高中化学 难溶电解质的溶解平衡(含答案解析)

1 3.4难溶电解质的溶解平衡

1．下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( )

A．反应开始时，溶液中各离子浓度相等

B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的生成和溶解的速率相等

C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变

D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶的该沉淀物，将促进溶解

2．下列物质的溶解度随温度升高而减小的是 ( )

①KNO3 ②Ca(OH)2 ③BaSO4 ④CO2

A．①② B．②④ C．①③ D．①④

3．锅炉水垢是一种安全隐患，除去水垢中的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去。下列说法不正确的是( )

A．CaCO3的溶解度小于CaSO4的

B．沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动

C．沉淀转化的难易与溶解度差别的大小无关

D．CaSO4到CaCO3的沉淀转化中并存着两个沉淀溶解平衡

4．向AgCl饱和溶液中加水，下列叙述正确的是( )

A．AgCl的溶解度增大

B．AgCl的溶解度、Ksp均不变

C．AgCl的Ksp增大

D．AgCl的溶解度、Ksp均增大

5．要使工业废水中的重金属离子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 PbSO4 PbCO3 PbS

溶解度/g 1.03×10－4 1.81×10－7 1.84×10－14

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

6．已知：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝1.5×10－16，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag＋浓度大小顺序正确的是( ) 2 A．AgCl>AgI>Ag2CrO4

B．AgCl>Ag2CrO4>AgI

C．Ag2CrO4>AgCl>AgI

D．Ag2CrO4>AgI>AgCl

7．下列有关说法正确的是( )

A．常温下，AgCl在等物质的量浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同

B．常温下，向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末，过滤，向洗净的沉淀中加稀盐酸有气泡产生，说明常温下Ksp(BaCO3)

C．向AgCl浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色，说明AgCl的溶解平衡正向移动

D．已知Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，说明Ag2CrO4的溶解度小于AgCl

8．25 ℃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，但Ksp(FeS)变大

9．(1)对于Ag2S(s)2Ag＋(aq)＋S2－(aq)，其Ksp的表达式为_______。

(2)下列说法中不正确的是________(填序号)。

①用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl少

②一般地，物质的溶解度随温度的升高而增加，故物质的溶解大多是吸热的

③对于Al(OH)3(s)Al(OH)3(aq)Al3＋＋3OH－，前者为溶解平衡，后者为电离平衡

④除去溶液中的Mg2＋，用OH－沉淀比用CO2－3好，说明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的大

⑤沉淀反应中常加过量的沉淀剂，其目的是使沉淀更完全 3 (3)如何除去Mg(OH)2中混有的Ca(OH)2?

_______________。

10．某兴趣小组为探究沉淀溶解平衡的原理并测定某温度下PbI2溶度积常数，设计如下实验。

Ⅰ.取100 mL蒸馏水，加入过量的PbI2固体(黄色)，搅拌，静置，过滤到洁净的烧杯中，得到滤液。

(1)搅拌的目的是________。

(2)取少量滤液于试管中，向其中滴加几滴0.1 mol·L－1 KI溶液，观察到的现象是_______________，

溶液中c(Pb2＋)________(填“增大”“减小”或“不变”)。

Ⅱ.准确量取10.00 mL滤液，与离子交换树脂(RH)发生反应：2RH＋Pb2＋===R2Pb＋2H＋，交换完成后，流出溶液用中和滴定法测得n(H＋)＝3.000×10－5

mol。

(3)在此实验温度下，PbI2的溶度积常数Ksp＝_________。

(4)若步骤Ⅰ盛装滤液的烧杯中有少量水，Ksp测定结果将会_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

11．以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高，为控制砷的排放，采用化学沉降法处理含砷废水，相关数据如下表。

表1 几种砷酸盐的Ksp

难溶物 Ksp

Ca3(AsO4)2 6.8×10－19

AlAsO4 1.6×10－16

FeAsO4 5.7×10－21

表2 工厂污染物排放浓度及允许排放标准

污染物 H2SO4 As

浓度 28.42 g·L－1 1.6 g/L

排放标准 pH＝6～9 0.5 mg/L

回答以下问题：

(1)该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)＝________mol/L。 4 (2)写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式：

