1、难溶电解质的沉淀溶解平衡时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题5分，共50分)1下列说法正确的是(D)A两难溶电解质作比较时，Ksp小的溶解能力一定小B欲使溶液中某离子沉淀完全，加入的沉淀剂应该是越多越好C所谓沉淀完全就是用沉淀剂将溶液中的某一离子除尽D若已知Ksp(CaCO3) BC D解析：AgCl在溶液中存在溶解平衡：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)，由c(Ag)c(Cl)Ksp可知，c(Cl)或c(Ag)越大，越能抑制AgCl的溶解，AgCl溶解的质量就越小。中c(Cl)0.01 mol/L，中c(Cl)0.04 mol/L，中c(Cl)0.03 mol/L，中c(Cl)
2、0 mol/L，中c(Ag)0.05 mol/L。五种溶液中Ag或Cl浓度由小到大的顺序为。5已知某温度下，MnCO3、MnS的溶度积分别为2.01011、5.01014。下列推断不正确的是(C)A碳酸锰的溶解度大于硫化锰的溶解度B碳酸锰转化成硫化锰的离子方程式为MnCO3(s)S2(aq)MnS(s)CO(aq)C碳酸锰转化成硫化锰的平衡常数K2.5103D在含相同浓度的CO、S2的溶液中滴加氯化锰溶液，先产生沉淀MnS解析：碳酸锰和硫化锰的组成形式相似，溶度积：MnCO3MnS，则碳酸锰的溶解度大于硫化锰的溶解度，故A正确；碳酸锰中存在溶解平衡，当加入硫离子时生成溶度积更小的硫化锰沉淀，使
3、碳酸锰的溶解平衡右移，反应的离子方程式为MnCO3(s)S2(aq)MnS(s)CO(aq)，故B正确；碳酸锰转化成硫化锰的反应方程式为MnCO3S2MnSCO，该反应的平衡常数K400，故C错误；MnS和MnCO3是同类型沉淀，可直接根据Ksp数值比较溶解性情况，Ksp数值小的优先产生沉淀，在含相同浓度的CO、S2的溶液中滴加氯化锰溶液，由于Ksp(MnS)Ksp(AgBr)，AgCl饱和溶液中c(Cl)大于AgBr饱和溶液中c(Br)，两种饱和溶液等体积混合后的溶液中c(Cl)c(Br)，加入足量浓AgNO3溶液，产生的AgCl沉淀多于AgBr沉淀，错误；D项，由于Ksp(AgCl)Ksp
4、(AgBr)，等浓度的NaCl和NaBr混合溶液中加入AgNO3溶液，先达到AgBr的溶度积，先析出AgBr沉淀，正确。8还原沉淀法是处理含铬(Cr2O和CrO)废水常用方法，过程如下：CrOCr2OCr3Cr(OH)3已知废水中Cr的含量为26.0 g/L，当溶液中离子浓度小于105 mol/L时认为离子已经沉淀完全，常温下，KspCr(OH)311032。有关叙述中不正确的是(C)A上述三个转化中只有一个涉及氧化还原反应B第二步离子方程式为Cr2O14H6Fe2=2Cr37H2O6Fe3C处理含铬废水可使用强碱Ba(OH)2，也可以使用弱碱氨水D当pH5时，废水中铬元素沉淀完全解析：第二步
5、转化中Cr2O与Fe2反应生成Cr3与Fe3，Cr、Fe元素的化合价发生变化，属于氧化还原反应，故A正确；酸性条件下，Cr2O与Fe2发生氧化还原反应生成Cr3和Fe3，其反应的离子方程式为Cr2O14H6Fe2=2Cr37H2O6Fe3，故B正确；用强碱Ba(OH)2调节pH会引入杂质Ba2，Ba2是重金属离子，会污染水，故C错误；当溶液中离子浓度小于105 mol/L时认为离子已经沉淀完全，当pH5时，溶液中c(OH)109 mol/L，则c(Cr3) mol/L105 mol/L，所以当pH5时，c(Cr3)105 mol/L，即废水中铬元素沉淀完全，故D正确。9.常温下，取一定量的Pb
6、I2固体配成饱和溶液，t时刻改变某一条件，离子的浓度变化如图所示注：第一次平衡时c(I)2103 molL1，c(Pb2)1103 molL1，下列有关说法正确的是(C)A常温下，PbI2的Ksp2106B温度不变，向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液，PbI2的溶度积不变，Pb2浓度不变C常温下Ksp(PbS)81028，向PbI2的悬浊液中加入Na2S溶液，PbI2(s)S2(aq)PbS(s)2I(aq)的化学平衡常数为51018Dt时刻改变的条件是升高温度，PbI2的Ksp增大解析：由Ksp(PbI2)c(Pb2)c2(I)1103(2103)24109，A错误；由于硝酸铅是强电解
