1、考点规范练25难溶电解质的溶解平衡(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.向含MgCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入0.1 molL-1的NaOH溶液,沉淀的质量(m)与加入NaOH溶液体积(V)的关系如图所示,已知V2=3V1,下列说法正确的是()。A.原溶液中MgCl2和CuCl2的物质的量浓度相等B.该实验不能证明Cu(OH)2的Ksp比Mg(OH)2的Ksp小C.水的电离程度:ABCD.若向Mg(OH)2悬浊液中加入CuCl2溶液,一定会有Cu(OH)2生成答案:C解析:据图像可知,0V1时生成蓝色沉淀C
2、u(OH)2,V1V2生成的沉淀为Mg(OH)2。V2=3V1,说明nMg(OH)2=2nCu(OH)2,原溶液中MgCl2和CuCl2的物质的量浓度不相等,A错误;CuCl2的物质的量浓度小且首先沉淀铜离子说明Cu(OH)2的Ksp比Mg(OH)2的Ksp小,B错误;A点时溶质为NaCl和MgCl2,B点时为NaCl,C点时为NaCl和NaOH,镁离子水解促进水的电离,NaOH抑制水的电离,NaCl对水的电离无影响,C正确;要想生成沉淀,必须满足QcKsp,铜离子浓度大小未知,无法判断是否生成沉淀,D错误。2.下列说法不正确的是()。A.其他条件不变,离子浓度改变时,Ksp不变B.由于相同温
3、度时Ksp(ZnS)Ksp(CuS),所以ZnS在一定条件下可转化为CuSC.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关D.两种难溶电解质作比较时,Ksp越小的电解质,其溶解度一定越小答案:D解析:Ksp只与难溶电解质的性质和外界温度有关,故A、C项正确;由于Ksp(ZnS)Ksp(CuS),所以ZnS在一定条件下可转化为CuS,故B项正确;同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr、AgI),Ksp越小,溶解度越小,而不同类型的难溶电解质(如Ag2SO4和AgI),Ksp小的溶解度不一定小,需要进行换算,故D项错误。3.实验:0.1 molL-1 AgNO3溶液和0.1 molL-1NaCl溶液等体
4、积混合得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c;向滤液b中滴加0.1 molL-1KI溶液,出现浑浊;向沉淀c中滴加0.1 molL-1KI溶液,沉淀变为黄色。下列分析不正确的是()。A.浊液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)B.滤液b中不含有Ag+C.中颜色变化说明AgCl转化为AgID.实验可以证明AgI比AgCl更难溶答案:B解析:由及沉淀溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)可知A项正确,B项错误;由及难溶沉淀可以转化为更难溶沉淀可知C、D项正确。4.利用下表三种试剂进行实验,相关分析不正确的是()。编号分散质Mg(OH)2HClNH4Cl备
5、注悬浊液1 molL-11 molL-1A.向中加入酚酞溶液显红色,说明物质的“不溶性”是相对的B.分别向少量Mg(OH)2沉淀中加入适量等体积的,沉淀均能快速彻底溶解C.混合后发生反应:Mg(OH)2(s)+2NH4+(aq)Mg2+(aq)+2NH3H2O(l)D.向中加入,c(OH-)减小,Mg(OH)2溶解平衡正向移动答案:B解析:使酚酞显红色的溶液呈碱性,说明Mg(OH)2在水中有部分溶解,溶解后的Mg(OH)2电离使溶液呈碱性,A项正确;Mg(OH)2与NH4Cl溶液反应速率较小,沉淀不能快速彻底溶解,B项错误;NH4+结合Mg(OH)2悬浊液中的OH-,促进Mg(OH)2的沉淀溶
6、解平衡正向移动,促使Mg(OH)2沉淀溶解,C项正确;盐酸能够与Mg(OH)2发生中和反应,促使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动,D项正确。5.某温度时,BaSO4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.加入Na2SO4可以使溶液由A点变到C点B.通过蒸发可以使溶液由D点变到C点C.B点无BaSO4沉淀生成D.A点对应的Ksp大于C点对应的Ksp答案:A解析:BaSO4在水中存在着溶解平衡,A、C点在平衡曲线上,加入Na2SO4,会增大c(SO42-),平衡左移,c(Ba2+)降低,故A项正确;D点时溶液不饱和,蒸发溶剂水,c(SO42-)、c(Ba2+)均增大,故B项
7、错误;B点表示QcKsp,溶液过饱和,有沉淀析出,故C项错误;Ksp是一常数,温度不变,Ksp不变,在曲线上的任意一点Ksp都相等,故D项错误。6.已知t时的Ksp(AgCl)=1.610-10,Ksp(AgBr)=7.810-13;在t时,Ag2CrO4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.t时,Ksp(Ag2CrO4)=110-9B.t时,在饱和Ag2CrO4溶液中加入AgNO3可使溶液由Z点到X点C.t时,溶解度的大小顺序为AgClAg2CrO4AgBrD.t时,取一定量的KCl和KBr的混合溶液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,c(Cl-)c(Br
