（新）2022届高考化学训练突破04 离子平衡曲线（沉淀曲线、离子平衡常数计算）（解析版）

突破04离子平衡曲线（2）限时：35分钟一、沉淀曲线选择题1.在t℃时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t℃时AgCl的Ksp＝4×10－10，下列说法不正确的是(　　)A．在t℃时，AgBr的Ksp为4.9×10－13B．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点变到b点C．图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液D．在t℃时，AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)的平衡常数K≈816【答案】B【解析】根据图中c点的c(Ag＋)和c(Br－)可得，该温度下AgBr的Ksp为4.9×10－13，A正确；在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后，c(Br－)增大，溶解平衡逆向移动，c(Ag＋)减小，B错；在a点时Qc＜Ksp，故为AgBr的不饱和溶液，C正确；在t℃时，平衡常数K＝c(Cl－)/c(Br－)＝Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr)，代入数据得K≈816，D正确。2.常温下，Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列有关说法正确的是(　　)A．Ksp[Fe(OH)3]＞Ksp[Cu(OH)2]B．a、b、c、d四点的Kw不同C．在Fe(OH)3饱和溶液中加入适量硝酸钾晶体可使a点变到b点D．d点时的Cu(OH)2溶液为不饱和溶液 【答案】D【解析】根据图示，b点c(Fe3＋)与c点c(Cu2＋)相等，而b点c(OH－)＝10－12.7mol·L－1，c点c(OH－)＝10－9.6mol·L－1，根据Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)，Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)，显然Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Cu(OH)2]，A项错误；a、b、c、d四点的温度相同，Kw相同，B项错误；在Fe(OH)3饱和溶液中加入适量硝酸钾晶体，对Fe(OH)3的沉淀溶解平衡没有影响，C项错误；d点位于Cu(OH)2沉淀溶解平衡曲线左方，为不饱和溶液，D项正确。3.某温度时，可用K2S沉淀Cu2＋、Mn2＋、Zn2＋三种离子(M2＋)，所需S2－最低浓度的对数值lgc(S2－)与lgc(M2＋)的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)A．三种离子对应的硫化物中Ksp(CuS)最小，约为1×10－20B．向MnS的悬浊液中加入少量水，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，c(S2－)增大C．可用MnS除去MnCl2溶液中混有的少量杂质ZnCl2D．向浓度均为1×10－5mol·L－1的Cu2＋、Zn2＋、Mn2＋混合溶液中逐滴加入1×10－4mol·L－1的Na2S溶液，Zn2＋先沉淀【答案】C【解析】　向横坐标作一垂线，与三条斜线相交，此时c(S2－)相同，而c(Cu2＋)＜c(Zn2＋)＜c(Mn2＋)，可判断CuS的Ksp最小。取CuS线与横坐标交点，可知此时c(S2－)＝10－10mol·L－1，c(Cu2＋)＝10－25mol·L－1，Ksp(CuS)＝10－35，A项错误；向MnS悬浊液中加水，促进溶解，溶解平衡正向移动，但依然是MnS的饱和溶液，c(S2－)不变，B项错误；因为Ksp(ZnS)＜Ksp(MnS)，加入MnS将ZnCl2转化成溶解度更小的ZnS，过量的MnS固体过滤除去，C项正确；因Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS)＜Ksp(MnS)，所以Cu2＋先沉淀，D项错误。