第53讲 沉淀溶解平衡图像的分析(Word教师用书)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义(鲁科版2019 双选版)
2024-12-18
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教辅
内容正文:
第53讲 沉淀溶解平衡图像的分析
【课程标准】 1.能正确分析沉淀溶解平衡图像。2.利用沉淀溶解平衡原理,分析图像中与离子浓度有关的Ksp的计算等。
类型一 沉淀溶解平衡中离子浓度关系曲线
1.阳离子—阴离子单曲线
以BaSO4在不同条件下沉淀溶解平衡为例
提取曲线信息:
a→c
曲线上变化,增大c(SO)
b→c
加入1×10-5 mol·L-1 Na2SO4溶液(加水不行)
d→c
加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化)
c→a
曲线上变化,增大c(Ba2+)
曲线上方的点表示有沉淀生成;曲线下方的点表示不饱和溶液
2.阴、阳离子浓度—温度双曲线图
以BaSO4沉淀溶解平衡为例
提取曲线信息:
①曲线上各点的意义:每条曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。
T1曲线:a、b点都表示饱和溶液,c点表示过饱和溶液。
T2曲线:a、b、c点都表示不饱和溶液。
②计算Ksp:由a或b点可以计算出T1温度下的Ksp。
③比较T1和T2大小:因BaSO4沉淀溶解平衡是吸热过程,可知:T1<T2。
常温下,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列判断错误的是( )
A.a点是CaSO4的饱和溶液而b点不是
B.蒸发水可使溶液由b点变化到a点
C.常温下,CaCO3(s)+SO(aq)CaSO4(s)+CO(aq)的K≈3.1×10-4
D.除去锅炉中的CaSO4时,可用Na2CO3溶液将其转化为CaCO3
答案:B
解析:a点位于沉淀溶解平衡曲线上,所以为饱和溶液,b点位于曲线下方,为不饱和溶液,故A正确;b点和a点溶液中硫酸根离子浓度相同,蒸发水,硫酸根离子和钙离子浓度均会增大,无法变化到a点,故B错误;对于反应CaCO3(s)+SO(aq)CaSO4(s)+CO(aq),平衡常数K====≈3.1×10-4,故C正确;常温下Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3),二者为同类型沉淀,硫酸钙的溶解度大于碳酸钙的溶解度,所以Na2CO3溶液可将CaSO4转化为CaCO3,故D正确。
(2023·广东汕头一中段考)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( )
学生用书↓第292页
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)<Ksp(p)<Ksp(q)
C.向m点的溶液中加入少量Na2S固体,溶液组成由m沿mpn线向p方向移动
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项: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-),结合图像可以看出,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项: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项: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mpn向p方向移动,正确;D项:从图像中可以看出,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。
1.在T ℃时,铬酸银(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.T ℃时,在Y点和Z点,Ag2CrO4的Ksp相等
B.向饱和Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点
C.T ℃时,Ag2CrO4的Ksp为1×10-8
D.图中a= ×10-4
答案:C
