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課時規(guī)范練28　沉淀溶解平衡 一、選擇題(本題共9小題,每小題6分,共54分。每小題只有一個選項符合題目要求) 1.(2018天津五區(qū)縣期中)下列說法中正確的是(　　) A.用等體積的蒸餾水或0.01 molL-1鹽酸洗滌AgCl沉淀,AgCl損失量相同 B.向MgCO3沉淀中滴加NaOH溶液可以得到Mg(OH)2沉淀 C.向氨水中加入NH4Cl或NaOH固體,溶液的pH均增大 D.鹽溶液加水稀釋時,[H+]、[OH-]均減小 2.工業(yè)上向鍋爐里注入Na2CO3溶液浸泡,將水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3,而后用鹽酸去除。下列敘述不正確的是(　　) A.溫度升高,Na2CO3溶液的KW和c(OH-)均會增大 B.沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式為CO32-(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO42-(aq) C.在鹽酸中,CaCO3的溶解性大于CaSO4 D.Na2CO3溶液遇CO2后,陰離子濃度均減小 3.(2018河南林州一中月考)已知常溫下Ksp(AgCl)=1.810-10(molL-1)2,Ksp(AgBr)=510-13(molL-1)2,下列有關(guān)說法錯誤的是(　　) A.在飽和AgCl、AgBr的混合溶液中:[Cl-][Br-]=360 B.向AgCl懸濁液中滴加濃NaBr溶液會產(chǎn)生淡黃色沉淀 C.AgCl在水中的Ksp比在NaCl溶液中的大 D.AgCl固體在等物質(zhì)的量濃度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解度不相同 4.(2018湖北武漢部分重點學(xué)校調(diào)研)在t ℃時,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。又知t ℃時AgCl的Ksp=410-10(molL-1)2,下列說法不正確的是(　　) A.在t ℃時,AgBr的Ksp為4.910-13 B.在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體,可使溶液由c點到b點 C.圖中a點對應(yīng)的是AgBr的不飽和溶液 D.在t ℃時,AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常數(shù)K≈816 5.溴酸銀(AgBrO3)溶解度隨溫度變化的曲線如下圖所示。下列說法錯誤的是(　　) A.溴酸銀的溶解是放熱過程 B.溫度升高時溴酸銀溶解速率增大 C.60 ℃時溴酸銀的Ksp約等于610-4(molL-1)2 D.若硝酸鉀中含有少量溴酸銀,可用重結(jié)晶方法提純 6.(2018河南信陽高中月考)已知25 ℃時,電離常數(shù)Ka(HF)=3.610-4 molL-1,溶度積常數(shù)Ksp(CaF2)=1.4610-10(molL-1)3。現(xiàn)向1 L 0.2 molL-1HF溶液中加入1 L 0.2 molL-1 CaCl2溶液,下列說法正確的是(　　) A.25 ℃時,0.1 molL-1 HF溶液中pH=1 B.Ksp(CaF2)隨溫度和濃度的變化而變化 C.該體系中Ksp(CaF2)=1Ka(HF) D.該體系中有CaF2沉淀產(chǎn)生 7.(2018湖北武漢重點高中聯(lián)考)25 ℃時,Fe(OH)2和Cu(OH)2的飽和溶液中,金屬陽離子的物質(zhì)的量濃度的負(fù)對數(shù)(-lg[M2+])與溶液pH的變化關(guān)系如圖所示,已知該溫度下Ksp[Cu(OH)2]1　　B.4左右　　C.<6 (3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+雜質(zhì),　　　　(填“能”或“不能”)通過調(diào)節(jié)溶液pH的方法來除去,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)要使氫氧化銅沉淀溶解,除了加入酸之外,還可以加入氨水生成[Cu(NH3)4]2+,寫出反應(yīng)的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)已知一些難溶物的溶度積常數(shù)如表所示: 物質(zhì) FeS MnS CuS Ksp 6.310-18 (molL-1)2 2.510-13 (molL-1)2 1.310-35 (molL-1)2 物質(zhì) PbS HgS ZnS Ksp 3.410-28 (molL-1)2 6.410-33 (molL-1)2 1.610-24 (molL-1)2 為除去某工業(yè)廢水中含有的Cu2+、Pb2+、Hg2+雜質(zhì),最適宜向此工業(yè)廢水中加入過量的　　　　　　　。 A.NaOH　　　B.FeS　　　C.Na2S 12.(2018山東日照模擬)(16分)軟錳礦(主要成分為MnO2)可用于制備錳及其化合物。 (1)早期冶煉金屬錳的一種方法是先煅燒軟錳礦生成Mn3O4,再利用鋁熱反應(yīng)原理制得錳,該鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)現(xiàn)代冶煉金屬錳的一種工藝流程如下圖所示: 下表為t ℃時,有關(guān)物質(zhì)的pKsp(注:pKsp=-lg Ksp)。 物質(zhì) Fe(OH)3 Cu(OH)2 Ca(OH)2 Mn(OH)2 CuS CaS MnS MnCO3 pKsp 37.4 19.32 5.26 12.7 35.2 5.86 12.6 10.7 軟錳礦還原浸出的反應(yīng)為12MnO2+C6H12O6+12H2SO412MnSO4+6CO2↑+18H2O ①該反應(yīng)中,還原劑為　　　　　。寫出一種能提高還原浸出速率的措施:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②濾液1的pH　　　　(填“>”“<”或“=”)MnSO4浸出液的pH。 ③加入MnF2的主要目的是除去　　　　(填“Ca2+”“Fe3+”或“Cu2+”)。 (3)由MnSO4制取MnCO3。 往MnSO4溶液中加入過量NH4HCO3溶液,該反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　; 若往MnSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液,還會產(chǎn)生Mn(OH)2,可能的原因有:MnCO3(s)+2OH-(aq)Mn(OH)2(s)+CO32-(aq),t ℃時,計算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=　　　　(填數(shù)值)。  課時規(guī)范練28　沉淀溶解平衡 1.B　AgCl沉淀在水中存在溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),用鹽酸洗滌時,[Cl-]較大,使平衡逆向移動,故用蒸餾水洗滌AgCl時損失量比用鹽酸洗滌AgCl時損失量要大,A項錯誤。MgCO3沉淀存在溶解平衡:MgCO3(s)Mg2+(aq)+CO32-(aq),由于Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3,滴加NaOH溶液時,Mg2+與OH-結(jié)合生成Mg(OH)2沉淀,B項正確。氨水中存在電離平衡:NH3H2ONH4++OH-,加入NH4Cl固體,平衡逆向移動,溶液的pH減小;加入NaOH固體,平衡逆向移動,但溶液中OH-的濃度增大,pH增大,C項錯誤。因為溫度不變,則水的離子積KW=[H+][OH-]的值不變,故加水稀釋時,[H+]、[OH-]不可能同時減小,D項錯誤。 2.D　溫度升高,KW增大,溫度升高促進(jìn)碳酸鈉溶液水解,c(OH-)增大,A項正確;加入碳酸鈉溶液,把硫酸鈣轉(zhuǎn)化為碳酸鈣:CO32-(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO42-(aq),B項正確;因為碳酸鈣與鹽酸反應(yīng),而硫酸鈣與鹽酸不反應(yīng),所以在鹽酸中碳酸鈣的溶解性大于硫酸鈣,C項正確;根據(jù)CO32-+CO2+H2O2HCO3-知,HCO3-濃度增大,D項錯誤。 3.C　同一溶液中,[Ag+]相同,溶液中同時存在兩種關(guān)系式:[Ag+][Br-]=Ksp(AgBr),[Ag+][Cl-]=Ksp(AgCl),所以[Cl-][Br-]=Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)=360,A項正確;由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),氯化銀容易轉(zhuǎn)化為淡黃色溴化銀沉淀,B項正確;同一物質(zhì)的溶度積常數(shù)只與溫度有關(guān),C項錯誤;由于在等物質(zhì)的量濃度的NaCl、CaCl2溶液中[Cl-]不同,由AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)知,AgCl固體在兩溶液中的溶解度不同,D項正確。 4.B　根據(jù)溶度積的定義,Ksp(AgBr)=[Ag+][Br-]=710-7710-7(molL-1)2=4.910-13(molL-1)2,故A項說法正確;AgBr飽和溶液中有如下沉淀溶解平衡:AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq),加入溴化鈉固體后,[Br-]增大,促使平衡向逆反應(yīng)方向移動,[Ag+]減小,故B項說法錯誤;a點時Q1,A項錯誤;Ksp(CaF2)只與溫度有關(guān),B項錯誤;由已知得Ksp(CaF2)≠1Ka(HF),C項錯誤;兩溶液混合后,[Ca2+]=0.1 molL-1,[F-]=Ka(HF)[HF]=610-3molL-1,則Q=[F-]2[Ca2+]=3.610-6(molL-1)3>Ksp(CaF2),故體系中有CaF2沉淀產(chǎn)生,D項正確。 