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高中化学沪科技版(2020)选择性必修13.4难溶电解质的沉淀溶解平衡优秀同步测试题
展开3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡
学习聚焦
知识精讲
知识点01 沉淀溶解平衡的基本概念
难溶电解质在水中存在溶解和沉淀两个过程,难溶电解质通过溶解可以存在于水中,也可以从溶液中析出成为固体,这两个过程在一定条件下会达到动态平衡。本节我们就来学习沉淀溶解平衡及其规律,讨论影响沉淀溶解平衡移动的因素,并运用这一规律解释自然现象,解决生产、生活中的问题。
习惯上人们将在 100 g 水中溶解的质量小于 0.01 g 的电解质称为难溶电解质。将难溶电解质放入水中,就会发生溶解和沉淀两个过程。例如,把 AgCl 固体放入水中,
在水分子的作用下少量的 Ag+ 和 Cl—脱离 AgCl 固体表面进入到溶液中,成为水合离子,这是 AgCl 的溶解过程; 与此同时,溶液中的 Ag+ 和 Cl—受到 AgCl 表面正、负离子的吸引沉积到 AgCl 表面,这是 AgCl 的沉淀过程:
AgCl(s) 溶解⇌沉淀 Ag+(aq) + Cl—(aq)
【即学即练1】在自然界中,原生铜的硫化物转变成后遇到地壳深层的ZnS和PbS便慢慢转变为CuS。由此可知,下列物质中溶解度最小的是( )
A. B.ZnS C.PbS D.CuS
【答案】D
【解析】易溶于水,而ZnS、PbS、CuS难溶于水,原生铜的硫化物转变成后遇到地壳深层的ZnS和PbS便慢慢转变为CuS,根据溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的知,ZnS和PbS溶解度大于CuS,溶解度最小的是CuS;故答案为D。
知识点02 影响沉淀溶解平衡的因素
1、 内因:难溶电解质自身性质
2、 外因:温度、浓度、同离子效应
温度:温度越高,沉淀溶解越多,温度越低,沉淀溶解越少,但是氢氧化钙除外,对于氢氧化钙温度越高则温度越低。
浓度:对于沉淀溶解平衡而言,加水稀释将导致平衡向溶解方向移动
同离子效应:加入与电解质电离的离子相同的可溶性盐,平衡向生成沉淀的方向移动,溶解度减小。
加入其他物质:假如加入的离子将会与沉淀溶解产生的离子相反应,则将会导致沉淀向着溶解的方向移动。
沉淀溶解平衡与电离平衡的比较
相同点:沉淀溶解平衡与电离平衡都是化学平衡的一种,两种平衡移动都符合化学平衡移动的一般规律,其平衡移动都是可以由勒夏特列原理推测,皆存在平衡常数。
不同点:一、难溶电解质的电离可能既有强电解质也有弱电解质。
难电离物质只能是弱电解质。
二、难溶电解质皆为晶体,电离平衡的移动中的电离则为分子与离子之间的电离与结合
三、表示方法:
①沉淀溶解平衡: 如 Al(OH)3(s) ⇌Al3+(aq)+3OH-(aq)
BaSO4(s) ⇌Ba2+(aq)+SO4 2-(aq)
②难溶电解质的电离: Al(OH)3 ⇌Al3++3OH-
BaSO4===Ba2++SO42-
【即学即练2】为了除去CuCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热并搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后,再向滤液中加入适量盐酸,这种试剂是
A.Na2CO3 B.NaOH C.NH3·H2O D.CuCO3
【答案】D
【解析】A.加入Na2CO3虽可起到调节溶液pH的作用,但引入新的杂质,不符合除杂的原则,故A不选;
B.加入NaOH可与溶液中的氢离子反应,溶液中的铁离子生成氢氧化铁沉淀,过滤除去杂质,但引入了Na+,与题意不符,故B不选;
C.加入NH3·H2O可与溶液中的氢离子反应,溶液中的铁离子生成氢氧化铁沉淀,过滤除去杂质,但引入了铵根离子,与题意不符,故C不选;
D.Fe 3+易水解生成氢氧化铁沉淀,可加入碳酸铜、氧化铜或氢氧化铜等物质,调节溶液的pH且不引入新的杂质,故D选;
故选D。
知识点03 溶度积(KSp)
严格地说,在水中绝对不溶的物质是不存在的。例如,在一定温度下,将过量AgCl固体投入水中,Ag+和Cl-离子在水分子的作用下会不断离开固体表面而进入溶液,同时,已溶解的Ag+和 Cl-离子又会因固体表面的异号电荷离子的吸引而回到固体表面,这就是AgCl的沉淀过程。当沉淀与溶解两过程达到平衡时,此时的状态称为沉淀溶解平衡。即AgCl(s) Ag+ + Cl-
对于一般的难溶电解质AmBn的沉淀溶解平衡
AmBn(s) mAn+ + nBm-
Ksp = cm(An+)×cn(Bm-)
Ksp的大小反映了难溶电解质溶解能力的大小。当化学式所表示的组成中正负离子个数比相同时, Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强。
溶度积规则的应用:
(1)判断沉淀的生成和溶解
当cm(An+)×cn(Bm-)>Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出;
当cm(An+)×cn(Bm-)= Ksp,溶液恰好饱和;
当cm(An+)×cn(Bm-)
如:联合制碱法在母液中加入NaCl颗粒,可以增加Cl-的浓度,使NH4Cl更容易析出。
如:AgCl沉淀中加入KI溶液,则会生成黄色的AgI沉淀,因为KSP(AgI)> KSP(AgCl)