解析:一定温度下溶度积是常数,所以T ℃时,Y点和Z点Ag2CrO4的Ksp相等,A正确;在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4固体仍为饱和溶液,点仍在曲线上,不能使溶液由Y点变为X点,B正确;曲线上的点都是沉淀溶解平衡点,Ag2CrO4的沉淀溶解平衡为Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO(aq),Ksp=c2(Ag+)·c(CrO)=(1×10-3)2×1×10-5=10-11,C错误;Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO)=1×10-11,Z点时c(CrO)=5×10-4,c2(Ag+)=2×10-8,所以a= ×10-4,D正确。
2.常温下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液的pH,金属阳离子浓度变化如图所示。据图分析,下列判断正确的是( )
A.Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)3]
B.d点代表的溶液中Fe(OH)3已过饱和,Cu(OH)2未饱和
C.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
D.b、c两点代表的Fe(OH)3、Cu(OH)2的溶解度相等
答案:B
解析:根据题图中b、c两点的数据计算Ksp,Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=c(Cu2+)·(10-9.6)2=c(Cu2+)×10-19.2,Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=c(Fe3+)·(10-12.7)3=c(Fe3+)×10-38.1,由于c(Cu2+)=c(Fe3+),从而可得:Ksp[Cu(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3],A错误;由题图可知,d点溶液中:Q[Fe(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]、Q[Cu(OH)2]<Ksp[Cu(OH)2],故d点代表的溶液中Fe(OH)3已过饱和,Cu(OH)2未饱和,B正确;加适量NH4Cl固体,溶液的酸性增强,pH减小,c(Fe3+)变大,故不能使溶液由a点变到b点,C错误;b、c两点分别处在Fe(OH)3、Cu(OH)2的沉淀溶解平衡曲线上,均代表溶液已达到饱和,两点溶液中c(Fe3+)=c(Cu2+),由于Fe(OH)3、Cu(OH)2的摩尔质量不同,故其溶解度不同,D错误。
类型二 沉淀溶解平衡离子浓度对数曲线
1.正对数[lg c(M+)~lg c(R-)]曲线
提取曲线信息:
①曲线上各点的意义:每条曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。
ZnS曲线:a点表示饱和溶液,c点表示不饱和溶液。
CuS曲线:b点表示饱和溶液,c点表示过饱和溶液。
②计算Ksp:由曲线上面给定数据可以计算CuS、ZnS的Ksp。
③比较Ksp大小:Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)。
2.负对数[-lg c(M+)~-lg c(R-)]曲线
已知:pM=-lg c(M)(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+),p(CO)=-lg c(CO)。
图像
说明
横坐标数值越大,c(CO)越小
纵坐标数值越大,c(M)越小
曲线上方的点为不饱和溶液
曲线上的点为饱和溶液
曲线下方的点表示有沉淀生成
曲线上任意一点,坐标数值越大,其对应的离子浓度越小
学生用书↓第293页
(2023·辽宁卷)某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即c(H2S)=0.1 mol·L-1,通过调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离,体系中pH与-lg c关系如图所示,c为HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的浓度,单位为mol·L-1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS),下列说法正确的是( )
A.Ksp(CdS)=10-18.4
B.③为pH与-lg c(HS-)的关系曲线
C.Ka1(H2S)=10-8.1
D.Ka2(H2S)=10-14.7
答案:D
