人教版 (2019)選擇性必修1第四節(jié) 沉淀溶解平衡習題

這是一份人教版 (2019)選擇性必修1第四節(jié) 沉淀溶解平衡習題，共43頁。試卷主要包含了 已知Ksp=7等內(nèi)容，歡迎下載使用。

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第四節(jié) 沉淀溶解平衡
1.以變化觀念與平衡思想認識沉淀溶解平衡的定義及其影響因素。
2.明確溶度積和離子積的關系，并由此學會判斷反應進行的方向，培養(yǎng)變化觀念與平衡思想。
3.能用平衡移動原理分析理解沉淀的溶解與生成、沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)。
4.形成科學態(tài)度與社會責任意識，利用沉淀溶解平衡的移動解決生產(chǎn)、生活中的實際問題。
知識點一、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡
1.定義
在一定溫度下，當沉淀 和 的速率相等時，即建立了動態(tài)平衡，叫做難溶電解質(zhì)的溶解平衡。如AgCl溶于水的溶解平衡表示為： 。
2.特征
3.溶度積
(1)定義：在一定溫度下，難溶強電解質(zhì)MmNn溶于水形成飽和溶液時，溶質(zhì)的離子與該固態(tài)物質(zhì)之間建立動態(tài)平衡，這時的離子濃度冪的乘積是一個常數(shù)，叫做 ，簡稱溶度積。符號為 。
(2)表達式：MmNn(s)mMn+(aq)+nNm-(aq)
Ksp=[c(Mn+)]m·[c(Nm-)]n
例如：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
Ksp= .
(3)意義：溶度積Ksp反映了物質(zhì)在水中的溶解能力。
(4)影響Ksp的因素： 。
絕大多數(shù)難溶電解質(zhì)的溶解是吸熱過程，升高溫度，向溶解方向移動，Ksp 。少數(shù)難溶電解質(zhì)的溶解是放熱過程，升高溫度，向生成沉淀的方向移動，Ksp減小，如Ca(OH)2。
4.溶度積Ksp與離子積Q的關系
通過比較某溫度下難溶電解質(zhì)的溶度積與溶液中有關離子濃度冪的乘積——離子積Q的相對大小，可以判斷難溶電解質(zhì)在該溫度下溶液中的沉淀或溶解情況。
(1)Q>Ksp，溶液過飽和， ，直至溶液飽和達到新的平衡；
(2)Q=Ksp，溶液 ，沉淀與溶解處于 ；
(3)QAgCl>Ag2S
5. (2023·浙江舟山中學高二檢測)已知Ksp(CaSO4)=7.1×10-5 ml2·L-2,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9 ml2·L-2,Ksp(CaF2)=1.5×10-10 ml3·L-3,某溶液中含有SOeq \\al(2－,4)、CO32-和F-,濃度均為0.010 ml·L-1,向該溶液中逐滴加入0.010 ml·L-1的CaCl2溶液時,三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序為( )
A. SOeq \\al(2－,4)、CO32-、F- B. CO32-、SOeq \\al(2－,4)、F-
C. CO32-、F-、SOeq \\al(2－,4) D.F-、CO32-、SOeq \\al(2－,4)
6.工業(yè)上制取純凈的CuCl2·2H2O的主要過程是：①將粗制氧化銅(含少量FeO)溶解于稀鹽酸中，加熱、過濾；②對①所得濾液(pH為3)按下列步驟進行操作：
已知Cu2+、Fe2+在pH為4~5時不水解，F(xiàn)e3+卻幾乎完全水解形成沉淀。請回答下列問題：
(1)X是 (填化學式)，其反應的離子方程式是 。
(2)Y物質(zhì)應具備的條件是 ，生產(chǎn)中Y可選 。
(3)溶液乙在蒸發(fā)結(jié)晶時應注意 。
1.下列說法中正確的是( )
A.物質(zhì)的溶解性為難溶，則該物質(zhì)不溶于水
B.溶度積小的物質(zhì)一定比溶度積大的物質(zhì)溶解度小
C.絕對不溶解的物質(zhì)是不存在的
D.升高溫度，某種難溶物的Ksp一定減小
2.下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是( )
A.反應開始時，溶液中各離子濃度相等
B.達到沉淀溶解平衡時，沉淀的速率和溶解的速率相等
C.達到沉淀溶解平衡時，溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等，且保持不變
D.達到沉淀溶解平衡時，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進溶解