【即学即练3】已知25℃时,的平衡常数,,下列叙述中正确的是
A.向的混合液中滴加溶液,首先析出沉淀
B.将浓度均为的、溶液等体积混合后可得到沉淀
C.25℃时,的约为
D.相同温度下,在水中的大于在溶液中的
【答案】C
【解析】A.的平衡常数K==1.75×104,Ksp(RSO4)=1.75×104×Ksp(RCO3)=1.75×104×2.80×10-9=4.9×10-5。RSO4、RCO3属于同种类型且Ksp(RSO4)>Ksp(RCO3),故向c()=c()的混合液中滴加RCl2溶液,首先析出RCO3沉淀,A错误;
B.将浓度均为3×10-4.5mol•L-1的RCl2、Na2CO3溶液等体积混合后,c(R2+)=1.5×10-4.5mol•L-1、c()=1.5×10-4.5mol•L-1,此时的离子积Q=c(R2+)•c()=1.5×10-4.5×1.5×10-4.5=2.25×10-9
D.Ksp只与温度有关,与浓度无关,相同温度下RCO3在水中的Ksp与在Na2CO3溶液中的Ksp相等,D错误;
故选C。
知识点04 沉淀溶解平衡的应用
利用不同的物质之间沉淀平衡常数之间的不同可以使溶解度小的物质向溶解度更小的方向进行,对于同一类的物质例如氯化银、溴化银、碘化银等可以轻易的转化,
相同条件下: KSP(AgCl)>KSP(AgBr)>KSP(AgI),则 S(AgCl)>S(AgBr)>S(AgI),但不能比较 AgCl 和 Ag2CrO4的溶解度大小,例如对于同温度下饱和难溶物质而言,溶液中银离子浓度大小依次为Ag2CrO4>AgCl>AgBr>AgI。
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq), Ksp=1.8×10-10,
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO2 4-(aq), Ksp=2.0×10-12
【即学即练4】
已知Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI),下列有关说法正确的是
A.向0.1mol·L-1的AgNO3溶液中加入等体积0.1mol·L-1的NaCl和0.1mol·L-1的NaBr混合液,生成的沉淀主要是AgCl
B.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AgI
C.向含AgBr的饱和溶液中加入AgBr固体,则c(Ag+)变大
D.向含AgI的饱和溶液中加入AgCl固体,则c(Ag+)变大
【答案】D
【解析】A.Ksp越小,溶解度越低;Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),所以向0.1mol·L-1的AgNO3溶液中加入等体积0.1mol·L-1的NaCl和0.1mol·L-1的NaBr混合液,生成的沉淀主要是AgBr,故A错误;
B.等体积的AgCl和AgI饱和溶液混合中,加入足量AgNO3溶液,AgI和AgCl沉淀的量应一致,故B错误;
C.AgBr的饱和溶液中加入AgBr固体,则c(Ag+)不变,故C错误;
D.Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),向含AgI的饱和溶液中加入AgCl固体,则c(Ag+)变大,故D正确;
故答案选D。
常见考法
常见考法一 影响沉淀溶解平衡的因素
【例1】化学实验是研究化学的重要方法,是化学探究的重要途径。根据实验目的,下列实验及现象。结论都正确的是
选项
实验目的
实验及现象
结论
A
比较和的水解常数的大小
分别测浓度均为的和溶液的pH,后者大于前者
B
比较和的酸性强弱
量取一定浓度溶液,滴加少量稀醋酸,无气泡产生
酸性
C
探究氢离子浓度对转化为的影响
向溶液中缓慢滴加硫酸,黄色变为橙红色
增大氢离子浓度,平衡向生成的方向移动
D
比较AgCl和AgI的溶度积常数
向NaCl、NaI的混合液中滴加2滴溶液,振荡,沉淀呈黄色
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.铵根离子也能发生水解,干扰实验,应该用同浓度的醋酸钠和碳酸氢钠进行实验,故A错误;
B.酸性,比较和的酸性强弱,应向NaHCO3溶液中加入少量乙酸溶液,故B错误;
C.向铬酸钾溶液中加硫酸,氢离子浓度增大,溶液由黄色变为橙色,说明平衡向生成重铬酸根的方向移动,故C正确;
D.无法确定NaCl和NaI浓度是否一致,无法达到实验目的,故D错误;
故答案选C。
必杀技
【同步练习1】当Mg(OH)2固体在水中溶解达到平衡时:Mg(OH)2 (s)⇌Mg2++2OH- ,为使Mg(OH)2固体的量减少,可加入的物质是
A.MgSO4 B.NaOH C.HCl D.NaCl
【答案】C
【解析】A.加入MgSO4,溶液中镁离子浓度增大,平衡逆向移动,Mg(OH)2固体的量增大,A不符合题意;
B.加入NaOH,溶液中氢氧根浓度增大,平衡逆向移动,Mg(OH)2固体的量增大,B不符合题意;
C.加入HCl,氢离子中和氢氧根,平衡正向移动,Mg(OH)2固体的量减少,C符合题意;
D.加入NaCl对平衡无影响,D不符合题意;
综上所述答案为C。
常见考法二 溶度积
