学年高中化学选修4学业分层测评专题3 第4Word下载.docx

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L－1。

【答案】　C

4．要使工业废水中的重金属离子Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：

化合物

PbSO4

PbCO3

PbS

溶解度/g

1.03×

10－4

1.81×

10－7

1.84×

10－14

由上述数据可知，选用的沉淀剂最好为（　　）

A．硫化物B．硫酸盐

C．碳酸盐D．以上沉淀剂均可

【解析】　PbSO4、PbCO3、PbS中，PbS的溶解度最小，因此最好选用硫化物将工业废水中的Pb2＋转化为PbS沉淀来除去。

5．下列说法正确的是（　　）

A．在一定温度下的饱和AgCl水溶液中，Ag＋与Cl－的浓度乘积是一个常数

B．已知AgCl的Ksp＝1.8×

10－10，则在任何含AgCl固体的溶液中，c（Ag＋）＝c（Cl－），且Ag＋与Cl－浓度的乘积等于1.8×

10－10

C．Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强

D．难溶电解质的溶解度很小，故外界条件改变，对它的溶解度没有影响

【解析】　由溶度积常数定义可知，一定温度下Ksp＝c（Ag＋）·

c（Cl－）为一常数，A项正确。

若在含AgCl固体的溶液中溶有NaCl，则c（Ag＋）<

c（Cl－），但Ag＋与Cl－浓度的乘积仍等于1.8×

10－10，B项错误。

当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强，C项错误。

难溶电解质的溶解度仍然受外界条件的影响，D项错误。

6．一定温度下，将足量的AgCl分别放入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是（　　）

①20mL0.01mol·

L－1KCl溶液　②30mL0.02mol·

L－1CaCl2溶液　③40mL0.03mol·

L－1HCl溶液

④10mL蒸馏水　⑤50mL0.05mol·

L－1AgNO3溶液

A．①>

②>

③>

④>

⑤B．④>

①>

⑤

C．⑤>

③D．④>

⑤>

①

【解析】　AgCl（s）

Ag＋（aq）＋Cl－（aq），由于c（Ag＋）·

c（Cl－）＝Ksp，c（Cl－）或c（Ag＋）越大，对AgCl的溶解抑制作用越大，AgCl的溶解度就越小。

注意AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag＋或Cl－的浓度有关，而与溶液体积无关。

①c（Cl－）＝0.01mol·

L－1；

②c（Cl－）＝0.04mol·

③c（Cl－）＝0.03mol·

④c（Cl－）＝0mol·

⑤c（Ag＋）＝0.05mol·

Ag＋或Cl－浓度由小到大的顺序为④<

①<

③<

②<

⑤，故AgCl的溶解度由大到小的排列顺序为④>

⑤。

7．已知298K时，Mg（OH）2的溶度积常数Ksp＝5.6×

10－12，取适量的MgCl2溶液，加入一定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13.0，则下列说法不正确的是（　　）

