内容正文:
专题07 沉淀溶解平衡
考点01 沉淀溶解平衡的建立
考点02 溶度积常数
考点03 沉淀溶解平衡的影响因素
考点04 沉淀溶解平衡的应用
考点05 沉淀溶解平衡曲线
▉考点01 沉淀溶解平衡的建立
1.物质在水中的溶解度
20 ℃时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系:
2.沉淀溶解平衡
(1)概念
在一定温度下,当沉淀和溶解的速率相等时,形成饱和溶液,达到平衡状态,把这种平衡称为沉淀溶解平衡。
(2)建立
(3)沉淀溶解平衡方程式
Mg(OH)2(s)Mg2++(aq)+2OH-(aq)
沉淀、溶解之间这种动态平衡也决定了Mg2+与OH-的反应不能完全进行到底。一般情况下,当溶液中剩余离子的浓度小于1×10-5mol·L-1时,化学上通常认为生成沉淀的反应进行完全了。
▉考点02 溶度积常数
概念
难溶电解质的沉淀溶解平衡常数称为溶度积常数,简称溶度积,符号为Ksp
意义
Ksp的大小反映难溶电解质在水中的溶解能力
表达式
AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)。
如:Mg(OH)2(s)Mg2++(aq)+2OH-(aq) Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-)
影响因素
(1)内因:物质本身的性质。
(2)外因:仅与温度有关,与浓度、压强、催化剂等无关。
应用
定量判断给定条件下有无沉淀生成。
Q:离子积对于AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)任意时刻Q=cm(An+)·cn(Bm-)。
①Q>Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。
②Q=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于衡状态。
③Q<Ksp,溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。
【归纳总结】水溶液中四大平衡常数的比较与应用
1.四大平衡常数的比较
常数
符号
适用体系
影响因素
表达式
水的离子积常数
Kw
任意水溶液
温度升高,Kw增大
Kw=c(OH-)·c(H+)
电离常数
酸Ka
弱酸溶液
升温,K增大
HAH++A-,电离常数Ka=
碱Kb
弱碱溶液
BOHB++OH-,电离常数Kb=
盐的水解常数
Kh
盐溶液
升温,Kh增大
A-+H2OOH-+HA,水解常数Kh=
溶度积常数
Ksp
难溶电解质溶液
升温,大多数Ksp增大
MmAn的饱和溶液:Ksp=cm(Mn+)·
cn(Am-)
注意:(1)四大平衡的基本特征相同,包括逆、动、等、定、变,其研究对象均为可逆变化过程。
(2)溶解平衡有放热反应、吸热反应,升高温度后Ksp可能变大或变小;而电离平衡、水解平衡均为吸热过程,升高温度Ka(或Kb)、Kh均变大。
2.四大平衡常数的应用
(1)判断平衡移动的方向
Q与Ksp的关系
平衡移动方向
结论
Q>Ksp
逆向
溶液过饱和,有沉淀析出
Q=Ksp
不移动
溶液饱和,处于平衡状态
Q<Ksp
正向
溶液未饱和,无沉淀析出
(2)常数间的关系
①强碱弱酸盐:Kh=;②强酸弱碱盐:Kh=。
(3)判断离子浓度比值的大小变化。如将NH3·H2O溶液加水稀释,c(OH-)减小,由于电离平衡常数为,此值不变,故的值增大。
(4)利用四大平衡常数进行有关计算。
▉考点03 沉淀溶解平衡的影响因素
内因
难溶电解质本身的性质,即难溶电解质的溶解能力
外因
温度
升温,大多数溶解平衡向溶解方向移动,但Ca(OH)2升温向生成沉淀方向移动
浓度
加水稀释,平衡溶解方向移动
相同离子
加入与难溶电解质含有相同离子的物质,平衡向生成沉淀的方向移动
反应离子
加入能消耗难溶电解质中所含离子的物质,平衡向溶解方向移动
▉考点04 沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成
方法
举例
解释
调节pH法
除去CuCl2溶液中的FeCl3,可向溶液中加入CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3]
CuO与H+反应,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀
除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH至4左右
Fe3+与NH3·H2O反应生成Fe(OH)3沉淀
沉淀剂法
以H2S、Na2S等沉淀污水中的Hg2+、Cu2+等重金属离子
H2S、Na2S与Cu2+、Hg2+反应生成沉淀
2.沉淀的溶解
(1)沉淀溶解的原理