【例2】某温度下,用0.1000硝酸银标准溶液对25含和的混合液进行电位滴定(与的反应忽略),获得电动势(E)和硝酸银标准溶液体积(V)的电位滴定曲线如图所示。电极电位发生突跃时,说明滴定到终点,即曲线上的转折点为化学计量点。
已知:Ⅰ.与反应过程为① ,② 。
Ⅱ.该温度下,,。
下列说法正确的是
A. B.段有沉淀生成
C. D.C点时,溶液中
【答案】D
【解析】A.结合已知信息Ⅰ知,段发生反应①,A点时恰好完全转化为,AB段发生反应②,B点时恰好完全转化为,段消耗硝酸银溶液的体积是段的2倍,则,A错误;
B.由A可知:段发生反应①,A点时恰好完全转化为,B点时恰好完全转化为,B错误;
C.,,则,C错误;
D.C点时已经生成了沉淀,此时溶液中和均达到沉淀溶解平衡,溶液中,D正确;
故选D。
必杀技
【同步练习2】常温下,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 [-lgc(M2+)]与溶液pH的变化关系如图所示,已知该温度下Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]。下列说法不正确的是
A.曲线a表示Cu2+在饱和溶液中的变化关系
B.向Fe2+和Cu2+混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,Fe2+先沉淀
C.当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时,溶液中c(Fe2+):c(Cu2+)=104.6:1
D.向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH固体,不可以转化为Y点对应的溶液
【答案】B
【解析】A.从图中可以看出,pH=10时,都能生成Fe(OH)2、Cu(OH)2沉淀,但此时a曲线中M2+浓度比b曲线中M2+浓度小,因为该温度下Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2],所以曲线a表示Cu2+在饱和溶液中的变化关系,A正确;
B.未指明混合溶液中亚铁离子和铜离子的物质的量浓度是否相同,无法确定哪个阳离子先沉淀,B不正确;
C.由pH=10可计算出,Ksp[Cu(OH)2]=10-11.7×(10-4)2=10-19.7,Ksp[Fe(OH)2]=10-7.1×(10-4)2=10-15.1,当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时,溶液中c(Fe2+):c(Cu2+)=10-15.1:10-19.7,=104.6:1,C正确;
D.向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH固体,c(OH-)增大,必然会使溶液中c(Cu2+)减小,所以不可以转化为Y点对应的溶液,D正确;
故选B。
常见考法三 沉淀溶解平衡的应用
【例3】下列物质用途的描述正确的是
A.明矾溶液用作铜绿去除剂,利用了其水解显酸性
B.淀粉溶液用作碘量法滴定的指示剂,利用了其不饱和性
C.FeS用作除去含Cu2+废水的沉淀剂,利用了其还原性
D.SO2用作海水提溴的吸收剂,利用了其漂白性
【答案】A
【解析】A.铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3,明矾中的Al3+水解显酸性Al3++3H2O=Al(OH)3+3H+,故可以作铜绿的去除剂,故A正确;
B.碘量法滴定利用I2使淀粉溶液变蓝色的性质,故B错误;
C.FeS和Cu2+反应可以生成CuS,利用了难溶物转化为更难溶的物质的性质,故C错误;
D.SO2用作海水提溴的吸收剂,SO2和Br2在溶液中反应生成HBr和H2SO4,利用了SO2的还原性,故D错误;
故选A。
必杀技
【同步练习3】有人说“五颜六色”形象地说出了化学实验中的颜色变化。下列颜色变化中是由发生氧化还原反应导致的是
A.向溶液中加入,溶液变为红色
B.将乙醇加入酸性重铬酸钾溶液中,溶液从橙色变成墨绿色
C.向氯化银悬浊液中滴加碘化钠,出现黄色浑浊
D.黑色溶解在稀硫酸中可以得到蓝色的溶液
【答案】B
【解析】A.向FeCl3溶液中加入KSCN,溶液变为红色,反应原理为:FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl,该反应未有元素化合价发生改变,属于非氧化还原反应,A不合题意;
B.将乙醇加入酸性重铬酸钾溶液中,溶液从橙色变成墨绿色,反应原理是:3CH3CH2OH+2K2Cr2O7+8H2SO4=2Cr2(SO4)3+3CH3COOH+11H2O+2K2SO4,该反应有元素化合价发生改变,属于氧化还原反应,B符合题意;
C.向氯化银悬浊液中滴加碘化钠,出现黄色浑浊,反应原理为:AgCl(s)+I-(aq) AgI(s)+Cl-(aq),该反应未有元素化合价发生改变,属于非氧化还原反应,C不合题意;
D.黑色溶解在稀硫酸中可以得到蓝色的溶液,反应原理为:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,该反应未有元素化合价发生改变,属于非氧化还原反应,D不合题意;
故答案为:B。
分层提分
题组A 基础过关练
1.下列用于解释事实的方程式书写不正确的是
A.溶液可以用作除锈剂的原因:
B.将纯水加热,水的pH变小:
C.向氢氧化镁悬浊液中滴入酚酞溶液,溶液变红:
