2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 同步課時(shí)分層作業(yè)19 沉淀溶解平衡 魯科版選修4.doc

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課時(shí)分層作業(yè)(十九)　沉淀溶解平衡 (建議用時(shí)：45分鐘) [基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練] 1．在一定溫度下，Mg(OH)2固體在水溶液中達(dá)到平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)。若使固體Mg(OH)2的量減少，而且[Mg2＋]不變，則可采取的措施是(　　) A．加MgCl2　　　　 B．加H2O C．加NaOH D．加HCl B　[加入水后，只要Mg(OH)2固體沒(méi)有完全溶解，水溶液一定為飽和溶液，[Mg2＋]不變。] 2．已知在25 ℃時(shí)一些難溶物質(zhì)的溶度積常數(shù)如下： 化學(xué)式 Zn(OH)2 ZnS AgCl 溶度積 510－17 mol3L－3 2.510－22 mol2L－2 1.810－10 mol2L－2 化學(xué)式 Ag2S MgCO3 Mg(OH)2 溶度積 6.310－50 mol3L－3 6.810－6 mol2L－2 1.810－11 mol3L－3 根據(jù)上表數(shù)據(jù)，判斷下列化學(xué)方程式不正確的是(　　) A．2AgCl＋Na2S===2NaCl＋Ag2S B．MgCO3＋H2O===Mg(OH)2＋CO2↑ C．ZnS＋2H2O===Zn(OH)2↓＋H2S↑ D．Mg(HCO3)2＋2Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O C　[根據(jù)溶度積常數(shù)可知，溶解度：Ksp(ZnS)＜Ksp[Zn(OH)2]，由于發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)時(shí)生成溶解度更小的物質(zhì)，故C不正確。] 3．在BaSO4飽和溶液中加入少量的BaCl2溶液產(chǎn)生BaSO4沉淀，若以Ksp表示BaSO4的溶度積常數(shù)，則平衡后的溶液中(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41722177】 A．[Ba2＋]＝[SO]＝ B．[Ba2＋][SO]＞Ksp，[Ba2＋]＝[SO] C．[Ba2＋][SO]＝Ksp，[Ba2＋]＞[SO] D．[Ba2＋][SO]≠Ksp，[Ba2＋]＜[SO] C　[在BaSO4飽和溶液中加入少量的BaCl2溶液，原溶解平衡：BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)向左移動(dòng)，則達(dá)到新平衡時(shí)，溶液中 [Ba2＋]＞[SO]；由于溫度不變，所以溶液中Ksp＝[Ba2＋][SO]不變，C項(xiàng)正確。] 4．下列說(shuō)法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41722178】 A．向AgI沉淀中加入飽和KCl溶液，有白色沉淀生成，說(shuō)明AgCl比AgI更難溶 B．向濃度均為0.1 molL－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，若先生成藍(lán)色Cu(OH)2沉淀，則Ksp[Mg(OH)2]＜Ksp[Cu(OH)2] C．向BaSO4飽和溶液中加入飽和Na2CO3溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明Ksp(BaSO4)大于Ksp(BaCO3) D．向1 mL 0.2 molL－1的NaOH溶液中滴入1 mL 0.1 molL－1的MgCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀后，再滴加2滴0.1 molL－1的FeCl3溶液，又生成紅褐色沉淀，說(shuō)明在相同溫度下的溶解度：Mg(OH)2＞Fe(OH)3 D　[A項(xiàng)，加入飽和KCl溶液，[Cl－]比較大，會(huì)導(dǎo)致[Cl－][Ag＋]＞Ksp(AgCl)，不能說(shuō)明AgCl比AgI更難溶，錯(cuò)誤；B項(xiàng)能說(shuō)明Ksp[Mg(OH)2]＞Ksp[Cu(OH)2]，錯(cuò)誤；C項(xiàng)；加入飽和Na2CO3溶液，[CO]比較大，會(huì)導(dǎo)致[CO][Ba2＋]＞Ksp(BaCO3)，不能說(shuō)明Ksp(BaSO4)大于Ksp(BaCO3)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，加入FeCl3溶液后，白色沉淀轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，說(shuō)明在相同溫度下的溶解度：Mg(OH)2＞Fe(OH)3，正確。] 