难溶电解质的溶解平衡经典习题.docx
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难溶电解质的溶解平衡经典习题
难溶电解质的溶解平衡经典习题--
沉淀溶解平衡巩固练习
一、选择题
1.在100mL0.01mol·L-1KCl溶液中,加入1mL0.01mol·L-1的AgNO3溶液,下列说法正确的是(已知AgCl的Ksp=1.8×10-10mol2·L-2)( )
A.有AgCl沉淀析出 B.无AgCl沉淀析出
C.无法确定D.有沉淀但不是AgCl
2.已知CuSO4溶液分别与Na2CO3溶液、Na2S溶液的反应情况如下:
(1)CuSO4+Na2CO3
主要:
Cu2++CO
+H2O===Cu(OH)2↓+CO2↑次要:
Cu2++CO
===CuCO3↓
(2)CuSO4+Na2S
主要:
Cu2++S2-===CuS↓次要:
Cu2++S2-+2H2O===Cu(OH)2↓+H2S↑
下列几种物质的溶解度大小的比较中,正确的是( )
A.CuS
C.Cu(OH)2>CuCO3>CuSD.Cu(OH)2 3.常温下,Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数依次为: Ksp(Ag2SO4)=7.7×10-5、Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(AgI)=8.3×10-17。 下列有关说法中,错误的是( ) A.常温下,Ag2SO4、AgCl、AgI在水中的溶解能力依次减弱 B.在AgCl饱和溶液中加入NaI固体,有AgI沉淀生成 C.Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数之比等于它们饱和溶液的物质的量浓度之比 D.在Ag2SO4饱和溶液中加入Na2SO4固体有Ag2SO4沉淀析出 4.自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的ZnS或PbS,慢慢转变为铜蓝(CuS)。 下列分析正确的是( ) A.CuS的溶解度大于PbS的溶解度 B.原生铜的硫化物具有还原性,而铜蓝没有还原性 C.CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2++S2-===CuS↓ D.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应 5.下表为有关化合物的pKsp,pKsp=-lgKsp。 某同学设计实验如下: ①向AgNO3溶液中加入适量NaX溶液,得到沉淀AgX;②向①中加NaY,则沉淀转化为AgY;③向②中加入Na2Z,沉淀又转化为Ag2Z。 则表中a、b、c的大小关系为( ) 相关化合物 AgX AgY Ag2Z pKsp a b c A.a>b>cB.a<b<c C.c<a<bD.a+b=c 6.工业上采用湿法炼锌过程中,以ZnSO4为主要成分的浸出液中,含有Fe3+、Fe2+、Cu2+、Cl-等杂质,这些杂质对锌的电解工序有妨碍,必须事先除去。 现有下列试剂可供选择: ①酸性KMnO4溶液 ②NaOH溶液 ③ZnO ④H2O2溶液 ⑤Zn ⑥Fe ⑦AgNO3 ⑧Ag2SO4下列说法不正确的是( ) A.用酸性KMnO4溶液将Fe2+氧化成Fe3+,再转化为Fe(OH)3沉淀除去 B.用ZnO调节浸出液的酸碱性,可使某些离子形成氢氧化物沉淀 C.在实际生产过程中,加入Ag2SO4可除去Cl-,是利用了沉淀转化的原理 D.也可以用ZnCO3代替ZnO调节溶液的酸碱性 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·L-1 B.所得溶液中由水电离产生的c(H+)=10-13mol·L-1 C.所加的烧碱溶液pH=13.0 D.所得溶液中的c(Mg2+)=5.6×10-10mol·L-1 8.某温度时,Ag2SO4在水中的沉淀溶解曲线如下图所示。 该温度下,下列说法正确的是( ) A.含有大量SO 的溶液中肯定不存在Ag+ B.0.02mol/L的AgNO3溶液与0.2mol/L的Na2SO4溶液等体积混合不会生成沉淀 C.Ag2SO4的溶度积常数(Ksp)为1×10-3 D.a点表示Ag2SO4的不饱和溶液,蒸发可以使溶液由a点变到b点 二、非选择题 9. (1)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液,溶液中的c(Ag+)是多少? (2)已知Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,则将Mg(OH)2放入蒸馏水中形成饱和溶液,溶液的pH为多少? (3)在0.01mol·L-1的MgCl2溶液中,逐滴加入NaOH溶液,刚好出现沉淀时,溶液的pH是多少? 当Mg2+完全沉淀时,溶液的pH为多少? 10.已知: 25℃时,Ksp(BaSO4)=1×10-10,Ksp(BaCO3)=1×10-9。 (1)医学上进行消化系统的X射线透视时,常使用BaSO4作内服造影剂。 