沉淀反应的应用一、选择题1.下列应用或现象主要体现的是沉淀溶解平衡原理的是( )①热纯碱溶液洗涤油污的能力强②误将钡盐[BaCl 2、Ba(NO 3)2]当作食盐食用后,常用0.5%的Na 2SO 4溶液解毒③溶洞的形成④碳酸钡不能做“钡餐”而硫酸钡能⑤泡沫灭火器灭火A .②③④B .①②③C .③④⑤D .全部解析:选A 。
①利用的是水解原理,⑤利用两种离子水解的相互促进作用,②③④体现的均是沉淀溶解平衡原理。
2.(2019·包头高二月考)已知:K sp (ZnS)>K sp (CuS)。
在有白色固体ZnS 存在的饱和溶液中滴加适量CuSO 4溶液,产生的实验现象是( )A .固体逐渐溶解,最后消失B .固体由白色变为黑色C .固体颜色变化但质量不变D .固体逐渐增多,但颜色不变解析:选B 。
ZnS 和CuS 的阴、阳离子个数比为1∶1,且K sp (ZnS)>K sp (CuS),可得ZnS 溶解度大于CuS ,因此在有白色固体ZnS 存在的饱和溶液中加CuSO 4溶液会使白色ZnS 沉淀转化成黑色CuS 沉淀。
3.化工生产中含Cu 2+的废水常用MnS(s)做沉淀剂,其反应原理为Cu 2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn 2+(aq)。
一定温度下,下列有关该反应的推理正确的是( )A .该反应达到平衡时,c (Cu 2+)=c (Mn 2+)B .平衡体系中加入少量CuS(s)后,c (Mn 2+)变小C .平衡体系中加入少量Cu(NO 3)2(s)后,c (Mn 2+)变大D .该反应平衡常数表达式:K =K sp (CuS )K sp (MnS ) 解析:选C 。
根据Cu 2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn 2+(aq)得,K sp (CuS)<K sp (MnS),K =c (Mn 2+)c (Cu 2+)=c (Mn 2+)·c (S 2-)c (Cu 2+)·c (S 2-)=K sp (MnS )K sp (CuS )>1,即c (Cu 2+)<c (Mn 2+),故A 、D 错误;CuS 在溶液中为沉淀,加入CuS(s)对上述平衡没有影响,故B 错误;加入少量Cu(NO 3)2(s),c (Cu 2+)增大,上述平衡向右移动,c (Mn 2+)增大,故C 正确。
4.已知25 ℃时,AgCl 的溶度积K sp =1.8×10-10,则下列说法正确的是( )A.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,K sp变大B.AgNO3溶液与NaCl溶液混合后的溶液中,一定有c(Ag+)=c(Cl-)C.温度一定时,当溶液中c(Ag+)·c(Cl-)=K sp时,此溶液中必有AgCl沉淀析出D.将AgCl加入较浓的KI溶液中,部分AgCl转化为AgI,因为AgCl的溶解度大于AgI的溶解度解析:选D。
K sp只与温度有关,A项不正确;AgNO3和NaCl的量未知,两者混合后不一定有c(Ag +)=c(Cl-),B项不正确;QK sp时达到沉淀溶解平衡,没有AgCl沉淀析出,C项不正确。
c=5.已知在pH为4~5的环境中,Cu2+、Fe2+几乎不水解,而Fe3+几乎完全水解。
工业上制CuCl2溶液是将浓盐酸用蒸气加热到80 ℃左右,再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质FeO),充分搅拌使之溶解。
欲除去溶液中的杂质离子,下述方法中可行的是( )A.向溶液中通入Cl2,再加入纯净的CuO粉末调节pH为4~5B.向溶液中通入H2S使Fe2+沉淀C.向溶液中通入Cl2,再通入NH3,调节pH为4~5D.加入纯Cu将Fe2+还原为Fe解析:选A。
根据题干信息,A项中的操作可将Fe2+先转化为Fe3+再转化为Fe(OH)3而除去,A 正确;在酸性溶液中H2S与Fe2+不反应,而H2S与Cu2+生成CuS沉淀,B错误;C项中的操作会引入新的杂质离子NH+4,C错误;由金属的活动性Fe>Cu知,D错误。
6.实验:①0.1 mol·L-1MgCl2溶液和0.2 mol·L-1NaOH溶液等体积混合得到浊液a,取少量浊液a过滤得到滤液b和白色沉淀c;②向浊液a中滴加0.1 mol·L-1FeCl3溶液,出现红褐色沉淀。
下列分析不正确的是( )A.滤液b的pH=7B.②中颜色变化说明Mg(OH)2转化为Fe(OH)3C.实验可以证明Fe(OH)3的溶解度比Mg(OH)2的小D.浊液a中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)解析:选A。
根据题意,发生的反应为Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓、3Mg(OH)2(s)+2Fe3+(aq)===3Mg22+(aq)+2OH-(aq),所以滤液b的pH应大+(aq)+2Fe(OH)3(s)。
由于存在Mg(OH)2(s)Mg于7,A项错误。
7.(2019·吉林高二检测)已知25 ℃时,FeS、CuS的溶度积常数(K sp)分别为6.3×10-18、6.3×10-36。
下列有关说法正确的是( )A.0.1 mol FeS和0.1 mol CuS混合后加入1 L水中,所得溶液中c(Fe2+)≠c(Cu2+)B.将足量CuSO4溶解在0.1 mol·L-1 H2S溶液中,Cu2+的最大浓度为6.3×10-35 mol·L-1 C.因为H2SO4是强酸,所以反应CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4不能发生D.向H2S的饱和溶液中通入少量SO2气体,溶液的酸性增强解析:选A。