D.用可溶性铁盐作净水剂:
【答案】D
【解析】A.溶液可以用作除锈剂是因为水解产生的用于除锈,A正确;
B.水的电离是一个吸热过程,温度升高浓度增大,pH变小,B正确;
C.氢氧化镁溶于水的部分发生电离,产生氢氧根,pH变大,遇酚酞溶液变红,C正确;
D.可溶性铁盐遇水水解产生氢氧化铁胶体,胶体具有吸附悬浮小颗粒的功能从而起到净水作用:,D不正确;
故选D。
2.已知25℃时,、。在和均为0.1mol/L的酸性溶液中,逐滴加入NaOH稀溶液使pH慢慢增大至7,下列判断正确的是
A.先沉淀 B.先沉淀
C.同时沉淀 D.和均不可能沉淀
【答案】B
【解析】在和均为0.1mol/L的酸性溶液中,逐滴加入NaOH稀溶液,NaOH先与溶液中的氢离子反应,随着pH逐渐增大,又因Fe(OH)3和Cu(OH)2结构相似,Ksp[Cu(OH)2] > Ksp[Fe(OH)3],溶度积越小越先生成沉淀,(或,铁离子开始沉淀时的pH更小)所以Fe3+先沉淀;
答案选B。
3.工业通过菱镁矿(含杂质)制取镁的工艺流程如图:
下列说法正确的是
A.“酸浸池”中一定不发生氧化还原反应
B.“氧化池”中通入的目的是杀菌消毒
C.甲可能是或等,加入甲的目的是调节溶液
D.将溶液加热蒸干可得到无水晶体
【答案】C
【解析】A.“酸浸池”中会产生Fe2+,亚铁离子不稳定,容易被空气中的氧气氧化,A错误;
B.氧化池中通入氯气的目的是将氧化成,B错误;
C.加入的MgO或与反应,溶液的pH增大,使和转化为氢氧化物沉淀,C正确;
D.由于会发生水解生成Mg(OH)2和HCl,所以将溶液加热蒸干得到Mg(OH)2,D错误;
故选:C。
4.化学与社会、生活和科技密切相关。下列说法错误的是
A.厨房中用热的纯碱液清除油污
B.五彩缤纷的烟花呈现的是不同金属元素的焰色
C.FeS可作为沉淀剂除去污水中重金属离子
D.速滑馆“冰丝带”用干冰作为制冷剂,干冰升华过程中破坏了共价键
【答案】D
【解析】A.热的纯碱液能促进油脂的水解,所以厨房中常用热的纯碱液清除油污,A正确;
B.不同的金属可产生不同的焰色,五彩缤纷的烟花呈现的就是不同金属元素的焰色,B正确;
C.重金属的硫化物,其溶度积常数比FeS小,可用FeS可作为沉淀剂,除去污水中重金属离子,C正确;
D.干冰升华过程中,只发生状态的改变,不发生分子的改变,不破坏共价键,D错误;
故选D。
5.硫酸钡常用作X射线双重造影剂,硫酸钡及其他几种钡盐在常温下的溶度积常数如表所示:
物质
溶度积常数
下列说法正确的是A.因,故不能用作X射线双重造影剂
B.的饱和溶液与的饱和溶液中,前者的更大
C.向、、浓度相同的混合溶液中滴加溶液,最先沉淀
D.向的饱和溶液中加入足量的固体,可将转化为
【答案】D
【解析】A.会不能用作X射线双重造影剂是因为会与胃液中的盐酸反应,生成剧毒的,选项A错误;
B.常温下,的饱和溶液中 mol·L,的饱和溶液中 mol·L,选项B错误;
C.、、三种难溶电解质中,的溶度积最小,向题述混合溶液中滴加溶液,最先沉淀,选项C错误;
D.因为存在平衡,向的饱和溶液中加入足量的固体,平衡正向移动,可将转化为,选项D正确;
答案选D。
6.I.室温时,向100mL 0.1 HCl溶液中滴加0.1氨水,得到溶液pH与氨水体积的关系曲线如图所示:
(1)试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是______________;
(2)在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是_____________________________;
(3)写出a点混合溶液中下列算式的精确结果(不能近似计算):_______________;
(4)25℃时,同浓度的下列溶液:①HCl;②;③;④,其中pH由大到小的顺序是_________________。
II.我国《生活饮用水卫生标准》中规定生活用水中镉的排放量不超过0.005mg/L。处理镉废水可采用化学沉淀法。
(5)一定温度下,的,的,该温度下______________[填“”或“”]的饱和溶液中浓度较大。
(6)向某含镉废水中加入,当浓度达到mol/L时,废水中的浓度为___________________mol/L[已知:,此时______________(填“符合”或“不符合”)《生活饮用水卫生标准》。
【答案】(1)a
(2)
(3)
(4)③④②①
(5)
(6) 符合
【解析】(1)酸或碱抑制水电离,弱离子促进水的电离,根据图中滴加氨水的体积可知a点溶质为NH4Cl,促进水电离;b、c、d三点溶液中溶质都是NH4Cl和NH3H2O混合溶液,且NH3H2O的浓度依次增大,NH3H2O属于弱碱,抑制水的电离,且浓度越大越抑制,故水的电离程度最大的是a点;
(2)b点溶液呈中性,,盐酸和氨水完全中和后氨水过量,溶质为NH4Cl和NH3H2O,根据电荷守恒可得,故,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是;
(3)室温时,a点混合溶液的pH=6,,,根据电荷守恒有,故=;
(4)①HCl是强酸,完全电离,pH<7;②溶液中的水解使溶液显酸性,pH<7,但是水解程度是微弱的,pH大于同浓度的盐酸;③溶液由于的水解使溶液显碱性,溶液pH>7;④溶液中的水解使溶液显碱性,pH>7,但是水解程度小于同浓度的Na2CO3溶液,pH小于同浓度的Na2CO3溶液,根据以上分析,可知pH由大到小的顺序是③④②①;
