1、主题23:沉淀溶解平衡命题一沉淀溶解平衡1.正误判断,正确的划“”,错误的划“”。(1)(2018年天津理综,4) 向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液,生成黑色沉淀,说明Ksp(CuS)Ksp(AgI)。()(3)(2017年江苏,12)常温下,KspMg(OH)2=5.610-12,pH=10的含Mg2+溶液中,c(Mg2+)5.610-4 molL-1。()(4)(2017年全国卷,13)向两支盛有2 mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液,若一支试管中产生黄色沉淀,另一支试管中无明显现象,则Ksp(AgI)Ksp(AgCl)。()(5)(2
2、016年全国卷,13)向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中c(Cl-)c(Br-)不变。()(6)(2016年江苏,13)室温下,向浓度均为0.1 molL-1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液,出现白色沉淀,说明Ksp(BaSO4)Ksp(CaSO4)。()(7)(2016年天津理综,3)在同浓度的盐酸中,ZnS可溶而CuS不溶,说明CuS的溶解度比ZnS的小。()(8)(2015年全国卷,10)将0.1 molL-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1 molL-1 CuSO4溶液,先有白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀,说明
3、Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小。()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2.(2016年海南,5)向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化),下列数值变小的是()。A.c(CO32-)B.c(Mg2+)C.c(H+)D.Ksp(MgCO3)【解析】碳酸镁溶液中存在平衡MgCO3(s)Mg2+(aq)+CO32-(aq),Ksp(MgCO3)=c(Mg2+)c(CO32-),加入少许浓盐酸之后,溶液中c(H+)增大,H+与CO32-反应生成HCO3-,促进平衡正向移动,c(Mg2+)增大,由于温度不变,Ksp(MgCO3)不变,则c(CO32-)变
4、小,A项正确。【答案】A3.(2015年天津理综,3)下列说法不正确的是()。A.Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行B.饱和Na2SO4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀,但原理不同C.FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同D.Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),该固体可溶于NH4Cl溶液【解析】钠与水反应的化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2,是一个熵增的反应,也是一个放热反应,因此该反应一定能自发进行,A项正确;饱和Na2SO4溶液使蛋白质发生盐析,而浓硝酸使蛋白
5、质发生变性,因此二者的原理不同,B项正确;FeCl3和MnO2都可以作H2O2分解的催化剂,但是二者的催化效率不同,C项错误;NH4Cl中的NH4+与OH-结合生成弱电解质NH3H2O,使氢氧化镁的沉淀溶解平衡右移,故Mg(OH)2能溶于NH4Cl溶液,D项正确。【答案】C命题二沉淀溶解平衡图像4.(2017年全国卷,13)在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的Cl-会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去Cl-。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图,下列说法错误的是()。A.Ksp(CuCl)的数量级为10-7B.除Cl-反应为Cu+Cu2+2
6、Cl-2CuClC.加入Cu越多,Cu+浓度越高,除Cl-效果越好D.2Cu+Cu2+Cu平衡常数很大,反应趋于完全【解析】当-lgc(Cl-)molL-1=0时,lgc(Cu+)molL-1约为-7,即c(Cl-)=1 molL-1,c(Cu+)=10-7 molL-1,因此Ksp(CuCl)的数量级为10-7,A项正确;分析生成物CuCl的化合价可知,Cl元素的化合价没有发生变化,Cu元素由0价和+2价均变为+1价,因此参加该反应的微粒为Cu、Cu2+和Cl-,生成物为CuCl,则该反应的离子方程式为Cu+Cu2+2Cl-2CuCl,B项正确;铜为固体,只要满足反应用量,Cu的量对除Cl-
7、效果无影响,C项错误;反应2Cu+Cu2+Cu的平衡常数K= c(Cu2+)c2(Cu+),可取图像中的c(Cu+)=c(Cu2+)=110-6 molL-1代入平衡常数的表达式中计算,即K=110-6(110-6)2=1106,因此平衡常数很大,反应趋于完全,D项正确。【答案】C5. (2014年全国卷,11)溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如下图所示。下列说法错误的是()。A.溴酸银的溶解是放热过程B.温度升高时溴酸银溶解速度加快C.60 时溴酸银的Ksp约等于610-4D.若硝酸钾中含有少量溴酸银,可用重结晶方法提纯【解析】A项,由题图可知,随着温度升高,溴酸银的溶解度逐渐增大
