【新高考】2021高考化学一轮考评特训:课练28 难溶电解质的溶解平衡
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课练28 难溶电解质的溶解平衡
————————[狂刷小题 夯基础]—————————
[练基础]
1.(多选)在平衡体系Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)中,能使c(Ca2+)减小,而使c(OH-)增大的是( )
A.加入少量MgCl2固体 B.加入少量Na2CO3固体
C.加入少量KCl固体 D.加入少量Ba(OH)2固体
2.现将足量的AgCl分别放入下列物质中,AgCl的溶解度由大到小的顺序是( )
①30 mL 0.03 mol·L-1 AgNO3溶液
②30 mL 0.02 mol·L-1 CaCl2溶液
③30 mL 0.03 mol·L-1 HI溶液
④30 mL蒸馏水
A.①>②>③>④ B.③>④>①>②
C.②>①>④>③ D.④>③>②>①
3.25 ℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10-39,将Fe(OH)3固体加入蒸馏水中,搅拌形成固液混合物,下列有关Fe(OH)3固液混合物的说法正确的是( )
A.pH=10
B.c(Fe3+)=2.7×10-18 mol·L-1
C.c(Fe3+)=1.0×10-10 mol·L-1
D.pH=4+lg 3
4.在T ℃时,Ag2CrO4(橘红色)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知该温度下AgCl的Ksp=1.8×10-10。下列说法正确的是( )
A.T ℃时,Ag2CrO4的Ksp为1.0×10-8
B.T ℃时,Y点和Z点时Ag2CrO4的Ksp不相等
C.向Ag2CrO4饱和溶液中加入K2CrO4,可使溶液由Y点最终变为X点
D.T ℃时,将0.01 mol·L-1 AgNO3溶液滴入20 mL 0.01 mol·L-1 KCl和0.01 mol·L-1 K2CrO4的混合溶液中,Cl-先沉淀
5.下表是五种银盐的溶度积常数(25 ℃)。下列说法错误的是( )
化学式
AgCl
(白色)
Ag2SO4
(白色)
Ag2S
(黑色)
AgBr
(淡黄色)
AgI
(黄色)
溶度积
1.8×
10-10
1.4×
10-5
6.3×
10-50
7.7×
10-13
8.51×
10-16
A.AgCl、AgBr和AgI在常温下的溶解度随氯、溴、碘的顺序减小
B.将AgCl饱和溶液与AgI饱和溶液等体积混合,会析出AgI沉淀
C.用AgNO3溶液作标准液测定Cl-含量时,可用Na2SO4溶液作指示剂
D.将适量AgCl溶解于水后,再向其中加Na2S固体,可生成黑色沉淀
6.为了研究Mg(OH)2溶于铵盐溶液的原因,进行如下实验:
①向2 mL 0.2 mol·L-1 MgCl2溶液中滴加1 mol·L-1 NaOH溶液至不再产生沉淀,将浊液分为2等份。
②向一份中逐滴加入4 mol·L-1 NH4Cl溶液,另一份中逐滴加入4 mol·L-1 CH3COONH4溶液(pH≈7),边滴加边测定其中沉淀的量,沉淀的量与铵盐溶液的体积的关系如图所示。
③将①中的NaOH溶液用氨水替换,重复上述实验。下列说法不正确的是( )
A.Mg(OH)2浊液中存在:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)
B.②中两组实验中均存在反应:Mg(OH)2+2NH===Mg2++2NH3·H2O
C.H+可能参与了NH4Cl溶液溶解Mg(OH)2的过程
D.③中获得的图像与②相同
7.如图是两种物质在常温下的沉淀溶解平衡曲线,下列分析正确的是( )
A.=1 000
B.两种物质的饱和溶液中c(Ca2+):Ca(OH)2
Ksp[Fe(OH)3]
B.d点代表的溶液中Fe(OH)3已过饱和,Cu(OH)2未饱和
C.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
D.b、c两点代表的Fe(OH)3、Cu(OH)2的溶解度相等
[练高考]
1.[2016·海南卷]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(CO) B.c(Mg2+)
C.c(H+) D.Ksp(MgCO3)
2.[2018·全国卷]用0.100 mol·L-1 AgNO3溶液滴定50.0 mL 0.050 0 mol·L-1 Cl-溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是( )
A.根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10
B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)
C.相同实验条件下,若改为0.040 0 mol·L-1 Cl-,反应终点c移到a
