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高二化学试题
高二化学试题(上)
第十二单元沉淀溶解平衡
(试卷总分100分,考试时间90分钟)
特别提示
本单元主要考查:
鲁科版选修4第3章第3节内容
解题时要注意:
①知道难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡,并能结合实例进行描述;②掌握难溶电解质的溶解平衡及溶解平衡的应用;③运用平衡移动原理分析、解决沉淀的溶解和沉淀的转化问题;④能描述沉淀溶解平衡,写出溶度积的表达式;掌握简单的利用KSP的表达式,计算溶液中相关离子的浓度;⑤知道溶度积的含义,知道溶度积是沉淀平衡的平衡常数、溶度积可以反映难溶电解质在水中的溶解能力;⑥培养知识迁移能力、动手实验的能力和逻辑推理能力。
重点、难点:
难溶电解质的溶解平衡,沉淀的转化,溶度积和溶解度的有关计算。
可能用到的相对原子质量:
H1C12O16Na23Al27S32Fe56Cu64
第I卷(选择题共54分)
一.选择题(本题包括18小题,每小题3分,共54分。
每小题只有一个选项符合题意)
1.下列说法正确的是()
A.溶度积小的物质一定比溶度积大的物质溶解度小
B.对同类型的难溶物,溶度积小的一定比溶度积大的溶解度小
C.难溶物质的溶度积与温度无关
D.难溶物的溶解度仅与温度有关
1.B(解析:
只有同种类型的才能比较;溶度积与物质的性质及温度有关。
)
2.有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是()
A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但速率相等
B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-
C.升高温度,AgCl沉淀的溶解度减小
D.向AgCl沉淀中加入NaCl固体,AgCl沉淀的溶解度不变
2.A(解析:
沉淀溶解平衡和其他平衡一样,是动态平衡。
)
3.向5mLNaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液,出现白色沉淀,继续滴加一滴KI溶液并振荡,沉淀变为黄色,再滴入一滴Na2S溶液并振荡,沉淀又变为黑色,根据上述变化过程,分析此三种沉淀物的溶解度关系为()
A.AgCl=AgI=Ag2SB.AgCl C.AgCl>AgI>Ag2SD.AgI>AgCl>Ag2S 3.C(解析: 沉淀向着溶解度减小的方向转化,即向降低离子浓度的方向转化) 4.下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是() A.反应开始时,溶液中各离子的浓度相等 B.沉淀溶解达到平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等 C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变 D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解 4.B(解析: 反应开始时,各离子的浓度没有必然的关系;沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度不变,不一定相等;沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,由于固体的浓度为常数,平衡不移动。 ) 5.在平衡体系Ca(OH)2(s) Ca2++2OH-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 5.B(解析: 只有选项B加入少量Na2CO3固体后,生成CaCO3沉淀,钙离子的浓度减小,平衡向右移动,使c(Ca2+)减小,c(OH-)增大) 6.将100mL0.1mol/L的AgNO3溶液加入足量的NaCl和NaF的混合溶液中,产生1.435g沉淀,则下列说法中正确的是() A.产生的沉淀为AgClB.产生的沉淀为AgF C.产生的沉淀为AgCl和AgFD.AgF难溶于水 6.A(解析: AgF易溶于水) 7.在BaSO4饱和溶液中加入少量的BaCl2溶液产生BaSO4沉淀,若以Ksp表示BaSO4的溶度积,则平衡后溶液中() A.[Ba2+]=[SO42-]=(Ksp)1/2 B.[Ba2+]·[SO42-]>Ksp,[Ba2+]=[SO42-] C.[Ba2+]·[SO42-]=Ksp[Ba2+]>[SO42-] D.[Ba2+]·[SO42-]≠Ksp[Ba2+]<[SO42-] 7.C(解析: 温度不变溶度积不变,原溶液是饱和溶液,加入BaCl2溶液产生沉淀,但[Ba2+]增大的部分不可能完全转化。 ) 8.在一定温度下,某硫酸铜饱和溶液蒸发ag水后,同时析出Wg胆矾。 