高考化學一輪綜合復習 第八章 水溶液中的離子平衡 水溶液中的離子平衡 第29講 難溶電解質的溶解平衡練習
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1、 第29講 難溶電解質的溶解平衡 考綱要求 1.了解難溶電解質的沉淀溶解平衡。2.理解溶度積(Ksp)的含義,能進行相關的計算。 考點一 沉淀溶解平衡及應用 1.難溶、可溶、易溶介定: 20℃時,電解質在水中的溶解度與溶解性存在如下關系: 2.沉淀溶解平衡 (1)溶解平衡的建立 溶質溶解的過程是一個可逆過程: 固體溶質溶液中的溶質 (2)特點(同其他化學平衡):逆、等、定、動、變(適用平衡移動原理) 3.影響沉淀溶解平衡的因素 (1)內因 難溶電解質本身的性質,這是決定因素。 (2)外因 ①濃度:加水稀釋,平衡向沉淀溶解的方向移動; ②溫度:絕大多數難溶
2、鹽的溶解是吸熱過程,升高溫度,平衡向沉淀溶解的方向移動; ③同離子效應:向平衡體系中加入難溶物溶解產生的離子,平衡向生成沉淀的方向移動; ④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或更難電離或氣體的離子時,平衡向沉淀溶解的方向移動。 (3)以AgCl(s)??Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0為例,填寫外因對溶解平衡的影響 外界條件 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
3、 增大 不變 通入H2S 正向 減小 增大 不變 4.沉淀溶解平衡的應用 (1)沉淀的生成 ①調節(jié)pH法 如:除去NH4Cl溶液中的FeCl3雜質,可加入氨水調節(jié)pH至7~8,離子方程式為Fe3++3NH3H2O===Fe(OH)3↓+3NH。 ②沉淀劑法 如:用H2S沉淀Cu2+,離子方程式為H2S+Cu2+===CuS↓+2H+。 (2)沉淀的溶解 ①酸溶解法 如:CaCO3溶于鹽酸,離子方程式為CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。 ②鹽溶液溶解法 如:Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,離子方程式為Mg(OH)2+2NH===Mg2+
4、+2NH3H2O。 ③氧化還原溶解法 如:不溶于鹽酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。 ④配位溶解法 如:AgCl溶于氨水,離子方程式為AgCl+2NH3H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O。 (3)沉淀的轉化 ①實質:沉淀溶解平衡的移動(沉淀的溶解度差別越大,越容易轉化)。 如:AgNO3溶液AgCl(白色沉淀)AgBr(淺黃色沉淀)AgI(黃色沉淀)Ag2S(黑色沉淀)。 ②應用 a.鍋爐除垢:將CaSO4轉化為易溶于酸的CaCO3,離子方程式為CaSO4(s)+CO(aq)===CaCO3(s)+SO(aq)。 b.礦物轉化: CuSO4溶液遇PbS轉
5、化為CuS,離子方程式為Cu2+(aq)+PbS(s)===CuS(s)+Pb2+(aq)。 關于沉淀溶解平衡的理解 (1)沉淀達到溶解平衡時,溶液中溶質離子濃度一定相等,且保持不變() (2)升高溫度,沉淀溶解平衡一定正向移動() (3)室溫下,AgCl在水中的溶解度小于在食鹽水中的溶解度() (4)難溶電解質達到沉淀溶解平衡時,溶液中各種離子的溶解(或沉淀)速率都相等() (5)難溶電解質達到沉淀溶解平衡時,增加難溶電解質的量,平衡向溶解方向移動() (6)向Na2SO4溶液中加入過量的BaCl2溶液,則SO沉淀完全,溶液中只含Ba2+、Na+和Cl-,不含SO() (
6、7)為減少洗滌過程中固體的損耗,最好選用稀H2SO4代替H2O來洗滌BaSO4沉淀(√) (8)洗滌沉淀時,洗滌次數越多越好() 題組一 沉淀溶解平衡的移動與實驗探究 1.已知溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s)??Ca2+(aq)+2OH-(aq) ΔH<0,下列有關該平衡體系的說法正確的是( ) ①升高溫度,平衡逆向移動 ②向溶液中加入少量碳酸鈉粉末能增大鈣離子的濃度 ③除去氯化鈉溶液中混有的少量鈣離子,可以向溶液中加入適量的NaOH溶液 ④恒溫下,向溶液中加入CaO,溶液的pH升高 ⑤給溶液加熱,溶液的pH升高 ⑥向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固體質量增加
7、⑦向溶液中加入少量NaOH固體,Ca(OH)2固體質量不變 A.①⑥ B.①⑥⑦ C.②③④⑥ D.①②⑥⑦ 答案 A 解析 加入碳酸鈉粉末會生成CaCO3,使Ca2+濃度減小,②錯;加入氫氧化鈉溶液會使平衡左移,有Ca(OH)2沉淀生成,但Ca(OH)2的溶度積較大,要除去Ca2+,應把Ca2+轉化為更難溶的CaCO3,③錯;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,④錯;加熱,Ca(OH)2的溶解度減小,溶液的pH降低,⑤錯;加入Na2CO3溶液,沉淀溶解平衡向右移動,Ca(OH)2固體轉化為CaCO3固體,固體質量增加,⑥正確;加入NaOH固體平