3.某溫度下向含AgCl固體的AgCl飽和溶液中加入少量稀鹽酸，下列說法正確的是( )
A.AgCl的溶解度、Ksp均減小
B.AgCl的溶解度、Ksp均不變
C.AgCl的溶解度減小，Ksp不變
D.AgCl的溶解度不變，Ksp減小
4.在2 mL物質(zhì)的量濃度相等的NaCl和NaI溶液中滴入幾滴AgNO3溶液，發(fā)生的反應為( )
A.只有AgCl沉淀生成
B.先有AgI沉淀生成
C.生成等物質(zhì)的量的AgCl和AgI沉淀
D.兩種沉淀都有，但以AgCl為主
5. (2023·河北邢臺第八中學高二檢測)下列說法正確的是( )
A.溶度積就是難溶電解質(zhì)在溶液中達到沉淀溶解平衡時各離子濃度的乘積
B.溶度積常數(shù)是不受任何條件影響的常數(shù)，簡稱溶度積
C.可用離子積Q判斷沉淀溶解平衡進行的方向
D.所有物質(zhì)的溶度積都是隨溫度的升高而增大的
6.Mg(OH)2在下列四種情況下，其溶解度最大的是( )
A.在純水中
B.在0.1 ml·L-1的MgCl2溶液中
C.在0.1 ml·L-1的NH3·H2O中
D.在0.1 ml·L-1的CH3COOH溶液中
7.一定溫度下，石灰乳懸濁液中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)，當向一定量的石灰乳懸濁液中加入少量生石灰時，下列說法正確的是( )
A.溶液中Ca2+數(shù)目減少
B.溶液中c(Ca2+)增大
C.溶液中pH增大
D.溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)增大
8.已知常溫下，AgBr的Ksp=4.9×10-13、AgI的Ksp=8.3×10-17。
(1)有關難溶鹽的溶度積及溶解度(與AgBr、AgI無關)有以下敘述，其中正確的是 。
A.兩種難溶鹽電解質(zhì)，其中Ksp小的溶解度一定小
B.向含有AgCl固體的溶液中加入適量水使AgCl溶解又達到平衡時，AgCl的溶度積不變，其溶解度也不變
C.將難溶電解質(zhì)放入純水中，達到沉淀溶解平衡時，電解質(zhì)離子的濃度的乘積就是該物質(zhì)的溶度積
D.溶液中存在兩種可以與同一沉淀劑生成沉淀的離子，則Ksp小的一定先生成沉淀
E.難溶鹽電解質(zhì)的Ksp和溫度有關
F.同離子效應(加入與原電解質(zhì)具有相同離子的物質(zhì))，使難溶鹽電解質(zhì)的溶解度變小，Ksp也變小
(2)現(xiàn)向含有NaBr、KI均為0.002 ml·L-1的溶液中加入等體積的濃度為4×10-3 ml·L-1的AgNO3溶液，則產(chǎn)生的沉淀是 (填化學式)；若向其中再加入適量的NaI固體，則最終可發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化的總離子方程式為 。
9.(雙選)一定溫度下，AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)體系中，c(Ag+)和c(Cl-)關系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.a、b、c三點對應的Ksp相等
B.AgCl在c點的溶解度比b點的大
C.AgCl溶于水形成的飽和溶液中，c(Ag+)=c(Cl-)
D.b點的溶液中加入AgNO3固體，c(Ag+)沿曲線向c點方向變化
10. (2023·遼寧丹東鳳城第一中學高二月考)已知常溫時Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgI)=1.0×10-16，Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12。下列說法中正確的是( )
A.由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，所以AgI可以轉(zhuǎn)化為AgCl
B.向Ag2CrO4溶液中加入固體K2CrO4，Ag2CrO4的沉淀溶解平衡逆向移動，所以Ag2CrO4的Ksp減小
C.由于Ksp(Ag2CrO4)b>c
【解析】AgCl在溶液中存在沉淀溶解平衡AgCl(s)Cl-(aq)+Ag+(aq)，所以氯離子濃度越大，Ag+的濃度就越小。②③④中氯離子的濃度分別是0.4 ml·L-1、0.5 ml·L-1、0.1 ml·L-1，所以各溶液中Ag+濃度的大小順序是a>d>b>c。
探究任務二 沉淀溶解平衡的應用
1.沉淀溶解平衡應用中的一些問題
生成難溶電解質(zhì)而形成沉淀，是工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保工程和科學研究中除雜質(zhì)或提純物質(zhì)的重要方法之一。