(5)当达到沉淀溶解平衡时有Cd2++,则该温度下饱和溶液中,当达到沉淀溶解平衡时有Cd2++2OH-,则该温度下饱和溶液中,则的饱和溶液中浓度较大;
(6)当时,=10-19×112×103mgL-1=1.12×10-14 mgL-1<0.005 mgL-1,符合《生活饮用水卫生标准》。
题组B 能力提升练
7.的溶解度随温度升高而增大,时,在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是
A.根据曲线利用a点数据计算可知,下,
B.a点与d点数值不相等
C.a点溶液降低温度,则a点可沿虚线移动到c点
D.向a点的悬浊液中加入固体,溶液组成可能会由a向d方向移动
【答案】D
【解析】A.根据图中a点,Ksp(Ag2SO4)=c2(Ag+)·c()=(1.5×10-2)2×1.5×10-2=3.375×10-6,选项A错误;
B.Ag2SO4的溶度积常数只与温度有关,与其它外界条件无关,无论溶液是否饱和,其溶度积常数不变,所以在T℃下,a、d点的Ksp(Ag2SO4)相同,选项B错误;
C.溶液中Ag2SO4存在沉淀溶解平衡:Ag2SO4 (s)2Ag+(aq)+(aq),在a点时c(Ag+)=c(),降低温度,平衡逆向移动,析出Ag2SO4固体,此时溶液中c(Ag+)、c()不再相等,因此无法实现由a点向c点的移动,选项C错误;
D.溶液中Ag2SO4存在沉淀溶解平衡:Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+(aq),向a点的悬浊液中加入固体,硫酸根离子浓度增大,硫酸银的沉淀溶解平衡左移移,但温度不变,硫酸银的溶度积不变,所以溶液组成会由a沿实线向d方向移动,选项D正确;
答案选D。
8.室温下,向20 mL含有0.10 mol/L 和0.10 mol/L 的溶液中滴加0.10 mol/L NaOH溶液,金属阳离子的浓度与滴入NaOH溶液体积的关系如图所示。已知:若溶液中金属阳离子浓度小于mol/L可视为沉淀完全;,。则下列说法错误的是
A.曲线A表示与V(NaOH溶液)的关系
B.当pH=7时,溶液中、均沉淀完全
C.减小,并不能说明沉淀一定已开始生成
D.当两种离子均沉淀完全后,溶液中
【答案】B
【解析】A.Cr(OH)2的Ksp小于Fe(OH)2,溶液中OH-浓度相等时,Cr2+的浓度小于Fe2+,曲线A表示与V(NaOH溶液)的关系,故A正确;
B.当pH=7时,溶液中的浓度为 、溶液中的浓度为,、均没有沉淀完全,故B错误;
C.加入氢氧化钠溶液,溶液体积增大,所以减小,并不能说明沉淀一定已开始生成,故C正确;
D.当两种离子均沉淀完全后,溶液中,故D正确;
选B。
9.根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
相同条件下,分别测量和醋酸溶液的导电性,前者的导电性强
醋酸浓度越大,电离程度越大
B
常温下,分别测定浓度均为和浴液的,后者的大
常温下:
C
和的混合溶液中加入铝粉并加热,管口放湿润的红色石蕊试纸,试纸变为蓝色
被还原为
D
的悬浊液中加入饱和溶液可生成浅红色沉淀(为浅红色)
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.醋酸为弱酸,浓度越大,电离出离子浓度大,电离程度小,则前者电离程度小,故A错误;
B.常温下,相同浓度和溶液,的大,说明次氯酸根水解程度大,则酸性,所以Ka(HF)>Ka(HClO),故B错误;
C.碱性条件下Al、硝酸根离子发生氧化还原反应生成氨气,则湿润的红色石蕊试纸变为蓝色,故C正确;
D.的悬浊液中加入饱和溶液,Qc(MnS)>Ksp(MnS)时,生成沉淀,不能比较Ksp(MnS)和Ksp(CuS)的大小,故D错误;
故答案选C。
10.下列实验中,现象及结论都正确,且二者之间有因果关系的是
选项
实验操作
现象
结论
A
将溶液由稀释到
,测溶液pH
溶液pH变小
稀释后,的水解程度增大
B
将装有红棕色气体的注射器由10mL压缩至5mL
压缩后的气体颜色比压缩前深
反应向左进行
C
向含有ZnS和的悬浊液中滴加溶液
生成黑色沉淀
D
将的KI溶液与溶液混合充分反应后滴加KSCN溶液
溶液颜色变红
KI与的反应有可逆性
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.溶液中存在水解:,由稀释到,加水稀释促进水解,但氢离子浓度降低,pH增大,A错误;
B.压缩注射器,增大压强,平衡向正反应方向移动,但容器的体积减小,NO2浓度增大,气体颜色比压缩前深,B错误;
C.欲验证Ksp(CuS)
故选D。
11.回答下列问题:
(1)常温下,0.1mol·L-1CH3COOH 溶液加水稀释过程中,下列表达式数据变大的是_______。
A.c(OH-) B.c(H+)/c(CH3COOH) C.c(H+)·c(OH-) D.c(OH-)/c(H+) E.c(H+)·c(CH3COO-)/(CH3COOH)
(2)pH相等的①NH4Cl②NH4Al(SO4)2③NH4HSO4溶液:浓度由大到小顺序为_______
(3)25℃时,在一定体积pH=13的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11,忽略溶液体积变化,则V[Ba(OH)2]:V[NaHSO4]为_______。