D.相同实验条件下,若改为0.050 0 mol·L-1 Br-,反应终点c向b方向移动
3.[2019·全国卷]绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度
B.图中各点对应的Ksp的关系为:Ksp(m)=Ksp(n)<Ksp(p)<Ksp(q)
C.向m点的溶液中加入少量Na2S固体,溶液组成由m沿mpn线向p方向移动
D.温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
4.[2016·全国卷]下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.向0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小
B.将CH3COONa溶液从20 ℃升温至30 ℃,溶液中增大
C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中>1
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变
5.[2017·全国卷]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10-7
B.除Cl-反应为Cu+Cu2++2Cl-===2CuCl
C.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
[练模拟]
1.[2019·重庆合川中学等七校联考]向AgCl浊液中滴加氨水后可得到澄清溶液,继续滴加浓硝酸后又有沉淀生成。经查资料得知:Ag++2NH3·H2OAg(NH3)+2H2O,平衡常数记为K[Ag(NH3)],下列分析不正确的是( )
A.浊液中存在溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
B.实验表明实验室可用氨水洗涤附着有银的试管
C.由实验可以判断:NH3结合Ag+的能力比Cl-强
D.由资料信息可推知:加浓硝酸后生成的沉淀为AgCl
2.[2019·山西祁县一中期末]已知25 ℃时,电离常数Ka(HF)=3.6×10-4,溶度积常数Ksp(CaF2)=1.46×10-10。现向1 L 0.2 mol·L-1 HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L-1 CaCl2溶液,则下列说法正确的是( )
A.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化
B.25 ℃时,0.1 mol·L-1 HF溶液中pH=1
C.该体系中,Ksp(CaF2)=
D.该体系中,HF与CaCl2反应产生沉淀
3.[2019·四川攀枝花期末]已知:Ag++SCN-===AgSCN↓(白色),某同学探究AgSCN的溶解平衡及转化,进行以下实验。
下列说法中,不正确的是( )
A.①中现象能说明Ag+与SCN-生成AgSCN沉淀的反应有限度
B.②中现象产生的原因是发生了反应Fe(SCN)3+3Ag+===3AgSCN↓+Fe3+
C.③中产生黄色沉淀的现象能证明AgI的溶解度比AgSCN的溶解度小
D.④中黄色沉淀溶解的原因可能是AgI与KI溶液中的I-进一步发生了反应
4.(多选)t ℃,AgX(X=Cl、Br)的溶度积与c(Ag+)、c(X-)的相互关系如图所示,其中A线表示AgCl,B线表示AgBr。已知p(Ag+)=-lg c(Ag+),p(X-)=-lg c(X-),下列说法正确的是( )
A.c点可表示AgCl的过饱和溶液
B.b点的AgCl溶液加入AgNO3晶体可以变成a点
C.AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K=1×10-4
D.a点AgCl溶液和b点AgBr溶液等体积混合,会析出AgBr沉淀
5.[2019·广东广州调研]一定温度下,三种碳酸盐MCO3(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.Ksp(MnCO3)的数量级为10-11
B.MgCO3的悬浊液中加入少量水充分振荡,c(Mg2+)不变
C.a点表示的溶液中:c(Ca2+)>c(CO)
D.向浓度均为0.01 mol·L-1的Mg2+、Ca2+、Mn2+混合溶液中逐滴加入Na2CO3溶液,最先形成MgCO3沉淀
———————[综合测评 提能力]—————————
一、选择题:本题共7小题,每小题2分,共14分。每小题只有一个选项符合题意。
1.[2019·山东滨州一中月考]已知25 ℃时:Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。向浓度均为0.01 mol·L-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.较先出现的沉淀是Mg(OH)2
B.两种离子开始沉淀时,Cu2+所需溶液的pH较大
