2024屆高考二輪復(fù)習(xí)【教材實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)】16 難溶電解質(zhì)的溶解平衡 學(xué)案

【教材實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)】16難溶電解質(zhì)的溶解平衡專題16難溶電解質(zhì)的溶解平衡【教材實(shí)驗(yàn)梳理】1.沉淀的溶解2.沉淀的轉(zhuǎn)化【答題技巧】(1)沉淀劑是否過(guò)量的判斷方法①靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加少量沉淀劑，若無(wú)沉淀產(chǎn)生，則證明沉淀劑已過(guò)量，否則沉淀劑不過(guò)量。②靜置，取上層清液適量于另一潔凈試管中，向其中加入少量與沉淀劑作用產(chǎn)生沉淀的試劑，若產(chǎn)生沉淀，證明沉淀劑已過(guò)量，否則沉淀劑不過(guò)量。(2)洗滌沉淀操作把蒸餾水沿著玻璃棒注入到過(guò)濾器中至浸沒(méi)沉淀，靜置，使蒸餾水濾出，重復(fù)2～3次即可。(3)判斷沉淀是否洗凈的操作取最后一次洗滌液，滴加……(試劑)，若沒(méi)有……現(xiàn)象，證明沉淀已經(jīng)洗凈?！纠}講解】1．一定溫度下的難溶電解質(zhì)AmBn在水溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)，其平衡常數(shù)Ksp=cm(An+)·cn(Bm?)，稱為難溶電解質(zhì)的溶度積。已知下表數(shù)據(jù)：物質(zhì)Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3Ksp(25°C)8.0×10?162.2×10?204.0×10?38完全沉淀時(shí)的pH范圍≥9.6≥6.43~4對(duì)含等物質(zhì)的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的說(shuō)法，不科學(xué)的是（）A．向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到紅褐色沉淀B．該溶液中c(SO42?)∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]＞5∶4C．向該溶液中加入適量氯水，并調(diào)節(jié)pH到3?4后過(guò)濾，可獲得純凈的CuSO4溶液D．在pH=5的溶液中Fe3+不能大量存在【鞏固練習(xí)】2．已知鋅及其化合物的性質(zhì)與鋁及其化合物相似。如左下圖橫坐標(biāo)為溶液的pH，縱坐標(biāo)為Zn2+或的物質(zhì)的量濃度的對(duì)數(shù)。25℃時(shí)，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是A．pH=8.0與pH=12.0的兩種廢液中，Zn2+濃度之比為108B．該溫度時(shí)，Zn(OH)2的溶度積常數(shù)(Ksp)為1x10-10C．若要從某廢液中完全沉淀Zn2+，通?？梢哉{(diào)控該溶液的pH在8.0~12.0之間D．往ZnCl2溶液中加入過(guò)量氫氧化鈉溶液，反應(yīng)的離子方程式為：Zn2++4OH-=3．常溫時(shí)，若Ca(OH)2和CaWO4(鎢酸鈣)的沉淀溶解平衡曲線如圖所示(已知)。下列分析正確的是A．d點(diǎn)的CaWO4溶液中，加入CaCl2固體，d點(diǎn)溶液組成沿da線向c點(diǎn)移動(dòng)(假設(shè)混合后溶液體積不變)B．飽和Ca(OH)2溶液中加入少量CaO，溶液變渾濁，但Ca2+離子數(shù)不變C．飽和Ca(OH)2溶液和飽和CaWO4溶液等體積混合：c()＜c(Ca2+)＜c(H+)＜c(OH-)D．由圖可知常溫下，Ksp(CaWO4)＜Ksp[Ca(OH)2]4．25℃時(shí)，用Na2S沉淀Cu2+、Zn2+兩種金屬離子(M2+)，所需S2-最低濃度的對(duì)數(shù)值lgc(S2-)與lgc(M2+)的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是A．25℃時(shí)Ksp(CuS)約為1×10-35B．向含有ZnS和Na2S的濁液中滴加CuSO4溶液，生成黑色沉淀，可證明：Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)C．向Cu2+濃度為10-5mol/L的工業(yè)廢水中加入ZnS粉末，會(huì)有CuS沉淀析出D．