内容正文:
3.4沉淀溶解平衡 题型归类
目录
一、热点题型归纳 1
【题型一】沉淀溶解平衡的影响因素 1
【题型二】溶度积常数 2
【题型三】沉淀溶解平衡的应用 4
【题型四】沉淀溶解平衡图像分析 6
二、分阶培优练 9
【题型一】沉淀溶解平衡的影响因素
【典例分析】将足量的AgCl分别放入下列物质中,AgCl的溶解度由大到小排列的顺序是
①20 mL 0.01 mol·L-1NH4Cl溶液
②30 mL 0.02 mol·L-1 CaCl2溶液
③40 mL 0.03 mol·L-1盐酸
④10 mL蒸馏水
⑤50 mL 0.05 mol·L-1AgNO3溶液
A.①②③④⑤ B.④①③②⑤ C.⑤④②①③ D.④③⑤②①
【提分秘籍】
基本规律:沉淀溶解平衡的影响因素
1.内因:难溶电解质本身的性质,这是决定性的因素。
2.外因:影响沉淀溶解平衡的外部因素有温度、浓度、加入的电解质等。
(1)浓度:加水稀释,沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动。
(2)温度:多数难溶性电解质溶于水是吸热的,所以升高温度,沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动;少数平衡向生成沉淀的方向移动,如Ca(OH)2的溶解平衡。
(3)同离子效应:当加入与难溶电解质相同的离子,平衡向生成沉淀的方向移动。如AgCl中加入KCl固体,平衡向左移动。
(4)离子反应效应:向沉淀溶解平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或气体的离子时,平衡向沉淀溶解的方向移动。
以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0为例,分析外因对沉淀溶解平衡的影响。
外界条件
移动方向
平衡后c(Ag+)
平衡后c(Cl-)
Ksp
升高温度
正向
增大
增大
增大
加水稀释
正向
不变
不变
不变
加入少量AgNO3
逆向
增大
减小
不变
通入HCl
逆向
减小
增大
不变
通入H2S
正向
减小
增大
不变
【变式演练】
1.25 ℃时,在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq),加入KI溶液,下列说法正确的是
A.溶液中Pb2+和I-浓度都增大 B.溶液中Pb2+和I-浓度都减小
C.沉淀溶解平衡向右移动 D.溶液中Pb2+浓度减小
2.在平衡体系Ca(OH)2(s)Ca2++2OH- △H<0中,能使c(Ca2+)减小,而使c(OH-)增大的是
A.加入少量CuCl2固体 B.加入少量NaCl固体
C.加入少量K2CO3固体 D.升高体系温度
3.一定温度下,在氢氧化钡的悬浊液中,存在氢氧化钡固体与其电离的离子间的溶解平衡关系:Ba(OH)2(固体) Ba2++2OH-。向此种悬浊液中加入少量的氧化钡粉末,下列叙述正确的是:
A.溶液中氢氧根离子浓度增大 B.溶液中钡离子浓度减少
C.溶液中钡离子数目减小 D.pH减小
【题型二】溶度积常数
【典例分析】一定温度下,难溶强电解质的饱和溶液中存在着沉淀溶解平衡,其平衡常数如下:
物质
对于1L含、和各的混合溶液,根据表中数据判断,下列说法错误的是
A.向混合溶液中逐滴加入溶液,最先看到红褐色沉淀
B.向溶液中加入双氧水,并用粉末调节,过滤后可获得较纯净的溶液
C.该溶液中
D.将少量粉末加入悬浊液中,增大
【提分秘籍】
基本规律:
1.溶度积(Ksp)和离子积(Q)
以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)为例:
溶度积
离子积
概念
沉淀溶解的平衡常数
溶液中有关离子浓度幂的乘积
符号
Ksp
Q
表达式
Ksp=cm(An+)·cn(Bm-),
式中的浓度都是平衡浓度
Q=cm(An+)·cn(Bm-),
式中的浓度是任意浓度
应用
判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解:
①Q>Ksp:溶液过饱和,有沉淀析出
②Q=Ksp:溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态
③Q<Ksp:溶液未饱和,无沉淀析出
2.Ksp的意义:溶度积(Ksp)反映了物质在水中的溶解能力。
对同类型的难溶电解质而言,Ksp越小,难溶电解质在水中的溶解能力越小。如相同温度下,Ksp (FeS)=1.59×10-19,Ksp (CuS)=1.267×10-36,则CuS比FeS更难溶;
不同类型物质Ksp大小溶解能力不具有可比性。如相同温度下,Ksp (AgCl)=1.8×10-10,Ksp [Mg(OH)2] = 5.6×10-12,虽然Mg(OH)2的Ksp 较小,但不能认为Mg(OH)2比AgCl更难溶,因为Ksp 表达式中的幂不同。
3.Ksp的影响因素
(1)内因:难溶物质本身的性质,直接决定Ksp的大小,物质越难溶其Ksp越小。
(2)外因:和其它平衡常数一样,Ksp只受温度影响。绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向沉淀溶解方向移动,Ksp增大。但Ca(OH)2相反(溶解是放热过程)。
4.Ksp的常见计算类型
(1)已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度,如Ksp=a的饱和AgCl溶液中c(Ag+)=c(Cl-)= mol·L-1。
(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中另一种离子的浓度,如某温度下,AgCl的Ksp=a,在0.1 mol·L-1 NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,达到平衡后c(Ag+)=Ksp/c(Cl-)=a/0.1=10a mol·L-1。
(3)计算反应的平衡常数,如反应Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),Ksp(MnS)=c(Mn2+)·c(S2-),Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-),平衡常数K==。
(4)求解开始沉淀和沉淀完全时的pH,如判断M(OH)n(s)Mn+(aq)+nOH-(aq)开始沉淀与沉淀完全时的pH。
①开始沉淀时pH的求法:c(OH-)=,c(H+)=,从而确定pH。
②沉淀完全时pH的求法:当Mn+的浓度小于或等于1.0×10-5 mol·L-1时,认为该离子已经沉淀完全,此时c(OH-)= mol·L-1,c(H+)=,从而确定pH。
【变式演练】
1.已知:25℃时,的,现将浓度为的溶液与某浓度溶液等体积混合,若要产生沉淀,则所用溶液的浓度至少应大于
A. B.
C. D.
2.已知常温时Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.0×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12。下列说法中正确的是
A.由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),所以AgI可以转化为AgCl
B.向Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4,溶解平衡逆向移动,所以Ag2CrO4的Ksp减小
C.由于Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl),所以沉淀AgCl容易转化为沉淀Ag2CrO4
D.常温下,AgCl饱和溶液中加入NaI,若要使溶液中开始转化为AgI,则NaI的浓度必不低于0.75×10-11 mol·L-1
3.下列有关沉淀溶解平衡的说法中,正确的是
A.在AgCl的沉淀溶解平衡体系中,加入蒸馏水,Ksp (AgCl)增大
B.在CaCO3的沉淀溶解平衡体系中,加入稀盐酸,平衡不移动
C.25℃时,Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),向AgCl的悬浊液中加入KI固体,有黄色沉淀生成
D.可直接根据Ksp的数值大小比较难溶物在水中的溶解度大小
【题型三】沉淀溶解平衡的应用
【典例分析】下列应用与沉淀溶解平衡无关的是
A.草木灰与铵态氮肥不能混合施用
B.在工业废水处理过程中,以作沉淀剂,除去、等
C.锅炉水垢中含有的,可先用溶液处理,后用酸除去
D.如果要除去某溶液中的,最好选择钡盐
【提分秘籍】
基本规律:
1.沉淀的生成:根据溶度积规则,当Qc>Ksp时,沉淀溶解平衡就向生成沉淀的方向进行。因此,使沉淀生成的总原则就是增大离子浓度,使之满足Qc>Ksp。
根据沉淀溶解平衡原理,如果加入与溶液中相同的离子,使平衡向生成沉淀的方向移动,就可以生成沉淀。常用的方法有:
(1)调节pH法
如:除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH,离子方程式为Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH。
(2)沉淀剂法
如:用H2S沉淀Cu2+,离子方程式为H2S+Cu2+===CuS↓+2H+。
一般来说,当溶液中有多种可以沉淀的离子且生成相同类型的沉淀时,越难溶(Ksp越小)的越先沉淀。
2.沉淀的溶解:根据溶度积规则,当Qc<Ksp时,沉淀溶解平衡就向溶解的方向进行。因此,使沉淀溶解的总原则就是设法使离子浓度减小,使之满足Qc<Ksp。
根据沉淀溶解平衡原理,如果加入与溶液中的离子反应的物质,使平衡向溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。如常用强酸溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。常用的方法有:
(1)酸溶解法
如:CaCO3溶于盐酸,离子方程式为CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。
(2)盐溶液溶解法
如:Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为Mg(OH)2+2NH===Mg2++2NH3·H2O。
(3)氧化还原溶解法
如:不溶于盐酸的硫化物CuS溶于稀HNO3,化学方程式为3CuS+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+3S+2NO↑+4H2O。
