高中化学 第3章 物质在水溶液中的行为 3.3.2 沉淀溶解平衡的应用课时练 鲁科版选修4.doc

3-3-2 沉淀溶解平衡的应用1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/g1.0310-41.8110-71.8410-14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【答案】a【解析】产生沉淀的溶解度越小,沉淀反应进行得越完全。故答案a。225 时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(ksp)分别为ksp(fes)6.31018 mol2l2；ksp(cus)1.31036 mol2l2；ksp(zns)1.61024 mol2l2。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 moll1的na2s溶液中，zn2的浓度最大只能达到1.61023 moll1c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固体后，混合液中fe2变大、s2变小，但ksp(fes)变大【答案】c【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 moll1的na2s溶液中，s2的浓度将减至非常小，而zn2的浓度远远大于1.61023 moll1；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。故答案c。3已知：25 时，kspmg(oh)25.611012 mol3l3，kspmgf27.421011 mol3l3。下列说法正确的是()a25 时，饱和mg(oh)2溶液与饱和mgf2溶液相比，前者的mg2大b25 时，mg(oh)2的悬浊液加入少量的nh4cl固体，mg2增大c25 时，mg(oh)2固体在20 ml 0.01 moll1氨水中的ksp比在20 ml 0.01 moll1nh4cl溶液中的ksp小d25 时，在mg(oh)2的悬浊液中加入naf溶液后，mg(oh)2不可能转化成为mgf2【答案】b【解析】a项，mg(oh)2的溶度积小，故其电离的mg2浓度要小一些，错；b项，nh可以结合mg(oh)2电离出的oh，从而促使mg(oh)2的电离平衡正向移动，mg2增大，正确；c项，ksp仅与温度有关，故错；d项，二者ksp接近，使用浓naf溶液可以使mg(oh)2转化成为mgf2，故d错。故答案b。4已知几种难溶电解质的溶度积常数ksp(25 )见下表：难溶电解质agclagbragiag2so4ag2cro4ksp1.81010 mol2l25.41013 mol2l28.51017 mol2l21.4105 mol3l31.121012 mol3l3下列叙述不正确的是()a由溶度积常数可判断在相同条件下一些物质的溶解性大小b将等体积的4103 moll1的agno3溶液和4103 moll1的 k2cro4溶液混合，有ag2cro4沉淀产生c向agcl的悬浊液中滴加饱和nabr溶液可以得到黄色agbr悬浊液d向100 ml 0.1 moll1的na2so4溶液中加入1 ml 0.1 moll1的agno3溶液，有白色沉淀生成【答案】d【解析】d项，混合溶液中ag0.1 moll10.001 moll1，ag2so0.00120.1 mol3l31107 mol3l3no3-cl-i-ag+b.溶液中先产生的是agi沉淀c.agcl的ksp的数值为1.6910-10d.若在agi悬浊液中滴加少量的kcl溶液,黄色沉淀不会转变成白色沉淀【答案】a【解析】选a。加入agno3溶液后,首先生成agi沉淀,反应后剩余n(ag+)=0.003 l0.01 moll-1=310-5mol,继续生成agcl沉淀,反应后剩余n(cl-)=0.005 l0.01 moll-1-310-5mol=210-5mol,c(cl-)=210-5mol0.013 l1.5410-3moll-1。浊液中ag+=(1.3010-5moll-1)21.5410-3moll-11.110-7moll-1,i-=(1.2210-8moll-1)21.110-7moll-11.3510-9moll-1,混合液中n(k+)=110-4mol,n(no3-)=0.008 l0.01 moll-1=810-5mol,则k+no3-,故k+no3-cl- ag+i-,a项错误;agi的ksp数值小,ag+相同时先产生agi沉淀,b项正确;agi的ksp=ag+21.4910-16(moll-1)2,agcl的ksp=ag+2=1.6910-10(moll-1)2,c项正确;沉淀向着ksp较小的一方转化,d项正确。