8、,因此AgBrO3的溶解是吸热过程,错误;B项,由图像曲线可知,温度升高,斜率增大,因此AgBrO3的溶解速率加快,正确;C项,由溶解度曲线可知,60 时AgBrO3的溶解度约为0.6 g,则其物质的量浓度约为0.025 molL-1,AgBrO3的Ksp=c(Ag+)c(BrO3-)=0.0250.025610-4,正确;D项,若KNO3中含有少量AgBrO3,可通过蒸发浓缩得到KNO3的饱和溶液,再冷却结晶获得KNO3晶体,而AgBrO3留在母液中,正确。【答案】A命题三沉淀溶解平衡的计算6. (2017年全国卷,27节选)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用
9、钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如下: (1)若“滤液”中c(Mg2+)=0.02 molL-1,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.010-5 molL-1,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.310-22、1.010-24。(2)写出“高温煅烧”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式:。【解析】 (2)由流程图知,煅烧FePO4、Li2CO3和H2C2O4制得LiFePO4,在反应过程中+3价的Fe被还原成+2价的Fe
10、,因此H2C2O4中+3价的C必被氧化为+4价的C,依据得失电子守恒和原子守恒可得反应的化学方程式为2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+3CO2+H2O。【答案】(1)Fe3+恰好沉淀完全时,c(PO43-)=1.310-221.010-5 molL-1=1.310-17 molL-1,c3(Mg2+)c2(PO43-)=0.013(1.310-17)2=1.710-40KspMg3(PO4)2,因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀(2)2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+3CO2+H2O7.(1)(2016年全国卷,27节选)在化学分析中采用K2Cr
11、O4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,利用Ag+与CrO42-生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl-恰好完全沉淀(浓度等于1.010-5 molL-1)时,溶液中c(Ag+)为molL-1,此时溶液中c(CrO42-)等于molL-1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.010-12和2.010-10)。(2)(2015年全国卷,28节选)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。某浓缩液中主要含有I-、Cl-等离子。取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中c(I-)c(Cl-)为。已知Ksp(AgCl)=1.810
12、-10,Ksp(AgI)=8.510-17。(3)(2015年福建理综,23节选)25 ,在0.10 molL-1 H2S溶液中,通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-)关系如图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)= molL-1。某溶液含0.020 molL-1 Mn2+、0.10 molL-1 H2S,当溶液pH=时,Mn2+开始沉淀。已知:Ksp(MnS)=2.810-13(4)(2015年江苏,18节选)已知:KspAl(OH)3=110-33,KspFe(OH)3=310-39,pH=7.1时Mn(OH)
13、2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度均小于110-6 molL-1),需调节溶液pH范围为。(5)(2015年全国卷,26节选)酸性锌锰干电池是一种一次性电池,回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示:化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10-1710-1710-39 用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解,铁变为,加碱调节至pH为时,铁刚好沉淀完全(离子浓度小于110-5 molL-1时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱至pH为时,锌开始沉淀(假定Z
14、n2+浓度为0.1 molL-1)。若上述过程不加H2O2后果是,原因是。【解析】(1)结合Ksp(AgCl)和溶液中c(Cl-)=1.010-5 molL-1,可求出溶液中c(Ag+)=Ksp(AgCl)c(Cl-)=2.010-5 molL-1。结合溶液中c(Ag+)=2.010-5 molL-1和Ksp(Ag2CrO4)可求出溶液中c(CrO42-)=Ksp(Ag2CrO4)c2(Ag+)=5.010-3 molL-1。(2)当AgCl开始沉淀时,溶液中c(I-)c(Cl-)=c(I-)c(Ag+)c(Cl-)c(Ag+)=Ksp(AgI)Ksp(AgCl)=8.510-171.810-
15、104.710-7。(3)根据物料守恒:c(S2-)+c(H2S)+c(HS-)=0.10 molL-1,故c(H2S)+c(HS-)=0.10 molL-1-c(S2-)=0.10 molL-1-5.710-2 molL-1=0.043 molL-1。要使Mn2+沉淀,需要的c(S2-)最小值=Ksp(MnS)c(Mn2+)=2.810-130.020=1.410-11,再对照图像找出pH=5。(4)使Al3+完全沉淀时c(OH-)=3KspAl(OH)3c(Al3+)=3110-33110-6 molL-1=110-9 molL-1,此时溶液pH=5,使Fe3+完全沉淀时c(OH-)=3K