A．所得溶液中的c（H＋）＝1.0×

10－13mol·

B．所得溶液中由水电离产生的c（OH－）＝1.0×

C．所加烧碱溶液的pH＝13.0

D．所得溶液中的c（Mg2＋）＝5.6×

10－10mol·

【解析】　c（OH－）＝0.1mol·

L－1，则溶液中的c（H＋）和溶液中由水电离产生的c（OH－）都等于1.0×

L－1，A、B项都正确；

Ksp[Mg（OH）2]＝c（Mg2＋）·

c2（OH－）＝5.6×

10－12，则c（Mg2＋）＝5.6×

L－1，D项正确；

加入的烧碱要与镁离子反应，且混合后体积增大，则原来所加烧碱溶液的pH应大于13.0，C项错误。

8．Cu（OH）2在水中存在着如下沉淀溶解平衡：

Cu（OH）2（s）

Cu2＋（aq）＋2OH－（aq），在常温下，Ksp＝2×

10－20。

某CuSO4溶液中，c（Cu2＋）＝0.02mol·

L－1，在常温下如果要生成Cu（OH）2沉淀，需要向CuSO4溶液中加入碱溶液来调整pH，使溶液的pH大于（　　）

A．2　B．3　　　

C．4　　　D．5

【解析】　Cu（OH）2（s）

Cu2＋（aq）＋2OH－（aq），其中Ksp＝c（Cu2＋）·

c2（OH－），要使Cu（OH）2沉淀需达到其Ksp，

故c（OH－）>

＝

mol·

L－1，

1×

10－9mol·

则c（H＋）<

L－1，因此pH应大于5。

【答案】　D

9．已知25℃时，CaSO4在水中沉淀溶解平衡曲线如下图所示，向100mL该条件下的CaSO4饱和溶液中，加入400mL0.01mol·

L－1的Na2SO4溶液，针对此过程的下列叙述正确的是（　　）

A．溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中c（SO

）较原来大

B．溶液中无沉淀析出，溶液中c（Ca2＋）、c（SO

）都变小

C．溶液中析出CaSO4固体沉淀，溶液中c（Ca2＋）、c（SO

D．溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c（SO

【解析】　由题意，Ksp（CaSO4）＝c（Ca2＋）·

c（SO

）＝3.0×

10－3×

3.0×

10－3＝9×

10－6，CaSO4饱和溶液中c（Ca2＋）＝c（SO

加入400mL0.01mol·

L－1Na2SO4溶液后，c（Ca2＋）＝

＝6×

10－4mol·

L－1，c（SO

）＝

＝8.6×

L－1，c（Ca2＋）·

）＝6×

10－4×

8.6×

10－3＝5.16×

10－6<

Ksp，所以没有沉淀（CaSO4固体）析出，溶液中c（SO

）变大了、c（Ca2＋）变小了。

10．含有Cr2O

的废水毒性较大，某工厂废水中含4.00×

L－1Cr2O

。

为使废水能达标排放，作如下处理：

Cr2O

Cr3＋、Fe3＋

Cr（OH）3、Fe（OH）3

（1）该废水中加入FeSO4·

7H2O和稀硫酸，发生反应的离子方程式为：

_________________________________________________________________。

（2）欲使25L该废水中Cr2O

转化为Cr3＋，理论上需要加入________gFeSO4·

7H2O。

（3）若处理后的废水中残留的c（Fe3＋）＝1×

10－13mol·

L－1，则残留的Cr3＋的浓度为________。

（已知：

Ksp[Fe（OH）3]≈1.0×

10－38mol·

L－1，Ksp[Cr（OH）3]≈1.0×

10－31mol·

L－1）

【解析】　

（1）分解废水处理流程图，Cr2O

与Fe2＋反应生成Fe3＋和Cr3＋，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平，发生反应的离子方程式为Cr2O

