(通用版)2022年高考化學一輪復習 第八章 水溶液中的離子平衡 第4節(jié) 難溶電解質的溶解平衡學案 新人教版
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1、(通用版)2022年高考化學一輪復習 第八章 水溶液中的離子平衡 第4節(jié) 難溶電解質的溶解平衡學案 新人教版 【考綱要求】 了解難溶電解質的沉淀溶解平衡?!?理解溶度積(Ksp)的含義,能進行相關的計算。 考點一 沉淀溶解平衡 1.沉淀溶解平衡的含義 在一定溫度下的水溶液中,當沉淀溶解和生成的速率相等時,即建立了沉淀溶解平衡狀態(tài)。 2.沉淀溶解平衡的建立 固體溶質溶液中的溶質 3.沉淀溶解平衡的特征 4.影響沉淀溶解平衡的因素 (1)內(nèi)因:難溶電解質本身的性質,這是決定因素。 (2)外因:以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0為例 外界條
2、件 移動方向 平衡后 c(Ag+) 平衡后 c(Cl-) Ksp 升高溫度 正向 增大 增大 增大 加水稀釋 正向 不變 不變 不變 加入少量 AgNO3 逆向 增大 減小 不變 通入HCl 逆向 減小 增大 不變 通入H2S 正向 減小 增大 不變 1.沉淀溶解達到平衡時,溶液中溶質的離子濃度保持不變,但不一定相等( ) 2.AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)表示AgCl的電離平衡( ) 3.升高溫度,沉淀溶解平衡一定正向移動( ) 4.沉淀溶解達到平衡時,若再加入難溶性的該沉淀物,溶解平衡將會向
3、右移動( ) 5.碳酸鈣在水中的溶解度比在氯化鈣溶液中的溶解度大( ) 6.根據(jù)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),CH3COOHCH3COO-+H+,可以判斷AgCl、CH3COOH均為弱電解質( ) 答案:1.√ 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.× 題組一 考查沉淀溶解平衡的建立 1.有關AgCl沉淀的溶解平衡的說法中,不正確的是( ) A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不斷進行,但速率相等 B.AgCl難溶于水,溶液中沒有Ag+和Cl- C.升高溫度,AgCl沉淀的溶解度增大 D.向AgCl沉淀中加入NaCl固體,AgCl沉淀的溶解度降低
4、 解析:選B。沉淀溶解平衡的實質是v(沉淀)=v(溶解)≠0,A對。AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)是動態(tài)平衡,B錯。溶解過程吸熱,C對。加入NaCl固體,c(Cl-)增大,AgCl溶解平衡左移,D對。 2.下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是( ) A.反應開始時,溶液中各離子濃度相等 B.沉淀溶解達到平衡時,沉淀的速率和溶解的速率相等 C.沉淀溶解達到平衡時,溶液中溶質的離子濃度相等,且保持不變 D.沉淀溶解達到平衡時,如果再加入難溶性的該沉淀物,將抑制溶解 解析:選B。A項反應開始時,各離子的濃度沒有必然的關系;C項沉淀溶解達到平衡時溶液中溶質的離子濃度保持不變
5、,但不一定相等;D項沉淀溶解達到平衡時,如果再加入難溶性的該沉淀物,溶液仍為飽和溶液,故平衡不發(fā)生移動。 題組二 考查溶解平衡的影響因素 3.在一定溫度下,當Mg(OH)2固體在水溶液中達到下列平衡時:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),要使Mg(OH)2固體減少而c(Mg2+)不變,可采取的措施是( ) A.加MgSO4 B.加HCl溶液 C.加NaOH D.加水 解析:選D。加MgSO4會使該溶解平衡左移,Mg(OH)2 固體增多,c(Mg2+)變大;加HCl溶液使該溶解平衡右移,Mg(OH)2固體減少,c(Mg2+)變大;加NaOH使該溶
6、解平衡左移,Mg(OH)2固體增多,c(Mg2+)變小。 4.將AgCl分別加入盛有①5 mL水;②6 mL 0.5 mol/L NaCl溶液;③10 mL 0.2 mol/L CaCl2溶液;④50 mL 0.1 mol/L鹽酸的燒杯中,均有固體剩余,各溶液中c(Ag+)從大到小的排列順序為 。 解析:根據(jù)沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)知,溶液中c(Cl-)越大,則c(Ag+)越小。 答案:①④③② 考點二 沉淀溶解平衡及應用[學生用書P134] 1.沉淀的生成 (1)調(diào)節(jié)pH法:如除去NH4Cl溶液中的FeCl3雜質,可加入氨水調(diào)節(jié)pH
7、至4左右,離子方程式為Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH 。 (2)沉淀劑法:如用H2S沉淀Cu2+,離子方程式為Cu2++H2S===CuS↓+2H+。 2.沉淀的溶解 (1)酸溶解法: CaCO3溶于鹽酸,離子方程式為CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O。 (2)鹽溶解法:Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,離子方程式為Mg(OH)2+2NH===Mg2++2NH3·H2O。 3.沉淀的轉化 (1)實質:沉淀溶解平衡的移動。 (2)舉例:MgCl2溶液Mg(OH)2Fe(OH)3,則Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3]。 (3