若保持温度不变,剩余溶液的质量分数为() 8.B(解析: 因为原溶液是饱和溶液,所以ag水和Wg胆矾的组合即为该温度下的饱和溶液) 9.AgCl和Ag2CrO4的溶度积分别为1.8×10-10和2.0×10-12,若用难溶盐在溶液中的浓度来表示其溶解度,则下面的叙述中正确的是() A.AgCl和Ag2CrO4的溶解度相等 B.AgCl的溶解度大于Ag2CrO4 C.两者类型不同,不能由溶度积的大小直接判断溶解能力的大小 D.都是难溶盐,溶解度无意义 9.C(解析: 根据溶度积来判断溶解度或溶解能力,必须是相同类型的物质才能比较) 10.Mg(OH)2在下列四种情况下,其溶解度最大的是() A.在纯水中B.在0.1mol·L-1的HAc溶液中 C.在0.1mol·L-1的NH3·H2O溶液中D.在0.1mol·L-1的MgCl2溶液中 10.B(解析: Mg(OH)2沉淀溶解平衡中,电离出的OH-与醋酸电离出来的H+反应,c(OH-)减小,溶解平衡向右移动,促进了溶解,所以溶解度增大。 ), 11.在盛有饱和碳酸钠溶液的烧杯中,插入惰性电极进行电解。 若电解过程中始终保持温度不变,则通电一段时间后() A.溶液的pH值增大B.溶液中水分子数与碳酸根离子数之比将变大 C.溶液中有晶体析出D.溶液中Na+的数目不变 11.C(解析: 电解饱和碳酸钠溶液实为电解水,水少了,必然析出晶体。 而溶液中水分子数与碳酸根离子数之比不会变大。 可能变小,如原溶液很稀且析出的水多;也可能不变,如原溶液是饱和溶液。 ) 12.下列难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度最大的是() A.AgCl( );B.Ag2CO3( ); C.Ag2CrO4( );D.AgBr( ) 12.B(解析: 利用Ksp判断溶解度的大小必须是同种类型,据此可知: 在AgCl的饱和溶液中Ag+浓度大于AgBr中的,Ag2CO3的饱和溶液中Ag+浓度大于Ag2CrO4中的;然后再具体计算AgCl和Ag2CO3的饱和溶液中Ag+浓度。 ) 13.一定温度下,某饱和碳酸钠溶液中碳酸钠的质量分数为w%,加入ag无水碳酸钠可析出bg碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O),则溶液中溶质的质量减少() A.(b-a)gB.(b-a)×wgC.( -a)gD.(b-a)×w% 13.D(解析: 依据题意,从溶液中析出的质量为(b-a)g。 ) 14.把Ca(OH)2放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡: Ca(OH)2(s) Ca2++2OH-下列说法正确的是() A.恒温下向溶液中加CaO,溶液的pH升高 B.给溶液加热,溶液的pH升高 C.向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加 D.向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变 14.C(解析: 恒温下的饱和溶液,浓度不变pH不变;加热,氢氧化钙的溶解度降低,平衡向逆移动,pH减小;加入Na2CO3溶液,生成CaCO3,虽然平衡向右移动Ca(OH)2固体减小,但固体质量还是增加了;加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量增加。 ) 15.某温度下CuSO4的溶解度是25g,若温度不变,将32g无水CuSO4粉末撒入ng水中形成饱和溶液,并有CuSO4·5H2O晶体析出,则n的取值范围是() A.18≤n≤128B.36<n<180C.18<n<128D.36≤n≤180 15.C(解析: 用极端法解题,若全形成饱和溶液,n=(100/25)×32=128;若全形成CuSO4·5H2O,n=(90/160)×32=18。 因既有CuSO4·5H2O又有饱和溶液存在,所以n的取值范围是: 18<n<128。 答案选C) 16.t℃时某盐饱和溶液的质量分数为26.8%,取一定量的此饱和溶液,向其中加入wg无水盐。 在t℃时,析出mg含结晶水的该盐的晶体,则从饱和溶液中析出的溶质的质量为() A.m×26.8%B.m-wC.(w+m)×26.8%D.(m-w)×26.8% 16.D(解析: 原溶液是饱和溶液,加入wg无水盐后必然会析出晶体,mg晶体减去wg无水盐就是原溶液中析出的部分饱和溶液的质量,再与质量分数相乘就是从溶液中析出的溶质的质量) 17.1LAg2CrO4(式量303.8)饱和溶液中,溶有该溶质0.06257g,若不考虑离子强度、水解等因素,Ag2CrO4的Ksp是() A.3.5×10-11B.2.36×10-11 C.4.24×10-8D.8.74×10-12 17.A(解析: 先计算1L溶液中溶解的Ag2CrO4的物质的量,再计算阴阳离子的物质的量浓度,然后据溶度积的定义计算即可。 ) 18.Mg(OH)2在298.15K时的Ksp值为5.61×10-12mol3·L-3,则该温度时[Mg2+]为() A.1.12×10-2mol/LB.1.12×10-4mol/L C.5.61×10-4mol/LD.2.37×10-6mol/L 18.B[解析: Mg(OH)2(s) Mg2+ +2OH-设Mg(OH)2的溶解度为S,在饱和溶液中,[Mg2+]=S,[OH-]=2SKsp(Mg(OH)2)=[Mg2+]·[OH-]2=S(2S)2=4S3=5.61×10-12 所以: ] 第II卷(非选择题共46分) 二.(本题包括7小题,共46分) 19.(6分)己知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡Ca(OH)2(s) Ca2++2OH-,CaCO3(s) Ca2++CO32-。 在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2,CO2等,为了除去有害气体SO2变废为宝,常常用粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气,反应产物为石膏。 (1)写山上述两个反应的化学方程式: ①S02与CaCO3悬浊液反应 ②S02与Ca(OH)2悬浊液反应 (2)试说明用熟石灰的悬浊液而不用澄清石灰水的理由 19.答案: (每空2分,共6分) (1)①2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4·H2O)+2CO2或 2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4·H2O)+2CO2 ②2SO2+O2+2Ca(OH)2+2H2O=2(CaSO4·2H2O)或 2SO2+O2+2Ca(OH)2=2CaSO4+2H2O (2)Ca(OH)2微溶于水,石灰水中Ca(OH)2浓度小,不利于吸收SO2 20.(6分)已知难溶于水的盐在水中存在溶解平衡,例如氯化银在水中的溶解平衡表示如下: AgCl(固) Ag++Cl- 在一定温度下,水溶液中Ag+和Cl-的物质的量浓度的乘积为一常数,可用Ksp表示: Ksp=[Ag+][Cl-]=1.8×10-10。 现把足量AgCl分别加入: ①100mL蒸馏水;②100mL0.1mol·L-1的AlCl3溶液中; ③100mL0.1mol·L-1的HCl溶液中; ④1000mL0.1mol·L-1的MgCl2溶液中, 充分搅拌后,Ag+浓度由大到小的顺序是______________。 在0.1mol·L-1AlCl3溶液中,Ag+的物质的量浓度为________________________。 20.解析: 根据题给信息,[Ag+][Cl-]为一常数,在加入AgCl的溶液中[Cl-]越大,[Ag+]则越小。 故[Ag+]由小到大的顺序是: ①③④②,且与溶液的体积无关。 在0.1mol·L-1氯化铝溶液中[Ag+]=1.8×10-10/0.1×3=6×10-10mol·L-1。 答案: (每空3分,共6分)①③④②6×10-10mol·L-1 21.(6分) (1)已知在常温下,FeS的Ksp=6.25×10-18,求此温度下FeS的溶解度(设饱和溶液密度为1g·mL-1)______________________________; (2)又知常温下,H2S饱和溶液中,H+与S2-间存在着[H+]2[S2-]=1.0×10-22。 在该温度,将足量FeS投入H2S饱和溶液中,欲使溶液中[Fe2+]达到1mol·L-1,应调节溶液的pH值为_____________________________。 21.答案: (每空3分,共6分) (1)S=2.2×10-6g; (2)pH=2.4 22.(7分)以BaS为原料制备Ba(OH)2·8H2O的过程是: BaS与HCl反应,所得溶液在70℃~90C时与过量NaOH溶液作用,除杂、冷却后得到Ba(OH)2·8H2O晶体。 据最新报道,生产效率高、成本低的Ba(OH)2·8H2O晶体的新方法是使BaS与CuO反应 (1)新方法的反应方程式为: ; (2)该反应反应物CuO是不溶物,为什么该反应还能进行: ; (3)简述新方法生产效率高、成本低的原因______________________________________ ________________________________________________________________________。 22.答案: (共7分) (1)BaS+CuO+9H2O=Ba(OH)2·8H2O+CuS[也可写Ba(OH)2](2分) (2)CuS的溶度积比CuO小得多(更难溶),有利于该反应正向进行。 (2分) (3)CuS为难溶物(未反应的CuO也不溶),过滤后,将滤液浓缩、冷却,就可在溶液中析出Ba(OH)2·8H2O晶体,故生产效率高;CuS在空气中焙烧氧化可得CuO与SO2,故CuO可反复使用(SO2可用于制硫的化合物),因而成本低。 (3分) 23.(6分)A,B两种化合物的溶解度曲线如图,现要用结晶法从A、B混合物中提取A(不考虑A、B共存时对各自溶解度的影响)。 (1)取50g混合物,将它溶入100g热水,然后冷却至20℃。 若要A析出而B不析出,则B的质量分数B%最高不能超过___________________, (2)取wg混合物,将它们溶入100g热水,然后冷却至10℃。 若要使A析出而B不析出,请写出下列两种情况下,混合物A的质量分数(A%)应满足什么关系式: 当w<a+b时,A%________________;当w>a+b时,A%________________。 23.答案: (每空2分,共6分) (1)B%≤40% ; (2)A%>a/w;A%>(w-b)/w 24.(7分) (1)将一定量镁粉逐渐加入饱和FeCl3的棕黄色溶液中,首先看到溶液变成红褐色,并产生气泡;后来有少量的红褐色沉淀生成。 请回答下列问题: ①红褐色溶液是____________________,气泡的成分是________________。 ②用简洁的文字和反应方程式解释该实验的现象____________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)已知Ksp[Fe(OH)3]=1.25×10-38,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,当溶液中某离子的浓度小于1×10-5mol·L-1时,可认为该离子已沉淀完全。 又知: lg2=0.3,lg5=0.7,则在Fe3+ 和Mg2+的浓度均为0.1mol·L-1的溶液中: ①什么沉淀也不生成时的最大pH应控制为____________________, ②已知: pH=4时,C(Fe3+)小于1×10-5,通过数据分析说明,控制溶液的pH是否可将 Fe3+和Mg2+完全分离_________________________________________________________ _________________________________________________________________。 24.(7分) (1)①Fe(OH)3胶体(1分),H2(1分)②在FeCl3溶液中存在如下平衡: Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,当加入镁粉时,发生反应Mg+2H+=Mg2++H2↑,消耗溶液中的H+,使上述平衡向右移动,先生成Fe(OH)3胶体而使溶液变红褐色,后产生少量红褐色沉淀。 (2分) (2)①1.7(1分)②当Fe3+沉淀完全时C(H+)=1×10-4mol·L-1,C(OH-)=1×10-10mol·L-1则C(Mg2+)·C(OH-)2=0.1×(1×10-10)2=1×10-21〈Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,所以通过控制溶液的pH,可将Fe3+和Mg2+完全分离。 (2分) 25.(8分)已知: 某温度时,Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]=1.8×10-10 Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO2-4]=1.1×10-12 试求: (1)此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度,并比较两者的大小。 (2)此温度下,在0.010mo1·L-1的AgNO3溶液中,AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度,并比较两者的大小。 解: (1)AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO42-(aq) 2xx 则: (2x)2·x=Ksp 故: c(AgCl)<c(Ag2CrO4)(4分) (2)在0.010mol·L-1AgNO3溶液中,c(Ag+)=0.010mol·L-1 AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) 溶解平衡时: 0.010+xx (0.010+x)·x=1.8×10-10∵x很小,∴0.010+x≈0.010 x=1.8×10-8(mol·L-1)所以c(AgCl)=1.8×10-8(mol·L-1) 对于: Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO2-4(aq) 溶解平衡时: 0.010+xx (0.010+2x)2·x=1.1×10-12∵x很小,∴0.010+2x≈0.010 x=1.1×10-8(mol·L-1)∴c(Ag2CrO4)=1.1×10-8(mol·L-1) 故: c(AgCl)>c(Ag2CrO4)(4分)
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