解析:根据已知信息和图像分析可知,随着pH增大,c(HS-)和c(S2-)均增大,c(Ni2+)和c(Cd2+)均减小,根据电离平衡常数Ka1>>Ka2,Ksp(NiS)>Ksp(CdS),可知①为pH与-lgc(Cd2+)的关系曲线,②为pH与-lgc(Ni2+)的关系曲线,③为pH与-lgc(S2-)的关系曲线,④为pH与-lgc(HS-)的关系曲线。利用坐标点(4.9,13.0)可以求出Ksp(CdS)=10-13×10-13=10-26,A错误;③为pH与-lgc(S2-)的关系曲线,B错误;利用坐标点(4.2,3.9)可以求出Ka1(H2S)==10-7.1,C错误;根据Ka1(H2S),求出pH=4.9时,c(HS-)== mol·L-1=10-3.2 mol·L-1,结合坐标点(4.9,13.0),代入Ka2(H2S)===10-14.7,D正确。
1.25 ℃时,用Na2SO4溶液沉淀Ba2+、Pb2+、Ca2+三种金属离子(用M2+表示),所需SO最低浓度的负对数值p(SO)与p(M2+)的关系如图所示。已知p(SO)=-lg c(SO),p(M2+)=-lg c(M2+)。下列说法正确的是( )
A.Ksp(CaSO4)<Ksp(PbSO4)<Ksp(BaSO4)
B.a点可表示CaSO4的饱和溶液,且c(Ca2+)=c(SO)
C.b点可表示PbSO4的不饱和溶液,且c(Pb2+)<c(SO)
D.向Ba2+浓度为10-5mol·L-1的废水中加入CaSO4粉末,会有BaSO4沉淀析出
答案:D
解析:p(SO)=-lg c(SO),p(M2+)=-lg c(M2+),根据Ksp=c(M2+)·c(SO),Ksp的大小:Ksp(CaSO4)>Ksp(PbSO4)>Ksp(BaSO4),A错误;a点在CaSO4的沉淀溶解平衡曲线上,表示CaSO4的饱和溶液,但a点对应的p(SO)>p(Ca2+),则有c(Ca2+)>c(SO),B错误;b点位于PbSO4的沉淀溶解平衡曲线下方,p(SO)或p(Pb2+)小于平衡值,则b点时c(Pb2+)或c(SO)大于平衡值,b点表示PbSO4的过饱和状态,存在PbSO4沉淀,C错误;由于Ksp(CaSO4)>Ksp(BaSO4),则CaSO4的溶解度大于BaSO4,故向Ba2+的废水中加入CaSO4粉末,CaSO4会转化为溶解度更小的BaSO4,D正确。
2.已知PbF2属于难溶于水、可溶于酸的盐。常温下,用HCl调节PbF2浊液的pH,测得在不同pH条件下,体系中-lg c(X)(X为Pb2+或F-)与lg 的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.Ksp(PbF2)的数量级为10-7
B.Ka(HF)的数量级为10-3
C.向PbF2浊液中加入NaF固体,lg c(Pb2+)增大
D.a点溶液中:c(H+)+2c(Pb2+)<c(F-)+c(HF)+c(Cl-)(不考虑水的电离因素)
答案:D
解析:根据图中纵坐标代表-lg c(X)(X为Pb2+或F-),可知a点3.0为-lg c(Pb2+),b点中2.2为-lg c(F-),PbF2(s)Pb2+(aq)+2F-(aq),Ksp(PbF2)=c(Pb2+)·c2(F-)=10-3×(10-2.2)2=10-7.4,数量级为10-8,故A错误;HFH++F-,Ka(HF)=,代入关系图中b点坐标,Ka(HF)=10-1×10-2.2=10-3.2,数量级为10-4,故B错误;向PbF2浊液中加入NaF固体,增大了F-的浓度,使PbF2(s)Pb2+(aq)+2F-(aq)平衡逆向移动,lg c(Pb2+)减小,故C错误;根据元素质量守恒2c(Pb2+)=c(F-)+c(HF),加入盐酸,H+与F-反应生成HF,则c(H+)<c(Cl-),所以存在c(H+)+2c(Pb2+)<c(F-)+c(HF)+c(Cl-),故D正确。
类型三 沉淀滴定曲线
向10 mL 0.2 mol/L CuCl2 溶液中滴加0.2 mol/L的Na2S溶液:
提取曲线信息:
①曲线上各点的意义:曲线上任一点(a、b、c点)都表示饱和溶液。
②计算Ksp:由b点恰好完全反应可知c(Cu2+)=10-17.7,进而求出Ksp=(10-17.7)2=10-35.4。
学生用书↓第294页
(2022·湖南卷,10)室温时,用0.100 mol·L-1的标准AgNO3溶液滴定15.00 mL浓度相等的Cl-、Br-和I-混合溶液,通过电位滴定法获得lg c(Ag+)与V(AgNO3)的关系曲线如图所示[忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于1.0×10-5 mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgI)=8.5×10-17]。下列说法正确的是( )
A.a点:有白色沉淀生成
B.原溶液中I-的浓度为0.100 mol·L-1
C.当Br-沉淀完全时,已经有部分Cl-沉淀
D.b点:c(Cl-)>c(Br-)>c(I-)>c(Ag+)