根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去平衡体系中的相应离子,使Q<Ksp,平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。
(2)沉淀溶解的方法
酸溶解法
用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。
如CaCO3难溶于水,却易溶于盐酸,原因是:CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡为 ,当加入盐酸后发生反应: , 降低,溶液中 与 的离子积Q(CaCO3)<Ksp(CaCO3),沉淀溶解平衡向溶解方向移动。
盐溶液溶解法
Mg(OH)2难溶于水,能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为 。
3.沉淀的转化
实质
沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程,其实质是沉淀溶解平衡的移动
条件
两种沉淀的溶解度不同,溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀,两者溶解度相差越大转化越容易。
应用
锅炉除水垢
(含有CaSO4)
CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2+(aq),反应为CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
自然界
中矿物的转化
原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝(CuS),反应为CuSO4+ZnS=CuS+ZnSO4,CuSO4+PbS=CuS+PbSO4
工业废水处理
FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+(aq)
【技巧点拨】
1.沉淀先后顺序的判断
向溶液中加入沉淀剂,当有多种沉淀生成时,哪种沉淀的溶解度最小(当各种沉淀的Ksp表达式相同时,Ksp越小,沉淀的溶解度越小),则最先生成该沉淀。
(1)向含等浓度Cl-、Br-、I-的混合液中加入AgNO3溶液,最先生成的沉淀是AgI。
(2)向含等浓度CO、OH-、S2-的混合液中加入CuSO4溶液,最先生成的沉淀是CuS。
(3)向Mg(HCO3)2溶液中加入适量NaOH溶液,生成的沉淀是Mg(OH)2而不是MgCO3,原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。
2.Ksp的大小比较
▉考点05 沉淀溶解平衡曲线
1.典型示例
2.点的变化
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
1.下列有关AgCl的沉淀溶解平衡的说法中,正确的是
A.AgCl的生成和溶解不断进行,但速率相等
B.AgCl难溶于水,溶液中没有和
C.升高温度,AgCl的溶解度不变
D.向AgCl的沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl溶解的量不变
2.下列说法中,正确的是
A.难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,保持温度不变增加难溶电解质的量,平衡向溶解方向移动
B.难溶电解质都是弱电解质
C.室温下,在水中的溶解度大于在饱和溶液中的溶解度
D.在白色沉淀上滴加溶液,沉淀变黑,说明比更难溶于水
3.在FeS悬浊液中,存在平衡FeS(s) ⇌Fe2+(aq)+S2-(aq)。欲使FeS固体质量减少,Fe2+浓度不变,可向悬浊液中加入的试剂是
A.CuSO4溶液 B.盐酸 C.蒸馏水 D.Na2S
4.关于溶解平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH—(aq),下列说法中正确的是
A.加入固体Mg(OH)2,可以增大溶液中镁离子的浓度
B.溶度积常数表示式:Ksp=c(Mg2+)·c2 (OH—)
C.加入NaOH浓溶液,可以增加Mg(OH)2的溶解量
D.升高温度,不会影响溶解平衡
5.已知:25℃时,CaCO3的,现将浓度为的Na2CO3溶液与某浓度CaCl2溶液等体积混合,若要产生沉淀,则所用CaCl2溶液的浓度至少应大于
A. B.
C. D.
6.在一定温度下,氯化银在水中存在如下沉淀溶解平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl—(aq),若把AgCl分别放入①100mL0.1mol/LNaNO3溶液中;②100mL0.1mol/LNaCl溶液中;③100mL0.1mol/LAlCl3溶液中;④100mL0.1mol/LMgCl2溶液中,搅拌后在相同的温度下Ag+浓度由大到小的顺序是:
A.①>②>④>③ B.②>①>④>③
C.④>③>②>① D.①>④>③>②