(1)沉淀劑的選擇：要求除去溶液中的某種離子，又不能影響其他離子的存在，并且由沉淀劑引入溶液的雜質(zhì)離子還要便于除去。
(2)在遇到含有多種弱堿陽離子的混合溶液中離子分離及除雜時，往往通過改變?nèi)芤旱乃釅A性使離子分別沉淀而除去，過程中要注意控制形成沉淀的pH。
(3)利用生成沉淀分離或除去某種離子，首先要使生成沉淀的反應能夠發(fā)生；其次沉淀生成的反應進行得越完全越好。
2.注意事項
(1)在計算難溶電解質(zhì)溶液中離子平衡濃度時不要搞錯計量數(shù)關系。如x ml·L-1鉻酸銀(Ag2CrO4)溶液中c(Ag+)是2x ml·L-1而不是x ml·L-1。
(2)類型不同的難溶電解質(zhì)的溶度積大小不能直接反映出它們的溶液中離子濃度的大小，因為它們的溶度積表達式是不同的。Ksp與S的換算沒有一個統(tǒng)一的公式，因難溶電解質(zhì)類型的不同而相異。
【典例2】 (1)已知在25 ℃時，Ksp[Mg(OH)2]=3.2×10-11，假設飽和Mg(OH)2溶液的密度為1 g·mL-1，試求Mg(OH)2的溶解度為 g。
(2)在25 ℃時，向0.02 ml·L-1的MgCl2溶液中加入NaOH固體，如要生成Mg(OH)2沉淀，應使溶液中的c(OH-)最小為 ml·L-1。
(3)25 ℃時，向濃度均為0.02 ml·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，先生成
(填化學式)沉淀；當兩種沉淀共存時， QUOTE = 。
{已知25 ℃時，Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20}
【答案】(1)1.16×10-3 (2)4×10-5 (3)Cu(OH)2 1.6×109
【解析】(1)設c(Mg2+)為x，則c(OH-)為2x。由Ksp[Mg(OH)2]=3.2×10-11=c(Mg2+)·c2(OH-)=x×(2x)2=4x3，解得c(Mg2+)=2×10-4 ml·L-1，則1 L溶液中(相當于1 L水中)溶解Mg(OH)2的物質(zhì)的量為2×10-4 ml，即1 000 g 水中溶解Mg(OH)2的質(zhì)量為：2×10-4 ml×58 g·ml-1=1.16×10-2 g，所以Mg(OH)2的溶解度為1.16×10-3 g。
(2)當c(Mg2+)·c2(OH-)=3.2×10-11時開始生成Mg(OH)2沉淀，則c2(OH-)==1.6×10-9，解得c(OH-)=4×10-5 ml·L-1。
(3)由于Ksp[Cu(OH)2]小于Ksp[Mg(OH)2]，所以Cu(OH)2先沉淀；當兩種沉淀共存時，此時的溶液對Mg(OH)2和Cu(OH)2而言都是飽和的，OH-、Mg2+、Cu2+在同一溶液中，所以 == QUOTE \* MERGEFORMAT =1.6×109。
【變式訓練2】(2023·廈門外國語學校高二檢測)已知：某溫度時，Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12。向Cl-和CrO42-的濃度都為0.100 ml·L-1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液(忽略體積的變化)。下列說法中正確的是( )
A.首先得到的沉淀是Ag2CrO4
B.首先得到的沉淀是AgCl
C.同時得到AgCl與Ag2CrO4沉淀
D.將Ag2CrO4轉(zhuǎn)化為AgCl比將AgCl轉(zhuǎn)化為Ag2CrO4要難
【答案】B
【解析】當c(Cl-)=0.100 ml·L-1時，形成AgCl沉淀所需Ag+的最小濃度為=1.8×10-9 ml·L-1；當c(CrO42-)=0.100 ml·L-1時，形成Ag2CrO4沉淀所需Ag+的最小濃度為=3.3×10-6 ml·L-1>1.8×10-9 ml·L-1，所以先形成AgCl沉淀。
1.下列說法中正確的是( )
A.只有易溶電解質(zhì)在溶液中才存在沉淀溶解平衡
B.難溶電解質(zhì)在溶液中只存在沉淀溶解平衡，不存在電離平衡
C.沉淀溶解平衡只能通過電解質(zhì)溶解于水時建立
D.達到沉淀溶解平衡時，電解質(zhì)表面上的離子或分子脫離電解質(zhì)的速率與溶液中的離子或分子回到電解質(zhì)表面的速率相等
【答案】D
【解析】沉淀溶解平衡發(fā)生在固體表面，是在一定條件下離子向溶劑中擴散和溶劑中離子在固體表面析出建立的平衡。
2.下列有關沉淀溶解平衡的說法正確的是( )
A.Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，則AB2的溶解度小于CD的溶解度
B.在氯化銀的沉淀溶解平衡體系中，加入蒸餾水，氯化銀的Ksp增大
C.在氯化銀的沉淀溶解平衡體系中，加入碘化鉀固體，氯化銀沉淀可轉(zhuǎn)化為碘化銀沉淀
