資源簡介

課時數智作業(四十二)　沉淀溶解平衡
(建議用時：40分鐘　總分：40分)
(每小題只有一個選項正確，每小題3分，共18分)
1．齲齒是牙釉質溶解后病菌乘虛而入的結果。已知牙釉質的主要成分是羥磷灰石，口腔中存在如下平衡：
①羥磷灰石：Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2+(aq)＋3P(aq)＋OH-(aq)
②氟磷灰石的化學式是Ca5(PO4)3F，Ca5(PO4)3F(s) 5Ca2+(aq)＋3P(aq)＋F-(aq)，
氟磷灰石的溶解度比羥磷灰石小。下列有關說法中不正確的是(　　)
A．一定條件下，羥磷灰石可以轉化為氟磷灰石
B．氟磷灰石可阻止齲齒的發生
C．使用添加NaF等氟化物的牙膏可以防治齲齒
D．當糖附著在牙齒上發酵時，會產生H+，所以多吃糖可以防治齲齒
2．椰子蟹具有異常堅硬的甲殼，這歸功于攝入的椰子中的月桂酸(C11H23COOH)，在表面的角質層中形成難溶的月桂酸磷酸鈣，存在如下平衡：
Ca3PO4(OOCC11H23)3(s) 3Ca2+(aq)＋P(aq)＋3C11H23COO-(aq)　Ksp＝7.3×10-35，已知CaCO3的Ksp＝2.8×10-9。下列說法不正確的是 (　　)
A．椰子蟹攝入月桂酸含量較高的椰肉有助于形成更加堅硬的甲殼
B．弱堿性的海水可以保護椰子蟹外殼，使其不易被腐蝕
C．將少量月桂酸磷酸鈣投入適量1 mol·L-1碳酸鈉溶液中，可實現其與碳酸鈣的轉化
D．海水中CO2濃度升高，會腐蝕椰子蟹的外殼，使Ksp增大
3．(2025·太原模擬)常溫下，向醋酸(HAc)溶液中滴加AgNO3溶液，生成的AgAc不溶于水。保持c(HAc)＝0.1 mol·L-1條件下，pX[pX＝－lg c(X)，X＝Ag+、Ac-]與pH關系如圖所示，下列敘述正確的是(　　)
A．L2直線代表pAg與pH關系
B．飽和AgAc溶液中c(Ag+)＝10-1.355 mol·L-1
C．圖像中b點坐標為(8.46，－2.50)
D．圖像中a點坐標為(1.36，4.4)
4．下列關于Mg(OH)2制備和性質的離子方程式，不正確的是(　　)
A．由MgCl2溶液和NaOH溶液制備Mg(OH)2：Mg2+＋2OH-===Mg(OH)2↓
B．向Mg(OH)2懸濁液中加濃FeCl3溶液，生成紅褐色沉淀：3Mg(OH)2＋2Fe3+===2Fe(OH)3＋3Mg2+
C．向Mg(OH)2懸濁液中滴加濃NH4Cl溶液，濁液變澄清：Mg(OH)2＋2N===2NH3·H2O＋Mg2+
D．向Mg(OH)2懸濁液中滴加醋酸，濁液變澄清：Mg(OH)2＋2H+===Mg2+＋2H2O
5．室溫時，已知下列三種金屬硫化物的溶度積常數(Ksp)分別為Ksp(FeS)＝6.3×10-18；Ksp(CuS)＝6.3×10-36；Ksp(ZnS)＝1.6×10-24。下列關于室溫時的有關敘述正確的是(　　)
A．硫化鋅、硫化銅、硫化亞鐵的溶解度依次增大
B．將足量的ZnSO4晶體加入0.1 mol·L-1的Na2S溶液中，Zn2+的濃度最大只能達到1.6×10-23 mol·L-1
C．除去工業廢水中含有的Cu2+，可采用FeS固體作為沉淀劑
D．向飽和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后，混合液中c(Fe2+)變大、c(S2-)變小，但Ksp(FeS)變大
6．(2025·衡水模擬)某污水處理廠用“Pb2+沉淀法”處理含鉻廢水(主要含Cr3+以及少量Cu2+、Fe2+)的工藝流程如圖所示：
已知：①金屬離子Cu2+、Cr3+、Fe3+沉淀完全時(c＝1.0×10-5 mol·L-1)pH分別為6.7、5.6、2.8。