5．一定溫度下，在100 mL 0.01 molL－1的KCl溶液中，加入1 mL 0.01 molL－1的AgNO3溶液，下列說(shuō)法正確的是(該溫度下AgCl的Ksp＝1.810－10mol2L－2)(　　) A．有AgCl沉淀析出 B．無(wú)AgCl沉淀析出 C．無(wú)法確定是否有沉淀析出 D．有沉淀析出但不是AgCl沉淀 A　[由于Q＝c(Ag＋)c(Cl－)≈molL－10.01 molL－1＝110－6mol2L－2＞Ksp，故應(yīng)有AgCl沉淀析出。] 6．已知298 K時(shí)，Mg(OH)2的溶度積常數(shù)Ksp＝5.610－12mol3L－3，取適量的MgCl2溶液，加入一定量的燒堿溶液達(dá)到沉淀溶解平衡，測(cè)得pH＝13.0，則下列說(shuō)法不正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41722179】 A．所得溶液中的[H＋]＝10－13molL－1 B．所得溶液中由水電離出的[OH－]＝10－13molL－1 C．所加燒堿溶液的pH＝13.0 D．所得溶液中的[Mg2＋]＝5.610－10molL－1 C　[pH＝13.0，即所得溶液中的[H＋]＝10－13molL－1，故A項(xiàng)正確；溶液呈堿性，水的電離被抑制，所得溶液中由水電離產(chǎn)生的[OH－]＝[H＋]＝10－13molL－1，故B項(xiàng)正確；所加燒堿溶液的pH大于13.0，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；所得溶液中的[Mg2＋]＝＝molL－1＝5.610－10molL－1，故D項(xiàng)正確。] 7．非結(jié)合膽紅素(UCB)分子中含有羥基，被氧化后(生成羧基)與鈣離子結(jié)合形成膽紅素鈣的反應(yīng)就是一個(gè)沉淀生成的離子反應(yīng)，從動(dòng)態(tài)平衡的角度分析，下列能預(yù)防膽紅素鈣結(jié)石的方法是(　　) A．大量食用純堿可使鈣離子沉淀完全，防止膽紅素鈣結(jié)石生成 B．不食用含鈣的食品 C．適量服用維生素E、維生素C等抗氧化自由基可預(yù)防膽紅素鈣結(jié)石 D．常喝水稀釋鈣離子，溶解沉淀 C　[由題意可知，膽紅素鈣結(jié)石的成因是非結(jié)合膽紅素被氧化后與Ca2＋結(jié)合，若降低氧化產(chǎn)物或Ca2＋的濃度，可預(yù)防膽紅素鈣結(jié)石，但人體的體液平衡需維持一定濃度的Ca2＋故本題選C。] 8．(1)對(duì)于Ag2S(s)2Ag＋(aq)＋S2－(aq)，其Ksp的表達(dá)式為_(kāi)___________________________________________________________。 (2)下列說(shuō)法不正確的是________(填序號(hào))。 ①用稀鹽酸洗滌AgCl沉淀比用水洗滌損耗AgCl少 ②一般來(lái)說(shuō)，物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而增加，故物質(zhì)的溶解過(guò)程大多是吸熱過(guò)程 ③對(duì)于Al(OH)3(s)Al3＋(aq)＋3OH－(aq)和Al(OH)3Al3＋＋3OH－，前者為溶解平衡，后者為電離平衡 ④除去溶液中的Mg2＋，用OH－沉淀比用CO好，說(shuō)明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3大 ⑤沉淀反應(yīng)中常加入過(guò)量的沉淀劑，其目的是使沉淀更完全 (3)如何除去Mg(OH)2中混有的Ca(OH)2？ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 [解析]　(1)由溶度積的概念可直接寫(xiě)出。(2)①Cl－抑制了AgCl的溶解，①正確；②物質(zhì)的溶解過(guò)程大多是吸熱過(guò)程，②正確；③正確；④除去溶液中的Mg2＋，用OH－沉淀比用CO好，是因?yàn)镸g(OH)2的Ksp更小，使溶液中剩余的Mg2＋更少，④錯(cuò)誤；⑤正確。(3)根據(jù)沉淀的轉(zhuǎn)化原理可知，向其中加入Mg2＋即可。 [答案]　(1)Ksp＝[Ag＋]2[S2－] (2)④ (3)加足量MgCl2溶液，充分?jǐn)嚢?，過(guò)濾，洗滌，干燥即得純Mg(OH)2 9．已知：25 ℃時(shí)，Ksp[Mg(OH)2]＝5.610－12mol3L－3，Ksp[Cu(OH)2]＝2.210－20mol3L－3，Ksp[Fe(OH)3]＝2.610－39mol4L－4，Ksp[Al(OH)3]＝1.310－33mol4L－4。 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41722180】 (1)①25 ℃時(shí)，向濃度均為0.1 molL－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_______________________________________(填化學(xué)式)沉淀。 ②將MgCl2、AlCl3的混合溶液(A)與過(guò)量氨水(B)反應(yīng)，為使Mg2＋、Al3＋同時(shí)生成沉淀，應(yīng)先向沉淀反應(yīng)器中加入________(填“A”或“B”)，再滴加另一反應(yīng)物。 (2)①25 ℃時(shí)，F(xiàn)e3＋發(fā)生水解反應(yīng)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(kāi)_______。 ②25 ℃時(shí)，若向FeCl3溶液中加入一定量的石灰水來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH，可得到紅褐色沉淀。若調(diào)節(jié)后溶液的pH為5，則溶液中Fe3＋的濃度為_(kāi)_______。 (3)溶液中金屬離子的物質(zhì)的量濃度低于1.010－5molL－1時(shí)，可認(rèn)為已沉淀完全。現(xiàn)向一定濃度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水，當(dāng)Fe3＋恰好完全沉淀時(shí)，測(cè)得c(Al3＋)＝0.2 molL－1，此時(shí)所得沉淀中________(填“含有”或“不含有”)Al(OH)3。 [解析]　(1)①因?yàn)镵sp[Mg(OH)2]＞Ksp[Cu(OH)2]，生成Cu(OH)2所需要的[OH－]小于生成Mg(OH)2所需要的[OH－]，因此生成Cu(OH)2沉淀。②若要使Mg2＋、Al3＋同時(shí)生成沉淀，則應(yīng)先加入氨水。 (2)①K＝＝＝＝≈3.8510－4。②pH＝5時(shí)，[Fe3＋]＝＝molL－1＝2.610－12molL－1。 (3)Fe3＋恰好完全沉淀時(shí)，[OH－]3＝＝mol3L－3＝2.610－34mol3L－3，c(Al3＋)c3(OH－)＝0.22.610－34mol4L－4＝5.210－35mol4L－4＜Ksp[Al(OH)3]，所以沒(méi)有生成Al(OH)3沉淀。 [答案]　(1)①Cu(OH)2　②B　(2)①3.8510－4 ②2.610－12molL－1　(3)不含有 [能力提升練] 10．已知Ksp(AgCl)＝1.810－10mol2L－2，Ksp(AgI)＝1.510－16mol2L－2，Ksp(Ag2CrO4)＝2.010－12mol3L－3，則在相同溫度下，下列難溶鹽的飽和溶液中，Ag＋濃度按由大到小的順序排列正確的是(　　) A．AgCl＞AgI＞Ag2CrO4 B．AgCl＞Ag2CrO4＞AgI C．Ag2CrO4＞AgCl＞＞AgI D．Ag2CrO4＞AgI＞AgCl C　[由三種難溶鹽的溶度積常數(shù)，可計(jì)算出在三種難溶鹽的飽和溶液中，[Ag＋]依次為AgCl——1.3410－5molL－1，AgI——1.2210－8molL－1，Ag2CrO4——1.5910－4molL－1。] 11．Cu(OH)2在水中存在著沉淀溶解平衡：Cu(OH)2(s)Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)，在常溫下，Ksp＝210－20mol3L－3。某CuSO4溶液中，c(Cu2＋)＝0.02 molL－1，在常溫下如果要生成Cu(OH)2沉淀，需要向CuSO4溶液中加入堿來(lái)調(diào)節(jié)pH(溶液體積變化可忽略)，使溶液的pH大于(　　) A．2 B．3 C．4 D．5 D　[Cu(OH)2(s)Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)，其中Ksp＝[Cu2＋][OH－]2。若要生成Cu(OH)2沉淀，則c(Cu2＋)c2(OH－)＞Ksp，故c(OH－)＞＝molL－1，故c(OH－)＞110－9molL－1，則c(H＋)＜110－5molL－1，因此pH應(yīng)大于5。] 12．某溫度下，F(xiàn)e(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤簆H，金屬陽(yáng)離子濃度的變化如圖所示。 (1)Fe(OH)3沉淀溶解平衡常數(shù)(Ksp)的表達(dá)式是： ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (2)Cu(OH)2(填“能”或“不能”)溶于稀硫酸試用沉淀溶解平衡理論解釋?zhuān)篲___________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (3)向等物質(zhì)的量濃度的Fe3＋、Cu2＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先產(chǎn)生的沉淀是什么？ ____________________________________________________________。 (4)如何除去CuCl2溶液中混有的少量Fe3＋？ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (5)已知Cu(OH)2的Ksp＝2.210－10 mol3L－3，若CuSO4溶液中c(Cu2＋)＝0.022 molL－1。在常溫下，如果要生成Cu(OH)2沉淀，需要加入NaOH溶液調(diào)整溶液的pH應(yīng)大于_________________________________________。 [答案]　(1)Ksp[Fe(OH)3]＝[Fe3＋][OH－]3 (2)能　Cu(OH)2(s)Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入稀H2SO4，H＋與OH－發(fā)生中和反應(yīng)，上述平衡右移，故Cu(OH)2能溶于稀硫酸 (3)Fe(OH)3 (4)加入CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3，調(diào)節(jié)CuCl2溶液pH (5)10 13．某硫酸工廠的酸性廢水中砷(As)元素含量極高，為控制砷的排放，可采用化學(xué)沉降法處理含砷廢水，相關(guān)數(shù)據(jù)如下表。請(qǐng)回答以下問(wèn)題： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41722181】 表1　幾種鹽的Ksp 難溶物 Ksp Ca3(AsO4)2 6.810－19mol5L－5 CaSO4 9.110－6mol2L－2 FeAsO4 5.710－21mol2L－2 表2　工廠污染物排放濃度及允許排放標(biāo)準(zhǔn) 污染物 H2SO4 As 廢水濃度 29.4 gL－1 1.6 gL－1 排放標(biāo)準(zhǔn) pH＝6～9 0.5 mgL－1 (1)該硫酸工廠排放的廢水中硫酸的物質(zhì)的量濃度[H2SO4]＝________molL－1。 (2)若酸性廢水中Fe3＋的濃度為1.010－4molL－1，則[AsO]＝________molL－1。 (3)工廠排放出的酸性廢水中的三價(jià)砷(弱酸H3AsO3)不易沉降，可投入MnO2先將其氧化成五價(jià)砷(弱酸H3AsO4)，此時(shí)MnO2被還原為Mn2＋，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________________________。 (4)在處理含砷廢水時(shí)采用分段式，先向廢水中投入生石灰調(diào)節(jié)pH到2，再投入生石灰將pH調(diào)節(jié)到8左右，使五價(jià)砷以Ca3(AsO4)2的形式沉降。 ①將pH調(diào)節(jié)到2時(shí)廢水中有大量沉淀產(chǎn)生，沉淀主要成分的化學(xué)式為_(kāi)_______。 ②Ca3(AsO4)2在pH調(diào)節(jié)到8左右才開(kāi)始沉淀，原因?yàn)? ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 ③砷酸(H3AsO4)分步電離的平衡常數(shù)(25 ℃)為Ka1＝5.610－3molL－1，Ka2＝1.710－7molL－1，Ka3＝4.010－12molL－1，第三步電離的平衡常數(shù)表達(dá)式為Ka3＝________，Na3AsO4第一步水解的離子方程式為AsO＋H2OHAsO＋OH－，該步水解的平衡常數(shù)(25 ℃)為_(kāi)_______。 [解析]　(1)[H2SO4]＝＝0.3 molL－1。(2)[AsO]＝molL－1＝5.710－17molL－1。(3)利用化合價(jià)升降原理配平相關(guān)方程式，即可得出離子方程式為2H＋＋MnO2＋H3AsO3===H3AsO4＋Mn2＋＋H2O。(4)①由于H2SO4是強(qiáng)酸，廢水中[SO]較大，所以當(dāng)pH＝2時(shí)，生成的沉淀為CaSO4，②H3AsO4為弱酸，當(dāng)pH較小時(shí)，抑制了H3AsO4的電離，c(AsO)較小，不易形成Ca3(AsO4)2沉淀，當(dāng)pH≈8時(shí)，AsO的濃度增大，容易形成Ca3(AsO4)2沉淀。③H3AsO4的第一步電離為H3AsO4H＋＋H2AsO，第二步電離為H2AsOH＋＋HAsO，第三步電離為HAsOH＋＋AsO，Ka3＝。AsO第一步水解的平衡常數(shù)Kh＝＝＝＝＝＝2.510－3molL－1。 [答案]　(1)①0.3　(2)5.710－17 (3)2H＋＋MnO2＋H3AsO3===H3AsO4＋Mn2＋＋H2O (4)①CaSO4?、贖3AsO4是弱酸，當(dāng)溶液pH調(diào)節(jié)到8左右，c(AsO)增大，容易形成Ca3(AsO4)2沉淀或pH增大，促進(jìn)H3AsO4電離，c(AsO)增大，Q＝c3(Ca2＋)c2(AsO)＞Ksp[Ca3(AsO4)2]，Ca3(AsO4)2才開(kāi)始沉淀?、邸?.510－3molL－1