(4)常温下,向10mLbmol·L-1的CH3COOH溶液中滴加等体积的0.01mol·L-1的NaOH溶液,充分反应后溶液中c(CH3COO-)=c(Na+),则CH3COOH的电离常数Ka=_______。
(5)硝酸银溶液和连二次硝酸钠(Na2N2O2)溶液混合,可以得到黄色的连二次硝酸银(Ag2N2O2)沉淀,向该分散系中滴加硫酸钠溶液,当白色沉淀和黄色沉淀共存时,分散系中=_______。(已知Ksp(Ag2N2O2)=4.2×10-9,Ksp(Ag2SO4)=1.4×10-5)
【答案】(1)ABD
(2)①>②>③
(3)1:49
(4)
(5)3.0×10-4
【解析】(1)A.CH3COOH溶液加水稀释过程,促进电离,c(H+)减小,c(OH-)增大,故A正确;
B.,稀释过程中醋酸根离子浓度减小,比值变大,故B正确;
C.温度不变,所以KW=c(H+)·c(OH-)不变,故C错误;
D.稀释过程,促进电离,c(H+)减小,c(OH-)增大,c(OH-)/c(H+)变大,故D正确;
E.,电离常数只与温度有关,故E错误;
故答案为:ABD;
(2)相同浓度的NH4Cl、NH4HSO4溶液中,铵根水解的沉淀:NH4Cl>NH4Al(SO4)2>NH4HSO4,但NH4HSO4能电离出H+而使溶液呈强酸性,所以相同浓度的NH4Cl、NH4Al(SO4)2、NH4HSO4溶液中pH大小顺序是:pH(NH4Cl)>pH[NH4Al(SO4)2]>pH(NH4HSO4),则pH相等的①NH4Cl②NH4Al(SO4)2③NH4HSO4三种溶液的浓度大小顺序是①>②>③,故答案为:①>②>③;
(3)室温下,pH=13的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1mol/L,pH=11的溶液中c(OH-)=0.001mol/L,Ba2+恰好完全沉淀时n(OH-)剩余一半,即0.5×0.1mol/L×V[Ba(OH)2]=(V[Ba(OH)2]+V[NaHSO4])×0.001mol/L,所以V[Ba(OH)2]:V[NaHSO4]=1:49,故答案为:1:49;
(4)混合溶液中存在c(CH3COO-)=c(Na+),根据电荷守恒得c(OH-)=c(H+),溶液呈中性,则c(H+)=10-7 mol/L,c(CH3COO-)=c(Na+)=0.5×0.01mol/L=0.005mol/L,根据物料守恒得c(CH3COOH)=0.5bmol/L-0.005mol/L,CH3COOH的电离常数Ka=,故答案为:;
(5)当两种沉淀共存时,,故答案为:3.0×10-4。
12. 溶度积常数()的相关计算
悬浊液中间的关系
。
(1)与溶解度(S)之间的计算关系
对于型物质,其。
如时溴酸银的溶解度为,则约等于___________。
(2)与沉淀转化平衡常数K的计算关系
建立与K的关系,一般是在K的表达式分子分母中同乘以某个离子的浓度,将分子分母转化为不同物质的。
如在溶液中溶解,列式计算,溶液的最初浓度不得低于___________[忽略溶液体积变化,已知:、]。
(3)与电离常数的计算关系
根据电离常数计算出各离子浓度,进而计算。
如汽车尾气中的可用石灰水吸收,生成亚硫酸钙浊液。常温下,测得与水形成的浊液为9,忽略的第二步水解,则___________(结果保留3位有效数字)。[已知:,]
【答案】(1)
(2)0.46
(3)1.05×10-6
【解析】(1)时,其,故答案为:;
(2)沉淀转化的离子方程式为,。,溶液的最初浓度:,故答案为:0.46;
(3),,由知,。,则,。由物料守恒知:。则,故答案为:1.05×10-6。
题组C 培优拔尖练
13.下列实验能达到目的的是
实验目的
实验方法或操作
A
测定中和反应的反应热
酸碱中和滴定的同时,用温度传感器采集锥形瓶内溶液的温度
B
探究浓度对化学反应速率的影响
量取同体积不同浓度的NaClO溶液,分别加入等体积等浓度的Na2SO3溶液,对比现象
C
判断反应后Ba2+是否沉淀完全
将Na2CO3溶液与BaCl2溶液混合,反应后静置,向上层清液中再加1滴Na2CO3溶液
D
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
向2 mL 0.1 mol•L-1AgNO3溶液中滴加2滴0.1 mol•L-1NaCl溶液,观察现象。振荡试管,再滴加4滴0.1 mol•L-1KI溶液,观察现象
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.酸碱中和滴定操作中没有较好的保温措施,热量散失太多,不能用于中和热的测定,A错误;
B.NaClO溶液和Na2SO3的溶液反应无明显的现象,无法根据实验现象进行浓度对化学反应速率影响的实验探究,B错误;
C.将Na2CO3溶液与BaCl2溶液混合,二者反应产生BaCO3沉淀,反应后静置,向上层清液中再加1滴Na2CO3溶液,若有白色沉淀产生,说明Ba2+没有沉淀完全,若没有浑浊现象,则说明Ba2+沉淀完全,C正确;
D.由于Ag+过量,所以向反应后溶液中加入4滴0.1 mol•L-1KI溶液时,过量Ag+与I-会反应产生AgI黄色沉淀,不能证明沉淀溶度积Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),D错误;