A项,由于K sp(CuS)≪K sp(FeS),所以0.1 mol FeS和0.1 mol CuS混合后加入1L水中,所得溶液中c(Fe2+)≠c(Cu2+),正确;B项,CuSO4是易溶物质,则溶液中Cu2+的最大浓度远比6.3×10-35mol·L-1大,错误;C项,CuS不溶于H2SO4,该反应能发生,错误;D项,2H2S+SO2===3S↓+2H2O,酸性应减弱,错误。
8.(2019·郑州高二检测)25 ℃时有关物质的颜色和溶度积(K sp)如下表:A.向AgCl的白色悬浊液中加入0.1 mol/L KI溶液,有黄色沉淀产生B.25 ℃时,AgCl、AgBr、AgI、Ag2S饱和水溶液中Ag+的浓度相同C.25 ℃,AgCl固体在等物质的量浓度NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同D.在5 mL 1.8×10-6 mol/L NaCl溶液中,加入1滴(20滴约为1 mL)1×10-3 mol/L AgNO3溶液,不能产生白色沉淀解析:选B。
由K sp(AgCl)>K sp(AgI)可知A项正确;由四种物质的溶度积常数计算可知,其饱和水溶液中c(Ag+)的大小关系为AgCl>AgBr>AgI>Ag2S,B项错误;由于溶度积常数是温度常数,温度不变,其值不变,C项正确;加入一滴硝酸银溶液后,c(Cl-)可认为保持不变,即c(Cl-)=1.8×10-6mol/L,而AgNO3溶液相当于稀释100倍,故c(Ag+)=1×10-5mol/L,c(Cl -)·c(Ag+)=1.8×10-11<Ksp(AgCl),故没有沉淀生成,D项正确。
9.下表为有关化合物的p K sp(p K sp=-lg K sp)。
某同学设计实验如下:①向AgNO3溶液中加入适量NaX溶液,得到沉淀AgX;②向①中加NaY,则沉淀转化为AgY;③向②中加入Na2Z,沉淀又转化为Ag2Z。
则表中a、b、c的大小关系为( )A.a>b>cC.c<a<b D.a+b=c解析:选B。
根据沉淀的转化原理可知,溶解度小的沉淀总是向着溶解度更小的沉淀转化,再结合p K sp=-lg K sp可知K sp越小其p K sp越大,故B正确。
10.已知:25 ℃时,K sp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,K sp(MgF2)=7.42×10-11。
下列说法正确的是( ) A.25 ℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大B.25 ℃时,向Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大C.25 ℃时,Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L-1氨水中的K sp比在20 mL 0.01 mol·L-1NH4Cl 溶液中的K sp小D.25 ℃时,向Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化为MgF2解析:选B。
A项,Mg(OH)2的溶度积小,故其电离出的Mg2+浓度要小一些,错;B项,NH+4可以结合Mg(OH)2沉淀溶解平衡体系中的OH-,从而促使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动,c(Mg2+)增大,正确;C项,KK sp接近,使用浓NaF溶液可以使Mg(OH)2 sp仅与温度有关,错;D项,二者转化为MgF2,错。
11.某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是( )A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点C.d点无BaSO4沉淀生成D.a点对应的K sp大于c点对应的K sp解析:选C。
A项,温度不变,加入 Na2SO4使沉淀溶解平衡向左移动,但两离子浓度的乘积仍不变,仍在曲线上,不会由a点变到b点;B项,通过蒸发,水量减少,Ba2+和SO2-4浓度都增大,不可能由d点变到c点;C项,d点还没有形成饱和溶液,因此无BaSO4沉淀生成;D项,从图像可以看出a点与c点的K sp相等。
12.已知锌及其化合物的性质与铝及其化合物相似。
如图,横坐标为溶液的pH,纵坐标为Zn22+浓度为10-5 mol·L-1时,Zn2+已沉淀完全)。
下列说法不+或ZnO2-2的物质的量浓度(假设Zn正确的是( )A.往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,反应的离子方程式可表示为Zn2++4OH-===ZnO2-2+2H2OB.从图中数据计算可得Zn(OH)2的溶度积K sp=10-17C.某废液中含Zn2+,沉淀Zn2+可以控制溶液pH的范围是8~12D.向1 L 1 mol·L-1 ZnCl2溶液中加入NaOH固体至pH=6,需NaOH 0.2 mol解析:选D。
A项,当溶液pH>12时,Zn2+就转化成ZnO2-2,正确。
B项,依据pH=7时,c(Zn2+)=10-3 mol·L-1计算,此时有沉淀溶解平衡存在,K-3×(10-7)2=10-17,正确。