高考化学(2011~2020)真题专项练习 专题39 难溶电解质的溶解平衡(教师版)
展开专题39 难溶电解质的溶解平衡
1.(2019·全国高考真题)绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是
A.图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的物质的量浓度
B.图中各点对应的Ksp的关系为:Ksp(m)=Ksp(n)
D.温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
【答案】B
【解析】A.CdS在水中存在沉淀溶解平衡:CdS(s)Cd2+(aq)+S2-(aq),其溶度积Ksp=c(Cd2+)·c(S2-),在饱和溶液中,c(Cd2+)= c(S2-),结合图象可以看出,图中a和b分别表示T1和T2温度下CdS的物质的量浓度,正确;B.CdS的沉淀溶解平衡中的溶度积受温度影响,m、n和p点均在温度为T1条件下所测的对应离子浓度,则其溶度积相同,错误;C.m点达到沉淀溶解平衡,向其中加入硫化钠后,平衡向逆反应方向移动,c(Cd2+)减小,c(S2-)增大,溶液组成由m沿mnp向p方向移动,正确;D.从图象中可以看出,随着温度的升高,离子浓度增大,说明CdS(s)Cd2+(aq)+S2-(aq)为吸热反应,则温度降低时,q点对应饱和溶液的溶解度下降,溶液中的c(Cd2+)与c(S2-)同时减小,会沿qp线向p点方向移动,正确;答案选B。
2.(2019·海南高考真题)一定温度下,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(Aq)体系中,c(Ag+)和c(Cl-)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a、b、c三点对应的Ksp相等
B.AgCl在c点的溶解度比b点的大
C.AgCl溶于水形成的饱和溶液中,c(Ag+)=c(Cl-)
D.b点的溶液中加入AgNO3固体,c(Ag+)沿曲线向c点方向变化
【答案】AC
【解析】A.a、b、c三点对应的AgCl的沉淀溶解平衡所处的温度相同,而溶度积常数Ksp只与温度有关,温度相同,则Ksp相等,A正确;B.在AgCl溶于水形成的饱和溶液中c(Ag+)=c(Cl-),在AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(Aq)平衡体系中c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl),若溶液中c(Cl-)大,则溶液中c(Ag+)小,AgCl的溶解度小,在b点溶液中c(Cl-)小于c点,则溶解度b点大于c点,B错误;C.根据溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)可知,在AgCl溶于水形成的饱和溶液中,溶解的AgCl电离产生的Cl-、Ag+的浓度相等,c(Ag+)=c(Cl-),C正确;D.在b点的溶液中加入AgNO3固体,溶液中c(Ag+)增大,则c(Cl-)减小,所以c(Ag+)变化应该是沿曲线向a点方向变化,D错误;故合理选项是AC。
3.(2018·海南高考真题)某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸,下列说法正确的是
A.AgCl的溶解度、Ksp均减小 B.AgCl的溶解度、Ksp均不变
C.AgCl的溶解度减小、Ksp不变 D.AgCl的溶解度不变、Ksp减小
【答案】C
【解析】在含AgCl固体的AgCl饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),当加入少量稀盐酸时,c(Cl-)增大,平衡逆向移动,c(Ag+)减小,溶解的氯化银质量减小,AgCl的溶解度减小;AgCl的Ksp只受温度影响,温度不变,AgCl的Ksp不变。故答案选C。
4.(2018·全国高考真题)用0.100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.0500 mol·L-1 Cl-溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是( )
A.根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10
B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)
C.相同实验条件下,若改为0.0400 mol·L-1 Cl-,反应终点c移到a
D.相同实验条件下,若改为0.0500 mol·L-1 Br-,反应终点c向b方向移动