8、衡向左移動,Ca(OH)2固體質量增加,⑦錯。 2.(2017北京西城區(qū)模擬)某興趣小組進行下列實驗: ①將0.1molL-1MgCl2溶液和0.5molL-1NaOH溶液等體積混合得到濁液 ②取少量①中濁液,滴加0.1molL-1FeCl3溶液,出現紅褐色沉淀 ③將①中濁液過濾,取少量白色沉淀,滴加0.1molL-1FeCl3溶液,白色沉淀變?yōu)榧t褐色沉淀 ④另取少量白色沉淀,滴加飽和NH4Cl溶液,沉淀溶解 下列說法中不正確的是( ) A.將①中所得濁液過濾,所得濾液中含少量Mg2+ B.①中濁液中存在沉淀溶解平衡: Mg(OH)2(s)??Mg2+(aq)+2OH-(a
9、q) C.實驗②和③均能說明Fe(OH)3比Mg(OH)2難溶 D.NH4Cl溶液中的NH可能是④中沉淀溶解的原因 答案 C 解析 MgCl2溶液與NaOH溶液等體積混合得到Mg(OH)2懸濁液,剩余NaOH,但仍存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2??Mg2++2OH-。實驗②中是因為剩余的NaOH和氯化鐵之間反應生成Fe(OH)3,不能比較Fe(OH)3和Mg(OH)2的溶解能力,故C錯誤。 題組二 沉淀溶解平衡的應用 3.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 P
10、bS 溶解度/g 1.0310-4 1.8110-7 1.8410-14 由上述數據可知,沉淀劑最好選用( ) A.硫化物 B.硫酸鹽 C.碳酸鹽 D.以上沉淀劑均可 答案 A 解析 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。 4.(2017西安市高新一中月考)工業(yè)上從廢鉛酸電池的鉛膏回收鉛的過程中,可用碳酸鹽溶液與鉛膏(主要成分為PbSO4)發(fā)生反應:PbSO4(s)+CO(aq)??PbCO3(s)+SO(aq)。 (1)上述反應的平衡常數表達式:K=________。 (2)室溫時,向兩份相同的
11、樣品中分別加入同體積、同濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可實現上述轉化,在________溶液中PbSO4轉化率較大,理由是_________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1) (2)Na2CO3 相同濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,前者c(CO)較大 解析 (2)在溶液中Na2CO3能完全電離出CO,而NaHCO3只能電離出微量的CO,故相同濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,Na2CO3溶液中CO濃度較大,
12、PbSO4的轉化率較大。 5.(2018河南省南陽質檢)某工業(yè)廢水中主要含有Cr3+,同時還含有少量的Fe2+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,且酸性較強。為回收利用,通常采用如圖流程處理: 注:部分陽離子常溫下以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH如表所示。 氫氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2 Al(OH)3 Cr(OH)3 pH 3.7 9.6 11.1 5.2 9(>9溶解) (1)氧化過程中可以代替H2O2的最佳試劑是________(填字母)。 A.Na2O2B.FeCl3C.KMnO4 (2)加入NaOH溶液調節(jié)溶液pH=
13、8時,除去的離子是________(填字母);已知鈉離子交換樹脂的原理:Mn++nNaR―→MRn+nNa+,此步操作被交換除去的雜質離子是________(填字母)。 A.Fe3+ B.Al3+ C.Ca2+ D.Mg2+ 答案 (1)A (2)AB CD 解析 (1)加氧化劑的主要目的是把Fe2+氧化為Fe3+,結合流程圖知,可以用Na2O2代替H2O2。(2)根據表中數據可知,pH=8時,Fe3+、Al3+分別轉化為氫氧化鐵沉淀和氫氧化鋁沉淀,Fe3+、Al3+被除去;通過鈉離子交換樹脂,可以除去Ca2+和Mg2+。 考點二 溶度積常數及其應用 1.溶度積和離子積 以A
14、mBn(s)??mAn+(aq)+nBm-(aq)為例: 溶度積 離子積 概念 沉淀溶解的平衡常數 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-),式中的濃度都是平衡濃度 Qc(AmBn)=cm(An+)cn(Bm-),式中的濃度都是任意濃度 應用 判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解 ①Qc>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<Ksp:溶液未飽和,無沉淀析出 2.Ksp的影響因素 (1)內因:難溶物質本身的性質,這是主要決定因素。 (2)外因 ①
