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第 24 讲 沉淀溶解平衡
1.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热纯碱溶液去油污能力强 ②误将钡盐[BaCl 、Ba(NO )]当作食盐混用后,常用0.5%的NaSO 溶液
2 3 2 2 4
解毒 ③溶洞、珊瑚的形成 ④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡能 ⑤泡沫灭火器的灭火原理
A.②③④ B.①②③
C.③④⑤ D.①②③④⑤
【答案】A
【解析】①⑤可用水解平衡原理解释。
2.某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸,下列说法正确的是( )
A.AgCl的溶解度、K 均减小
sp
B.AgCl的溶解度、K 均不变
sp
C.AgCl的溶解度减小、K 不变
sp
D.AgCl的溶解度不变、K 减小
sp
【答案】C
【解析】在含AgCl固体的AgCl饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s ) Ag+(aq)+Cl-(aq),当加
入少量稀盐酸时,c(Cl-)增大,平衡逆向移动,c(Ag+)减小,溶解的氯化银质量减小,AgCl的溶解度减
小;AgCl的K 只受温度影响,温度不变,AgCl的K 不变,故选C。
sp sp
3.在一定温度下,当Mg(OH) 固体在水溶液中达到下列平衡时:Mg(OH) (s ) Mg2+(aq)+2OH-
2 2
(aq),要使Mg(OH) 固体减少而c(Mg2+)不变,可采取的措施是( )
2
A.加MgSO B.加HCl溶液
4
C.加NaOH D.加水
【答案】D
【解析】加MgSO 会使该溶解平衡左移,Mg(OH) 固体增多,c(Mg2+)变大,A错误;加HCl溶液使
4 2
该溶解平衡右移,Mg(OH) 固体减少,c(Mg2+)变大,B错误;加NaOH使该溶解平衡左移,Mg(OH) 固体
2 2
增多,c(Mg2+)变小,C错误。
4.要使工业废水中的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 PbSO PbCO PbS
4 3溶解度/g 1.03×10-4 1.81×10-7 1.84×10-14
由上述数据可知,沉淀剂最好选用( )
A.硫化物 B.硫酸盐
C.碳酸盐 D.以上沉淀剂均可
【答案】A
【解析】沉淀工业废水中的Pb2+时,生成沉淀的反应进行得越完全越好,由于PbS的溶解度最小,故
选硫化物作为沉淀剂。
5.25 ℃时,K (FeS)=6.3×10-18,K (CuS)=1.3×10-36,K (ZnS)=1.3×10-24。下列有关说法中正确的
sp sp sp
是( )
A.25 ℃时,CuS的溶解度大于ZnS的溶解度
B.25 ℃时,饱和CuS溶液中Cu2+的浓度为1.3×10-36 mol·L-1
C.向物质的量浓度相同的FeCl 、ZnCl 的混合液中加入少量NaS,只有FeS沉淀生成
2 2 2
D.ZnS(s)+Cu2+(aq ) CuS(s)+Zn2+(aq)的平衡常数为1.0×1012
【答案】D
【解析】A项中,三种物质均为AB型化合物,CuS的溶度积最小,因而溶解度最小,错误;B项中,c(Cu2
+)==×10-18 mol·L-1,错误;C项中,K (FeS)>K (ZnS),应首先生成ZnS沉淀,错误;D项中,该反应的平
sp sp
衡常数K====1.0×1012,正确。
6.已知溶解度也可用物质的量浓度表示,25 ℃时,Ag SO 在不同浓度SO溶液中的溶解度如图所
2 4
示。下列说法正确的是( )
A.图中a、b两点c(Ag+)相同
B.把a点的溶液加热蒸发掉一部分水,恢复到室温,可得到b点的溶液