16、spFe(OH)3c(Fe3+)=3310-39110-6 molL-11.410-11 molL-1,此时溶液pH3.1;而pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀,所以调节溶液的pH范围为5.0pH7.1。(5)Fe与稀H2SO4反应生成FeSO4,再被H2O2氧化为Fe2(SO4)3。Fe(OH)3的Ksp=c(Fe3+)c3(OH-),则Fe3+恰好沉淀完全时,c(OH-)=3KspFe(OH)3c(Fe3+)10-11.3 molL-1,则溶液的pH=2.7。Zn(OH)2的Ksp=c(Zn2+)c2(OH-),则Zn2+开始沉淀时,c(OH-)=KspZn(OH)2c(Zn2+)=10
17、-8 molL-1,溶液的pH=6。Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近,若不加H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,则很难将Zn2+和Fe2+分开。【答案】(1)2.010-55.010-3(2)4.710-7(3)0.0435(4)5.0pHKsp(AgBr)。(3)应用a.锅炉除垢:将CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-。b.矿物转化:CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS,离子方程式为ZnS+Cu2+CuS+Zn2+。注意:(1)用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部转化为沉淀除去,一般认为残留在溶液中的离子浓度小于110-5 molL-1时,沉
18、淀完全。(2)利用生成沉淀分离或除去某种离子,首先要求生成沉淀的反应能够发生,其次沉淀生成的反应进行得越完全越好。如除去溶液中的Mg2+,用NaOH溶液比用Na2CO3溶液好,原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。(3)若一种沉淀剂可使溶液中多种离子产生沉淀,则可以控制条件,使这些离子先后沉淀。a.对同一类型的沉淀,Ksp越小越先沉淀,且Ksp相差越大分步沉淀效果越好。例如:Cl-、Br-、I-的混合溶液中,由于AgCl、AgBr、AgI的Ksp相差较大,逐滴滴加Ag+可按I-、Br-、Cl-的顺序先后沉淀。b.对不同类型的沉淀,其沉淀先后顺序要通过计算才能确定,如AgCl和Ag2Cr
19、O4的分步沉淀。在线反馈溶解速率生成沉淀的速率=不变溶解的方向吸热溶解的方向不变生成沉淀的方向溶解的方向沉淀溶解平衡AgClAgBr 下列有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中,正确的是()。A.升高温度,AgCl的溶解度减小B.在任何含AgCl固体的溶液中,c(Ag+)=c(Cl-)且二者乘积是一个常数C.AgCl沉淀生成和溶解不断进行,但速率相等D.向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl溶解的质量不变【解析】升高温度,AgCl的溶解度增大,A项错误;在任何含AgCl固体的溶液中,c(Ag+)与c(Cl-)不一定相等,但二者乘积在一定温度下是一个常数,B项错误;当达到平衡时,AgC
20、l沉淀生成和溶解不断进行,但速率相等,C项正确;向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体,溶解平衡逆向移动,AgCl溶解的质量减小,D项错误。【答案】C 已知Ca(OH)2悬浊液中存在平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)HKsp:溶液过饱和,有沉淀析出Qc=Ksp:溶液饱和,处于平衡状态QcKsp(CuS),所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀C.其他条件不变,离子浓度改变时,Ksp不变D.两种难溶电解质作比较时,Ksp小的溶解度一定小【解析】只有相同类型的难溶电解质作比较时,Ksp小的溶解度一定小。【答案】D 已知25 时,BaSO4饱和溶液中存在BaSO
21、4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq),Ksp=1.102510-10,下列有关BaSO4的溶度积和溶解平衡的叙述正确的是()。A.25 时,向c(SO42-)=1.0510-5 molL-1的BaSO4溶液中加入BaSO4固体,c(SO42-)增大B.向该饱和溶液中加入Ba(NO3)2固体,则BaSO4的溶度积常数增大C.向该饱和溶液中加入Na2SO4固体,则该溶液中c(Ba2+)c(SO42-)D.向该饱和溶液中加入BaCl2固体,则该溶液中c(SO42-)减小【解析】溶解平衡时,BaSO4的溶度积等于c(Ba2+)和c(SO42-)的乘积,故饱和溶液中c(SO42-)=1.0510
22、-5 molL-1,再加入BaSO4固体,不溶解,c(SO42-)不变,A项错误;溶度积常数只与温度有关,B项错误;加入Na2SO4固体,BaSO4的溶解平衡向左移动,c(Ba2+)减小,c(SO42-)c(Ba2+),C项错误;加入BaCl2固体,BaSO4的溶解平衡向左移动,c(SO42-)减小,D项正确。【答案】D 已知25 时,KspAl(OH)3=1.010-33,KspFe(OH)3=4.010-38。向Fe(NO3)3和Al(NO3)3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示。计算表明,当Fe3+完全沉淀时,Al3+恰好开始沉淀。
23、下列说法正确的是()。A.原混合溶液中c(Fe3+)c(Al3+)=11B.Fe(NO3)3溶液中混有Al(NO3)3杂质,可以加入过量的NaOH溶液除去C.B点两种沉淀共存,此时上层溶液中c(Al3+)c(Fe3+)=2.5104D.C点溶液中的溶质只有NaAlO2【解析】 当Fe3+完全沉淀时,Al3+恰好开始沉淀,所以OA段的反应是Fe3+3OH-Fe(OH)3,AB段的反应是Al3+3OH-Al(OH)3,BC段的反应是Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O。OA段、AB段消耗氢氧化钠的体积之比为23,所以原混合溶液中c(Fe3+)c(Al3+)=23,A项错误;Fe(NO3)3溶