4.溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如下图所示。下列说法错误的是(　　) A．溴酸银的溶解是放热过程B．温度升高时溴酸银溶解速度加快C．60℃时溴酸银的Ksp约等于6×10－4D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯【答案】A【解析】A项，由题图可知，随着温度升高，溴酸银的溶解度逐渐增大，因此AgBrO3的溶解是吸热过程；B项，由图像曲线可知，温度升高斜率增大，因此AgBrO3的溶解速度加快；C项，由溶解度曲线可知，60℃时，AgBrO3的溶解度约为0.6g，则其物质的量浓度约为0.025mol·L－1，AgBrO3的Ksp＝c(Ag＋)·c(BrO)＝0.025×0.025≈6×10－4；D项，若KNO3中含有少量AgBrO3，可通过蒸发浓缩得到KNO3的饱和溶液，再冷却结晶获得KNO3晶体，而AgBrO3留在母液中。5.已知AgCl在水中的溶解是吸热过程。不同温度下，AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知T1温度下Ksp(AgCl)＝1.6×10－9，下列说法正确的是(　　)A．T1＞T2B．a＝4.0×10－5C．M点溶液温度变为T1时，溶液中Cl－的浓度不变D．T2时饱和AgCl溶液中，c(Ag＋)、c(Cl－)可能分别为2.0×10－5mol·L－1、4.0×10－5mol·L－1【答案】　B【解析】氯化银在水中溶解时吸收热量，温度越高，Ksp越大，在T2时氯化银的Ksp大，故T2＞T1，A项错 误；氯化银在溶液中存在着沉淀溶解平衡，根据氯化银的溶度积常数可知a＝＝4.0×10－5，B项正确；氯化银的溶度积常数随温度降低而减小，则M点溶液温度变为T1时，溶液中Cl－的浓度减小，C项错误；T2时氯化银的溶度积常数大于1.6×10－9，所以T2时饱和AgCl溶液中，c(Ag＋)、c(Cl－)不可能分别为2.0×10－5mol·L－1、4.0×10－5mol·L－1，D项错误。6.常温时，Ca(OH)2和CaWO4(钨酸钙)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列分析不正确的是(　　)A．常温时Ksp[Ca(OH)2]＞Ksp(CaWO4)B．a点：无Ca(OH)2沉淀，有CaWO4沉淀C．加热饱和Ca(OH)2溶液有白色沉淀生成D．常温时这两种饱和溶液中c(Ca2＋)相等【答案】　D【解析】Ca(OH)2沉淀溶解平衡曲线起点的定量信息是c(Ca2＋)＝1.0×10－7mol·L－1、c(OH－)＝1.0mol·L－1，Ksp[Ca(OH)2]＝c(Ca2＋)·c2(OH－)＝1.0×10－7，CaWO4(钨酸钙)的沉淀溶解平衡曲线起点的定量信息是c(Ca2＋)＝1.0×10－7mol·L－1、c(WO)＝1.0×10－3mol·L－1，Ksp(CaWO4)＝c(Ca2＋)·c(WO)＝1.0×10－10＜1.0×10－7，故Ksp[Ca(OH)2]＞Ksp(CaWO4)，A项正确；a点的定量信息是c(Ca2＋)＝1.0×10－4mol·L－1，c(OH－)＝1.0×10－3mol·L－1或c(WO)＝1.0×10－3mol·L－1，离子积Qc[Ca(OH)2]＝c(Ca2＋)·c2(OH－)＝1.0×10－10＜Ksp[Ca(OH)2]，无氢氧化钙沉淀生成，离子积Qc(CaWO4)＝c(Ca2＋)·c(WO)＝1.0×10－7＞Ksp(CaWO4)，有钨酸钙沉淀生成，B项正确；氢氧化钙的溶解度随温度升高而降低，故加热饱和Ca(OH)2溶液有白色沉淀生成，C项正确；设饱和氢氧化钙溶液中钙离子浓度为x，则氢氧根离子浓度为2x，x·(2x)2＝1.0×10－7，解得x≈2.9×10－3mol·L－1，设饱和钨酸钙溶液中钙离子浓度为y，钨酸根离子浓度也为y，则y2＝1.0×10－10，y＝1.0×10－5mol·L－1，x＞y，D项不正确。7.