(4)配位溶解法
如:AgCl溶于氨水,离子方程式为AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O。
3.沉淀的转化
(1)实质:沉淀溶解平衡的移动(沉淀的溶解度差别越大,越容易转化)。
如:AgNO3溶液AgCl(白色沉淀)AgBr(浅黄色沉淀)AgI(黄色沉淀)Ag2S(黑色沉淀)。
(2)沉淀转化的条件:溶液中的离子浓度幂之积大于Ksp。
①一般来说,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。两种沉淀的溶解度差别越大,沉淀转化越容易。
②控制反应条件,也可使溶解能力相对较弱的物质转化为溶解能力相对较强的物质。
(3)应用
①锅炉除垢:将CaSO4转化为易溶于酸的CaCO3,离子方程式为CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq)。
②矿物转化:
CuSO4溶液遇PbS转化为CuS,离子方程式为Cu2+(aq)+PbS(s)CuS(s)+Pb2+(aq)。
【特别提醒】(1)当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时,生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀;如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大,就能分步沉淀,从而达到分离离子的目的。
(2)溶解度较小的沉淀在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀,如在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液,也可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。
【变式演练】
1.实验:①溶液和溶液等体积混合得到浊液,过滤得到滤液和白色沉淀;②向滤液b中滴加溶液,出现浑浊;③向沉淀中滴加溶液,沉淀变为黄色。下列分析不正确的是
A.浊液中存在沉淀溶解平衡:
B.滤液b中不含有
C.③中颜色变化说明转化为
D.实验可以证明比更难溶
2.常用MnS做沉淀剂处理含Cu2+废水,原理为Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+ (aq)。下列有关该反应的说法错误的是
A.该反应达到平衡时,c(Mn2+)浓度不再变化 B.CuS的溶解度比MnS的溶解度小
C.平衡后再加入少量MnS (s),c(Mn2+)增大 D.该反应平衡常数K=
3.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
【题型四】沉淀溶解平衡图像分析
【典例分析】医院常用硫酸钡作内服造影剂。BaCO3、BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列推断正确的是
已知:①可溶性钡盐有毒,误服氧化钡中毒剂量为0.001~0.0025 mol;
②Ksp(BaCO3)=5.1×10-9,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10
A.曲线b代表BaSO4的沉淀溶解平衡曲线
B.向p点的溶液中加入少量BaCl2固体,溶液组成沿曲线向m方向移动
C.不用碳酸钡作为内服造影剂,是因为
D.可以用0.30 mol/LNa2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃
【提分秘籍】
基本规律:
1.明确图像中纵轴、横轴的含义
纵轴、横轴通常表示难溶电解质电离出的离子浓度或离子浓度的对数或离子浓度的负对数。
2.理解图像中线上点、线外点的含义
(1)以AgCl为例,在该沉淀溶解平衡图像(如图所示)中,曲线上任意一点都表示达到了沉淀溶解平衡状态,此时Q=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度都只能在曲线上变化,不会出现在曲线以外。
(2)曲线上方区域的点均表示过饱和溶液,此时Q>Ksp。
(3)曲线下方区域的点均表示不饱和溶液,此时Q<Ksp。
3.抓住Ksp的特点,结合选项分析判断
(1)溶液在蒸发时,离子浓度的变化分两种情况:
①原溶液不饱和时,离子浓度都增大;
②原溶液饱和时,离子浓度都不变。
(2)溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同。
(3)实现曲线上的点之间的转化需保持温度不变,改变相关微粒的浓度;实现曲线上的点与曲线外的点之间的转化一定要改变温度。
4.从图像中“特殊点”找到数据,根据Ksp公式计算得出Ksp。
【变式演练】
1.室温下BaSO4沉淀溶解平衡曲线如图,下列结论正确的是
A.b点无BaSO4沉淀生成 B.蒸发可使溶液由a点到c点
C.曲线上任意点的Ksp相同 D.向a点加入BaCl2固体,溶液可达b点
2.T℃时,两种碳酸盐(M表示或)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:,,。下列说法正确的是
A.a表示的沉淀溶解平衡曲线
B.
C.T℃时,向悬浊液中加入饱和溶液,可能有生成
D.T℃时,向饱和溶液中加入溶液,一定能产生沉淀
3.已知p(Ba2+)=-lgc(Ba2+)、p(X2-)= -lgc(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.BaCO3与BaSO4的饱和溶液中,p(Ba2+)=a时,c(SO) = 2c(CO)
B.向纯水中加入适量BaCO3固体可配制M点对应的溶液
C.向c(SO)=c(CO)的溶液中加入BaCl2固体,先生成BaCO3沉淀
D.Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),BaSO4不能转化为BaCO3
(
分阶培优练
)
培优第一阶——基础过关练
1.对“AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)”的理解正确的是
A.说明AgCl没有完全电离,AgCl是弱电解质
B.说明溶解的AgCl已完全电离,是强电解质
C.说明Cl-与Ag+的反应不能完全进行到底
D.说明Cl-与Ag+可以完全进行到底
2.当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)时,为使Mg(OH)2固体的量减少,须加入少量的
A.MgCl2 B.NaOH C.MgSO4 D.NaHSO4
3.已知在的饱和溶液中,,,则的为
A. B. C. D.
4.某温度时,,将足量的溶于100mL 的溶液后,溶液中为
A. B.
C. D.
5.溶度积常数表达式符合Ksp=c(Ax+)•c平(By-)的是
A.AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
B.Na2S===2Na++S2-
C.Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)
D.PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)
6.在水中存在着沉淀溶解平衡: Cu(OH)2Cu2+(aq)+2OH-(aq),在常温下, Ksp=2.2×10-20mol3·L-3。某溶液中,,在常温下如果要生成沉淀,需要向溶液中加入碱来调节pH(溶液体积变化可忽略),使溶液的pH大于
A.2 B.3 C.4 D.5
7.已知:25℃时,PbS、CuS、HgS的溶度积分别为8.0×10-28、6.3×10-36、1.6×10-52。下列说法正确的是
A.可溶性硫化物可作处理含题述金属离子的沉淀剂
B.在硫化铜悬浊液中滴加几滴Pb(NO3)2溶液,会生成PbS沉淀
C.在含Pb2+、Cu2+、Hg2+的溶液中滴加Na2S溶液,当溶液中c(S2-)=0.001mol•L-1时,三种金属离子不能都完全沉淀
D.向含Pb2+、Cu2+、Hg2+均为0.010mol•L-1的溶液中通入H2S气体,产生沉淀的顺序依次为PbS、CuS、HgS
8.为了除去氯化镁酸性溶液中的Fe3+离子,可在加热搅拌下加入一种试剂,这种试剂是
A.氢氧化镁 B.氢氧化钠 C.碳酸钠 D.氨水
9.向盛有0.1mol/L AgNO3溶液的试管中加入等体积等物质的量浓度的NaCl溶液,有白色沉淀生成,再向其中滴加一定量的KI溶液,产生黄色沉淀,再向其中滴加少量的Na2S溶液,观察到有黑色沉淀生成,则AgCl、AgI、Ag2S溶解度由大到小的顺序为
A.AgCl、Ag2S、AgI B.Ag2S、AgI、AgCl
C.AgCl、AgI、Ag2S D.AgI、AgCl、Ag2S
10.常温下,将足量的AgCl固体分别放入下列液体中,AgCl溶解的量最小的是
A.20 ml蒸馏水 B.30mL 0.03mol/L HCl溶液
C.40mL 0.05mol/L AgNO3溶液 D.50mL 0.02mol/L CaCl2溶液
培优第二阶——能力提升练
11.已知常温时Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.0×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12。下列说法中正确的是
A.由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),所以AgI可以转化为AgCl
B.向Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4,溶解平衡逆向移动,所以Ag2CrO4的Ksp减小
C.由于Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl),所以沉淀AgCl容易转化为沉淀Ag2CrO4
D.常温下,AgCl饱和溶液中加入NaI,若要使溶液中开始转化为AgI,则NaI的浓度必不低于0.75×10-11 mol·L-1
12.工业上向锅炉里注入Na2CO3溶液浸泡,将水垢中的CaSO4转化为CaCO3,而后用盐酸去除。下列叙述不正确的是
A.温度升高,Na2CO3溶液的Kw和c(OH-)均会增大
B.沉淀转化的离子方程式为CO(aq)+CaSO4(s)⇌CaCO3(s)+SO(aq)