胃酸酸性很强(pH约为1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是(用溶解平衡原理解释)__________________________________。 万一误服了少量BaCO3,应尽快用大量0.5mol/LNa2SO4溶液给患者洗胃,如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化,残留在胃液中的Ba2+浓度仅为________mol/L。 (2)长期使用的锅炉需要定期除水垢,否则会降低燃料的利用率。 水垢中含有的CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。 ①CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为___________________________________。 ②请分析CaSO4转化为CaCO3的原理: ________________________________。 11.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)如图所示。 (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______________(填序号)。 A.<1 B.4左右 C.>6 (3)在Ni(NO3)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)已知一些难溶电解质的溶度积常数如下表: 物质 FeS MnS CuS Ksp 6.3×10-18 2.5×10-13 1.3×10-35 物质 PbS HgS ZnS Ksp 3.4×10-28 6.4×10-33 1.6×10-24 为除去某工业废水中含有的Cu2+、Pb2+、Hg2+杂质,最适宜向此工业废水中加入过量的________(填序号)。 A.NaOH B.FeS C.Na2S 12.铁、铜单质及其化合物应用范围很广。 现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O),为制取纯净的CuCl2·2H2O,首先将其制成水溶液,然后按如图步骤进行提纯: 已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表: Fe3+ Fe2+ Cu2+ 氢氧化物开始沉淀时的pH 1.9 7.0 4.7 氢氧化物完全沉淀时的pH 3.2 9.0 6.7 请回答下列问题: (1)加入氧化剂的目的是________________________。 (2)最适合作氧化剂X的是__________。 A.K2Cr2O7 B.NaClO C.H2O2 D.KMnO4 (3)加入的物质Y是__________。 (4)若不用物质Y而是直接用碱能不能达到目的? ______(填“能”或“不能”)。 若能,不用回答;若不能,试解释原因______________________________________________。 (5)最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2·2H2O晶体? ________(填“能”或“不能”)。 若能,不用回答;若不能,回答该如何操作? ________________________________________。 (6)若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙,产生的现象是_____________________。 (7)若向溶液Ⅱ中加入镁粉,产生的气体是________。 试解释原因_________________。 答案 难溶电解质的溶解平衡 1.A 2.A 3.D 4.D 5.选B 根据沉淀的转化原理可知,溶解度小的沉淀总是向着溶解度更小的转化,再结合pKsp=-lgKsp可知Ksp越小其pKsp越大,故B正确。 6.选A 用酸性KMnO4溶液氧化Fe2+时,会引入K+、Mn2+等新的杂质,这些离子在后续反应中难以除去,影响生产。 生产中应该使用H2O2溶液氧化Fe2+,然后加入ZnO或ZnCO3调节溶液的pH,使Fe3+等离子形成沉淀。 Ag2SO4的溶解度大于AgCl,所以用Ag2SO4除去Cl-利用了沉淀转化的原理。 7.C 8.B 9.选C 由数据可知A选项正确;Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),说明AgI更难溶,B选项正确;Ksp(Ag2SO4)=c2(Ag+)·c(SO ),Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),Ksp(AgI)=c(Ag+)·c(I-),显然C选项错误;Ag2SO4饱和溶液中存在沉淀溶解平衡: Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+SO (aq),加入Na2SO4固体,SO 的浓度增大,平衡逆向移动,有Ag2SO4固体析出,D选项正确。 10.