C.相同温度下,Mg(OH)2的溶解度大于Cu(OH)2的溶解度
D.当两种沉淀共存时,溶液中Cu2+和Mg2+均不存在
2.[2019·山东枣庄三中阶段考]牙齿表面覆盖的牙釉质是人体中最坚硬的部分,起着保护牙齿的作用,其主要成分为羟基磷酸钙[Ca5(PO4)3OH]。在牙齿表面存在着如下平衡:Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO(aq)+OH-(aq) Ksp=6.8×10-37。已知Ca5(PO4)3F(s)的Ksp=2.8×10-61。下列说法错误的是( )
A.残留在牙齿上的糖发酵会产生H+,经常吃糖易造成龋齿
B.由题述平衡可知,小孩长牙时要少吃糖多补钙
C.若减少OH-的浓度,题述平衡将向右移动,Ksp的值相应增大
D.使用含氟牙膏能防止龋齿,是因为Ca5(PO4)3OH(s)转化为更难溶的Ca5(PO4)3F(s)
3.[2019·贵阳监测]已知:T ℃时,Ksp(PbS)=1.3×10-24,Ksp(ZnS)=1.0×10-22;当溶液中离子浓度≤10-5 mol·L-1时,表明该离子已除尽。T ℃时,下列有关ZnS和PbS的说法不正确的是( )
A.ZnS的饱和溶液中,c(Zn2+)=c(S2-)=1.0×10-11 mol·L-1
B.欲将某工业废水中的Pb2+除去,则加入Na2S溶液后应保证溶液中c(S2-)≥1.3×10-19 mol·L-1
C.向同浓度的ZnCl2和PbCl2的混合溶液中滴加Na2S溶液,PbS先析出
D.向PbS悬浊液中加入ZnCl2浓溶液,PbS不可能转化为ZnS
4.[2019·山东济宁实验中学月考]向含MgCl2和CuCl2的溶液中逐滴加入0.1 mol·L-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:A>B>C
D.若向Mg(OH)2悬浊液中加入CuCl2溶液,一定会有Cu(OH)2生成
5.[2019·山东济南历城二中阶段考]25 ℃时,用Na2SO4溶液沉淀Ba2+、Pb2+、Ca2+三种金属离子(用M2+表示),所需SO最低浓度的负对数值p(SO)与p(M2+)的关系如图所示。已知p(SO)=-lg c(SO),p(M2+)=-lg c(M2+)。下列说法正确的是( )
A.Ksp(CaSO4)<Ksp(PbSO4)<Ksp(BaSO4)
B.a点可表示CaSO4的饱和溶液,且c(Ca2+)=c(SO)
C.b点可表示PbSO4的不饱和溶液,且c(Pb2+)<c(SO)
D.向Ba2+浓度为10-5 mol·L-1的废水中加入CaSO4粉末,会有BaSO4沉淀析出
6.[2019·成都一诊]已知:pCu=-lg c(Cu+),pX=-lg c(X-)(X-表示Cl-、Br-、I-)。298 K时,Ksp(CuCl)=a×10-6,Ksp(CuBr)=b×10-9,Ksp(CuI)=c×10-12。在CuCl、CuBr、CuI的饱和溶液中阳离子和阴离子浓度关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.298 K时,在CuCl的饱和溶液中加入少量NaCl,c(Cu+)和c(Cl-)都减小
B.图中x代表CuI曲线,且P点c(Cu+)=c(I-)
C.298 K时,增大M点的阴离子浓度,则M点沿着曲线y向N点移动
D.298 K时,CuBr(s)+I-(aq)CuI(s)+Br-(aq)的平衡常数K的数量级为103或102
7.[2020·合肥质检]已知锌及其化合物的性质与铝及其化合物相似。如图横轴为溶液的pH,纵轴为Zn2+或[Zn(OH)4]2-的物质的量浓度的对数。25 ℃时,下列说法不正确的是( )
A.往ZnCl2溶液中加入过量氢氧化钠溶液,反应的离子方程式为Zn2++4OH-===[Zn(OH)4]2-
B.若要将某废液中Zn2+完全沉淀,通常调控该溶液的pH在8.0~12.0之间
C.pH=8.0与pH=12.0的两种废液中,Zn2+浓度之比的值为108
D.该温度时,Zn(OH)2的溶度积常数(Ksp)为1×10-10
二、选择题:本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
8.25 ℃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,Ksp[Cu(OH)2]MnS>FeS>ZnS
10.化工生产中含Cu2+的废水常用MnS(s)作沉淀剂,其反应原理为Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),下列有关该反应的推理不正确的是( )
A.该反应达到平衡时:c(Cu2+)=c(Mn2+)
B.CuS的溶解度比MnS的溶解度小
C.向平衡体系中加入少量Cu(NO3)2(s)后,c(Mn2+)变小
D.该反应平衡常数表达式:K=
三、非选择题:本题共3小题。
11.(10分)[2019·广东深圳中学模拟]弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解平衡均属于化学平衡。