24、液中混有Al(NO3)3杂质,加入过量的NaOH溶液生成氢氧化铁沉淀,B项错误;B点两种沉淀共存,此时上层溶液中c(Al3+)c(Fe3+)=c(Al3+)c3(OH-)c(Fe3+)c3(OH-)=KspAl(OH)3KspFe(OH)3=1.010-334.010-38=2.5104,C项正确;C点溶液中的溶质有NaAlO2、NaNO3,D项错误。【答案】C t 时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知t 时AgCl的Ksp=410-10,下列说法不正确的是()。A.t 时,AgBr的Ksp=4.910-13B.向AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点C.图中a
25、点对应的是AgBr的不饱和溶液D.t 时,AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K816【解析】根据图中c点的c(Ag+)和c(Br-)可得该温度下AgBr的Ksp=4.910-13,A项正确;在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后,c(Br-)增大,溶解平衡逆向移动,c(Ag+)减小,B项错误;在a点时Qc2.310-3,所以一定产生CH3COOAg沉淀,A项正确;根据AgCl和Ag2CrO4的溶度积常数可知,在Cl-和CrO42-浓度均为0.001 molL-1的条件下,开始出现沉淀时,Ag+的浓度分别为1.810-7 molL-1、 1.910-9 mol
26、L-1,所以先产生AgCl沉淀,B项错误;根据Mg(OH)2的溶度积常数可知,向0.11 molL-1 MgCl2溶液中加入氨水,开始产生Mg(OH)2沉淀时溶液中c(OH-)=1.110-110.11 molL-1=110-5 molL-1,因此c(H+)=110-9 molL-1,则溶液的pH为9,C项正确;溶度积常数只与温度有关,则在其他条件不变的情况下,向饱和AgCl溶液中加入NaCl溶液,Ksp(AgCl)不变,D项正确。【答案】B 已知25 时,电离常数Ka(HF)=3.610-4,溶度积常数Ksp(CaF2)=1.4610-10。现向1 L 0.2 molL-1HF溶液中加入1
27、L 0.2 molL-1CaCl2溶液,下列说法正确的是()。A.25 时,0.1 molL-1HF溶液中pH=1B.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化C.该体系中Ksp(CaF2)=1Ka(HF)D.该体系中有CaF2沉淀产生【解析】HF为弱酸,不能完全电离,则25 时,0.1 molL-1HF溶液中pH1,A项错误;Ksp只与温度有关,B项错误;由已知得Ksp(CaF2)1Ka(HF),C项错误;两溶液混合后,c(Ca2+)=0.1 molL-1,c(H+)=c(F-)=Ka(HF)c(HF)=610-3 molL-1,则Qc=c2(F-)c(Ca2+)=3.610-6Ksp(Ca
28、F2),故体系中有CaF2沉淀产生,D项正确。【答案】D 根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题:(1)在Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后过滤,若测得滤液中c(CO32-)=10-3 molL-1,则Ca2+是否沉淀完全?(填“是”或“否”)。已知c(Ca2+)10-5 molL-1时可视为沉淀完全,Ksp(CaCO3)=4.9610-9(2)已知25 时,KspMg(OH)2=5.610-12;酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如表所示:pH9.6颜色黄色绿色蓝色25 时,在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液的颜色为。(3)向50 mL 0.018
29、molL-1AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 molL-1盐酸,生成沉淀。已知该温度下AgCl的Ksp=1.010-10,忽略溶液混合后体积的变化,请计算:完全沉淀后,溶液中c(Ag+)=。完全沉淀后,溶液的pH=。如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 molL-1的盐酸,是否有白色沉淀生成?(填“是”或“否”)。【解析】(1)根据Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)c(CO32-)=4.9610-9,得c(Ca2+)=4.9610-910-3 molL-1=4.9610-6 molL-1110-4,c(H+)10,溶液为蓝色。(3)反应前,n(Ag+)=0.018
30、 molL-10.05 L=0.910-3 mol,n(Cl-)=0.020 molL-10.05 L=1.010-3 mol;反应后剩余的n(Cl-)为1.010-4 mol,则混合溶液中,c(Cl-)=1.010-3 molL-1,c(Ag+)=Ksp(AgCl)c(Cl-)=1.010-7 molL-1。H+没有参与反应,沉淀完全后,c(H+)=0.010 molL-1,pH=2。因为加入的盐酸中c(Cl-)和反应后所得溶液中的c(Cl-)相同,c(Cl-)没有改变,c(Ag+)变小,所以Qc=c(Ag+)c(Cl-)Ksp(AgCl),没有沉淀产生。【答案】(1)是(2)蓝色(3)1.