7、质，完全电离产生Pb2，Pb2浓度增大，但温度不变，PbI2的溶度积不变，B错误；反应PbI2(s)S2(aq)PbS(s)2I(aq)的平衡常数K51018，C正确；t时刻若改变的条件是升高温度，c(Pb2)、c(I)应均呈增大趋势，D错误。10.已知pAglg c(Ag)，Ksp(AgCl)11012。如图是向10 mL AgNO3溶液中逐渐加入0.1 molL1的NaCl溶液时，溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积(单位：mL)变化的图像(实线)。根据图像分析，下列结论不正确的是提示：Ksp(AgCl)Ksp(AgI)(D)A原AgNO3溶液的物质的量浓度为1 molL1B图中x点的坐
8、标为(100,6)C图中x点可认为溶液中Ag被沉淀完全D把0.1 molL1的NaCl溶液换成0.1 molL1的NaI溶液，则图像在x点后变为虚线部分解析：本题的易错之处是不理解图像上x点的含义，误认为x点时Ag没有沉淀完全，而错选C。由图像可知，原AgNO3溶液的pAglg c(Ag)0，则c(Ag)1 molL1，A项正确；x点时Ag恰好完全沉淀，溶液中c(Ag)c(Cl)106 molL1，n(NaCl)n(AgNO3)0.01 mol，加入的NaCl的体积为0.1 L100 mL，故x点的坐标为(100,6)，B项正确；残留在溶液中的离子浓度小于105 molL1时，可认为沉淀已经完
9、全，x点时c(Ag)106 molL1，故C项正确；把0.1 molL1的NaCl溶液换成0.1 molL1的NaI溶液，由于Ksp(AgCl)Ksp(AgI)，则溶液中的c(Ag)应更小，pAg应更大，故图像应高于实线，D项不正确。二、非选择题(50分)11(6分)(1)已知在25 时KspMg(OH)23.21011，假设饱和Mg(OH)2溶液的密度为1 gmL1，试求Mg(OH)2的溶解度为1.16103 g。(2)在25 时，向0.02 molL1 MgCl2溶液中加入NaOH固体，假设溶液体积不变，如要生成Mg(OH)2沉淀，应使溶液中的c(OH)最小为4.0105 molL1。(3
10、)25 时，向浓度均为0.02 molL1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，先生成Cu(OH)2沉淀(填化学式)；当两种沉淀共存时，1.45109。已知25 时，KspCu(OH)22.2102012(12分)以下是25 时几种难溶电解质的溶解度：难溶电解质Mg(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3溶解度/g91041.71061.51043.0109在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些杂质离子。例如：为了除去氯化铵中的杂质Fe3，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂反应，过滤结晶即可；为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3，先将混合物溶于
11、水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶即可；为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2，先将混合物溶于水，加入一定量的H2O2，将Fe2氧化成Fe3，调节溶液的pH4，过滤结晶即可。请回答下列问题：(1)上述三个除杂方案都能够取得很好的效果，Fe3、Fe2都被转化为Fe(OH)3(填化学式)而除去。(2)中加入的试剂应该选择氨水，其原因是不会引入新的杂质。(3)中除去Fe3所发生反应的离子方程式为2Fe33Mg(OH)2=3Mg22Fe(OH)3。(4)下列与方案相关的叙述中，不正确的是B。AH2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引入杂质，不产生污染B将Fe2氧化为Fe3的主要原因是Fe(OH)2沉淀
12、比Fe(OH)3沉淀难过滤C调节溶液pH4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜DCu2可以大量存在于pH4的溶液中解析：中加入氨水，利用沉淀的生成，将Fe3转化为Fe(OH)3沉淀。中加入氢氧化镁，利用沉淀的转化，将Fe3转化为Fe(OH)3沉淀。中先加入H2O2，将Fe2氧化成Fe3，然后调节溶液pH，使Fe3转化为Fe(OH)3沉淀。13(12分)某硫酸工厂的酸性废水中砷(As)元素含量极高，为控制砷的排放，可采用化学沉降法处理含砷废水，相关数据如下表。请回答以下问题：表1几种盐的Ksp难溶物KspCa3(AsO4)26.81019CaSO49.1106FeAsO45.71021表2工厂污染