(1)已知H2A在水中存在以下平衡:H2A===H++HA-,HA-H++A2-。
①等物质的量浓度的两种溶液:NaHA溶液的pH________(填“大于”“小于”或“等于”)Na2A溶液的pH。
②某温度下,若向0.1 mol·L-1的NaHA溶液中逐滴滴加0.1 mol·L-1 KOH溶液至溶液呈中性。此时该混合溶液中,下列关系中一定正确的是________。
A.c(H+)·c(OH-)=1×10-14
B.c(Na+)+c(K+)=c(HA-)+2c(A2-)
C.c(Na+)>c(K+)
D.c(Na+)+c(K+)=0.05 mol·L-1
③已知常温下H2A的钙盐(CaA)的饱和溶液中存在以下平衡:CaA(s)Ca2+(aq)+A2-(aq) ΔH>0。若要使该溶液中Ca2+浓度变小,可采取的措施有________。
A.升高温度 B.降低温度
C.加入NH4Cl晶体 D.加入Na2A固体
(2)已知:①CH3COOHCH3COO-+H+ Ka
②H2OH++OH- Kw
则反应CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-的平衡常数K=________。
(3)常温下,若在0.10 mol·L-1 CuSO4溶液中加入NaOH稀溶液充分搅拌,有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当溶液的pH=8时,c(Cu2+)=________mol·L-1{Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20}。
12.(10分)[2019·河南郑州质检]工业废水中常含有一定量的Cr2O,易被人体吸收积累而导致肝癌。处理工业含铬废水的方法通常是将Cr2O转化为Cr3+,再将Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀。
(1)利用硫酸工业废气中的SO2可以处理酸性含铬废水,用离子方程式表示反应原理:__________________________________。
(2)已知Ksp[Cr(OH)3]=1×10-30。室温下,除去被SO2还原所得溶液中的Cr3+[使c(Cr3+)≤1×10-6 mol·L-1],需调节溶液的pH至少为______。
(3)Cr(OH)3和Al(OH)3类似,也是两性氢氧化物。写出Cr(OH)3的酸式电离方程式________________________________________________________________________。
(4)Cr3+在强碱中可被双氧水氧化为CrO,发生反应的离子方程式为____________________。控制其他条件不变,反应温度对Cr3+转化率的影响如图所示。请分析温度超过70 ℃时,Cr3+转化率下降的原因是________________________________________________________________________。
13.(14分)[2019·山东日照实验中学月考]硫酸盐在工农业生产、生活中具有广泛应用。
(1)某CuSO4溶液中混有少量FeSO4和Fe2(SO4)3杂质。已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。
①为了除去杂质,通常是加入H2O2再调节溶液pH,其中加入H2O2的作用是________;与其他试剂相比,使用H2O2的优点是________(答出两点即可)。
②调节溶液pH时,加入的物质是________(填化学式);控制溶液的pH≥________即可除去杂质离子。
(2)如图是某温度下,将足量的BaSO4固体溶于一定量水中达到溶解平衡后,假定溶液体积不变的情况下,加入Na2CO3使c(CO)增大的过程中,溶液中c(Ba2+)和c(SO)的变化曲线。根据图中的数据分析、计算。
①该温度下,BaSO4的Ksp=________。
②当c(CO)大于________mol·L-1时开始有BaCO3沉淀生成;BaCO3的Ksp=________。
③图像中代表沉淀转化过程中c(Ba2+)随c(CO)变化的曲线是________(填“MP”或“
MN”);沉淀转化的离子方程式为BaSO4(s)+CO(aq)BaCO3(s)+SO(aq),该反应的平衡常数K=________。
④向1 L Na2CO3溶液中加入足量BaSO4固体,假定溶液体积不变,当溶液中c(CO)=1×10-3 mol·L-1时,溶解BaSO4的物质的量为______ mol。
课练28 难溶电解质的溶解平衡
[狂刷小题 夯基础]
[练基础]
1.BD Mg2+和OH-反应生成Mg(OH)2,c(OH-)降低,A错误;Ca2+与CO发生反应:Ca2++CO===CaCO3↓,促使平衡向正反应方向移动,c(OH-)增大,B正确;KCl对平衡无影响,C错误;加入Ba(OH)2固体,溶液中c(OH-)增大,促使平衡向逆反应方向移动,c(Ca2+)减小,D正确。
