【配套K12】[学习]2019版高考化学一轮复习 第八章 水溶液中的离子平衡 第四讲 难溶电解质的溶

第四讲 难溶电解质的溶解平衡

[课后达标训练]

一、选择题

1.25 ℃时，PbCl2固体在不同浓度盐酸中的溶解度如图所示。在制备PbCl2的实验中，洗涤PbCl2固体最好选用( )

A．蒸馏水

B．1.00 mol·L盐酸 C．5.00 mol·L盐酸 D．10.00 mol·L盐酸

解析：选B。观察题图知，PbCl2固体在浓度为1.00 mol·L的盐酸中溶解度最小。 2．已知25 ℃时，以下五种物质的Ksp：

物质 AgCl 2×10－10－1

－1－1－1

Ag2CrO4 2×10－12AgBr 5.4×10－13AgI 8.3×10－17Ag2S 6.3×10－50Ksp 颜色 白色 砖红色 淡黄色 黄色 黑色 现以0.1 mol·L( )

－1

的AgNO3溶液测定某溶液中c(Cl)，适宜作滴定指示剂的物质是

－

A．K2CrO4 C．KI

B．KBr D．K2S

－

＋

解析：选A。若用AgNO3去滴定溶液中的Cl，则选用的滴定指示剂与Ag反应生成物的溶解度应大于AgCl的溶解度，根据Ksp数据计算可知，只有Ag2CrO4的溶解度大于AgCl的溶解度，且Ag2CrO4为砖红色沉淀，颜色变化明显，故可用K2CrO4作该实验的滴定指示剂。

3．25 ℃，Ksp(AgCl)＝1.56×10

－10

，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10

－12

，下列说法正确的是( )

A．向同浓度的Na2CrO4和NaCl混合溶液中滴加AgNO3溶液，AgCl先析出 B．向AgCl饱和溶液中加入NaCl晶体，有AgCl析出且溶液中c(Cl)＝c(Ag)

－

＋

c（Cl－）1.56×10－10C．AgCl和Ag2CrO4共存的悬浊液中，＝2－－12 c（CrO4）9.0×10

D．向Ag2CrO4悬浊液中加入NaCl浓溶液，Ag2CrO4不可能转化为AgCl

解析：选A。向AgCl饱和溶液中加入NaCl晶体，c(Cl)>c(Ag)，B选项错误；AgCl

－

＋

c（Cl－）c（Cl－）·c2（Ag＋）1.56×10－10×c（Ag＋）

和Ag2CrO4共存的悬浊液中，＝2＝，2－＋2－－12c（CrO4）c（Ag）·c（CrO4）9.0×10

C选项错误；向Ag2CrO4悬浊液中加入NaCl浓溶液，Ag2CrO4能转化为AgCl，D选项错误。

4．已知Ksp(AgCl)＝1.56×10精品K12教育教学资料

－10

，Ksp(AgBr)＝7.7×10

－13

，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10

－12

。某

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溶液中含有Cl、Br和CrO4，浓度均为0.010 mol·L，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L

－1

－

－

2－

－1

的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( ) A．Cl、Br、CrO4 C．Br、Cl、CrO4

－

－

2－

－

－

2－

B．CrO4、Br、Cl D．Br、CrO4、Cl

－

－

2－

－

2－

－

2－－－

解析：选C。利用沉淀溶解平衡原理，当Qc>Ksp时，有沉淀析出。溶液中Cl、Br、CrO4

－1

－1

的浓度均为0.010 mol·L，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L的AgNO3溶液时，溶解度小的先满足Qc>Ksp，有沉淀析出。比较Ksp，AgBr、AgCl同类型，溶解度：AgBr－1

＋

－10

mol·L

2－

，Ag2CrO4中，Ag2CrO4(s)

3

2

3

2Ag＋CrO4，设c(CrO4)＝x，则Ksp(Ag2CrO4)＝c(Ag)·c(CrO4)

＋2－2－2＋

＝(2x)·x＝4x，则x＝

3

Ksp（Ag2CrO4）

4

3

＝ 9.0×10

4

－12，故Ag2CrO4中c(Ag)＝2x＝2

＋

9.0×10

4

－12>1.56×10

－

－

－10

。故溶解度顺序为AgBr2－

淀的先后顺序为Br、Cl、CrO4。

5. (2018·太原模拟)一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中存在着沉淀溶解平衡，已知：

