1、难溶电解质的溶解平衡(45分钟100分)一、选择题(本题包括6小题,每题7分,共42分)1.室温下,向含有AgCl和AgBr固体的悬浊液中加入少量NaBr固体时,下列数值增大的是()A.c(Ag+)B.C.c(Cl-)D. 【解析】选C。因为存在AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)和AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq)两个平衡,当加入NaBr固体时,溶液中c(Br-)增大,第二个平衡左移,c(Ag+)减小,第一个平衡右移,c(Cl-)增大,故A不符合题意,C符合题意;=,是常数不变化,B不符合题意;=,c(Cl-)增大,该值减小,D不符合题意。2.可溶性钡盐有毒,医院中常用硫酸
2、钡这种钡盐作为内服造影剂。医院抢救钡离子中毒患者时,除催吐外,还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知:某温度下,Ksp(BaCO3)=5.110-9;Ksp(BaSO4)=1.110-10。下列推断正确的是()A.不用碳酸钡作为内服造影剂,是因为Ksp(BaCO3)Ksp(BaSO4)B.抢救钡离子中毒患者时,若没有硫酸钠,可以用碳酸钠溶液代替C.若误饮c(Ba2+)=1.010-5molL-1的溶液时,会引起钡离子中毒D.可以用0.36 molL-1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃【解析】选D。因胃酸可与C反应生成水和二氧化碳,使C浓度降低,从而使平衡BaCO3(s)Ba2+(aq)+
3、C(aq)向溶解方向移动,使Ba2+浓度增大,Ba2+有毒,与Ksp大小无关,故A错误;BaCO3溶于胃酸,起不到解毒的作用,故B错误;c(Ba2+)=1.010-5 molL-1的溶液钡离子浓度很小,不会引起钡离子中毒,故C错误;用0.36 molL-1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃,反应后c(Ba2+)= molL-1,浓度很小,可起到解毒的作用,故D正确。【加固训练】已知在25 时,AgCl的Ksp=1.810-10,现将足量AgCl分别放入下列液体中,相同温度下c(Ag+)最大的是()A.100 mL蒸馏水B.100 mL 0.2 molL-1 AgNO3溶液C.100 mL
4、0.1 molL-1 AlCl3溶液D.100 mL 0.1 molL-1盐酸【解析】选B。Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=1.810-10,将AgCl分别加入题述4种液体中,AlCl3溶液中,c(Cl-)最大,c(Ag+)最小;蒸馏水中,c(Ag+)=c(Cl-),Ag+浓度比盐酸中的大;AgNO3溶液中,c(Cl-)最小,c(Ag+)最大。3.已知25 时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=510-12,MgF2的溶度积常数Ksp=7.410-11。下列说法正确的是()A.25 时,向饱和MgF2溶液中加入饱和NaOH溶液后,不可能有Mg(OH)2生成B.25 时,饱和Mg(
5、OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者c(Mg2+)大C.25 时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大D.25 时,Mg(OH)2固体在同体积同浓度的氨水和NH4Cl溶液中的Ksp相比较,前者小【解析】选C。Mg(OH)2与MgF2的化学式形式相同,由于后者的Ksp较大,则其溶解度较大,因此在饱和MgF2溶液中加入饱和NaOH溶液,有溶解度更小的Mg(OH)2生成,故A错误;由于Mg(OH)2的Ksp较小,所以其溶解度较MgF2小,故饱和Mg(OH)2溶液中c(Mg2+)小,B错误;在Mg(OH)2的悬浊液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+
6、2OH-(aq),加入NH4Cl,N与OH-结合为NH3H2O,使沉淀溶解平衡正向移动,故c(Mg2+)增大,C正确;Ksp只与温度有关,D错误。4.某温度时,可用K2S沉淀Cu2+、Mn2+、Zn2+三种离子(M2+),所需S2-最低浓度的对数值lg c(S2-)与lg c(M2+)的关系如图所示。下列说法正确的是()A.三种离子对应的硫化物中Ksp(CuS)最小,约为110-20B.向MnS的悬浊液中加入少量水,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,c(S2-)增大C.可用MnS除去MnCl2溶液中混有的少量杂质ZnCl2D.向浓度均为110-5molL-1的Cu2+、Zn2+、Mn2+混合溶液中
