高二化学寒假作业同步练习题难溶电解质的溶解平衡Word文档下载推荐.docx
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a.通入H2S除去Cu2+的离子方程式:
H2S+Cu2+===CuS↓+2H+。
b.加入Na2S除去Hg2+的离子方程式:
Hg2++S2-===HgS↓。
c.同离子效应法:
增大溶解平衡中离子浓度,使平衡向沉淀的方向移动。
2.沉淀的溶解
(1)沉淀溶解的原理
根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子,使平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。
(2)沉淀溶解的方法
①酸溶解法:
用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。
如CaCO3难溶于水,却易溶于盐酸,原因是:
CaCO3在水中存在溶解平衡为CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO
(aq),当加入盐酸后发生反应:
CO
+2H+===H2O+CO2↑,c(CO
)降低,溶解平衡向溶解方向移动。
②盐溶液溶解法:
Mg(OH)2难溶于水,能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。
溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为Mg(OH)2+2NH
===Mg2++2NH3·
H2O。
三、溶度积常数
1.概念
在一定温度下,沉淀达溶解平衡后的溶液为饱和溶液,其离子浓度不再发生变化,溶液中各离子浓度幂之积为常数,叫做溶度积常数(简称溶度积),用Ksp表示。
2.表达式
AmBn(s)
mAn+(aq)+nBm-(aq)
Ksp=cm(An+)·
cn(Bm-)。
如Fe(OH)3的Ksp=c(Fe3+)·
c3(OH-)。
3.意义
Ksp的大小反映难溶电解质的溶解能力。
(1)相同类型的难溶电解质,溶度积小的电解质,其溶解能力小。
(2)不同类型的难溶电解质,溶度积小的电解质,其溶解能力不一定比溶度积大的溶解能力小。
4.应用——溶度积规则
通过比较溶度积与溶液的离子积Qc的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解:
(1)Qc>
Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。
(2)Qc=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态。
(3)Qc<
Ksp,溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。
5.影响因素
溶度积Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关,与浓度无关。
1.已知25℃时,AgCl的溶度积Ksp=1.8×
10-10,则下列说法正确的是
A.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,Ksp值变大
B.AgNO3溶液与NaCl溶液混合后的溶液中,一定有c(Ag+)=c(Cl-)
C.温度一定时,当溶液中c(Ag+)·
c(Cl-)=Ksp时,此溶液中必有AgCl的沉淀析出
D.Ksp(AgI)<
Ksp(AgCl),所以S(AgI)<
S(AgCl)
【答案】D
【解析】Ksp只与温度有关,A项错误;
混合后Ag+或Cl-可能有剩余,但不一定有c(Ag+)=c(Cl-),B项错误;
Qc=Ksp时达到溶解平衡,没有AgCl沉淀析出,C项错误;
比较物质的溶解度大小时,要注意物质的类型相同且化学式中阴阳离子的个数比相同,溶度积越小,其溶解度也越小。
如果不同,则不能直接利用溶度积的大小来比较其溶解性,需转化为溶解度进行比较,否则容易误判,D项正确。
答案选D。
2.把氢氧化钙放入蒸馏水中,一段时间后达到如下平衡:
Ca(OH)2(s)
Ca2+(aq)+2OH-(aq),加入以下物质,可使Ca(OH)2减少的是
A.Na2SB.AlCl3
C.NaOHD.CaCl2
【答案】B
【解析】Na2S水解显碱性,增大了溶液中OH-的浓度;
NaOH会提供大量OH-;
CaCl2会增大Ca2+的浓度,所以A、C、D选项都会使溶解平衡向生成沉淀的方向移动使Ca(OH)2增多。
AlCl3中的Al3+可与OH-发生反应生成Al(OH)3沉淀,使平衡向溶解的方向移动,促进Ca(OH)2的溶解。
答案选B。
3.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.CuS的溶解度比MnS的溶解度小
B.该反应达到平衡时:
c(Cu2+)=c(Mn2+)
C.往平衡体系中加入少量Cu(NO3)2(s)后,c(Mn2+)变大
D.该反应平衡常数:
K=