物质 Fe(OH)2 8.0×10－16Cu(OH)2 2.2×10－20Fe(OH)3 4.0×10－38Ksp(25 ℃)

25 ℃时，对于含Fe2(SO4)3、FeSO4和CuSO4各0.5 mol的1 L混合溶液，根据上表数据判断，下列说法不正确的是( )

A．在pH＝5的溶液中，Fe不能大量存在

B．混合溶液中c(SO4)∶[c(Fe)＋c(Fe)＋c(Cu)]>5∶4

C．向混合溶液中逐滴加入0.1 mol·LNaOH溶液，最先看到红褐色沉淀

D．向混合溶液中加入适量氯水，并调节pH到3～4过滤，可获较纯净的CuSO4溶液 解析：选D。在pH＝5的溶液中OH的浓度是10 mol·L，根据Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10

－38

－

－9

－1

－1

2－

3＋

2＋

2＋

3＋

知Fe不能大量存在，A正确；由于在溶液中金属阳离子均水解，则混合溶液中

3＋

－3＋2＋2＋

c(SO24)∶[c(Fe)＋c(Fe)＋c(Cu)]>5∶4，B正确；根据三种物质的溶度积常数可知形

成沉淀时需要氢氧根的浓度分别是

3

8.0×10

0.5

－16

mol·L、

－1

2.2×10

0.5

－1

－20

mol·L、

－1

4.0×10

1

－38 mol·L，因此向混合溶液中逐滴加入0.1 mol·LNaOH溶液，首先生成氢

－1

氧化铁沉淀，则最先看到红褐色沉淀，C正确；向混合溶液中加入适量氯水，并调节pH到3～精品K12教育教学资料

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4过滤，得到的是硫酸、盐酸和CuSO4的混合溶液，D错误。

6．25 ℃时，CaCO3在水中的溶解平衡曲线如图所示。已知25 ℃时，CaCO3的Ksp(CaCO3)＝2.8×10。据图分析，下列说法不正确的是( )

－9

A．x的数值为2×10 B．c点时有碳酸钙沉淀生成 C．b点与d点对应的溶度积相等 D．加入蒸馏水可使溶液由d点变到a点

－5

Ksp（CaCO3）2.8×10－9解析：选D。d点c(CO)＝1.4×10 mol·L，则c(Ca)＝＝－－4

c（CO21.4×103）

2－

3

－4

－1

2＋

mol·L＝2×10 mol·L，即x＝2×10，A正确；c点Qc>Ksp，故有沉淀生成，B正确；溶度积只与温度有关，b点与d点对应的溶度积相等，C正确；加入蒸馏水后，d点各离子浓度都减小，不可能变到a点，D错误。

7．(2018·长春联考)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10

－12

－1－5－1－5

，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．所得溶液中的c(H)＝1.0×10

＋

－13

mol·L

－1

B．加入Na2CO3固体，可能生成沉淀 C．所加的烧碱溶液的pH＝13 D．所得溶液中的c(Mg)＝5.6×10

＋

2＋

－10

mol·L

－13

－1

解析：选C。pH＝13，则c(H)＝1.0×10 mol·L，A正确；加入Na2CO3固体，当

－1

－

c(Mg2＋)·c(CO2B正确；因为向MgCl2溶液中加NaOH溶液后3)>Ksp(MgCO3)时生成MgCO3沉淀，

混合溶液的pH＝13，所以所加NaOH溶液pH>13，C错误；溶液中的c(Mg)＝5.6×10(10)＝5.6×10

－12

－10

2＋－12

÷

(mol·L)，D正确。

－1

8．Zn(OH)2与Al(OH)3性质相似，均为两性氢氧化物，已知有关锌的化合物的下列反应：Zn＋2OH===Zn(OH)2↓；Zn(OH)2＋2OH===[Zn(OH)4]。如图是常温条件下，溶液的pH与lg C的关系图像，lg C＝lg c(Zn)或lg C＝lg c[Zn(OH)4]。

2＋

2－

2＋

－

－

2－

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下列说法不正确的是( )

