内容正文:
专题10 沉淀溶解平衡
考点01 沉淀溶解平衡及其影响因素
考点02 溶度积及其应用
考点03 沉淀溶解平衡的应用
考点04 沉淀溶解平衡图像
▉考点01 沉淀溶解平衡及其影响因素
1.溶解平衡状态
(1)定义:在一定温度下的水溶液里,沉淀 和离子生成 相等,固体的量和溶液中各离子浓度不再改变时的状态。
(2)表示方法:如PbI2的沉淀溶解平衡可表示为PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)。
(3)特点:沉淀溶解平衡符合化学平衡的特点。
“动”——动态平衡。
“等”——离子生成沉淀速率和沉淀溶解速率相等。
“定”——沉淀的量及溶液中离子浓度 。
“变”——条件改变,平衡 。
2.沉淀溶解平衡的影响因素
影响因素
平衡移动方向
Ksp变化
温
度
升高温度
向 移动,多数为溶解方向
多数增大
降低温度
向 移动,多数为沉淀方向
多数减小
浓
度
加水
向 移动
加入相同离子
向生成 移动
加入与体系中离子发生反应的离子
向 移动
不变
▉考点02 溶度积及其应用
1.溶度积
(1)定义:沉淀溶解平衡的平衡常数叫溶度积常数或溶度积,通常用符号Ksp来表示。
(2)表达式:当难溶强电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时,建立沉淀溶解平衡:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),其溶度积的表达式为Ksp=c(An+)·c(Bm-)。
(3)影响因素:Ksp只与难溶电解质的 和 有关,而与 无关。
(4)意义:Ksp反映了难溶电解质在水中的 。通常,对于相同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr和AgI),Ksp越大,难溶电解质在水中的溶解程度就 。
【特别提醒】(1)溶液中离子浓度的变化只能使平衡发生移动,并不改变溶度积。
(2)Ksp与溶解度(S)都可用来表示物质的溶解程度,但是Ksp小的物质溶解度不一定也小。
2.溶度积(Ksp)的应用
(1)利用Ksp比较难溶电解质的溶解度的大小:相同温度下,同种类型的难溶电解质,Ksp越大,溶解程度就越高。
(2)利用Ksp判断沉淀的溶解与生成:定义难溶电解质溶液中有关离子浓度幂的乘积(浓度商)为Q。通过比较Ksp和Q的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下能否溶解。
Q与Ksp关系
溶液性质
有无沉淀析出
Q>Ksp
Q=Ksp
Q<Ksp
(3)由Ksp计算溶液中某离子的浓度:Ksp是难溶电解质在水溶液中达到饱和后各离子浓度的关系,在某难溶电解质的溶液中,若已知其中一种离子的浓度,就可以根据Ksp计算另一种离子的浓度。
(4)溶度积与沉淀溶解能力的关系
溶度积(Ksp)反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
对于阴、阳离子个数比相同的电解质,Ksp的数值越大,难溶电解质在水中的溶解度越大。
对于阴、阳离子个数不同的电解质,Ksp小的电解质的溶解度不一定比Ksp大的溶解度小,如Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl),但Ag2CrO4的溶解度大于AgCl的溶解度。因此,不能通过比较Ksp数值的大小来确定溶解度的大小。
3.Ksp的几种计算类型
常考题型
解题策略
根据定义式或者数形结合求Ksp,或者判断沉淀金属离子所需pH
直接根据Ksp(AmBn)=c(An+)·c(Bm-)解答,如果已知溶解度,则化为物质的量浓度再代入计算
沉淀先后的计算与判断
(1)沉淀类型相同,则Ksp小的化合物先沉淀;
(2)沉淀类型不同,则需要根据Ksp分别计算出沉淀时所需离子浓度,所需离子浓度小的先沉淀
根据两种含同种离子的化合物的Ksp数据,求溶液中不同离子浓度的比值
如某溶液中含有I-、Cl-等,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,求溶液中,则有==
判断沉淀的生成或转化
把离子浓度数值代入Ksp表达式,若数值大于Ksp,沉淀可生成或转化为相应难溶物质
▉考点03 沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成
(1)沉淀生成的应用
在无机物的制备和提纯、废水处理等领域,常利用 来达到分离或除去某些离子的目的。
(2)沉淀的方法
①调节pH法:如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节pH,使Q[Fe(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下:Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH。
