3.4 沉淀溶解平衡 每一练（苏教版选修4）
基础达标
1.在100 L 0.10 ol•L-1的AgNO3溶液中加入100 L 溶有2.08 g BaCl2的溶液，再加入100 L溶有0.010 ol CuSO4•5H2O的溶液，充分反应。下列说法中正确的是（ ）
A.最终得到白色沉淀和无色溶液
B.最终得到的白色沉淀是等物质的量的两种化合物的混合物
C.最终得到的溶液中，Cl-的物质的量为0.02 ol
D.在最终得到的溶液中，Cu2+的物质的量浓度为0.01 ol•L-1
解析：此题为一计算推断题。经计算AgNO3、BaCl2、CuSO4•5H2O三种物质的物质的量都为0.01 ol，反应生成的AgCl和BaSO4各为0.01 ol,溶液中剩余的是0.01 ol 、0.01 ol Cl-和0.01 ol Cu2+，所以溶液应呈蓝色，故A、C是错误的，三种溶液混合后溶液的体积增大两倍，Cu2+的物质的量浓度为0.033 ol•L-1。
答案：B
2.一定温度下，在氢氧化钡的悬浊液中，存在氢氧化钡固体与其电离的离子间的溶解平衡关系：Ba(OH)2（固体） Ba2++2OH-。向此种悬浊液中加入少量的氢氧化钡粉末，下列叙述正确的是（ ）
A.溶液中钡离子数目减小 B.溶液中钡离子浓度减小
C.溶液中氢氧根离子浓度增大 D.pH减小
解析：氢氧化钡悬浊液中存在氢氧化钡的固体和氢氧化钡饱和溶液的溶解平衡，即氢氧化钡的固体溶解到溶液中电离生成钡离子和氢氧根离子，溶液中的钡离子和氢氧根离子结合，沉淀出氢氧化钡的固体，再加入少量的氢氧化钡粉末，由于溶液中固体不存在浓度问题，平衡没有发生移动。可是选项中所描述的量都发生变化，与结论相矛盾。是否从该体系的另一方面分析，水的量发生变化考虑？由于加入的氢氧化钡粉末在水中转化为结晶水合物，消耗了一定量的水，平衡发生移动。溶解的离子结合生成氢氧化钡的固体，引起溶解物质相应的量发生变化。选项A中的钡离子的个数随着水的量的减少，溶液质量、溶质质量都相应减少，其个数必然减少。
本题也可采用排除法，当平衡发生移动时，一定会引起相应物质的数量变化。若是讨论某种具体物质的数量，它应该绝对变化，如溶质微粒个数、溶质质量和溶液质量等。但若讨论两个量的比值，在特定条件下可能不变，如溶解度、浓度等。
答案：A
3.工业废水中常含有Cu2+、Cd2+、Pb2+等重金属离子，可通过加入过量的难溶FeS、nS，使这些金属离子形成硫化物沉淀除去。根据以上事实，可推知FeS、nS具有的相关性质是（ ）
A.在水中的溶解能力大于CuS、CdS、PbS
B. 在水中的溶解能力小于CuS、CdS、PbS
C.在水中的溶解能力与CuS、CdS、PbS相同
D.二者均具有较强的吸附性
解析：因FeS(s) Fe2++S2- nS(s) n2++S2-,生成的S2-与Cu2+、Cd2+、Pb2+生成更难溶CuS、CdS、PbS，因而选A。
答案：A
4.在氯化亚铁溶液中加入下列物质能产生沉淀的是（ ）
A.通入硫化氢气体 B.加入氯化钠溶液
C.加入硫化钠溶液 D.通入二氧化碳气体
解析：Na2S溶液中有大量S2-，能与Fe2+反应生成不溶于水的FeS。即Ｆe2++S2-====FeS↓。
答案：C
5.要使工业废水中的重金属Pb2+沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2+与这些离子形成的化合物的溶解度如下：
化合物PbSO4PbCO3PbS
溶解度/g1.03×10-41.81×10-71.84×10-14
由上述数据可知，选用的沉淀剂最好是（ ）
A.硫化物 B.硫酸盐
C.碳酸盐 D.以上沉淀剂均可
解析：由溶度积可知ＰbS的溶解度最小，则PbS最易沉淀析出。
答案：Ａ
6.当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡g(OH)2（s） g2+(aq)+2OH-(aq)时，为使g(OH)2固体的量减少，须加入少量的（ ）
A.NH4NO3 B.NaOH C.gSO4 D.NaHSO4
解析：加入NH 4NO 3后 与OH-反应生成NH3•H2O，从而使g(OH)2溶解；加入NaHSO4后，H++OH-====H2O，使g(OH)2溶解，故选A、D。
答案：AD
7.25 ℃时，在含有大量PbI2的饱和溶液中存在平衡PbI2(s) 2Pb2+(aq)+2I-(aq)，加入KI溶液，下列说法正确的是（ ）
A.溶液中Pb2+和I-浓度都增大 B.溶度积常数Ksp增大
C.沉淀溶解平衡向左移动 D.浓度商Qc增大
解析：加入KI溶液，c（I-）增大，则溶解平衡向左移动，Qc增大。故选CD。
答案：CD
综合运用
8.对水垢的主要成分是CaCO3和g(OH)2而不是CaCO3和gCO3的原因解释，其中正确的有（ ）