7.石灰乳中存在下列平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq);加入下列溶液,可使固体明显减少的是
A.Na2CO3溶液 B.KCl溶液
C.NaOH溶液 D.CaCl2溶液
8.下列生活中常用的方法,其原理与沉淀溶解平衡有关的是
A.用明矾净水 B.用酒精进行环境消毒
C.用的溶液清洗伤口 D.用白醋清洗水壶中的水垢
9.某悬浊溶液(以下简称溶液)中存在平衡:,下列有关该平衡体系的说法不正确的是
A.恒温下,向溶液中加入,溶液的pH升高
B.给溶液加热,平衡逆向移动
C.向溶液中加入少量固体,溶液质量增重
D.向溶液中加入少量水,pH不变
10.黑色的水溶性很差。已知:平衡常数,。下列有关说法错误的是
A.降低可以增大的溶解量
B.可将气体通入水溶液中制备
C.的电离平衡常数的乘积
D.用除废水中,平衡常数
11.常温下,Ksp(ZnS)=1. 6×10-24 ,Ksp(FeS)=6.4×10-18,其中FeS为黑色晶体,ZnS是一种白色颜料的组成成分。下列说法不正确的是
A.向FeS悬浊液中通入少量HCl,Ksp(FeS)不变
B.向物质的量浓度相等的FeCl2和ZnCl2混合液中滴加Na2S溶液,先产生白色沉淀
C.在ZnS的饱和溶液中,加入FeCl2溶液,可能产生FeS沉淀
D.常温下,反应FeS(s)+ Zn2+ (aq)⇌ZnS(s)+Fe2+ (aq)的平衡常数K=4.0×10-6
12.已知25℃时,的平衡常数,,下列叙述中正确的是
A.25℃时,RSO4的Ksp的为
B.将浓度均为的RCl2、Na2CO3溶液等体积混合后可得到RCO3沉淀
C.向c()=c()的混合液中滴加RCl2溶液,首先析出RSO4沉淀
D.相同温度下,RCO3在水中的Ksp大于在Na2CO3溶液中的Ksp
13.已知CaCO3的Ksp=2.8×10-9,现将浓度为2×10-4mol•L-1的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合,若要产生沉淀,则所用CaCl2溶液的浓度至少应为
A.2.8×10-2mol•L-1 B.1.4×10-5mol•L-1 C.2.8×10-5mol•L-1 D.5.6×10-5mol•L-1
14.现进行实验:
(1)将溶液和溶液等体积混合,得到悬浊液a;将悬浊液a过滤,得到滤液b和白色沉淀c。
(2)向滤液b中滴加溶液,滤液出现浑浊。
(3)向沉淀c中滴加溶液,沉淀变为黄色。
下列关于上述实验的分析错误的是
A.悬浊液a中存在沉淀溶解平衡:
B.滤液b中不含
C.实验(3)表明转化为
D.实验可以证明
15.铬酸钡常用于制颜料、玻璃和陶瓷等。已知:常温下,。相关溶度积曲线如图所示。下列推断正确的是
A.升温可使c点迁移到b点 B.b点溶度积大于c点
C. D.蒸发d点溶液可迁移到b点
16.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、T2两个温度下均没有固体析出
D.图中c点对应的是T1时硫酸钡的过饱和溶液
17.硫化镉是一种难溶于水的黄色颜料,在水溶液中存在如下溶解平衡:,其沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是
A.图中温度
B.图中各点对应的甲的关系为:
C.向m点的溶液中加入少量固体,溶液组成由m沿线向p方向移动
D.温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿线向p方向移动
18.金属钒主要用于冶炼特种钢, 被誉为 “合金的维生素”。工业上常用富钒炉渣 (主要含FeO·V2O3, 还有少量P2O5等杂质) 制取钒的流程如下图。
回答下列问题:
25 ℃时,Ksp(NH4VO3)=4×10-2,电离常数Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5。“沉钒” 后VO的浓度为 mol·L-1,则滤液的pH为__________。除OH-与VO外,滤液中还可能存在的阴离子是______。
19.常温下,几种物质的溶度积常数见下表:
物质
(1)写出的溶度积常数表达式 。
(2)某酸性溶液中含少到的,为制得纯净的溶液,宜加入 调至溶液,使转化为沉淀,此时溶液中的 。
(3)要使氢氧化铜沉淀溶解,除了加入酸之外,还可以加入氨水,生成写出反应的离子方程式: 。
(4)某工业废水中含有等重金属离子,最适宜向此工业废水中加入过量的 (填字母)除去它们。
A.NaOH B. C.Na2S
(
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专题07 沉淀溶解平衡
考点01 沉淀溶解平衡的建立
考点02 溶度积常数
考点03 沉淀溶解平衡的影响因素
考点04 沉淀溶解平衡的应用
考点05 沉淀溶解平衡曲线
▉考点01 沉淀溶解平衡的建立
1.物质在水中的溶解度