向100mLZn2+、Cu2+濃度均為10-5mol?L-1的混合溶液中逐滴加入10-4mol?L-1的Na2S溶液，Cu2+先沉淀5．我國(guó)電池的年市場(chǎng)消費(fèi)量約為80億只，其中70％是鋅錳干電池，某工藝?yán)密涘i礦(主要成分MnO2，含少量A12O3和SiO2)和閃鋅礦(主要成分是ZnS，含少量FeS、CuS、CdS)為原料制備MnO2和Zn，其流程如下：已知：I.礦石中所有金屬元素均以離子形式進(jìn)入濾液A中。II.各種金屬離子完全沉淀的pH如下表：Zn2+Mn2+Fe2+Fe3+|Al3+pH8.010.19.03.24.7下列說(shuō)法中不正確的是A．濾渣A主要成分：S和SiO2B．適量金屬鋅是為了回收金屬Cu和CdC．步驟③中，加入物質(zhì)X可以是MnO2，調(diào)pH：4.7≤pH<8.0D．上述流程中，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有H2SO46．若定義pAg=-lgc(Ag+)，pCl=-lgc(C1-)，根據(jù)不同溫度下氯化銀飽和溶液的PAg和pCl可繪制圖像如下圖所示，且已知氯化銀的溶解度隨溫度的升高而增大，根據(jù)該圖像，下列表述正確的是A．將A點(diǎn)的溶液降溫，可能得到C點(diǎn)的飽和溶液B．T3<T2<T1C．向B點(diǎn)所表示的溶液中加入氯化鈉溶液，溶液可能改變至D點(diǎn)D．A點(diǎn)表示的是T1溫度下的飽和溶液7．在時(shí)，橘紅色在水中的沉淀溶解平衡平衡曲線如圖所示。又知時(shí)AgCl的，下列說(shuō)法不正確的是A．在時(shí)，的Ksp為B．在飽和溶液中加入可使溶液由Y點(diǎn)到Z點(diǎn)C．在時(shí)，平衡常數(shù)D．在時(shí)，以0.001mol/LAgNO3溶液滴定20mL0.001mol/LKCl和0.001mol/L的的混合溶液，先沉淀8．常溫下，用AgNO3溶液分別滴定濃度均為0.01mol/L的KCl、K2C2O4溶液，所得的沉淀溶解平衡圖像如圖所示(不考慮C2O的水解)。已知Ksp(AgCl)數(shù)量級(jí)為10－10。下列敘述不正確的是A．圖中X線代表的AgClB．Ag2C2O4+2Cl－===2AgCl+C2O的平衡常數(shù)為1.0×10－0.7lC．a(chǎn)點(diǎn)表示AgCl的過(guò)飽和溶液D．向c(Cl－)=c(C2O)的混合液中滴入AgNO3溶液時(shí)，先生成AgCl沉淀9．已知p(A)=-lgc平(A)。三種金屬硫化物在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是A．a(chǎn)點(diǎn)有ZnS沉淀生成B．可用MnS除去MnCl2溶液中混有的少量ZnCl2C．向CuS懸濁液中加入少量水，平衡向溶解的方向移動(dòng)，c平(S2-)增大D．CuS和MnS共存的懸濁液中，=10-2010．已知下表數(shù)據(jù)：物質(zhì)Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3Ksp(25℃)8.0×10-162.2×10-204.0×10-38完全沉淀時(shí)的pH9.66.43.4對(duì)含等物質(zhì)的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的說(shuō)法，不正確的是A．向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到紅褐色沉淀B．該溶液中c(SO)：[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]=5：4C．向該溶液中加入適量氯水，并調(diào)節(jié)pH到3.4后過(guò)濾，可獲得純凈的CuSO4溶液D．在pH=5的溶液中Fe3+不能大量存在11．某溫度下，分別向20mL濃度均為xmol/L的NaCl和Na2CrO4溶液中滴加0.1mol/AgNO3溶液，滴加過(guò)程中-lgc(Cl-)和-lgc(CrO)與AgNO3溶液的體積關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是A．x=0.1B．曲線Ⅰ代表NaCl溶液C．Ksp(Ag2CrO4)約為2×10-8D．y=912．為回收利用廢鎳催化劑主要成分為NiO，另含F(xiàn)e2O3、CaO、CuO、BaO等，科研人員研制了一種回收鎳的新工藝。工藝流程如圖所示：已知：常溫下，有關(guān)氫氧化物開(kāi)始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示：氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2開(kāi)始沉淀的pH1.56.57.7沉淀完全的pH3.79.79.2常溫下，Ksp(CaF2)=2.7×10-11。