人教版高中化學(xué)選擇性必修1第3章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡分層作業(yè)19難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡含答案

分層作業(yè)19難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練題組1.沉淀溶解平衡及影響因素1.(2024·浙江北斗聯(lián)盟聯(lián)考)牙齒表面有一薄層釉質(zhì)保護(hù)著,釉質(zhì)層主要成分是難溶的羥基磷灰石,存在平衡:Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)Ksp=6.8×10-37。已知Ca5(PO4)3A.在牙膏中添加適量的磷酸鹽,能起到保護(hù)牙齒的作用B.正?？谇坏膒H接近中性,牙齒不易被腐蝕C.使用添加NaF的含氟牙膏,可實(shí)現(xiàn)Ca5(PO4)3OH(s)與Ca5(PO4)3F(s)的轉(zhuǎn)化,該反應(yīng)的平衡常數(shù)約為2.D.口腔中的食物殘?jiān)墚a(chǎn)生有機(jī)酸,容易導(dǎo)致齲齒,使Ksp增大2.(2024·福建泉州八校聯(lián)考)對(duì)BaSO4懸濁液進(jìn)行下列操作,達(dá)到平衡后,c(Ba2+)和Ksp(BaSO4)均保持不變的是()A.適當(dāng)升溫B.加少量水C.加入少量濃硫酸D.加入少量氯化鋇固體3.(2024·河北邢臺(tái)名校聯(lián)盟聯(lián)考)將足量的BaCO3粉末分別加入下列溶液中,充分溶解至溶液飽和。下列溶液中Ba2+的濃度最小的是()A.10mL0.2mol·L-1Na2CO3溶液B.40mL水C.50mL0.01mol·L-1BaCl2溶液D.100mL0.01mol·L-1鹽酸題組2.溶度積常數(shù)及沉淀溶解平衡曲線4.已知在Ca3(PO4)2飽和溶液中,c(Ca2+)=2.0×10-6mol·L-1,c(PO43-)=1.58×10-6mol·L-1,則Ca3(PO4)2的A.2.0×10-29 B.3.2×10-12C.6.3×10-18 D.5.1×10-275.某溫度時(shí),Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,在pH=4的Fe(OH)3飽和溶液中,c(Fe3+)為()A.1.0×10-8mol·L-1B.4.0×10-8mol·L-1C.1.0×10-26mol·L-1D.1.3×10-28mol·L-16.(2024·陜西寶雞模擬)Cu(OH)2在水溶液中存在著沉淀溶解平衡:Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq)。常溫下,Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20。常溫下若生成Cu(OH)2沉淀,需要向0.02mol·L-1的CuSO4A.2 B.3 C.4 D.57.(2024·山東日照校際聯(lián)考)25℃時(shí),FeS的Ksp=6.3×10-18,CuS的Ksp=6.3×10-36,ZnS的Ksp=1.6×10-24。常溫時(shí),下列有關(guān)說法中正確的是()A.FeS的溶解度大于CuS的溶解度B.飽和ZnS溶液中Zn2+的濃度為1.6×10-24mol·L-1C.向物質(zhì)的量濃度相同的CuCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S,只有ZnS沉淀生成D.向飽和ZnS溶液中加入少量ZnCl2固體,ZnS的Ksp變大8.(2024·浙江溫州期中)關(guān)于沉淀溶解平衡和溶度積常數(shù),下列說法不正確的是()A.Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān),而與溶液中的離子濃度無關(guān)B.將飽和Na2SO4溶液加入飽和石灰水中,有白色沉淀產(chǎn)生,說明Ksp[Ca(OH)2]>Ksp(CaSO4)C.已知25℃時(shí)Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,則該溫度下反應(yīng)Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常數(shù)K=2.8×103D.已知25℃時(shí),Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,在MgCl2溶液中加入氨水調(diào)節(jié)混合液的pH=11,產(chǎn)生沉淀,則此時(shí)溶液中的c(Mg2+)=5.6×10-6mol·L-1B級(jí)關(guān)鍵能力提升練9.(2024·陜西安康模擬)某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物,還有少量其他不溶性物質(zhì)。采用如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體(NiSO4·7H2O):溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金屬離子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+開始沉淀時(shí)(c=0.01mol·L-1)的pH7.23.72.27.5沉淀完全時(shí)(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH8.74.73.29.0下列說法錯(cuò)誤的是()A.轉(zhuǎn)化步驟發(fā)生的反應(yīng)為2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O,且該步驟不能省略B.濾渣③的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3C.Ni(OH)2的Ksp=1×10-15.6D.如果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2+濃度為1.0mol·L-1,則“調(diào)pH”應(yīng)控制的pH范圍是3.2<pH<6.210.(2024·浙江余姚中學(xué)模擬)PbSO4、PbCl2都是重要的化工原料,已知PbCl2難溶于冷水,易溶于熱水。PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq)ΔH>0;Ksp(PbCl2)=1.6×10-5,Ksp(PbSO4)=1.08×10-8,20℃時(shí),PbCl2(s)在不同濃度鹽酸中的最大溶解量(g·LA.鹽酸濃度越小,Ksp(PbCl2)越小B.x、y兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中c(Pb2+)相等C.向PbCl2和鹽酸的混合溶液中加入稀硫酸后得到PbSO4,當(dāng)c(Cl-)=0.1mol·L-1時(shí),c(SO42-)=6.75×10-5molD.當(dāng)鹽酸濃度小于1mol·L-1時(shí),隨著HCl濃度的增大,PbCl2溶解量減小是因?yàn)镃l-濃度增大使PbCl2溶解平衡逆向移動(dòng)C級(jí)學(xué)科素養(yǎng)拔高練11.我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定生活用水中鎘的排放量不超過0.005mg·L-1。處理含鎘廢水可采用化學(xué)沉淀法。(1)寫出磷酸鎘[Cd3(PO4)2]沉淀溶解平衡常數(shù)的表達(dá)式:Ksp[Cd3(PO4)2]=。