②Cr2＋2H+。
下列說法錯誤的是(　　)
A．“氧化”時生成Cr＋10H+
B．“沉降”過程中加入NaOH溶液，調節溶液pH>6.7
C．加入PbSO4生成PbCrO4，說明Ksp(PbSO4)>Ksp(PbCrO4)
D．“沉鉻”過程中，增大溶液的pH，沉鉻率提高
7．(8分)沉淀溶解平衡在生活、生產和化學學習中有著重要應用。請回答下列問題：
(1)工業上濕法煉鋅過程中，以ZnSO4為主要成分的浸出液中，含有Fe3+、Fe2+、Cu2+、Cl-等雜質，這些雜質對鋅的電解工序有妨礙，必須提早除去。現有下列試劑可供選擇：酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、ZnO、H2O2溶液、Fe、AgNO3溶液、Ag2SO4。
①為了除去Fe2+，應加入合適的氧化劑，將其氧化為Fe3+，則應選擇的氧化劑是________________；利用沉淀轉化原理，可加入__________________，除去Cl-。
②為使某些金屬離子轉化為沉淀而除去，需加入適當的物質調節溶液的pH，則加入的物質是________。(3分)
(2)工業生產中常用MnS作為沉淀劑除去工業廢水中的Cu2+：Cu2+(aq)＋MnS(s) CuS(s)＋Mn2+(aq)，該反應達到平衡時，c(Mn2+)________(填“>”“<”或“＝”)c(Cu2+)。(1分)
(3)在化學分析中采用K2CrO4為指示劑，以AgNO3標準溶液滴定溶液中的Cl-，利用Ag+與Cr生成磚紅色沉淀，指示到達滴定終點。25 ℃時，當溶液中Cl-恰好完全沉淀(濃度等于1.0×10-5 mol·L-1)時，溶液中c(Ag+)為________mol·L-1，此時溶液中c(Cr)等于________mol·L-1[已知Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10-12，Ksp(AgCl)＝2.0×10-10]。(4分)
8．(14分)(2025·南昌模擬)已知草酸鎳晶體(NiC2O4·2H2O)難溶于水，工業上從廢鎳催化劑(主要成分為Ni，含有一定量的Al2O3、FeO、SiO2、CaO等)制備草酸鎳晶體的流程如圖所示：
已知：①相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH見表中數據：
金屬離子 Fe3+ Fe2+ Al3+ Ni2+
開始沉淀的pH 1.1 5.8 3.0 6.8
完全沉淀的pH 3.2 8.8 5.0 9.5
②Ksp(CaF2)＝7.3×10-9
③當某物質濃度小于1.0×10-5 mol·L-1時，視為完全沉淀。
請回答下列問題：
(1)請寫出一種能提高“酸浸”速率的措施：______________________。(2分)
(2)H2O2溶液的作用是 ______________________________________________，
寫出此過程中反應的離子方程式：_______________________________。(3分)
(3)試劑a“調pH”的調控范圍為____________________________________，試劑a為________(填字母)。(2分)
A．Fe(OH)3　　　　　　　 B．Fe(OH)2
C．Al(OH)3 D．Ni(OH)2
E．NaOH
(4)寫出“沉鈣”時反應的離子方程式：______________________________。
當Ca2+沉淀完全時，溶液中c(F-)>______________________________mol·L-1(寫出計算式即可)。(5分)