20 ℃时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系:
2.沉淀溶解平衡
(1)概念
在一定温度下,当沉淀和溶解的速率相等时,形成饱和溶液,达到平衡状态,把这种平衡称为沉淀溶解平衡。
(2)建立
(3)沉淀溶解平衡方程式
Mg(OH)2(s)Mg2++(aq)+2OH-(aq)
沉淀、溶解之间这种动态平衡也决定了Mg2+与OH-的反应不能完全进行到底。一般情况下,当溶液中剩余离子的浓度小于1×10-5mol·L-1时,化学上通常认为生成沉淀的反应进行完全了。
▉考点02 溶度积常数
概念
难溶电解质的沉淀溶解平衡常数称为溶度积常数,简称溶度积,符号为Ksp
意义
Ksp的大小反映难溶电解质在水中的溶解能力
表达式
AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)。
如:Mg(OH)2(s)Mg2++(aq)+2OH-(aq) Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-)
影响因素
(1)内因:物质本身的性质。
(2)外因:仅与温度有关,与浓度、压强、催化剂等无关。
应用
定量判断给定条件下有无沉淀生成。
Q:离子积对于AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)任意时刻Q=cm(An+)·cn(Bm-)。
①Q>Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。
②Q=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于衡状态。
③Q<Ksp,溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。
【归纳总结】水溶液中四大平衡常数的比较与应用
1.四大平衡常数的比较
常数
符号
适用体系
影响因素
表达式
水的离子积常数
Kw
任意水溶液
温度升高,Kw增大
Kw=c(OH-)·c(H+)
电离常数
酸Ka
弱酸溶液
升温,K增大
HAH++A-,电离常数Ka=
碱Kb
弱碱溶液
BOHB++OH-,电离常数Kb=
盐的水解常数
Kh
盐溶液
升温,Kh增大
A-+H2OOH-+HA,水解常数Kh=
溶度积常数
Ksp
难溶电解质溶液
升温,大多数Ksp增大
MmAn的饱和溶液:Ksp=cm(Mn+)·
cn(Am-)
注意:(1)四大平衡的基本特征相同,包括逆、动、等、定、变,其研究对象均为可逆变化过程。
(2)溶解平衡有放热反应、吸热反应,升高温度后Ksp可能变大或变小;而电离平衡、水解平衡均为吸热过程,升高温度Ka(或Kb)、Kh均变大。
2.四大平衡常数的应用
(1)判断平衡移动的方向
Q与Ksp的关系
平衡移动方向
结论
Q>Ksp
逆向
溶液过饱和,有沉淀析出
Q=Ksp
不移动
溶液饱和,处于平衡状态
Q<Ksp
正向
溶液未饱和,无沉淀析出
(2)常数间的关系
①强碱弱酸盐:Kh=;②强酸弱碱盐:Kh=。
(3)判断离子浓度比值的大小变化。如将NH3·H2O溶液加水稀释,c(OH-)减小,由于电离平衡常数为,此值不变,故的值增大。
(4)利用四大平衡常数进行有关计算。
▉考点03 沉淀溶解平衡的影响因素
内因
难溶电解质本身的性质,即难溶电解质的溶解能力
外因
温度
升温,大多数溶解平衡向溶解方向移动,但Ca(OH)2升温向生成沉淀方向移动
浓度
加水稀释,平衡溶解方向移动
相同离子
加入与难溶电解质含有相同离子的物质,平衡向生成沉淀的方向移动
反应离子
加入能消耗难溶电解质中所含离子的物质,平衡向溶解方向移动
▉考点04 沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成
方法
举例
解释
调节pH法
除去CuCl2溶液中的FeCl3,可向溶液中加入CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3]
CuO与H+反应,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀
除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH至4左右
Fe3+与NH3·H2O反应生成Fe(OH)3沉淀
沉淀剂法
以H2S、Na2S等沉淀污水中的Hg2+、Cu2+等重金属离子
H2S、Na2S与Cu2+、Hg2+反应生成沉淀
2.沉淀的溶解
(1)沉淀溶解的原理
根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去平衡体系中的相应离子,使Q<Ksp,平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。
(2)沉淀溶解的方法
酸溶解法
用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。