D.在碳酸鈣的沉淀溶解平衡體系中，通入CO2氣體，溶解平衡不移動
【答案】C
3.某溫度時，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是( )
A.加入Na2SO4可以使溶液由a點變到b點
B.通過蒸發(fā)可以使溶液由d點變到c點
C.d點無BaSO4沉淀生成
D.a點對應的Ksp大于c點對應的Ksp
【答案】C
【解析】硫酸鋇飽和溶液中存在BaSO4(s)Ba2+(aq)+ SOeq \\al(2－,4) (aq)，溫度一定時Ksp=c(Ba2+)·c(SOeq \\al(2－,4))為常數(shù)。加入Na2SO4使平衡左移，c(SOeq \\al(2－,4))增大，c(Ba2+)減小，圖中a點和b點的c(Ba2+)相等，A不正確；蒸發(fā)d點溶液時，c(Ba2+)、c(SO42-)應同時增大，B不正確；d點為不飽和溶液，無BaSO4沉淀生成，C正確；溶度積只與溫度有關，所以a點、c點對應的Ksp相等，D錯誤。
4. (2023·湖南師大附中高二月考)向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加一滴KI溶液并振蕩，沉淀變?yōu)辄S色，再滴入一滴Na2S溶液并振蕩，沉淀又變成黑色，根據(jù)上述變化過程，分析此三種沉淀物的溶解度關系為( )
A.AgCl=AgI=Ag2SB.AgClAg2SD.AgI>AgCl>Ag2S
【答案】C
【解析】沉淀溶解平衡總是向更難溶的方向轉(zhuǎn)化，由轉(zhuǎn)化現(xiàn)象可知，三種沉淀物的溶解度關系為AgCl>AgI>Ag2S。
5. (2023·浙江舟山中學高二檢測)已知Ksp(CaSO4)=7.1×10-5 ml2·L-2,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9 ml2·L-2,Ksp(CaF2)=1.5×10-10 ml3·L-3,某溶液中含有SOeq \\al(2－,4)、CO32-和F-,濃度均為0.010 ml·L-1,向該溶液中逐滴加入0.010 ml·L-1的CaCl2溶液時,三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序為( )
A. SOeq \\al(2－,4)、CO32-、F- B. CO32-、SOeq \\al(2－,4)、F-
C. CO32-、F-、SOeq \\al(2－,4) D.F-、CO32-、SOeq \\al(2－,4)
【答案】C
【解析】析出沉淀時,CaSO4溶液中c(Ca2+)= ml·L-1=7.1×10-3 ml·L-1,CaCO3溶液中c(Ca2+)= ml·L-1=2.8×10-7 ml·L-1,CaF2溶液中c(Ca2+)= QUOTE ml·L-1=1.5×10-6 ml·L-1,c平(Ca2+)越小,則越先生成沉淀,所以三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序為CO32-、F-、SOeq \\al(2－,4)。
6.工業(yè)上制取純凈的CuCl2·2H2O的主要過程是：①將粗制氧化銅(含少量FeO)溶解于稀鹽酸中，加熱、過濾；②對①所得濾液(pH為3)按下列步驟進行操作：
已知Cu2+、Fe2+在pH為4~5時不水解，F(xiàn)e3+卻幾乎完全水解形成沉淀。請回答下列問題：
(1)X是 (填化學式)，其反應的離子方程式是 。
(2)Y物質(zhì)應具備的條件是 ，生產(chǎn)中Y可選 。
(3)溶液乙在蒸發(fā)結(jié)晶時應注意 。
【答案】(1)Cl2(或H2O2) 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-(或2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O)
(2)調(diào)節(jié)溶液酸堿性，使pH為4~5，且不引進新雜質(zhì)CuO、Cu(OH)2等
(3)通入HCl氣體(或加入鹽酸)，并用玻璃棒不斷攪拌且不能蒸干
【解析】(1)根據(jù)框圖，加入氧化劑X可把Fe2+氧化為Fe3+，而沒有增加新雜質(zhì)，所以X為Cl2或H2O2等。(2)結(jié)合題中信息，調(diào)節(jié)pH至4~5，使Fe3+完全沉淀，同時不引進新雜質(zhì)，所以Y最好為CuO、Cu(OH)2等。(3)蒸發(fā)結(jié)晶CuCl2溶液會促進Cu2+水解Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+，故可加入鹽酸以抑制其水解，在蒸發(fā)時要用玻璃棒不斷攪拌且不能蒸干。
1.下列說法中正確的是( )
A.物質(zhì)的溶解性為難溶，則該物質(zhì)不溶于水