C.盐酸溶液中,CaCO3的溶解性大于CaSO4
D.Na2CO3溶液遇CO2后,阴离子浓度均减小
13.已知25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11、Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。在c(Mg2+)=c(Cu2+)的酸性溶液中,逐滴加入NaOH稀溶液使pH慢慢增大,下列判断正确的是
A.Mg2+先沉淀 B.Cu2+先沉淀
C.同时沉淀 D.Mg2+和Cu2+均不可能沉淀
14.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
15.25℃时,饱和溶液中,与的物质的量浓度的负对数关系如图所示。对于图中的a点,下列说法正确的是
A.a点表示的饱和溶液,且
B.a点表示的饱和溶液。且
C.a点表示的不饱和溶液,且
D.a点表示的不饱和溶液,且
16.下列化学原理的应用,可以用沉淀溶解平衡原理来解释的是
①热纯碱溶液洗涤油污的能力比冷纯碱溶液强
②误将钡盐[、]当作食盐食用后,常用0.5%的溶液解毒
③石灰岩(喀斯特地貌)溶洞的形成
④不能作“钡餐”,而可以
⑤泡沫灭火器灭火原理
A.②③④ B.①②③ C.③④⑤ D.①②③④⑤
17.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
18.25℃时,和的沉淀溶解平衡曲线如图(代表或)所示。下列说法不正确的是
A.a点可表示的饱和溶液
B.c点可表示的过饱和溶液,达新平衡时可到达b点
C.d点时溶液中存在(忽略单位)
D.用溶液浸泡足量,会有部分转化为
19.硫化镉()是一种难溶于水的黄色颜料,在水中的沉淀溶解平衡曲线如图。下列说法错误的是
A.温度时,
B.图中各点表示的溶液的的大小:
C.向m点表示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点表示的饱和溶液的组成由q沿线向p方向移动
20.当氢氧化镁固体在水中达到沉淀溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)时,为使Mg(OH)2固体的量减少,需加入少量的
A.NH4NO3 B.NaOH
C.MgSO4 D.Na2SO4
培优第三阶——培优拔尖练
21.常温下,Ksp(CaSO4)=9×10-6 mol2·L-2,常温下CaSO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图。下列说法不正确的是
A.CaSO4溶解在水中,c平(Ca2+)=c平(SO)=3×10-3 mol·L-1
B.在d点溶液中加入一定量的CaCl2可能会有沉淀析出
C.a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp
D.b点将有沉淀生成,平衡后溶液中c平(SO)等于3×10-3 mol·L-1
22.往锅炉注入Na2CO3溶液浸泡,将水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸去除,下列叙述正确的是
A.温度升高,Na2CO3溶液的KW和c平(OH-)均会减小
B.CaSO4能转化为CaCO3,说明Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)
C.CaCO3溶解于盐酸而CaSO4不溶,是因为硫酸酸性强于盐酸
D.沉淀转化的离子方程式为(aq)+CaSO4(s) CaCO3(s)+(aq)
23.秦俑彩绘中的铅白(PbCO3)和黄金雨中黄色的PbI2都是难溶的铅盐。室温下,PbCO3和PbI2达到溶解平衡时,-lgc(Pb2+)与-lgc()或-lgc(I-)的关系如图,下列说法错误的是
A.L2曲线代表PbCO3,其Ksp(PbCO3) =1.0×10-13.1
B.p点对应的PbI2溶液中,滴入0.1 mol·L-1 Pb(NO3)2溶液,将析出固体PbI2
C.反应PbI2(s)+(aq)PbCO3(s)+2I-(aq)的平衡常数K=105.1
D.向等浓度的Na2CO3与NaI的混合溶液中滴入Pb(NO3)2 溶液先产生黄色沉淀
24.下表是三种难溶金属硫化物的溶度积常数(25 ℃)。
化学式
FeS
CuS
MnS
溶度积
6.3×10-18mol2·L-2
1.3×10-36mol2·L-2
2.5×10-13mol2·L-2
下列有关说法中正确的是
A.25 ℃时,CuS的溶解度大于MnS的溶解度
B.25 ℃时,饱和CuS溶液中,Cu2+的浓度为1.3×10-36 mol·L-1
C.因为H2SO4是强酸,所以反应CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4不能发生
D.除去某溶液中的Cu2+,可以选用FeS作沉淀剂
25.在T℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知T℃时AgCl的Ksp=4×10-10,下列说法不正确的是
A.在T℃时,AgBr的Ksp为4.9×10-13
B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点
C.图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D.在T℃时,AgCl(s)+Br-(aq)⇌AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K≈816
26.已知CaCO3的Ksp=2.8×10-9,现将浓度为2×10-4mol/L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 B.1.4×10-5mol/L C.5.6×10-5mol/L D.2.8×10-5mol/L
27.已知:①相同温度下的溶解度为,;②溶解并电离出的能力为。则下列离子方程式错误的是
A.
B.
C.
D.
28.25℃时有关物质的颜色和溶度积(Ksp)如下表:
物质
AgCl
AgBr
AgI
Ag2S
颜色
白
浅黄
黄
黑
Ksp
1.8×10-10mol2·L-2
7.7×10-13mol2·L-2
1.5×10-16mol2·L-2
1.8×10-50mol2·L-2
下列叙述中不正确的是
A.向AgCl的白色悬浊液中加入0.1mol·L-1KI溶液,有黄色沉淀产生
B.在100mL1.8×10-6mol·L-1NaCl溶液中,加入1mL1×10-3mol·L-1AgNO3溶液,不能产生白色沉淀
C.25℃,AgCl固体在等物质的量浓度NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同
D.25℃时,AgCl、AgBr、AgI、Ag2S饱和水溶液中Ag+的浓度相同
29.某温度下AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。pX=-lgc(X),X可代表Ag+、Cl-、CrO。下列说法不正确的是
A.该温度下,Ksp(Ag2CrO4)=10-11.4
B.区域II存在AgCl沉淀
C.反应Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrO(aq)的平衡常数K=108.2
D.向NaCl和Na2CrO4均为0.1mol•L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生AgCl沉淀
30.25℃时,用沉淀、两种金属离子(),所需最低浓度的对数值与的关系如图所示,请回答:
(1)25℃时 。
(2)25℃时向50mL的、浓度均为0.01mol/L的混合溶液中逐滴加入溶液,当溶液加到150mL时开始生成SnS沉淀,则此时溶液中浓度为 mol/L。
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3.4沉淀溶解平衡 题型归类
目录
一、热点题型归纳 1
【题型一】沉淀溶解平衡的影响因素 1
【题型二】溶度积常数 3
【题型三】沉淀溶解平衡的应用 6
【题型四】沉淀溶解平衡图像分析 9
二、分阶培优练 13
【题型一】沉淀溶解平衡的影响因素
【典例分析】将足量的AgCl分别放入下列物质中,AgCl的溶解度由大到小排列的顺序是
①20 mL 0.01 mol·L-1NH4Cl溶液
②30 mL 0.02 mol·L-1 CaCl2溶液
③40 mL 0.03 mol·L-1盐酸
④10 mL蒸馏水
⑤50 mL 0.05 mol·L-1AgNO3溶液
A.①②③④⑤ B.④①③②⑤ C.⑤④②①③ D.④③⑤②①
【答案】B
【分析】根据氯化银沉淀在溶液中的溶解平衡的移动进行判断溶解度的大小。同离子的浓度越大,对沉淀溶解平衡的抑制程度越大,相应沉淀的溶解度越小。
【详解】氯化银的溶解平衡:根据此平衡的移动进行判断,①中氯离子的浓度为0.01 mol·L-1,②中氯离子浓度为0.04mol·L-1,③中氯离子浓度为0.03mol·L-1,⑤银离子的浓度为0.05 mol·L-1,根据氯离子或银离子的浓度越大对平衡的抑制程度越大,氯化银的溶解度越小,由此判断氯化银的溶解度由大到小顺序为:④①③②⑤。
故选答案B。
【提分秘籍】
基本规律:沉淀溶解平衡的影响因素
1.内因:难溶电解质本身的性质,这是决定性的因素。
2.外因:影响沉淀溶解平衡的外部因素有温度、浓度、加入的电解质等。
(1)浓度:加水稀释,沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动。
(2)温度:多数难溶性电解质溶于水是吸热的,所以升高温度,沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动;少数平衡向生成沉淀的方向移动,如Ca(OH)2的溶解平衡。
(3)同离子效应:当加入与难溶电解质相同的离子,平衡向生成沉淀的方向移动。如AgCl中加入KCl固体,平衡向左移动。
(4)离子反应效应:向沉淀溶解平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或气体的离子时,平衡向沉淀溶解的方向移动。
以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0为例,分析外因对沉淀溶解平衡的影响。
外界条件
移动方向
平衡后c(Ag+)
平衡后c(Cl-)
Ksp
升高温度
正向
增大
增大
增大
加水稀释
正向
不变
不变
不变