8、)沉淀轉化的規(guī)律:一般說來,溶解度小的沉淀轉化成溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn)。 (4)應用 ①鍋爐除水垢:將CaSO4轉化為CaCO3,離子方程式為CaSO4+CO===CaCO3+SO。 ②礦物轉化:CuSO4溶液遇ZnS轉化為CuS,離子方程式為ZnS+Cu2+===CuS+Zn2+。 1.BaCO3不溶于水,故可用作鋇餐( ) 2.在含有Mg(OH)2沉淀的飽和溶液中加入固體NH4Cl,沉淀量不變( ) 3.FeS可使Hg2+轉化為HgS而除去,是因為HgS的溶解度比FeS的溶解度更小( ) 4.一般認為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5 mol·L-1時,沉淀已
9、經(jīng)完全( ) 5.在一定條件下,溶解度較小的沉淀也可以轉化成溶解度較大的沉淀( ) 6.向AgCl懸濁液中滴加Na2S溶液,白色沉淀變成黑色,離子方程式為2AgCl+S2-===Ag2S+2Cl-( ) 答案:1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.√ 6.√ 1.要使工業(yè)廢水中的Pb2+沉淀,可用硫酸鹽、碳酸鹽、硫化物等作沉淀劑,已知Pb2+與這些離子形成的化合物的溶解度如下: 化合物 PbSO4 PbCO3 PbS 溶解度/g 1.03×10-4 1.81×10-7 1.84×10-14 由上述數(shù)據(jù)可知,沉淀劑最好選用( ) A.硫化物
10、 B.硫酸鹽 C.碳酸鹽 D.以上沉淀劑均可 解析:選A。沉淀工業(yè)廢水中的Pb2+時,生成沉淀的反應進行得越完全越好,由于PbS的溶解度最小,故選硫化物作為沉淀劑。 2.自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后變成CuSO4溶液,向地下層滲透,遇到難溶的ZnS或PbS,慢慢轉變?yōu)殂~藍(CuS)。下列分析正確的是( ) A.CuS的溶解度大于PbS的溶解度 B.原生銅的硫化物具有還原性,而銅藍沒有還原性 C.CuSO4與ZnS反應的離子方程式是Cu2++S2-===CuS↓ D.整個過程涉及的反應類型有氧化還原反應和復分解反應 解析:選D。沉淀轉化的實質是溶解度
11、小的沉淀轉化成溶解度更小的沉淀,PbS轉變?yōu)殂~藍(CuS),說明CuS的溶解度小于PbS的溶解度;原生銅的硫化物具有還原性,而銅藍也應該具有還原性,因為硫元素處于最低價態(tài)-2價;CuSO4與ZnS反應的離子方程式應該是Cu2++ZnS===CuS+Zn2+,這是一個復分解反應;自然界地表層原生銅的硫化物被氧化的過程是氧化還原反應,故只有D正確。 3.為研究沉淀的生成及轉化,某小組進行如下實驗。關于該實驗的分析不正確的是( ) A.①濁液中存在平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq) B.②中顏色變化說明上層清液中含有SCN- C.③中顏色變化說明有AgI生成
12、D.該實驗可以證明AgI比AgSCN更難溶 解析:選D。A項,根據(jù)信息,白色沉淀是AgSCN,存在溶解平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq),故說法正確;B項,取上層清液,加入Fe3+出現(xiàn)紅色溶液,說明生成Fe(SCN)3,說明溶液中含有SCN-,故說法正確;C項,AgI是黃色沉淀,現(xiàn)象是有黃色沉淀生成,說明有AgI產(chǎn)生,故說法正確;D項,可能是濁液中c(I-)×c(Ag+)>Ksp(AgI),出現(xiàn)黃色沉淀,故說法錯誤。 考點三 溶度積常數(shù)及其應用[學生用書P135] 1.溶度積和離子積 以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)為例: 溶度積
13、
離子積
概念
沉淀溶解的平衡常數(shù)
溶液中有關離子濃度冪的乘積
符號
Ksp
Qc
表達式
Ksp(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-),表達式中的濃度都是平衡濃度
Qc(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-),表達式中的濃度是任意濃度
應用
判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解
①Q(mào)c>Ksp:溶液過飽和,有沉淀析出
②Qc=Ksp:溶液飽和,處于平衡狀態(tài)
③Qc 14、大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過程,升高溫度,平衡向溶解方向移動,Ksp增大。
③其他:向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應生成更難溶物質或更難電離物質或氣體的離子時,平衡向溶解方向移動,但Ksp不變。
1.CaCO3難溶于稀硫酸,也難溶于醋酸( )
2.向濃度均為0.1 mol/L NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,出現(xiàn)黃色沉淀,說明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)( )
3.ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀( )
4.常溫下,向BaCO3的飽和溶液中加入Na2CO3固體,BaCO3 的Ksp減小( )
5.溶度積常數(shù)Ksp只受溫度影響 15、,溫度升高,Ksp增大( )
6.常溫下,向Mg(OH)2飽和溶液中加入NaOH固體,Mg(OH)2 的Ksp不變( )
答案:1.× 2.√ 3.√ 4.× 5.× 6.√
題組一 考查溶度積常數(shù)及其應用
1.按要求回答下列問題。