A．由b点变到a点可以通过增大溶液pH和溶液中c(Zn)的方法来实现 B．溶液中Zn析出沉淀的pH范围为8～12 C．常温下，Ksp[Zn(OH)2]＝1.0×10

2＋

－17

2＋

2＋

2－

D．元素Zn在A区以Zn存在，在C区以[Zn(OH)4]存在

解析：选B。通过增大溶液pH和溶液中c(Zn)可以使b点变到a点，A项正确；B区及两条实线上任何一点都有Zn(OH)2沉淀出现，不仅仅是pH在8～12之间，B项错误；由图中的虚线可知Ksp[Zn(OH)2]＝c(Zn)·c(OH)＝10×(1.0×10)＝1.0×10由图可知，D项正确。

9．常温下，将0.1 mol BaSO4粉末置于盛有500 mL蒸馏水的烧杯中，然后烧杯中加入Na2CO3固体(忽视溶液体积的变化)并充分搅拌，加入Na2CO3固体的过程中，溶液中几种离子的浓度变化曲线如图所示，下列说法中正确的是( )

2＋

2

－

－3

－72

－17

2＋

，C项正确；

A．相同温度时，Ksp(BaSO4)>Ksp(BaCO3)

B．BaSO4在水中的溶解度、Ksp均比在BaCl2溶液中的大 C．反应BaSO4(s)＋CO3(aq)

2－

K1

K2

BaCO3(s)＋SO4(aq)的K22－

D．若使0.1 mol BaSO4全部转化为BaCO3，至少要加入2.6 mol Na2CO3

解析：选D。由图像知当c(CO3)≤2.5×10mol/L时，c(SO4)＝c(Ba)＝1.0×10

5

2－

－4

2－

2＋

－

mol/L，故Ksp(BaSO4)＝1.0×10

－10

；当c(CO3)>2.5×10mol/L时，开始有BaCO3生成，故

2－－4

Ksp(BaCO3)＝2.5×10－4×1.0×10－5＝2.5×10－9，A项错误；Ksp只与温度有关，B项错误；K1

2－

c（SO4）Ksp（BaSO4）＝＝＝0.04，K2×K1＝1，故K2>K1，C项错误；当0.1 mol BaSO4全部2－

c（CO3）Ksp（BaCO3）

2－

c（SO4）0.2 mol/L2－

转化为BaCO3时，溶液中c(SO)＝0.2 mol/L，K1＝＝＝0.04，c(CO3)2－2－c（CO3）c（CO3）

2－4

＝5 mol/L，即0.1 mol BaSO4转化完时溶液中还有2.5 mol CO3，转化过程中还消耗了0.1 mol CO3，故至少需要2.6 mol Na2CO3，D项正确。 精品K12教育教学资料

2－

2－

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二、非选择题

10．金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol·L)如图所示。

－1

(1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是_______________________________。 (2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe，应该控制溶液的pH________(填字母)。 A．<1 B．在4左右 C．>6

(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co杂质，________(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是______________________________________________。

(4)已知一些难溶物的溶度积常数如下表： 物质 FeS 6.3×10－182＋3＋

MnS 2.5×10－13CuS 1.3×102＋－35PbS 3.4×10－28HgS 6.4×10－33ZnS 1.6×10－24Ksp 为除去某工业废水中含有的Cu、Pb、Hg杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的________(填选项)。

A．NaOH B．FeS C．Na2S

解析：(1)由图可知，在pH＝3时溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀，铜元素主要以Cu形式存在；(2)要除去Fe的同时必须保证Cu不能沉淀，因此pH应保持在4左右；(3)从图示关系可以看出，Co和Ni沉淀的pH范围相差太小，不能通过调节pH而达到分离的目的；(4)要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时又不会引入其他离子。

答案：(1)Cu (2)B (3)不能 Co和Ni沉淀的pH范围相差太小 (4)B 11．请按要求回答下列问题：

(1)已知25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10

－11

2＋

2＋

2＋

2＋

2＋

3＋

2＋

2＋

2＋2＋，

－1

Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20。在25 ℃下，向浓度均为0.1 mol·L的MgCl2和CuCl2混合

溶液中逐滴加入氨水，先生成______________沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离子方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 精品K12教育教学资料