31、010-7 molL-12否一、化学平衡常数常考题型1.求解平衡常数2.由平衡常数计算初始(或平衡)浓度3.计算转化率(或产率)4.应用平衡常数K判断平衡移动的方向(或放热、吸热等情况)对策从基础的地方入手,如速率计算、“三段式”的运用、阿伏加德罗定律及其推论的应用、计算转化率等,这些都与化学平衡常数密不可分,要在练习中多反思,提高应试能力二、电离常数常考题型1.直接求电离常数2.由电离常数求弱酸(或弱碱)的浓度3.由Ka或Kb求pH对策试题一般难度不大,是在化学平衡基础上派生出来的;注意平衡体系中同种离子的浓度是同一个浓度,当两个量相加或相减时,若相差100倍以上,要舍弃小的数据进行近似处理
32、三、水的离子积常数常考题型1.计算温度高于室温时的Kw2.通过Kw的大小比较相应温度的高低3.溶液中c(H+)与c(OH-)相互换算4.酸、碱、能水解的盐溶液中由水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算对策Kw只与温度有关,升高温度,Kw增大;在稀溶液中,c(H+)c(OH-)=Kw;由水电离出的H+数目与OH-数目相等四、难溶电解质的溶度积常数常考题型1.溶解度与Ksp的相关转化与比较2.沉淀先后的计算与判断3.沉淀转化相关计算4.金属阳离子沉淀完全的pH及沉淀分离的相关计算5.与其他平衡(如氧化还原平衡、配位平衡)的综合计算6.数形结合的相关计算等(续表)对策应用Ksp数值大小比较物质的溶
33、解度大小时,一定是在组成上属于同一类型的难溶电解质才能进行比较,否则不能直接作比较;在判断沉淀的生成或转化时,先计算Qc,若Qc大于Ksp,沉淀可生成或转化为相应难溶物质;利用Ksp可计算某些沉淀转化反应的化学平衡常数1.下列说法正确的是()。A.难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,沉淀和溶解即停止B.Ksp越小,难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱C.Ksp的大小与离子浓度无关,只与难溶电解质的性质和温度有关D.相同温度下,AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的相同【解析】难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,沉淀溶解平衡是动态平衡,沉淀速率和溶解速率相同,A项错误;Ksp可用来判
34、断相同类型的化合物在水中溶解度的大小,但是如果化合物的类型不同,就不能进行直接判断,故Ksp越小的难溶电解质在水中的溶解能力不一定越弱,B项错误;沉淀溶解平衡存在溶度积常数,Ksp的大小与离子浓度无关,只与难溶电解质的性质和温度有关,C项正确;相同温度下,AgCl在水中的溶解能力大于在NaCl溶液中的溶解能力,因为NaCl溶液中Cl-对AgCl的溶解起到抑制作用,D项错误。【答案】C2.已知:KspMg(OH)2=1.810-11,KspCu(OH)2=2.210-20。向浓度均为0.01 molL-1的Cu2+和Mg2+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量,下列说法正确的是()。A.较先出
35、现的沉淀是Mg(OH)2B.两种离子开始沉淀时,Cu2+所需溶液的pH较大C.当两种沉淀共存时,说明溶液中完全不存在Cu2+、Mg2+D.当两种沉淀共存时,溶液中c(Mg2+)c(Cu2+)8.2108【解析】由于Cu(OH)2和Mg(OH)2属于同类型难溶电解质且KspCu(OH)2比KspMg(OH)2小,所以Cu2+先沉淀,其所需OH-的浓度较小,即溶液的pH较小,故A、B两项错误;绝对不溶的物质是不存在的,C项错误;当两种沉淀共存时,由于KspMg(OH)2=c(Mg2+)c2(OH-),KspCu(OH)2=c(Cu2+)c2(OH-),所以c(Mg2+)c(Cu2+)=KspMg(
36、OH)2KspCu(OH)28.2108,D项正确。【答案】D3.已知Ksp(AgCl)=1.5610-10,Ksp(AgBr)=7.710-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.010-12。某溶液中含有Cl-、Br-和CrO42-,浓度均为0.010 molL-1,向该溶液中逐滴加入0.010 molL-1AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为()。A.Cl-、Br-、CrO42-B.CrO42-、Br-、Cl-C.Br-、Cl-、CrO42-D.Br-、CrO42-、Cl-【解析】同类型难溶电解质的Ksp越小越容易沉淀,故Br-比Cl-先沉淀。已知Ksp(Ag2CrO4)=c2(
37、Ag+)c(CrO42-),CrO42-沉淀所需的c(Ag+)最大,CrO42-最后沉淀。故三种离子产生沉淀的先后顺序为Br-、Cl-、CrO42-,C项正确。【答案】C4.在25 时,碳酸钙在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知25 时硫酸钙的Ksp=9.110-6。下列说法不正确的是()。A.除去锅炉水垢中的硫酸钙可用沉淀转化法,将硫酸钙转化为碳酸钙,然后用酸去除B.图中b点碳酸钙的结晶速率大于其溶解速率C.通过蒸发,可使溶液由a点变化到c点D.在25 时,反应CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常数K=3250【解析】根据图像可知,碳酸钙的溶度积
38、常数是710-5410-5=2.810-9,小于硫酸钙的溶度积常数,因此除去锅炉水垢中硫酸钙的方法可以将其转化为碳酸钙,然后用酸去除,A项正确; 图中b点在曲线上方,是过饱和溶液,因此碳酸钙的结晶速率大于其溶解速率,B项正确;通过蒸发,溶液体积减小,钙离子和碳酸根离子的浓度均增大,不能使溶液由a点变化到c点,C项错误;在25 时,反应CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常数K=c(SO42-)c(CO32-)=c(SO42-)c(Ca2+)c(CO32-)c(Ca2+)=9.110-62.810-9=3250,D项正确。【答案】C5.为研究沉淀的生成及