2.B 溶液中Cl-或Ag+浓度越大,AgCl在该溶液中的溶解度越小,另外Ksp(AgI)Ksp(AgI),会析出AgI沉淀,B正确。AgCl和Ag2SO4都是白色沉淀,用AgNO3溶液作标准液测定Cl-含量时,不能用Na2SO4溶液作指示剂,无法判断滴定终点,C错误。Ag2
S的溶解度小于AgCl的溶解度,将适量AgCl溶解于水,加入Na2S固体,Ag+与S2-反应生成Ag2S黑色沉淀,D正确。
6.D 本题考查沉淀溶解平衡及移动分析、离子反应等。Mg(OH)2是难溶电解质,故Mg(OH)2浊液中存在:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),A正确;②中两组实验均加入铵盐,对比结果可知实验中NH与OH-反应生成NH3·H2O,促使Mg(OH)2(s)的溶解平衡正向移动而逐渐溶解,B正确;加入相同体积的NH4Cl溶液和CH3COONH4溶液时,沉淀溶解,可能是因为NH4Cl溶液中NH发生水解而使溶液呈酸性,H+与OH-反应生成H2O,促使Mg(OH)2(s)的溶解平衡正向移动,C正确;将①中的NaOH溶液用氨水替换,所得浊液中含有Mg(OH)2和NH4Cl,重复题中实验,浊液中NH影响实验结果,故③中获得的图像与②不同,D错误。
7.A 由题图知,当c(Ca2+)=1×10-7 mol·L-1时,c(OH-)=1 mol·L-1、c(WO)=0.001 mol·L-1,故Ksp[Ca(OH)2]=1×10-7,Ksp(CaWO4)=1×10-10,A项正确;饱和CaWO4溶液中c(Ca2+)=1×10-5 mol·L-1,饱和Ca(OH)2溶液中c(Ca2+)= mol·L-1>1×10-5 mol·L-1,B项错误;设滴加CaCl2溶液后,溶液中c(OH-)=c(WO)=x,c(Ca2+)=y,假设先析出Ca(OH)2,此时Qc(CaWO4)=x×yKsp[Ca(OH)2],解得x>1 000 mol·L-1,不符合现实,故C项错误;a点在Ca(OH)2沉淀溶解平衡曲线下方,其对应的Ca(OH)2溶液属于不饱和溶液,通过蒸发溶剂可将其转化为饱和溶液,又Ca(OH)2的溶解度随着温度的降低而增大,故通过降低温度不能使其转化为饱和溶液,D项错误。
8.AB 本题考查沉淀溶解平衡曲线及分析、沉淀溶解平衡及移动。根据图中b、c两点的数据计算Ksp,Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=c(Cu2+)·(10-9.6)2=c(Cu2+)×10-19.2,Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=c(Fe3+)·(10-12.7)3=c(Fe3+)×10-38.1,由于c(Cu2+)=c(Fe3+),从而可得:Ksp[Cu(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3],A正确。由图可知,d点溶液中:Q[Fe(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]、Q[Cu(OH)2]1,B错误;Ka(HF)==3.6×10-4,溶度积常数Ksp(CaF2)=c(Ca2+)·c2(F-)=1.46×10-10,则有Ka(HF)·Ksp(CaF2)≠1,从而可知Ksp(CaF2)≠,C错误;两溶液混合后,溶液中c(Ca2+)=0.1 mol·L-1,结合Ka(HF)及c(HF)=0.1 mol·L-1可得c(F-)==6×10-3 mol·L-1,此时浓度熵Qc=c(Ca2+)·c2(F-)=0.1×(6×10-3)2=3.6×10-6>Ksp(CaF2)=1.46×10-10,故该体系中有CaF2沉淀产生,D正确。
3.C 本题通过实验探究沉淀溶解平衡及移动。由图可知,等量的AgNO3和KSCN反应生成AgSCN沉淀,上层清液中滴加Fe(NO3)3溶液,得到浅红色溶液,则上层清液中含有SCN-,说明Ag+与SCN-生成AgSCN沉淀的反应有限度,A正确。向含Fe(SCN)3的浅红色溶液中加入AgNO3溶液,红色褪去,产生白色沉淀,发生了反应:Fe(SCN)3+3Ag+===3AgSCN↓+Fe3+,B正确。①中加入AgNO3溶液生成AgSCN白色沉淀后,AgNO3仍剩余;②中加入2滴2 mol·L-1KI溶液,溶液中Ag+和I-反应生成AgI黄色沉淀,未发生AgI和AgSCN之间的转化,故不能比较二者的溶解度大小,C错误。白色沉淀AgSCN中加入2 mL 2 mol·L-1 KI溶液,白色沉淀转化为黄色沉淀,则AgSCN转化为AgI;随后沉淀溶解,得到无色溶液,由于溶液中KI剩余,可能是AgI和I-反应生成无色易溶物质,D正确。