15、濃度:加水稀釋,平衡向溶解方向移動,但Ksp不變。 ②溫度:絕大多數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)Ksp(AB2)小于Ksp(CD),則AB2的溶解度小于CD的溶解度() (2)不可能使要除去的離子全部通過沉淀除去。一般認為殘留在溶液中的離子濃度小于1.010-5molL-1時,已經完全沉淀(√) (3)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(√) (4)常溫下,向BaCO3的飽和溶液中加入
16、Na2CO3固體,BaCO3的Ksp減小() (5)溶度積常數Ksp只受溫度影響,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(√) 解析 (1)溶度積大的難溶電解質的溶解度不一定大,只有組成相似的難溶電解質才有可比性。 1.已知:Cu(OH)2(s)??Cu2+(aq)+2OH-(aq),Ksp=210-20。 (1)某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02molL-1,如要生成Cu(OH)2沉淀,應調整溶液的pH大于________。 (2)要使0.2molL-1CuSO4溶液中的Cu2+沉淀較為完全(即C
17、u2+濃度降低至原來的千分之一),則應向溶液里加入NaOH溶液,使溶液pH等于________。 答案 (1)5 (2)6 解析 (1)依題意,當c(Cu2+)c2(OH-)=210-20時開始出現沉淀,則c(OH-)== molL-1=110-9 molL-1,由c(H+)===110-5 molL-1,得pH=5。 (2)由于要生成Cu(OH)2沉淀,應調整pH≥5,要使c(Cu2+)降至=210-4 molL-1,則c(OH-)== molL-1=110-8 molL-1,此時溶液的pH=6。 2.(根據Ksp,調pH,理解曲線變化)不同溫度下(T1、T2),CaCO3在
18、水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示,回答下列問題(注:CaCO3均未完全溶解) (1)T1________(填“>”“<”或“=”)T2。 (2)保持T1不變,怎樣使A點變成B點? (3)在B點,若溫度從T1升到T2,則B點變到________點(填“C”“D”或“E”。) 答案 (1)< (2)保持T1不變,向懸濁液中加入Na2CO3固體。 (3)D 題組一 沉淀溶解平衡曲線的理解與應用 1.(2018內蒙古包頭質檢)在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=410-10,下列說法不正確的是( ) A.在t℃時,AgBr的Ks
19、p為4.910-13 B.在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體,可使溶液由c點變到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K≈816 答案 B 解析 根據圖中c點的c(Ag+)和c(Br-)可得,該溫度下AgBr的Ksp為4.910-13,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;在t℃時,平衡常數K=c(Cl-)/c(Br-)=Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr),
20、代入數據得K≈816,D正確。 2.常溫下,Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列有關說法正確的是( ) A.Ksp[Fe(OH)3]>Ksp[Cu(OH)2] B.a、b、c、d四點的Kw不同 C.在Fe(OH)3飽和溶液中加入適量硝酸鉀晶體可使a點變到b點 D.d點時的Cu(OH)2溶液為不飽和溶液 答案 D 解析 根據圖示,b點c(Fe3+)與c點c(Cu2+)相等,而b點c(OH-)=10-12.7 molL-1,c點c(OH-)=10-9.6 molL-1,根據Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)c3(OH-),Ksp[Cu(OH)2]
21、=c(Cu2+)c2(OH-),顯然Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Cu(OH)2],A項錯誤;a、b、c、d四點的溫度相同,Kw相同,B項錯誤;在Fe(OH)3飽和溶液中加入適量硝酸鉀晶體,對Fe(OH)3的沉淀溶解平衡沒有影響,C項錯誤;d點位于Cu(OH)2沉淀溶解平衡曲線左方,為不飽和溶液,D項正確。 3.(2017豫晉冀三調)某溫度時,可用K2S沉淀Cu2+、Mn2+、Zn2+三種離子(M2+),所需S2-最低濃度的對數值lg c(S2-)與lg c(M2+)的關系如圖所示。下列說法正確的是( ) A.三種離子對應的硫化物中Ksp(CuS)最小,約為110-20 B.向