【答案】C
【解析】本题应该从题目所给的图入手,寻找特定数据判断题目中的沉淀滴定的具体过程。注意:横坐标是加入的硝酸银溶液的体积,纵坐标是氯离子浓度的负对数。A.选取横坐标为50mL的点,此时向50mL 0.05mol/L的Cl-溶液中,加入了50mL 0.1mol/L的AgNO3溶液,所以计算出此时溶液中过量的Ag+浓度为0.025mol/L(按照银离子和氯离子1:1沉淀,同时不要忘记溶液体积变为原来2倍),由图示得到此时Cl-约为1×10-8mol/L(实际稍小),所以KSP(AgCl)约为0.025×10-8=2.5×10-10,所以其数量级为10-10,正确;B.由于KSP(AgCl)极小,所以向溶液滴加硝酸银就会有沉淀析出,溶液一直是氯化银的饱和溶液,所以c(Ag+)·c(Cl-)=KSP(AgCl),正确;C.滴定的过程是用硝酸银滴定氯离子,所以滴定的终点应该由原溶液中氯离子的物质的量决定,将50mL 0.05mol/L的Cl-溶液改为50mL 0.04mol/L的Cl-溶液,此时溶液中的氯离子的物质的量是原来的0.8倍,所以滴定终点需要加入的硝酸银的量也是原来的0.8倍,因此应该由c点的25mL变为25×0.8=20mL,而a点对应的是15mL,错误;D.卤化银从氟化银到碘化银的溶解度应该逐渐减小,所以KSP(AgCl)应该大于KSP(AgBr),将50mL 0.05mol/L的Cl-溶液改为50mL 0.05mol/L的Br-溶液,这是将溶液中的氯离子换为等物质的量的溴离子,因为银离子和氯离子或溴离子都是1:1沉淀的,所以滴定终点的横坐标不变,但是因为溴化银更难溶,所以终点时,溴离子的浓度应该比终点时氯离子的浓度更小,所以有可能由a点变为b点。正确;故答案选C。
5.(2016·海南高考真题)向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化),下列数值变小的是
A.c() B.c() C.c(H+) D.Ksp(Mg)
【答案】A
【解析】MgCO3固体的溶液中存在溶解平衡:MgCO3(s)Mg2+(aq)+CO32−(aq),加入少量稀盐酸可与CO32−促使溶解平衡正向移动,故溶液中c(CO32−)减小,c(Mg2+)及c(H+)增大,Ksp(MgCO3)只与温度有关,不变。故选A。
6.(2017·全国高考真题)在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的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。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.的数量级为
B.除反应为Cu+Cu2++2=2CuCl
C.加入Cu越多,Cu+浓度越高,除效果越好
D.2Cu+=Cu2++Cu平衡常数很大,反应趋于完全
【答案】C
【解析】A.Ksp(CuCl)=c(Cu+)·c(Cl-),在横坐标为1时,纵坐标大于-6,所以Ksp(CuCl)的数量级是10-7,A正确;B.除去Cl-反应应该是Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl,B正确;C.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,错误;D.在没有Cl-存在的情况下,反应2Cu+=Cu2++Cu趋于完全,D正确,答案选C。
7.(2014·全国高考真题)溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示,下列说法错误的是
A.溴酸银的溶解是放热过程
B.温度升高时溴酸银溶解速度加快
C.60 ℃时溴酸银的Ksp约等于6×10−4
D.若硝酸钾中含有少量溴酸银,可用重结晶方法提纯
【答案】A
【解析】A、由溶解度随温度的变化关系可知:温度升高,该物质的溶解度增大。可见溴酸银(AgBrO3)溶解是吸热过程 ,A错误;B、温度升高,溴酸银溶解在水中的微粒运动速度加快,扩散的更快,因此升高温度使其溶解速度加快,B正确;C、60℃溴酸银的溶解度大约是0.6g.则c(AgBrO3)=0.6g÷236g/mol÷ 0.1L =0.025mol/L,Ksp=c(Ag+)·c(BrO3-)=0.025×0.025≈6×10-4,C正确;D、由于硝酸钾的溶解度比较大,而溴酸银的溶解度较小,所以若硝酸钾中含有少量溴酸银,可用重结晶方法提纯,D正确;答案选A。
8.(2009·浙江高考真题)已知:25°C时,,。下列说法正确的是
A.25°C时,饱和溶液与饱和溶液相比,前者的大
B.25°C时,在的悬浊液加入少量的固体,增大
C.25°C时,固体在20ml0.01 mol·氨水中的比在20mL0.01mol·溶液中的小
