【www.doubiweb.com--党团知识】
第七章 水溶液中的离子平衡
第四节 难溶电解质的溶解平衡
题号 1 1－1 2 2－1 3 3－1 4 5 5－1 6 6－1 7 8
答案
一、单项选择题
1．下列有关沉淀溶解平衡的说法中，正确的是( )
A．物质溶于水达到饱和时，溶解过程就停止了
B．在氯化银的沉淀溶解平衡体系中加入蒸馏水，氯化银的Ksp增大
C．向氯化银沉淀溶解平衡体系中加入碘化钾固体，氯化银沉淀可转化为碘化银沉淀
D．在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中加入稀盐酸，沉淀溶解，平衡不移动
1题变式
1－1.在25 ℃时，AgCl的白色悬浊液中，依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液，观察到的现象是先出现黄色沉淀，最后出现黑色沉淀。已知有关物质的溶度积Ksp(25 ℃)如下表所示：
AgCl AgI Ag2S
Ksp(单位省略) 1.8×10－10 1.5×10－16 1.8×10－50
下列叙述错误的是( )
A．沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动
B．溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀
C．AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解度相同
D．25 ℃时，在饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中，所含Ag＋的浓度不同
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－1NH4Cl溶液中的Ksp小
D．25 ℃时，在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2
2题变式
2－1.已知如下物质的溶度积常数FeS：Ksp＝6.3×10－18，CuS：Ksp＝1.3×10－36，ZnS：Ksp＝1.6×10－24。下列说法正确的是( )
A．同温度下，CuS的溶解度大于ZnS的溶解度
B．将足量CuSO4溶解在0.1 mol•L－1的H2S溶液中，Cu2＋能达到的最大浓度为1.3×10－35 mol•L－1
C．因为H2SO4是强酸，所以Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋不能发生
D．除去工业废水中的Cu2＋，可以选用FeS做沉淀剂
3．已知25 ℃时BaSO4饱和溶液中存在BaSO4(s) Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)，Ksp＝1.102 5×10－10，下列有关BaSO4的溶度积和溶解平衡的叙述正确的是( )
A．25 ℃时，向c(SO2－4)＝1.05×10－5 mol•L－1的BaSO4溶液中，加入BaSO4固体，c(SO2－4)增大
B．向该饱和溶液中加入Ba(NO3)2固体，则BaSO4的溶度积常数增大
C．向该饱和溶液中加入Na2SO4固体，则该溶液中c(Ba2＋)＞c(SO2－4)
D．向该饱和溶液中加入BaCl2固体，则该溶液中c(SO2－4)减小
3题变式
3－1.有关CaCO3的溶解平衡的说法中，不正确的是( )
A．CaCO3沉淀析出和沉淀溶解不断进行，但速率相等
B．CaCO3难溶于水，其饱和溶液不导电，属于弱电解质溶液
C．升高温度，CaCO3沉淀的溶解度增大
D．向CaCO3沉淀中加入纯碱固体，CaCO3的溶解度降低
4．下列化学原理的应用，主要是利用沉淀溶解平衡原理来解释的是( )
①热纯碱溶液洗涤油污的能力强 ②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒 ③溶洞、珊瑚的形成 ④碳酸钡不能做“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．全部
5．已知，常温下， Ksp (AgCl)=1.8×10-10 mol2•L-2， Ksp (AgI)=8.5×10-17 mol2•L-2，下列叙述中，正确的是）（ ）
A.常温下，AgCl在饱和NaCl溶液中的Ksp比在纯水中的Ksp小
B.向AgCl的悬浊液中加入KI溶液，沉淀由白色转化为黄色?
C.将0.001 mol•L-1的AgNO3溶液滴入KCl和KI的混合溶液中，一定先产生AgI沉淀?
