高考特训17 Ksp及沉淀转化与平衡常数
1. (2024·南京二模) 以磷石膏(含CaSO4和少量SiO2等)为原料制备轻质CaCO3的部分流程如图所示。室温下，Ka1(H2CO3)＝4.5×10－7，Ka2(H2CO3)＝4.7×10－11，Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5。
下列说法不正确的是(C)
A. 0.1 mol/L(NH4)2CO3溶液中：
2c(CO3(2－))<c(NH4(＋))
B. 室温下，pH＝6的NH4Cl溶液中：
c(NH3·H2O)＝9.9×10－7 mol/L
C. “转化”后的清液中一定存在：
()()3(2－)≥()()4(2－)
D. “浸取”发生反应：
CaO＋2NH4(＋)===Ca2＋＋2NH3↑＋H2O
【解析】 由Ka2和Kb大小可知，CO3(2－)的水解程度大于NH4(＋)，故溶液中2c(CO3(2－))<c(NH4(＋))，A正确；室温下，pH＝6的NH4Cl溶液存在质子守恒：c(H＋)＝c(NH3·H2O)＋c(OH－)，则c(NH3·H2O)＝c(H＋)－c(OH－)＝(10－6－10－8) mol/L＝9.9×10－7 mol/L，B正确；“转化”后的溶液中，CaCO3一定达到沉淀溶解平衡，而CaSO4不一定达到沉淀溶解平衡，则()()3(2－)＝c(Ca2＋)≤()()4(2－)，C错误；“浸取”时，NH4(＋)水解产生的H＋与CaO反应生成Ca2＋和H2O，反应放热，促进了NH3·H2O分解为NH3和H2O，D正确。
2. (2024·苏州期末)用含少量Ca2＋、Mg2＋的CoCl2溶液制备CoO的过程如图所示。已知：室温下，Ksp(MgF2)＝5×10－11，Ksp(CaF2)＝5×10－9，Ka(HF)＝6.3×10－4，Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5。下列说法正确的是(A)
A. 0.1 mol/L NH4F溶液呈酸性，且c(NH4(＋))<c(F－)
B. “沉钙镁”后的溶液中：()()cMg2＋(cCa2＋)＝10－2
C. 0.1 mol/L (NH4)2C2O4溶液中：c(NH4(＋))>2c(C2O4(2－))＋2c(HC2O4(－))＋2c(H2C2O4)
D. 若将流程中(NH4)2C2O4换成Na2C2O4，则制得的CoO纯度更高
【解析】 Ka(HF)＝6.3×10－4 >Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5，由越弱越水解知，水解程度：NH4(＋)>F－，故0.1 mol/L NH4F溶液呈酸性，且c(NH4(＋))<c(F－)，A正确；“沉钙镁”后的溶液中，()()cMg2＋(cCa2＋)＝()()()()cMg2＋·c2F－(cCa2＋·c2F－)＝()()KspMgF2(KspCaF2)＝5×10－11(5×10－9)＝102，B错误；(NH4)2C2O4溶液中存在元素守恒，c(NH4(＋))＋c(NH3·H2O)＝2c(C2O4(2－))＋2c(HC2O4(－))＋2c(H2C2O4)，故c(NH4(＋))<2c(C2O4(2－))＋2c(HC2O4(－))＋2c(H2C2O4)，C错误；若将流程中(NH4)2C2O4换成Na2C2O4，会引入Na＋，则制得的CoO纯度降低，D错误。
3. (2024·盐城东台中学)室温下，通过下列实验探究NH4Al2溶液的性质(假设实验前后溶液体积不变)。
实验Ⅰ：用pH试纸测定0.1 mol/L NH4Al(SO4)2 溶液的pH，测得pH约为6。
实验Ⅱ：向0.1 mol/L NH4Al(SO4)2 溶液中加入少量Ba2溶液，产生白色沉淀。
实验Ⅲ：向0.1 mol/L NH4Al(SO4)2 溶液中通入一定量的NH3至沉淀完全。
实验Ⅳ：向0.1 mol/L NH4Al(SO4)2 溶液中加入Na2CO3产生沉淀和气体
下列说法正确的是(C)
A. 0.1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液中由水电离出的c约为10－8mol/L
B. 实验Ⅱ中沉淀成分仅为BaSO4
C. 实验Ⅲ得到的溶液中有c4(＋)＋c＋c4(2－)>0.3 mol/L
D. 实验Ⅳ过滤后所得的溶液中一定存在：c2＝3(2－)
【解析】 NH4Al2水解促进水电离，0.1 mol/L NH4Al(SO4)2 的pH约为6，溶液中由水电离出的c约为10－6 mol/L，A错误；实验Ⅱ中沉淀成分为BaSO4、Al(OH)3，B错误；实验Ⅲ得到0.2 mol/L (NH4)2SO4溶液中，c4(＋)＋c＋c4(2－)>0.3 mol/L，C正确；实验Ⅳ，铝离子和碳酸根离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，过滤后所得的溶液中不一定存在碳酸铝沉淀的溶解平衡，所以不一定存在c2＝3(2－)，D错误。
4. (2024·丹阳中学)室温下，通过下列实验探究有关AgNO3的性质[已知：Ksp＝10－9.8]。
实验1：向10 mL 0.1 mol/L AgNO3溶液中滴加1 mL 0.1 mol/L NaCl溶液，产生白色沉淀，过滤。
实验2：向实验1所得滤液中滴加1 mL 0.1 mol/L NaBr溶液，产生淡黄色沉淀，过滤。
实验3：向实验2所得滤液中逐滴滴加氨水，产生沉淀先变多后变少，直至消失。
下列说法正确的是(D)
A. 实验1过滤后滤液中c＝10－4.9mol/L
B. 通过实验1和实验2可得出：
Ksp>Ksp
C. 实验2所得滤液中：c＋c＝c＋c＋c
D. 实验3滴加氨水过程中，c一直减小
【解析】 实验1发生反应：AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3，反应后AgNO3过量，过滤后所得滤液中c(Ag＋)＝10 mL＋1 mL(0.1 mol/L×10 mL－0.1 mol/L×1 mL)＝0.082 mol/L，A错误；实验1所得滤液中含过量的AgNO3、NaNO3和饱和AgCl，滴加1 mL 0.1 mol/L NaBr溶液，AgNO3直接与NaBr发生沉淀反应生成淡黄色的AgBr沉淀，不能说明发生了沉淀的转化，不能比较AgCl、AgBr的Ksp，B错误；实验2中发生反应：AgNO3＋NaBr===AgBr↓＋NaNO3，反应后AgNO3仍过量，过滤所得滤液中含过量的AgNO3、NaNO3、饱和AgCl和AgBr，滤液中NO3(－)物质的量为0.1 mol/L×0.01 L＝0.001 mol、Na＋物质的量为0.1 mol/L×0.001 L＋0.1 mol/L×0.001 L＝0.000 2 mol，溶液中的电荷守恒为c(Ag＋)＋c(H＋)＋c(Na＋)＝c(Cl－＋c(Br－)＋c(NO3(－))＋c(OH－)，C错误；向实验2所得滤液中逐滴滴加氨水，随着氨水的滴入，依次发生反应：AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH4NO3、AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH＋2H2O，故产生沉淀先变多后变少，直至消失，c(Ag＋)一直减小，D正确。