D.25°C时,在的悬浊液加入溶液后,不可能转化成为
【答案】B
【解析】A.Mg(OH)2的溶度积小,由Ksp计算则其镁离子浓度小,错误;B.NH4+可以结合Mg(OH)2电离出的OH-离子,从而促使Mg(OH)2的电离平衡正向移动,c(Mg2+)增大,正确;C.Ksp不随浓度变化,仅与温度有关,错误;D.两者Ksp接近,使用浓氟化钠溶液,可以使氢氧化镁转化,错误。答案选B。
9.(2012·安徽高考真题)已知室温下,Al(OH)3的Ksp或溶解度远大于Fe(OH)3。向浓度均为0.1mol·L—1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系,合理的是
A
B
C
D
【答案】C
【解析】浓度均为0.1mol•L-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中,溶液中铁离子、铝离子的浓度相同为0.1mol/L,Al(OH)3的Ksp或溶解度远大于Fe(OH)3,故向混合溶液逐滴加入NaOH溶液,铁离子首先转化为氢氧化铁沉淀,当铁离子完全沉淀,铝离子再转化为氢氧化铝沉淀,当铝离子沉淀完全,再加入氢氧化钠,氢氧化铝溶解,沉淀的质量减少,由于氢氧化铁不溶于碱,故沉淀减少到一定值不再变化,为氢氧化铁的物质的量;据以上分析解答。A.向混合溶液逐滴加入NaOH溶液,铁离子首先转化为氢氧化铁沉淀,当铁离子完全沉淀,铝离子再转化为氢氧化铝沉淀,故开始加入氢氧化钠溶液不能立即产生氢氧化铝沉淀,图象与实际不相符,错误;B.向混合溶液逐滴加入NaOH溶液,铁离子首先转化为氢氧化铁沉淀,当铁离子完全沉淀,铝离子再转化为氢氧化铝沉淀,故开始加入氢氧化钠溶液不能立即产生氢氧化铝沉淀,图象与实际不相符,错误;C.铁离子首先转化为氢氧化铁沉淀,当铁离子完全沉淀,铝离子再转化为氢氧化铝沉淀,当铝离子沉淀完全,再加入氢氧化钠,氢氧化铝溶解,图象与实际相符合,正确;D.加入氢氧化钠一定体积后才会产生氢氧化铝沉淀,错误;故选C。
10.(2013·北京高考真题)实验:①0.1mol·L-1AgNO3溶液和0.1mol·L-1NaCl溶液等体积混合得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c;② 向滤液b中滴加0.1mol·L-1KI溶液,出现浑浊;③ 向沉淀c中滴加0.1mol·L-1KI溶液,沉淀变为黄色。下列分析不正确的是
A.浊液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+ Cl-(aq)
B.滤液b中不含有Ag+
C.③中颜色变化说明AgCl 转化为AgI
D.实验可以证明AgI比AgCI更难溶
【答案】B
【解析】A.浊液a中含有AgCl,存在沉淀的溶解平衡:AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq),正确;B.滤液为AgCl的饱和溶液,也存在沉淀的溶解平衡,即存在Ag+,错误;C.向AgCl中滴加0.1mol•L-1KI溶液,白色AgCl沉淀变为黄色AgI沉淀,正确;D.向AgCl中滴加0.1mol•L-1KI溶液,白色AgCl沉淀变为黄色AgI沉淀,实验证明AgI比AgCl更难溶,正确;故选B。
11.(2008·广东高考真题)已知Ag2SO4的Ksp为2.0×10-5 mol3·L-3,将适量Ag2SO4固体溶于100 mL水中至刚好饱和,该过程中Ag+ 和SO42-浓度随时间变化关系如右图[饱和Ag2SO4溶液中c(Ag+)=0.034 mol•L-1]。若t1时刻在上述体系中加入100 mL 0.020 mol•L-1 Na2SO4溶液,下列示意图中,能正确表示t1时刻后Ag+ 和SO42-浓度随时间变化关系的是
A
B
C
D
【答案】B
【解析】Ag2SO4刚好为100 mL的饱和溶液,因为c(Ag+)=0.034mol·L-1,所以c(SO42-)=0.017mol·L-1;当加入100 mL 0.020 mol·L-1Na2SO4溶液后,c(SO42-)==0.0185mol·L-1,c(Ag+)=0.017 mol·L-1,此时Qc= c(SO42-) c2(Ag+)=0.0185×(0.017)2=5.35×10-6
A.c(Ca2+)、c(OH-)均增大 B.c(Ca2+)、c(OH-)均保持不变
C.c(Ca2+)、c(OH-)均减小 D.c(OH-)增大、c(H+)减小
【答案】B
【解析】碳化钙溶于水与水反应生成氢氧化钙和乙炔,由于原氢氧化钙是饱和溶液,溶剂水被消耗,导致原溶液中氢氧化钙析出,但温度不变,析出后的溶液仍然是饱和溶液,因此溶液中离子的浓度均保持不变,答案选B。