故含量选项是C。
14.根据下列实验操作和现象,所得结论正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向淀粉溶液中加一定量稀,加热使淀粉水解,后滴加少量新制的悬浊液,加热
溶液未产生砖红色沉淀
淀粉水解未产生葡萄糖
B
向溶液中加入溶液
有白色沉淀生成
和发生了双水解反应,生成了、
C
向蔗糖中加几滴蒸馏水,再加入适量浓硫酸并搅拌
蔗糖变黑,体积膨胀,有刺激性气味的气体生成
实验过程中浓硫酸体现了吸水性、强氧化性和脱水性
D
向的溶液中滴加1-2滴溶液,再滴加2滴溶液
先有白色沉淀,后有红褐色沉淀
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.葡萄糖在酸性条件下不能与新制氢氧化铜发生氧化反应生成砖红色氧化亚铜沉淀,则向淀粉溶液中加一定量稀稀硫酸加热使淀粉水解后的反应液中直接滴加少量新制的氢氧化铜悬浊液,加热,溶液未产生砖红色沉淀不能说明淀粉水解是否产生葡萄糖,故A错误;
B.向偏铝酸钠溶液中加入碳酸氢钠溶液反应生成白色沉淀说明碳酸氢根离子的电离程度大于氢氧化铝的酸式电离,所以有白色沉淀生成不能说明偏铝酸钠溶液与碳酸氢钠溶液发生双水解反应,故B错误;
C.向蔗糖中加几滴蒸馏水,再加入适量浓硫酸并搅拌,蔗糖变黑,体积膨胀,有刺激性气味的气体生成说明浓硫酸具有脱水性,使蔗糖脱水碳化生成碳,并放出热量,反应放出的热量使碳和浓硫酸共热反应生成二氧化碳和二氧化硫,故C正确;
D.向过量的氢氧化钠溶液中加入氯化镁溶液后,再加入氯化铁溶液,溶液中只发生沉淀生成的反应,不发生沉淀转化的反应,所以先有白色沉淀,后有红褐色沉淀不能确定氢氧化镁和氢氧化铁溶度积的大小,故D错误;
故选C。
15.为研究沉淀的生成及其转化,某小组进行如图实验。①中现象:产生红色沉淀,②中现象:溶液先浑浊,后来澄清,③中现象:产生白色沉淀。关于该实验的分析不正确的是
A.①浊液中存在平衡:Ag2CrO4(s) 2Ag+ (aq)+ (aq)
B.②中溶液变澄清的原因: AgOH+ 2NH3·H2O= [Ag(NH3)2]OH+ 2H2O
C.③中颜色变化说明有AgCl生成
D.该实验可以证明Ksp:AgCl
【解析】A.难溶电解质存在沉淀溶解平衡,①中产生红色沉淀Ag2CrO4,浊液中存在平衡:Ag2CrO4(s) 2Ag+ (aq)+ (aq),故A正确;
B.②中得到银氨溶液,溶液变澄清的原因是AgOH+ 2NH3·H2O= [Ag(NH3)2]OH+ 2H2O,故B正确;
C.③中硝酸银和氯化钾反应生成白色沉淀AgCl,故C正确;
D.③是剩余的硝酸银和加入的KCl反应生成白色沉淀AgCl,不能证明Ksp:AgCl
16.下列说法错误的是
A.常温下,某溶液中,则该溶液中可能存在的离子有、、、
B.0.1的溶液中:
C.溶于稀硫酸,而不能溶于稀硫酸,说明
D.25℃,的、,的、,则反应能发生
【答案】D
【解析】A.由可知,,故存在促进水电离的离子,能促进水的电离使溶液呈碱性,且与其他三种离子可以大量共存,A正确;
B.由质子守恒得,B正确;
C.与在水溶液中都存在沉淀溶解平衡,电离出的与结合生成,能破坏的沉淀溶解平衡,但不能破坏的沉淀溶解平衡,说明,C正确;
D.根据电离常数的大小可以判断酸性强弱:,则题给反应应生成、,或、、或、,D错误;
答案选D。
17. Ⅰ.NH4Al(SO4)2在食品、医药、电子工业中用途广泛。回答下列问题:
(1)NH4Al(SO4)2可做净水剂,其理由是_______ (用离子方程式表示)。
(2)下图是0.1mol/L电解质溶液的pH随温度变化的图像。其中符合0.1mol/LNH4Al(SO4)2溶液的是_______(填罗马数字)。
(3)①20℃时,0.1mol/LNH4Al(SO4)2溶液中,2c()-c()-3c(Al3+)=_______mol/L(写出准确数值)。
②相同条件下,0.1mol/LNH4Al(SO4)2溶液中c()_______0.1mol/LNH4HSO4溶液中c()(填“>”“<”或“=”)。
③已知:Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,0.1mol/LNH4Al(SO4)2中Al3+沉淀完全时,(沉淀完全按照离子浓度小于10-6)溶液的c(OH-)=_______。
(4)室温时,向100 mL0.1mol/LNH4HSO4溶液中滴加0.1mol/LNaOH溶液,得到溶液pH与NaOH溶液体积关系曲线如图所示:
①试分析图中a、b、c、d四点,水的电离程度最大的是_______。
②在b点,溶液中各离子浓度由大到小的顺序是_______。
Ⅱ.同学们用0.1000mol/L的酸性高锰酸钾标准溶液滴定某试样中过氧化氢的含量,反应原理为2+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑。
(5)到达滴定终点时溶液颜色变化为_______。
(6)用滴定管量取25.00mL试样置于锥形瓶中,重复滴定四次,每次消耗的酸性KMnO4标准溶液体积如下表所示:
第一次
第二次
第三次
第四次
体积(mL)
17.10
18.10
17.00
16.90
则试样中过氧化氢的浓度为_______mol/L-1。
(7)若盛装待测过氧化氢溶液的滴定管用蒸馏水洗后没有润洗,则测定结果_______(填“偏高”或“偏低”或“不变”)。