答案:C
解析:根据三种沉淀的溶度积常数,三种离子沉淀的先后顺序为I-、Br-、Cl-,根据滴定曲线图示,当滴入4.50 mL硝酸银溶液时,Cl-恰好沉淀完全,此时共消耗硝酸银的物质的量为4.50×10-3 L×0.100 mol·L-1=4.5×10-4 mol,所以Cl-、Br-和I-均为1.5×10-4 mol。I-先沉淀,所以a点有黄色沉淀AgI生成,I-的浓度为=0.010 mol·L-1,故A、B错误;当Br-沉淀完全时(Br-浓度为1.0×10-5 mol·L-1),溶液中的c(Ag+)== mol·L-1=5.4×10-8 mol·L-1,则此时溶液中的c(Cl-)== mol·L-1≈3.3×10-3 mol·L-1,原溶液中的c(Cl-)=c(I-)=0.010 mol·L-1,则已经有部分Cl-沉淀,故C正确;b点加入了过量的硝酸银溶液,Ag+浓度最大,故D错误。
1.已知:pNi=-lg c(Ni2+);常温下,Ksp(NiCO3)=1.4×10-7,H2S的电离平衡常数:Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15。常温下,向10 mL 0.1 mol·L-1 Ni(NO3)2溶液中滴加0.1 mol·L-1 Na2S溶液,滴加过程中pNi与Na2S溶液体积的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.E、F、G三点中,F点对应溶液中水电离程度最小
B.常温下,Ksp(NiS)=1×10-21
C.在NiS和NiCO3的悬浊液中=1.4×1014
D.Na2S溶液中,S2-第一步水解常数Kh1=
答案:D
解析:硝酸镍是强酸弱碱盐,硫化钠是强碱弱酸盐,它们都能促进水的电离。F点表示硝酸镍和硫化钠恰好完全反应,溶液中溶质是硝酸钠,水的电离程度最小,故A正确;NiS(s)Ni2+(aq)+S2-(aq),Ksp(NiS)=c(Ni2+)·c(S2-)=1×10-10.5×1×10-10.5=1×10-21,故B正确;NiCO3(s)+S2-(aq)NiS(s)+CO(aq),K===1.4×1014,故C正确;S2-+H2OHS-+OH-,Kh1==,故D错误。
2.(2023·湖南师范大学附属中学段考)T K时,现有25 mL含KCl和KCN的溶液,用0.100 0 mol·L-1的硝酸银标准溶液对该混合液进行电位滴定(CN-与H+的反应可以忽略),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,曲线上的转折点即为化学计量点。已知:
Ⅰ.Ag+与CN-反应过程为:
①Ag++2CN-===[Ag(CN)2]-,
②[Ag(CN)2]-+Ag+===2AgCN。
Ⅱ.T K时,Ksp(AgCN)=2×10-16,Ksp(AgCl)=2×10-10。
Ⅲ.当溶液中CN-浓度较大时,通常难以形成AgCN沉淀。
下列说法错误的是( )
A.V1=5.00,B点时生成AgCN
B.c(KCN)=0.020 00 mol·L-1,c(KCl)=0.030 00 mol·L-1
C.若反应①的平衡常数为K1,反应②的平衡常数为K2,则K1+K2=2Ksp(AgCN)
D.C点时,溶液中=106
答案:C
解析:溶度积常数表达式相同时,溶度积小的先生成沉淀,曲线上的转折点即为化学计量点,结合方程式①②知,B点生成AgCN,B点消耗硝酸银溶液的体积是A点的2倍,则V1=5.00,故A项正确;A点生成[Ag(CN)2]-,根据方程式①知c(KCN)==0.020 0 mol·L-1,B点KCN完全和AgNO3反应生成AgCN,V1=5.00,则KCl和硝酸银完全反应消耗V(AgNO3)=(12.50-5.00) mL=7.50 mL,则c(KCl)==0.030 0 mol·L-1,故B项正确;反应①的平衡常数为K1,反应②的平衡常数为K2,得Ag++CN-===AgCN,Ksp(AgCN)=,故C项错误;C点溶液中===106,故D项正确。
课时测评53 沉淀溶解平衡图像的分析
(时间:45分钟 满分:100分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(选择题1-10题,每题10分,共计100分)
1.某温度时,BaSO4在水中的溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( )