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)加快酸浸速率的常用措施有______________任寫(xiě)一條即可得分。(2)“浸出渣”主要成分為CaSO4·2H2O和______兩種物質(zhì)。(3)“操作B”的過(guò)程是：先在40～50℃加入H2O2，其作用是_______________(用離子方程式表示)；再調(diào)pH至___________，其目的是______________。(4)操作C可除去溶液中的Ca2+，若控制溶液中F-濃度為3×10-3mol/L，則溶液中=_______。參考答案：1．C【詳解】A、由于Fe(OH)3的溶度積遠(yuǎn)小于Fe(OH)2和Cu(OH)2，所以最先看到紅褐色Fe(OH)3沉淀，則A正確；B、由于Cu2+、Fe2+、Fe3+都能夠水解，所以等物質(zhì)的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液中c(SO42?)∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]＞5∶4，即B正確；C、氯水氧化FeSO4后生成Cl—，所以溶液中還有CuCl2，因此C錯(cuò)誤；D、當(dāng)溶液的pH≥4時(shí)，F(xiàn)e3+已沉淀完全，所以在pH=5時(shí)Fe3+已不存在，故D正確。本題答案為C。2．B【詳解】A．根據(jù)圖像可得pH=8時(shí)，c(Zn2+)=10-5mol·L-1，pH=12時(shí)，即c(OH-)=10-2mol·L-1，c(Zn2+)=，Zn2+濃度之比為=108，A項(xiàng)正確；B．以a點(diǎn)計(jì)算：Ksp［Zn(OH)2］=c(Zn2+)·c(OH-)2=10-3×(10-7)2=10-17，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．由圖象可知，沉淀Zn2+可控制在8~12范圍，在此范圍內(nèi)不會(huì)生成［Zn(OH)4］2-，C項(xiàng)正確；D．往ZnCl2溶液中加入過(guò)量氫氧化鈉溶液，反應(yīng)的離子方程式為：Zn2++4OH-=，D項(xiàng)正確；故選B。3．D【詳解】A．d點(diǎn)的CaWO4溶液中，為未飽和溶液，加入CaCl2固體，溶液中鈣離子濃度增大，-lgc(Ca2+)減小，c()不變，則d點(diǎn)溶液組成沿水平線線向右移動(dòng)(假設(shè)混合后溶液體積不變)，A分析錯(cuò)誤；B．飽和Ca(OH)2溶液中加入少量CaO，氧化鈣與水反應(yīng)，生成氫氧化鈣，反應(yīng)放熱溫度升高，溶液變渾濁，仍為飽和溶液，但溶劑減少，且溶解度變小，則Ca2+離子數(shù)減少，B分析錯(cuò)誤；C．飽和Ca(OH)2溶液中存在沉淀溶解平衡Ca(OH)2(s)?Ca2+(aq)+2OH-(aq)，則其飽和溶液中c(Ca2+)==2.92×10-3mol/L，溶液中c(OH-)=5.85×10-3mol/L，飽和CaWO4溶液中存在沉淀溶解平衡CaWO4(s)?Ca2+(aq)+(aq)，則其飽和溶液中c()=c(Ca2+)==10-5mol/L，因此等體積混合后溶液中c(H+)＜c(Ca2+)，C分析錯(cuò)誤；D．溫度未變，則Ksp不變，由圖可知常溫下，a、c兩點(diǎn)時(shí)，鈣離子濃度相等，a點(diǎn)c2(OH-)大于10-2，c點(diǎn)c()=10-4，則Ksp(CaWO4)＜Ksp[Ca(OH)2]，分析正確；答案為D。4．B【解析】Ksp=c(M2+)×c(S2—)，所以lgKsp=lgc(M2+)+lgc(S2—)，將圖像上任意一點(diǎn)代入即可求出該沉淀的Ksp，而且易知下方直線代表物質(zhì)的Ksp小于上方直線代表物質(zhì)的Ksp，Ksp越小，該物質(zhì)越難溶?！驹斀狻緼.lgKsp=lgc(M2+)+lgc(S2—)，將lgc(Cu2+)=—10，lgc(S2—)=—25代入可求Ksp(CuS)=1×10-35，A項(xiàng)正確；B．濁液中含有過(guò)量的S2—，加入硫酸銅會(huì)直接生成黑色的硫化銅，并不是通過(guò)硫化鋅轉(zhuǎn)化而來(lái)，因此不能說(shuō)明二者的Ksp的大小關(guān)系，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)證明Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)，應(yīng)向ZnS懸濁液中滴入少量CuSO4溶液，若有黑色的CuS析出，即可證明，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．