＋14H＋＋6Fe2＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O；

（2）由Cr2O

～6FeSO4·

7H2O，可求得需要FeSO4·

7H2O的质量为4×

10－3mol·

L－1×

25L×

6×

278g·

mol－1＝166.8g；

（3）Ksp[Fe（OH）3]＝1.0×

10－38＝c（Fe3＋）×

c（OH－）3＝1×

10－13×

c（OH－）3，可知：

10－25，则：

c（Cr3＋）＝Ksp[Cr（OH）3]/c（OH－）3＝1.0×

10－31/1×

10－25＝1×

10－6mol·

【答案】　

（1）Cr2O

＋14H＋＋6Fe2＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O　

（2）166.8　（3）10－6mol·

L－1

11．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

CaCO3

CaSO4

MgCO3

Mg（OH）2

Ksp

2.8×

10－9

9.1×

10－6

6.8×

1.8×

10－11

实验步骤如下：

①往100mL0.1mol·

L－1的CaCl2溶液中加入100mL0.1mol·

L－1的Na2SO4溶液，立即有白色沉淀生成。

②向上述悬浊液中加入固体Na2CO33g，搅拌、静置、沉淀后弃去上层清液。

③再加入蒸馏水搅拌、静置、沉淀后再弃去上层清液。

④___________________________________________________________。

（1）由题中信息Ksp越大，表示电解质的溶解度越______（填“大”或“小”）。

（2）写出第②步发生反应的化学方程式：

__________________________。

（3）设计第③步的目的是___________________________________________。

（4）请补充第④步操作及发生的现象：

____________________________。

【解析】　Ksp越大，电解质的溶解度越大，第②步中加入Na2CO3后，由于CaCO3比CaSO4更难溶，故应转化为CaCO3，③步的操作主要是除去Na2SO4，最后一步可加入足量盐酸，证明生成的沉淀已全部转化为CaCO3，故沉淀溶解。

【答案】　

（1）大

（2）Na2CO3＋CaSO4===Na2SO4＋CaCO3

（3）洗去沉淀中附着的SO

（4）向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解

12．

（1）已知在25℃时，Ksp[Mg（OH）2]＝3.2×

10－11，假设饱和Mg（OH）2溶液的密度为1g·

mL－1，试求Mg（OH）2的溶解度为________g。

（2）在25℃时，向0.02mol·

L－1的MgCl2溶液中加入NaOH固体，若要生成Mg（OH）2沉淀，应使溶液中的c（OH－）最小为________mol·

（3）25℃时，向浓度均为0.02mol·

L－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，先生成________沉淀（填化学式）；

当两种沉淀共存时，

＝________。

{已知25℃时，Ksp[Cu（OH）2]＝2.0×

10－20}

【解析】　

（1）设c（Mg2＋）为x，则c（OH－）为2x。

由Ksp[Mg（OH）2]＝3.2×

10－11＝c（Mg2＋）·

c2（OH－）＝x×

（2x）2＝4x3，解得c（Mg2＋）＝2×

L－1，则1L溶液（即1L水中）溶解Mg（OH）2约为2×

10－4mol，即1000g水中溶解Mg（OH）2约为：

2×

10－4mol×

58g·

mol－1＝1.16×

10－2g，所以Mg（OH）2的溶解度约为1.16×

10－3g。

（2）当c（Mg2＋）·

c2（OH－）＝3.2×

10－11时开始生成Mg（OH）2沉淀，则c2（OH－）＝

＝1.6×

10－9，解得c（OH－）＝4×

（3）由于Ksp[Cu（OH）2]小于Ksp[Mg（OH）2]，所以离子的浓度商首先达到并大于Ksp[Cu（OH）2]的数值而使Cu（OH）2先沉淀；

当两种沉淀共存时，此时的溶液对Mg（OH）2和Cu（OH）2而言都是饱和的，OH－、Mg2＋、Cu2＋同时满足Ksp[Cu（OH）2]和Ksp[Mg（OH）2]的关系，因为它们都在同一溶液中，Ksp[Cu（OH）2]和Ksp[Mg（OH）2]的关系式中c（OH－）应相等，所以

109。

【答案】　

（1）1.16×

10－3　

（2）4×

10－5　（3）Cu（OH）2　1.6×

109

[能力提升]