(1)將AgNO2和AgCl的飽和溶液等體積混合后,加入足量的硝酸銀溶液,生成的沉淀n(AgNO2) n(AgCl) (填“大于”“小于”或“等于”)。[已知:該溫度下,Ksp(AgNO2)=2×10-8;Ksp(AgCl)=1.8×10-10]
(2)已知25 ℃時Ksp[Fe(OH3)]=4.0×10-38,此溫度下若在實驗室中配制5 16、 mol·L-1 100 mL FeCl3溶液,為使配制過程中不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,則至少需要加入 mL 2 mol·L-1的鹽酸(忽略加入鹽酸體積)。
(3)CaSO3溶液與CaCl2溶液混合會生成難溶的CaSO3(Ksp=3.1×10-7),現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2SO3溶液混合,若混合前Na2SO3溶液的濃度為2×10-3 mol·L-1,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為 。
(4)汽車尾氣中的SO2可用石灰水來吸收,生成亞硫酸鈣濁液。常溫下,測得某純CaSO3與水形成的濁液pH為9,已知Ka1(H2SO3)=1.8×10-2,Ka2(H2SO3)=6.0 17、×10-9,忽略SO的第二步水解,則Ksp(CaSO3)= 。
(5)在某溫度下,Ksp(FeS)=6.25×10-18,F(xiàn)eS飽和溶液中 c(H+)與c(S2-)之間存在關系:c2(H+)·c(S2-)=1.0×10-22,為了使溶液里c(Fe2+) 達到1 mol·L-1,現(xiàn)將適量FeS投入其飽和溶液中,應調(diào)節(jié)溶液中的c(H+)約為 。
解析:(2)若不出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,則c(Fe3+)·c3(OH-)≤Ksp,代入有關數(shù)據(jù)后可求出c(OH-)≤2×10-13 mol·L-1,c(H+)≥5×10-2 mol·L-1,故至少要加入2.5 mL相應的鹽酸。
(3) 18、根據(jù)CaSO3的Ksp=3.1×10-7,生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為×2 mol·L-1=6.2×10-4 mol·L-1。
(4)常溫下,測得某純CaSO3與水形成的濁液pH為9,溶液中主要存在兩個平衡CaSO3(s)Ca2+(aq)+SO(aq),Ksp(CaSO3)=c(Ca2+)·c(SO),SO+H2OHSO+OH-,Kh=====×10-5,得c(SO)=6×10-5,Ksp(CaSO3)=c(Ca2+)·c(SO)=3.6×10-9。
(5)根據(jù)Ksp(FeS)得:c(S2-)= mol·L-1=6.25×10-18 mol·L-1,根據(jù)c2(H+)·c( 19、S2-)=1.0×10-22得:c(H+)= mol·L-1=4×10-3 mol·L-1。
答案:(1)大于 (2)2.5 (3)6.2×10-4 mol·L-1
(4)3.6×10-9 (5)4×10-3 mol·L-1
題組二 結合圖像考查溶度積常數(shù)的應用
2.常溫下,Ksp(CaSO4)=9×10-6,常溫下CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是( )
A.在任何溶液中,c(Ca2+)、c(SO)均相等
B.b點將有沉淀生成,平衡后溶液中c(Ca2+)和c(SO)都等于3×10-3 mol·L-1
C.a(chǎn)點對應的Ksp等于c點對應的Ksp 20、
D.d點溶液通過蒸發(fā)可以變到c點
解析:選C。A項只有在單一CaSO4溶液中c(Ca2+)、c(SO)才相等,A項錯誤;B項b點Qc>Ksp,故有沉淀生成,開始c(Ca2+)、c(SO)不相等而反應消耗的Ca2+、SO相等,因此平衡后的兩種離子濃度也不會都等于3×10-3 mol·L-1,B項錯誤;C項在沉淀溶解平衡曲線上的Ksp均相等,C項正確;D項d點通過蒸發(fā)后各離子濃度都增大,不可能保持SO濃度不變而到達c點,D項錯誤。
3.t ℃時,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。又知t ℃時AgCl的Ksp=4×10-10,下列說法不正確的是( )
A.在t ℃時,AgB 21、r的Ksp為4.9×10-13
B.在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體,可使溶液由c點到b點
C.圖中a點對應的是AgBr的不飽和溶液
D.在t ℃時,AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常數(shù)K≈816
解析:選B。根據(jù)圖中c點的c(Ag+)和c(Br-)可得該溫度下AgBr的Ksp為4.9×10-13,A正確。在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體后,c(Br-)增大,溶解平衡逆向移動,c(Ag+)減小,B錯。在a點時Qc<Ksp,故為AgBr的不飽和溶液,C正確。選項D中K=c(Cl-)/c(Br-)=Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr),代入數(shù) 22、據(jù)得K≈816,D正確。
沉淀溶解平衡圖像題的解題策略
(1)沉淀溶解平衡曲線類似于溶解度曲線,曲線上任一點都表示飽和溶液,曲線上方的任一點均表示過飽和溶液,此時有沉淀析出,曲線下方的任一點均表示不飽和溶液。
(2)從圖像中找到數(shù)據(jù),根據(jù)Ksp公式計算得出Ksp的值。
(3)比較溶液的Qc與Ksp的大小,判斷溶液中有無沉淀析出。
(4)涉及Qc的計算時,所代入的離子濃度一定是混合溶液中的離子濃度,因此計算離子濃度時,所代入的溶液體積也必須是混合溶液的體積?!?