Ksp(CuS)=1×10-35，工業(yè)廢水中Cu2+濃度為10-5mol/L，計(jì)算可知當(dāng)S2—濃度大于10—30就會(huì)產(chǎn)生CuS沉淀，根據(jù)圖像可知ZnS的溶度積大于CuS的溶度積，加入ZnS后溶液中S2—濃度一定大于10—30，所以會(huì)有CuS沉淀析出，C項(xiàng)正確；D．根據(jù)分析可知ZnS的溶度積大于CuS的溶度積，陽(yáng)離子濃度相同的情況下，溶度積小的先生成沉淀，故先生成CuS沉淀，D項(xiàng)正確。答案為B。5．C【分析】軟錳礦(主要成分MnO2，含少量A12O3和SiO2)和閃鋅礦(主要成分是ZnS，含少量FeS、CuS、CdS)與硫酸混合反應(yīng)，-2價(jià)的硫元素被MnO2氧化成S單質(zhì)，SiO2難溶于稀硫酸，所以濾渣A為S和SiO2；得到的濾液A中主要含有Mn2+、Al3+、Zn2+、Fe2+、Cu2+、Cd+等陽(yáng)離子，加入適量Zn，將Cu2+、Cd+還原為Cu和Cd形成濾渣B，向?yàn)V液B中通入O2和X，O2將Fe2+氧化成Fe3+，X調(diào)節(jié)pH使Al3+、Fe3+形成沉淀除去，所以濾渣C主要含氫氧化鋁和氫氧化鐵，濾液C中含有MnSO4和ZnSO4，電解得到MnO2和Zn?！驹斀狻緼．根據(jù)分析可知濾渣A的主要成分為S和SiO2；B．根據(jù)分析可知加入適量Zn是為了置換出Cu和Cd，故B正確；C．步驟③中氧氣為氧化劑將Fe2+氧化，所以X的作用主要是調(diào)節(jié)pH值，而MnO2與氫離子并不反應(yīng)，所以不能用來(lái)調(diào)節(jié)pH，為了不引入新的雜質(zhì)X可以是ZnO、Mn(OH)2等，故C錯(cuò)誤；D．步驟④中電解時(shí)陽(yáng)極Mn2+失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成MnO2，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+，陰極Zn2+得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Zn，廢電解液為硫酸，則本工藝中能循環(huán)利用的物質(zhì)是H2SO4，故D正確；綜上所述答案為C。6．B【分析】由信息可知，升高溫度，使AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)正向移動(dòng)，則離子濃度增大，導(dǎo)致pAg、pCl越小，則圖中T1最大，以此解答?！驹斀狻緼．A點(diǎn)的溶液降溫，導(dǎo)致pAg、pCl增大，則不能得到C點(diǎn)的飽和溶液，可能得到T2、T3上的飽和溶液，故A錯(cuò)誤；B．溫度越高，pAg、pCl越小，則T3<T2<T1，故B正確；C．向B點(diǎn)所表示的溶液中加入氯化鈉溶液，pCl減小，pAg增大，不能改變至D點(diǎn)，應(yīng)從T3線上的B點(diǎn)向下改變，故C錯(cuò)誤；D．T1溫度下，A點(diǎn)pAg、pCl大于平衡時(shí)pAg、pCl，則Qc(AgCl)<Ksp(AgCl)，則A點(diǎn)表示的是T1溫度下的不飽和溶液，故D錯(cuò)誤；故選B。7．A【詳解】A．在t℃時(shí)，Ag2CrO4的Ksp=(10-3)2×(10-5)=1×10-11，A錯(cuò)誤；B．Ag2CrO4在溶液中存在沉淀溶解平衡：Ag2CrO4(s)?2Ag+(aq)+(aq)，向飽和溶液中加入K2CrO4，c()增大，平衡逆向移動(dòng)，導(dǎo)致c(Ag+)減小，溶液由Y點(diǎn)到Z點(diǎn)，c(Ag+)減小，c()增大，可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，B正確；C．平衡常數(shù)K==6.25×107，C正確；D．以0.001mol/LAgNO3溶液滴定20mL0.001mol/LKCl和0.001mol/L的K2CrO4的混合溶液，c(Cl-)=mol/L=4×10-7mol/L，c()=mol/L=10-5mol/L，c(Cl-)＜c()，可見(jiàn)形成沉淀需要的Cl-濃度較小，故Cl-先產(chǎn)生沉淀，D正確；故合理選項(xiàng)是A。8．