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:A项,温度不变,加入Na2SO4会导致BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq)溶解平衡向左移动,但两离子浓度的乘积仍不变,仍在曲线上,不会由a点变到b点,错误;B项,通过蒸发,水量减小,Ba2+和SO浓度都增大,不可能由d点变到c点,错误;C项,d点还没有形成饱和溶液,因此无BaSO4沉淀生成,正确;D项,a点与c点的Ksp相等,错误。
2.不同温度(T1和T2)时,硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。下列说法正确的是( )
A.T1>T2
B.加入BaCl2固体,可使溶液由a点变到c点
C.c点时,在T1、T2两个温度下均有固体析出
D.a点和b点的Ksp相等
答案:D
解析:因为硫酸钡在水中溶解时吸收热量,则温度升高,硫酸钡的Ksp增大,T2时硫酸钡的Ksp大于T1时硫酸钡的Ksp,故T2>T1,A错误;硫酸钡溶液中存在沉淀溶解平衡,a点在平衡曲线上,加入BaCl2,c(Ba2+)增大,平衡左移,c(SO)应降低,所以不能使溶液由a点变到c点,B错误;在T1时c点溶液的Q>Ksp,有沉淀析出,在T2时c点溶液的Q<Ksp,没有沉淀析出,C错误;Ksp是一常数,温度不变,Ksp不变,同一温度下,在曲线上的任意一点Ksp都相等,D正确。
3.25 ℃时,用Na2S沉淀Cu2+、Zn2+两种金属离子(M2+),所需S2-最低浓度的对数值lg c(S2-)与lg c(M2+)关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.Na2S溶液中:c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=2c(Na+)
B.25 ℃时,Ksp(CuS)约为1×10-35
C.向100 mL浓度均为10-5 mol·L-1 Zn2+、Cu2+的混合溶液中逐滴加入10-4 mol·L-1 Na2S溶液,Cu2+先沉淀
D.向Cu2+浓度为10-5 mol·L-1废水中加入ZnS粉末,会有CuS沉淀析出
答案:A
解析:A项,根据元素质量守恒c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=c(Na+),错误;B项,当c(S2-)=10-10 mol·L-1时,c(Cu2+)=10-25 mol·L-1,所以Ksp(CuS)=1×10-35,正确;C、D项,由于Ksp(CuS)<Ksp(ZnS),所以向等浓度的Cu2+、Zn2+的混合溶液加入Na2S溶液,Cu2+先沉淀,ZnS沉淀会转化为CuS沉淀,正确。
4.硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图。下列说法正确的是( )
A.温度一定时,Ksp(SrSO4)随c(SO)的增大而减小
B.三个不同温度中,313 K时Ksp(SrSO4)最大
C.363 K时,图中a点对应的溶液是不饱和溶液
D.283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液
答案:B
解析:Ksp只与温度有关而与离子浓度大小无关,A错误;由图像可知:在相同条件下,温度在313 K时,c(SO)·c(Sr2+)乘积最大,则在该温度时Ksp(SrSO4)最大,B正确;a点在363 K的上方,属于该温度下饱和溶液,C错误;283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后会有晶体析出,析出后的溶液属于饱和溶液,D错误。
5.已知p(Ba2+)=-lg c(Ba2+)、p(X2-)=-lg c(X2-),常温下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列叙述中正确的是( )
A.p(Ba2+)=a时,两种盐的饱和溶液中离子浓度c(SO)>c(CO)
B.M点对应的溶液中Ba2+、CO能形成BaCO3沉淀
C.相同条件下,SO比CO更易与Ba2+结合形成沉淀
D.BaSO4不可能转化为BaCO3
答案:C
解析:由题中图像信息知Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),当p(Ba2+)=a时,二者的饱和溶液中c(CO)>c(SO),A错误、C正确;M点时,Q(BaCO3)<Ksp(BaCO3),故无法形成BaCO3沉淀,B错误;因两种盐的Ksp相差不大,故在一定条件下二者之间可能相互转化,D错误。
6.(双选)常温下,向10 mL 0.10 mol/L CuCl2溶液中滴加0.10 mol/L Na2S溶液,滴加过程中-lg c(Cu2+)与Na2S溶液体积(V)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.Ksp(CuS)的数量级为10-36