13.(2011·福建高考真题)25℃时,在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡(),发生反应:,体系中c(Pb2+)和c(Sn2)变化关系如右图所示。下列判断正确的是
A.往平衡体系中加入少量金属铅后,c(Pb2+)增大
B.往平衡体系中加入少量固体后,c(Sn2-)变小
C.升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明该反应
D.25℃时,该反应的平衡常数K=2.2
【答案】D
【解析】A.往平衡体系中加入少量金属铅后,固体的浓度为常数,浓度不变,平衡不移动,c(Pb2+)不变,错误;B.往平衡体系中加入少量固体后,c(Sn2-)增大,错误;C.升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明平衡向逆反应进行,升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为放热反应,,错误;D.由图可知,平衡时c(Pb2+)=0.10mol/L,c(Sn2+)=0.22mol/L,故该温度下反应的平衡常数K==2.2,正确;答案选D。
14.(2007·上海高考真题)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)/V1 B.V1/V2
C.V1/(V2-V1) D.V2/V1
【答案】C
【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),答案为C。
15.(2010·北京高考真题)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
【答案】D
【解析】A.难溶性的物质在水溶液中存在沉淀溶解平衡,PbS(s)Pb2+(aq)+S2-(aq),当向该溶液中加入含有Cu2+的物质时,由于ksp(CuS)
A.加入Na2SO4可以使溶液由a 点变到b 点
B.通过蒸发可以使溶液由d 点变到c 点
C.d 点无BaSO4沉淀生成
D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
【答案】C
【解析】本题考查沉淀溶解平衡。该图中的是平衡曲线,线上的任意点都是平衡状态。A.在该溶液中始终存在溶解平衡,加入Na2SO4,c(SO42-)增大,平衡左移,c(Ba2+)减小,所以溶液不能有a点变到b点,A错误;B.通过蒸发,溶液的浓度增大,若d点变到c点,即仅c(Ba2+)增大,与实际相悖,B错误;C.d点在曲线以下,说明该点不存在沉淀溶解平衡,即该点没有沉淀生成,C正确;D.任何平衡的平衡常数K只和温度有关,温度不变,K也不变,D错误;故合理选项为C。
17.(2010·海南高考真题)已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.0×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12,则下列难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小顺序正确的是
A.AgCl>AgI>Ag2CrO4 B.AgCl> Ag2CrO4>AgI
C.Ag2CrO4>AgCl>AgI D.Ag2CrO4>AgI>AgCl
【答案】C
【解析】已知Ksp(AgCl)=1×10−10,则c(Ag+)=KspAgCl=1×10−10mol/L=1×10−5mol/L,Ksp(AgI)=1×10−16,则c(Ag+)=KspAgI=1×10−16mol/L=1×10−8mol/L,Ksp(Ag2CrO4)=8.0×10−12,c(Ag+)=2c(CrO42-),则c(Ag+)=32×1.1×10−12mol/L=32.2×10−4mol/L,所以这些难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小顺序正确的是Ag2CrO4>AgCl>AgI,正确;答案选C。
18.(2011·浙江高考真题)海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案:
注:溶液中某种离子的浓度小于1.0×10-5mol/L,可认为该离子不存在;
实验过程中,假设溶液体积不变。
KspCaCO3=4.96×10-9 KspMgCO3=6.82×10-6
KspCa(OH)2=4.68×10-6 KspMg(OH)2=5.61×10-12
下列说法正确的是
A.沉淀物X为CaCO3
B.溶液M中存在Mg2+、不存在Ca2+
C.溶液N中存在Mg2+、Ca2+
D.步骤②中若改为加入4.2g NaOH固体,沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物
