2019_2020学年高中化学第3章水溶液中的离子平衡第4节难溶电解质的溶解平衡第2课时沉淀反应的应用课后提能层级练新人教版选修4.doc
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第二课时 沉淀反应的应用 课后提能 层级练 1.(双选)(2018·海淀区高二检测)石灰乳中存在下列平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq);加入下列溶液,可使Ca(OH)2明显减少的是( ) A.Na2CO3溶液 B.KCl溶液 C.NaOH溶液 D.CaCl2溶液 解析:选AB 加入Na2CO3,Ca2++CO===CaCO3↓,c(Ca2+)减小,平衡右移,使Ca(OH)2减少;加入KCl溶液相当于加水稀释,Ca(OH)2减少;加入NaOH,c(OH-)增大,加入CaCl2,c(Ca2+)增大,平衡均向左移动,Ca(OH)2增多。 2.常温下几种难溶电解质的溶度积如表所示: 物质名称 硫化亚铁 硫化铜 硫化锌 溶度积 6.3×10-18 6.3×10-36 1.6×10-24 向含有等物质的量浓度的FeCl2、CuSO4、ZnSO4混合溶液中滴加0.01 mol·L-1 Na2S溶液时Fe2+、Cu2+、Zn2+沉淀的先后顺序为( ) A.Fe2+、Zn2+、Cu2+ B.Cu2+、Zn2+、Fe2+ C.Zn2+、Fe2+、Cu2+ D.Cu2+、Fe2+、Zn2+ 解析:选B 组成结构相似的物质,Ksp越小越易形成沉淀。硫化铜的溶度积最小,Cu2+最先沉淀,然后是Zn2+、Fe2+。 3.已知同温度下的溶解度:Zn(OH)2>ZnS,MgCO3>Mg(OH)2;就溶解或电离出S2-的能力而言,FeS>H2S>CuS,则下列离子方程式错误的是( ) A.Mg2++2HCO+2Ca2++4OH-===Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O B.Cu2++H2S===CuS↓+2H+ C.Zn2++S2-+2H2O===Zn(OH)2↓+H2S↑ D.FeS+2H+===Fe2++H2S↑ 解析:选C 就溶解度而言,反应向着生成溶解度更小的方向进行;就电离而言,反应向着难电离的方向进行,Zn2+与S2-反应生成更难溶的ZnS而不是Zn(OH)2。 4.已知:Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液,产生的实验现象是( ) A.固体逐渐溶解,最后消失 B.固体由白色变为黑色 C.固体颜色变化但质量不变 D.固体逐渐增多,但颜色不变 解析:选B ZnS和CuS阴阳离子个数比为1∶1,且Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),可得ZnS溶解度大于CuS,因此在ZnS饱和溶液中加CuSO4会使ZnS沉淀转化生成黑色CuS。 5.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热纯碱溶液的洗涤油污能力强 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”而硫酸钡则能 ⑤泡沫灭火器灭火的原理 A.②③④ B.①②③ C.③④⑤ D.①②③④⑤ 解析:选A ①⑤是水解平衡原理,不涉及沉淀溶解平衡的问题;②产生BaSO4沉淀,③是沉淀和溶解,④是BaCO3沉淀的溶解。 6.实验:①0.1 mol·L-1 AgNO3溶液和0.1 mol·L-1 NaCl溶液等体积混合得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c; ②向滤液b中滴加0.1 mol·L-1 KI溶液,出现浑浊; ③向沉淀c中滴加0.1 mol·L-1 KI溶液,沉淀变为黄色。 下列分析不正确的是( ) A.浊液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) B.滤液b中不含有Ag+ C.③中颜色变化说明AgCl转化为AgI D.实验可以证明AgI比AgCl更难溶 解析:选B 在浊液a中,存在AgCl的沉淀溶解平衡,即在滤液b中,仍含有少量Ag+,故在b中生成了AgI沉淀,A正确,B错误;向白色沉淀AgCl中滴加KI溶液生成黄色AgI,由此可说明AgI比AgCl更难溶,C、D正确。 7.“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11,Ksp(CaF2)=1.05×10-10。当加入过量NaF后,所得滤液c(Mg2+)/c(Ca2+)=________。 解析:====0.7。 答案:0.7 8.已知25 ℃ 时,Ksp[Fe(OH)3]=8×10-39。 (1)该温度下反应Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常数为________(列式并计算)。 (2)向0.001 mol·L-1 FeCl3溶液中通入氨气(体积变化忽略不计),开始沉淀时溶液的pH为________(lg 5=0.7)。 答案:(1)K====8×103(2)2.3 9.试用平衡移动原理解释下列事实: (1)BaCO3不溶于水,为什么不能作钡餐? (2)分别用等体积的蒸馏水和0.01 mol·L-1的盐酸洗涤AgCl沉淀,用水洗涤造成AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。 