4.AD 本题考查沉淀溶解平衡曲线及分析、化学平衡常数的计算、沉淀的转化等。图中曲线A、B分别表示AgCl、AgBr的沉淀溶解平衡曲线,则Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),c点位于A曲线下方,则c点溶液中Qc=c(Ag+)·c(Cl-)>Ksp(AgCl),此时为AgCl的过饱和溶液,A正确。b点位于曲线A上方,则b点表示AgCl的不饱和溶液,加入AgNO3晶体,溶液中c(Ag+)增大,c(Cl-)减小,则p(Ag+)减小,p(Cl-)增大,故不可能实现b点变成a点,B错误。由图可得,Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1×10-10,Ksp(AgBr)=c(Ag+)·c(Br-)=1×10-14,反应AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K====1×104,C错误。a点AgCl溶液中的c(Ag+)大于b点AgBr溶液中的c(Ag+),二者等体积混合,会析出溶解度更小的AgBr沉淀,D正确。
5.D 本题考查沉淀溶解平衡曲线及分析、Ksp(MnCO3)的计算、沉淀的溶解及生成等。
由图可知,当-lg c(CO)=0时,-lg c(Mn2+)介于10~11之间,即c(CO)=1 mol·L-1时,c(Mn2+)介于10-11~10-10 mol·L-1,则Ksp(MnCO3)=c(Mn2+)·c(CO),数值介于10-11~10-10之间,故Ksp(MnCO3)的数量级为10-11,A正确。MgCO3的悬浊液中加入少量水充分振荡,仍有固体存在,由于温度不变,则c(Mg2+)不变,B正确。由图可知,a点时,-lg c(CO)=7,-lg c(Ca2+)≈1.5,则有c(CO)=10-7 mol·L-1,c(Ca2+)≈10-1.5 mol·L-1,故a点溶液中c(Ca2+)>c(CO),C正确。由图可得,溶度积:Ksp(MgCO3)>Ksp(CaCO3)>Ksp(MnCO3),则碳酸盐的溶解度:MgCO3>CaCO3>MnCO3,故等物质的量浓度的Mg2+、Ca2+、Mn2+混合溶液中逐滴加入Na2CO3溶液,先生成MnCO3沉淀,D错误。
[综合测评 提能力]
1.C 本题考查溶度积常数及应用、沉淀的生成等。由于Mg(OH)2和Cu(OH)2的Ksp的表达形式相同,且Mg(OH)2的Ksp大于Cu(OH)2,则相同温度下,Mg(OH)2的溶解度大于Cu(OH)2的溶解度,C正确。向浓度均为0.01 mol·L-1的Cu2+和Mg2+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量,先产生溶解度更小的Cu(OH)2沉淀,A错误。0.01 mol·L-1 Mg2+开始沉淀时,溶液中c(OH-)== mol·L-1≈4.2×10-5 mol·L-1;同理可得0.01 mol·L-1 Cu2+开始沉淀时,溶液中c(OH-)== mol·L-1≈1.5×10-9mol·L-1,故两种离子开始沉淀时,Mg2+所需溶液的pH较大,B错误。当两种沉淀共存时,由于Mg(OH)2和Cu(OH)2均存在溶解平衡,故溶液中Cu2+和Mg2+仍存在,D错误。
2.C 本题考查溶度积常数、沉淀的转化等。残留在牙齿上的糖发酵会产生H+,与OH-反应生成H2O,促使Ca5(PO4)3OH(s)的沉淀溶解平衡正向移动,易造成龋齿,A正确;小孩长牙时,要在牙齿表面形成Ca5(PO4)3OH(s),从平衡移动角度分析,要增大牙齿表面的c(Ca2+)、c(OH-),促使Ca5(PO4)3OH(s)溶解平衡逆向移动,故小孩长牙时要少吃糖多补钙,B正确;减少OH-的浓度,Ca5(PO4)3OH(s)溶解平衡将向右移动,由于温度不变,Ksp的值不变,C错误;由于Ca5(PO4)3F的Ksp小于Ca5(PO4)3OH的Ksp,使用含氟牙膏,使Ca5(PO4)3OH(s)转化为更难溶的Ca5(PO4)3F(s),可有效防止龋齿,D正确。
3.D Ksp(ZnS)=c(Zn2+)·c(S2-)=1.0×10-22,因ZnS饱和溶液中存在ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq),故c(Zn2+)=c(S2-)= mol·L-1=1.0×10-11 mol·L-1,A项正确;Ksp(PbS)=c(Pb2+)·c(S2-),欲将Pb2+除去,则需满足c(Pb2+)=Ksp(PbS)/c(S2-)≤10-5 mol·L-1,即c(S2-)≥Ksp(PbS)/10-5 mol·L-1=1.3×10-19 mol·L-1,B项正确;ZnS与PbS的组成离子比相同,而混合溶液中Zn2+、Pb2+的浓度相同,故加入Na2S溶液时,溶度积小的先沉淀,C项正确;PbS悬浊液中c(S2-)=,向该悬浊液中加入ZnCl2浓溶液,当c(Zn2+)≥=8.7×10-11 mol·L-1时,PbS沉淀转化为ZnS沉淀,D项错误。
4.C 本题考查沉淀的生成、溶度积的大小比较、水的电离程度等。由图可知,先生成Cu(OH)2沉淀,后生成Mg(OH)2沉淀,由于V2=3V1,则有n[Mg(OH)2]=2n[Cu(OH)2],故原溶液中c(MgCl2)>c(CuCl2),A错误。原溶液中c(MgCl2)>c(CuCl2),加入NaOH溶液过程中先生成Cu(OH)2,说明Cu(OH)2的溶解度小于Mg(OH)2,从而可知,Cu(OH)2的Ksp比Mg(OH)2的Ksp小,B错误。图中A点溶液的溶质为NaCl和MgCl2,B点溶液的溶质为NaCl,C点溶液的溶质为NaCl和NaOH,MgCl2发生水解而促进水的电离,NaOH抑制水的电离,NaCl对水的电离无影响,故水的电离程度:A>B>C,C正确。向Mg(OH)2悬浊液中加入CuCl2溶液,要生成Cu(OH)2沉淀,应满足Qc>Ksp[Cu(OH)2],由于c(Cu2+)未知,故无法判断能否生成Cu(OH)2沉淀,D错误。
