 3-3-+3-4
4
4HAsO OH HAsO H HAsO =
=
=
AsO
AsO
H AsO K c c c c K c K c c c c ⋅⋅⋅⋅3-14-3
w -12
a 10===2.5?104.0?10K K。