13、物排放浓度及允许排放标准污染物H2SO4As废水浓度29.4 gL11.6 gL1排放标准pH690.5 mgL1(1)该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)0.3 molL1。(2)若酸性废水中Fe3的浓度为1.0104 molL1，则c(AsO)5.71017 molL1。(3)工厂排放出的酸性废水中的三价砷(弱酸H3AsO3)不易沉降，可投入MnO2先将其氧化成五价砷(弱酸H3AsO4)，此时MnO2被还原为Mn2，该反应的离子方程式为2HMnO2H3AsO3=H3AsO4Mn2H2O。(4)在处理含砷废水时采用分段式，先向废水中投入生石灰调节pH到2，再投入生石灰将p
14、H调节到8左右，使五价砷以Ca3(AsO4)2的形式沉降。将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生，沉淀主要成分的化学式为CaSO4。Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀，原因为H3AsO4是弱酸，当溶液pH调节到8左右，c(AsO)增大，容易形成Ca3(AsO4)2沉淀或pH增大，促进H3AsO4电离，c(AsO)增大，Qcc3(Ca2)c2(AsO)KspCa3(AsO4)2，Ca3(AsO4)2才开始沉淀。砷酸(H3AsO4)分步电离的平衡常数(25 )为Ka15.6103，Ka21.7107，Ka34.01012，第三步电离的平衡常数表达式为Ka3，Na3AsO4第一步水解的离
15、子方程式为AsOH2OHAsOOH，该步水解的平衡常数(25 )为2.5103。解析：(1)c(H2SO4)0.3 molL1。(2)c(AsO) molL15.71017 molL1。(3)利用化合价升降原理配平相关方程式，即可得出离子方程式为2HMnO2H3AsO3=H3AsO4Mn2H2O。(4)由于H2SO4是强酸，废水中c(SO)较大，所以当pH2时，生成的沉淀为CaSO4。H3AsO4为弱酸，当pH较小时，抑制了H3AsO4的电离，c(AsO)较小，不易形成Ca3(AsO4)2沉淀，当pH8时，AsO的浓度增大，容易形成Ca3(AsO4)2沉淀。H3AsO4的第一步电离为H3AsO
16、4HH2AsO，第二步电离为H2AsOHHAsO，第三步电离为HAsOHAsO，Ka3。AsO第一步水解的平衡常数Kh2.5103。14(20分)金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度S(molL1)如图。(1)pH3时溶液中铜元素的主要存在形式是Cu2。(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3，应该控制溶液的pH为B(填序号)。A6(3)在Ni(OH)2溶液中含有少量的Co2杂质，不能(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是Co2和Ni2沉淀的pH范围相差太小。(4)要使Cu(OH
17、)2沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水，生成Cu(NH3)42，写出反应的离子方程式：Cu(OH)24NH3H2O=Cu(NH3)422OH4H2O。(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：物质FeSMnSCuSPbSHgSZnSKsp6.310182.510131.310363.410286.410531.61024某工业废水中含有Cu2、Pb2、Hg2，最适宜向此工业废水中加入过量的B(填序号)除去它们。ANaOHBFeSCNa2S解析：(1)据图知pH45时，Cu2开始沉淀为Cu(OH)2，因此pH3时，铜元素主要以Cu2形式存在。(2)若要除去CuCl2溶液中的Fe3，为保证Fe3完全沉淀，而Cu2还未沉淀，据图知应控制溶液的pH为4左右。(3)据图知，Co2和Ni2沉淀的pH范围相差太小，无法通过调节溶液pH的方法除去Ni(OH)2溶液中的Co2。(4)据已知条件结合原子守恒即可写出离子方程式：Cu(OH)24NH3H2O=Cu(NH3)422OH4H2O。(5)因为在FeS、CuS、PbS、HgS四种硫化物中只有FeS的溶度积最大，且与其他三种物质的溶度积差别较大，因此利用沉淀的转化可除去废水中的Cu2、Pb2、Hg2，且因FeS也难溶，不会引入新的杂质。