【解析】工业品MnCl2溶液中含有Cu2+、Pb2+等离子,加入过量难溶电解质MnS,可使Cu2+、Pb2+等离子形成沉淀,以制取纯净MnCl2,原理利用的是沉淀转化的反应关系,沉淀转化的条件是向更难溶的方向进行,说明生成的
CuS、PbS溶解性小于MnS,A项正确;
该反应达到平衡时,铜离子的浓度不一定等于锰离子的浓度,B项错误;
往平衡体系中加入少量Cu(NO3)2(s)后,平衡向右移动,所以c(Mn2+)变大,C项正确;
该反应平衡常数表达式:
=
,D项正确。
4.己知AgCl在水中的溶解是吸热过程。
不同温度下,AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
己知T1温度下Ksp(AgCl)=1.6×
10-9,下列说法正确的是
A.T1>T2
B.a=4.0×
10-5
C.M点溶液温度变为T1时,溶液中Cl-的浓度不变
D.T2时饱和AgCl溶液中,c(Ag+)、c(Cl-)可能分别为2.0×
10-5mol/L、4.0×
10-5mol/L
【解析】氯化银在水中溶解时吸收热量,温度越高,Ksp越大,在T2时氯化银的Ksp大,T2>T1,A项错误;
氯化银溶液中存在着溶解平衡,根据氯化银的溶度积常数可知a=
=4.0×
10-5,B项正确;
氯化银的溶度积常数随温度减小而减小,则M点溶液温度变为T1时,溶液中Cl-的浓度减小,C项错误;
T2时氯化银的溶度积常数大于1.6×
10-9,所以T2时饱和AgCl溶液中,c(Ag+)、c(Cl-)不可能为2.0×
10-5mol/L,D项错误。
5.如图表示的是难溶氢氧化物在不同pH下的溶解度(S),下列说法正确的是
A.pH=3时溶液中铁元素的主要存在形式是Fe3+
B.若Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+杂质,可通过调节溶液pH的方法除去
C.若要分离溶液中的Fe3+和Cu2+,可调节溶液的pH为4
D.若向含有Cu2+和Ni2+的溶液中加入烧碱,Ni(OH)2优先沉淀
【答案】C
【解析】当pH=3时,Fe3+已沉淀完全,A项错误;
由于Ni2+和Co2+完全沉淀时的pH相差不大,故不宜通过调节溶液pH的方法除去,B项错误;
根据图可知向含有Cu2+和Ni2+的溶液中加入烧碱,Cu(OH)2优先沉淀,D项错误。
答案选C。
6.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
【解析】Ksp(CuCl)=c(Cu+)·
c(Cl-),在横坐标为1时,纵坐标lg
大于-6,所以Ksp(CuCl)的数量级是10-7,A项正确;
除去Cl-反应应该是Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl,B项正确;
加入Cu越多,Cu+浓度越高,除Cl-效果越好,但同时溶液中,Cu2+浓度也增大,会在阴极被还原为Cu,影响炼锌的产率和纯度,C项错误;
在没有Cl-存在的情况下,反应2Cu+=Cu2++Cu趋于完全,D项正确。
7.25℃时,三种难溶银盐的Ksp与颜色如下表,下列说法正确的是
AgCl
Ag2CrO4
AgI
颜色
白
砖红
黄
Ksp
1.8×
10-10
1.0×
10-12
8.5×
10-17
A.AgCl、Ag2CrO4、AgI饱和溶液中c(Ag+)依次减小
B.Ag2CrO4饱和溶液中c(Ag+)约为1.0×
10-6mol·
L-1
C.向AgCl悬浊液中加入足量KI溶液,沉淀将由白色转化为黄色
D.向等浓度的KCl与K2CrO4的混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,将生成砖红色沉淀
【解析】AgCl饱和溶液中c(Ag+)=
mol·
L-1=
×
10-5mol·
L-1,Ag2CrO4饱和溶液中c(Ag+)=
10-4mol·
L-1,A、B、D项均错误;
溶解度小的沉淀可转化为溶解度更小的沉淀,所以向AgCl悬浊液中加入足量KI溶液,会有黄色沉淀产生,C项正确。
8.25℃时,Ksp(BaSO4)=1×
10-10,Ksp
(BaCO3)=2.6×
10-9。
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的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,
D.BaSO4悬浊液中加入Na2CO3浓溶液,BaSO4不可能转化为BaCO3
【解析】Ksp(BaSO4)<
Ksp(BaCO3),所以同浓度的Na2SO4和Na2CO3混合溶液中滴加BaCl2溶液,BaSO4先析出,A项正确;
BaCO3悬浊液中加入少量的新制氯水,氯水显酸性,消耗溶液中的CO32-,促进碳酸钡的溶解平衡右移,因此c(Ba2+)增大,B项正确;
BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中,
,C项正确;
只要溶液中c(CO
)·
c(Ba2+)>
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项错误。
9.