(2)一定溫度下,CdCO3的Ksp=4.0×10-12,Cd(OH)2的Ksp=3.2×10-14,該溫度下[填“CdCO3”或“Cd(OH)2”]的飽和溶液中Cd2+濃度較大。

(3)向某含鎘廢水中加入Na2S,當(dāng)S2-濃度達(dá)到7.9×10-8mol·L-1時(shí),廢水中Cd2+的濃度為mol·L-1[已知:Ksp(CdS)=7.9×10-27],此時(shí)(填“符合”或“不符合”)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。

(4)已知25℃時(shí),Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12;酸堿指示劑百里酚藍(lán)變色的pH范圍如下:pH<8.08.0~9.6>9.6顏色黃色綠色藍(lán)色25℃時(shí),向Mg(OH)2飽和溶液中滴加2滴百里酚藍(lán)指示劑,溶液所呈現(xiàn)的顏色為。

(5)常溫下,向50mL0.018mol·L-1的AgNO3溶液中加入50mL0.020mol·L-1的鹽酸,生成沉淀。已知該溫度下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,忽略溶液體積的變化。①反應(yīng)后,溶液中c(Ag+)=mol·L-1。

②反應(yīng)后,溶液的pH=。

③如果向反應(yīng)后的溶液中繼續(xù)加入50mL0.001mol·L-1的鹽酸,(填“有”或“無”)白色沉淀生成。

分層作業(yè)19難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡1.D解析在牙膏中添加適量的磷酸鹽,增大c(PO43-),使得沉淀溶解平衡逆向移動(dòng),有利于生成羥基磷灰石,能起到保護(hù)牙齒的作用,A正確;正?？谇恢械膒H接近中性,氫氧根離子濃度不變,化學(xué)平衡不移動(dòng),牙齒不易被腐蝕,B正確;根據(jù)題干可知,Ca5(PO4)3F的Ksp=2.8×10-61,反應(yīng)Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)的平衡常數(shù)K=6.8×10-372.8×10-61≈2.4×1024,故使用添加NaF的含氟牙膏,可實(shí)現(xiàn)Ca5(PO4)32.B解析適當(dāng)升溫,可促進(jìn)BaSO4固體溶解,c(Ba2+)和Ksp(BaSO4)均增大,A錯(cuò)誤;溶液中存在未溶解的BaSO4固體,加少量水稀釋時(shí),溶液可能仍飽和,c(Ba2+)和Ksp(BaSO4)均保持不變,B正確;Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c(SO42-),加入少量濃硫酸,c(SO42-)增大,c(Ba2+)減小,Ksp(BaSO4)保持不變,C錯(cuò)誤;加入少量BaCl2固體,c(Ba2+)增大,Ksp3.A解析A項(xiàng),CO32-的濃度較大,抑制BaCO3的溶解,則Ba2+的濃度最小;B項(xiàng),飽和溶液中存在BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO32-(aq),溶液中存在一定濃度的Ba2+,但濃度較小;C項(xiàng),BaCl2電離產(chǎn)生的Ba2+的濃度為0.01mol·L-1,雖然BaCO3的溶解受到抑制,但Ba2+的濃度仍較大;D項(xiàng),BaCO4.A解析Ca3(PO4)2的飽和溶液中存在溶解平衡:Ca3(PO4)2(s)3Ca2+(aq)+2PO43-(aq),c(Ca2+)=2.0×10-6mol·L-1,c(PO43-)=1.58×10-6mol·L-1,則Ca3(PO4)2的Ksp=(2.0×10-6)3×(1.58×10-6)2≈2.5.B解析pH=4的Fe(OH)3飽和溶液中,c(H+)=1×10-4mol·L-1,根據(jù)KW=c(H+)·c(OH-)=10-14,則c(OH-)=KWc(H+)=10-1410-4mol·L-1=1×10-10mol·L-1,根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=4.0×10-38,則有c(Fe3+)=Ksp[6.D解析常溫下要生成Cu(OH)2沉淀,則應(yīng)滿足離子積Q≥Ksp[Cu(OH)2],即c(Cu2+)·c2(OH-)≥2×10-20,則有c(OH-)≥2×10-200.02mol·L-1=10-9mol·L-1,c(H+)≤10-5mol·7.A解析25℃時(shí),FeS的Ksp大于CuS,則FeS的溶解度大于CuS的溶解度,A正確;Ksp(ZnS)=c(Zn2+)·c(S2-)=c2(Zn2+)=1.6×10-24,飽和ZnS溶液中Zn2+的濃度約為4×10-12.5mol·L-1,B錯(cuò)誤;由于Ksp(CuS)<Ksp(ZnS),CuS的溶解度更小,故等濃度時(shí)加入Na2S,Cu2+先生成CuS沉淀,C錯(cuò)誤;向飽和ZnS溶液中加入少量ZnCl2固體,由于溫度不變,則ZnS的Ksp不變,D錯(cuò)誤。