Ksp[Ca3(AsO4)2]＝__________________。若混合液中Al3＋、Fe3＋的浓度均为1.0×10－4 mol/L时，________先沉淀。

(3)在处理含砷废水时采用分段式，先向废水中投入生石灰调节pH到2，再投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。

①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生，沉淀主要成分的化学式为________。

②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为____________________。

参考答案与解析

1【解析】 反应开始时，各离子的浓度没有必然的关系，A项不正确；沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度保持不变，但不一定相等，C项不正确；沉淀溶解达到平衡后，再加入难溶的该沉淀物，平衡不会移动，D项错。

【答案】 B

2【解析】 Ca(OH)3的溶解度比较特殊，随温度的升高而减小，其他绝大多数物质随温度升高，溶解度增大(气体除外)。

【答案】 B

3【解析】 沉淀转化的方向是难溶物向更难溶的方向转化，所以沉淀的溶解度差别越大，越易转化，C选项错误。

【答案】 C

4【解析】 物质的溶解度和溶度积都是温度的函数，与溶液的浓度无关。所以向AgCl饱和溶液中加水，AgCl的溶解度和Ksp都不变，故B项对。

【答案】 B

5【解析】 产生的沉淀的溶解度越小，沉淀反应进行的越完全。在某种沉淀中加入适当的沉淀剂，可使原来的沉淀溶解而转化为另一种溶解度更小的沉淀。

【答案】 A

6【解析】 因为AgCl和AgI的结构相似，由Ksp可知AgCl的c(Ag＋)大于AgI的； 5 AgCl中的c2(Ag＋)＝Ksp＝1.8×10－10，Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO2－4(aq)的Ksp＝c2(Ag＋)·c(CrO2－4)＝12c3(Ag＋)＝2.0×10－12，所以Ag2CrO4中c(Ag＋)大于AgCl中的c(Ag＋)。

【答案】 C

7【解析】 A选项，CaCl2溶液中c(Cl－)浓度大，AgCl的溶解度小，错误；B选项，如果Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)，但存在BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)，因为Na2CO3溶液浓度大，也有可能生成少部分BaCO3沉淀，错误；D选项，Ag2CrO4的溶解度大，错误。

【答案】 C

8【解析】 化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强，由Ksp可知，常温下，CuS的溶解度最小，故A错；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；因CuS比FeS更难溶，FeS沉淀可转化为CuS沉淀；温度不变，Ksp(FeS)不变。

【答案】 C

9【解析】 (1)由溶度积常数的概念直接写出。(2)①Cl－抑制AgCl溶解，正确；②物质的溶解大多是吸热的，正确；③正确；④除去溶液中的Mg2＋，用OH－沉淀比用CO2－3好，是因为Mg(OH)2的Ksp更小，剩余的Mg2＋更少，错误；⑤正确。(3)根据沉淀的转化原理，向其中加Mg2＋即可。

【答案】 (1)Ksp＝c2(Ag＋)·c(S2－)

(2)④

(3)加足量MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，洗涤即得纯Mg(OH)2

10【解析】 Ⅰ.PbI2为难溶电解质，因此搅拌的目的是使PbI2快速充分地溶解，滴加0.1 mol·L－1 KI溶液，c(I－)增大，PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)向左移动，c(Pb2＋)减小，并析出PbI2沉淀。

II.由2RH＋Pb2＋===R2Pb＋2H＋知，n(Pb2＋)＝3.000×10－5 mol×12＝1.500×10－5mol，所以c(Pb)＝1.500×10－5mol0.01 000 L＝1.500×10－3 mol·L－1，c(I－)＝1.500×10－3mol·L－1×2＝3.000×10－3mol·L－1，Ksp＝c(Pb2＋)·c2(I－)＝1.500×10－3×(3.000×10－3)2＝1.35×10－8；若步骤Ⅰ盛装滤液的烧杯中有少量水，会使c(Pb2＋)减少，Ksp偏小。

【答案】 (1)使碘化铅快速、充分溶解

(2)产生黄色沉淀或黄色浑浊 减小

(3)1.35×10－8 (4)偏小