2024届鲁科版高考化学一轮复习第7章第4节沉淀溶解平衡作业含答案

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第7章 第4节 沉淀溶解平衡
[基础练]
1．下列化学原理的应用，主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是(　　)
①热纯碱溶液去油污能力强　②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐混用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒　③溶洞、珊瑚的形成　④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡能　⑤泡沫灭火器的灭火原理
A．②③④　　　　　　 B．①②③
C．③④⑤ D．①②③④⑤
解析：①碳酸钠是强碱弱酸盐，因为水解使其溶液呈碱性，碱能促进油脂水解，所以热纯碱溶液的洗涤油污能力强，应用了盐类水解原理，故不符合；②钡离子有毒，所以可溶性的钡盐有毒，钡离子和硫酸根离子反应生成不溶于酸和水的硫酸钡，即易溶性的物质能向难溶性的物质转化，所以可以用沉淀溶解平衡原理来解释；③水中含有钙离子，空气中有二氧化碳，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸和钙离子反应生成难溶性的碳酸钙，长时间反应，形成溶洞珊瑚，所以可以用沉淀平衡原理来解释；④碳酸钡能和盐酸反应生成氯化钡和二氧化碳、水，硫酸钡和盐酸不反应，所以碳酸钡不能做“钡餐”而硫酸钡不能，可以用沉淀平衡原理来解释；⑤碳酸氢钠水解使其溶液呈碱性，硫酸铝水解使其溶液呈酸性，氢离子和氢氧根离子反应生成水，则碳酸氢钠和硫酸铝相互促进水解，从而迅速的产生二氧化碳，所以可以用盐类水解原理来解释泡沫灭火器灭火的原理，故不符合。综上所述，A正确。
答案：A
2．已知：25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11。下列说法正确的是(　　)
A．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大
B．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大
C．25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L－1 氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小
D．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
解析：Mg(OH)2的溶度积小，则其电离的镁离子浓度小，A错误；NH可以结合Mg(OH)2电离出的OH－，从而促使Mg(OH)2的溶解平衡正向移动，c(Mg2＋)增大，B正确；Ksp不随浓度变化，仅与温度有关，C错误；两者Ksp接近，使用浓氟化钠溶液可以使氢氧化镁转化为氟化镁，D错误。
答案：B
3．往锅炉注入Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸去除，下列叙述正确的是(　　)
A．温度升高，Na2CO3溶液的Kw增大，c(OH－)减小
B．CaSO4能转化为CaCO3，说明Ksp(CaCO3)＞Ksp(CaSO4)
C．CaCO3溶解于盐酸而CaSO4不溶，是因为硫酸酸性强于盐酸
D．沉淀转化的离子方程式为CO(aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋SO(aq)
解析：温度升高，水的电离平衡正向移动，Kw增大；温度升高，Na2CO3的水解平衡正向移动，c(OH－)增大，A错误；Ksp(CaCO3)＜Ksp(CaSO4)，B错误；CaCO3与盐酸反应生成可溶性的氯化钙、水和二氧化碳，CaSO4与盐酸不满足复分解反应发生的条件，与酸性强弱无关，C错误；硫酸钙较为致密，可转化为较为疏松且溶解度更小的碳酸钙，沉淀转化的离子方程式为CaSO4(s)＋CO(aq)CaCO3(s)＋SO(aq)，D正确。
答案：D
4．25 ℃时，PbR(R2－为SO或CO)的沉淀溶解平衡关系如图所示。已知Ksp(PbCO3)＜Ksp(PbSO4)，下列说法不正确的是(　　)

A.线a表示PbCO3
B．Y点溶液是PbCO3的过饱和溶液
C．当PbSO4和PbCO3沉淀共存时，溶液中c(SO)和c(CO)的比是1×105
D．向X点对应的饱和溶液中加入少量Pb(NO3)2，可转化为Y点对应的溶液