常温下，金属离子(Mn＋)浓度的负对数随溶液pH变化关系如图所示[已知：pM＝－lgc(Mn＋)，且假设c(Mn＋)≤10－6mol·L－1认为该金属离子已沉淀完全]。下列说法正确的是(　　) A．常温下，Ksp[Mg(OH)2]＜Ksp[Fe(OH)2]B．可以通过调节溶液pH的方法分步沉淀Cu2＋和Fe2＋C．除去Cu2＋中少量Fe3＋，可控制溶液3≤pH＜4D．pM与Ksp之间的关系式为pM＝lgKsp－nlgc(OH－)【答案】　C【解析】常温下，pH一定时c(Mg2＋)＞c(Fe2＋)，所以Ksp[Mg(OH)2]＞Ksp[Fe(OH)2]，A项错误；当Cu2＋完全沉淀时，Fe2＋已经开始沉淀，所以不能通过调节溶液pH的方法分步沉淀Cu2＋和Fe2＋，B项错误；当3≤pH＜4时，Fe3＋完全沉淀，而Cu2＋不会沉淀，所以除去Cu2＋中少量Fe3＋，可控制溶液3≤pH＜4，C项正确；Ksp＝c(Mn＋)·cn(OH－)，c(Mn＋)＝，pM＝－lgc(Mn＋)＝－lg[]＝－lgKsp＋nlgc(OH－)，D项错误。8.已知：pCu＝－lgc(Cu＋)，pX＝－lgc(X－)。298K时，Ksp(CuCl)＝a×10－6，Ksp(CuBr)＝b×10－9，Ksp(CuI)＝c×10－12，在CuCl、CuBr、CuI的饱和溶液中阳离子和阴离子浓度关系如图所示。下列说法正确的是(　　)A．298K时，在CuCl的饱和溶液中加入少量NaCl，c(Cu＋)和c(Cl－)都减小B．图中x代表CuI曲线，且P点c(Cu＋)＝c(I－)C．298K时增大M点的阴离子浓度，则y上的点向N点移动D．298K时CuBr(s)＋I－(aq)CuI(s)＋Br－(aq)的平衡常数K的数量级为103【答案】　D【解析】A．CuCl的饱和溶液中加入少量NaCl，c(Cl－)增大，溶解平衡逆向移动，则c(Cu＋)减小，故A错误；B．P点pCu＝－lgc(Cu＋)＝3，则c(Cu＋)＝c(X－)＝10－3mol/L，x代表CuCl曲线，故B错误；C． 增大M点的阴离子浓度，会使溶解平衡逆向移动，c(Cu＋)减小，则pX减小，pCu增大，由图可知，若向N移动，c(Cu＋)增大，而阴离子浓度减小，故C错误；D．298K时CuBr(s)＋I－(aq)CuI(s)＋Br－(aq)的平衡常数K＝＝＝103，故D正确。9.将一定浓度的AgNO3溶液分别滴加到浓度均为0.01mol/L的NaBr、Na2SeO3溶液中，所得的沉淀溶解平衡曲线如图所示(Br－、SeO用Xn－表示，不考虑SeO的水解)。下列叙述正确的是(　　)A．Ksp(Ag2SeO3)的数量级为10－10B．d点对应的AgBr溶液为不饱和溶液C．所用AgNO3溶液的浓度为10－3mol/LD．Ag2SeO3(s)＋2Br－(aq)2AgBr(s)＋SeO(aq)平衡常数为109.6，反应趋于完全【答案】D【解析】A．由图像可知－lgc(SeO)＝5.0时，－lgc(Ag＋)＝5，则Ksp(Ag2SeO3)的数量级为10－15，故A错误；B．由图像可知d点对应的c(Ag＋)偏大，应生成沉淀，故B错误；C．由图像可知起始时，－lgc(Ag＋)＝2，则所用AgNO3溶液的浓度为10－2mol/L，故C错误；D．Ag2SeO3(s)＋2Br－(aq)2AgBr(s)＋SeO(aq)平衡常数为＝＝109.6，故D正确。10.已知298K时，Ksp(NiS)＝1.0×10－21，Ksp(NiCO3)＝1.0×10－7；p(Ni)＝－lgc(Ni2＋)，p(B)＝－lgc(S2－)或－lgc(CO)。在含物质的量浓度相同的Na2S和Na2CO3的混合溶液中滴加Ni(NO3)2溶液产生两种沉淀，溶液中阳离子、阴离子浓度关系如图所示。下列说法错误的是(　　)A．常温下NiCO3的溶解度大于NiS的溶解度B．向d点对应的溶液中加入对应阴离子的钠盐，d点向b点移动C．对于曲线Ⅰ，在b点加热(忽略蒸发)，b点向c点移动 D．p为3.5且对应的阴离子是CO【答案】　C【解析】A项，常温下Ksp(NiS)c(HCO)>c(HS－)>c(OH－)③计算反应后的溶液中c(H2S)·c(OH－)/c(HS－)的值为________。