加入少量AgNO3
逆向
增大
减小
不变
通入HCl
逆向
减小
增大
不变
通入H2S
正向
减小
增大
不变
【变式演练】
1.25 ℃时,在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq),加入KI溶液,下列说法正确的是
A.溶液中Pb2+和I-浓度都增大 B.溶液中Pb2+和I-浓度都减小
C.沉淀溶解平衡向右移动 D.溶液中Pb2+浓度减小
【答案】D
【详解】A.加入KI溶液,I-浓度增大,PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)平衡逆向移动,溶液中Pb2+浓度减小,故A错误;
B.加入KI溶液,I-浓度增大,PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)平衡逆向移动,溶液中Pb2+浓度减小,故B错误;
C.加入KI溶液,I-浓度增大,PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)平衡逆向移动,故C错误;
D.加入KI溶液,I-浓度增大,PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)平衡逆向移动,溶液中Pb2+浓度减小,故D正确;
选D。
2.在平衡体系Ca(OH)2(s)Ca2++2OH- △H<0中,能使c(Ca2+)减小,而使c(OH-)增大的是
A.加入少量CuCl2固体 B.加入少量NaCl固体
C.加入少量K2CO3固体 D.升高体系温度
【答案】C
【详解】A.加入少量CuCl2固体,与OH-反应生成Cu(OH)2沉淀,从而促进Ca(OH)2的溶解平衡正向移动,c(Ca2+)增大,c(OH-)减小,A不符合题意;
B.加入少量NaCl固体,对Ca(OH)2的溶解平衡不产生影响,c(Ca2+)不变,c(OH-)不变,B不符合题意;
C.加入少量K2CO3固体,与Ca2+反应生成CaCO3沉淀,从而使c(Ca2+)减小,c(OH-)增大,C符合题意;
D.因为正反应为放热反应,所以升高体系温度,平衡逆向移动,c(Ca2+)减小,c(OH-)减小,D不符合题意;
故选C。
3.一定温度下,在氢氧化钡的悬浊液中,存在氢氧化钡固体与其电离的离子间的溶解平衡关系:Ba(OH)2(固体) Ba2++2OH-。向此种悬浊液中加入少量的氧化钡粉末,下列叙述正确的是:
A.溶液中氢氧根离子浓度增大 B.溶液中钡离子浓度减少
C.溶液中钡离子数目减小 D.pH减小
【答案】C
【详解】A.反应后仍为饱和溶液,溶液中氢氧根离子浓度不变,故A错误;
B.反应后仍为饱和溶液,溶液中钡离子浓度不变,故B错误;
C.加入氧化钡粉末,消耗水,由于原溶液已达到饱和,则平衡向逆反应方向移动,溶液中Ba2+数目减少,故C正确;
D.反应后仍为饱和溶液,溶液中氢氧根离子浓度不变,则氢离子浓度也不变,pH不变,故D错误;
故选:C。
【题型二】溶度积常数
【典例分析】一定温度下,难溶强电解质的饱和溶液中存在着沉淀溶解平衡,其平衡常数如下:
物质
对于1L含、和各的混合溶液,根据表中数据判断,下列说法错误的是
A.向混合溶液中逐滴加入溶液,最先看到红褐色沉淀
B.向溶液中加入双氧水,并用粉末调节,过滤后可获得较纯净的溶液
C.该溶液中
D.将少量粉末加入悬浊液中,增大
【答案】C
【详解】A.向混合溶液中逐滴加入溶液,Fe3+开始沉淀时c(OH-)= mol/L=×10-13mol/L,Cu2+开始沉淀时c(OH-)=mol/L=×10-10mol/L>×10-13mol/L,Fe(OH)2和Cu(OH)2类型相同,Fe(OH)2的Ksp大于Cu(OH)2,Fe2+开始沉淀时c(OH-)>×10-10mol/L,所以最先看到红褐色沉淀,故A正确;
B.向溶液中加入双氧水,可将氧化为,当Fe3+完全沉淀时c(OH-)>mol/L=×10-12mol/L<Cu2+开始沉淀时的c(OH-),故用粉末调节可使转化为沉淀,过滤后可获得较纯净的溶液,故B正确;
C.该溶液中、、因发生水解而消耗一部分,所以>5:4,故C错误;
D.将少量粉末加入悬浊液中,25℃时,,因此Fe3+更易与OH-结合,使平衡右移,增大,故D正确;
答案选C。
【提分秘籍】
基本规律:
1.溶度积(Ksp)和离子积(Q)
以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)为例:
溶度积
离子积
概念
沉淀溶解的平衡常数
溶液中有关离子浓度幂的乘积
符号
Ksp
Q
表达式
Ksp=cm(An+)·cn(Bm-),
式中的浓度都是平衡浓度
Q=cm(An+)·cn(Bm-),
式中的浓度是任意浓度
应用
判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解:
①Q>Ksp:溶液过饱和,有沉淀析出
②Q=Ksp:溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态
③Q<Ksp:溶液未饱和,无沉淀析出
2.Ksp的意义:溶度积(Ksp)反映了物质在水中的溶解能力。
对同类型的难溶电解质而言,Ksp越小,难溶电解质在水中的溶解能力越小。如相同温度下,Ksp (FeS)=1.59×10-19,Ksp (CuS)=1.267×10-36,则CuS比FeS更难溶;
不同类型物质Ksp大小溶解能力不具有可比性。如相同温度下,Ksp (AgCl)=1.8×10-10,Ksp [Mg(OH)2] = 5.6×10-12,虽然Mg(OH)2的Ksp 较小,但不能认为Mg(OH)2比AgCl更难溶,因为Ksp 表达式中的幂不同。
3.Ksp的影响因素
(1)内因:难溶物质本身的性质,直接决定Ksp的大小,物质越难溶其Ksp越小。
(2)外因:和其它平衡常数一样,Ksp只受温度影响。绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向沉淀溶解方向移动,Ksp增大。但Ca(OH)2相反(溶解是放热过程)。
4.Ksp的常见计算类型
(1)已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度,如Ksp=a的饱和AgCl溶液中c(Ag+)=c(Cl-)= mol·L-1。
(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中另一种离子的浓度,如某温度下,AgCl的Ksp=a,在0.1 mol·L-1 NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,达到平衡后c(Ag+)=Ksp/c(Cl-)=a/0.1=10a mol·L-1。
(3)计算反应的平衡常数,如反应Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),Ksp(MnS)=c(Mn2+)·c(S2-),Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-),平衡常数K==。
(4)求解开始沉淀和沉淀完全时的pH,如判断M(OH)n(s)Mn+(aq)+nOH-(aq)开始沉淀与沉淀完全时的pH。
①开始沉淀时pH的求法:c(OH-)=,c(H+)=,从而确定pH。
②沉淀完全时pH的求法:当Mn+的浓度小于或等于1.0×10-5 mol·L-1时,认为该离子已经沉淀完全,此时c(OH-)= mol·L-1,c(H+)=,从而确定pH。
【变式演练】
1.已知:25℃时,的,现将浓度为的溶液与某浓度溶液等体积混合,若要产生沉淀,则所用溶液的浓度至少应大于
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】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+)>3.4×10-9,解得,故原CaCl2溶液的最小浓度应大于,故B正确;
选B。
2.已知常温时Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.0×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12。下列说法中正确的是
A.由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),所以AgI可以转化为AgCl
B.向Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4,溶解平衡逆向移动,所以Ag2CrO4的Ksp减小
C.由于Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl),所以沉淀AgCl容易转化为沉淀Ag2CrO4
D.常温下,AgCl饱和溶液中加入NaI,若要使溶液中开始转化为AgI,则NaI的浓度必不低于0.75×10-11 mol·L-1
【答案】D
【详解】A.沉淀往往向生成更难溶物的方向转化,所以选项A错。
B.溶度积只受温度的影响,B错。
C.不同类型的物质,不能根据溶度积的大小判断物质溶解度的大小,C错。
D.若要有碘化银沉淀生成,则c(Ag+)·c(I-)>Ksp(AgI)。因为在氯化银溶液中,c(Ag+)= ×10-5 mol·L-1,所以此时c(I-)≥Ksp(AgI)/c(Ag+)=7.5×10-12 mol·L-1,因此D正确。
3.下列有关沉淀溶解平衡的说法中,正确的是
A.在AgCl的沉淀溶解平衡体系中,加入蒸馏水,Ksp (AgCl)增大
B.在CaCO3的沉淀溶解平衡体系中,加入稀盐酸,平衡不移动
C.25℃时,Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),向AgCl的悬浊液中加入KI固体,有黄色沉淀生成
D.可直接根据Ksp的数值大小比较难溶物在水中的溶解度大小
【答案】C
【详解】A.因难溶盐电解质的Ksp与温度有关,不受其他因素的影响,所以加入蒸馏水,氯化银的Ksp不变,故A错误;
B.碳酸根离子与酸反应生成二氧化碳和水,生成物的浓度减小,碳酸钙的沉淀溶解平衡正向移动,故B错误;
C.Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),沉淀转化为溶解度更小的物质容易发生,向AgCl的悬浊液中加入KI溶液,沉淀由白色转化为黄色,故C正确;
D.比较不同类型的难溶物的溶解度大小,必须通过计算溶解度比较,不能通过溶度积直接比较,故D错误;
故选C。
【题型三】沉淀溶解平衡的应用