解析：由Ksp(PbCO3)＜Ksp(PbSO4)可知，c(Pb2＋)相同时，c(SO)大于c(CO)，则由图可知，线a表示PbCO3，故A正确；由图可知，Y点Q(PbCO3)＞Ksp(PbCO3)，则Y点溶液是PbCO3的过饱和溶液，故B正确；当PbSO4和PbCO3沉淀共存时，溶液中c(SO)和c(CO)的比为＝＝＝＝1×105，故C正确；向X点对应的饱和溶液中加入少量Pb(NO3)2，溶液中c(Pb2＋)增大，由图可知，Y点c(Pb2＋)小于X点，故D错误。
答案：D
5．(2022·江苏苏州高三期中)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，还有少量Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。

已知：室温下Ksp＝1.82×10－8，Ksp＝1.46×10－13；Fe、Al完全沉淀的pH分别是3.2和4.6；Pb开始及完全沉淀的pH分别是7.2和9.1。下列说法正确的是(　　)
A．“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式：Pb2＋＋CO===PbCO3↓
B．“酸浸”中H2O2可以氧化Pb、Fe2＋和PbO2
C．“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是Fe和Al
D．“沉铅”后滤液中，主要存在的阳离子有Na＋、Fe3＋、Al3＋、Pb2＋
解析：已知室温下Ksp＝1.82×10－8，Ksp＝1.46×10－13，则 “脱硫”中PbSO4和碳酸根离子反应转化为碳酸铅沉淀，转化反应的离子方程式为：PbSO4＋CO===PbCO3↓＋SO，A错误；“酸浸”中H2O2具有氧化性，可以氧化Pb为Pb、氧化Fe2＋为三价铁离子；同时过氧化氢能使PbO2转化为Pb，反应中铅化合价降低作氧化剂，则过氧化氢中氧元素化合价升高，过氧化氢作还原剂，B错误；Fe、Al完全沉淀的pH分别是3.2和4.6，Pb开始及完全沉淀的pH分别是7.2和9.1，则“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是Fe和Al，C正确；依据上述分析可知，在“酸浸”后溶液的pH约为4.9，铁、铝离子转化为沉淀，加入氢氧化钠溶液，铅转化为沉淀，故“沉铅”后滤液中，主要存在的阳离子有Na＋，D错误。
答案：C
6．(2022·浙江高三模拟)含Cu2＋的废水常用MnS(s)作沉淀剂，原理为Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)。一定温度下，下列有关该反应的推理正确的是(　　)
A．该反应达到平衡时，c＝c
B．平衡体系中加入少量CuS(s)后，c变小
C．平衡体系中加入少量CuCl2(s)后，变大
D．该反应平衡常数：K＝
解析：根据Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)得，Ksp(CuS)＜Ksp(MnS)，K＝＝＝＞1，即c(Cu2＋)＜c(Mn2＋)，A错误，D正确；CuS为固体，对上述平衡没有影响，B错误；由Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)得到其平衡常数为：K＝，温度没有变化，K不变，即不变，C错误。
答案：D
7．(2022·四川雅安模拟预测)T1 ℃时，AgCl、AgBr在水中的溶解平衡曲线如图所示(X表示Cl或Br)，Ksp>Ksp。下列说法正确的是(　　)

A．L1代表AgCl在水中的溶解平衡曲线
B．其他条件不变，增大c，N点会向P点移动
C．AgCl在水中和氯化钠溶液中的溶解度相同
D．向2 mL 0.5 mol/L NaCl溶液中加入3～4滴0.1 mol/L AgNO3溶液，得到白色沉淀，再滴加0.1 mol/L NaBr溶液，出现浅黄色沉淀，可以证明Ksp>Ksp
解析：由KspKsp，故D正确。
答案：D
[提升练]
8．(2022·江苏南通高三模拟)室温下，通过下列实验探究0.010 0 mol·L－1Na2C2O4溶液的性质。下列说法正确的是(　　)
实验1：实验测得0.010 0 mol·L－1Na2C2O4溶液c＝4×10－6 mol·L－1
实验2：向溶液中滴加等体积0.010 0 mol·L－1HCl溶液，pH由8.6降为4.8
实验3：向溶液中加入等体积0.020 0 mol·L－1CaCl2溶液，出现白色沉淀
实验4：向稀硫酸酸化的KMnO4溶液中滴加Na2C2O4溶液至溶液褪色
A．0.010 0 mol·L－1Na2C2O4溶液中c＝2×10－6 mol·L－1
B．Ka1·Ka2＜Kw
