(通用版)2022年高考化學一輪復(fù)習 第八章 水溶液中的離子平衡 第4節(jié) 難溶電解質(zhì)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(fù)習 第八章 水溶液中的離子平衡 第4節(jié) 難溶電解質(zhì)的溶解平衡學案 新人教版 【考綱要求】 了解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡?!?理解溶度積(Ksp)的含義,能進行相關(guān)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(zhì)溶液中的溶質(zhì) 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(zhì)本身的性質(zhì),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(zhì)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(zhì)( ) 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(guān)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(zhì)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(yīng)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(zhì)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(yīng)開始時,各離子的濃度沒有必然的關(guān)系;C項沉淀溶解達到平衡時溶液中溶質(zhì)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(yīng)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(zhì),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(zhuǎn)化 (1)實質(zhì):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(zhuǎn)化的規(guī)律:一般說來,溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn)。 (4)應(yīng)用 ①鍋爐除水垢:將CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3,離子方程式為CaSO4+CO===CaCO3+SO。 ②礦物轉(zhuǎn)化:CuSO4溶液遇ZnS轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(yīng)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(zhuǎn)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(yīng)的離子方程式是Cu2++S2-===CuS↓ D.整個過程涉及的反應(yīng)類型有氧化還原反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng) 解析:選D。沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是溶解度
11、小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀,PbS轉(zhuǎn)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(yīng)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(yīng)的離子方程式應(yīng)該是Cu2++ZnS===CuS+Zn2+,這是一個復(fù)分解反應(yīng);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(yīng),故只有D正確。 3.為研究沉淀的生成及轉(zhuǎn)化,某小組進行如下實驗。關(guān)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(yīng)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(guān)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(yīng)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(yīng)生成更難溶物質(zhì)或更難電離物質(zhì)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(yīng)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(guān)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(yīng)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(guān)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(yīng)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(jié)合圖像考查溶度積常數(shù)的應(yīng)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(yīng)的Ksp等于c點對應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(guān),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(jié)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(zhì)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(jié)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(guān)離子濃度的關(guān)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(yīng)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(yīng)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(zhì)的量之比反應(yīng)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(yīng)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(guān)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(zhì)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(yīng)生成FeSO4,再被 H2O2 氧化轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)
B.由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀在一定條件下可轉(zhuǎn)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(zhì)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(zhì)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(zhì)量增加
D.向溶液中 33、加入少量NaOH固體,Ca(OH)2固體質(zhì)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(zhuǎn)化為少量CaCO3固體,固體質(zhì)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(zhì)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(yīng)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(yīng)的平衡常數(shù)K=
解析:選B。根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化向溶度積小的方向進行,Ksp(MnS)>Ksp(CuS),A對;該反應(yīng)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(yīng)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(yīng)
C.x、y兩點對應(yīng)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(zhuǎn)化為PbCl2(s)
解析:選B。Ksp(PbCl2)只與溫度有關(guān),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(yīng),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(yīng),故x、y兩點對應(yīng)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(yīng),故往含Pb2+的溶液中加入過量濃鹽酸,不能將Pb2+完全轉(zhuǎn)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(guān)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(zhì)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化,所以由實驗③可知,由于沉淀由白色轉(zhuǎn)化成黃色,所以是由氯化銀轉(zhuǎn)化成了碘化銀,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(guān)分析不正確的是( )
編號
①
②
③
分散質(zhì)
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(zhì)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(yīng):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(yīng)速率較小,沉淀不能快速徹底溶解,B項錯誤;NH結(jié)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(yīng),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(zhì)Am 42、Bn在水溶液中達到溶解平衡。已知下表數(shù)據(jù):
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
完全沉淀時的pH
≥9.6
≥6.4
3~4
對含等物質(zhì)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(yīng)時,強氧化劑與強還原劑優(yōu)先反應(yīng);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(yīng)的Ksp等于a點對應(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化成SrCO3的離子方程式為 45、 ,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達式為 ;該反應(yīng)能發(fā)生的原因是
(用沉淀溶解平衡的有關(guān)理論解釋)。
(2)對于上述反應(yīng),實驗證明增大CO的濃度或降低溫度都有利于提高SrSO4的轉(zhuǎn)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(shè)計實驗證明上述過程中SrSO4是否完全轉(zhuǎn)化成SrCO3。實驗所用的試劑為 ;實驗現(xiàn) 46、象及其相應(yīng)結(jié)論為
。
解析:(1)SrSO4轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化的原理,該反應(yīng)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(zhuǎn)化成SrCO3,若沉淀沒有全部溶解,則SrSO4沒有完全轉(zhuǎn)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(yīng)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(zhì)
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(zhuǎn)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(zhì)的溶解度越 (填“大”或“小”)。
(2)寫出第②步發(fā)生反應(yīng)的化學方程式:
。
(3)設(shè)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(yīng)用: 。
解析:Ks 50、p越大,表示電解質(zhì)的溶解度越大,溶解度大的沉淀會向溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化,要證明CaSO4完全轉(zhuǎn)化為CaCO3,可以加入鹽酸,因為CaSO4不和鹽酸反應(yīng),而CaCO3可完全溶于鹽酸。在實際生活、生產(chǎn)中利用此反應(yīng)可以將鍋爐水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shè)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(yīng)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(yīng)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(yīng), 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(yīng)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(zhuǎn)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(zhì)W是 。
③該同學認為B中產(chǎn)生沉淀的反應(yīng)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?、贏g2S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(jié)合成AgCl沉淀。由于c(Ag+)減小,有利于③中反應(yīng)平衡右移,B中最終出現(xiàn)乳白色沉淀
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