【答案】A
【解析】A.步骤①,从题给的条件,可知n(NaOH) =0.001mol,[即n(OH-)=0.001mol],依据离子反应“先中和、后沉淀、再其他”的反应规律,当1L模拟海水中,加入0.001molNaOH时,OH-恰好与HCO3-完全反应:OH-+ HCO3-=CO32-+H2O,生成0.001molCO32-。由于Ksp(CaCO3)<
A.MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大
B.a 点可表示MnCO3的饱和溶液,且c(Mn2+)= c(CO32-)
C.b 点可表示CaCO3的饱和溶液,且c(Ca2+)
【解析】A、pM相等时,图线中p(CO32-)数值越大,实际浓度越小,因此,MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次减小,错误;B、a点可表示MnCO3的饱和溶液,pM=p(CO32-),所以c(Mn2+)=c(CO32-),正确;C、b点可表示CaCO3的饱和溶液,pM<p(CO32-),所以c(Ca2+)>c(CO32-),错误;D、pM数值越大,实际浓度越小,则c点可表示MgCO3的不饱和溶液,pM>p(CO32-),所以c(Mg2+)<c(CO32-),错误。
20.(2020·江苏高考真题)实验室由炼钢污泥(简称铁泥,主要成份为铁的氧化物)制备软磁性材料α-Fe2O3。
其主要实验流程如下:
(3)除杂:向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液,使Ca2+转化为CaF2沉淀除去。若溶液的pH偏低、将会导致CaF2沉淀不完全,其原因是___________[,]。
(4)沉铁:将提纯后的FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应,生成FeCO3沉淀。
①生成FeCO3沉淀的离子方程式为____________。
②设计以FeSO4溶液、氨水- NH4HCO3混合溶液为原料,制备FeCO3的实验方案:__。
(FeCO3沉淀需“洗涤完全”,Fe(OH)2开始沉淀的pH=6.5)。
【答案】(3) 或 (4)在搅拌下向FeSO4溶液中缓慢加入氨水-NH4HCO3混合溶液,控制溶液pH不大于6.5;静置后过滤,所得沉淀用蒸馏水洗涤2~3次;取最后一次洗涤后的滤液,滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,不出现白色沉淀
【解析】铁泥的主要成份为铁的氧化物,铁泥用H2SO4溶液“酸浸”得到相应硫酸盐溶液,向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉将Fe3+还原为Fe2+;向“还原”后的滤液中加入NH4F使Ca2+转化为CaF2沉淀而除去;然后进行“沉铁”生成FeCO3,将FeCO3沉淀经过系列操作制得α—Fe2O3;据此分析作答。
(3)向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液,使Ca2+转化为CaF2沉淀,Ksp(CaF2)=c(Ca2+)·c2(F-),当Ca2+完全沉淀(某离子浓度小于1×10-5mol/L表明该离子沉淀完全)时,溶液中c(F-)至少为mol/L=×10-2mol/L;若溶液的pH偏低,即溶液中H+浓度较大,H+与F-形成弱酸HF,导致溶液中c(F-)减小,CaF2沉淀不完全,故答案为:pH偏低形成HF,导致溶液中F-浓度减小,CaF2沉淀不完全。
(4)①将提纯后的FeSO4溶液与氨水—NH4HCO3混合溶液反应生成FeCO3沉淀,生成FeCO3的化学方程式为FeSO4+NH3·H2O+NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+H2O[或FeSO4+NH3+NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4],离子方程式为Fe2+++NH3·H2O=FeCO3↓++H2O(或Fe2+++NH3=FeCO3↓+),答案为:Fe2+++NH3·H2O=FeCO3↓++H2O(或Fe2+++NH3=FeCO3↓+)。