8、-)=Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)答案:D解析:t时,Ksp(Ag2CrO4)=(10-3)210-6=110-12,A项错误;在饱和Ag2CrO4溶液中加入AgNO3可使溶液由Z点到Y点,处于饱和状态,不能由Z点到X点,B项错误;由Ksp可以计算AgCl、Ag2CrO4、AgBr在水中c(Ag+)的数量级是10-5、10-3、10-6.5,故溶解度的大小顺序为Ag2CrO4AgClAgBr,C项错误;t时,取一定量的KCl和KBr的混合溶液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,AgBr已经沉淀,c(Cl-)c(Br-)=c(Cl-)c(Ag+)c(Br-)c(Ag+)=K
9、sp(AgCl)Ksp(AgBr),D项正确。7.下表是Fe2+、Fe3+、Zn2+被OH-完全沉淀时溶液的pH。已知Zn2+开始沉淀的pH=5.4。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2+、Fe3+杂质,为制得纯净的ZnSO4,应加入的试剂是()。金属离子Fe2+Fe3+Zn2+完全沉淀时的pH7.73.76.5A.H2O2、ZnOB.氨水C.KMnO4、ZnCO3D.NaOH溶液答案:A解析:加氨水、KMnO4、NaOH都会引入杂质离子,故B、C、D项错误;Fe3+沉淀完全时溶液的pH=3.7,此时Zn2+未沉淀,故应向酸性溶液中加入H2O2,将Fe2+氧化成Fe3+,再加入ZnO调节溶液的pH
10、=3.7,使Fe3+全部转化为Fe(OH)3沉淀,并过滤除去,蒸发结晶即可得到纯净的ZnSO4,A项正确。8.已知Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgI)=1.010-16。下列说法错误的是()。A.AgCl不溶于水,不能转化为AgIB.在含有浓度均为0.001 molL-1的Cl-、I-的溶液中缓慢加入AgNO3稀溶液,首先析出AgI沉淀C.AgI比AgCl更难溶于水,所以,AgCl可以转化为AgID.常温下,AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI,则NaI的浓度必须不低于11.810-11 molL-1答案:A解析:AgCl在水中存在溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)
11、+Cl-(aq),溶液中只要c(I-)c(Ag+)Ksp(AgI)即有AgI沉淀析出,A项错误;因为Ksp(AgI)Ksp(AgCl),在含有浓度均为0.001molL-1的Cl-、I-的溶液中缓慢加入AgNO3稀溶液,首先析出AgI沉淀,B项正确;Ksp(AgI)Ksp(AgCl),AgI比AgCl更难溶于水,所以,AgCl可以转化为AgI,C项正确;因为AgCl在水中c(Ag+)=1.810-10molL-1=1.810-5molL-1,当Qc(AgI)Ksp(AgI)时即有AgI沉淀生成,c(I-)c(Ag+)1.010-16,故c(I-)11.810-11molL-1,D项正确。9.2
12、5 时,Ksp(BaSO4)=110-10,Ksp(BaCO3)=2.610-9。该温度下,下列说法不正确的是()。A.同浓度的Na2SO4和Na2CO3混合溶液中滴加BaCl2溶液,BaSO4先析出B.BaCO3悬浊液中加入少量的新制氯水,c(Ba2+)增大C.BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中,c(SO42-)c(CO32-)=126D.BaSO4悬浊液中加入Na2CO3浓溶液,BaSO4不可能转化为BaCO3答案:D解析:Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)就可以形成碳酸钡沉淀,所以BaSO4悬浊液中加入Na2CO3浓溶液,BaSO4有可能转化为BaCO3,D项不正确。10.往含I
13、-和Cl-的稀溶液中逐滴加入AgNO3溶液,产生沉淀的质量m(沉淀)与加入AgNO3溶液的体积V(AgNO3溶液)的关系如图所示。已知:Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgI)=1.510-16,则原溶液中c(I-)c(Cl-)的比值为()。A.V2-V1V1B.V1V2C.V1V2-V1D.V2V1答案:C解析:由AgCl、AgI的Ksp可知I-先转化为沉淀,消耗AgNO3溶液的体积为V1时沉淀完全;然后Cl-再沉淀,消耗AgNO3溶液的体积为(V2-V1),故原溶液中,c(I-)c(Cl-)=V1V2-V1。二、非选择题(本题共3个小题,共50分)11.(16分)(1)25
14、,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-)的关系如下图(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(2)已知:KspAl(OH)3=110-33,KspFe(OH)3=310-39,pH=7.1时Mn(OH)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p
15、H范围为。(3)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:加稀硫酸和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Zn2+浓度为0.1 molL-1)。若上述过程不加H2O2后果是,原因是。答案:(1)0.0435(2)5.0pH7.1(3)Fe3+2.76Zn2+和
16、Fe2+分离不开Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近解析:(1)根据物料守恒:c(S2-)+c(H2S)+c(HS-)=0.10molL-1,故c(H2S)+c(HS-)=0.10molL-1-c(S2-)=0.10molL-1-5.710-2molL-1=0.043molL-1。要使Mn2+沉淀,需要的c(S2-)最小值为:c(S2-)=Ksp(MnS)c(Mn2+)=2.810-130.02molL-1=1.410-11molL-1,再对照图像找出pH=5。(2)由Al(OH)3和Fe(OH)3的Ksp知,使Al3+完全沉淀时,Fe3+肯定已完全沉淀。KspAl(OH)3=c(Al3