【典例分析】下列应用与沉淀溶解平衡无关的是
A.草木灰与铵态氮肥不能混合施用
B.在工业废水处理过程中,以作沉淀剂,除去、等
C.锅炉水垢中含有的,可先用溶液处理,后用酸除去
D.如果要除去某溶液中的,最好选择钡盐
【答案】A
【详解】A.草木灰与铵态氮肥混合施用会发生双水解反应,产生氨气,降低肥效,与沉淀溶解平衡无关,A符合题意;
B.在工业废水处理过程中,以作沉淀剂,将、转化为难溶的沉淀,与沉淀溶解平衡有关,B不符合题意;
C. 硫酸钙微溶于水,溶度积小于难溶于水的碳酸钙,锅炉水垢用饱和碳酸钠溶液浸泡能将不与盐酸反应的硫酸钙转化为能与盐酸反应的碳酸钙,有利于加盐酸除去水垢,C不符合题意;
D.硫酸钡的Ksp很小,且难溶于酸,故要除去某溶液中的,最好选择钡盐,与沉淀溶解平衡有关,D不符合题意;
故选A。
【提分秘籍】
基本规律:
1.沉淀的生成:根据溶度积规则,当Qc>Ksp时,沉淀溶解平衡就向生成沉淀的方向进行。因此,使沉淀生成的总原则就是增大离子浓度,使之满足Qc>Ksp。
根据沉淀溶解平衡原理,如果加入与溶液中相同的离子,使平衡向生成沉淀的方向移动,就可以生成沉淀。常用的方法有:
(1)调节pH法
如:除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH,离子方程式为Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH。
(2)沉淀剂法
如:用H2S沉淀Cu2+,离子方程式为H2S+Cu2+===CuS↓+2H+。
一般来说,当溶液中有多种可以沉淀的离子且生成相同类型的沉淀时,越难溶(Ksp越小)的越先沉淀。
2.沉淀的溶解:根据溶度积规则,当Qc<Ksp时,沉淀溶解平衡就向溶解的方向进行。因此,使沉淀溶解的总原则就是设法使离子浓度减小,使之满足Qc<Ksp。
根据沉淀溶解平衡原理,如果加入与溶液中的离子反应的物质,使平衡向溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。如常用强酸溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。常用的方法有:
(1)酸溶解法
如:CaCO3溶于盐酸,离子方程式为CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。
(2)盐溶液溶解法
如:Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为Mg(OH)2+2NH===Mg2++2NH3·H2O。
(3)氧化还原溶解法
如:不溶于盐酸的硫化物CuS溶于稀HNO3,化学方程式为3CuS+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+3S+2NO↑+4H2O。
(4)配位溶解法
如:AgCl溶于氨水,离子方程式为AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O。
3.沉淀的转化
(1)实质:沉淀溶解平衡的移动(沉淀的溶解度差别越大,越容易转化)。
如:AgNO3溶液AgCl(白色沉淀)AgBr(浅黄色沉淀)AgI(黄色沉淀)Ag2S(黑色沉淀)。
(2)沉淀转化的条件:溶液中的离子浓度幂之积大于Ksp。
①一般来说,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。两种沉淀的溶解度差别越大,沉淀转化越容易。
②控制反应条件,也可使溶解能力相对较弱的物质转化为溶解能力相对较强的物质。
(3)应用
①锅炉除垢:将CaSO4转化为易溶于酸的CaCO3,离子方程式为CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq)。
②矿物转化:
CuSO4溶液遇PbS转化为CuS,离子方程式为Cu2+(aq)+PbS(s)CuS(s)+Pb2+(aq)。
【特别提醒】(1)当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时,生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀;如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大,就能分步沉淀,从而达到分离离子的目的。
(2)溶解度较小的沉淀在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀,如在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液,也可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。
【变式演练】
1.实验:①溶液和溶液等体积混合得到浊液,过滤得到滤液和白色沉淀;②向滤液b中滴加溶液,出现浑浊;③向沉淀中滴加溶液,沉淀变为黄色。下列分析不正确的是
A.浊液中存在沉淀溶解平衡:
B.滤液b中不含有
C.③中颜色变化说明转化为
D.实验可以证明比更难溶
【答案】B
【详解】A.浊液a中含有AgCl,存在沉淀的溶解平衡:,故A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+,故B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,故C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,故D正确;
故选B。
2.常用MnS做沉淀剂处理含Cu2+废水,原理为Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+ (aq)。下列有关该反应的说法错误的是
A.该反应达到平衡时,c(Mn2+)浓度不再变化 B.CuS的溶解度比MnS的溶解度小
C.平衡后再加入少量MnS (s),c(Mn2+)增大 D.该反应平衡常数K=
【答案】C
【详解】A.该反应达到平衡时,各微粒的浓度保持不变,所以c(Mn2+)浓度不再变化,A正确;
B.可逆反应发生后,向生成更难溶物质的方向移动,所以CuS的溶解度比MnS的溶解度小,B正确;
C.平衡后再加入少量MnS (s),对各离子浓度不产生影响,所以平衡不发生移动,c(Mn2+)不变,C错误;
D.该反应平衡常数K==,D正确;
故选C。
3.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
【详解】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。
【题型四】沉淀溶解平衡图像分析
【典例分析】医院常用硫酸钡作内服造影剂。BaCO3、BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列推断正确的是
已知:①可溶性钡盐有毒,误服氧化钡中毒剂量为0.001~0.0025 mol;
②Ksp(BaCO3)=5.1×10-9,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10
A.曲线b代表BaSO4的沉淀溶解平衡曲线
B.向p点的溶液中加入少量BaCl2固体,溶液组成沿曲线向m方向移动
C.不用碳酸钡作为内服造影剂,是因为
D.可以用0.30 mol/LNa2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃
【答案】D
【详解】A.已知Ksp(BaCO3)=c(Ba2+)·c()=5.1×10-9,Ksp(BaSO4)= c(Ba2+)·c()=1.1×10-10,由图象可知曲线a的横、纵坐标之积<曲线b的横纵坐标之积,则曲线b代表的是BaCO3的沉淀溶解平衡曲线,曲线a代表BaSO4的沉淀溶解平衡曲线,A错误;
B.向p点的溶液中加入少量BaCl2固体,钡离子浓度增大,溶液组成沿曲线向n方向移动,B错误;
C.若用碳酸钡作为内服造影剂,碳酸钡与胃酸反应、转化为可溶性氯化钡,导致重金属离子中毒,C错误;
D.用0.30 mol/L的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃,使可溶性钡盐尽可能转化为不溶性的BaSO4,减小毒性,D正确;
故合理选项是D。
【提分秘籍】
基本规律:
1.明确图像中纵轴、横轴的含义
纵轴、横轴通常表示难溶电解质电离出的离子浓度或离子浓度的对数或离子浓度的负对数。
2.理解图像中线上点、线外点的含义
(1)以AgCl为例,在该沉淀溶解平衡图像(如图所示)中,曲线上任意一点都表示达到了沉淀溶解平衡状态,此时Q=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度都只能在曲线上变化,不会出现在曲线以外。
(2)曲线上方区域的点均表示过饱和溶液,此时Q>Ksp。
(3)曲线下方区域的点均表示不饱和溶液,此时Q<Ksp。
3.抓住Ksp的特点,结合选项分析判断
(1)溶液在蒸发时,离子浓度的变化分两种情况:
①原溶液不饱和时,离子浓度都增大;
②原溶液饱和时,离子浓度都不变。
(2)溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同。
(3)实现曲线上的点之间的转化需保持温度不变,改变相关微粒的浓度;实现曲线上的点与曲线外的点之间的转化一定要改变温度。
4.从图像中“特殊点”找到数据,根据Ksp公式计算得出Ksp。
【变式演练】
1.室温下BaSO4沉淀溶解平衡曲线如图,下列结论正确的是
A.b点无BaSO4沉淀生成 B.蒸发可使溶液由a点到c点
C.曲线上任意点的Ksp相同 D.向a点加入BaCl2固体,溶液可达b点
【答案】C
【详解】A.b点对应的溶液中c(Ba2+)·c()>Ksp(BaSO4),为过饱和溶液,因此有BaSO4沉淀生成,A错误;
B.蒸发溶液时,c(Ba2+)、c()都增大,因此不可能可使溶液由a点到c点,B错误;
C.如图是室温下BaSO4沉淀溶解平衡曲线,曲线上任意点的Ksp=c(Ba2+)·c(),故其Ksp相同,C正确;
D.向a点加入BaCl2固体,c(Ba2+)增大,Ba2+与会结合形成BaSO4沉淀,最终溶液中c(Ba2+)与c()浓度不相等,因此不可能使溶液达到b点,D错误;
故合理选项是C。
2.T℃时,两种碳酸盐(M表示或)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:,,。下列说法正确的是
A.a表示的沉淀溶解平衡曲线
B.