22、MnS的懸濁液中加入少量水,沉淀溶解平衡向溶解的方向移動,c(S2-)增大 C.可用MnS除去MnCl2溶液中混有的少量雜質ZnCl2 D.向濃度均為110-5molL-1的Cu2+、Zn2+、Mn2+混合溶液中逐滴加入110-4molL-1的Na2S溶液,Zn2+先沉淀 答案 C 解析 向橫坐標作一垂線,與三條斜線相交,此時c(S2-)相同,而c(Cu2+)<c(Zn2+)<c(Mn2+),可判斷CuS的Ksp最小。取CuS線與橫坐標交點,可知此時c(S2-)=10-10 molL-1,c(Cu2+)=10-25 molL-1,Ksp(CuS)=10-35,A項錯誤;向MnS懸濁液中
23、加水,促進溶解,溶解平衡正向移動,但依然是MnS的飽和溶液,c(S2-)不變,B項錯誤;因為Ksp(ZnS)<Ksp(MnS),加入MnS將ZnCl2轉化成溶解度更小的ZnS,過量的MnS固體過濾除去,C項正確;因Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)<Ksp(MnS),所以Cu2+先沉淀,D項錯誤。 題組二 Ksp和溶解度的綜合應用 4.(2017武漢外國語學校檢測)溴酸銀(AgBrO3)溶解度隨溫度變化曲線如下圖所示。下列說法錯誤的是( ) A.溴酸銀的溶解是放熱過程 B.溫度升高時溴酸銀溶解速度加快 C.60℃時溴酸銀的Ksp約等于610-4 D.若硝酸鉀中含有少量溴酸銀,
24、可用重結晶方法提純 答案 A 解析 A項,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項,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項,由溶解度曲線可知,60℃時,AgBrO3的溶解度約為0.6g,則其物質的量濃度約為0.025molL-1,AgBrO3的Ksp=c(Ag+)c(BrO)=0.0250.025≈610-4;D項,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KNO3晶體,而AgBrO3留在母液中。 5.已知Ksp(AgCl)=1.5610-10,Ksp(AgBr)=
25、7.710-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.010-12。某溶液中含有Cl-、Br-和CrO的濃度均為0.010molL-1,向該溶液中逐滴加入0.010molL-1的AgNO3溶液時,三種陰離子產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- 答案 C 解析 利用沉淀溶解平衡原理,當Qc>Ksp時,有沉淀析出。溶液中Cl-、Br-、CrO的濃度均為0.010 molL-1,向該溶液中逐滴加入0.010 molL-1的AgNO3溶液時,溶解度小的先滿足Qc>Ksp,有沉淀析出。比較Ksp,A
26、gBr、AgCl同類型,溶解度:AgBr<AgCl。再比較AgCl、Ag2CrO4沉淀所需c(Ag+),Cl-沉淀時所需c(Ag+)≥= molL-1=1.5610-8 molL-1,CrO沉淀時所需c(Ag+)≥= molL-1=3.010-5 molL-1,故推知三種陰離子產生沉淀的先后順序為Br-、Cl-、CrO。 1.正誤判斷,正確的打“√”,錯誤的打“” (1)將0.1molL-1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀產生,再滴加0.1molL-1CuSO4溶液,現象是先有白色沉淀生成,后變?yōu)闇\藍色沉淀,所以Cu(OH)2的溶度積比Mg(OH)2的小(√)(2015全國卷Ⅰ,
27、10D) (2)0.1molAgCl和0.1molAgI混合加入1L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)() (2015重慶理綜,3D) (3)Mg(OH)2固體在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)??Mg2+(aq)+2OH-(aq),該固體可溶于NH4Cl溶液(√)(2015天津理綜,3D) (4)向AgCl懸濁液中加入NaI溶液時出現黃色沉淀,則Ksp(AgCl)<Ksp(AgI)() (2015山東理綜,11A) 2.(2016海南,5)向含有MgCO3固體的溶液中滴加少許濃鹽酸(忽略體積變化),下列數值變小的是( ) A.c(CO) B.c(Mg2+) C