如CaCO3难溶于水,却易溶于盐酸,原因是:CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡为CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO(aq),当加入盐酸后发生反应:CO+2H+=H2O+CO2↑,c(CO)降低,溶液中CO与Ca2+的离子积Q(CaCO3)<Ksp(CaCO3),沉淀溶解平衡向溶解方向移动。
盐溶液溶解法
Mg(OH)2难溶于水,能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为Mg(OH)2+2NH=Mg2++2NH3·H2O。
3.沉淀的转化
实质
沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程,其实质是沉淀溶解平衡的移动
条件
两种沉淀的溶解度不同,溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀,两者溶解度相差越大转化越容易。
应用
锅炉除水垢
(含有CaSO4)
CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2+(aq),反应为CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
自然界
中矿物的转化
原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝(CuS),反应为CuSO4+ZnS=CuS+ZnSO4,CuSO4+PbS=CuS+PbSO4
工业废水处理
FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+(aq)
【技巧点拨】
1.沉淀先后顺序的判断
向溶液中加入沉淀剂,当有多种沉淀生成时,哪种沉淀的溶解度最小(当各种沉淀的Ksp表达式相同时,Ksp越小,沉淀的溶解度越小),则最先生成该沉淀。
(1)向含等浓度Cl-、Br-、I-的混合液中加入AgNO3溶液,最先生成的沉淀是AgI。
(2)向含等浓度CO、OH-、S2-的混合液中加入CuSO4溶液,最先生成的沉淀是CuS。
(3)向Mg(HCO3)2溶液中加入适量NaOH溶液,生成的沉淀是Mg(OH)2而不是MgCO3,原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。
2.Ksp的大小比较
▉考点05 沉淀溶解平衡曲线
1.典型示例
2.点的变化
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
1.下列有关AgCl的沉淀溶解平衡的说法中,正确的是
A.AgCl的生成和溶解不断进行,但速率相等
B.AgCl难溶于水,溶液中没有和
C.升高温度,AgCl的溶解度不变
D.向AgCl的沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl溶解的量不变
【答案】A
【解析】A.达到沉淀溶解平衡时,AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,平衡时速率相等,达到动态平衡,A正确;B.AgCl难溶于水,溶解度很小,但是不为零,所以溶液中含有少量的Ag+和Cl-,B错误;C.溶解度与温度有关,氯化银的溶解为吸热过程,则升高温度后AgCl沉淀的溶解度变大,C错误;D.加入NaCl固体,氯离子浓度增大,抑制氯化银沉淀的溶解,平衡逆向进行,会析出AgCl固体,AgCl的溶解的量减小,D错误;故选A。
2.下列说法中,正确的是
A.难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,保持温度不变增加难溶电解质的量,平衡向溶解方向移动
B.难溶电解质都是弱电解质
C.室温下,在水中的溶解度大于在饱和溶液中的溶解度
D.在白色沉淀上滴加溶液,沉淀变黑,说明比更难溶于水
【答案】C
【解析】A.难溶电解质是固体,其浓度可视为常数,增加难溶电解质的量对平衡无影响,A错误;
B.难溶电解质在熔融状态下可以完全电离,不一定都是弱电解质,如AgCl难溶于水,但为强电解质,B错误;
C.相同温度下,氯化银在溶液中存在沉淀溶解平衡,氯化钠溶液中氯离子抑制氯化银溶解,AgCl在水中的溶解度大于在饱和NaCl溶液中的溶解度,C正确;
D.在白色ZnS沉淀上滴加 CuSO4 溶液,沉淀变黑,说明CuS比ZnS更难溶于水,D错误;
故选C。
3.在FeS悬浊液中,存在平衡FeS(s) ⇌Fe2+(aq)+S2-(aq)。欲使FeS固体质量减少,Fe2+浓度不变,可向悬浊液中加入的试剂是
A.CuSO4溶液 B.盐酸 C.蒸馏水 D.Na2S
【答案】C
【解析】A.加入CuSO4溶液与S2-反应生成CuS,对于平衡FeS(s) ⇌Fe2+(aq)+S2-(aq),生成物浓度减小,平衡正向移动,FeS固体质量减少,Fe2+浓度增大,A不选;