C.T℃时,向悬浊液中加入饱和溶液,可能有生成
D.T℃时,向饱和溶液中加入溶液,一定能产生沉淀
【答案】C
【详解】A.Ksp(XCO3)=c(X2+)c(CO),Ksp(YCO3)=c(Y2+)c(CO);又因Ksp(XCO3)<Ksp(YCO3),所以c(CO)相同时,c(X2+)<c(Y2+),pc(X2+)>pc(Y2+),所以a为XCO3的溶解平衡曲线,b为YCO3的溶解平衡曲线,故A错误;
B.Ksp(XCO3)⇌c(X2+)c(CO)=10-4mol/L×100mol/L=10-4,故B错误;
C.虽然Ksp(XCO3)<Ksp(YCO3),溶解性小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现,沉淀转化的平衡移动原理为:X2+(aq)+YCO3(s)⇌XCO3(s)+Y2+(aq),但加入饱和Y(NO3)2溶液,增大了c(Y2+),使平衡逆向移动,可能会有YCO3生成,故C正确;
D.YCO3沉淀溶解的原理,YCO3(s)⇌CO3(aq)+Y2+(aq),向饱和YCO3溶液中加入Na2CO3溶液,不知Na2CO3溶液的浓度,无法确定是否一定能产生YCO3沉淀,故D错误;
故选:C。
3.已知p(Ba2+)=-lgc(Ba2+)、p(X2-)= -lgc(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.BaCO3与BaSO4的饱和溶液中,p(Ba2+)=a时,c(SO) = 2c(CO)
B.向纯水中加入适量BaCO3固体可配制M点对应的溶液
C.向c(SO)=c(CO)的溶液中加入BaCl2固体,先生成BaCO3沉淀
D.Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),BaSO4不能转化为BaCO3
【答案】B
【详解】A. 由图知,BaCO3与BaSO4的饱和溶液中,p(Ba2+)=a时,p(SO)=2、p(CO)=1,则c(SO) =10-2 ,c(CO) =10-,1,A错误;
B.向纯水中加入适量BaCO3固体,存在沉淀溶解平衡:,则c(Ba2+) = c(CO),p(Ba2+)= p(CO),故可配制M点对应的溶液,B正确;
C.Ksp(BaSO4)= c(Ba2+) c(SO),Ksp(BaCO3)= c(Ba2+) c(CO),结合选项A可知, Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),向c(SO)=c(CO)的溶液中加入BaCl2固体,先生成BaSO4沉淀,C错误;
D.虽然Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),但向硫酸钡中加入饱和碳酸钠溶液时, Ksp(BaCO3)<Q(BaCO3),碳酸钡析出,c(Ba2+)减小,Q(BaSO4)<Ksp(BaSO4),促进硫酸钡溶解,则BaSO4能转化为BaCO3,D错误;
答案选B。
(
分阶培优练
)
培优第一阶——基础过关练
1.对“AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)”的理解正确的是
A.说明AgCl没有完全电离,AgCl是弱电解质
B.说明溶解的AgCl已完全电离,是强电解质
C.说明Cl-与Ag+的反应不能完全进行到底
D.说明Cl-与Ag+可以完全进行到底
【答案】C
【分析】“AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)”表示AgCl沉淀溶解平衡。
【详解】A.沉淀溶解平衡≠电离平衡,实际上溶解的AgCl完全电离,AgCl是强电解质,A错误;
B.沉淀溶解平衡≠电离平衡,沉淀溶解平衡看不出溶解的AgCl是否完全电离,B错误
C.逆过程即为氯离子和银离子反应生成AgCl,式子中为,说明Cl-与Ag+的反应不能完全进行到底,C正确;
D.逆过程即为氯离子和银离子反应生成AgCl,式子中为,说明Cl-与Ag+的反应不能完全进行到底,D错误;
故选C。
2.当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)时,为使Mg(OH)2固体的量减少,须加入少量的
A.MgCl2 B.NaOH C.MgSO4 D.NaHSO4
【答案】D
【详解】A、加入少量MgCl2,镁离子的浓度增大,平衡左移,Mg(OH)2固体的量增大,A不符合题意;
B、加入NaOH,OH-的浓度增大,平衡向左移动,Mg(OH)2固体的量增大,B不符合题意;
C、加入少量Mg2SO4,镁离子的浓度增大,平衡左移,Mg(OH)2固体的量增大,C不符合题意;
D、加入少量NaHSO4,其可以电离出H+将Mg(OH)2电离产生的OH-中和,OH-浓度减小,溶解平衡右移,Mg(OH)2固体的量减少,D符合题意。
答案选D。
3.已知在的饱和溶液中,,,则的为
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】的饱和溶液中存在,,,则的, 故选A。
4.某温度时,,将足量的溶于100mL 的溶液后,溶液中为
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据溶度积的定义可知, ===,故,故选B。
5.溶度积常数表达式符合Ksp=c(Ax+)•c平(By-)的是
A.AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
B.Na2S===2Na++S2-
C.Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)
D.PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)
【答案】C
【详解】根据表达式可知方程式应为A2B(s)2A+(aq)+B2-(aq),A、C项错误;但Na2S在水溶液中完全电离,不存在可逆过程,B项错误,只有C项正确,故选C。
6.在水中存在着沉淀溶解平衡: Cu(OH)2Cu2+(aq)+2OH-(aq),在常温下, Ksp=2.2×10-20mol3·L-3。某溶液中,,在常温下如果要生成沉淀,需要向溶液中加入碱来调节pH(溶液体积变化可忽略),使溶液的pH大于
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【详解】Cu(OH)2Cu2+(aq)+2OH-(aq),其中,
若要生成沉淀,则,
故,故,
则,因此pH应大于5,故选D。
7.已知:25℃时,PbS、CuS、HgS的溶度积分别为8.0×10-28、6.3×10-36、1.6×10-52。下列说法正确的是
A.可溶性硫化物可作处理含题述金属离子的沉淀剂
B.在硫化铜悬浊液中滴加几滴Pb(NO3)2溶液,会生成PbS沉淀
C.在含Pb2+、Cu2+、Hg2+的溶液中滴加Na2S溶液,当溶液中c(S2-)=0.001mol•L-1时,三种金属离子不能都完全沉淀
D.向含Pb2+、Cu2+、Hg2+均为0.010mol•L-1的溶液中通入H2S气体,产生沉淀的顺序依次为PbS、CuS、HgS
【答案】A
【详解】A.由、、的溶度积可知,这些物质的溶解度均较小,故可用等可溶性硫化物处理含上述金属离子的废水,故A正确;
B.由于,则的溶解度大于的溶解度,故在悬浊液中滴加几滴溶液,不能生成沉淀,故B错误;
C.当金属离子均没有完全沉淀时,,Q应小于,而实际上,故三种金属离子都能完全沉淀,故C错误;
D.由于溶度积:,则溶解度:,故向含等浓度、、的溶液中通入气体,产生沉淀的顺序依次为、、,故D错误;
故选A。
8.为了除去氯化镁酸性溶液中的Fe3+离子,可在加热搅拌下加入一种试剂,这种试剂是
A.氢氧化镁 B.氢氧化钠 C.碳酸钠 D.氨水
【答案】A
【分析】Fe3+易水解生成氢氧化铁沉淀,所加入物质起到调节溶液pH的作用,但不能引入新的杂质,以此解答。
【详解】加入氨水、氢氧化钠、碳酸钠等物质,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,Fe3+易水解生成氢氧化铁沉淀,可加入碳酸镁、氧化镁或氢氧化镁等物质,调节溶液的pH且不引入新的杂质,故选A。
9.向盛有0.1mol/L AgNO3溶液的试管中加入等体积等物质的量浓度的NaCl溶液,有白色沉淀生成,再向其中滴加一定量的KI溶液,产生黄色沉淀,再向其中滴加少量的Na2S溶液,观察到有黑色沉淀生成,则AgCl、AgI、Ag2S溶解度由大到小的顺序为
A.AgCl、Ag2S、AgI B.Ag2S、AgI、AgCl
C.AgCl、AgI、Ag2S D.AgI、AgCl、Ag2S
【答案】C
【详解】向盛有0.1mol/L AgNO3溶液的试管中加入等体积等物质的量浓度的NaCl溶液,氯离子和银离子恰好完全反应,得到的白色沉淀为AgCl,再向其中滴加一定量的KI溶液,产生黄色沉淀说明沉淀转化为AgI,则AgI的溶解度小于AgCl,再向其中滴加少量的Na2S溶液,观察到有黑色沉淀生成,说明沉淀转化为Ag2S,则Ag2S的溶解度更小,所以AgCl、AgI、Ag2S溶解度由大到小的顺序为AgCl、AgI、Ag2S;
故答案为C。
10.常温下,将足量的AgCl固体分别放入下列液体中,AgCl溶解的量最小的是
A.20 ml蒸馏水 B.30mL 0.03mol/L HCl溶液
C.40mL 0.05mol/L AgNO3溶液 D.50mL 0.02mol/L CaCl2溶液
【答案】C
【解析】AgCl饱和溶液中存在AgCl(aq)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq),AgCl的溶解度大小取决于溶液中c(Ag+)或c(Cl-),从平衡移动的角度分析。
【详解】根据c(Ag+)或c(Cl-)大小比较AgCl的溶解度,c(Ag+)或c(Cl-)越大,AgCl的溶解度越小,
A.20mL蒸馏水,c(Ag+)或c(Cl-)为0;
B.30mL 0.03mol·L-1 HCl溶液中c(Cl-)= 0.03mol·L-1;
C.40mL 0.05mol·L-1 AgNO3溶液中c(Ag+)=0.05mol·L-1;
D.50mL 0.02mol·L-1 CaCl2溶液中c(Cl-)= 0.04mol·L-1。