(5)操作a的內容是__________________。(2分)
1/1課時數智作業(四十二)
1．D　[氟磷灰石的溶解度比羥磷灰石的溶解度小，添加NaF等氟化物的牙膏可以使羥磷灰石轉化為氟磷灰石，A正確；氟磷灰石溶解度更小，有利于生成更堅硬的牙齒保護層，可阻止齲齒的發生，B正確；氟磷灰石的溶解度比羥磷灰石小，使用添加NaF等氟化物的牙膏可以使羥磷灰石轉化為氟磷灰石，防治齲齒，C正確；當糖附著在牙齒上發酵時，會產生H+，口腔中存在平衡：Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2+(aq)＋3P(aq)＋OH-(aq)，氫離子消耗氫氧根離子，使平衡正向移動，導致羥磷灰石溶解，加重齲齒，D錯誤。]
2．D　[由題干可知，月桂酸利于促進形成難溶的月桂酸磷酸鈣，故椰子蟹攝入月桂酸含量較高的椰肉有助于形成更加堅硬的甲殼，A正確；弱堿性的海水利于月桂酸形成月桂酸根離子，使得Ca3PO4(OOCC11H23)3(s) 3Ca2+(aq)＋P(aq)＋3C11H23COO-(aq)平衡逆向移動，利于保護椰子蟹外殼，使其不易被腐蝕，B正確；將少量月桂酸磷酸鈣投入適量1 mol·L-1碳酸鈉溶液中，較高濃度的碳酸根離子使得Ca3PO4(OOCC11H23)3(s)轉化為CaCO3(s)，實現其與碳酸鈣的轉化，C正確；海水中CO2濃度升高，溶液酸性增強，使得月桂酸根離子轉化為月桂酸，促使Ca3PO4(OOC11H23)3(s) 3Ca2+(aq)＋P(aq)＋3C11H23COO-(aq)平衡正向移動，導致腐蝕椰子蟹的外殼，但不會使Ksp增大，D錯誤。]
3．B　[由題意可知，醋酸溶液與硝酸銀溶液的離子反應為HAc＋Ag+ AgAc↓＋H+，反應的平衡常數K＝，溶液中醋酸的濃度恒定為0.1 mol·L-1，反應的平衡常數不變，則溶液中氫離子濃度減小時，銀離子濃度減小，則L1直線代表pAg與pH關系，故A錯誤；由題圖可知，溶液pH為1時，c(Ac-)＝10-4.76mol·L-1、c(Ag+)＝102.05mol·L-1，則醋酸的電離常數Ka＝＝10-4.76，AgAc的溶度積為10-4.76×102.05＝10-2.71，則醋酸銀飽和溶液中銀離子濃度為 mol·L-1＝10-1.355mol·L-1，故B正確；b點溶液中Ac-濃度為102.50 mol·L-1時，醋酸的電離平衡常數Ka＝＝10-4.76，溶液中氫離子濃度為10-4.76×10-2.50×0.1 mol·L-1 ＝10-8.26mol·L-1，溶液pH為8.26，故C錯誤；a點溶液中醋酸根離子和銀離子濃度相等，若銀離子濃度為10-4.4 mol·L-1，由平衡常數可知，溶液中氫離子濃度為10-2.05×10-4.4×0.1 mol·L-1＝10-7.45 mol·L-1，溶液pH為7.45，故D錯誤。]
4．D　[CH3COOH為弱酸，寫離子方程式時不可拆分，D錯誤。]
5．C　[溶度積常數表達式相似，Ksp數值越大的難溶電解質在水中的溶解能力越強，由Ksp可知，室溫下，CuS的溶解度最小，A錯誤；將足量的ZnSO4晶體加入0.1 mol·L-1的Na2S溶液中，S2-的最大濃度為0.1 mol·L-1，Zn2+的濃度最小為1.6×10-23 mol·L-1，B錯誤；因CuS比FeS更難溶，FeS沉淀可轉化為CuS沉淀，C正確；溫度不變，Ksp(FeS)不變，D錯誤。]
6．A　[A項，堿性環境中不能生成H+，錯誤；B項，“沉降”過程中加入NaOH溶液，調節pH使Cu2+和Fe3+生成沉淀，故需要調節溶液的pH>6.7，正確；C項，在濾液中加入PbSO4通過沉淀轉化生成 PbCrO4，說明溶度積：Ksp(PbSO4)>Ksp(PbCrO4)，正確；D項，在沉鉻過程中增大溶液的pH，平衡：Cr2＋H2O 2Cr＋2H+正向移動，Cr濃度增大，沉鉻率提高，正確。]