B.加入盐酸H+与S2-反应生成H2S气体,导致S2-浓度减小,平衡正向移动,FeS固体质量减少,Fe2+浓度增大,B不选;
C.加入蒸馏水稀释,平衡正向移动,FeS固体质量减少,由于还是饱和溶液,则Fe2+浓度不变,C选;
D.加入Na2S增大S2-浓度,生成物浓度增大,平衡逆向移动,FeS固体质量增加,Fe2+浓度减小,D不选;
故选:C。
4.关于溶解平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH—(aq),下列说法中正确的是
A.加入固体Mg(OH)2,可以增大溶液中镁离子的浓度
B.溶度积常数表示式:Ksp=c(Mg2+)·c2 (OH—)
C.加入NaOH浓溶液,可以增加Mg(OH)2的溶解量
D.升高温度,不会影响溶解平衡
【答案】B
【解析】A.氢氧化镁饱和溶液中加入氢氧化镁固体,溶解平衡不移动,溶液中镁离子的浓度不变,故A错误;
B.由溶度积的概念可知,氢氧化镁的溶度积表达式为Ksp=c(Mg2+)·c2 (OH—),故B正确;
C.加入氢氧化钠浓溶液,溶液中氢氧根离子浓度增大,溶解平衡左移,氢氧化镁的溶解量减小,故C错误;
D.升高温度,氢氧化镁的溶解度增大,平衡右移,故D错误;
故选B。
5.已知:25℃时,CaCO3的,现将浓度为的Na2CO3溶液与某浓度CaCl2溶液等体积混合,若要产生沉淀,则所用CaCl2溶液的浓度至少应大于
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】Na2CO3溶液的浓度为,与某浓度CaCl2溶液等体积混合后溶液中,根据可知,若要产生沉淀,混合后溶液中,故将溶液等体积混合前,原CaCl2溶液的最小浓度为,答案选B。
6.在一定温度下,氯化银在水中存在如下沉淀溶解平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl—(aq),若把AgCl分别放入①100mL0.1mol/LNaNO3溶液中;②100mL0.1mol/LNaCl溶液中;③100mL0.1mol/LAlCl3溶液中;④100mL0.1mol/LMgCl2溶液中,搅拌后在相同的温度下Ag+浓度由大到小的顺序是:
A.①>②>④>③ B.②>①>④>③
C.④>③>②>① D.①>④>③>②
【答案】A
【解析】氯化银在水中存在沉淀溶解平衡,相同的温度下,溶液中的氯离子浓度越大,氯化银的溶解度越小,银离子浓度越小,由题意可知,溶液中氯离子浓度由大到小顺序为③>④>②>①,则溶液中银离子浓度由大到小顺序为①>②>④>③,故选A。
7.石灰乳中存在下列平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq);加入下列溶液,可使固体明显减少的是
A.Na2CO3溶液 B.KCl溶液
C.NaOH溶液 D.CaCl2溶液
【答案】B
【解析】A.加入Na2CO3溶液,碳酸根离子与钙离子反应,平衡Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)正向移动,Ca(OH)2(s)减小,但生成碳酸钙,碳酸钙的摩尔质量大于氢氧化钙的摩尔质量,固体量不会减少,A不符题意;
B.加入KCl溶液,溶液总体积增大,相当于加水稀释,平衡Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)正向移动,Ca(OH)2(s)减小,固体明显减少,B符合题意;
C.加入NaOH溶液,氢氧根离子浓度增大,平衡Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)逆向移动,Ca(OH)2(s)增多,C不符题意;
D.加入CaCl2,c(Ca2+)增大,平衡逆向移动,Ca(OH)2增多,固体增多,D不符题意;
选B。
8.下列生活中常用的方法,其原理与沉淀溶解平衡有关的是
A.用明矾净水 B.用酒精进行环境消毒
C.用的溶液清洗伤口 D.用白醋清洗水壶中的水垢
【答案】A
【解析】A.用明矾净水,是利用明矾中所含Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附水中悬浮颗粒物并使之沉降的能力,使水体发生净化,选项A符合题意;B.用酒精进行环境消毒,是利用酒精能使细菌表面蛋白质发生变性,从而杀死细菌,选项B不符合题意;C.用3%的H2O2溶液清洗伤口,是利用H2O2具有强氧化性,能够杀死细菌而达到给伤口消毒的目的,选项C不符合题意;D.用白醋清洗水壶中的水垢,是利用醋酸显酸性,且酸性比碳酸强,能溶解水垢,从而达到去除水垢的目的,选项D不符合题意;答案选A。
9.某悬浊溶液(以下简称溶液)中存在平衡:,下列有关该平衡体系的说法不正确的是
A.恒温下,向溶液中加入,溶液的pH升高
B.给溶液加热,平衡逆向移动
C.向溶液中加入少量固体,溶液质量增重