则AgCl的溶解度最小是C;
故选:C。
培优第二阶——能力提升练
11.已知常温时Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.0×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12。下列说法中正确的是
A.由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),所以AgI可以转化为AgCl
B.向Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4,溶解平衡逆向移动,所以Ag2CrO4的Ksp减小
C.由于Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl),所以沉淀AgCl容易转化为沉淀Ag2CrO4
D.常温下,AgCl饱和溶液中加入NaI,若要使溶液中开始转化为AgI,则NaI的浓度必不低于0.75×10-11 mol·L-1
【答案】D
【详解】A.沉淀往往向生成更难溶物的方向转化,所以选项A错。
B.溶度积只受温度的影响,B错。
C.不同类型的物质,不能根据溶度积的大小判断物质溶解度的大小,C错。
D.若要有碘化银沉淀生成,则c(Ag+)·c(I-)>Ksp(AgI)。因为在氯化银溶液中,c(Ag+)= ×10-5 mol·L-1,所以此时c(I-)≥Ksp(AgI)/c(Ag+)=7.5×10-12 mol·L-1,因此D正确。
12.工业上向锅炉里注入Na2CO3溶液浸泡,将水垢中的CaSO4转化为CaCO3,而后用盐酸去除。下列叙述不正确的是
A.温度升高,Na2CO3溶液的Kw和c(OH-)均会增大
B.沉淀转化的离子方程式为CO(aq)+CaSO4(s)⇌CaCO3(s)+SO(aq)
C.盐酸溶液中,CaCO3的溶解性大于CaSO4
D.Na2CO3溶液遇CO2后,阴离子浓度均减小
【答案】D
【详解】A.温度升高,Kw增大,温度升高促进碳酸钠溶液水解,c(OH-)增大,A正确;
B.加入碳酸钠溶液,把硫酸钙转化为碳酸钙:CO(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO(aq),B正确;
C.因为碳酸钙与盐酸反应,而硫酸钙不与盐酸反应,所以在盐酸溶液中碳酸钙的溶解性大于硫酸钙,C正确;
D.根据CO+CO2+H2O=2HCO知,阴离子HCO的浓度增大,D错误;
故选D。
13.已知25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11、Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。在c(Mg2+)=c(Cu2+)的酸性溶液中,逐滴加入NaOH稀溶液使pH慢慢增大,下列判断正确的是
A.Mg2+先沉淀 B.Cu2+先沉淀
C.同时沉淀 D.Mg2+和Cu2+均不可能沉淀
【答案】B
【详解】Mg(OH)2和Cu(OH)2为同种类型的沉淀,Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],所以当c(Mg2+)=c(Cu2+)时,Cu2+沉淀时所需c(OH-)更小,所以逐滴加入NaOH稀溶液使pH慢慢增大,Cu2+先沉淀;
综上所述答案为B。
14.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
【详解】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。
15.25℃时,饱和溶液中,与的物质的量浓度的负对数关系如图所示。对于图中的a点,下列说法正确的是
A.a点表示的饱和溶液,且
B.a点表示的饱和溶液。且
C.a点表示的不饱和溶液,且
D.a点表示的不饱和溶液,且
【答案】D
【详解】由图象知,纵坐标越大,亚铁离子浓度越小,横坐标越大,硫离子浓度越小,a点处于图象的上方,说明其表示的是FeS的不饱和溶液,且亚铁离子浓度为10-10mol/L,硫离子浓度为10-12mol/L,即亚铁离子浓度大于硫离子浓度,故选 D。
16.下列化学原理的应用,可以用沉淀溶解平衡原理来解释的是
①热纯碱溶液洗涤油污的能力比冷纯碱溶液强
②误将钡盐[、]当作食盐食用后,常用0.5%的溶液解毒
③石灰岩(喀斯特地貌)溶洞的形成
④不能作“钡餐”,而可以
⑤泡沫灭火器灭火原理
A.②③④ B.①②③ C.③④⑤ D.①②③④⑤
【答案】A
【分析】①纯碱溶液中碳酸根水解生成氢氧根,氢氧根能使油污水解,温度越高,水解程度越大,氢氧根浓度越大;②氯化钡、硝酸钡溶液与硫酸钠溶液混合后,离子平衡向生成更难溶的硫酸钡的方向移动;③难溶于水的碳酸钙在水中二氧化碳的作用下向生成可溶的碳酸氢钙方向移动,长时间作用形成溶洞;④碳酸钡与胃酸反应生成可溶性钡盐和二氧化碳、水,对人体由毒,而硫酸钡难溶于稀盐酸溶液,可以使用;⑤泡沫灭火器中含有碳酸氢钠和硫酸铝,两者混合后铝离子与碳酸氢根离子发生双水解反应生成不助燃的二氧化碳,氢氧化铝和水,氢氧化铝吸热分解生成耐高温的氧化铝,起到灭火作用。
【详解】A.②③④均涉及到沉淀溶解平衡的移动,A正确;
B.①的反应原理为盐的水解平衡移动,不是沉淀溶解平衡原理,B错误;
C.⑤涉及到盐的水解平衡移动,不是沉淀溶解平衡原理,C错误;
D.①、⑤不是沉淀溶解平衡原理,D错误;
故选A。
17.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
【详解】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。
18.25℃时,和的沉淀溶解平衡曲线如图(代表或)所示。下列说法不正确的是
A.a点可表示的饱和溶液
B.c点可表示的过饱和溶液,达新平衡时可到达b点
C.d点时溶液中存在(忽略单位)
D.用溶液浸泡足量,会有部分转化为
【答案】B
【详解】A.a点在CaCO3沉淀溶解平衡曲线上,可表示CaCO3的饱和溶液,A正确;
B.c点表示的是的过饱和溶液,溶液中存在,平衡逆向移动,、同时减小,达到新平衡后,无法到达b点,B错误;
C.d点在MnCO3的沉淀溶解平衡曲线上,根据图可知,c(Mn2+)·c()=4×10-6×4×10-6=1.6×10-11,C正确;
D.虽然MnCO3的溶度积常数小于CaCO3,但是仍会发生反应,用0.10mol⋅L−1CaCl2溶液浸泡足量MnCO3,相当于增大反应物浓度,平衡正向移动,会有部分碳酸锰转化为碳酸钙,D正确;
故答案选B。
19.硫化镉()是一种难溶于水的黄色颜料,在水中的沉淀溶解平衡曲线如图。下列说法错误的是
A.温度时,
B.图中各点表示的溶液的的大小:
C.向m点表示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点表示的饱和溶液的组成由q沿线向p方向移动
【答案】A
【详解】A.温度时,,故A错误;
B.m、p、n三点温度相同,其溶度积常数相同,q点温度比p点温度高,由于该溶解平衡是吸热过程,因此温度越高,溶度积常数越大,因此图中各点表示的溶液的的大小:,故B正确;
C.向m点表示的溶液中加入少量固体,硫离子浓度增大,由于温度相同,因此减小,则溶液组成由m沿线向p方向移动,故C正确;
D.温度降低时,溶度积常数减小且和浓度相等,因此q点表示的饱和溶液的组成由q沿线向p方向移动,故D正确。
综上所述,答案为A。
20.当氢氧化镁固体在水中达到沉淀溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)时,为使Mg(OH)2固体的量减少,需加入少量的
A.NH4NO3 B.NaOH
C.MgSO4 D.Na2SO4
【答案】A
【分析】要使Mg(OH)2固体的量减小,应使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡右移,可减小c(Mg2+)或c(OH-)。
【详解】A.NH4NO3电离出的铵根离子能结合OH-,使平衡右移,Mg(OH)2固体的量减小,A正确;
B.NaOH电离出的OH-,使平衡左移,Mg(OH)2固体的量增大,B错误;
C.MgSO4电离出的Mg2+,使平衡左移,Mg(OH)2固体的量增大,C错误;
D.Na2SO4是强酸强碱盐,电离出的Na+和不影响Mg(OH)2的沉淀溶解平衡,D错误;
故选A。
培优第三阶——培优拔尖练
21.常温下,Ksp(CaSO4)=9×10-6 mol2·L-2,常温下CaSO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图。下列说法不正确的是
A.CaSO4溶解在水中,c平(Ca2+)=c平(SO)=3×10-3 mol·L-1
B.在d点溶液中加入一定量的CaCl2可能会有沉淀析出
C.a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp
D.b点将有沉淀生成,平衡后溶液中c平(SO)等于3×10-3 mol·L-1
【答案】D
【详解】A.CaSO4溶解在水中形成的是饱和溶液,存在c平(Ca2+)·c平(SO)=Ksp,所以c平(Ca2+)=c平(SO)==3×10-3 mol·L-1,A正确;
B.d点与c点相比较,SO浓度相同,Ca2+浓度较c点小,所以溶液未达到饱和,加入CaCl2后,如果c平(Ca2+)·c平(SO)>Ksp就有可能有沉淀析出,B正确;
C.a点和c点在同一条线上,所以Ksp相等,C正确;
D.b点与c点相比较,SO浓度相同,Ca2+浓度偏大,相当于在CaSO4的平衡中增大Ca2+浓度,平衡向生成沉淀方向进行,且Ca2+浓度大于SO浓度,D错误;
故答案为:D。
22.往锅炉注入Na2CO3溶液浸泡,将水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸去除,下列叙述正确的是
A.温度升高,Na2CO3溶液的KW和c平(OH-)均会减小
B.CaSO4能转化为CaCO3,说明Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)
C.CaCO3溶解于盐酸而CaSO4不溶,是因为硫酸酸性强于盐酸
D.沉淀转化的离子方程式为(aq)+CaSO4(s) CaCO3(s)+(aq)