39、其转化,某小组进行如下实验。下列关于该实验的分析不正确的是()。A.浊液中存在平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq)B.中颜色变化说明上层清液中含有SCN-C.中颜色变化说明有AgI生成D.该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶【解析】0.01 molL-1AgNO3溶液中加入0.005 molL-1KSCN溶液,产生白色沉淀AgSCN,该沉淀在溶液中存在溶解平衡AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq),A项正确;取上层清液加入2 molL-1Fe(NO3)3溶液中,溶液变成红色,说明有Fe(SCN)3生成,从而推知上层清液中含有SCN-,B项正确;向余下浊液中加入2
40、mL 2 molL-1KI溶液,产生黄色沉淀,该沉淀应为AgI,C项正确;中反应后AgNO3有剩余,则余下浊液中除含有AgSCN沉淀外,还有AgNO3溶液,再加入2 mL 2 molL-1KI溶液生成AgI沉淀,不能说明AgSCN转化为AgI,故不能证明AgI比AgSCN更难溶,D项错误。【答案】D6.硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是()。A.温度一定时,Ksp(SrSO4)随c(SO42-)的增大而减小B.三个不同温度中,363 K时Ksp(SrSO4)最大C.283 K时,图中a点对应的溶液是不饱和溶液D.283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363
41、K后变为不饱和溶液【解析】Ksp只与温度有关,A项错误;当c(SO42-)相同时,在313 K时c(Sr2+)最大,所以三个不同温度中,313 K时Ksp(SrSO4)最大, B项错误; a点在283 K的沉淀溶解平衡曲线的下方,属于不饱和溶液,C项正确; 283 K的硫酸锶饱和溶液升温到363 K后会有晶体析出,D项错误。【答案】C7. 已知25 时,一些难溶电解质的溶度积如下表所示:难溶电解质CaCO3CaSO4MgCO3Ksp2.810-99.110-66.810-6某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性,实验步骤如下:向100 mL 0.1 molL-1CaCl2溶
42、液中加入100 mL 0.1 molL-1Na2SO4溶液,立即有白色沉淀生成。向上述悬浊液中加入3 g Na2CO3固体,搅拌,静置沉淀后弃去上层清液。再加入蒸馏水搅拌,静置后再弃去上层清液。(1)由题中信息可知,Ksp越大,表示电解质的溶解度越(填“大”或“小”)。(2)写出第步发生反应的化学方程式:。(3)设计第步的目的是。(4)请补充第步操作及发生的现象:。(5)请写出该原理在实际生活、生产中的一个应用:。【解析】组成相同的难溶物Ksp越大,表示电解质的溶解度越大,溶解度大的沉淀会向溶解度小的沉淀转化,要证明CaSO4完全转化为CaCO3,可以加入盐酸,因为CaSO4不和盐酸反应,而C
43、aCO3可完全溶于盐酸。在实际生活、生产中利用此反应可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸除去。 【答案】(1)大(2)Na2CO3(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+Na2SO4(aq)(3)洗去沉淀中附着的SO42-(4)向沉淀中加入足量的盐酸,沉淀完全溶解,并放出无色无味的气体(5)将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸除去8.某同学欲探究AgCl、Ag2S沉淀转化的原因,设计如下实验:步骤现象.将NaCl与AgNO3溶液混合产生白色沉淀.向所得固液混合物中加Na2S溶液沉淀变为黑色.滤出黑色沉淀,加入NaCl溶液较长时间后,沉淀变为乳白色(1)中的白
44、色沉淀是(填化学式)。(2)中能说明沉淀变黑的离子方程式是,沉淀转化的主要原因是。(3)滤出步骤中的乳白色沉淀,推测其中含有AgCl。用浓硝酸溶解该沉淀,产生红棕色气体,部分沉淀未溶解,过滤得到滤液X和白色沉淀Y。.向X中滴加Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀。.向Y中滴加KI溶液,产生黄色沉淀。由判断,滤液X中被检验出的离子是。由、可确认步骤中乳白色沉淀中含有AgCl和另一种沉淀。(4)该学生通过如下对照实验确认了步骤中乳白色沉淀产生的原因:在NaCl的存在下,氧气将中黑色沉淀氧化。现象B:一段时间后,出现乳白色沉淀C:一段时间后,无明显变化A中产生的气体是。C中盛放的物质W是。该同学认为B
45、中产生沉淀的反应如下(请补充完整):2Ag2S+2H2O4AgCl+4NaOHB中NaCl的作用是。【解析】(1)根据AgNO3与NaCl反应生成AgCl白色沉淀和NaNO3可知,中的白色沉淀是AgCl。(2)Ag2S的溶解度比AgCl的溶解度更小,2AgCl+S2-Ag2S+2Cl-,S2-与Ag+结合生成更难溶的Ag2S,导致溶液中Ag+浓度降低,使得Qc(AgCl)Ksp(AgCl),平衡向AgCl溶解的方向移动,这样白色沉淀转化为黑色沉淀。(3)实验证实滤液X中存在SO42-,实验证实白色沉淀Y为AgCl。由题给信息,浓硝酸溶解乳白色沉淀时产生红棕色气体(NO2),可知SO42-是沉淀
46、被浓硝酸氧化得到的。结合乳白色沉淀特征,推知另一种沉淀应为S。(4)H2O2在MnO2催化下分解成氧气和水,所以A中产生的气体是O2。根据题给信息,对照实验的目的是确认步骤中乳白色沉淀产生的原因是在NaCl存在下,氧气将中黑色沉淀氧化,则C中应无NaCl,盛放的物质W是Ag2S的悬浊液。该反应中氧化剂为氧气,氧化产物为S,所以在反应物中应补充NaCl来配平,再根据化合价升降相等、原子守恒配平,则化学方程式为2Ag2S+4NaCl+O2+2H2O4AgCl+2S+4NaOH。【答案】(1)AgCl(2)2AgCl(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2Cl-(aq)Ag2S的溶解度比AgCl的更