7．解析：(1)①根據除雜的“兩不”“兩易”原則可知，除去Fe2+又不引入新的雜質，所以應選擇H2O2溶液，將其氧化為Fe3+；除去溶液中的Cl-，為了不引入新的雜質，應選擇Ag2SO4。②為使某些金屬離子轉化為沉淀而Zn不被沉淀，則應選擇ZnO調節溶液的pH。(2)由反應Cu2+(aq)＋MnS(s) CuS(s)＋Mn2+(aq)可知，Ksp(MnS)>Ksp(CuS)，銅離子比錳離子更容易與硫離子結合生成硫化銅，所以該反應達到平衡時，溶液中的c(Mn2+)>c(Cu2+)。 (3)由Ksp(AgCl)＝c(Ag+)·c(Cl-)，則c(Ag+)＝，因為25 ℃時Ksp(AgCl)＝2.0×10-10，所以25 ℃時，當溶液中Cl-恰好完全沉淀(濃度等于 1.0×10-5 mol·L-1)時，溶液中c(Ag+)＝2.0×10-5 mol·L-1；由Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag+)·c(Cr)，則c(Cr)＝，因為25 ℃時Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10-12，所以c(Cr)＝5.0×10-3 mol·L-1。
答案：(1)①H2O2溶液　Ag2SO4　②ZnO　(2)>　
(3)2.0×10-5　5.0×10-3
8．解析：廢鎳催化劑用硫酸溶解，SiO2和硫酸不反應，過濾除去，濾液的成分為NiSO4、FeSO4、Al2(SO4)3、CaSO4及過量的硫酸，H2O2將Fe2+氧化為Fe3+，為提高產率應選用Ni(OH)2中和酸調節溶液的pH，使溶液的pH大于或等于5.0小于6.8，此時Fe3+、Al3+轉化為Fe(OH)3沉淀、Al(OH)3沉淀，過濾除去，此時濾液中含有Ni2+、Ca2+、S，向濾液中加入NH4F使Ca2+轉化為CaF2沉淀除去，再向濾液中加入(NH4)2C2O4生成草酸鎳沉淀，過濾、洗滌、干燥即得草酸鎳晶體。
(1)把廢鎳催化劑粉碎、適當提高酸的濃度、攪拌、加熱都可以提高“酸浸”速率。
(2)H2O2是一種綠色氧化劑，根據金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH表格數據可知，加入H2O2溶液的作用是把Fe2+氧化成Fe3+，以便于形成沉淀而除去，在酸性條件下，發生反應的離子方程式為2Fe2+＋H2O2＋2H+===2Fe3+＋2H2O。
(3)結合表格數據可知，使Fe3+、Al3+沉淀完全，而Ni2+不沉淀，pH的調控范圍為5.0≤pH<6.8，為提高產率最適宜選用Ni(OH)2中和酸調節溶液的pH，且不引入新的雜質，故D正確。
(4)加入NH4F使Ca2+沉淀的離子方程式為Ca2+＋2F-===CaF2↓，由題中所給Ksp(CaF2)＝7.3×10-9，依據Ksp(CaF2)＝c(Ca2+)·c2(F-)，故c2(F-)＝，當Ca2+沉淀完全時，溶液中c(F-)> mol·L-1。
(5)操作a為分離提純草酸鎳晶體的操作。固液分離的方法是過濾；過濾后所得的晶體表面會吸附雜質離子，故應進行洗滌；洗滌后的晶體表面有水，故應進行干燥。故操作a包括的內容是過濾、洗滌、干燥。
答案：(1)把廢鎳催化劑粉碎(或適當提高酸的濃度或攪拌或加熱，合理即可)
(2)把Fe2+氧化成Fe3+，以便于形成沉淀除去　2Fe2+＋H2O2＋2H+===2Fe3+＋2H2O
(3)5.0≤pH<6.8　D
(4)Ca2+＋2F-===CaF2↓　
(5)過濾、洗滌、干燥
1/1

展開更多......

收起↑