A.g(OH)2的溶度积大于gCO3的溶度积，且在水中发生了沉淀转化
B.g(OH)2的溶度积小于gCO3的溶度积，且在水中发生了沉淀转化
C.gCO3电离出的 发生水解，使水中OH-浓度减小，对g(OH)2的沉淀溶解平衡而言 ，Qc＜Ksp，生成g(OH)2沉淀
D.gCO3电离出的 发生水解，使水中OH-浓度增大，对g(OH)2的沉淀溶解平衡而言，Qc＞Ksp,生成g(OH)2沉淀
解析：g(OH)2的Ksp小于gCO3的Ksp,故B正确；gCO3水解产生OH-，而与g2+结合生成难溶物g(OH)2沉淀，故D正确。
答案：BD
9.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：此题可以用平衡移动原理解释。
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
10.工业上制取纯净的CuCl2•2H2O的主要过程是：①将粗氧化铜（含少量Fe）溶解于稀盐酸中，加热、过滤、调节滤液的pH为3；②对①所得滤液按下列步骤进行操作：

已知Cu2+、Fe2+在pH为4—5时不水解，而Fe3+却几乎完全水解而沉淀。请回答下列问题：
（1）X是什么物质？其反应的离子方程式是_______________________________________。
（2）Y物质应具备的条件是_______________________，生产中Y可选：______________。
（3）溶液乙在蒸发结晶时应注意：_______________________________________________。
解析：①根据框图，加入氧化剂X可把Fe2+氧化为Fe3+，而没有增加新杂质，所以X为Cl2；②结合题示，调节pH至4—5，使Fe3+全部沉淀，同样不引进新杂质，所以Y最好为CuO或Cu(OH)2；③CuCl2溶液在蒸发结晶过程中发 生水解，为抑制其水解，根据Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+，加入盐酸可抑制其水解，在蒸发过程中要不断搅拌且不能蒸干。
答案：（1） Cl2 Cl2+2Fe2+====2Fe3++2Cl-
(2)调节溶液酸性，使pH为4—5，且不引进新杂质 CuO或Cu(OH)2
（3）通入HCl气体（或加入盐酸），并不断搅拌且不能蒸干
11.室温下：AgCl的溶解度是1.93×10-3 g•L-1，则AgCl的溶度积____________________。
解析：先求出AgCl饱和溶液的物质的量浓度： =1.34×10-5 ol•L-1，再求Ksp，由AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)。
c（Ag+）=c（Ｃl-）=1.34×10-5 ol•L-1，从而Ksp(AgCl)=c（Ag+）•c（Cl-）=1.80×10-10。
答案：1.80×10-10
12.已知：某温度时，Ksp(AgCl)=c(Ag+)•c（Ｃl-）=1.8×10-10 Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ａg+)•c( )=1.1×10-12，试求：
（1）此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量 浓度，并比较两者的大小。
（2）此温度下，在0.010 ol•L-1的AgNO3溶液中，AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度，并比较两者的大小。
解析：(1)AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
c（AgCl）=
=1.3×10-5(ol•L-1)
Ag2 CrO4(s) 2Ag+(aq)+ （aq）
2x x
(2x)2•x=Ksp
c（Ag2CrO4）= =6.5×10-5(ol•L-1)
所以c（AgCl）＜c（Ag2CrO4）
(2)在0.010 ol•L-1AgNO3溶液中，
c（Ag+）=0.010 ol•L-1
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
溶液平衡时：0.010+x x
(0.010+x)•x=1.8×10-10
因为x很小
所以0.010+x≈0.010
x=1.8×10-8（ol•L-1）
c（AgCl）=1.8×10-8（ol•L-1）
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+ (aq)