C．由实验3可得Ksp＜5×10－5
D．实验4发生反应的离子方程式为C2O＋4MnO＋12H＋===2CO2↑＋4Mn2＋＋6H2O
解析：Na2C2O4发生两步水解：C2O＋H2OHC2O＋OH－、HC2O＋H2OH2C2O4＋OH－，且第一步水解程度大于第二步水解程度，又实验1测得0.010 0 mol·L－1Na2C2O4溶液c＝4×10－6 mol·L－1，则0.010 0 mol·L－1Na2C2O4溶液中c＜2×10－6 mol·L－1，故A错误；实验2向溶液中滴加等体积0.010 0 mol·L－1HCl溶液，生成NaHC2O4和NaCl，pH由8.6降为4.8，说明HC2O的电离程度大于其水解程度，故c(C2O)＞c(H2C2O4)，c2(H＋)＝(10－4.8)2＝10－9.6，则Ka1·Ka2＝×＝＞Kw，故B错误；实验3向溶液中加入等体积0.020 0 mol·L－1CaCl2溶液，混合瞬间c＝0.01 mol·L－1，c＝0.005 mol·L－1，由于生成白色沉淀，则Ksp＝c·c＜0.01×0.005＝5×10－5，故C正确；实验4发生氧化还原反应，根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平该离子方程式为5C2O＋2MnO＋16H＋===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O，故D错误。
答案：C
9．(2022·湖南娄底高三模拟)(双选)室温下，将0.1 mol·L－1 AgNO3溶液和0.1 mol·L－1 NaCl溶液等体积充分混合，一段时间后过滤，得滤液a和沉淀b。取等量的滤液a于两支试管中，分别滴加相同体积、浓度均为0.1 mol·L－1的Na2S溶液和Na2SO4溶液，前者出现浑浊，后者溶液仍澄清；再取少量的沉淀b，滴加几滴氨水，沉淀逐渐溶解。下列说法正确的是(　　)
A.从实验现象可以得出该温度下：Ksp(Ag2S) B．0.1 mol·L－1 Na2S溶液中存在：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋c(H2S)
C．沉淀b中滴加氨水发生反应的离子方程式：AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O
D．过滤后所得清液中一定存在：c(Ag＋)＝，且c(Ag＋)>
解析：等浓度等体积的AgNO3溶液和NaCl溶液充分反应，得到AgCl的饱和溶液，在滤液中仍有少量Ag＋，取等量滤液分别加入等浓度等体积的Na2S溶液和Na2SO4溶液，前者出现浑浊，后者溶液仍澄清，说明在此温度下，Ag2S溶解度更小，Ksp(Ag2S) 答案：AC
10．(双选)室温下，向Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中逐滴加入BaCl2溶液，溶液中－lg c(Ba2＋)与lg 的关系如图所示(已知：H2CO3的Ka1、Ka2分别为4.2×10－7、5.6×10－11；BaCO3的Ksp为5×10－9)。下列说法正确的是(　　)

A．a对应溶液中水的电离程度大于b
B．b对应溶液的c(HCO)＝0.05 mol·L－1
C．a→b的过程中，溶液中一直增大
D．a对应的溶液中一定存在：c(Na＋)＋2c(Ba2＋)＜3c(HCO)＋c(Cl－)
解析：由a到b时，c(Ba2＋)持续增大，BaCO3的Ksp不变，所以c(CO)持续减小，因为CO水解促进水的电离，所以该过程水的电离程度持续减小，则a对应溶液中水的电离程度大于b，A正确；b对应的溶液中，c(HCO)＝102c(CO)且c(Ba2＋)＝10－5 mol·L－1，BaCO3的Ksp＝c(Ba2＋)·c(CO)，所以此时c(CO)＝
5×10－4 mol·L－1，则c(HCO)＝102c(CO)＝0.05 mol·L－1，B正确；a→b的过程中，c(Ba2＋)持续增大，c(CO)持续减小，所以溶液碱性会减弱，导致c(H＋)增大，溶液中＝
＝，Ka1、Ka2不变，c(H＋)增大，所以一直减小，即一直减小，C错误；a对应的溶液中c(HCO)＝c(CO)，溶液中存在电荷守恒：c(Na＋)＋2c(Ba2＋)＋c(H＋)＝2c(CO)＋c(HCO)＋c(Cl－)＋c(OH－)，所以此时有c(Na＋)＋2c(Ba2＋)＋c(H＋)＝3c(HCO)＋c(Cl－)＋c(OH－)，碳酸钠和碳酸氢钠混合溶液显碱性，则c(H＋)＜c(OH－)，所以c(Na＋)＋2c(Ba2＋)＞3c(HCO)＋c(Cl－)，D错误。
答案：AB
[综合练]
11．按要求回答下列问题。