故答案a。7在cl和cro离子浓度都是0.100 moll1的混合溶液中逐滴加入agno3溶液(忽略体积改变)时，问agcl和ag2cro4哪一种先沉淀？当ag2cro4开始沉淀时，溶液中cl离子浓度是多少？已知：ksp(agcl)1.561010 mol2l2，ksp(ag2cro4)9.01012 mol3l3。【答案】agcl先沉淀；当ag2cro4开始沉淀时，溶液中cl离子浓度是1.64105 moll1【解析】已知，ksp(agcl)1.561010 mol2l2 ksp(ag2cro4)9.01012 mol3l3agcl开始沉淀所需ag为ag moll11.56109 moll1ag2cro4开始沉淀所需ag为ag moll19.5106 moll1因此，agcl先沉淀。当ag2cro4开始沉淀时：ag9.5106 moll1此时，cl moll11.64105 moll1。8一溶液中含有fe3和fe2，它们的浓度都是0.050 moll1。如果要求fe3沉淀完全而fe2不生成沉淀fe(oh)2，需控制ph在何范围？已知：kspfe(oh)31.11036 mol4l4kspfe(oh)21.641014 mol3l3(提示：当某离子浓度小于105 moll1时可以认为该离子沉淀完全)【答案】溶液的ph控制在3.77.8之间。【解析】fe3沉淀完全时，fe3为1105 moll1，则fe3沉淀完全时所需的oh为ohkspfe(oh)3/fe31/3(1.11036/1105)1/3 moll14.81011 moll1ph14poh1410.33.7fe2开始沉淀时所需oh为ohkspfe(oh)2/fe21/2(1.641014/0.050)1/2 moll15.7107 moll1ph14poh146.27.8因此，溶液的ph控制在3.77.8之间，可使fe3沉淀完全而fe2不沉淀。9二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：某软锰矿的主要成分为mno2，还含si(16.27%)、fe(5.86%)、al(3.42%)、zn(2.68%)和cu(0.86%)等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的ph见下表，回答下列问题：沉淀物al(oh)3fe(oh)3fe(oh)2mn(oh)2cu(oh)2ph5.23.29.710.46.7沉淀物zn(oh)2cusznsmnsfesph8.00.422.577(1)硫酸亚铁在酸性条件下将mno2还原为mnso4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为_。(2)滤渣a的主要成分为_。(3)加入mns的目的是除去_杂质。(4)碱性锌锰干电池中，mno2参与的电极反应方程式为_。(5)从废旧碱性锌锰干电池中可以回收利用的物质有_(写出两种)。【答案】(1)mno22feso42h2so4=mnso4fe2(so4)32h2o(2)fe(oh)3、al(oh)3(3)cu2、zn2(4)mno22h2o2e=mn(oh)22oh(5)锌、二氧化锰【解析】(1)根据feso4在反应条件下将mno2还原为mnso4，fe2被氧化为fe3，其反应方程式为2feso4mno22h2so4=mnso4fe2(so4)32h2o。(2)根据反应后滤液(mn2、fe3、al3、cu2、zn2、fe2)加氨水调ph至5.4，结合题表可知滤渣a的主要成分为fe(oh)3和al(oh)3。(3)根据题表可知加入mns是为了生成溶解度更小的cus、zns而除去cu2、zn2。(4)碱性锌锰干电池中zn作负极，则mno2作正极得电子。其电极反应式应为mno22h2o2e=mn(oh)22oh。(5)从碱性锌锰干电池的原料可知，其废旧电池可回收利用的物质为锌和mno2。10某小型化工厂生产皓矾(znso47h2o)的工艺流程如下图所示：已知：开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的ph范围分别为fe(oh)3：2.73.7；fe(oh)2：7.69.6；zn(oh)2：5.78.0。