C.该温度下,Ag SO 溶度积的数量级为10-5
2 4
D.在c点的溶液中加入少量NaSO 固体,溶液可变到a点
2 4
【答案】C
【解析】曲线为达到沉淀溶解平衡时的曲线,a点和b点c(SO)不一样,则c(Ag+)不相同,A错误;把
a点的溶液加热蒸发掉一部分水,恢复到室温,仍为饱和溶液,各种微粒的浓度不变,不能使溶液由 a点变到b点,B错误;硫酸银饱和溶液中存在平衡:Ag SO (s ) 2Ag+(aq)+SO(aq),由图可知c(SO)=1
2 4
mol·L-1时,溶液中c(Ag+)为10-2.5mol·L-1,则K =c2(Ag+)· c(SO)=(10-2.5)2×1=10-5,故该温度下
sp
Ag SO 溶度积的数量级为10-5,C正确;在c点的溶液中加入少量NaSO 固体,溶液中c(SO)增大,不能
2 4 2 4
使溶液由c点变到a点,D错误。
7.在25 ℃时,FeS的K =6.3×10-18,CuS的K =1.3×10-36,ZnS的K =1.3×10-24。下列有关说法中
sp sp sp
正确的是( )
A.饱和CuS溶液中Cu2+的浓度为1.3×10-36mol·L-1
B.25 ℃时,FeS的溶解度大于CuS的溶解度
C.向物质的量浓度相同的FeCl 、ZnCl 的混合液中加入少量NaS,只有FeS沉淀生成
2 2 2
D.向饱和ZnS溶液中加入少量ZnCl 固体,ZnS的K 变大
2 sp
【答案】B
【解析】饱和CuS溶液中Cu2+的浓度为= mol·L-1,故A错误;二者的阴、阳离子个数比相同,由
FeS的K =6.3×10-18、CuS的K =1.3×10-36可知,FeS的溶解度大于CuS的溶解度,故B正确;FeS的
sp sp
K =6.3×10-18、ZnS的K =1.3×10-24,向物质的量浓度相同的FeCl 、ZnCl 的混合液中加入少量NaS,首
sp sp 2 2 2
先生成溶解度小的沉淀,因此只有ZnS沉淀生成,故C错误;饱和ZnS溶液中存在ZnS的溶解平衡,加入
少量ZnCl 固体,锌离子浓度增大,溶解平衡逆向移动,但温度不变,ZnS的K 不变,故D错误。
2 sp
8.龋齿俗称蛀牙,是口腔的常见病之一。龋齿是有机酸使牙齿中的 Ca (PO )(OH)溶解造成的。研究
5 4 3
发现,在饮用水、食物或牙膏中添加氟化物,能起到预防龋齿的作用。这是因为氟离子将Ca (PO )(OH)转
5 4 3
化为Ca (PO )F,后者更能抵抗酸的腐蚀。
5 4 3
下列分析不正确的是( )
A.溶解度:Ca (PO )(OH)Ca (PO )F,故A错误;Ca (PO )(OH)为弱酸的碱式盐,OH-、PO均能与H+反应生成水和
5 4 3 5 4 3 5 4 3HPO、HPO 等,故 B 正确;牙膏中添加 NaF,可生成 Ca (PO )F,发生反应 Ca (PO )(OH)(s)+F-
2 5 4 3 5 4 3
(aq)Ca (PO )F(s)+OH-(aq),相互交换成分,为复分解反应,故C、D正确。
5 4 3
9.常温下,取一定量的PbI 固体配成饱和溶液,t时刻改变某一条件,离子浓度变化如图所示。下列有
2
关说法正确的是( )
A.常温下,PbI 的K 为2×10-6
2 sp
B.温度不变,向PbI 饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液,平衡向左移动,Pb2+的浓度减小
2
C.温度不变,t时刻改变的条件可能是向溶液中加入了KI固体,PbI 的K 增大
2 sp
D.常温下,K (PbS)=8×10-28,向PbI 的悬浊液中加入NaS溶液,反应PbI (s)+S2-(aq ) PbS(s)
sp 2 2 2
+2I-(aq)的平衡常数为5×1018
【答案】D
【解析】根据图像知,常温下平衡时溶液中c(Pb2+)、c(I-)分别是1×10-3mol·L-1、2×10-3mol·L-1,因此