(1)向0.1mol/L的AgNO3溶液中加入等体积0.1mol/L的NaCl和0.1mol/L的NaBr混合液,生成的沉淀主要是_______。
(2)取等体积的AgCl和AgI饱和溶液混合,再加入足量AgNO3溶液,生成的沉淀主要是____。
(3)现向含AgBr的饱和溶液中:
①加入固体AgNO3,则c(Ag+)____(填“变大”“变小”或“不变”,下同);
②加入更多的AgBr固体,则c(Ag+)___;
③加入AgCl固体,则c(Br-)___,c(Ag+)___;
④加入Na2S固体,则c(Br-)___,c(Ag+)___。
【答案】
(1)AgBr
(2)AgCl(3)①变大②不变③变小变大④变大变小
【解析】
(1)AgNO3的量不足,先生成溶解度更小的AgBr。
(2)由于AgCl溶解度大,混合溶液中c(Cl-)大,加入AgNO3主要生成AgCl沉淀。
(3)①向AgBr饱和溶液中加入AgNO3,c(Ag+)增大,溶解平衡逆向移动。
②加入AgBr固体,对溶解平衡无影响,c(Ag+)不变。
③因AgCl溶解度大于AgBr,加入AgCl固体时,溶解电离出Ag+,使c(Ag+)增大,溶解平衡向左移动,c(Br-)变小。
④因Ag2S溶解度小于AgBr,加入Na2S固体时,生成Ag2S,溶解平衡向右移动,c(Br-)增大,但c(Ag+)减小。
10.为了测定碳酸氢钠中杂质氯元素(离子状态)的含量,先称取ag试样用蒸馏水溶解,再用足量稀硝酸酸化,配成100mL溶液,取出20mL注入锥形瓶中,然后用cmol·
L-1AgNO3标准溶液滴定Cl-,K2CrO4溶液为指示剂。
已知:
常温下Ksp(AgCl)=2×
10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1.12×
10-12,Ag2CrO4为砖红色。
(1)AgNO3的水溶液呈___(填“酸”、“中”、“碱”)性,原因是(用离子方程式表示):
___;
(2)当Cl-恰好沉淀完全即溶液中残余c(Cl-)=1.0×
10-5mol·
L-1,则此时溶液中的c(CrO
)为___mol·
L-1。
(3)滴定过程中,使用棕色滴定管的原因是___;
(4)当最后一滴AgNO3滴入,___停止滴定。
(5)若此时消耗了AgNO3标准溶液VmL,则碳酸氢钠样品中杂质氯元素的质量分数表达式为___。
(6)下列情况会造成实验测定结果偏低的是___。
a.盛放AgNO3溶液的滴定管水洗后未用标准液润洗
b.滴定管滴定前尖嘴部分有气泡,滴定后消失
c.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
(1)酸Ag++H2O
AgOH+H+
(2)2.8×
10-3
(3)防止硝酸银见光分解
(4)出现砖红色沉淀且在半分钟内不再消失时
(5)
100%
(6)c
(1)Ag+对应的碱为AgOH,属于弱碱,故Ag+在水中会发生水解:
Ag++H2O
AgOH+H+,导致溶液呈酸性;
(2)由氯化银与铬酸银的溶度积可知,氯化银的溶解度小于铬酸银,所以当Cl-恰好沉淀完全时,铬酸银正好开始沉淀,则溶液中银离子浓度为2×
10-10mol/L÷
1×
10-5mol/L=2×
10-5mol/L,此时溶液中的c(CrO42-)=(1.12×
10-12)÷
(2×
10-5)2=2.8×
10-3mol·
L-1;
(3)由于硝酸银见光分解,使用棕色滴定管的原因是防止硝酸银见光分解;
(4)当Cl-恰好沉淀完全时,铬酸银正好开始沉淀,停止滴定,所以当观察到出现砖红色沉淀且在半分钟内不再消失时停止滴定;
(5)根据题给信息,滴定时发生的反应为Cl-+Ag+=AgCl↓,消耗了AgNO3标准溶液VmL时,n(AgNO3)=cV×
10-3mol,则碳酸氢钠样品中杂质氯元素的质量分数表达式为
100%;
③盛放AgNO3溶液的滴定管水洗后未用标准液润洗,硝酸银的浓度减小,滴定时所需硝酸银的体积增大,会造成实验测定结果偏高,a错误;
滴定管滴定前尖嘴部分有气泡,滴定后消失,使读出的硝酸银的体积增大,造成实验测定结果偏高,b错误;
滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,使读出的硝酸银的体积减小,造成实验测定结果偏低,c正确;
答案选c。
1.一定温度下,将足量的AgCl分别加入下列物质中,①20mL0.01mol•L-1KCl;
②30mL0.02mol•L-1CaCl2溶液;
③40mL0.03mol•L-1HCl溶液;
④10mL蒸馏水;
⑤50mL0.05mol•L-1AgNO3溶液;
则AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是
A.①>
②>
③>
④>
⑤B.④>
①>
⑤
C.⑤>
③D.④>
⑤>
①
【解析】根据溶度积常数,氯离子浓度越大氯化银的溶解度越小,银离子浓度越大氯化银溶解度越小;
①20mL0.01mol•L-1KCl溶液中氯离子浓度是0.01mol•L-1;
②30mL0.02mol•L-1CaCl2溶液中氯离子浓度是0.04mol•L-1;
③40mL0.03mol•L-1HCl溶液中氯离子浓度是0.03mol•L-1;
④10mL蒸馏水中氯离子浓度是0mol•L-1;
⑤50mL0.05mol•L-1AgNO3溶液中银离子浓度是0.05mol•L-1;
所以AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是④>
⑤,B项正确。
2.往含I-和Cl-的稀溶液中滴入AgNO3溶液,沉淀的质量与加入AgNO3溶液体积的关系如右图所示。
则原溶液中c(I-)/c(Cl-)的比值为
A.(V2-V1)/V1B.V1/V2
C.V1/(V2-V1)D.V2/V1
【解析】当溶液中有两种或两种以上的离子可以与银离子产生沉淀时,溶解度小的沉淀先生成,由于AgI的溶解度小于AgCl,故反应可分为两阶段,第一阶段是I-与Ag+反应产生AgI沉淀,第二阶段是Cl-与Ag+生成AgCl沉淀,结合图像,I-、Cl-消耗的AgNO3溶液的体积比为V1:
(V2-V1),则I-与Cl-物质的量之比为V1:
(V2-V1),c(I-)/c(Cl-)=V1:
(V2-V1),C项正确。
3.在25℃时,向AgCl的白色悬浊液中,依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液,观察到的现象是先出现黄色沉淀,最终出现黑色沉淀。
已知有关物质的溶度积Ksp(25℃)如表所示:
Ag2S
10−10
8.3×
10−17
6.3×
10−50
下列叙述错误的是
A.沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动
B.溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀
C.AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解度相同
D.25℃时,在饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中,所含Ag+的浓度不同
【解析】沉淀转化的实质就是由难溶物质转化为更难溶的物质,故属于沉淀溶解平衡的移动,A项错误;
对于相同类型的难溶性盐,一般情况下溶度积大的沉淀较易转化成溶度积小的沉淀,如向AgCl的白色悬浊液中加入KI溶液,可生成AgI沉淀,B项错误;
由于溶度积是常数,故溶液中氯离子浓度越大,银离子浓度小,等浓度的氯化钠、氯化钙溶液中氯离子浓度不同,则氯化银在两溶液中的溶解度不同,C项正确;
饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中Ag+的浓度分别为:
、
,Ag+的浓度不同,D项错误。
4.已知Ksp(AgCl)=1.8×
10-10,Ksp(AgI)=1.0×
10-16。
下列关于难溶物之间转化的说法中错误的是
A.AgCl不溶于水,不能转化为AgI
B.两种难溶物的Ksp相差越大,难溶物就越容易转化为更难溶的物质
C.AgI比AgCl更难溶于水,所以AgCl可以转化为AgI
D.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