B.曲线上a点溶液中,c(S2-)·c(Cu2+)>Ksp(CuS)
C.a、b、c三点溶液中,n(H+)和n(OH-)的积最小的为b点
D.c点溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(S2-)>c(OH-)>c(H+)
答案:AD
解析:求算CuS的Ksp,利用b点。在b点,CuCl2和Na2S恰好完全反应,方程式为Cu2++S2-===CuS↓,溶液中的Cu2+和S2-的浓度相等,-lg c(Cu2+)=17.7,则c(Cu2+)=10-17.7 mol/L。则Ksp=c(Cu2+)·c(S2-)=10-17.7×10-17.7=10-35.4,其数量级为10-36,A项正确;曲线上a点溶液为CuS的饱和溶液,c(S2-)·c(Cu2+)=Ksp(CuS),B项错误;在水溶液中,c(H+)·c(OH-)=Kw,温度不变,其Kw不变,·=Kw,则n(H+)·n(OH-)=Kw·V,V溶液在增大,所以a点的值最小,C项错误;c点溶液Na2S溶液多加了一倍,CuCl2+Na2S===CuS↓+2NaCl,溶液为NaCl和Na2S的混合溶液,浓度之比为2∶1。c(Na+)>c(Cl-)>c(S2-),S2-会水解,S2-+H2O⥫⥬HS-+OH-,溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),水解是微弱的,有c(S2-)>c(OH-)。排序为c(Na+)>c(Cl-)>c(S2-)>c(OH-)>c(H+),D项正确。
7.用0.100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.050 0 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0.040 0 mol·L-1 Cl-,反应终点c移到a
D.相同实验条件下,若改为0.050 0 mol·L-1Br-,反应终点c向b方向移动
答案:C
解析:由题图可知,当AgNO3溶液的体积为50.0 mL时,溶液中的c(Cl-)略小于10-8 mol·L-1,此时混合溶液中c(Ag+)==2.5×10-2 mol·L-1,故Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)≈2.5×10-2×10-8=2.5×10-10,A项正确;因反应过程中有沉淀生成,溶液中必然存在平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),故曲线上的各点均满足c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl),B项正确;根据Ag++Cl-===AgCl↓可知,达到滴定终点时,消耗AgNO3溶液的体积为=20.0 mL,C项错误;相同实验条件下,沉淀相同量的Cl-和Br-消耗的AgNO3的量相同,由于Ksp(AgBr)<Ksp(AgCl),当滴加相等量的Ag+时,溶液中c(Br-)<c(Cl-),故反应终点c向b方向移动,D项正确。
8.已知:AgA、Ag2B都是难溶盐。室温下,向体积均为10 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的NaA溶液、Na2B溶液中分别滴加0.1 mol·L-1的AgNO3溶液,溶液中pX与AgNO3溶液体积的关系如图所示[已知:pX=-lg c(A-)或-lg c(B2-)]。下列推断错误的是( )
A.室温下,Ksp(Ag2B)=4×10-3a
B.对应溶液中c(Ag+):e>f
C.室温下,在等量的水中,AgA溶解的物质的量更多
D.若c(AgNO3)变为0.05 mol·L-1,则NaA溶液中的反应终点移至d点
答案:C
解析:由图像及题意分析知,含有c点的曲线为AgNO3溶液滴定NaA溶液曲线,含有e点的曲线为AgNO3滴定Na2B溶液曲线。由题图可知沉淀溶解平衡方程式:Ag2B(s)2Ag+(aq)+B2-(aq),则c(Ag+)=2c(B2-),根据pX=a可知,c(B2-)=10-amol/L,c(Ag+)=2×10-amol/L,Ksp(Ag2B)=c2(Ag+)×c(B2-)=(2×10-a)2×10-a=4×10-3a,A项正确;B2-抑制Ag2B溶解,c(B2-)越大,溶液中c(Ag+)越小,c(B2-):f点>e点,则c(Ag+):e>f,B项正确;由题图分析,AgA饱和溶液中银离子的浓度小于Ag2B饱和溶液中的银离子浓度,所以AgA的溶解度小于Ag2B,故在等量的水中,AgA溶解的物质的量更少,C项错误;若c(AgNO3)变为0.05 mol·L-1,则加入20 mL硝酸银溶液时,NaA溶液完全反应得到AgA饱和溶液,由温度不变,溶度积不变可知,溶液中Ag+的浓度不变,则NaA溶液中的反应终点由c移至d点,D项正确。