PbI 的K =c(Pb2+)·c2(I-)=4×10-9,A错误;PbI 饱和溶液中存在平衡:PbI (s ) Pb2+(aq)+2I-(aq),温
2 sp 2 2
度不变,向PbI 饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液,Pb2+浓度增大,平衡逆向移动,最终平衡时Pb2+浓度
2
仍然比原平衡时大,B错误;根据图像知,t时刻改变的条件是增大I-浓度,温度不变,PbI 的K 不变,C
2 sp
错误;反应PbI (s)+S2-(aq) PbS(s)+2I-(aq)的平衡常数K===5×1018,D正确。
2
10.按要求回答下列问题。
(1)已知25 ℃时K [Fe(OH)]=4.0×10-38,此温度下若在实验室中配制5 mol·L-1 100 mL FeCl 溶液,为使
sp 3 3
配制过程中不出现浑浊现象,则至少需要加入_______ mL 2 mol·L-1的盐酸(忽略加入盐酸体积)。
(2)CaSO 溶液与CaCl 溶液混合会生成难溶的CaSO(K =3.1×10-7),现将等体积的CaCl 溶液与NaSO 溶
3 2 3 sp 2 2 3
液混合,若混合前NaSO 溶液的浓度为2×10-3 mol·L-1,则生成沉淀所需CaCl 溶液的最小浓度为________。
2 3 2
(3)汽车尾气中的SO 可用石灰水来吸收,生成亚硫酸钙浊液。常温下,测得某纯CaSO 与水形成的浊液pH
2 3
为9,已知K (HSO)=1.8×10-2,K (HSO)=6.0×10-9,忽略SO的第二步水解,则K (CaSO)=______。
a1 2 3 a2 2 3 sp 3
(4)在某温度下,K (FeS)=6.25×10-18,FeS饱和溶液中 c(H+)与c(S2-)之间存在关系:c2(H+)·c(S2-)=
sp
1.0×10-22,为了使溶液里c(Fe2+) 达到1 mol·L-1,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调节溶液中的c(H+)约
为________________。
【解析】(1)若不出现浑浊现象,则c(Fe3+)·c3(OH-)c(K+)>c(Ag+)>c(H+)>c(OH-)
C.该温度下,K (AgCrO)=4.0×10-12
sp 2 4
D.相同实验条件下,若改为0.05 mol·L-1的KCl和KCrO 溶液,则曲线L 中N点移到Q点
2 4 2
【答案】D
【解析】KCl和硝酸银反应的化学方程式为KCl+AgNO===AgCl↓+KNO ,铬酸钾和硝酸银反应的化学
3 3
方程式为KCrO +2AgNO===AgCrO↓+2KNO ,根据反应方程式可知在相同浓度的KCl和KCrO 溶液中加
2 4 3 2 4 3 2 4
入相同浓度的硝酸银溶液,氯离子浓度减小的更快,所以曲线L 表示-lg c(Cl-)与V(AgNO)的变化关系,故 A
1 3
正确;M点加入的硝酸银溶液体积是 15 mL,根据反应方程式 KCl+AgNO===AgCl↓+KNO 可知,生成
3 3
0.001 mol硝酸钾和0.001 mol氯化银,剩余0.000 5 mol硝酸银,则c(NO)>c(K+)>c(Ag+),银离子水解使溶液表
现酸性,则c(H+)>c(OH-),所以M点溶液中,离子浓度为c(NO)>c(K+)>c(Ag+)>c(H+)>c(OH-),故B正确;N
点纵坐标的数值是 4,则 AgCrO 在沉淀溶解平衡中 c(CrO)=10-4mol·L-1,c(Ag+)=2×10-4mol·L-1,
2 4
K (AgCrO)=c(CrO)×c2(Ag+)=10-4×(2×10-4)2=4.0×10-12 ,故C正确;相同实验条件下同一种溶液的 K
sp 2 4 sp
相同,平衡时溶液中c(CrO)=10-4mol·L-1,Q对应的纵坐标数值是4.0,即c(CrO)=10-4.0mol·L-1,曲线L 中N