D.向溶液中加入少量水,pH不变
【答案】A
【解析】A.恒温下,向悬浊液中加入CaO,溶解的氢氧化钙已经达到饱和,溶液的c(OH-)不变,溶液的pH不变,A错误;B.该平衡放热,升高温度,平衡逆向移动,B正确;C.向溶液中加入溶液,生成碳酸钙沉淀,固体质量增加,C正确;D.向溶液中加入少量水,悬浊溶液中少量溶解,溶液仍然是的饱和溶液,pH不变,D正确;故选A。
10.黑色的水溶性很差。已知:平衡常数,。下列有关说法错误的是
A.降低可以增大的溶解量
B.可将气体通入水溶液中制备
C.的电离平衡常数的乘积
D.用除废水中,平衡常数
【答案】C
【解析】A.已知:HgS+2H+⇌Hg2++H2S,降低pH,氢离子浓度增大,平衡正向移动,HgS的溶解量增大,故A正确;
B.HgS的溶解平衡为,可将气体通入水溶液中,浓度增大,平衡逆向移动,可制备,故B正确;
C.的电离平衡常数的乘积,故C错误;
D.用除废水中,平衡常数K=,故D正确;
故选C。
11.常温下,Ksp(ZnS)=1. 6×10-24 ,Ksp(FeS)=6.4×10-18,其中FeS为黑色晶体,ZnS是一种白色颜料的组成成分。下列说法不正确的是
A.向FeS悬浊液中通入少量HCl,Ksp(FeS)不变
B.向物质的量浓度相等的FeCl2和ZnCl2混合液中滴加Na2S溶液,先产生白色沉淀
C.在ZnS的饱和溶液中,加入FeCl2溶液,可能产生FeS沉淀
D.常温下,反应FeS(s)+ Zn2+ (aq)⇌ZnS(s)+Fe2+ (aq)的平衡常数K=4.0×10-6
【答案】D
【解析】A.Ksp(FeS)只与温度有关,温度不变,Ksp(FeS)不变,A正确;
B.Ksp(ZnS)<Ksp(FeS),根据Ksp小的先沉淀可知,先产生ZnS白色沉淀,B正确;
C.在ZnS的饱和溶液中,加入FeCl2溶液,由于FeCl2浓度未知,则Qc(FeS)可能大于Ksp(FeS),故可能产生FeS沉淀,C正确;
D.反应FeS(s)+Zn2+(aq)ZnS(s)+Fe2+(aq)的平衡常数K=,D错误;
故答案选D。
12.已知25℃时,的平衡常数,,下列叙述中正确的是
A.25℃时,RSO4的Ksp的为
B.将浓度均为的RCl2、Na2CO3溶液等体积混合后可得到RCO3沉淀
C.向c()=c()的混合液中滴加RCl2溶液,首先析出RSO4沉淀
D.相同温度下,RCO3在水中的Ksp大于在Na2CO3溶液中的Ksp
【答案】A
【解析】A.反应的平衡常数K====1.75×104,Ksp(RSO4)=1.75×104×Ksp(RCO3)= 1.75×104×2.80×10-9=4.90×10-5,A正确;
B.溶液混合后体积变为原来的2倍,因此c(R2+)=3×10-5mol/L,c()=3×10-5mol/L,离子积常数Qc= c(R2+) c()=9×10-10<Ksp(RCO3),溶液未饱和,不会产生RCO3沉淀,B错误;
C.RSO4、RCO3属于同种类型的沉淀,Ksp(RSO4)>Ksp(RCO3),因此向c()=c()的溶液中滴加RCl2溶液,Ksp小的RCO3首先沉淀,C错误;
D.Ksp只与温度有关,因此只要温度不变,Ksp就不变,D错误;
故选A。
13.已知CaCO3的Ksp=2.8×10-9,现将浓度为2×10-4mol•L-1的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合,若要产生沉淀,则所用CaCl2溶液的浓度至少应为
A.2.8×10-2mol•L-1 B.1.4×10-5mol•L-1 C.2.8×10-5mol•L-1 D.5.6×10-5mol•L-1
【答案】D
【解析】溶液的浓度为,与某浓度CaCl2溶液等体积混合后溶液中,时,会产生沉淀,即×c混(Ca2+)>2.8×10-9,解得,故原CaCl2溶液的最小浓度应大于;
故选D。
14.现进行实验:
(1)将溶液和溶液等体积混合,得到悬浊液a;将悬浊液a过滤,得到滤液b和白色沉淀c。
(2)向滤液b中滴加溶液,滤液出现浑浊。
(3)向沉淀c中滴加溶液,沉淀变为黄色。
下列关于上述实验的分析错误的是
A.悬浊液a中存在沉淀溶解平衡:
B.滤液b中不含
C.实验(3)表明转化为
D.实验可以证明
【答案】B
【解析】A.将溶液和溶液等体积混合,两者恰好完全反应,向滤液b中滴加溶液,滤液出现浑浊,滤液b中含Ba2+,可知悬浊液中存在沉淀溶解平衡,A正确;B.向滤液b中滴加溶液,滤液出现浑浊,说明滤液b中含Ba2+,B错误;C.向沉淀c中滴加溶液,沉淀变为黄色,表明转化为,C正确;D.一种沉淀更易转化为比它更难溶的沉淀,转化为可以证明,D正确;故选B。
15.铬酸钡常用于制颜料、玻璃和陶瓷等。已知:常温下,。相关溶度积曲线如图所示。下列推断正确的是
A.升温可使c点迁移到b点 B.b点溶度积大于c点
C. D.蒸发d点溶液可迁移到b点
【答案】C
【解析】A.曲线上各点代表达到铬酸钡溶解平衡状态,升温,溶度积增大,曲线上点离开曲线向上方迁移,A项错误;B.曲线上各点对应的溶度积相等,B项错误;C.,C项正确;D.蒸发掉水,,都会增大,向c点方向移动,D项错误;答案选C。
