版新高考化學(xué)總復(fù)習(xí)京津魯瓊版檢測(cè):第30講 難溶電解質(zhì)的溶解平衡 Word版含解析
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版新高考化學(xué)總復(fù)習(xí)京津魯瓊版檢測(cè):第30講 難溶電解質(zhì)的溶解平衡 Word版含解析
一、選擇題
1.下列說(shuō)法中,正確的是( )
A.難溶電解質(zhì)在水溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí),沉淀和溶解即停止
B.Ksp越小,難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力一定越弱
C.Ksp的大小與離子濃度無(wú)關(guān),只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)
D.相同溫度下,AgCl在水中的溶解能力與在NaCl溶液中的相同
解析:選C。A項(xiàng),達(dá)到平衡時(shí),沉淀和溶解并未停止。B項(xiàng),Ksp可用來(lái)判斷相同類(lèi)型化合物在水中溶解度的大小,但是如果化合物的形式不同,就不能直接判斷,Ksp越小,難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力不一定越弱。D項(xiàng),相同溫度、同一溶質(zhì)時(shí),根據(jù)同離子效應(yīng),AgCl在水中的溶解能力大于其在NaCl中的溶解能力。
2.(2019·益陽(yáng)箴言中學(xué)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>CuS,則下列離子方程式錯(cuò)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↑
解析:選D。MgCO3的溶解度大于Mg(OH)2,因此有Mg2++2HCO+2Ca2++4OH-===Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O,A項(xiàng)正確;由于電離出S2-的能力:FeS>H2S>CuS,故有FeS+2H+===Fe2++H2S↑,B項(xiàng)正確;同理可推出C項(xiàng)正確;因ZnS比Zn(OH)2更難溶,故發(fā)生反應(yīng):Zn2++S2-===ZnS↓,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.實(shí)驗(yàn):①0.1 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(guò)濾得到濾液b和白色沉淀c;
②向?yàn)V液b中滴加0.1 mol·L-1 KI溶液,出現(xiàn)渾濁;
③將沉淀c加入0.1 mol·L-1 KI溶液中,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(shuō)明AgCl轉(zhuǎn)化為AgI
D.實(shí)驗(yàn)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+(aq)+Cl-(aq);向過(guò)濾后的濾液中加入0.1 mol·
L-1的KI溶液,出現(xiàn)渾濁,說(shuō)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(zhuǎn)化,由于實(shí)驗(yàn)③中沉淀由白色轉(zhuǎn)化成黃色,所以是由氯化銀轉(zhuǎn)化成了碘化銀,則碘化銀比氯化銀更難溶。
4.25 ℃,Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12,下列說(shuō)法正確的是( )
A.向同濃度的Na2CrO4和NaCl混合溶液中滴加AgNO3溶液,AgCl先析出
B.向AgCl飽和溶液中加入NaCl晶體,有AgCl析出且溶液中c(Cl-)=c(Ag+)
C.AgCl和Ag2CrO4共存的懸濁液中,=
D.向Ag2CrO4懸濁液中加入NaCl濃溶液,Ag2CrO4不可能轉(zhuǎn)化為AgCl
解析:選A。向AgCl飽和溶液中加入NaCl晶體,c(Cl-)>c(Ag+),B選項(xiàng)錯(cuò)誤;AgCl和Ag2CrO4共存的懸濁液中,==,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;向Ag2CrO4懸濁液中加入NaCl濃溶液,Ag2CrO4能轉(zhuǎn)化為AgCl,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
5. (2019·太原模擬)一定溫度下,難溶電解質(zhì)的飽和溶液中存在著沉淀溶解平衡,已知:
物質(zhì)
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Ksp(25 ℃)
8.0×10-16
2.2×10-20
4.0×10-38
25 ℃時(shí),對(duì)于含F(xiàn)e2(SO4)3、FeSO4和CuSO4各0.5 mol的1 L混合溶液,根據(jù)上表數(shù)據(jù)判斷,下列說(shuō)法不正確的是( )