【答案】①CO2＋S2－＋H2O===HCO＋HS－　②C　③2×10－7【解析】①根据电离平衡常数可知，酸性大小顺序：H2CO3>H2S>HCO>HS－，所以将0.04molCO2通入200mL0.2mol/L的Na2S溶液中，n(CO2)∶n(Na2S)＝1∶1反应生成碳酸氢钠和硫氢化钠，发生反应的离子方程式为CO2＋S2－＋H2O===HCO＋HS－；②据①分析可知，充分反应后所得溶液为碳酸氢钠和硫氢化钠，A．溶液中存在电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HS－)＋2c(S2－)＋c(OH－)＋c(HCO)＋2c(CO)，A错误；B．同浓度的同体积的碳酸氢钠和硫氢化钠，二者溶质的物质的量相等，因此根据物料守恒可知：c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)＝c(H2S)＋c(HS－)＋c(S2－)，B错误；C．碳酸氢钠溶液的Kh＝Kw/Ka1＝10－14/4.3×10－7＝1/4.3×10－7；硫氢化钠溶液的Kh＝Kw/Ka1＝10－14/5.0×10－8＝1/5×10－6，碳酸氢钠溶液的水解能力小于硫氢化钠溶液的水解能力，所以c(Na＋)>c(HCO)>c(HS－)>c(OH－)，C正确。③＝＝Kw/Ka1＝10－14/5.0×10－8＝1/5×10－6＝2×10－7。4．向某“浸取液”中加入NaF以除去溶液中Ca2＋(浓度为1.0×10－3mol·L－1)，当溶液中c(F－)＝2.0×10－3mol·L－1时，除钙率为________[Ksp(CaF2)＝4.0×10－11]。【答案】　99%【解析】当溶液中c(F－)＝2.0×10－3mol·L－1时，Ksp(CaF2)＝c(Ca2＋)·c2(F－)＝c(Ca2＋)·(2.0×10－3)2＝4.0×10－11，故c(Ca2＋)＝1.0×10－5mol·L－1，则除钙率为×100%＝99%。5．废水中的重金属离子通常用沉淀法除去。已知Ksp(NiS)＝1.1×10－21，Ksp(CuS)＝1.3×10－36 ，国家规定的排放标准：镍低于1.1×10－5mol·L－1，铜低于7.8×10－5mol·L－1。则需要控制溶液中S2－的浓度不低于______mol·L－1。【答案】　1×10－16【解析】Ni2＋达到排放标准时，c(S2－)·c(Ni2＋)≤Ksp(NiS)，所以c(S2－)≥mol·L－1＝mol·L－1＝10－16mol·L－1，因为Ksp(CuS)远小于Ksp(NiS)，所以此时Cu2＋肯定达到排放标准，则需要控制溶液中S2－的浓度不低于10－16mol·L－1。6.（2017全国卷I改编）若某滤液含有亚铁离子和镁离子，其中c（Mg2+）=0.02mol•L﹣1，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c（Fe3+）=1.0×10﹣5，此时是否有Mg3（PO4）2沉淀生成？　　（列式计算）。FePO4、Mg3（PO4）2的Ksp分别为1.3×10﹣22、1.0×10﹣24【答案】Fe3+恰好沉淀完全时，c（PO43﹣）==1.3×10﹣17mol/L，Qc[Mg3（PO4）2]=（）3×（1.3×10﹣17mol/L）2=1.69×10﹣40＜Ksp=1.0×10﹣24，因此不会生成Mg3（PO4）2沉淀【解析】同答案7.某氯化镁溶液中含有少量铁离子、铝离子杂质，现调节PH使Fe3＋、Al3＋浓度均小于1×10－6mol·L－1，在室温下需调节pH的范围是：__________(已知：Ksp[Fe(OH)3]＝1×10－39，Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33,pH＝9.3时，Mg2＋开始沉淀)。【答案】　5＜pH＜9.3【解析】因氢氧化铝的溶解度大于氢氧化铁，根据Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33，Fe3＋、Al3＋浓度均小于l×10－6mol·L－1时c(OH－)>mol·L－1＝10－9mol·L－1，pH最小值为5，为防止Mg2＋沉淀，控制pH的最大值为9.3，所以pH的范围是5