17、+)c3(OH-),c3(OH-)=110-33110-6mol3L-3=10-27mol3L-3,c(OH-)=10-9molL-1,pH=5.0,为了不使Mn2+沉淀,所以pHc(HCO3-)c(CO32-)c(OH-)c(H+)(2)2CaCO3+2SO2+O2+4H2O2(CaSO42H2O)+2CO25.610-5 molL-1解析:(1)标准状况下,2.24LCO2的物质的量为2.24L22.4Lmol-1=0.1mol,100mL1.5molL-1NaOH溶液中含有0.15molNaOH,二者发生反应2CO2+3NaOHNa2CO3+NaHCO3+H2O生成等浓度的Na2CO3、
18、NaHCO3,HCO3-、CO32-部分水解,溶液呈碱性,则c(OH-)c(H+),由于CO32-水解程度大于HCO3-且CO32-水解生成HCO3-,故c(HCO3-)c(CO32-),反应后溶液中的离子浓度大小为c(Na+)c(HCO3-)c(CO32-)c(OH-)c(H+)。(2)石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺技术的工作原理是:烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙及鼓入的空气反应生成石膏(CaSO42H2O)和二氧化碳,其反应的化学方程式为2CaCO3+2SO2+O2+4H2O2(CaSO42H2O)+2CO2。Na2CO3溶液的浓度为210-4molL-1,等体积混合后溶液中c(CO32-)
19、=110-4molL-1,根据Ksp=c(CO32-)c(Ca2+)=2.810-9可知,c(Ca2+)=2.810-9110-4molL-1=2.810-5molL-1,原CaCl2溶液的最小浓度为混合溶液中c(Ca2+)的2倍,故原CaCl2溶液的最小浓度为5.610-5molL-1。13.(2020全国)(18分)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO47H2O):溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金属离子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+开始沉淀时(c=0.01mol
20、L-1)的pH7.23.72.27.5沉淀完全时(c=1.010-5molL-1)的pH8.74.73.29.0回答下列问题:(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是。为回收金属,用稀硫酸将“滤液”调为中性,生成沉淀。写出该反应的离子方程式。(2)“滤液”中含有的金属离子是。(3)“转化”中可替代H2O2的物质是。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”,即,“滤液”中可能含有的杂质离子为。(4)利用上述表格数据,计算Ni(OH)2的Ksp=(列出计算式) 。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0 molL-1,则“调pH”应控制的pH范围是。(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出
21、能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式。(6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用,其意义是。答案:(1)除去油脂、溶解铝及其氧化物Al(OH)4-+H+Al(OH)3+H2O(2)Ni2+、Fe2+、Fe3+(3)O2或空气Fe3+(4)0.01(107.2-14)2或10-5(108.7-14)23.26.2(5)2Ni2+ClO-+4OH-2NiOOH+Cl-+H2O(6)提高镍回收率解析:本题考查了以废弃的含镍催化剂为原料,通过一定的工艺流程制取硫酸镍晶体的过程。(1)废镍催化剂中能与NaOH溶液反应的有油脂、铝及其氧化物。“滤液”中的溶质为NaAl(OH)4、
22、高级脂肪酸钠和甘油,当向该滤液中滴加稀硫酸时,其中的NaAl(OH)4可与稀硫酸反应得到Al(OH)3沉淀。(2)“滤饼”的成分为Ni、Fe及其氧化物等,用稀硫酸酸浸时可得到NiSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3等,则“滤液”中的金属阳离子有Ni2+、Fe2+、Fe3+。(4)根据Ni2+开始沉淀时的pH为7.2,可得Ni(OH)2的Ksp=c(Ni2+)c2(OH-)=0.01(107.2-14)2;根据Ni2+完全沉淀时的pH为8.7,也可得Ni(OH)2的Ksp=c(Ni2+)c2(OH-)=10-5(108.7-14)2。“调pH”是为了使Fe3+沉淀完全,根据Fe3+完全沉淀时的pH为3.2可知,pH应大于3.2;同时不能使Ni2+沉淀,则c(Ni2+)c2(OH-)0.01(107.2-14)2,根据c(Ni2+)=1.0molL-1,可求得c(OH-)10-6.2molL-1,则“调pH”的pH应小于6.2,则“调pH”控制的pH范围是3.26.2。(5)Ni2+被ClO-氧化为NiOOH,ClO-被还原为Cl-,根据电子守恒可配平得:2Ni2+ClO-2NiOOH+Cl-,最后可配平得:2Ni2+ClO-+4OH-2NiOOH+Cl-+H2O。(6)母液中含有未结晶的硫酸镍,循环使用母液可提高镍的回收率。