【答案】(1)Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
(2)Ⅰ
(3) 10-3-10-11 < 1×10-9mol/L
(4) a c(Na+)>c()>c()>c(H+)=c(OH-)
(5)溶液由无色变为浅紫红色
(6)0.1700
(7)偏低
【解析】(1)NH4Al(SO4)2可做净水剂是因为Al3+能发生水解生成氢氧化铝胶体,胶体具有吸附性,能吸附水中的悬浮杂质,用离子方程式表示为:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+;
(2)NH4Al(SO4)2由于Al3+和水解而使溶液呈酸性,温度升高,水解程度增大,溶液中的c(H+)增大,pH减小,故符合0.1mol/LNH4Al(SO4)2溶液的是Ⅰ;
(3)①在NH4Al(SO4)2溶液中存在电荷守恒:c(OH-)+2c()=c()+3c(Al3+)+ c(H+),则2c()-c()-3c(Al3+)=c(H+)-c(OH-)=(10-3-10-11)mol/L;
②在NH4Al(SO4)2溶液中Al3+和都水解,Al3+的水解抑制的水解;NH4HSO4能完全电离成、H+和硫酸根离子,在NH4HSO4溶液中,H+也抑制的水解,且比同浓度的NH4Al(SO4)2溶液中的Al3+抑制程度更大,所以相同条件下,0.1mol/LNH4Al(SO4)2溶液中c()小于0.1mol/LNH4HSO4溶液中c();
③当Al3+沉淀完全时,c(Al3+)=1×10-6mol/L,此时溶液中的c(OH-)=mol/L。
(4)①室温时,向100 mL0.1mol/LNH4HSO4溶液中滴加0.1mol/LNaOH溶液,当滴入的NaOH溶液体积为100mL时,NH4H(SO4)2溶液中的H+恰好被中和,此时溶液中的溶质是硫酸铵和硫酸钠,水解促进水的电离;随着NaOH的继续滴入,溶液中的和OH-反应生成NH3▪H2O,NH3▪H2O抑制水的电离,水的电离程度逐渐减小,所以水的电离程度最大的是a点;
②b点溶液的pH=7,此时溶液呈中性。当滴入的NaOH溶液体积为100mL时,NH4H(SO4)2溶液中的H+恰好被中和,此时溶液中的溶质硫酸铵和硫酸钠,溶液为酸性,所以b点滴入的NaOH溶液大于100mL,此时溶液中的钠离子浓度大于硫酸根离子浓度,且溶液中的部分和OH-反应生成,所以其浓度小于硫酸根离子浓度,则b点溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c()>c()>c(H+)=c(OH-)。
(5)KMnO4溶液为紫红色,滴入含过氧化氢的溶液中,KMnO4和H2O2发生反应生成Mn2+和氧气,KMnO4的紫红色会褪去,当溶液中的H2O2完全被氧化后,再滴入KMnO4溶液,KMnO4的颜色不褪去,所以滴定终点时溶液的颜色由无色变为浅紫红色。
(6)四次实验测定的消耗KMnO4溶液的体积,其中第二次数据和其他三次偏离程度过大,舍去,其他三次的体积平均值为17.00mL,根据反应方程式:2+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑,样品中H2O2的物质的量浓度为=0.1700mol/L。
(7)若盛装待测过氧化氢溶液的滴定管用蒸馏水洗后没有润洗,H2O2溶液被蒸馏水稀释,则测定结果偏低。
18. 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。回答下列问题:
(1)已知在水中存在以下平衡:,,溶液显_______(填“酸性”、“碱性”、“中性”);等体积等物质的量浓度的和溶液混合后,所得溶液中离子浓度由大到小顺序是_______。
(2)时,次氯酸的;亚硫酸的、。将少量的通入溶液中反应的离子方程式为_______。
(3)常温下,向的氨水中逐滴加入的盐酸,所得溶液的、溶液中和的物质的量分数与加入盐酸的体积的关系如下图所示。
①的电离常数为_______。
②当加入盐酸的体积为时,溶液中_______(用计算式表示)。
(4)溶液与溶液反应会生成沉淀。已知:常温下,,则转化为的平衡常数_______。
【答案】(1) 酸性
(2)
(3)
(4)90
【解析】(1)已知在水中存在以下平衡:,,这说明HA-只存在电离平衡,不水解,所以溶液显酸性;等体积等物质的量浓度的和溶液混合后恰好生成,HA-只存在电离平衡,不水解,由于水还电离出氢离子,因此所得溶液中离子浓度由大到小顺序是。
(2)时,次氯酸的;亚硫酸的、,因此酸性强弱顺序为H2SO3>HSO>HClO,由于次氯酸根离子具有强氧化性,所以将少量的通入溶液中生成硫酸钙、盐酸和次氯酸,反应的离子方程式为。
(3)①随着盐酸的加入,一水合氨浓度减小,铵根浓度增大,当二者浓度相等时pH=9.3,即氢氧根浓度为10-4.7mol/L,的电离常数为=。
②当加入盐酸的体积为时pH=8.9,即氢氧根浓度为10-5.1mol/L,溶液中生成的氯化铵和一水合氨的浓度相等,则根据物料守恒c(Cl-)=c(NH)+c(NH3·H2O)和电荷守恒c(OH-)+c(Cl-)=c(NH)+c(H+)可知溶液中2c(OH-)-2c(H+)=()。
(4)转化为的方程式为AgCl+SCN-=Cl-+AgSCN,其平衡常数。
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