D.向AgCl的饱和溶液中加入NaCl晶体，有AgCl析出且溶液中c (Ag+)=c (Cl-)
5题变式
5－1.已知一些银盐的颜色和Ksp(20 ℃)如下，测定水体中氯化物的含量，常用标准硝酸银溶液进行滴定。
化学式 AgCl AgBr AgI Ag2S Ag2CrO4
颜色 白色 浅黄色 黄色 黑色 红色
Ksp 1.8×10－10 5.0×10－13 8.3×10－17 2.0×10－48 9.0×10－12
滴定时，你认为该滴定适宜选用的指示剂是( )
A．KBr B．KI
C．K2S D．K2CrO4
6．纯净的NaCl并不潮解，但家庭所用的食盐因含有MgCl2杂质而易于潮解。为得到纯净的氯化钠，有人设计这样一个实验：把买来的食盐放入纯NaCl的饱和溶液中一段时间，过滤即得纯净的NaCl固体。对此有下列说法，其中正确的是( )
A．食盐颗粒大一些有利于提纯
B．设计实验的根据是MgCl2比NaCl易溶于水
C．设计实验的根据是NaCl的溶解平衡
D．在整个过程中，NaCl的物质的量浓度会变大
6题变式
6－1.已知Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12，将等体积的4×10－3 mol•L－1的AgNO3溶液和4×10－3 mol•L－1的K2CrO4溶液混合，下列说法正确的是( )
A．恰好形成Ag2CrO4饱和溶液
B．能析出Ag2CrO4沉淀
C．不能析出Ag2CrO4沉淀
D．无法确定能否析出Ag2CrO4沉淀
二、双项选择题
7．25 ℃时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp分别为：Ksp(FeS)＝6.3×10－18，Ksp(CuS)＝1.3×10－36，Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。下列关于常温时的有关叙述正确的是( )
A．硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大
B．将足量的ZnSO4晶体加入到0.1 mol•L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的浓度最大只能达到1.6×10－23 mol•L－1
C．除去工业废水中含有的Cu2＋可采用FeS固体作为沉淀剂
D．向饱和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后，混合液中c(Fe2＋)变大、c(S2－)变小，Ksp不变
8．有关AgCl沉淀的溶解平衡的说法中，不正确的是( )
A．AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行，但速率相等
B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－
C．升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大
D．向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度不变
三、非选择题
9．以下是25 ℃时几种难溶电解质的溶解度：
难溶电解质 Mg(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3
溶解度/g 9×10－4 1.7×10－6 1.5×10－4 3.0×10－9
在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如：①为了除去氯化铵中的杂质Fe3＋，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂反应，过滤结晶即可；②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3＋，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶即可；③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2＋，先将混合物溶于水，加入一定量的H2O2，将Fe2＋氧化成Fe3＋，调节溶液的pH＝4，过滤结晶即可。请回答下列问题：
(1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果，Fe2＋、Fe3＋都被转化为__________(填名称)而除去。
(2)①中加入的试剂应选择__________为宜，其原因是________。
(3)②中除去Fe3＋所发生的总反应的离子方程式为_______。
(4)下列关于方案③相关的叙述中，正确的是__________(填字母)。
A．H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质，不产生污染
B．将Fe2＋氧化为Fe3＋的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
C．调节溶液pH＝4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D．Cu2＋可以大量存在于pH＝4的溶液中
E．在pH>4的溶液中Fe3＋一定不能大量存在
10．利用X射线对BaSO4穿透能力较差的特性，医学上在进行消化系统的X射线透视时，常用BaSO4作内服造影剂，这种检查手段称为钡餐透视。
(1)医学上进行钡餐透视时为什么不用BaCO3？________ (用离子方程式表示)。
(2)某课外活动小组为了探究BaSO4的溶解度，分别将足量BaSO4放入：a.5 mL水；b.40 mL 0.2 mol•L－1的Ba(OH)2溶液；c.20 mL 0.5 mol•L－1的Na2SO4溶液；d.40 mL 0.1 mol•L－1的H2SO4溶液中，溶解至饱和。
①以上各溶液中，Ba2＋的浓度由大到小的顺序为________。
A．b＞a＞c＞d B．b＞a＞d＞c
C．a＞d＞c＞b D．a＞b＞d＞c
②已知298 K时，Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，上述条件下，溶液b中的SO2－4浓度为__________ mol•L－1，溶液c中Ba2＋的浓度为__________ mol•L－1。
③某同学取同样体积的溶液b和溶液d直接混合，则混合液的pH为__________(设混合溶液的体积为混合前两溶液的体积之和)。