7.C　25 ℃時Ksp[Cu(OH)2][Cu2+];[M2+]越大,則-lg[M2+]的值越小,故曲線a表示Cu(OH)2飽和溶液,曲線b表示Fe(OH)2飽和溶液,A項錯誤;由于Ksp[Cu(OH)2]Ksp(ZnS)時才生成ZnS沉淀,即[S2-]>Ksp(ZnS)[Zn2+]=1.610-241.010-5 molL-1=1.610-19molL-1,D項說法正確。 10.答案 (1)大 (2)Na2CO3(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+Na2SO4(aq) (3)洗去沉淀中附著的SO42- (4)向沉淀中加入足量的鹽酸,沉淀完全溶解,并放出無色無味的氣體 (5)將鍋爐水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3,再用鹽酸除去 解析 同類型的物質(zhì)Ksp越大,表示電解質(zhì)的溶解度越大,溶解度大的沉淀會向溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化,要證明CaSO4完全轉(zhuǎn)化為CaCO3,可以加入鹽酸,因為CaSO4不與鹽酸反應(yīng),而CaCO3可完全溶于鹽酸。在實際生活、生產(chǎn)中利用此反應(yīng)可以將鍋爐水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3,再用鹽酸除去。 11.答案 (1)Cu2+　(2)B　(3)不能　Co2+和Ni2+沉淀的pH范圍相差太小 (4)Cu(OH)2+4NH3H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O　(5)B 解析 (1)由圖可知,在pH=3時溶液中銅元素的主要存在形成是Cu2+,不會出現(xiàn)Cu(OH)2沉淀。(2)要除去Fe3+的同時必須保證Cu2+不能沉淀,因此pH應(yīng)保持在4左右。(3)從圖示關(guān)系可看出,Co2+和Ni2+沉淀的pH范圍相差太小,不能通過調(diào)節(jié)溶液pH而達(dá)到分離的目的。(4)Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),加入氨水后生成難電離的[Cu(NH3)4]2+,促進(jìn)Cu(OH)2的溶解。(5)要使三種離子生成沉淀,最好選擇難溶于水的FeS,使三種雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為更難溶解的金屬硫化物沉淀,而不引入新的雜質(zhì)。 12.答案 (1)8Al+3Mn3O44Al2O3+9Mn (2)①C6H12O6　升高反應(yīng)溫度(或?qū)④涘i礦研細(xì)等其他合理答案) ②>?、跜a2+ (3)Mn2++2HCO3-MnCO3↓+H2O+CO2↑　100 解析 (1)高溫下,Al和Mn3O4發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成Mn,根據(jù)反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件可知反應(yīng)的化學(xué)方程式為8Al+3Mn3O44Al2O3+9Mn。 (2)軟錳礦還原浸出得到硫酸錳溶液,說明浸取液為稀硫酸,同時溶液中還含有Ca2+、Fe3+、Cu2+等雜質(zhì),調(diào)節(jié)溶液的pH,Fe(OH)3的pKsp為37.4,與其他氫氧化物相比最大,調(diào)節(jié)pH可以將Fe(OH)3沉淀下來,向濾液中加入硫化銨,CuS的pKsp為35.2,可以將銅離子轉(zhuǎn)化為硫化物沉淀下來,再加入MnF2,形成CaF2沉淀,除去Ca2+,最后將得到的含有錳離子的鹽溶液電解,可以得到金屬錳。 ①軟錳礦還原浸出的反應(yīng)為12MnO2+C6H12O6+12H2SO412MnSO4+6CO2↑+18H2O,該反應(yīng)中,錳元素化合價由+4價變?yōu)?2價、碳元素化合價由0價變?yōu)?4價,失電子化合價升高的反應(yīng)物是還原劑,所以C6H12O6為還原劑;反應(yīng)物接觸面積越大、溫度越高反應(yīng)速率越快,所以能提高還原浸出速率的措施:升高反應(yīng)溫度或?qū)④涘i礦研細(xì)等。 ②由軟錳礦還原浸出的反應(yīng)可知,MnSO4浸出液呈強(qiáng)酸性,而后調(diào)節(jié)pH將Fe(OH)3沉淀下來,過濾得到濾液1,則濾液1的pH>MnSO4浸出液的pH。 ③CaF2難溶于水,濾液2中主要含有Mn2+、Ca2+、NH4+、SO42-,加入MnF2的目的是形成CaF2沉淀,除去Ca2+。 (3)錳離子和碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸錳沉淀、水和二氧化碳?xì)怏w,離子方程式為Mn2++2HCO3-MnCO3↓+H2O+CO2↑;由MnCO3(s)+2OH-(aq)Mn(OH)2(s)+CO32-(aq)可知,K=[CO32-][OH-]2=Ksp(MnCO3)[Mn2+]Ksp[Mn(OH)2][Mn2+]=10-10.710-12.7(molL-1)-1=100(molL-1)-1。