8.B解析Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān),而與溶液中的離子濃度無關(guān),A正確;將飽和Na2SO4溶液加入飽和石灰水中,有白色沉淀產(chǎn)生,則CaSO4溶解度更小,但兩種沉淀形式不同,不能直接比較兩者的Ksp大小,B錯(cuò)誤;Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常數(shù)為K=c(Fe3+)c3(H+)=c(Fe3+)c3(OH-)c3(H+)c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3]KW3=2.8×9.B解析Fe2+被H2O2氧化為Fe3+,加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去,該步驟不能省略,A正確。“堿浸”步驟已經(jīng)除去鋁元素,故濾渣③的主要成分是Fe(OH)3,B錯(cuò)誤。根據(jù)Ni2+沉淀完全時(shí)(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH=8.7,可得Ni(OH)2的Ksp=1×10-5×(10-5.3)2=1×10-15.6,C正確。若轉(zhuǎn)化后的溶液中Ni2+的濃度為1.0mol·L-1,為避免Ni2+沉淀,此時(shí)氫氧根濃度應(yīng)小于Kspc(Ni2+)=1×10-15.61.0mol·L-1=10-7.8mol·L-1,則c(H+)應(yīng)大于KWc(OH-)=10-1410.D解析溫度能影響溶度積,濃度對(duì)溶度積無影響,鹽酸濃度越小,溫度不變,Ksp(PbCl2)不變,A錯(cuò)誤;由圖可知,x、y兩點(diǎn)Cl-的濃度不相等,兩點(diǎn)Ksp(PbCl2)=c(Pb2+)·c2(Cl-)相等,則x、y兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液中c(Pb2+)不相等,B錯(cuò)誤;當(dāng)c(Cl-)=0.1mol·L-1時(shí),溶液中c(Pb2+)=Ksp(PbCl2)c2(Cl-)=1.6×10-50.12mol·L-1=1.6×10-3mol·L-1,溶液中c(SO42-)=Ksp(PbSO4)c(Pb2+)=1.08×10-81.6×11.答案(1)c3(Cd2+)·c2(PO43(3)1.0×10-19符合(4)藍(lán)色(5)①1.8×10-7②2③無解析(1)磷酸鎘[Cd3(PO4)2]沉淀溶解平衡常數(shù)的表達(dá)式:Ksp[Cd3(PO4)2]=c3(Cd2+)·c2(PO43-)。(2)當(dāng)CdCO3達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)有CdCO3(s)Cd2+(aq)+CO32-(aq),則該溫度下CdCO3飽和溶液中c(Cd2+)=Ksp(CdCO3)=4.0×10-12mol·L-1=2.0×10-6mol·L-1,當(dāng)Cd(OH)2達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)有Cd(OH)2(s)Cd2+(aq)+2OH-(aq),則該溫度下Cd(OH)2飽和溶液中c(Cd2+)=3Ksp[Cd((3)當(dāng)c(S2-)=7.9×10-8mol·L-1時(shí),c(Cd2+)=7.9×10-277.9×10-8mol·L-1=1.0×10-19mol·L-1=10-19×112×103(4)25℃時(shí),Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=5.6×10-12,設(shè)Mg(OH)2飽和溶液中c(OH-)=xmol·L-1,則0.5x×x2=5.6×10-12,解得x≈2.24×10-4;c(H+)=10-142.24×10-4mol·L-1≈4.5×10-11(5)①常溫下,向50mL