11．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－1)见下图。
(1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是：________________(写化学式)。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋应该控制溶液的pH为______(填字母)。
A．<1 B．4左右 C．>6
(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2＋杂质，______(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是：_________。
(4)要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水，生成Cu(NH3)4(OH)2写出反应的离子方程式：__________________。
(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表。
物质 FeS MnS CuS
Ksp 6.3×10－18 2.5×10－14 1.3×10－36
物质 PbS HgS ZnS
Ksp 3.4×10－28 6.4×10－53 1.6×10－24
某工业废水中含有Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋，最适宜向此工业废水中加入过量的______除去它们(选填字母)。
A．NaOH B．FeS C．Na2S
12．沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。难溶物在水中溶解达到饱和时，即建立沉淀溶解平衡，平衡常数称为溶度积(Ksp)。已知25 ℃时，Ksp(BaSO4)＝1×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.5×10－9。
(1)将浓度均为0.1 mol•L－1的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合，充分搅拌后过滤，滤液中c(Ba2＋)＝______ mol•L－1。取100 mL滤液与100 mL 2 mol•L－1的Na2SO4溶液混合，混合液中c(Ba2＋)＝______ mol•L－1。
(2)医学上进行消化系统的X射线透视时，常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸很强(pH约为1)，但服用大量BaSO4仍然是安全的，BaSO4不溶于酸的原因是_________ (用沉淀溶解平衡原理解释)。万一误服了少量BaCO3，应尽快用大量0.5 mol•L－1Na2SO4溶液给患者洗胃，如果忽略洗胃过程Na2SO4溶液浓度的变化，残留在胃液中的Ba2＋浓度仅为________ mol•L－1。
(3)长期使用的锅炉需要定期除水垢，否则会降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去。
①CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为_________________；
②请分析CaSO4转化为CaCO3的原理：_________________。
参考答案
一、单项选择题
1．解析：沉淀溶解平衡为动态平衡；Ksp仅与温度有关；在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中加入稀盐酸，沉淀溶解，平衡向右移动。
答案：C
1题变式
1－1.解析：由表中数据可知，AgCl、AgI、Ag2S的溶解能力依次减弱，则25 ℃时，饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中，所含Ag＋的浓度依次减小。根据现象，AgCl的白色悬浊液中加入KI溶液，出现黄色沉淀，说明AgCl转化成了溶解度更小的AgI；继续加入Na2S溶液，又出现黑色沉淀，说明AgI转化成了溶解度更小的Ag2S。综合分析，沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解度是不同的，前者中由于c(Cl－)小，AgCl固体的溶解度更大一些。
答案：C
2．解析：A项，Mg(OH)2与MgF2同属于AB2型沉淀，可根据Ksp的大小比较离子浓度，Ksp[Mg(OH)2]比Ksp(MgF2)小，说明Mg(OH)2溶液中的c(Mg2＋)更小；B项，因Mg(OH)2＋2NH＋4===Mg2＋＋2NH3•H2O，而使c(Mg2＋)增大；C项，Ksp不随浓度改变而改变；D项，Mg(OH)2的Ksp与MgF2的Ksp数量级接近，类比BaSO4可转化为BaCO3，说明Mg(OH)2也可能转化为MgF2。
答案：B
2题变式
2－1.解析：根据Ksp的大小可知，CuS的溶解度最小，A错误；c(Cu2＋)＝KspCuScS2－，由于0.1 mol•L－1的H2S中，c(S2－)远远小于0.1 mol•L－1，故Cu2＋浓度的最大值大于1.3×10－35 mol•L－1，B错误；由于CuS不溶于酸，故该反应可以发生，C错误；根据FeS(s) Fe2＋(aq)＋S2－(aq)，由于Ksp(CuS)小于Ksp(FeS)，故Cu2＋会与S2－结合生成CuS，D正确。
答案：D
3．解析：BaSO4的溶度积等于c(Ba2＋)和c(SO2－4)的乘积，故饱和溶液中c(SO2－4)＝1.05×10－5 mol•L－1，再加入BaSO4固体不溶解，c(SO2－4)不变，A错误；溶度积常数只与温度有关，B错误；加入Na2SO4固体，溶解平衡向左移动，c(Ba2＋)减小，C错误；加入BaCl2固体，溶解平衡向左移动，c(SO2－4)减小，D正确。
答案：D
3题变式
3－1.解析：CaCO3固体在溶液中达到溶解平衡后，沉淀溶解与沉淀生成速率相等，但不为0；一般来说，升高温度，有利于固体物质的溶解；CaCO3难溶于水，但溶解的部分是完全电离的，电离出Ca2＋和CO2－3，属于强电解质；向CaCO3溶解平衡体系中加入纯碱固体，增大了CO2－3浓度，使溶解平衡向左移动，降低了CaCO3的溶解度。
答案：B
4．解析：热纯碱溶液的去油污能力强，是由于碳酸钠的水解程度随温度的升高而增强，因为溶液的碱性越强，除油污的效果就强；泡沫灭火器灭火的原理也运用了盐类的水解原理。
答案：A
5．解析：A项， Ksp只受温度影响，不受浓度影响，故不正确； C项，Cl-、I-的浓度未知，不一定先生成AgI沉淀；D项，溶液中c (Ag+)＜c (Cl-)，不正确。