【答案】D
【详解】A.温度升高,水的电离平衡正向移动,KW增大;温度升高,Na2CO3的水解平衡正向移动,c(OH-)增大,c(H+)减小,A错误;
B.CaSO4能转化为CaCO3,说明碳酸钙更难溶,Ksp(CaCO3)<Ksp(CaSO4),B错误;
C.CaCO3与盐酸反应生成可溶性的氯化钙、水和二氧化碳,CaSO4与盐酸不满足复分解反应发生的条件,与酸性强、弱无关,C错误;
D.硫酸钙沉淀转化为碳酸钙沉淀的的离子方程式为CaSO4(s)+(aq)CaCO3(s)+(aq),D正确;
故选D。
23.秦俑彩绘中的铅白(PbCO3)和黄金雨中黄色的PbI2都是难溶的铅盐。室温下,PbCO3和PbI2达到溶解平衡时,-lgc(Pb2+)与-lgc()或-lgc(I-)的关系如图,下列说法错误的是
A.L2曲线代表PbCO3,其Ksp(PbCO3) =1.0×10-13.1
B.p点对应的PbI2溶液中,滴入0.1 mol·L-1 Pb(NO3)2溶液,将析出固体PbI2
C.反应PbI2(s)+(aq)PbCO3(s)+2I-(aq)的平衡常数K=105.1
D.向等浓度的Na2CO3与NaI的混合溶液中滴入Pb(NO3)2 溶液先产生黄色沉淀
【答案】D
【详解】A.L2曲线代表PbCO3,取点(0,13.1),此时-lgc()=0,c()=1mol/L,-lgc(Pb2+)=13.1,c(Pb2+)=10-13.1mol/L,其Ksp(PbCO3) = c(Pb2+)∙c()=1×10-13.1=1.0×10-13.1,A正确;
B.p点对应的PbI2溶液中,滴入0.1 mol·L-1 Pb(NO3)2溶液,将增大溶液中的c(Pb2+),使沉淀溶解平衡逆向移动,从而析出固体PbI2,B正确;
C.取点(0,8),可求出Ksp(PbI2)=10-8,反应PbI2(s)+(aq)PbCO3(s)+2I-(aq)的平衡常数K====105.1,C正确;
D.因为Ksp(PbI2)=10-8,Ksp(PbCO3)=10-13.1,向等浓度的Na2CO3与NaI的混合溶液中滴入Pb(NO3)2 溶液,所以先生成PbCO3沉淀,即先产生白色沉淀,D错误;
故选D。
24.下表是三种难溶金属硫化物的溶度积常数(25 ℃)。
化学式
FeS
CuS
MnS
溶度积
6.3×10-18mol2·L-2
1.3×10-36mol2·L-2
2.5×10-13mol2·L-2
下列有关说法中正确的是
A.25 ℃时,CuS的溶解度大于MnS的溶解度
B.25 ℃时,饱和CuS溶液中,Cu2+的浓度为1.3×10-36 mol·L-1
C.因为H2SO4是强酸,所以反应CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4不能发生
D.除去某溶液中的Cu2+,可以选用FeS作沉淀剂
【答案】D
【详解】A.FeS、CuS、MnS都是同类型的难溶电解质,25 ℃时,CuS的远小于MnS的,说明CuS的溶解度小于MnS的溶解度,A项错误;
B.25 ℃时,饱和CuS溶液中,==≈,B项错误;
C.因为CuS不溶于稀硫酸,所以反应可以发生,C项错误;
D.因为溶解度CuS<FeS,所以可与FeS反应生成更难溶的CuS,D项正确;
答案选D。
25.在T℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知T℃时AgCl的Ksp=4×10-10,下列说法不正确的是
A.在T℃时,AgBr的Ksp为4.9×10-13
B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点
C.图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D.在T℃时,AgCl(s)+Br-(aq)⇌AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K≈816
【答案】B
【详解】A.由图中c点可知AgBr的Ksp=7.0×10-7×7.0×10-7=4.9×10-13,故A正确;
B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后,c(Br-)增大,溶解平衡逆向移动,c(Ag+)减小,仍为饱和溶液,所以不可以使溶液由b点到c点,c点为过饱和溶液,故B错误;
C.图中a点对应的Qc<Ksp,则为AgBr的不饱和溶液,故C正确;
D. 反应AgCl(s)+Br-(aq)⇌AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数为:K=≈816,故D正确。
答案选B。
26.已知CaCO3的Ksp=2.8×10-9,现将浓度为2×10-4mol/L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 B.1.4×10-5mol/L C.5.6×10-5mol/L D.2.8×10-5mol/L
【答案】C
【详解】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C。
27.已知:①相同温度下的溶解度为,;②溶解并电离出的能力为。则下列离子方程式错误的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.溶解度,反应向着生成溶解度更小的物质方向进行,,故A错误;
B.溶解度为,反应向着生成溶解度更小的物质方向进行,,故B正确;
C.溶解并电离出的能力,正确,故C正确;
D.溶解并电离出的能力,,故D正确;
选A。
28.25℃时有关物质的颜色和溶度积(Ksp)如下表:
物质
AgCl
AgBr
AgI
Ag2S
颜色
白
浅黄
黄
黑
Ksp
1.8×10-10mol2·L-2
7.7×10-13mol2·L-2
1.5×10-16mol2·L-2
1.8×10-50mol2·L-2
下列叙述中不正确的是
A.向AgCl的白色悬浊液中加入0.1mol·L-1KI溶液,有黄色沉淀产生
B.在100mL1.8×10-6mol·L-1NaCl溶液中,加入1mL1×10-3mol·L-1AgNO3溶液,不能产生白色沉淀
C.25℃,AgCl固体在等物质的量浓度NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同
D.25℃时,AgCl、AgBr、AgI、Ag2S饱和水溶液中Ag+的浓度相同
【答案】D
【详解】A.对于相同类型的难溶性盐,一般情况下溶度积大的沉淀较易转化成溶度积小的沉淀,溶度积大小AgI<AgBr<AgCl,所以在AgCl悬浊液中加入KI溶液,会有AgI生成,即有黄色沉淀产生,故A正确;
B.加入1mL 1×10-3mol/LAgNO3溶液,c(Cl-)可认为保持不变,即c(Cl-)=1.8×10-6mol/L,而AgNO3溶液相当于稀释100倍,故c(Ag+)=1×10-5mol/L,c(Cl-)•c(Ag+)=1.8×10-11<Ksp(AgCl),故没有沉淀生成,故B正确;
C.溶度积只与温度有关,所以25℃时,AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同,故C正确;
D.由表中数据可知溶度积最大的是AgCl,其溶解度也最大,所以AgCl饱和溶液中c(Ag+)最大,故D错误;
故选D。
29.某温度下AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。pX=-lgc(X),X可代表Ag+、Cl-、CrO。下列说法不正确的是
A.该温度下,Ksp(Ag2CrO4)=10-11.4
B.区域II存在AgCl沉淀
C.反应Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrO(aq)的平衡常数K=108.2
D.向NaCl和Na2CrO4均为0.1mol•L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生AgCl沉淀
【答案】B
【分析】利用b点坐标(10,0.7)可得Ksp(Ag2CrO4)===10-11.4,同理,利用a点坐标(2.8,7)可得Ksp(AgCl)===10-9.8。
【详解】A.该温度下,利用b点坐标(10,0.7)可得Ksp(Ag2CrO4)===10-11.4,A正确;
B.区域II在AgCl曲线的上方,坐标是浓度的负对数,坐标值越大则浓度越小,故曲线上方各点的浓度积小于Ksp(AgCl),则不存在AgCl沉淀,B不正确;
C.反应Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrO(aq)的平衡常数K==108.2,C正确;
D.向NaCl和Na2CrO4均为0.1mol•L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,产生沉淀时最低Ag+浓度分别是和,则先产生AgCl沉淀,D正确;
故选B。
30.25℃时,用沉淀、两种金属离子(),所需最低浓度的对数值与的关系如图所示,请回答:
(1)25℃时 。
(2)25℃时向50mL的、浓度均为0.01mol/L的混合溶液中逐滴加入溶液,当溶液加到150mL时开始生成SnS沉淀,则此时溶液中浓度为 mol/L。
【答案】(1)10-35
(2)2.5×10-13
【详解】(1)由图可知,1gc(S2-)=-25时lgc(Cu2+)=-10,Ksp(CuS)=c(S2-)•c(Cu2+)=10-25×10-10=10-35,故答案为:10-35;
(2)由图可知,Ksp(SnS)=c(S2-)•c(Sn2+)=1×10-25=10-25,向50mL的Sn2+、Cu2+浓度均为0.01mol/L的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液,当Na2S溶液加到150mL时c(Sn2+)=mol/L=0.0025mol/L,开始生成SnS沉淀溶液中c(S2-)=mol/L=4×10-23mol/L,此时溶液中c(Cu2+)=mol/L=2.5×10-13mol/L,故答案为:2.5×10-13。
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