5.D 本题考查沉淀溶解平衡曲线及分析、Ksp的大小比较、沉淀的转化等。p(SO)=-lg c(SO),p(M2+)=-lg c(M2+),根据Ksp=c(M2+)·c(SO),显然Ksp的大小:Ksp(CaSO4)>Ksp(PbSO4)>Ksp(BaSO4),A错误;a点在CaSO4的沉淀溶解平衡曲线上,表示CaSO4的饱和溶液,
但a点对应的p(SO)>p(Ca2+),则有c(Ca2+)>c(SO),B错误;b点位于PbSO4的沉淀溶解平衡曲线下方,p(SO)或p(Pb2+)小于平衡值,则b点时c(Pb2+)或c(SO)大于平衡值,b点表示PbSO4的过饱和状态,存在PbSO4沉淀,C错误;由于Ksp(CaSO4)>Ksp(BaSO4),则CaSO4的溶解度大于BaSO4,故向Ba2+的废水中加入CaSO4粉末,CaSO4会转化为溶解度更小的BaSO4,D正确。
6.D CuCl的饱和溶液中存在溶解平衡:CuCl(s)Cu+(aq)+Cl-(aq),加入少量NaCl,c(Cl-)增大,平衡逆向移动,c(Cu+)减小,A项错误;图中横、纵坐标之和pCu+pX=-lg c(Cu+)+[-lg c(X-)]=-lg[c(Cu+)·c(X-)]=-lg Ksp(CuX),故横、纵坐标之和越小,对应的Ksp越大,因此x代表CuCl曲线,P点c(Cu+)=c(Cl-)或根据P点横、纵坐标均为3,c(Cu+)=c(Cl-)=10-3 mol·L-1,计算出Ksp(CuCl)=10-6,B项错误;y代表CuBr曲线,增大M点的c(Br-),CuBr(s)Cu+(aq)+Br-(aq)平衡逆向移动,c(Cu+)减小,而M点向N点移动时,pCu减小,pBr增大,即c(Cu+)增大,c(Br-)减小,C项错误;该反应的平衡常数K=====×103,故平衡常数的数量级为103或102,D项正确。
7.D 根据图像,往ZnCl2溶液中加入过量NaOH溶液,Zn2+最终以[Zn(OH)4]2-的形式存在,故离子方程式为:Zn2++4OH-===[Zn(OH)4]2-,A项正确;控制溶液的pH在8.0~12.0之间时,可以将该废液中的Zn2+完全沉淀,B项正确;由a点可知pH=7.0即c(OH-)=10-7 mol·L-1时,lg c(Zn2+)=-3.0,即c(Zn2+)=10-3mol·L-1,则Ksp[Zn(OH)2]=c(Zn2+)×c2(OH-)=10-3×(10-7)2=10-17,pH=8.0即c(OH-)=10-6 mol·L-1时,c(Zn2+)=Ksp[Zn(OH)2]/c2(OH-)=10-17/(10-6)2mol·L-1=10-5mol·L-1,pH=12.0即c(OH-)=10-2 mol·L-1时,c(Zn2+)=Ksp[Zn(OH)2]/c2(OH-)=10-17/(10-2)2 mol·L-1=10-13 mol·L-1,故两种废液中Zn2+浓度之比的值为10-5/10-13=108,C项正确,D项错误。
8.AB 该温度下,Ksp[Cu(OH)2]c(Cu2+),离子浓度越大,-lg c(M2+)值越小,则相同条件下,饱和溶液中c(Fe2+)较大,所以Fe(OH)2饱和溶液中-lg c(Fe2+)较小,则b线表示Fe(OH)2饱和溶液中的变化关系,由图像可知,pH=8时,-lg c(Fe2+)=3.1,Ksp[Fe(OH)2]=10-3.1×(10-6)2=10-15.1,故A正确;当pH=10时,-lg c(Cu2+)=11.7,则Ksp[Cu(OH)2]=10-11.7×(10-4)2=10-19.7,c(Fe2+)c(Cu2+)===,故B正确;向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH,溶液中会生成Cu(OH)2沉淀,溶液中铜离子的浓度会减小,而从X点到Y点铜离子浓度不变,故C错误;Ksp[Cu(OH)2]Ksp(MnS),向含Mn2+、Zn2+的稀溶液中滴加Na2S溶液,同类型物质,溶度积小的优先产生沉淀,因此先析出MnS沉淀,故B正确;由于CuS中,S2-浓度大约为c(S2-)==10-17.5 mol/L,加入0.1 mol/L的Fe2+后,Qc=c(Fe2+)c(S2-)=10-18.5>Ksp(FeS),沉淀溶解平衡向生成FeS方向移动,故C正确;根据图像,CuS的Ksp最小,其次是MnS,FeS,最大的是ZnS,因此溶解度关系为:CuS1,知反应达到平衡时,c(Cu2+)c(K+),C正确;溶液呈中性时,V(NaHA)>V(KOH),则有c(Na+)+c(K+)≠0.05 mol·L-1,D错误。③升高温度,CaA的溶解平衡正向移动,c(Ca2+)增大,A错误;降低温度,CaA的溶解平衡逆向移动,c(Ca2+)减小,B正确;加入NH4Cl晶体,NH与A2-发生相互促进的水解反应,CaA的溶解平衡正向移动,c(Ca2+)增大,C错误;加入Na2A固体,c(A2-)增大,CaA的溶解平衡逆向移动,c(Ca2+)减小,D正确。