47、小(3)SO42-S(4)O2Ag2S的悬浊液4NaCl1O22SO2将Ag2S氧化生成S时,有Ag+游离出来,NaCl中大量的Cl-与游离的Ag+结合成AgCl沉淀。由于c(Ag+)减小,有利于中反应平衡右移,B中最终出现乳白色沉淀1.t 时,卤化银(AgX,X=Cl,Br)的2条沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知AgCl、AgBr的Ksp依次减小,且p(Ag+)=-lgc(Ag+),p(X-)=-lgc(X-),利用pX-pAg的坐标系可表示出AgX的溶度积与溶液中的c(Ag+)和c(X-)的相互关系。下列说法错误的是()。A.t 时,c点可表示AgCl的不饱和溶液B.曲线B表示的是AgBrC
48、.取a、b两点处溶液等体积混合,维持t 不变,混合溶液中一定无白色沉淀生成D.在t 时,AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K104【解析】t 时,c点在曲线下方,离子的浓度较大,是AgCl的过饱和溶液,A项错误;由题意可知,银离子、卤离子浓度越大,浓度的负对数越小,所以曲线A表示的是AgCl,曲线B表示的是AgBr,B项正确;取a、b两点处溶液等体积混合,溶液体积增加,离子浓度减小,因此维持t 不变,混合溶液中一定无AgCl沉淀生成,C项正确;根据图像可知,银离子浓度相等时氯离子浓度是溴离子浓度的104倍,所以在t 时,AgCl(s)+Br-(aq)AgBr
49、(s)+Cl-(aq)的平衡常数K=c(Cl-)c(Br-)104,D项正确。【答案】A2.常温下,金属离子(Mn+)浓度的负对数值随溶液pH变化关系如图所示已知:pM=-lgc(Mn+),当c(Mn+)10-5 molL-1时认为该金属离子已沉淀完全。下列说法正确的是()。A.常温下,KspMg(OH)2KspFe(OH)2B.可以通过调节溶液pH的方法分步沉淀Cu2+和Fe2+C.除去Cu2+溶液中的少量Fe3+,可控制溶液3pHc(Fe2+),所以KspMg(OH)2KspFe(OH)2,A项错误;当Cu2+完全沉淀时,Fe2+已经开始沉淀,所以不能通过调节溶液pH的方法分步沉淀Cu2+
50、和Fe2+,B项错误;当3pH4时,Fe3+完全沉淀,而Cu2+不会沉淀,所以除去Cu2+溶液中的少量Fe3+,可控制溶液3pH4,C项正确; Ksp=c(Mn+)cn(OH-),c(Mn+)=Kspcn(OH-),pM=-lgc(Mn+)=-lg Kspcn(OH-)=-lgKsp+nlgc(OH-),D项错误。【答案】C3.一种测定水样中溴离子的浓度的实验步骤如下:向锥形瓶中加入处理后的水样25.00 mL,加入几滴NH4Fe(SO4)2溶液。加入V1 mL c1 molL-1 AgNO3溶液(过量),充分摇匀。用c2 molL-1 KSCN标准溶液进行滴定,至终点时消耗标准溶液V2 mL
51、 。已知:Ksp(AgBr)=7.710-13,Ag+SCN-AgSCN(白色),Ksp(AgSCN)=110-12。下列说法不正确的是()。A.滴定终点时,溶液变为红色B.该滴定法需在碱性条件下进行C.AgBr(s)+SCN-AgSCN(s)+Br-(aq)的平衡常数K=0.77D.该水样中c(Br-)=c1V1-c2V225.00 molL-1【解析】KSCN与硝酸银生成AgSCN沉淀后,再与Fe3+反应生成Fe(SCN)3,溶液变为红色,A项正确;在碱性条件下Fe3+会转化为氢氧化铁沉淀,B项错误;AgBr(s)+SCN-AgSCN(s)+Br-(aq)的平衡常数K=c(Br-)c(SC
52、N-)=Ksp(AgBr)Ksp(AgSCN)=0.77,C项正确;水样中c(Br-)=c1V1-c2V225.00 molL-1,D项正确。【答案】B4.25 时,Fe(OH)2和Cu(OH)2的饱和溶液中,金属阳离子的物质的量浓度的负对数-lg c(M2+)与溶液pH的变化关系如图所示,已知该温度下KspCu(OH)2KspFe(OH)2。下列说法正确的是()。A.曲线a表示Fe(OH)2饱和溶液中的变化关系B.除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2+,可加入适量CuOC.当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时,溶液中c(Fe2+)c(Cu2+)=104.61D.向X点对应的饱和溶液中加
53、入少量NaOH固体,可转化为Y点对应的溶液【解析】25 时,KspCu(OH)2c(Cu2+);c(M2+)越大,-lg c(M2+)的值越小,则相同条件下,Fe(OH)2饱和溶液中c(Fe2+)较大,-lg c(Fe2+)的值较小,故曲线a表示Cu(OH)2饱和溶液,曲线b表示Fe(OH)2饱和溶液,A项错误。由于KspCu(OH)2S(PbS)S(CuS)D.若溶液中c(Cu2+)=110-10 molL-1,则S2-已完全转化成CuS【解析】ZnS在水中存在溶解平衡ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq),由于Ksp(CuS)Ksp(ZnS),因此ZnS固体加入CuSO4溶液中,Cu
54、2+与S2-结合生成更难溶的CuS沉淀,即转化成铜蓝(CuS),离子方程式为ZnS(s)+Cu2+(aq)Zn2+(aq)+CuS(s),A项正确。由于Ksp(PbS)Ksp(PbS)Ksp(CuS),且其Ksp表达形式相同,据此可知三种物质在水中的溶解度S(ZnS)S(PbS)S(CuS),C项正确。若溶液中c(Cu2+)=110-10 molL-1,则溶液中c(S2-)=Ksp(CuS)c(Cu2+)=6.010-36110-10 molL-1=6.010-26 molL-1110-5 molL-1,故S2-已完全转化成CuS,D项正确。【答案】B6.资源的高效利用对保护环境、促进经济持续
55、健康发展具有重要意义,如回收利用电解精炼铜的阳极泥中含有的银、铂、金等贵重金属。提炼阳极泥的方法有多种,湿法提炼是其中重要的一种,其主要生产流程如下: 请回答下列问题:(1)各步生产流程中都涉及了同一种分离方法,实验室中该方法需要的玻璃仪器有玻璃棒和。(2)脱铜渣A中含有AgCl,它溶于浓氨水的离子方程式为 。(3)已知N2H4被银氨溶液氧化的产物是氮气,则每生成1 mol Ag,需要消耗g N2H4。(4)固体B中单质Au在酸性环境下与NaClO3、NaCl反应生成NaAuCl4;在NaAuCl4中Au元素的化合价为,该反应的离子方程式为。(5)阳极泥中的铜可以用FeCl3溶液浸出,所得溶液