[學生用書P136]
1.下列說法中不正確的是( )
A.(2016·高考全國卷Ⅲ,13D)向AgCl、Ag 23、Br的飽和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不變
B.(2015·高考全國卷Ⅰ,10D)將0.1 mol·L-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀產(chǎn)生,再滴加0.1 mol·L-1 CuSO4溶液,先有白色沉淀生成,后變?yōu)闇\藍色沉淀,則Cu(OH)2的溶度積比 Mg(OH)2 的小
C.(2015·高考重慶卷)0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入1 L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)
D.(2015·高考山東卷改編)向AgCl懸濁液中加入NaI溶液時出現(xiàn)黃色沉淀,則Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
答案:C
2.(2016·高考海南卷)向含有 24、MgCO3固體的溶液中滴加少許濃鹽酸(忽略體積變化),下列數(shù)值變小的是( )
A.c(CO) B.c(Mg2+)
C.c(H+) D.Ksp(MgCO3)
解析:選A。含有MgCO3固體的溶液中存在溶解平衡:MgCO3(s)Mg2+(aq)+CO(aq),加入少許濃鹽酸可與CO反應促使溶解平衡正向移動,故溶液中c(Mg2+)及c(H+)增大,c(CO)減小,Ksp(MgCO3)只與溫度有關,不變。
3.(2014·高考全國卷Ⅰ,11,6分)溴酸銀(AgBrO3)溶解度隨溫度變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.溴酸銀的溶解是放熱過程
B.溫度升高 25、時溴酸銀溶解速度加快
C.60 ℃時溴酸銀的Ksp約等于6×10-4
D.若硝酸鉀中含有少量溴酸銀,可用重結晶方法提純
解析:選A。A.由題圖可知,隨著溫度升高,溴酸銀的溶解度逐漸增大,因此AgBrO3的溶解是吸熱過程。B.由圖像曲線可知,溫度升高斜率增大,因此AgBrO3的溶解速度加快。C.由溶解度曲線可知,60 ℃時,AgBrO3的溶解度約為0.6 g,則其物質的量濃度約為0.025 mol·L-1,AgBrO3的Ksp=c(Ag+)·c(BrO)=0.025×0.025≈6×10-4。D.若KNO3中含有少量AgBrO3,可通過蒸發(fā)濃縮得到KNO3的飽和溶液,再冷卻結晶獲得KN 26、O3晶體,而AgBrO3留在母液中。
4.(2013·高考全國卷Ⅰ,11,6分)已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。某溶液中含有Cl-、Br-和CrO,濃度均為0.010 mol·L-1,向該溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的AgNO3溶液時,三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序為( )
A.Cl-、Br-、CrO B.CrO、Br-、Cl-
C.Br-、Cl-、CrO D.Br-、CrO、Cl-
解析:選C。當Cl-濃度為0.010 mol·L-1時,要產(chǎn)生AgCl沉淀,所需Ag 27、+的最小濃度為1.56×10-8 mol·L-1,當Br-濃度為0.010 mol·L-1時,要產(chǎn)生AgBr沉淀,所需Ag+的最小濃度為7.7×10-11 mol·L-1,當CrO濃度為0.010 mol·L-1時,要產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀,所需Ag+的最小濃度為3.0×10-5mol·L-1,向混合溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的硝酸銀溶液時,Ag+的濃度逐漸增大,所以Br-最先沉淀,CrO最后沉淀。
5.(2017·高考全國卷Ⅲ,13,6分)在濕法煉鋅的電解循環(huán)溶液中,較高濃度的Cl-會腐蝕陽極板而增大電解能耗??上蛉芤褐型瑫r加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀從而除去Cl- 28、。根據(jù)溶液中平衡時相關離子濃度的關系圖,下列說法錯誤的是( )
A.Ksp(CuCl)的數(shù)量級為10-7
B.除Cl-反應為Cu+Cu2++2Cl-===2CuCl
C.加入Cu越多,Cu+濃度越高,除Cl-效果越好
D.2Cu+===Cu2++Cu平衡常數(shù)很大,反應趨于完全