28、.c(H+) D.Ksp(MgCO3) 答案 A 解析 含有MgCO3固體的溶液中存在沉淀溶解平衡:MgCO3(s)??Mg2+(aq)+CO(aq),滴加少許濃鹽酸可與CO反應,促使平衡向右移動,則c(Mg2+)和c(H+)增大,c(CO)減?。粶囟炔蛔?,Ksp(MgCO3)不變,故A正確。 3.(2017全國卷Ⅲ,13)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-。根據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)的數量級為10-7 B.除Cl
29、-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平衡常數很大,反應趨于完全 答案 C 解析 A項,根據CuCl(s)??Cu+(aq)+Cl-(aq)可知Ksp(CuCl)=c(Cu+)c(Cl-),從Cu+圖像中任取一點代入計算可得Ksp(CuCl)≈10-7,正確;B項,由題干中“可向溶液中同時加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀從而除去Cl-”可知Cu、Cu2+與Cl―可以發(fā)生反應生成CuCl沉淀,正確;C項,Cu(s)+Cu2+(aq)??2Cu+(aq),固體對平衡無影響,故增加固體Cu的
30、物質的量,平衡不移動,Cu+的濃度不變,錯誤;D項,2Cu+(aq)??Cu(s)+Cu2+(aq),反應的平衡常數K=,從圖中兩條曲線上任取橫坐標相同的c(Cu2+)、c(Cu+)兩點代入計算可得K≈106,反應平衡常數較大,反應趨于完全,正確。 4.(1)[2016全國卷Ⅰ,27(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CrO生成磚紅色沉淀,指示到達滴定終點。當溶液中Cl-恰好完全沉淀(濃度等于1.010-5molL-1)時,溶液中c(Ag+)為________molL-1,此時溶液中c(CrO)等于________molL-1(已
31、知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.010-12和2.010-10)。 (2)[2015全國卷Ⅰ,28(2)]大量的碘富集在海藻中,用水浸取后濃縮,該濃縮液中主要含有I-、Cl-等離子。取一定量的濃縮液,向其中滴加AgNO3溶液,當AgCl開始沉淀時,溶液中為________。已知Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgI)=8.510-17。 答案 (1)2.010-5 5.010-3 (2)4.710-7 解析 (1)根據Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=2.010-10,可計算出當溶液中Cl-恰好完全沉淀(即濃度等于1.010-5 molL-1)時,溶
32、液中c(Ag+)=2.010-5 molL-1,然后再根據Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)c(CrO)=2.010-12,又可計算出此時溶液中c(CrO)=5.010-3 molL-1。 (2)當AgCl開始沉淀時,溶液中===≈4.710-7。 1.下列說法中,正確的是( ) A.難溶電解質在水溶液中達到沉淀溶解平衡時,沉淀和溶解即停止 B.Ksp越小,難溶電解質在水中的溶解能力一定越弱 C.Ksp的大小與離子濃度無關,只與難溶電解質的性質和溫度有關 D.相同溫度下,AgCl在水中的溶解能力與在NaCl溶液中的相同 答案 C 解析 難溶電解質在水溶液中達到沉淀溶
33、解平衡時,沉淀溶解平衡是動態(tài)平衡,沉淀和溶解速率相等,A錯誤;Ksp可用來判斷相同類型的化合物在水中溶解度的大小,但是如果化合物的類型不同,就不能進行直接判斷,難溶電解質在水中的溶解能力不一定越弱,B錯誤;溶度積常數Ksp的大小與離子濃度無關,只與難溶電解質的性質和溫度有關,C正確;相同溫度下,AgCl在水中的溶解能力大于在NaCl溶液中的溶解能力,因為氯化鈉溶液中氯離子對氯化銀溶解起到抑制作用,D錯誤。 2.(2017石家莊高三模擬)有關CaCO3的沉淀溶解平衡的說法中,不正確的是( ) A.CaCO3沉淀析出和沉淀溶解不斷進行,但速率相等 B.CaCO3難溶于水,其飽和溶液不導電,
34、屬于弱電解質 C.升高溫度,CaCO3沉淀的溶解度增大 D.向CaCO3溶解平衡體系中加入純堿固體,會有CaCO3析出 答案 B 解析 CaCO3固體在溶液中達到溶解平衡后,沉淀溶解與沉淀生成速率相等,但不為0;CaCO3難溶于水,但溶解的部分是完全電離的,電離出Ca2+和CO,屬于強電解質;一般來說,升高溫度,有利于固體物質的溶解;向CaCO3溶解平衡體系中加入純堿固體,增大了CO濃度,使溶解平衡向左移動,從而析出CaCO3。 3.(2018湖南益陽箴言中學月考)已知①同溫度下的溶解度:Zn(OH)2>ZnS,MgCO3>Mg(OH)2;②溶解或電離出S2-的能力:FeS>H2S>