答案:(1)BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO(aq),HCl===H++Cl-,2H++CO===H2O+CO2↑,胃酸中盐酸电离的H+与BaCO3产生的CO结合生成CO2和H2O,破坏了BaCO3的溶解平衡,c(Ba2+)增大,引起人体中毒。 (2)用水洗涤AgCl,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡右移,AgCl的质量减少,用盐酸洗涤AgCl,稀释的同时HCl电离产生的Cl-会使平衡左移,AgCl减少的质量要小些。 1.已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=7.8×10-13。现将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合,再加入足量浓AgNO3溶液,发生的反应为( ) A.只有AgBr沉淀 B.AgCl和AgBr沉淀等量生成 C.AgCl和AgBr沉淀都有,但以AgCl沉淀为主 D.AgCl和AgBr沉淀都有,但以AgBr沉淀为主 解析:选C 在AgCl和AgBr两饱和溶液中,前者c(Ag+)大于后者c(Ag+),c(Cl-)>c(Br-)。当将AgCl、AgBr两饱和溶液混合时,发生沉淀的转化:生成AgBr沉淀。当加入足量的浓AgNO3溶液时,AgBr沉淀有所增多,但AgCl沉淀增加更多。 2.为研究沉淀的生成及转化,某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是( ) A.①浊液中存在平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq) B.②中颜色变化说明上层清液中含有SCN- C.③中颜色变化说明有AgI生成 D.该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶 解析:选D 根据信息,白色沉淀是AgSCN,存在溶解平衡;AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq),故A正确;取上层清液,加入Fe3+出现红色溶液,说明生成Fe(SCN)3,说明溶液中含有SCN-,故B正确;AgI是黄色沉淀,现象是黄色沉淀说明有AgI产生,故C正确;①中反应Ag+有剩余,加入KI溶液,使c(I-)·c(Ag+)>Ksp(AgI)而有黄色沉淀,并不是沉淀AgSCN,转化为AgI,因此不能说明AgI比AgSCN更难溶,故D错误。 3.化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2+:Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),下列说法错误的是( ) A.MnS的Ksp比CuS的Ksp大 B.该反应达平衡时c(Mn2+)=c(Cu2+) C.往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K= 解析:选B 根据沉淀转化向溶度积小的方向进行,Ksp(MnS)>Ksp(CuS),A对;该反应达平衡时c(Mn2+)、c(Cu2+)保持不变,但不一定相等,B错;往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,平衡向正方向移动,c(Mn2+)变大,C对;该反应的平衡常数K===,D对。 4.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-1NH4Cl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:选B Mg(OH)2的溶度积小,故其电离的Mg2+浓度要小一些,A错;NH可以结合Mg(OH)2电离出的OH-离子,从而促使Mg(OH)2的电离平衡正向移动,c(Mg2+)增大,B正确;Ksp仅与温度有关,C错;二者Ksp接近,使用浓NaF溶液可以使Mg(OH)2转化成为MgF2,D错。 5.(2019·天津河西区高二检测)已知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9。下列说法中不正确的是( ) A.BaSO4比BaCO3溶解度小,所以BaCO3可以转化为BaSO4 B.BaCO3、BaSO4均不溶于水,所以都可以做钡餐试剂 C.向Na2CO3溶液中加入BaCl2和Na2SO4,当两种沉淀共存时,c(SO)/c(CO)=4.4×10-2 D.常温下,BaCO3若要在Na2SO4溶液中开始转化为BaSO4,则Na2SO4的浓度必须不低于2.2×10-6 mol·L-1 解析:选B 只要控制条件,既可以实现由溶度积小的物质向溶度积大的物质转化,也可以实现由溶度积大的向溶度积小的物质转化,一般由大的转化为小的更容易进行,难溶的更易转化成更难溶的,A项正确;碳酸钡能溶于胃酸生成钡离子,引起重金属中毒,B项错误;向溶液中加BaCl2和Na2SO4时,溶液中Ba2+浓度相等,当两种沉淀共存时Ksp(BaSO4)÷Ksp(BaCO3)=c(SO)/c(CO)=1.1×10-10÷2.5×10-9=4.4×10-2,C项正确;在碳酸钡溶液中,c(Ba2+)==5×10-5mol·L-1,常温下BaCO3开始转化为BaSO4时,c(SO)=(1.1×10-10)÷(5×10-5)=2.2×10-6,D项正确。 