②根据题意Fe(OH)2开始沉淀的pH=6.5,为防止产生Fe(OH)2沉淀,所以将FeSO4溶液与氨水—NH4HCO3混合溶液反应制备FeCO3沉淀的过程中要控制溶液的pH不大于6.5;FeCO3沉淀需“洗涤完全”,所以设计的实验方案中要用盐酸酸化的BaCl2溶液检验最后的洗涤液中不含 ;则设计的实验方案为:在搅拌下向FeSO4溶液中缓慢加入氨水—NH4HCO3混合溶液,控制溶液pH不大于6.5;静置后过滤,所得沉淀用蒸馏水洗涤2~3次;取最后一次洗涤后的滤液,滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,不出现白色沉淀,故答案为:在搅拌下向FeSO4溶液中缓慢加入氨水—NH4HCO3混合溶液,控制溶液pH不大于6.5;静置后过滤,所得沉淀用蒸馏水洗涤2~3次;取最后一次洗涤后的滤液,滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,不出现白色沉淀。
21.(2015·江苏高考真题)软锰矿(主要成分MnO2,杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O,反应的化学方程式为MnO2+SO2MnSO4。
(1)质量为17.40 g纯净MnO2最多能氧化____L(标准状况)SO2。
(2)已知:Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度均小于1×10-6mol·L-1),需调节溶液pH范围为____。
(3)下图可以看出,从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体,需控制结晶温度范围为____。
(4)准确称取0.171 0 g MnSO4·H2O样品置于锥形瓶中,加入适量H3PO4和NH4NO3溶液,加热使Mn2+全部氧化成Mn3+,用c(Fe2+)=0.050 0 mol·L-1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3+被还原为Mn2+),消耗Fe2+溶液20.00 mL。计算MnSO4·H2O样品的纯度(请给出计算过程)_____。
【答案】(1)4.48 (2)5.0
(1)根据反应方程式,n(SO2)=n(MnO2)= mol=0.2mol,因此V(SO2)=0.2×22.4L=4.48L;
(2)制备MnSO4,再根据信息,pH小于7.1,氢氧化铝完全变成沉淀时的pH:Ksp[Al(OH)3]=1×10-33=c(Al3+)×c3(OH-),c(Al3+)=1×10-6mol·L-1,得出:c(OH-)=1×10-9mol·L-1,c(H+)=Kw/c(OH-)=10-5,pH=5,同理计算出Fe(OH)3完全变成沉淀时,pH约为3.5,故范围是:5.0
(4)根据氧化还原反应中得失电子守恒:n(Mn3+)×1=n(Fe2+)×1=20.00×10-3×0.0500mol=1.00×10-3mol,根据Mn元素守恒,m(MnSO4·H2O)=1.00×10-3×169g=0.169g,纯度是:×100%=98.8%。
22.(2012·广东高考真题)难溶性杂卤石(K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O)属于“呆矿”,在水中存在如下平衡
K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O(s)⇌2Ca2++2K++Mg2++4+2H2O
为能充分利用钾资源,用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,工艺流程如图1:
(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:CaSO4(s)+⇌CaCO3(s)+
已知298K时,Ksp(CaCO3)=2.80×10﹣9,Ksp(CaSO4)=4.90×10﹣5,求此温度下该反应的平衡常数K_____________(计算结果保留三位有效数字).
【答案】 1.75×104
【解析】
(5)溶浸过程中会发生:CaSO4(s)+CO32﹣(aq)⇌CaCO3(s)+SO42﹣(aq),CaCO3(s)=Ca2++CO32﹣;CaSO4(s)=Ca2++SO42﹣;依据硫酸钙、碳酸钙溶度积常数的计算表达式,转化关系中钙离子相同计算,反应的平衡常数K====1.75×104,故答案为1.75×104.
23.(2017·海南高考真题)碳酸钠是一种重要的化工原料,主要采用氨碱法生产。回答下列问题:
(3)向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液,当有BaCO3沉淀生成时溶液中 =_____________。已知Ksp(BaCO3)=2.6×10−9,Ksp(BaSO4)=1.1×10−10。
【答案】(3) 24
【解析】
(3)在同一个溶液中,c(Ba2+)相同,依据溶度积的数学表达式,则有=24。
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