35、CuS,則下列離子方程式錯誤的是( ) A.Mg2++2HCO+2Ca2++4OH-===Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O B.FeS+2H+===Fe2++H2S↑ C.Cu2++H2S===CuS↓+2H+ D.Zn2++S2-+2H2O===Zn(OH)2↓+H2S↑ 答案 D 解析 MgCO3的溶解度大于Mg(OH)2,因此有Mg2++2HCO+2Ca2++4OH-===Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O,A項正確;由于電離出S2-的能力:FeS>H2S>CuS,故有FeS+2H+===Fe2++H2S↑,B項正確;同理可推出C項正確;因ZnS比Zn(O
36、H)2更難溶,故發(fā)生反應:Zn2++S2-===ZnS↓,D項錯誤。 4.實驗:①0.1molL-1AgNO3溶液和0.1molL-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0.1molL-1KI溶液,出現渾濁; ③向沉淀c中滴加0.1molL-1KI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 答案 B 解析 在濁液a中,存在AgCl的沉淀溶解
37、平衡,即在濾液b中,仍含有少量Ag+,故在b中生成了AgI沉淀,A正確,B錯誤;向白色沉淀AgCl中滴加KI溶液生成黃色沉淀AgI,由此可說明AgI比AgCl更難溶,C項和D項都正確。 5.(2017武漢調研)已知25℃時,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。向100mL該條件下的CaSO4飽和溶液中加入400mL0.01molL-1Na2SO4溶液,下列敘述正確的是( ) A.溶液中析出CaSO4固體沉淀,最終溶液中c(SO)比原來的大 B.溶液中無沉淀析出,溶液中c(Ca2+)、c(SO)都變小 C.溶液中析出CaSO4固體沉淀,溶液中c(Ca2+)、c(SO)都變小
38、 D.溶液中無沉淀析出,但最終溶液中c(SO)比原來的大 答案 D 解析 由圖像可知,Ksp(CaSO4)=9.010-6,當加入400 mL 0.01 molL-1 Na2SO4溶液時,此時c(Ca2+)==610-4 molL-1,c(SO)==8.610-3molL-1,Qc=5.1610-6<Ksp(CaSO4),所以溶液中無沉淀析出,但最終溶液中c(SO)比原來大。 6.25 ℃時,用Na2S沉淀Cu2+、Zn2+兩種金屬陽離子(M2+),所需S2-最低濃度的對數值lg c(S2-)與lg c(M2+)的關系如圖所示。下列說法不正確的是( ) A.Na2S溶液中:c(
39、S2-)+c(HS-)+c(H2S)=2c(Na+) B.25℃時,Ksp(CuS)約為110-35 C.向100mLZn2+、Cu2+濃度均為110-5molL-1的混合溶液中逐滴加入110-4molL-1的Na2S溶液,Cu2+先沉淀 D.向Cu2+濃度為110-5molL-1的工業(yè)廢水中加入ZnS粉末,會有CuS沉淀析出 答案 A 解析 根據物料守恒可得:c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)],A項錯誤;在25 ℃時,CuS飽和溶液中存在沉淀溶解平衡:CuS(s)??Cu2+(aq)+S2-(aq),Ksp(CuS)=c(Cu2+)c(S2-)=110-2
40、5110-10=110-35,B項正確;依據題圖可知,CuS的Ksp較小,故CuS較難溶,Cu2+先沉淀,C項正確;由于在25 ℃時,Ksp(CuS)<Ksp(ZnS),故向Cu2+濃度為110-5 molL-1的工業(yè)廢水中加入ZnS粉末,會有CuS沉淀析出,D項正確。 7.(2017山西孝義九校三模)向含MgCl2和CuCl2的溶液中逐滴加入0.1molL-1的NaOH溶液,沉淀的質量(m)與加入NaOH溶液體積(V)的關系如圖所示,已知V2=3V1,下列說法正確的是( ) A.原溶液中MgCl2和CuCl2的物質的量濃度相等 B.該實驗不能證明Cu(OH)2的Ksp比Mg(OH
41、)2的Ksp小 C.水的電離程度:A>B>C D.若向Cu(OH)2懸濁液中加入MgCl2溶液,一定會有Mg(OH)2生成 答案 C 解析 由題圖可知,O~A段生成的藍色沉淀為Cu(OH)2,A~B段生成的沉淀為Mg(OH)2,V2=3V1,說明n[Mg(OH)2]=2n[Cu(OH)2],故原溶液中MgCl2和CuCl2的物質的量濃度不相等,A項錯誤;CuCl2的物質的量濃度小且Cu2+先沉淀,說明Cu(OH)2的Ksp比Mg(OH)2的Ksp小,B項錯誤;A點溶液中溶質為NaCl和MgCl2,B點溶液中溶質為NaCl,C點溶液中溶質為NaCl和NaOH,鎂離子水解促進水的電離,Na
42、OH抑制水的電離,NaCl對水的電離無影響,故水的電離程度:A>B>C,C項正確;若要生成沉淀,則必須滿足Qc>Ksp,題中未給出相關離子的濃度,故無法判斷是否生成沉淀,D項錯誤。 8.(2017北京東城區(qū)高三期末)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 D.該實驗可以證明AgI比AgSCN更難溶 答案 D 解析 A項,根據信息,白色沉淀是AgSCN,存在溶解平衡:AgSCN(s)??