2
点移到Q点上方,故D错误。
9.“钡餐”是一种造影剂,用于在X线照射下显示消化道有无病变。可溶性钡盐有毒,医院中常用硫酸钡
(俗称“钡餐”)作为内服造影剂,其不溶于水和脂质,所以不会被胃肠道黏膜吸收,因此对人基本无毒性。医院
抢救钡离子中毒患者时除催吐外,还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。
已知:K (BaCO)=5.1×10-9;K (BaSO)=1.1×10-10。下列推断正确的是( )
sp 3 sp 4
A.BaCO 的溶度积常数表达式为
3K (BaCO)=n(Ba2+)·n(CO)
sp 3
B.可用2%~5%的NaSO 溶液给钡离子中毒患者洗胃
2 4
C.若误服含c(Ba2+)=1.0×10-5 mol·L-1的溶液时,会引起钡离子中毒
D.不用碳酸钡作为内服造影剂,是因为K (BaCO)>K (BaSO)
sp 3 sp 4
【答案】B
【解析】溶度积常数为离子浓度幂之积,BaCO 的溶度积常数表达式为K (BaCO)=c(Ba2+)·c(CO),故A错
3 sp 3
误;根据公式c=得,2%~5%的NaSO 溶液中NaSO 的物质的量浓度为0.13 mol·L-1~0.33 mol·L-1,用0.13
2 4 2 4
mol·L-1~0.33 mol·L-1的NaSO 溶液给钡离子中毒患者洗胃,反应后c(Ba2+)在 mol·L-1~ mol·L-1之间,浓
2 4
度很小,可起到解毒的作用,故B正确;c(Ba2+)=1.0×10-5 mol·L-1的溶液中钡离子浓度很小,不会引起钡离
子中毒,故C错误;因胃酸可与CO反应生成水和二氧化碳,使CO浓度降低,从而使平衡BaCO(s ) Ba2+
3
(aq)+CO(aq)向溶解方向移动,使Ba2+浓度增大,会引起Ba2+中毒,故不用碳酸钡作为内服造影剂,与K 大小
sp
无关,故D错误。
10.钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用,它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在,BaSO 和
4
SrSO 都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO 和SrSO 转化成难溶弱酸盐。
4 4 4
已知:SrSO(s)Sr2+(aq)+SO(aq) K =2.5×10-7
4 sp
SrCO(s)Sr2+(aq)+CO(aq) K =2.5×10-9
3 sp
(1)将SrSO 转化成SrCO 的离子方程式为_____________________________________,该反应的平衡常数K
4 3
的表达式为___________________;该反应能发生的原因是___________________________________________(用
沉淀溶解平衡的有关理论解释)。
(2)对于上述反应,实验证明增大CO的浓度或降低温度都有利于提高SrSO 的转化率。判断在下列两种情况
4
下,平衡常数K的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”):
①升高温度,平衡常数K将________;
②增大CO的浓度,平衡常数K将________。
(3)已知,SrSO 和SrCO 在酸中的溶解性与BaSO 和BaCO 类似,设计实验证明上述过程中SrSO 是否完全
4 3 4 3 4
转化成SrCO。实验所用的试剂为________;实验现象及其相应结论为____________________________。
3
【解析】(1)SrSO 转化成SrCO 的离子方程式为SrSO(s)+CO(aq ) SrCO(s)+SO(aq),平衡常数表达式
4 3 4 3
为K=,根据沉淀转化的原理,该反应能够发生,是因为K (SrCO)