答案：C
5题变式
5－1.解析：用作指示剂的银盐的溶解度要略大于AgCl的溶解度。由上述表格中的数据可知溶解度S(Ag2CrO4)＞S(AgCl)，所以选D。
答案：D
6．解析：饱和食盐水已不再溶解食盐，但对于MgCl2并未达到饱和。NaCl(s) Na＋(aq)＋Cl－(aq)，当MgCl2被溶解时，c(Cl－)增大，平衡左移，还可得到比原来更多的食盐。
答案：C
6题变式
6－1.解析：等体积混合后：[c(Ag＋)]2×c(CrO2－4)＝4×10－322×4×10－32＝8×10－9>9.0×10－12，所以能析出Ag2CrO4沉淀。
答案：B
二、双项选择题
7．解析：由Ksp可知，常温下，CuS的溶解度最小；将足量的ZnSO4晶体加入到0.1 mol•L－1的Na2S溶液中，c(S2－)将减至非常小，而Zn2＋的浓度远远大于1.6×10－23 mol•L－1；CuS比FeS更难溶，因此FeS沉淀可转化为CuS沉淀；温度不变，Ksp不变。
答案：CD
8．解析：溶解平衡的实质v(沉淀)＝v(溶解)≠0，A对；AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)是动态平衡，B错误；溶解过程吸热，C正确；加入NaCl固体，c(Cl－)增大，AgCl溶解平衡左移，D错误。
答案：BD
三、非选择题
9．解析：①中为了不引入杂质离子，应加入氨水使Fe3＋沉淀，而不能用NaOH溶液；②中根据溶解度表可知Mg(OH)2能转化为Fe(OH)3，因此在MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2除去Fe3＋，然后将沉淀一并过滤；③中利用高价阳离子Fe3＋极易水解的特点，据题意可知调节溶液的pH＝4可使Fe3＋沉淀完全，为了不引入杂质离子，因此可使用CuO、Cu(OH)2、Cu(OH)2CO3等。
答案：(1)氢氧化铁 (2)氨水 不会引入新的杂质 (3)2Fe3＋(aq)＋3Mg(OH)2(s)===3Mg2＋(aq)＋2Fe(OH)3(s) (4)ACDE
10．解析：(1)BaSO4不溶于水也不溶于酸，身体不能吸收，因此服用BaSO4不会中毒。而BaCO3进入人体后，会和胃酸中的盐酸发生反应BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O，Ba2＋是重金属离子，Ba2＋会被人体吸收而导致中毒。
(2)①SO2－4会抑制BaSO4的溶解，所以c(SO2－4)越大，c(Ba2＋)越小；②由于c(Ba2＋)•c(SO2－4)＝1.1×10－10，所以溶液b中c(SO2－4)＝1.1×10－100.2 mol•L－1＝5.5×10－10 mol•L－1，溶液c中c(Ba2＋)＝1.1×10－100.5 mol•L－1＝2.2×10－10 mol•L－1；③溶液b、d混合后发生反应：Ba(OH)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2H2O，由题意知Ba(OH)2过量，溶液中：c(OH－)＝
40 mL×0.2 mol•L－1－40 mL×0.1 mol•L－180 mL×2＝0.1 mol•L－1，c(H＋)＝KspcOH－＝1×10－13 mol•L－1，pH＝13。
答案：(1)BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O
(2)①B ②5.5×10－10 2.2×10－10 ③13
11．解析：(1)由图可知，在pH＝3时，溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀；(2)要除去Fe3＋的同时必须保证Cu2＋不能沉淀，因此pH应保持在4左右；(3)从图示关系可看出Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小，无法控制溶液的pH。Cu(OH)2(aq) Cu2＋(aq)＋OH－(aq)加入氨水后生成络合物[Cu(NH3)4]2＋促进了Cu(OH)2的溶解；(5)要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使它们转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时又不引入其他离子。
答案：(1)Cu2＋ (2)B (3)不能 Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小 (4)Cu(OH)2＋4NH3•H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O (5)B
12．解析：本题考查沉淀溶解平衡。(1)因为浓度均为0.1 mol•L－1 ，则生成BaSO4沉淀，构成沉淀溶解平衡，Ksp(BaSO4)＝c(Ba2＋)×c(SO2－4)＝1×10－10，c(Ba2＋)＝1×10－5 mol•L－1 。取100 mL滤液与100 mL 2 mol•L－1 Na2SO4的溶液混合后，c(SO2－4)＝1 mol•L－1 ，Ksp只与温度有关，则根据Ksp(BaSO4)＝c(Ba2＋)×c(SO2－4)＝1×10－10可知，c(Ba2＋)＝1×10－10 mol•L－1 ；(2)对于平衡BaSO4(s) Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)，H＋对其没有影响；Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)＝1×10－9，则BaCO3溶解，生成BaSO4沉淀，根据Ksp(BaSO4)＝c(Ba2＋)×c(SO2－4)＝1×10－10，残留在胃液中的Ba2＋浓度为2×10－10 mol•L－1；(3)相同条件下，CaCO3的溶解度小于CaSO4，溶液中先生成溶解度较小的沉淀。
答案：(1)1×10－5 1×10－10 (2)对于平衡BaSO4(s) Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)，H＋不能减小Ba2＋或SO2－4的浓度，故平衡不能向溶解方向移动 2×10－10 (3)①CaSO4(s)＋CO2－3(aq)===CaCO3(s)＋SO2－4(aq) ②CaSO4存在沉淀溶解平衡，加入Na2CO3溶液后，CO2－3与Ca2＋结合生成CaCO3沉淀，Ca2＋浓度减少，使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动