②加沉淀剂法:如以Na2S、H2S等作沉淀剂,使某些金属离子,如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀,即离子积Q>Ksp时,生成沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。
a.通入H2S除去Cu2+的离子方程式:H2S+Cu2+===CuS↓+2H+。
b.加入Na2S除去Hg2+的离子方程式:Hg2++S2-===HgS↓。
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,Q<Ksp使平衡向 的方向移动,就可以使沉淀溶解。
(2)沉淀溶解的方法
①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的方向移动。
②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
(1)实质:是 的移动。
(2)特点
①通常,一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀。
②两种难溶物的 差别越大,越容易转化。
(3)沉淀转化的应用
①锅炉除水垢。
水垢[含CaSO4(s)]CaCO3(s)Ca2+(aq)
②除去硫酸铜溶液中的铁离子。
③矿物转化:
CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS,离子方程式为
Cu2+(aq)+ZnS(s)===CuS(s)+Zn2+(aq)。
【特别提醒】沉淀转化虽然是利用的沉淀溶解平衡的移动,但是因为沉淀能够完全转化,所以反应方程式用“===”,不用“”。
▉考点04沉淀溶解平衡图像
1.曲线型图像
第一步:明确图像中纵、横坐标的含义
纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第二步:理解图像中线上点、线外点的含义
(1)以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都达到了 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为 溶液,此时Q>Ksp。
(3)曲线下方区域的点均为 溶液,此时Q<Ksp 。
2.对数型图像
解题时要理解pH、pOH、pC的含义,以及图像横坐标、纵坐标代表的含义,通过曲线的变化趋势,找到图像与已学化学知识间的联系。
(1)pH(或pOH)—pC图
横坐标:将溶液中c(H+)取负对数,即pH=-lg c(H+),反映到图像中是c(H+)越大,则pH越小,pOH则相反。
纵坐标:将溶液中某一微粒浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取负对数,即pC=-lg c(A),反映到图像中是c(A-)越大,则pC越小。
例如:常温下,几种难溶氢氧化物的饱和溶液中金属离子浓度的负对数与溶液的pH关系如图所示。
①直线上的任意一点都达到溶解平衡,②由图像可得Fe3+、Al3+、Fe2+、Mg2+完全沉淀的pH分别为4、4.8、8.3、11.2。
(2)pC—pC图
纵横坐标均为一定温度下,溶解平衡粒子浓度的负对数。
例如:已知p(Ba2+)=-lg c(Ba2+),p(酸根离子)=-lgc(酸根离子),酸根离子为SO或CO。某温度下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解关系如图所示,
①直线上的任意一点都达到溶解平衡,②p(Ba2+)=a时,即c(Ba2+)=10-a mol·L-1时,p(SO)>p(CO),从而可知Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3);M点在BaCO3平衡曲线上方,p(Ba2+)、p(CO)均大于平衡值,此时溶液中c(Ba2+)、c(CO)均小于平衡线上的值,故不能生成BaCO3沉淀;M点在BaSO4平衡曲线下方,p(SO)、p(Ba2+)小于平衡值,此时溶液中c(Ba2+)、c(SO)均大于平衡线上的值,故能生成BaSO4沉淀。此类图像沉淀溶解平衡直线,直线上任意一点都表示饱和溶液,直线上方或下方的任一点则表示不饱和溶液或过饱和溶液。
3.沉淀溶解平衡滴定曲线
沉淀溶解平衡滴定曲线,一般横坐标为滴加溶液的体积;纵坐标为随溶液体积增加,相应离子浓度的变化。突跃点表示恰好完全反应,曲线上的点都处于沉淀溶解平衡状态。利用突跃点对应的数据可计算对应沉淀的Ksp。
已知:pAg=-lgc(Ag+),Ksp(AgCl)=1.8×10-10,如图是向10 mL AgNO3溶液中逐滴加入
0.1 mol·L-1的NaCl溶液时,溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积(单位:mL)变化的图像。[提示:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)]