A.在pH=5的溶液中,F(xiàn)e3+不能大量存在
B.混合溶液中c(SO)∶[c(Fe3+)+c(Fe2+)+c(Cu2+)]>5∶4
C.向混合溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1NaOH溶液,最先看到紅褐色沉淀
D.向混合溶液中加入適量氯水,并調(diào)節(jié)pH=3~4過(guò)濾,可獲較純凈的CuSO4溶液
解析:選D。在pH=5的溶液中OH-的濃度是10-9 mol·L-1,根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=4.0×
10-38知Fe3+不能大量存在,A正確;由于在溶液中給出的金屬陽(yáng)離子均水解,則混合溶液中c(SO)∶[c(Fe3+)+c(Fe2+)+c(Cu2+)]>5∶4,B正確;根據(jù)三種物質(zhì)的溶度積常數(shù)可知形成沉淀時(shí)需要?dú)溲醺臐舛确謩e是 mol·L-1、 mol·L-1、 mol·L-1,因此向混合溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1NaOH溶液,首先生成氫氧化鐵沉淀,即最先看到紅褐色沉淀,C正確;向混合溶液中加入適量氯水,并調(diào)節(jié)pH=3~4過(guò)濾,得到的是硫酸、鹽酸和CuSO4的混合溶液,D錯(cuò)誤。
6.25 ℃時(shí),CaCO3在水中的溶解平衡曲線(xiàn)如圖所示。已知25 ℃時(shí),CaCO3的Ksp(CaCO3)=2.8×10-9。據(jù)圖分析,下列說(shuō)法不正確的是( )
A.x的數(shù)值為2×10-5
B.c點(diǎn)時(shí)有碳酸鈣沉淀生成
C.b點(diǎn)與d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶度積相等
D.加入蒸餾水可使溶液由d點(diǎn)變到a點(diǎn)
解析:選D。d點(diǎn)時(shí)c(CO)=1.4×10-4 mol·L-1,則c(Ca2+)== mol·L-1=2×10-5 mol·L-1,即x=2×10-5,A正確;c點(diǎn)Qc>Ksp,故有沉淀生成,B正確;溶度積只與溫度有關(guān),b點(diǎn)與d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶度積相等,C正確;加入蒸餾水后,d點(diǎn)各離子濃度都減小,不可能變到a點(diǎn),D錯(cuò)誤。
7.25 ℃時(shí),用Na2S沉淀Cu2+、Zn2+兩種金屬陽(yáng)離子(M2+),所需S2-最低濃度的對(duì)數(shù)值lg c(S2-)與lg c(M2+)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是( )
A.Na2S溶液中:c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=2c(Na+)
B.25 ℃時(shí),Ksp(CuS)約為1×10-35
C.向100 mL Zn2+、Cu2+濃度均為1×10-5 mol·L-1的混合溶液中逐滴加入1×10-4 mol·L-1的Na2S溶液,Cu2+先沉淀
D.向Cu2+濃度為1×10-5 mol·L-1的工業(yè)廢水中加入ZnS粉末,會(huì)有CuS沉淀析出
解析:選A。根據(jù)物料守恒可得:c(Na+)=2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)],A項(xiàng)錯(cuò)誤;在25 ℃時(shí),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-)=1×10-25×1×10-10=1×10-35,B項(xiàng)正確;依據(jù)題圖可知,CuS的Ksp較小,故CuS較難溶,Cu2+先沉淀,C項(xiàng)正確;由于在25 ℃時(shí),Ksp(CuS)<Ksp(ZnS),故向Cu2+濃度為1×10-5 mol·L-1的工業(yè)廢水中加入ZnS粉末,會(huì)有CuS沉淀析出,D項(xiàng)正確。
8.(2019·長(zhǎng)春聯(lián)考)已知298 K時(shí),Mg(OH)2的溶度積常數(shù)Ksp=5.6×10-12,取適量的MgCl2溶液,加入一定量的燒堿溶液達(dá)到沉淀溶解平衡,測(cè)得pH=13,則下列說(shuō)法不正確的是( )
A.所得溶液中的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1
B.加入Na2CO3固體,可能生成沉淀
C.所加的燒堿溶液的pH=13
D.所得溶液中的c(Mg2+)=5.6×10-10 mol·L-1
解析:選C。pH=13,則c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1,A正確;加入Na2CO3固體,當(dāng)c(Mg2+)·c(CO)>Ksp(MgCO3)時(shí)生成MgCO3沉淀,B正確;因?yàn)橄騇gCl2溶液中加NaOH溶液后混合溶液的pH=13,所以所加NaOH溶液的pH>13,C錯(cuò)誤;溶液中的c(Mg2+)= mol·L-1=5.6×10-10 mol·L-1,D正確。