溶解平衡时：0.010+x x
(0.010+2x)2•x=1.1×10-10
因为x很小 所以0.010+2x≈0.010
x=1.1×10-10( ol•L-1)
所以c（Ag2CrO4）=1.1×10-10(ol•L-1 )
所以c（AgCl）＞c（Ag2CrO4）
答案：(1)c（AgCl）=1.3×10-5 ol•L-1，
c（ Ag2CrO4）=6.5×10-5 ol•L-1，
Ag2CrO4的物质的量浓度大。
（2）c（AgCl）=1.8×10-8 ol•L-1，
c（Ag2CrO4）=1.1×10-10 ol•L-1，
AgCl的物质的量浓度大。
13.已知在BaCO3饱和溶液中c(Ｂa2+)•c( )=8.1×10-9, H++ 的电离平衡常数K=5.61×10-11。
在0.2 ol•L-1的BaCl2溶液中加入等体积的0.2 ol•L-1的NaHCO3溶液。通过计算说明混合后的溶液 中有无沉淀。
解析：混合后尚未发生反应时，c（Ba2+）=c（ＨCO-3）=0.1 ol•L-1。
设 电离出的 浓度为x。
由于x值极小，所以0.1-x≈0.1 x= =2.37×10-6
混合溶液中c（Ba2+）•c（ ）=2.37×10-7＞8.1×10-9,所以有沉淀析出。
答案：有沉淀生成。
14.试通过计算分析，能否通过加碱的方法将浓度为0.10 ol•L-1的Fe3+和g2+完全分离。已知Ksp［Fe(OH)3］=4.0×10-38,Ksp［g(OH)2］=1.2×10-11。
解析：Fe3+开始沉淀时：c(OH-)= =7.4×10-13
g2+开始沉淀时：c(OH -)= =1.1×10-5
Fe3+完全沉淀时：c(OH-)= =1.58×10-13＜1.1×10-5
可见，当Fe3+完全沉淀时，g2+尚未沉淀，因而通过加碱的方法可以将浓度均为0.10 ol•L1的Fe3+和g2+完全分离。
提示：通常认为残留离子浓度≤10-5 ol•L-1时沉淀已完全。
答案：可以将g2+、Fe3+完全分离。
拓展探究
15.与c(H+)•c(OH-)=KW类似，FeS饱和溶液中c(Fe2+)•c(S2-)=Ksp(FeS)。常温下Ksp(FeS)=8.1×10-17。
（1）理论上FeS的溶解度为_____________g，而事实上其浓度远大于这个数值，其原因可能是_________________________________________________________________。
（2）已知FeS饱和溶液中c(H+)与c(S2-)之间存在以下限量关系：c2(H+)•c(S2-)=1.0×10-22，为了使溶液里c(Fe2+)达到1 ol•L-1，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的c(H+)为_____________ol•L-1。
解析：（1）FeS(s) Fe2++S2-,与水的离子积类似，极少量溶解的FeS电离出的两种离子浓度乘积也为常数，称溶度积常数，用Ksp表示 。Ksp不受浓度影响，一般只受温度影响。在FeS饱和溶液中，c(Fe2+)=c(S2-)= =9×10-9 ol•L-1,设其饱和溶液为1 L（由于FeS溶解度很小，该溶液的密度近似为1 g/c3），则n(FeS)=9×10-9 ol，即1 000 g水溶解的FeS质量为(FeS)=9×10-9 ol×88 g/ol=7.92×10-7 g，则100 g水溶解的FeS的质量为7.92×10-8 g。那么FeS的溶解度理论上为7.92×10-8g，事实上实际溶解度比7.92×10-8g大得多，原因是S2-+H2O HS-+OH-，Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+,这两种离子均在溶液中发生水解，使c(Fe2+)、c(S2-)降低，促使FeS(s) Fe2++S2-的溶解平衡向溶解的方向进行。
（2）当溶液中c(Fe2+)=1 ol•L-1时，c(S2-)= =8.1×10-17ol•L-1,由于c2(H+)•c(S2-)=1×10-22,则溶液中c2(H+)= ,c(H+)≈1.11×10-3 ol•L-1 。
答案：（1）7.92×10-8,S2-+H2O HS-+OH-，Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+,这两种离子均在溶液中发生水解，使c(Fe2+)、c（S2-）降低，促使FeS(s) Fe2++S2-的溶解平衡向溶解的方向进行。
（2）1.11×10-3 ol•L-1

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