解析:選C。由題圖可知,當c(Cu+)=10-2 mol·L-1時,c(Cl-)約為10-4.75 mol·L-1,則Ksp(CuCl)=c(Cu+)·c(Cl-)的數(shù)量級為10-7,A項正確;根據(jù)題目信息可知B項正確;Cu、Cu2+是按一定物質的量之比反應的,并不是加入Cu越多,Cu+濃度越高,除Cl- 29、效果越好,C項錯誤;由題圖可知,交點處c(Cu+)=c(Cu2+)≈10-6 mol·L-1,則2Cu+===Cu2++Cu的平衡常數(shù)K=≈106,該平衡常數(shù)很大,因而反應趨于完全,D項正確。
6.[2015·高考全國卷Ⅱ,26(4)]酸性鋅錳干電池是一種一次性電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產(chǎn)生MnOOH?;厥仗幚碓搹U電池可得到多種化工原料。有關數(shù)據(jù)如下表所示:
化合物
Zn(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ksp近似值
10-17
10-17
10-39
用廢電池的鋅皮制備Z 30、nSO4·7H2O的過程中,需除去鋅皮中的少量雜質鐵,其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解,鐵變?yōu)? ,加堿調(diào)節(jié)至pH為 時,鐵剛好沉淀完全(離子濃度小于1×10-5 mol·L-1時,即可認為該離子沉淀完全);繼續(xù)加堿至pH為 時,鋅開始沉淀(假定Zn2+濃度為0.1 mol·L-1)。若上述過程不加H2O2后果是 ,原因是
。
解析:Fe與稀H2SO4反應生成FeSO4,再被 H2O2 氧化轉化為Fe2(SO4)3。Fe(OH)3 31、的Ksp=c(Fe3+)·c3 (OH-),則Fe3+恰好沉淀完全時,c(OH-)= ≈10-11.3 mol·L-1,則溶液的pH=2.7。Zn(OH)2的Ksp=c(Zn2+)·c2(OH-),則Zn2+開始沉淀時,c (OH-)= =10-8 mol·L-1,溶液的pH=6。Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近,不加入H2O2將Fe2+轉化為Fe3+,很難將Zn2+和Fe2+分開。
答案:Fe3+ 2.7 6 Zn2+和Fe2+分離不開
Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近
[學生用書P294(單獨成冊)]
一、選擇題
1.下列說法不正確的是( )
A.Ks 32、p只與難溶電解質的性質和溫度有關
B.由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀在一定條件下可轉化為CuS沉淀
C.其他條件不變,離子濃度改變時,Ksp不變
D.兩種難溶電解質作比較時,Ksp小的,溶解度一定小
解析:選D。只有相同類型的難溶電解質作比較時,Ksp小的,溶解度才一定小。
2.把Ca(OH)2放入蒸餾水中,一段時間后達到平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)。下列說法正確的是( )
A.恒溫下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高
B.給溶液加熱,溶液的pH升高
C.向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固體質量增加
D.向溶液中 33、加入少量NaOH固體,Ca(OH)2固體質量不變
解析:選C。恒溫下Ksp不變,加入CaO后,溶液仍為Ca(OH)2的飽和溶液,pH不變,A錯誤;加熱,Ca(OH)2的溶解度減小,溶液的pH降低,B錯誤;加入Na2CO3溶液,沉淀溶解平衡向右移動,Ca(OH)2固體轉化為少量CaCO3固體,固體質量增加,C正確;加入少量NaOH固體,平衡向左移動,Ca(OH)2固體質量增加,D錯誤。
3.化工生產(chǎn)中常用MnS作為沉淀劑除去工業(yè)廢水中Cu2+:Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),下列說法錯誤的是( )
A.MnS的Ksp比CuS的Ksp大
B.該反應達平衡 34、時c(Mn2+)=c(Cu2+)
C.往平衡體系中加入少量CuSO4固體后,c(Mn2+)變大
D.該反應的平衡常數(shù)K=
解析:選B。根據(jù)沉淀轉化向溶度積小的方向進行,Ksp(MnS)>Ksp(CuS),A對;該反應達平衡時c(Mn2+)、c(Cu2+)保持不變,但不一定相等,B錯;往平衡體系中加入少量CuSO4固體后,平衡正向移動,c(Mn2+)變大,C對;該反應的平衡常數(shù)K===,D對。
4.20 ℃時,PbCl2(s)在不同濃鹽酸中的最大溶解量(單位:g·L-1)如圖所示。下列敘述正確的是( )
A.鹽酸濃度越大,Ksp(PbCl2)越大