(1)已知25 ℃时Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，此温度下若在实验室中配制5 mol·L－1 100 mL FeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入________ mL 2 mol·L－1的盐酸(忽略加入盐酸体积)。
(2)CaSO3溶液与CaCl2溶液混合会生成难溶的CaSO3(Ksp＝3.1×10－7)，现将等体积的CaCl2溶液与Na2SO3溶液混合，若混合前Na2SO3溶液的浓度为2×10－3 mol·L－1，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为________。
(3)在某温度下，Ksp(FeS)＝6.25×10－18，FeS饱和溶液中 c(H＋)与c(S2－)之间存在关系：c2(H＋)·c(S2－)＝1.0×10－22，为了使溶液里c(Fe2＋) 达到1 mol·L－1，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的c(H＋)约为________。
解析：(1)若不出现浑浊现象，则c(Fe3＋)·c3(OH－) (2)根据CaSO3的Ksp＝3.1×10－7可知，生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为×2 mol·L－1＝6.2×10－4 mol·L－1。
(3)根据Ksp(FeS)＝6.25×10－18得：c(S2－)＝ mol·L－1＝6.25×10－18 mol·L－1，根据c2(H＋)·c(S2－)＝1.0×10－22得：c(H＋)＝ mol·L－1＝4×10－3 mol·L－1。
答案：(1)2.5　(2)6.2×10－4 mol·L－1　(3)4×10－3 mol·L－1
12．钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用，它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在，BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。
已知：SrSO4(s)Sr2＋(aq)＋SO(aq)
Ksp＝2.5×10－7；
SrCO3(s)Sr2＋(aq)＋CO(aq)
Ksp＝2.5×10－9。
(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为____________________________，该反应的平衡常数K的表达式为____________；该反应能发生的原因是_________________________
________________________________________________________________________(用沉淀溶解平衡的有关理论解释)。
(2)对于上述反应，实验证明增大CO的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。判断在下列两种情况下，平衡常数K的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”)：
①升高温度，平衡常数K将________。
②增大CO的浓度，平衡常数K将________。
(3)已知SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似，设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。实验所用的试剂为________；实验现象及其相应结论为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为SrSO4(s)＋CO(aq)SrCO3(s)＋SO(aq)，该反应的平衡常数表达式为K＝；根据沉淀转化的原理，该反应能够发生，是因为Ksp(SrCO3) (2)①降低温度有利于提高SrSO4的转化率，说明降温平衡向正反应方向移动，因此升高温度，平衡向逆反应方向移动，故平衡常数K减小。②平衡常数只与温度有关，增大CO的浓度，平衡常数不变。
(3)根据提供的信息，可以推断SrSO4难溶于盐酸，而SrCO3可溶于盐酸，因此向溶液中加入盐酸，若沉淀全部溶解，则SrSO4完全转化成SrCO3，若沉淀部分溶解，则SrSO4没有完全转化成SrCO3。
答案：(1)SrSO4(s)＋CO(aq)SrCO3(s)＋SO(aq)　K＝　Ksp(SrCO3) (2)①减小　②不变
(3)盐酸　若沉淀完全溶解，则证明SrSO4完全转化成SrCO3，否则，未完全转化