10-11mol/L
【答案】A
【解析】AgI比AgCl更难溶于水,AgCl可以转化为AgI,A项错误;
两种难溶物的Ksp相差越大,难溶物就越容易转化为更难溶的物质,B项正确;
AgI比AgCl更难溶于水,所以AgCl可以转化为AgI,C项正确;
饱和AgCl溶液中Ag+浓度为
10-5mol·
L-1,根据Qc>Ksp,I-的浓度必须不低于
mol/L=
10-11mol/L,D项正确;
答案选A。
5.以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度:
难溶电解质
Mg(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
溶解度/g
9×
10-4
1.7×
10-6
1.5×
3.0×
10-9
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:
①为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;
②为除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入足量的氢氧化镁,充分反应,过滤结晶即可;
③为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pH=a,过滤结晶即可。
请回答下列问题:
(1)上述三种除杂方案都能够达到很好的效果,Fe3+、Fe2+都被转化为__________________(填化学式)而除去。
(2)①中加入的试剂应该选择__________为宜,其原因是______________________________。
(3)②中除去Fe3+所发生的总反应的离子方程式为____________________________________。
(4)已知Fe(OH)3的Ksp=1×
10-35;
化学上通常认为残留在溶液中离子浓度小等于1×
10-5mol/L时,沉淀完全。
方案③中a最小值为________________。
(5)下列与方案③相关的叙述中,正确的是___________________________(填字母)。
A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质,不产生污染
B.将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
C.调节溶液pH=a可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D.Cu2+可以大量存在于pH=a的溶液中
E.在pH>
a的溶液中Fe3+一定不能大量存在
(1)Fe(OH)3
(2)氨水不会引入新的杂质
(3)2Fe3++3Mg(OH)2=3Mg2++2Fe(OH)3
(4)4
(5)ACDE
(1)上述三种除杂方案都能够达到很好的效果,Fe3+、Fe2+都被转化为Fe(OH)3而除去;
(2)①为除去氯化铵中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,为了不引入其它杂质离子,应加氨水使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀而除去,反应的离子方程式为Fe3++3NH3·
H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+;
(3)②中根据溶解度表可知Mg(OH)2易转化为Fe(OH)3,因此在氯化镁溶液中加入足量的Mg(OH)2可除去Fe3+,所发生反应的离子方程式为2Fe3++3Mg(OH)2=3Mg2++2Fe(OH)3;
(4)Fe(OH)3的Ksp=1×
10-35mol/L,当铁离子沉淀完全时,c(OH-)=
=1×
10-10mol/L,
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- 化学 寒假 作业 同步 练习题 电解质 溶解 平衡