43、Ag+(aq)+SCN-(aq),正確;B項,取上層清液,加入Fe3+溶液變紅,說明生成Fe(SCN)3,說明溶液中含有SCN-,正確;C項,產生黃色沉淀說明有AgI產生,正確;D項,在①中Ag+有剩余,可能是c(I-)c(Ag+)>Ksp,出現沉淀,錯誤。 9.某同學為了研究沉淀溶解平衡的原理并測定某溫度下PbI2的溶度積常數,設計了如下實驗: Ⅰ.取100mL蒸餾水,加入過量的PbI2固體(黃色),攪拌、靜置,過濾到潔凈的燒杯中,得到濾液a; Ⅱ.取少量濾液a于試管中,向其中加入幾滴0.1molL-1的KI溶液,觀察現象; Ⅲ.另準確量取10.00mL濾液a,與離子交換樹指(RH)
44、發(fā)生反應:2RH+Pb2+===R2Pb+2H+,交換完成后,流出液用中和滴定法測得n(H+)=3.00010-5mol。 分析過程,判斷下列說法錯誤的是( ) A.步驟Ⅰ中攪拌的目的是使碘化鉛充分溶解 B.步驟Ⅱ中觀察到的現象是產生黃色沉淀 C.此實驗溫度下,PbI2的溶度積常數Ksp=1.35010-8 D.若步驟Ⅰ盛裝濾液的燒杯中有少量的水,Ksp的測定結果不受影響 答案 D 解析 溶解過程中,攪拌可使物質充分溶解,A項正確;濾液a一定得碘化鉛的飽和溶液,加入幾滴0.1 molL-1的KI溶液,增大了碘離子濃度,生成碘化鉛沉淀,所以觀察到的現象是產生黃色沉淀,B項正確;根
45、據2RH+Pb2+===R2Pb+2H+可知,n(Pb2+)=0.5n(H+)=0.53.00010-5 mol=1.510-5 mol,c(Pb2+)==1.510-3 molL-1,c(I-)=2c(Pb2+)=1.510-3 molL-12=3.010-3 molL-1,則Ksp=1.510-3(3.010-3)2=1.35010-8,C項正確;若步驟Ⅰ盛裝濾液的燒杯中有少量的水,則濾液被稀釋,導致準確量取10.00 mL濾液中Pb2+的量減小,Ksp的測定結果將偏小,D項錯誤。 10.(2017武漢高三第二次模擬)工業(yè)上常用還原沉淀法處理含鉻廢水(Cr2O和CrO),其流程為 Cr
46、OCr2OCr3+Cr(OH)3↓ (黃色) (橙色) (綠色) 已知:步驟③生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡: Cr(OH)3(s)??Cr3+(aq)+3OH—(aq) Ksp=c(Cr3+)c3(OH—)=10-32 下列有關說法不正確的是( ) A.步驟①中當v正(CrO)=2v逆(Cr2O)時,說明反應:2CrO+2H+??Cr2O+H2O達到平衡狀態(tài) B.若向K2Cr2O7溶液中加NaOH濃溶液,溶液可由橙色變黃色 C.步驟②中,若要還原1molCr2O,需要12mol (NH4)2Fe(SO4)2 D.步驟③中,當將溶液的pH 調節(jié)至5 時
47、,可認為廢水中的鉻元素已基本除盡[當溶液中c(Cr3+)≤10-5 molL-1時,可視作該離子沉淀完全] 答案 C 解析 C項,Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O,1molCr2O可氧化6mol (NH4)2Fe(SO4)2;D項,c(OH-)=molL-1=10-9molL-1,則c(H+)=molL-1=10-5molL-1,pH=5。 11.已知下列物質在20℃下的Ksp如下,試回答下列問題: 化學式 AgCl AgBr AgI Ag2S Ag2CrO4 顏色 白色 淺黃色 黃色 黑色 紅色 Ksp 2.010-10
48、 5.410-13 8.310-17 2.010-48 2.010-12 (1)20℃時,上述五種銀鹽飽和溶液中,Ag+物質的量濃度由大到小的順序是______________。 (2)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,當兩種沉淀共存時,=________。 (3)測定水體中氯化物的含量,常用標準硝酸銀法進行滴定,滴定時,應加入的指示劑是________。 A.KBrB.KIC.K2SD.K2CrO4 答案 (1)Ag2CrO4>AgCl>AgBr>AgI>Ag2S(2)2.710-3 (3)D 解析 (1)AgCl、AgBr、AgI均是AB型,c(Ag+)分別為
49、10-5 molL-1≈1.410-5 molL-1、10-7molL-1≈7.310-7molL-1、10-9molL-1≈9.110-9molL-1;后兩種是A2B型,c2(Ag+)c(Ag+)=Ksp,則c(Ag+)=,Ag2S、Ag2CrO4中c(Ag+)分別為1.5910-16molL-1、1.5910-4molL-1。故Ag+物質的量濃度由大到小的順序為Ag2CrO4>AgCl>AgBr>AgI>Ag2S。 (2)出現共沉淀,此時必須同時發(fā)生兩個平衡: AgCl(s)??Ag+(aq)+Cl-(aq) c(Ag+)c(Cl-)=Ksp(AgCl)=2.010-10① AgB