16.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、T2两个温度下均没有固体析出
D.图中c点对应的是T1时硫酸钡的过饱和溶液
【答案】D
【解析】A.硫酸钡在水中溶解时吸收热量,升高温度,BaSO4的溶度积常数增大。根据图象可知温度:T2>T1,A错误;
B.硫酸钡在溶液中存在着溶解平衡,a点在平衡曲线上,加入BaCl2固体,会增大c(Ba2+),沉淀溶解平衡逆向移动,导致溶液中c()降低,所以不能使溶液由a点变到c点,B错误;
C.在T1时c点表示Qc>Ksp,溶液为过饱和溶液,有沉淀析出;在T2时c点表示Qc<Ksp,溶液不饱和,没有沉淀析出,C错误;
D.根据图象可知:在T1时c点表示Qc>Ksp,所以此时的溶液为过饱和溶液,D正确;
故合理选项是D。
17.硫化镉是一种难溶于水的黄色颜料,在水溶液中存在如下溶解平衡:,其沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是
A.图中温度
B.图中各点对应的甲的关系为:
C.向m点的溶液中加入少量固体,溶液组成由m沿线向p方向移动
D.温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿线向p方向移动
【答案】B
【解析】A.根据题干信息CdS(s)Cd2+(aq)+S2-(aq)可知CdS在水中溶解过程是一个吸热过程,升高温度平衡正向移动,故Ksp=c(Cd2+)•c(S2-)增大,从图中可知T1<T2,A正确;
B.图象中m、n、p点均为在温度T1下所测离子浓度,故Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p),B错误;
C.m点达到沉淀溶解平衡,加入少量Na2S固体,平衡逆向移动,c(S2-)增大,c(Cd2+)减小,溶液组成由m沿mpn线向p方向移动,C正确;
D.平衡CdS(s)⇌Cd2++S2-正向吸热,温度降低时,q点对应饱和溶液溶解度下降,说明溶液中c(S2-)和c(Cd2+)同时减小,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动,D正确;
故答案为:B。
18.金属钒主要用于冶炼特种钢, 被誉为 “合金的维生素”。工业上常用富钒炉渣 (主要含FeO·V2O3, 还有少量P2O5等杂质) 制取钒的流程如下图。
回答下列问题:
25 ℃时,Ksp(NH4VO3)=4×10-2,电离常数Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5。“沉钒” 后VO的浓度为 mol·L-1,则滤液的pH为__________。除OH-与VO外,滤液中还可能存在的阴离子是______。
【答案】4.5 Cl-和H2PO、PO或HPO
【解析】Ksp(NH4VO3)=4×10-2=c(NH)·c(VO),c(NH)= mol·L-1=1.8 mol·L-1,
NH+H2O NH3·H2O+ H+
开始/mol·L-1 1.8 0 0
变化/mol·L-1 x x x
平衡/mol·L-1 1.8-x x x
Kh===,解得x=c(H+)≈10-4.5 mol·L-1,则滤液的pH为4.5;除OH-与VO外,P2O5溶于水生成磷酸,磷酸电离出H2PO、PO或HPO ,滤液中还可能存在的阴离子是Cl-和H2PO、PO或HPO。
19.常温下,几种物质的溶度积常数见下表:
物质
(1)写出的溶度积常数表达式 。
(2)某酸性溶液中含少到的,为制得纯净的溶液,宜加入 调至溶液,使转化为沉淀,此时溶液中的 。
(3)要使氢氧化铜沉淀溶解,除了加入酸之外,还可以加入氨水,生成写出反应的离子方程式: 。
(4)某工业废水中含有等重金属离子,最适宜向此工业废水中加入过量的 (填字母)除去它们。
A.NaOH B. C.Na2S
【答案】(1)
(2)氧化铜、氢氧化铜或碱式碳酸铜
(3)
(4)B
【解析】(1)由,得其;(2)为了得到纯净的氯化铜溶液,要除去氯化铁,所以加入的物质和氯化铁能反应转化为氯化铜且不能引入新的杂质,应加入含铜元素的不溶物质,使过量易于出去,所以可以加氧化铜、氢氧化铜或碱式碳酸铜;溶液,c(H+)=,,使转化为沉淀,此时溶液中的;
(3)氢氧化铜沉淀溶解于氨水,生成,写出反应的离子方程式:
(4)A.若向此工业废水加过量的NaOH,则NaOH是新的杂质,故A错误;B.CuS、FeS和HgS中,FeS溶度积最大,且与另外两种的溶度积差别较大,所以可用沉淀的转化方法,除去废水中的,且因FeS也难溶,过量的FeS,过滤即可除去,不会引入新的杂质,故B正确;C.若向此工业废水加过量的Na2S,则Na2S是新的杂质,故C错误;故答案为:B。
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