7、逐滴加入110-4 molL-1的Na2S溶液,Zn2+最先沉淀【解析】选C。由图可知,Ksp(CuS)=110-25,故A错误;加水之后,虽然使得平衡向溶解方向进行,但是因为溶液体积增大,c(S2-)仍然会减小,故B错误;因为由图可知Ksp(MnS)Ksp(ZnS),所以MnS可以转化为ZnS沉淀,故C正确。5.一定温度下,将0.1 mol AgCl固体加入1 L 0.1 molL-1Na2CO3溶液中,充分搅拌(不考虑液体体积变化),已知:Ksp(AgCl)=110-10;Ksp(Ag2CO3)=110-11,下列有关说法正确的是 ()A.沉淀转化反应2AgCl(s)+C(aq)Ag2CO
8、3(s)+2Cl-(aq)的平衡常数为10B.约有10-5mol AgCl溶解C.反应后的溶液中:c(Na+)c(C)c(Cl-)c(Ag+)c(H+)D.反应后的溶液中:c(Na+)+c(Ag+)=2c(C)+c(HC)+c(Cl-)【解析】选B。Ksp(Ag2CO3)=c2(Ag+)0.1=110-11,c(Ag+)=10-5(molL-1),Ksp(AgCl)=c(Cl-)10-5=110-10,c(Cl-)=110-5molL-1,K=110-9,故A错误;c(Cl-)=110-5molL-1,在1 L的溶液中,约有110-5mol AgCl溶解,故B正确;c(Na+)=0.2 mol
9、L-1,c(Cl-)=110-5 molL-1,c(C)=0.1 molL-1,c(Ag+)=10-5,所以c(Na+)c(C)c(Cl-)=c(Ag+)c(H+),故C错误;据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)+c(Ag+)=2c(C)+c(HC)+c(Cl-)+c(OH-),故D错误。6.(能力挑战题)已知25 时,Ka(HF)=3.610-4,Ksp(CaF2)=1.4610-10。现向1 L 0.2 molL-1 HF溶液中加入1 L 0.2 molL-1 CaCl2溶液,则下列说法中,正确的是()A.25 时,0.1 molL-1 HF溶液中pH=1 B.Ksp(CaF2)随温度和浓
10、度的变化而变化C.该体系中没有沉淀产生D.该体系中HF与CaCl2反应产生沉淀【解析】选D。两溶液混合后,c(HF)=0.1 molL-1,则有=3.610-4,c2(F-)=3.610-5。c(Ca2+)=0.1 molL-1。Qc=c2(F-)c(Ca2+)=3.610-61.4610-10,体系中有CaF2沉淀析出,故D正确,C错误。HF为弱酸,只能部分电离,0.1 molL-1 HF溶液中pH1,故A错。Ksp(CaF2)只与温度有关,故B错。二、非选择题(本题包括3小题,共58分)7.(16分)水是人类生存和发展的宝贵资源,而水质的污染问题却越来越严重。目前,世界各国已高度重视这个问
11、题,并积极采取措施进行治理。(1)工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法都正确的是_(填字母)。选项污染物处理措施方法类别A废酸加生石灰中和物理法BCu2+等重金属离子加硫化物沉降化学法C含纯碱的废水加石灰水反应化学法(2)下图是某市污水处理的工艺流程示意图:下列物质中不可以作为混凝剂(沉降剂)使用的是_(填字母)。A.偏铝酸钠B.氧化铝C.碱式氯化铝D.氯化铁混凝剂除去悬浮物质的过程是_(填字母)。A.物理变化B.化学变化C.既有物理变化又有化学变化【解析】(1)工业废水中的废酸可加生石灰中和,属于化学变化;CuS、HgS、Ag2S均难溶,所以加硫化物,如
12、Na2S,可沉淀Cu2+等重金属离子,消除污染;纯碱可加入石灰水生成CaCO3沉淀而除去。(2)偏铝酸钠、碱式氯化铝、氯化铁水解生成胶体,除去悬浮物,而氧化铝难溶于水,不能产生胶体,不能作混凝剂。在除去悬浮物的过程中既有物理变化又有化学变化。答案:(1)B、C(2)BC8.(20分)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(C)=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:2
13、5 时,KspMg(OH)2=5.610-12;酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下: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 molL-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 molL-1的盐酸,生成沉淀。已知该温度下AgCl的Ksp=1.010-10,忽略溶液的体积变化,请计算:完全沉淀后,溶液中c(Ag+)=_。完全沉淀后,溶液中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(CaC