(2)由反应②-反应①可得:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,则该反应的平衡常数为K==。
(3)Cu(OH)2在溶液中存在溶解平衡:Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),则有Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=2.2×10-20,故有c(Cu2+)==mol·L-1=2.2×10-8 mol·L-1。
12.答案:(1)Cr2O+3SO2+2H+===2Cr3++3SO+H2O
(2)6
(3)Cr(OH)3+H2OH++[Cr(OH)4]-
(4)2Cr3++3H2O2+10OH-===2CrO+8H2O 双氧水在较高温度下发生分解,浓度降低
解析:(1)酸性含铬废水中含有Cr2O,Cr2O具有较强的氧化性,与SO2发生氧化还原反应,结合得失电子守恒和元素守恒写出离子方程式:Cr2O+3SO2+2H+===2Cr3++3SO+H2O。
(2)室温下,Cr(OH)3的Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)·c3(OH-)=1×10-30,溶液中c(Cr3+)≤1×10-6 mol·L-1,则有c(OH-)≥1×10-8 mol·L-1,此时溶液的pH≥6。
(3)Cr(OH)3和Al(OH)3类似,也是两性氢氧化物,而Al(OH)3发生酸式电离的方程式为Al(OH)3+H2OH++[Al(OH)4]-,类比推理写出Cr(OH)3的酸式电离方程式。
(4)Cr3+在强碱中被双氧水氧化为CrO,而H2O2则被还原为H2O,结合得失电子守恒及元素守恒写出离子方程式:2Cr3++3H2O2+10OH-===2CrO+8H2O。分析反应温度对Cr3+转化率的影响图可知,随着温度升高,开始阶段Cr3+转化率增大,温度超过70 ℃时,Cr3+转化率下降,其原因可能是双氧水在较高温度下发生分解,浓度降低,溶液的氧化能力下降。
13.答案:(1)①将Fe2+氧化为Fe3+ 不引入其他杂质,对环境无污染(其他合理答案均可)
②CuO[或Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等] 3.2
(2)①1.0×10-10 ②2.5×10-4 2.5×10-9 ③MN 0.04 ④4×10-5
解析:本题考查沉淀溶解平衡的应用、溶度积常数的计算、沉淀溶解平衡曲线及分析。
(1)①由于Ksp[Fe(OH)2]、Ksp[Cu(OH)2]相差不大,则Fe(OH)2和Cu(OH)2的溶解度相差不大,故加入H2O2的作用是将Fe2+氧化成Fe3+,便于形成Fe(OH)3沉淀。
②调节溶液pH时,为不引入新杂质,可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等。当Fe3+沉淀完全时,溶液中c(Fe3+)≤1×10-5 mol·L-1,则有c(OH-)== mol·L-1≈1.6×10-11 mol·L-1,c(H+)== mol·L-1=6.25×10-4 mol·L-1,故溶液的pH=4-lg6.25≈3.2。
(2)①由图可知,c(CO)=0时,c(Ba2+)=c(SO)=1.0×10-5 mol·L-1,则有Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c(SO)=1.0×10-5×1.0×10-5=1.0×10-10。
②由图可知,当c(CO)>2.5×10-4mol·L-1时,开始有BaCO3沉淀生成。图中c(CO)=2.5×10-4 mol·L-1时,c(Ba2+)=1.0×10-5 mol·L-1,则有Ksp(BaCO3)=c(Ba2+)·c(CO)=2.5
×10-4×1.0×10-5=2.5×10-9。
③BaSO4饱和溶液中存在溶解平衡:BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq),加入Na2CO3,Ba2+与CO生成BaCO3沉淀,促使BaSO4的溶解平衡正向移动,溶液中c(SO)增大,c(Ba2+)减小,则MP为c(SO)的变化曲线,MN为c(Ba2+)的变化曲线。反应BaSO4(s)+CO(aq)BaCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K====0.04。
④当溶液中c(CO)=1×10-3 mol·L-1时,K==0.04,则有c(SO)=0.04×1×10-3 mol·L-1=4×10-5 mol·L-1,故溶解BaSO4的物质的量为4×10-5 mol·L-1×1 L=4×10-5 mol。