试回答下列问题：(1)加入的试剂应是_，其目的是_。(2)加入的试剂，供选择使用的有：氨水、naclo溶液、20% h2o2溶液、浓硫酸、浓硝酸等，应选用_，其理由是_。(3)加入的试剂是_，目的是_。【答案】(1)zn将cu2、fe3、fe2等杂质离子除去；(2)20% h2o2溶液h2o2作氧化剂，可将fe2氧化为fe3，且不引入其他杂质(3)zno或zn(oh)2，调节溶液的ph，使fe3转化为fe(oh)3沉淀【解析】向溶液中加入zn，发生反应：cu2zn=zn2cu、2fe3zn=2fe2zn2，然后把fe2氧化成fe3，在选择氧化剂时，应使用h2o2，因为h2o2的还原产物为h2o，不引入杂质，然后通过调节溶液的ph值，使fe3水解生成fe(oh)3沉淀而除去。11已知在25 的水溶液中，agx、agy、agz均难溶于水，但存在溶解平衡。当达到平衡时，溶液中离子浓度的乘积是一个常数(此常数用ksp表示，ksp和水的kw相似)。如：agx(s)ag(aq)x(aq)ksp(agx)agx1.81010 mol2l2agy(s) ag(aq)y(aq)ksp(agy)agy1.01012 mol2l2agz(s) ag(aq)z(aq)ksp(agz)agz8.71017 mol2l2(1)根据以上信息，判断agx、agy、agz三者的溶解度(用已被溶解的溶质的物质的量/1 l溶液表示)s(agx)、s(agy)、s(agz)的大小顺序为_。(2)若向agy的饱和溶液中加入少量的agx固体，则y_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)在25 时，若取0.188 g的agy(相对分子质量188)固体放入100 ml水中(忽略溶液体积的变化)，则溶液中y的物质的量浓度为_。(4)由上述ksp判断，在上述(3)的体系中，能否实现agy向agz的转化，并简述理由：_。【答案】(1)s(agx)s(agy)s(agz)(2)减小 (3)1.0106 moll1(4)能，因为ksp(agy)1.01012 mol2l2ksp(agz)8.71017 mol2l2【解析】(2)由于agy比agx更难溶，则向agy的饱和溶液中加入agx固体，发生沉淀的转化，agx(s)y(aq)=agy(s)x(aq)，则y减小。(3)25 时，agy的ksp1.01012 mol2l2，即溶液达到饱和时，agy1.0106 moll1，而将0.188 g agy溶于100 ml水中，形成的为饱和溶液(溶质还有未溶解的)，则y1.0106 moll1。(4)由于ksp(agz)ksp(agy)，可以实现agy向agz的转化。12工业废水中常含有一定量的cr2o和cro，它们会对人类及生态系统产生很大危害，必须进行处理。还原沉淀法是常用的一种方法，其过程如下：crocr2ocr3cr(oh)3(1)转化过程中存在平衡：2cro2hcr2oh2o。能说明该反应达平衡状态的是_(填字母序号)。acr2o和cro的浓度相同b2v(cr2o)v(cro)c溶液的ph保持不变(2)若1 l废水转化后所得溶液中含铬元素的质量为28.6 g，cro有 转化为cr2o(已知铬的相对原子质量为52)。转化后所得溶液中cr2o_。已知：常温时该反应的平衡常数k1014 mol3l3。上述转化后所得溶液的ph_。(3)若在还原过程中还原1 mol cr2o，需要_mol的feso47h2o。(4)沉淀过程中生成的cr(oh)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：cr(oh)3(s)cr3(aq)3oh(aq)，常温下，cr(oh)3的溶度积ksp1032 mol4l4，要使cr3降至105 moll1，溶液的ph应调至_。【答案】(1)c(2)0.25 moll16(3)6(4)5【解析】(1)溶液的ph不变，说明h不变，表明反应已达平衡，c正确。(2)cro2cr2o0.55 moll1，解得：cro0.05 moll1，cr2o0.25 moll1，k1014 mol3l3，解得：h106 moll1，ph6。(3)cr2o中cr的化合价是6，所以1 mol cr2o被还原转移6 mol电子；1 mol fe2被氧化生成fe3，转移 1 mol电子，因此根据得失电子守恒可知需要feso47h2o的物质的量为6 mol。(4)由溶度积常数的表达式kspcr3oh31032 mol4l4可知，当cr3105 moll1时，oh109 moll1，所以ph5。13.工业上制