B.PbCl2能與一定濃度的鹽 35、酸反應
C.x、y兩點對應的溶液中c(Pb2+)相等
D.往含Pb2+溶液中加入過量濃鹽酸,可將Pb2+完全轉化為PbCl2(s)
解析:選B。Ksp(PbCl2)只與溫度有關,鹽酸濃度改變時,Ksp(PbCl2)不變,A項錯誤;增大鹽酸濃度,PbCl2(s)的平衡逆向移動,PbCl2的溶解量減小,而c(HCl)大于1 mol·L-1時,增大c(HCl),PbCl2(s)的溶解量增大,說明PbCl2能與一定濃度的鹽酸反應,B項正確;x、y兩點PbCl2的溶解量相等,但y點時HCl與PbCl2發(fā)生了反應,故x、y兩點對應的溶液中c(Pb2+)不相等,C項錯誤;PbCl2(s)存在溶解平衡, 36、且PbCl2(s)能與濃鹽酸反應,故往含Pb2+的溶液中加入過量濃鹽酸,不能將Pb2+完全轉化為PbCl2(s),D項錯誤。
5.常溫下,Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度積常數(shù)依次為Ksp(Ag2SO4)=7.7×10-5、Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(AgI)=8.3×10-17。下列有關說法中錯誤的是( )
A.常溫下,Ag2SO4、AgCl、AgI在水中的溶解能力依次減弱
B.在AgCl飽和溶液中加入NaI固體,有AgI沉淀生成
C.Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度積常數(shù)之比等于它們飽和溶液的物質的量濃度之比
D.在Ag2SO4飽和溶液中加入Na2S 37、O4固體有Ag2SO4沉淀析出
解析:選C。由溶度積常數(shù)可知A正確;Ksp(AgI) 38、g(OH)2
溶度積
5×10-17
2.5×10-22
1.8×10-10
6.3×10-50
6.8×10-6
1.8×10-11
根據(jù)上表數(shù)據(jù),判斷下列化學方程式不正確的是( )
A.2AgCl+Na2S===2NaCl+Ag2S
B.MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑
C.ZnS+2H2O===Zn(OH)2↓+H2S↑
D.Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O
解析:選C。根據(jù)溶度積常數(shù)可知,溶解度:ZnS 39、mol·L-1 AgNO3溶液和0.1 mol·L-1NaCl溶液等體積混合得到濁液a,過濾得到濾液b和白色沉淀c;
②向濾液b中滴加0.1 mol·L-1 KI溶液,出現(xiàn)渾濁;
③向沉淀c中滴加0.1 mol·L-1 KI溶液,沉淀變?yōu)辄S色。
下列分析不正確的是( )
A.濁液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
B.濾液b中不含有Ag+
C.③中顏色變化說明AgCl轉化為AgI
D.實驗可以證明AgI比AgCl更難溶
解析:選B。由于硝酸銀溶液和氯化鈉溶液混合后一定生成氯化銀的懸濁液,所以在該懸濁液中存在沉淀溶解平衡AgCl(s)Ag 40、+(aq)+Cl-(aq);向過濾后的濾液中加入0.1 mol·L-1的KI,出現(xiàn)渾濁,說明在濾液b中仍然存在Ag+;沉淀總是向著生成物溶解度更小的方向轉化,所以由實驗③可知,由于沉淀由白色轉化成黃色,所以是由氯化銀轉化成了碘化銀,所以碘化銀比氯化銀更難溶。
8.某些鹽能溶解沉淀,利用下表三種試劑進行實驗,相關分析不正確的是( )
編號
①
②
③
分散質
Mg(OH)2
HCl
NH4Cl
備注
懸濁液
1 mol/L
1 mol/L
A.向①中加入酚酞,溶液顯紅色說明物質的“不溶性”是相對的
B.分別向少量Mg(OH)2沉淀中加入適量等體積的②③,沉淀均能快 41、速徹底溶解
C.①、③混合后發(fā)生反應:Mg(OH)2(s)+2NHMg2++2NH3·H2O
D.向①中加入②,c(OH-)減小,Mg(OH)2溶解平衡正向移動
解析:選B。使酚酞顯紅色的溶液呈堿性,說明 Mg(OH)2在水中有一定的溶解,電離使溶液呈堿性,A項正確;Mg(OH)2與NH4Cl溶液反應速率較小,沉淀不能快速徹底溶解,B項錯誤;NH結合Mg(OH)2懸濁液中的OH-,促進Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移動,促使Mg(OH)2沉淀溶解,C項正確;鹽酸能夠與Mg(OH)2 發(fā)生中和反應,促使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移動,D項正確。
9.一定溫度下的難溶電解質Am 42、Bn在水溶液中達到溶解平衡。已知下表數(shù)據(jù):
物質