选B A项,Mg(OH)2与MgF2同属于AB2型沉淀,可根据Ksp的大小比较离子浓度,Ksp[Mg(OH)2]比Ksp(MgF2)小,说明饱和Mg(OH)2溶液中的c(Mg2+)更小;B项,因Mg(OH)2+2NH ===Mg2++2NH3·H2O,而使c(Mg2+)增大;C项,Ksp不随浓度的改变而改变;D项加入NaF,当c(Mg2+)·c2(F-)>Ksp(MgF2)时有MgF2析出。 11.解析: (1)BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO (aq),由于Ba2+、SO 均不与H+反应,无法使平衡移动。 c(Ba2+)= =2×10-10mol/L。 答案: (1)对于平衡BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO (aq),H+不能减少Ba2+或SO 的浓度,平衡不能向溶解的方向移动 2×10-10 (2)①CaSO4(s)+CO (aq)===CaCO3(s)+SO (aq) ②CaSO4存在沉淀溶解平衡,加入Na2CO3溶液后,CO 与Ca2+结合生成CaCO3沉淀,Ca2+浓度减小,使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动 12.解析: (1)由图可知,在pH=3时溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀。 (2)除去Fe3+的同时必须保证Cu2+不能沉淀,因此pH应保持在4左右。 (3)从图示关系可看出,Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小,不能通过调控pH而达到分离的目的。 (4)要使三种离子生成沉淀,最好选择难溶于水的FeS,使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀,同时又不会引入其他离子。 答案: (1)Cu2+ (2)B (3)不能 Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小 (4)B 13. (1)2.0mol/L (2)NH4Cl (3)n(CO2)= =4.00×10-2mol, n(MgO)= =5.00×10-2mol, n(H2O)= =5.00×10-2mol, n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)=5.00×10-2∶4.00×10-2∶5.00×10-2=5∶4∶5, 碳式碳酸镁的化学式为Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O。 (4)升高 14.解析: (1)由Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH知,当Fe2+开始沉淀时,Cu2+已经沉淀完全;而当Fe3+沉淀完全时,Cu2+尚未沉淀,所以除去Cu2+中的Fe2+时,需将Fe2+氧化成Fe3+后除去。 (2)加入的氧化剂能把Fe2+氧化成Fe3+,同时又不能引入新杂质,所以应选用H2O2。 (3)当除去Cu2+中的Fe3+时,可以利用Fe3+的水解: Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,所以加入的物质Y应具有以下条件: ①能与H+反应,使水解平衡向正反应方向移动,从而使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去;②不能引入新杂质,满足该条件的物质Y可以是CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3。 (4)若直接加碱使Fe3+沉淀的同时,也能使Cu2+沉淀。 (5)若直接蒸发结晶将得不到CuCl2·2H2O晶体,因为在对CuCl2溶液蒸发的过程中,CuCl2水解产生的HCl从溶液中挥发出来,导致CuCl2水解平衡向正反应方向移动,最终得到Cu(OH)2或CuO,而得不到CuCl2·2H2O晶体。 为了抑制CuCl2水解,应在HCl气流中加热蒸发结晶。 (6)在溶液Ⅱ中存在FeCl3、CuCl2的水解平衡,溶液呈酸性,加入的碳酸钙与水解产生的H+反应,导致c(H+)减小,水解平衡向正反应方向移动,直至反应完全,所以产生气泡和沉淀,同时碳酸钙溶解。 (7)在溶液Ⅱ中存在FeCl3、CuCl2的水解平衡,溶液呈酸性,加入的镁粉与水解产生的H+反应,导致c(H+)减小,水解平衡向正反应方向移动,直至反应完全,所以产生氢气和Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀。 答案: (1)将Fe2+氧化成Fe3+,便于生成沉淀与Cu2+分离 (2)C (3)CuO[Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3也可以] (4)不能 加碱使Fe3+沉淀的同时也能使Cu2+沉淀 (5)不能 应在HCl气流中加热蒸发结晶 (6)碳酸钙溶解,产生气泡和沉淀 (7)氢气(H2) 镁粉与FeCl3、CuCl2水解产生的H+反应而生成氢气
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- 电解质 溶解 平衡 经典 习题