9.工业上以SrSO4(s)为原料生产SrCO3(s),对其工艺条件进行研究。现有含SrCO3(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液,含SrSO4(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1Na2SO4溶液。在一定pH范围内,四种溶液中lg[c(Sr2+)/mol·L-1]随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.反应SrSO4(s)+CO(aq)SrCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K=
B.a=-6.5
C.曲线④代表含SrCO3(s)的1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液的变化曲线
D.对含SrSO4(s)且Na2SO4和Na2CO3初始浓度均为1.0 mol·L-1的混合溶液,pH≥7.7时才发生沉淀转化
答案:D
解析:反应SrSO4(s)+CO(aq)SrCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K===,故A正确;由分析可知,曲线①代表含硫酸锶固体的0.1 mol/L硫酸钠溶液的变化曲线,则硫酸锶的溶度积Ksp(SrSO4)=10-5.5×0.1=10-6.5,温度不变,溶度积不变,则溶液pH为7.7时,锶离子的浓度为 mol/L=10-6.5 mol·L-1,则a为-6.5,故B正确;由分析可知,曲线④表示含碳酸锶固体的1.0 mol/L碳酸钠溶液的变化曲线,故C正确;对含SrSO4(s)且Na2SO4和Na2CO3初始浓度均为1.0 mol·L-1的混合溶液中,锶离子的浓度为10-6.5 mol·L-1,根据题图,pH≥6.9时锶离子的浓度降低,所以pH≥6.9时发生沉淀转化,故D错误。
10.(2023·北京卷)利用平衡移动原理,分析一定温度下Mg2+在不同pH的Na2CO3体系中的可能产物。
已知:ⅰ.图1中曲线表示Na2CO3体系中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系。
ⅱ.图2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c2(OH-)=Ksp[Mg(OH)2];曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c(CO)=Ksp(MgCO3)[注:起始c(Na2CO3)=0.1 mol·L-1,不同pH下c(CO)由图1得到]。
下列说法不正确的是( )
A.由图1,pH=10.25,c(HCO)=c(CO)
B.由图2,初始状态pH=11、lg [c(Mg2+)]=-6,无沉淀生成
C.由图2,初始状态pH=9、lg [c(Mg2+)]=-2,平衡后溶液中存在:c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)=0.1 mol·L-1
D.由图1和图2,初始状态pH=8、lg [c(Mg2+)]=-1,发生反应:Mg2++2HCO===MgCO3↓+CO2↑+H2O
答案:C
解析:水溶液中的离子平衡从图1可以看出pH=10.25时,碳酸氢根离子与碳酸根离子浓度相同,A项正确;从图2可以看出pH=11、lg [c(Mg2+)]=-6时,该点位于曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的下方,不会产生碳酸镁沉淀或氢氧化镁沉淀,B项正确;从图2可以看出pH=9、lg [c(Mg2+)]=-2时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,根据元素质量守恒,溶液中c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)<0.1 mol·L-1,C项错误;pH=8时,溶液中主要含碳微粒是HCO,pH=8,lg [c(Mg2+)]=-1时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,因此反应的离子方程式为Mg2++2HCO===MgCO3↓+H2O+CO2↑,D项正确。
学生用书↓第295页
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