50、r(s)??Ag+(aq)+Br-(aq) c(Ag+)c(Br-)=Ksp(AgBr)=5.410-13② 兩者相比得:==2.710-3。 (3)由c(Ag+)大小知,飽和時只有Ag2CrO4中的c(Ag)+比AgCl中的c(Ag+)大,在AgCl沉淀完全后再產生Ag2CrO4沉淀,其他均在AgCl之前沉淀,不能作指示劑,另外這里作指示劑時,生成的沉淀必須有顏色。 12.(2018佛山檢測)已知25℃: 難溶電解質 CaCO3 CaSO4 MgCO3 Ksp 2.810-9 9.110-6 6.810-6 某學習小組欲探究CaSO4沉淀轉化為CaCO3沉淀的可
51、能性,實驗步驟如下: ①向0.1molL-1的CaCl2溶液100mL中加入0.1molL-1的Na2SO4溶液100mL,立即有白色沉淀生成。 ②向上述懸濁液中加入固體Na2CO33g,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________________________________________________________________________。 (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:__________________________
52、____________________ ________________________________________________________________________。 (3)設計第③步的目的是__________________________________________________________。 (4)請補充第④步操作及發(fā)生的現象:_______________________________________________ _______________________________________________________________
53、_________。 (5)請寫出該原理在實際生活、生產中的一個應用:___________________________________ ________________________________________________________________________。 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 解析 Ksp越大,表示電解質的溶解度越大,溶
54、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。 13.(2018陜西安康調研)資源綜合利用既符合綠色化學理念,也是經濟可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。一種難溶的廢棄礦渣雜鹵石,其主要成分可表示為K2SO4MgSO42CaSO42H2O,已知它在水溶液中存在如下平衡: K2SO4MgSO42CaSO42H2O??2K++4SO+Mg2++2Ca2++2H2O。 為了充分利用鉀資源,一種溶浸雜鹵石制備K2SO4的工藝流
55、程如圖所示: (1)操作①的名稱是________。 (2)用化學平衡移動原理解釋Ca(OH)2溶液能溶解出雜鹵石中K+的原因:_________________ ________________________________________________________________________。 (3)除雜質環(huán)節(jié),為除去Ca2+,可先加入________溶液,經攪拌等操作后,過濾,再向濾液中滴加稀H2SO4,調節(jié)溶液pH至________(填“酸性”“中性”或“堿性”)。 (4)操作②的步驟包括(填操作過程):______________、過濾、洗滌、干燥。 (5
56、)有人用可溶性碳酸鹽作為溶浸劑,浸溶原理可表示為CaSO4(s)+CO(aq)??CaCO3(s)+SO(aq)。 已知:常溫下,Ksp(CaCO3)=2.8010-9,Ksp(CaSO4)=4.9510-5。 則常溫下該反應的平衡常數K=________。(保留3位有效數字)。 答案 (1)過濾 (2)Mg2+轉化成Mg(OH)2沉淀,SO與Ca2+結合轉化為CaSO4沉淀,平衡右移,促使雜鹵石溶解 (3)K2CO3 中性 (4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶(5)1.77104 解析 (1)通過操作①實現固體和液體分離,操作①的名稱是過濾。(2)加入Ca(OH)2溶液,Mg2+轉化成Mg(OH
57、)2沉淀,SO與Ca2+結合轉化為CaSO4沉淀,K2SO4MgSO42CaSO42H2O??2K++4SO+Mg2++2Ca2++2H2O平衡正向移動,促使雜鹵石溶解。(3)為除去Ca2+,可先加入K2CO3溶液,生成碳酸鈣沉淀,過濾后再向濾液中滴加稀H2SO4,調節(jié)溶液pH至中性除去過量的碳酸鉀。(4)為從溶液中得到溶質,需依次經過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥等步驟。(5)該反應的平衡常數K===≈1.77104。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375
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