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Ksp/25 ℃
8.0×10-16
2.2×10-20
4.0×10-38
完全沉淀時的pH
≥9.6
≥6.4
3~4
對含等物質的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的說法錯誤的是( )
A.向該溶液中加入少量鐵粉不能觀察到紅色固體析出
B.該溶液中c(SO)∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]>5∶4
C.向該溶液中加入適量氯水,并調(diào)節(jié)pH至3~4后過濾,得到純凈的CuSO4溶液
D.向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液 43、,最先看到紅褐色沉淀
解析:選C。 多種氧化劑與多種還原劑反應時,強氧化劑與強還原劑優(yōu)先反應;一種沉淀劑沉淀溶液中的多種離子時,所需沉淀劑濃度越小的越先沉淀。
10.某溫度下,難溶物FeR的水溶液中存在平衡FeR(s)Fe2+(aq)+R2-(aq),其沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是( )
A.可以通過升溫實現(xiàn)由a點變到c點
B.b點對應的Ksp等于a點對應的Ksp
C.d點可能有沉淀生成
D.該溫度下,Ksp=4×10-18
解析:選B。升高溫度,F(xiàn)e2+和R2-的濃度同時增大,A項錯誤;曲線上的點,均為平衡點,溫度不變,Ksp不變,B項正確;d點相對于平 44、衡點a點,c(Fe2+)相同,d點c(R2-)小于a點,沒有沉淀生成,C項錯誤;選a點或b點計算,Ksp(FeR)=2×10-18,D項錯誤。
二、非選擇題
11.鋇(Ba)和鍶(Sr)及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的應用,它們在地殼中常以硫酸鹽的形式存在,BaSO4和SrSO4都是難溶性鹽。工業(yè)上提取鋇和鍶時首先將BaSO4和SrSO4轉化成難溶弱酸鹽。
已知:SrSO4(s)Sr2+(aq)+SO(aq) Ksp=2.5×10-7
SrCO3(s)Sr2+(aq)+CO(aq) Ksp=2.5×10-9
(1)將SrSO4轉化成SrCO3的離子方程式為 45、 ,該反應的平衡常數(shù)K的表達式為 ;該反應能發(fā)生的原因是
(用沉淀溶解平衡的有關理論解釋)。
(2)對于上述反應,實驗證明增大CO的濃度或降低溫度都有利于提高SrSO4的轉化率。判斷在下列兩種情況下,平衡常數(shù)K的變化情況(填“增大”“減小”或“不變”):
①升高溫度,平衡常數(shù)K將 ;
②增大CO的濃度,平衡常數(shù)K將 。
(3)已知,SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性與BaSO4和BaCO3類似,設計實驗證明上述過程中SrSO4是否完全轉化成SrCO3。實驗所用的試劑為 ;實驗現(xiàn) 46、象及其相應結論為
。
解析:(1)SrSO4轉化成SrCO3的離子方程式為SrSO4(s)+CO(aq)SrCO3(s)+SO(aq),平衡常數(shù)表達式為K=,根據(jù)沉淀轉化的原理,該反應能夠發(fā)生,是因為Ksp(SrCO3) 47、供的信息,可以推斷SrSO4難溶于鹽酸,而SrCO3可溶于鹽酸,因此向溶液中加入鹽酸,若沉淀全部溶解,則SrSO4完全轉化成SrCO3,若沉淀沒有全部溶解,則SrSO4沒有完全轉化成SrCO3,需要注意的是,不能選擇稀硫酸,因為SrCO3與稀硫酸反應生成SrSO4。
答案:(1)SrSO4(s)+CO(aq)SrCO3(s)+SO(aq)
K= Ksp(SrCO3) 48、化
12.已知25 ℃時存在如下數(shù)據(jù):
難溶電解質
CaCO3
CaSO4
MgCO3
Ksp
2.8×10-9
9.1×10-6
6.8×10-6
某學習小組欲探究CaSO4沉淀轉化為CaCO3沉淀的可能性,實驗步驟如下:
①向100 mL 0.1 mol·L-1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol·L-1的Na2SO4溶液,立即有白色沉淀生成。
②向上述懸濁液中加入固體3 g Na2CO3,攪拌,靜置沉淀后棄去上層清液。
③再加入蒸餾水攪拌,靜置后再棄去上層清液。
④
49、 。
(1)由題中信息Ksp越大,表示電解質的溶解度越 (填“大”或“小”)。
(2)寫出第②步發(fā)生反應的化學方程式:
。
(3)設計第③步的目的是 。
(4)補充第④步操作及產(chǎn)生的現(xiàn)象: 。
(5)寫出該原理在實際生活、生產(chǎn)中的一個應用: 。