B.溶度積小的物質(zhì)一定比溶度積大的物質(zhì)溶解度小
C.絕對不溶解的物質(zhì)是不存在的
D.升高溫度，某種難溶物的Ksp一定減小
【答案】C
2.下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是( )
A.反應開始時，溶液中各離子濃度相等
B.達到沉淀溶解平衡時，沉淀的速率和溶解的速率相等
C.達到沉淀溶解平衡時，溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等，且保持不變
D.達到沉淀溶解平衡時，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進溶解
【答案】B
【解析】A項，反應開始時，各離子的濃度沒有必然的關系；C項，達到沉淀溶解平衡時，溶液中溶質(zhì)的離子濃度保持不變，但不一定相等；D項，達到沉淀溶解平衡時，如果再加入難溶性的該沉淀物，由于固體的濃度為常數(shù)，故平衡不發(fā)生移動。
3.某溫度下向含AgCl固體的AgCl飽和溶液中加入少量稀鹽酸，下列說法正確的是( )
A.AgCl的溶解度、Ksp均減小
B.AgCl的溶解度、Ksp均不變
C.AgCl的溶解度減小，Ksp不變
D.AgCl的溶解度不變，Ksp減小
【答案】C
【解析】在溶液中滴加鹽酸，使溶液中的Cl-濃度增大，因同離子效應使AgCl沉淀溶解平衡逆向移動，故AgCl溶解度減小，但因Ksp只與溫度有關，故保持不變，C項正確。
4.在2 mL物質(zhì)的量濃度相等的NaCl和NaI溶液中滴入幾滴AgNO3溶液，發(fā)生的反應為( )
A.只有AgCl沉淀生成
B.先有AgI沉淀生成
C.生成等物質(zhì)的量的AgCl和AgI沉淀
D.兩種沉淀都有，但以AgCl為主
【答案】B
【解析】在等濃度的NaCl和NaI溶液中c(Cl-)=c(I-)，但滴入幾滴AgNO3溶液后，由于Ksp(AgI)4.9×10-13，c(Ag+)·c(I-)=2×10-3×0.001=2×10-6>8.3×10-17，故AgI、AgBr均沉淀出來，而再向其中加入適量NaI固體時，會有AgBr轉(zhuǎn)化為AgI。
9.(雙選)一定溫度下，AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)體系中，c(Ag+)和c(Cl-)關系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.a、b、c三點對應的Ksp相等
B.AgCl在c點的溶解度比b點的大
C.AgCl溶于水形成的飽和溶液中，c(Ag+)=c(Cl-)
D.b點的溶液中加入AgNO3固體，c(Ag+)沿曲線向c點方向變化
【答案】AC
【解析】溫度一定，Ksp大小不變，曲線上a、b、c三點對應的Ksp相等，A項正確；溫度一定，溶解度大小也不變，B項錯誤；AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)，C項正確；b點的溶液中加入AgNO3固體，c(Ag+)變大，Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)，c(Cl-)相應減小，所以c(Ag+)沿曲線向a點方向變化，D項錯誤。
10. (2023·遼寧丹東鳳城第一中學高二月考)已知常溫時Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgI)=1.0×10-16，Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12。下列說法中正確的是( )
A.由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，所以AgI可以轉(zhuǎn)化為AgCl
B.向Ag2CrO4溶液中加入固體K2CrO4，Ag2CrO4的沉淀溶解平衡逆向移動，所以Ag2CrO4的Ksp減小
C.由于Ksp(Ag2CrO4)Ksp(AgI)。因為在飽和氯化銀溶液中，c(Ag+)= QUOTE \* MERGEFORMAT ×10-5 ml·L-1，則c(I-)> QUOTE \* MERGEFORMAT ml·L-1= QUOTE \* MERGEFORMAT ml·L-1，因此D正確。
11.常溫下，F(xiàn)e(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分別在溶液中達到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤簆H，金屬陽離子濃度的變化如圖所示。據(jù)圖分析，下列判斷錯誤的是( )
A.Ksp[Fe(OH)3]