B【分析】若曲線X為AgCl的沉淀溶解平衡曲線，則Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-)=10-4×10-5.75=10-9.75，則數(shù)量級(jí)為10-10，若曲線Y為AgCl的沉淀溶解平衡曲線，則Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-)=10-4×10-2.46=10-6.46，則數(shù)量級(jí)為10-7，又已知Ksp(AgCl)數(shù)量級(jí)為10-10，則曲線X為AgCl的沉淀溶解平衡曲線，曲線Y為Ag2C2O4的沉淀溶解平衡曲線，且Ksp(Ag2C2O4)=c2(Ag+)×c(C2O)=(10-4)2×10-2.46=10-10.46，據(jù)此分析解答?！驹斀狻緼．根據(jù)分析可知X線代表的AgCl，Y線代表的Ag2C2O4，故A正確；B．Ag2C2O4+2Cl－=2AgCl+C2O的平衡常數(shù)K==109.04，故B錯(cuò)誤；C．據(jù)圖可知a點(diǎn)在曲線X的右方，所以溶液中c(Ag+)×c(Cl-)>Ksp(AgCl)，為AgCl的過(guò)飽和溶液，故C正確；D．根據(jù)圖象可知當(dāng)陰離子濃度相同時(shí)，生成AgCl沉淀所需的c(Ag+)小于生成Ag2C2O4沉淀所需的c(Ag+)，故向c(Cl-)=c(C2O)的混合液中滴入AgNO3溶液時(shí)先析出氯化銀沉淀，故D正確；綜上所述答案為B。9．AC【分析】當(dāng)橫坐標(biāo)相同時(shí)，縱坐標(biāo)數(shù)值越大，金屬陽(yáng)離子濃度越小，其溶度積常數(shù)越小，根據(jù)圖知，溶度積常數(shù)：Ksp(MnS)＞Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)【詳解】A．在ZnS曲線下方表示過(guò)飽和溶液，曲線上表示飽和溶液，曲線上方表示不飽和溶液，對(duì)于ZnS，a點(diǎn)為不飽和溶液，所以a點(diǎn)無(wú)ZnS沉淀生成，故A錯(cuò)誤；B．溶度積常數(shù)表達(dá)式相同時(shí)，溶度積常數(shù)大的難溶物容易能轉(zhuǎn)化為溶度積常數(shù)小的難溶物，Ksp(MnS)＞Ksp(ZnS)，所以可用MnS除去MnCl2溶液中混有的少量ZnCl2，故B正確；C．向CuS懸濁液中加入少量水，平衡向溶解的方向移動(dòng)，但是溶液仍然為飽和溶液，c平(S2-)不變，故C錯(cuò)誤；D．CuS和MnS共存的懸濁液中，，故D正確；故答案選AC。10．BC【詳解】A．根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知Fe(OH)3的Ksp要比另外兩種物質(zhì)小的多，所以最先沉淀，即最先看到紅褐色沉淀，故A正確；B．因?yàn)镃u2+、Fe2+、Fe3+對(duì)應(yīng)的堿全是弱堿，所以這三種離子在溶液中都會(huì)發(fā)生水解，因此它們的物質(zhì)的量會(huì)減少，c(SO)：[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]>5：4，故B錯(cuò)誤；C．加入氯水，可以把亞鐵離子全氧化成三價(jià)，但它的還原產(chǎn)物Cl-肯定還在溶液中，所以得到的溶液中不可能只含CuSO4一種溶質(zhì)，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知pH為3.4時(shí)鐵離子已經(jīng)完全沉淀，即濃度小于1×10-5mol/L，所以在pH=5的溶液中Fe3+不能大量存在，故D正確；綜上所述答案為BC。11．CD【詳解】A．根據(jù)圖象可知，未滴加AgNO3溶液時(shí)-lgc(Cl-)或-lgc(CrO)均為1，則NaCl和Na2CrO4均為強(qiáng)電解質(zhì)，所以溶液均為0.1mol?L-1，即x=0.1，故A正確；B．1molCl-和CrO分別消耗1mol和2molAg+，由圖象可知，滴加AgNO3溶液過(guò)程中，曲線I突躍時(shí)加入的AgNO3溶液的體積為20mL，則曲線I代表NaCl溶液，故B正確；C．b點(diǎn)時(shí)，硝酸銀和Na2CrO4恰好完全反應(yīng)，所以溶液中的溶質(zhì)為NaNO3，同時(shí)存在沉淀溶解平衡Ag2CrO4CrO+2Ag+；-lgc(CrO)=4，則c(CrO)=10-4mol?L-1，c(Ag+)=2×10-4mol?L-1，Ksp(Ag2CrO4)=c(CrO)?c2(Ag+)=10-4×4×10-8=4×10-12，故C錯(cuò)誤；D．a(chǎn)點(diǎn)時(shí)，Cl-恰好完全沉淀，-l