56、主要含有的阳离子为Cu2+、Fe3+和Fe2+;结合下图分析(其中纵坐标表示金属阳离子浓度的对数):要从浸出液中提纯铜,最好先加入酸化的双氧水,目的是,然后加入适量的CuO调节pH=3.7,除去。从图中数据计算可得Cu(OH)2的Ksp约为。【解析】(1)各步生产流程中都涉及过滤操作,实验室中该方法需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗。(2)脱铜渣A中含有AgCl,它溶于浓氨水的离子方程式为AgCl+2NH3H2OAg(NH3)2+Cl-+2H2O。(3)根据反应N2H4+4Ag(NH3)2OHN2+4Ag+4H2O+8NH3可知,每生成1 mol Ag,需要消耗0.25 mol N2H4。(4
57、)设在NaAuCl4中Au元素的化合价为x,则+1+x+(-1)4=0,解得x=3, Au在酸性环境下与NaClO3、NaCl反应生成NaAuCl4的离子方程式为2Au+ClO3-+7Cl-+6H+2AuCl4-+3H2O。(5)要从浸出液中提纯铜,最好先加入酸化的双氧水,将Fe2+氧化为Fe3+;然后加入适量的CuO调节pH=3.7,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。由图可知,当pH=6时,lgc(Cu2+)=-4,则c(OH-)=10-8 molL-1,c(Cu2+)=10-4 molL-1,故KspCu(OH)2=c(Cu2+)c2(OH-)=10-4(10-8)2=10-20。
58、【答案】(1)烧杯、漏斗(2)AgCl+2NH3H2OAg(NH3)2+Cl-+2H2O(3)8(4)+32Au+ClO3-+7Cl-+6H+2AuCl4-+3H2O(5)将Fe2+氧化为Fe3+Fe3+1.010-201.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()。A.18 g D2O和18 g H2O中含有的质子数均为10NAB.2 L 0.5 molL-1亚硫酸溶液中含有的H+数目为2NAC.过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NAD.密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应,产物的分子数为2NA【解析】18 g D2O和18 g H2O的物质
59、的量不相同,其中含有的质子数不可能相同,A项错误;亚硫酸是弱电解质,则2 L 0.5 molL-1亚硫酸溶液中含有的H+数目小于2NA,B项错误;过氧化钠与水反应时,氧元素的化合价从-1价升高到0价,则生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA,C项正确;密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应生成2 mol NO2,但NO2与N2O4存在平衡转化,所以产物的分子数小于2NA,D项错误。【答案】C2.下列物质转化在给定条件下能实现的是()。A.FeS2SO3H2SO4B.NaCl(aq)NaNa2O2C.FeFeSO4(aq)Fe(OH)2Fe2O3D.Fe2O3FeCl3(a
60、q)Fe【解析】FeS2煅烧生成SO2,A项错误;电解氯化钠溶液得到氢氧化钠、氢气和氯气,B项错误;氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,D项错误。【答案】C3.下列有关说法不正确的是()。A.一定温度下,某混合溶液中c(H+)=Kw molL-1,说明该溶液呈中性(Kw为该温度时水的离子积常数)B.室温下,由水电离出的c(H+)=10-12 molL-1的溶液的pH可能为2或12C.已知Ksp(AgCl)=1.5610-10,Ksp(Ag2CrO4)=9.010-12,向含有Cl-、CrO42-且浓度均为0.010 molL-1溶液中逐滴加入0.010 molL-1的AgNO3溶液时,CrO4
61、2-先产生沉淀D.室温下pH=7的CH3COOH和CH3COONa混合溶液中,c(Na+)=c(CH3COO-)【解析】一定温度下,某混合溶液中c(H+)=Kw molL-1,则c(OH-)=c(H+)=Kw molL-1,溶液呈中性,A项正确;由水电离出的c(H+)=10-12 molL-1的溶液的pH可能为2或12,B项正确;析出沉淀时,AgCl溶液中c(Ag+)=Ksp(AgCl)c(Cl-)=1.5610-100.01 molL-1=1.5610-8 molL-1,Ag2CrO4溶液中c(Ag+)=Ksp(Ag2CrO4)c(CrO42-)=9.010-10 molL-1=310-5
62、molL-1,c(Ag+)越小,则越先生成沉淀,即Cl-先产生沉淀,C项错误;室温下pH=7的CH3COOH和NaOH混合溶液中,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可知,c(Na+)=c(CH3COO-),D项正确。【答案】C4.根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是()。选项实验操作和现象结论A取少量待测液,向其中加入少量新制氯水,再滴加KSCN溶液,溶液呈血红色待测液中含有Fe3+B室温下,向浓度均为0.1 molL-1的BaCl2和CaCl2的混合溶液中滴加Na2SO4溶液,产生白色沉淀Ksp(BaSO4)XYWC.W、X组成的化合物X2W4是共价化合物D.W、X、Y组成的化合物水溶液一定呈酸性【解析】由信息知,W是H,X是N,Y是O,Z是S。甲是NH4HSO3或NH4HSO4,水溶液呈酸性,都能与NaOH溶液反应生成钠盐和氨气,A项正确;原子半径大小顺序是SNOH,即ZXYW,B项正确;N2H4是共价化合物,C项正确;H、N、O组成的化合物可能是NH3H2O,其水溶液呈碱性,D项错误。【答案】D