6.(2019·太原五中高二检测)在某溶液中有浓度均为0.01 mol·L-1的Fe3+、Cr3+、Zn2+、Mg2+等离子,已知25 ℃时,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH)3]=7.0×10-31,Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。当下列离子以氢氧化物的形式开始沉淀时,所需的pH最小的是( ) A.Fe3+ B.Cr3+ C.Zn2+ D.Mg2+ 解析:选A 由溶度积常数可知,浓度均为0.01 mol·L-1的Fe3+、Cr3+、Zn2+、Mg2+以氢氧化物的形式开始沉淀时,所需c(OH-)依次是1.6×10-12 mol/L、4.1×10-10 mol/L、3.2×10-8 mol/L、4.2×10-5 mol/L。Fe3+开始沉淀时,c(OH-)最小,即c(H+)最大,pH最小。 7.已知AgCl为难溶于水和酸的白色固体,Ag2S为难溶于水和酸的黑色固体。向AgCl和水形成的悬浊液中加入足量的Na2S溶液并振荡,结果白色固体完全转化为黑色固体: (1)写出白色固体转化为黑色固体的离子方程式:_____________________。 (2)简要说明白色固体转化为黑色固体的原因______________________。 解析:由于AgCl的溶解度远大于Ag2S的溶解度,即Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S),当在AgCl与水的悬浊液中加入Na2S(aq)时,对Ag2S来说Qc>Ksp,所以2Ag++S2-===Ag2S↓,使AgCl(s)Ag++Cl-溶解平衡向右移动,最终转化成Ag2S。 答案:(1)2AgCl+S2-===Ag2S+2Cl- (2)因为Ag2S的溶解度比AgCl的溶解度小,根据平衡移动原理,沉淀溶解平衡向离子浓度减小的方向移动 8.某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性,查得25 ℃时如下资料: 难溶电解质 CaCO3 CaSO4 MgCO3 Mg(OH)2 Ksp 2.8×10-9 9.1×10-6 6.8×10-6 1.8×10-12 实验步骤如下: ①往100 mL 0.1 mol·L-1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol·L-1的Na2SO4溶液,立即有白色沉淀生成。 ②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g,搅拌,静置,沉淀后弃去上层清液。 ③再加入蒸馏水搅拌,静置,沉淀后再弃去上层清液。 ④____________________________________________________________。 (1)由题中信息知Ksp越大,表示电解质的溶解度越________(填“大”或“小”)。 (2)写出第②步发生反应的化学方程式:________。 (3)设计第③步的目的是________。 (4)请补充第④步操作及发生的现象:_______________________________。 解析:由Ksp表达式不难看出其与溶解度的关系,在硫酸钙的悬浊液中存在着:CaSO4(aq)===SO(aq)+Ca2+(aq),而加入Na2CO3后,溶液中CO浓度较大,而CaCO3的Ksp较小,故CO与Ca2+结合生成沉淀,即CO+Ca2+===CaCO3↓。既然是探究性实验,必须验证所推测结果的正确性,故设计了③④步操作,即验证所得固体是否为碳酸钙。 答案:(1)大 (2)Na2CO3+CaSO4===Na2SO4+CaCO3↓ (3)洗去沉淀中附着的SO (4)向沉淀中加入足量的盐酸,沉淀完全溶解并放出无色无味气体 9.已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1.9×10-12,现在向0.001 mol·L-1 K2CrO4和0.01 mol·L-1 KCl混合液中滴加0.01 mol·L-1 AgNO3溶液,通过计算回答: (1)Cl-、CrO谁先沉淀? (2)刚出现Ag2CrO4沉淀时,溶液中Cl-浓度是多少?(设混合溶液在反应中体积不变) 解析:由Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)得c(Ag+)===1.8×10-8 mol/L。由Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO),得c(Ag+)== mol/L=4.36×10-5 mol/L,生成AgCl沉淀需c(Ag+)=1.8×10-8 mol/L<生成Ag2CrO4沉淀时所需c(Ag+),故Cl-先沉淀。刚开始生成Ag2CrO4沉淀时,c(Cl-)== mol/L=4.13×10-6 mol/L。 答案:(1)Cl-先沉淀(2)4.13×10-6 mol·L-1 7- 配套讲稿:
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