9.(2019·濰坊模擬)已知25 ℃時(shí),RSO4(s)+CO(aq)RCO3(s)+SO(aq)的平衡常數(shù)K=1.75×104,Ksp(RCO3)=2.80×10-9,下列敘述中正確的是( )
A.向c(CO)=c(SO)的混合液中滴加RCl2溶液,首先析出RSO4沉淀
B.將濃度均為6×10-6 mol/L的RCl2、Na2CO3溶液等體積混合后可得到RCO3沉淀
C.25 ℃時(shí),RSO4的Ksp約為4.9×10-5
D.相同溫度下,RCO3在水中的Ksp大于在Na2CO3溶液中的Ksp
解析:選C。RSO4(s)+CO(aq)RCO3(s)+SO(aq)的平衡常數(shù)K====1.75×104,Ksp(RSO4)=1.75×104×Ksp(RCO3)=1.75×104×2.80×10-9=4.9×10-5。A項(xiàng),RSO4、RCO3屬于同種類(lèi)型且Ksp(RSO4)>Ksp(RCO3),向c(CO)=c(SO)的混合液中滴加RCl2溶液,首先析出RCO3沉淀,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),將濃度均為6×10-6 mol/L RCl2、Na2CO3溶液等體積混合后,c(R2+)=3×10-6 mol/L,c(CO)=3×10-6 mol/L,此時(shí)的離子積Qc=c(R2+)·c(CO)=3×10-6×3×10-6=9×10-12<Ksp(RCO3),不會(huì)產(chǎn)生RCO3沉淀,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),根據(jù)上述計(jì)算,Ksp(RSO4)=4.9×10-5,C項(xiàng)正確;D項(xiàng),Ksp只與溫度有關(guān),與濃度無(wú)關(guān),相同溫度下,RCO3在水中的Ksp與在Na2CO3溶液中的Ksp相等,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
10.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(OH)3↓
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(guān)說(shuō)法不正確的是( )
A.步驟①中當(dāng)v正(CrO)=2v逆(Cr2O)時(shí),說(shuō)明反應(yīng)2CrO+2H+Cr2O+H2O達(dá)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1 mol Cr2O,需要12 mol(NH4)2Fe(SO4)2
D.步驟③中,當(dāng)將溶液的pH調(diào)節(jié)至5時(shí),可認(rèn)為廢水中的鉻元素已基本除盡[當(dāng)溶液中c(Cr3+)≤10-5mol·L-1時(shí),可視作該離子沉淀完全]
解析:選C。C項(xiàng),Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O,1 mol Cr2O可氧化6 mol(NH4)2Fe(SO4)2;D項(xiàng),Cr3+沉淀完全時(shí),c(OH-)= mol·L-1=10-9 mol·
L-1,則c(H+)= mol·L-1=10-5mol·L-1,pH=5。
二、非選擇題
11.已知下列物質(zhì)在20 ℃下的Ksp如表,試回答下列問(wèn)題:
化學(xué)式
AgCl
AgBr
AgI
Ag2S
Ag2CrO4
顏色
白色
淺黃色
黃色
黑色
紅色
Ksp
2.0×10-10
5.4×10-13
8.3×10-17
2.0×10-48
2.0×10-12
(1)20 ℃時(shí),上述五種銀鹽飽和溶液中,Ag+物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是________________________________________________________________________。
(2)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,當(dāng)兩種沉淀共存時(shí),=________。
(3)測(cè)定水體中氯化物的含量,常用標(biāo)準(zhǔn)硝酸銀法進(jìn)行滴定,滴定時(shí),應(yīng)加入的指示劑是________。
A.KBr B.KI C.K2S D.K2CrO4
答案:(1)Ag2CrO4>AgCl>AgBr>AgI>Ag2S
(2)2.7×10-3 (3)D
12.請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題:
(1)已知25 ℃時(shí),Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,
Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。在25 ℃下,向濃度均為0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成______________沉淀(填化學(xué)式),生成該沉淀的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)25 ℃時(shí),向0.01 mol·L-1的MgCl2溶液中逐滴加入濃NaOH溶液,剛好出現(xiàn)沉淀時(shí),溶液的pH為_(kāi)_______;當(dāng)Mg2+完全沉淀時(shí),溶液的pH為_(kāi)_______。(忽略溶液體積變化,已知lg 2.4=0.4,lg 7.7=0.9)
(3)已知25 ℃時(shí),Ksp(AgCl)=1.8×10-10,則將AgCl放在蒸餾水中形成飽和溶液,溶液中的c(Ag+)約為_(kāi)_______mol·L-1。
(4)已知25 ℃時(shí),Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,該溫度下反應(yīng)Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常數(shù)K=________。
解析:(1)因?yàn)镵sp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2],所以先生成Cu(OH)2沉淀。
(2)Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11=c(Mg2+)·c2(OH-)=0.01×c2(OH-),則c(OH-)≈4.2×
10-5 mol·L-1,c(H+)=Kw/c(OH-)=2.4×10-10 mol·L-1,則pH=9.6,即當(dāng)pH=9.6時(shí),開(kāi)始出現(xiàn)Mg(OH)2沉淀。一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5 mol·L-1時(shí),沉淀已經(jīng)完全,故Mg2+完全沉淀時(shí)有 1×10-5·c2(OH-)=1.8×10-11,則c(OH-)=1.3×10-3 mol·L-1,此時(shí),c(H+)=7.7×10-12 mol·L-1,pH=11.1。
(3)Ksp(AgCl)=1.8×10-10=c(Ag+)·c(Cl-)=c2(Ag+),解得:c(Ag+)≈1.3×10-5 mol·
L-1。
(4)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-),題中反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=c(Fe3+)/c3(H+),25 ℃時(shí)水的離子積為Kw=c(H+)·c(OH-)=1×10-14,推得K=Ksp[Fe(OH)3]/K,即K=2.79×
10-39/(1×10-14)3=2.79×103。
答案:(1)Cu(OH)2 Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH (2)9.6 11.1 (3)1.3×
10-5 (4)2.79×103
13.(2019·安康調(diào)研)資源綜合利用既符合綠色化學(xué)理念,也是經(jīng)濟(jì)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K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O,已知它在水溶液中存在如下平衡:
K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O2K++4SO+Mg2++2Ca2++2H2O。
為了充分利用鉀資源,一種溶浸雜鹵石制備K2SO4的工藝流程如圖所示:
(1)操作①的名稱(chēng)是________。
(2)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋Ca(OH)2溶液能溶解出雜鹵石中K+的原因:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)除雜環(huán)節(jié)中,為除去Ca2+,可先加入________溶液,經(jīng)攪拌等操作后,過(guò)濾,再向?yàn)V液中滴加稀H2SO4,調(diào)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(guò)程):____________、過(guò)濾、洗滌、干燥。
(5)有人用可溶性碳酸鹽作為溶浸劑,溶浸原理可表示為CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq)。
已知:常溫下,Ksp(CaCO3)=2.80×10-9,Ksp(CaSO4)=4.95×10-5。
則常溫下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________(保留三位有效數(shù)字)。
答案:(1)過(guò)濾
(2)Mg2+與OH-結(jié)合轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀,SO與Ca2+結(jié)合轉(zhuǎn)化為CaSO4沉淀,使雜鹵石的溶解平衡右移,促使其溶解
(3)K2CO3 中性
(4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
(5)1.77×104