14、O3)=c(Ca2+)c(C)=4.9610-9,得c(Ca2+)= molL-1=4.9610-6 molL-1110-4,c(H+)10,溶液为蓝色。(3)反应前,n(Ag+)=0.018 molL-10.05 L=0.910-3 mol,n(Cl-)=0.020 molL-10.05 L=110-3 mol;反应后剩余的Cl-为0.110-3 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,完全沉淀后,c(H+)=0.010 molL-1,pH=2。因为加入的盐酸中c(Cl-
15、)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)1.010-7 molL-12否【加固训练】某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性,查得如下资料(25 ):难溶电解质CaCO3CaSO4MgCO3Ksp2.810-99.110-66.810-6所进行的实验步骤如下:向100 mL 0.1 molL-1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 molL-1的Na2SO4溶液,立即有白色沉淀生成;向上述悬浊液中加入3 g固体Na2CO3,搅拌,静置
16、沉淀后,弃去上层清液;再加入蒸馏水搅拌,静置沉淀后,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离子方程式:_。(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产生活中的一个应用: _。【解析】相同类型的物质,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已完全转化为CaCO3,可以加入盐酸检验,因为CaSO4不和盐酸反应,而CaCO3可完全溶于盐酸。在实际生产生活中利用此原理可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸除
17、去。答案:(1)大(2)C(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+S(aq)(3)洗去附着在沉淀上的S(4)向所得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9.(22分)(能力挑战题)(1)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,溶液中为_,已知Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgI)=8.510-17。(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MnS
18、O4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_。(3)某溶液含0.02 molL-1 Mn2+、0.1 molL-1 H2S,当溶液pH=_时,Mn2+开始沉淀已知:Ksp(MnS)=2.810-13,c(S2-)为1.410-11 molL-1时,pH=5。(4)煅粉主要含MgO和CaO,用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后,镁化合物几乎不溶,若滤液中c(Mg2+) 小于510-6 molL-1,则溶液pH大于_Mg(OH)2的Ksp=510-12;该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是_。(5)已知:Ksp(BaCO3)=2.
19、5810-9,Ksp(BaSO4)=1.0710-10。将氯化钡溶液滴入等物质的量浓度的硫酸钠和碳酸钠混合液中,当BaCO3开始沉淀时,溶液中=_。(结果保留三位有效数字)【解析】(1)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=4.710-7。(2)Al3+浓度等于110-6 molL-1时,c(OH-)=110-9,pH=5.0,所以需调节溶液pH范围为5.0pH110-3 molL-1,pH大于11.该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是S和Ca2+转化为微溶物CaSO4,不利于CaO溶解。(5)根据Ksp(BaSO4)和Ksp(BaCO3)表达式可知:=24.1。答案:(1) 4.710-7(2)5.0pH7.1(3)5(4)11S和Ca2+转化为微溶物CaSO4,不利于CaO溶解(5)24.1