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(2)25 ℃时，向0.01 mol·L的MgCl2溶液中逐滴加入浓NaOH溶液，刚好出现沉淀时，溶液的pH为________；当Mg完全沉淀时，溶液的pH为________。(忽略溶液体积变化，已知lg 2.4＝0.4，lg 7.7＝0.9)

(3)已知25 ℃时，Ksp(AgCl)＝1.8×10液中的c(Ag)约为________mol·L。

(4)已知25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×103H2O的平衡常数K＝________。

解析：(1)因为Ksp[Cu(OH)2]－5

－1

＋

－11

－39

＋

－1

－10

2＋

－1

，则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液，溶

，该温度下反应Fe(OH)3＋3H

＋

Fe＋

3＋

＝c(Mg)·c(OH)＝0.01·c(OH)，则c(OH)＝4.2×10

－10

2＋2－2－－

mol·L，c(H)＝Kw/c(OH)＝2.4×10

－

mol·L，则pH＝9.6，即当pH＝9.6时，开

－5

－1

－1

始出现Mg(OH)2沉淀。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10 mol·L时，沉淀已经完全，故Mg完全沉淀时有 1×10·c(OH)＝1.8×10

－1

2＋

－5

2

－

－11

，则c(OH)＝1.3×10 mol·L

－－3

，此时，c(H)＝7.7×10

＋－12

mol·L，pH＝11.1。

＝c(Ag)·c(Cl)＝c(Ag)，解得：c(Ag)≈1.3×10 mol·L

＋

－

2

＋

＋

－5

－1

(3)Ksp(AgCl)＝1.8×10

－1

－10

。

(4)Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe)·c(OH)，题示反应的平衡常数为K＝c(Fe)/c(H)，25 ℃

3＋

3

－

3＋

3

＋

时水的离子积为Kw＝c(H)·c(OH)＝1×10

39

＋－－14

，推得K＝Ksp[Fe(OH)3]/Kw，即K＝2.79×10

3－

/(1×10

－143

)＝2.79×10。

2＋

＋

－

3

答案：(1)Cu(OH)2 Cu＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH4 (2)9.6 11.1 (3)1.3×10

5

(4)2.79×10

12．(2018·杭州模拟)工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca、Mg、Fe、Cl和SO4

2＋

2＋

3＋

－

2－

3

等杂质，提纯工艺线路如图所示：

有关物质的溶度积(25 ℃)如表所示： 物质 CaCO3 －9MgCO3 －6Ca(OH)2 4.68×10 －6Mg(OH)2 5.61×10－12Fe(OH)3 2.×10－39Ksp 4.96×10 6.82×10 回答下列问题： (1)写出加入NaOH溶液时反应的离子方程式：______________________________ ________________________________________________________________________。 常温下，向含有Mg、Fe的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8

2＋

3＋

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时，c(Mg)∶c(Fe)＝________。

(2)“母液”中除了含有Na、CO3外，还含有________等离子。

(3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线进行循环使用。请你分析在实际工业生产中是否可行：________(填“可行”或“不可行”)，并说明理由：_________

________________________________________________________________________。 解析：(1)由溶度积表知，加入NaOH溶液时，主要是MgCO3与NaOH反应生成Ksp更小的Mg(OH)2沉淀。pH＝8，c(OH)＝10 mol·L，则Ksp＝c(Mg)·c(OH)＝c(Mg)×10＝5.61×102.×10

－21

－39

－12

－

－6

－1

2＋

2

－

2＋

－12

＋

2－

2＋

3＋

，得c(Mg)＝5.61 mol·L；Ksp＝c(Fe)·c(OH)＝c(Fe)×10

3＋

－21

－1

2＋

3＋

2＋－13＋3－3＋－18

＝

，得c(Fe)＝2.×10

21

mol·L，所以c(Mg)∶c(Fe)＝5.61∶(2.×10

－

2－

)＝2.125×10。(2)“母液”中还含有Cl、SO4等。 答案：(1)MgCO3＋2OH===Mg(OH)2＋CO3 2．125×10 (2)Cl、SO4

(3)不可行 若将“母液”循环使用，则溶液中c(Cl)和c(SO4)增大，最后所得产物

－

2－

21

－

2－

－

2－

Na2CO3混有杂质

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