13．AlPO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示（T2＞T1）。

下列说法正确的是（　　）

A．图像中四个点的Ksp：

a＝b＞c＞d

B．AlPO4在b点对应的溶解度大于c点

C．AlPO4（s）

Al3＋（aq）＋PO

（aq）　ΔH＜0

D．升高温度可使d点移动到b点

【解析】　根据图像可知随着温度的升高溶度积常数逐渐增大，这说明溶解吸热，即随温度的升高溶度积常数增大，则图像中四个点的Ksp：

a＝c＝d＜b，A错误；

b点温度高，溶解度大，则AlPO4在b点对应的溶解度大于c点，B正确；

根据图像可知随着温度的升高溶度积常数逐渐增大，则AlPO4（s）

（aq）　ΔH＞0，C错误；

升高温度阴、阳离子浓度均增大，则不可能使d点移动到b点，D错误。

14．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1L0.2mol·

L－1HF溶液中加入1L0.2mol·

L－1CaCl2溶液，则下列说法中正确的是（　　）

A．25℃时，0.1mol·

L－1HF溶液的pH＝1

B．Ksp（CaF2）随温度和浓度的变化而变化

C．该体系中有CaF2沉淀产生

D．加入CaCl2溶液后体系中的c（H＋）不变

【解析】　由题中信息可知HF为弱酸，故25℃时，0.1mol·

L－1HF溶液的pH>

1，A项错误；

难溶电解质的溶度积只与温度有关，B项错误；

两溶液混合后可近似认为c（HF）＝0.1mol·

L－1，根据Ka（HF）＝

得c（F－）＝6×

L－1，则c（Ca2＋）·

c2（F－）＝3.6×

10－6>

Ksp（CaF2），故有CaF2沉淀产生，HF的电离平衡也因c（F－）减小而向电离方向移动，溶液中c（H＋）发生变化，故C项正确、D项错误。

15．常温下，取一定量的PbI2固体配成饱和溶液，t时刻改变某一条件，离子浓度变化如图所示，下列有关说法正确的是（　　）

A．常温下，PbI2的Ksp为2×

B．温度不变，向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液，PbI2的溶解度不变，Pb2＋浓度不变

C．t时刻改变的条件是升高温度，因而PbI2的Ksp增大

D．常温下Ksp（PbS）＝8×

10－28，向PbI2的悬浊液中加入Na2S溶液，PbI2（s）＋S2－（aq）

PbS（s）＋2I－（aq）反应的化学平衡常数为5×

1018。

【解析】　A项，PbI2（s）

Pb2＋（aq）＋2I－（aq），常温下，Ksp（PbI2）＝c2（I－）·

c（Pb2＋）＝（2×

10－3）2×

10－3＝4×

10－9；

B项，向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液，平衡左移，c（I－）减小，PbI2的溶度积常数不变，故c（Pb2＋）增大；

C项，t时刻改变的条件是增加碘离子浓度，且PbI2的Ksp不变；

D项，PbI2（s）＋S2－（aq）

PbS（s）＋2I－（aq）反应的化学平衡常数为K＝

＝5×

16．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/mol·

L－1]如图。

（1）pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是________。

（2）若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH为________。

a．<

1　　b．4左右　　c．>

6

（3）在Ni（OH）2溶液中含有少量的Co2＋杂质，_______________________

（填“能”或“不能”）通过调节溶液pH的方法来除去，理由是__________。

（4）要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水，生成[Cu（NH3）4]2＋，写出反应的离子方程式。

___________________________________

（5）已知一些难溶物的溶度积常数如下表：

物质

FeS

MnS

CuS

HgS

ZnS

6.3×

10－18

2.5×

10－13

1.3×

10－36

3.4×

10－28

6.4×

10－53

1.6×

10－24

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________（选填序号）除去它们。

①NaOH　　②FeS　　③Na2S

【解析】　

（1）据图知pH＝4～5时，Cu2＋开始沉淀为Cu（OH）2，因此pH＝3时，主要以Cu2＋形式存在。

（2）若要除去CuCl2溶液中的Fe3＋，以保证Fe3＋完全沉淀，而Cu2＋还未沉淀，据图知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）2＋4NH3·

H2O===[Cu（NH3）4]2＋＋2OH－＋4H2O。

（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，因此应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。

【答案】　

（1）Cu2＋　

（2）b

（3）不能　Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小

（4）Cu（OH）2＋4NH3·

H2O===[Cu（NH3）4]2＋＋2OH－＋4H2O

（5）②