解析:Ks 50、p越大,表示電解質的溶解度越大,溶解度大的沉淀會向溶解度小的沉淀轉化,要證明CaSO4完全轉化為CaCO3,可以加入鹽酸,因為CaSO4不和鹽酸反應,而CaCO3可完全溶于鹽酸。在實際生活、生產(chǎn)中利用此反應可以將鍋爐水垢中的CaSO4轉化為CaCO3再用鹽酸除去。
答案:(1)大 (2)Na2CO3(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+Na2SO4(aq) (3)洗去沉淀中附著的SO
(4)向沉淀中加入足量的鹽酸,沉淀完全溶解,并放出無色無味的氣體
(5)將鍋爐水垢中的CaSO4轉化為CaCO3,再用鹽酸除去
13.根據(jù)題目提供的溶度積數(shù)據(jù)進行計算并回答下列問題:
(1)在 51、Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后過濾,若測得濾液中c(CO)=10-3 mol·L-1,則Ca2+是否沉淀完全? (填“是”或“否”)。[已知c(Ca2+)≤10-5 mol·L-1時可視為沉淀完全;Ksp(CaCO3)=4.96×10-9]
(2)已知:25 ℃時,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12;酸堿指示劑百里酚藍變色的pH范圍如下:
pH
<8.0
8.0~9.6
>9.6
顏色
黃色
綠色
藍色
25 ℃時,在Mg(OH)2飽和溶液中滴加2滴百里酚藍指示劑,溶液的顏色為 。
(3)向50 mL 0.018 mol·L- 52、1的AgNO3溶液中加入 50 mL 0.020 mol·L-1的鹽酸,生成沉淀。已知該溫度下AgCl的Ksp=1.0×10-10,忽略溶液的體積變化,請計算:
①完全沉淀后,溶液中c(Ag+)= 。
②完全沉淀后,溶液的pH= 。
③如果向完全沉淀后的溶液中繼續(xù)加入50 mL 0.001 mol·L-1的鹽酸,是否有白色沉淀生成? (填“是”或“否”)。
解析:(1)根據(jù)Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)·c(CO)=4.96×10-9,得c(Ca2+)= mol·L-1=4.96×10-6 mol·L-1<10-5 mol·L-1,可視為沉淀完全。
(2)設M 53、g(OH)2飽和溶液中c(OH-)為x mol·L-1,則0.5x3=5.6×10-12,x=2.2×10-4,即c(OH-)>1×10-4,c(H+)<1×10-10 mol·L-1,pH>10,溶液為藍色。
(3)①反應前,n(Ag+)=0.018 mol·L-1×0.05 L=0.9×10-3 mol,n(Cl-)=0.020 mol·L-1×0.05 L=1×10-3 mol;反應后剩余的Cl-為0.1×10-3 mol,則混合溶液中,c(Cl-)=1.0×10-3 mol·L-1,c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-)=1.0×10-7 mol·L-1。②H+沒有參與反應, 54、完全沉淀后,c(H+)=0.010 mol·L-1,pH=2。③因為加入的鹽酸中c(Cl-)和反應后所得溶液中的c(Cl-)相同,c(Cl-)沒有改變,c(Ag+)變小,所以Qc=c(Ag+)·c(Cl-) 55、 。
(2)Ⅱ中能說明沉淀變黑的離子方程式是 ,沉淀轉化的主要原因是 。
(3)濾出步驟Ⅲ中的乳白色沉淀,推測含有AgCl。用濃HNO3溶解,產(chǎn)生紅棕色氣體,部分沉淀未溶解,過濾得到濾液X和白色沉淀Y。
ⅰ.向X中滴加Ba(NO3)2溶液,產(chǎn)生白色沉淀
ⅱ.向Y滴加KI溶液,產(chǎn)生黃色沉淀
① 由ⅰ判斷,濾液X中被檢出的離子是 。
② 由ⅰ、ⅱ可確認步驟Ⅲ中乳白色沉淀含有AgCl和另一種沉淀 。
(4)該學生通過如下對照實驗確認了步驟Ⅲ中乳白色沉淀產(chǎn)生的原因:在NaCl存在下,氧氣 56、將Ⅲ中黑色沉淀氧化。
現(xiàn)象:一段時間后,B中出現(xiàn)乳白色沉淀,C中無明顯變化。
①A中產(chǎn)生的氣體是 。
②C中盛放的物質W是 。
③該同學認為B中產(chǎn)生沉淀的反應如下(請補充完整):
2Ag2S + + +2H2O4AgCl+ +4NaOH
④B中NaCl的作用是
。
答案:(1)AgCl
(2)2AgCl(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2Cl- (aq) Ag2S比AgCl的溶解度小
(3)①SO?、赟
(4)①O2 ②Ag2S的懸濁液
③1 O2 4 NaCl 2 S
④O2 將Ag2S 氧化生成S時,有Ag+游離出來,NaCl中大量的Cl-與游離的Ag+結合成AgCl沉淀。由于c(Ag+)減小,有利于③中反應平衡右移,B中最終出現(xiàn)乳白色沉淀
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