①由于:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),b线为AgNO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaCl溶液时,溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积(单位:mL)变化的图像。a线则为相同实验条件下,把0.1 mol·L-1的NaCl换成0.1 mol·L-1 NaI的滴定图像。
②同理滴加NaI滴定终点的pAg值大于6。
4.沉淀溶解平衡图像题的解题策略
第一步:明确图像中纵、横坐标的含义
纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第二步:理解图像中线上点、线外点的含义
(1)以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都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,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线外。
(2)曲线上方区域的点均为饱和溶液与沉淀共存的体系,此时Q>Ksp。
(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Q<Ksp。
第三步: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,离子浓度要增大都增大;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。
1.为了除去锅炉水垢中的,可先用溶液处理。下列说法正确的是
A.在溶液中,存在
B.属于非电解质
C.由题意可知:
D.熟石膏的化学式为
【答案】A
【解析】A.碳酸根是弱酸根,水解生成氢氧根和碳酸氢根,碳酸氢根可以继续水解为碳酸和氢氧根,即每生成1分子H2CO3的同时生成2个OH-离子,加上水的电离,故在Na2CO3溶液中,存在c(OH-)>c()+c(H2CO3),A项正确;
B.属于电解质,是强电解质,可以完全电离生成钙离子和硫酸根离子,B项错误;
C.用Na2CO3溶液处理可以除去锅炉水垢中的CaSO4,是将CaSO4转化为更难溶的CaCO3,故有,C项错误;
D.熟石膏的化学式为,CaSO4⋅2H2O是生石膏的化学式,D项错误;故选A。
2.下表是五种银盐的溶度积常数():
化学式
溶度积
下列说法错误的是
A.因难溶于水,故其为弱电解质
B.五种物质在常温下溶解度最小的是
C.在的混合溶液中,逐滴滴加硝酸银溶液,依次产生沉淀
D.沉淀中加入溶液,可能会转化为沉淀
【答案】A
【解析】A.难溶于水,但是溶于水的完全电离,故其为强电解质,A错误;
B.从表格中可知,虽然硫化银与AgCl等不是同种类型的沉淀,但是Ag2S的溶度积常数远小于其他四种物质,因此五种物质中溶解度最小的为Ag2S,B正确;
C.AgI、AgBr、AgCl三种沉淀为同类型沉淀,在的混合溶液中,逐滴滴加硝酸银溶液,溶度积小的先生成沉淀,即依次产生沉淀,C正确;
D.由于AgCl的大于AgBr的,AgCl沉淀中加入NaBr溶液,可能会生成AgBr沉淀,D正确;
故选A。
3.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,一定温度下,它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.p、q两点对应的Ksp相等
B.p点表示CdS在水中的溶解度
C.向p点的溶液中滴加硝酸,c(Cd2+)沿曲线向q点方向变化
D.向q点的溶液中加入Na2S固体,c(Cd2+)沿曲线向p点方向变化
【答案】A
【解析】A.p、q两点都在溶解平衡的曲线上,温度相等,对应的Ksp相等,故A正确;
B.p点表示硫化镉(CdS)达到溶解平衡,不表示CdS在水中的溶解度,故B错误;
C.向p点的溶液中滴加硝酸,S2-被氧化,使溶解平衡正向移动,c(Cd2+)增大,沿曲线向上变化,故C错误;
D.向q点的溶液中加入Na2S固体,使溶解平衡逆向移动,c(Cd2+)减小,沿曲线向下变化,故D错误;
答案选A。
4.龋齿是有机酸使牙齿中的Ca5(PO4)3OH溶解造成的。使用含氟牙膏会使其转化为Ca5(PO4)3F抵抗酸的腐蚀,发生如下反应:Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)⇌Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)。下列说法正确的是
A.该反应的平衡常数表达式K=
B.Ca5(PO4)3F的Ksp比Ca5(PO4)3OH的Ksp小
C.牙齿表面液膜中:3c(Ca2+)=5c()+5c()+5c()
D.当糖附着在牙齿上发酵时,会产生H+,所以多吃糖可以防治龋齿
【答案】B
【解析】A.平衡常数等于生成物的浓度幂之积比上反应物浓度幂之积,固体不计入平衡常数表达式,故K=,A错误;
B.饮水、食物里的F-会将Ca5(PO4)3(OH)转化为Ca5(PO4)3F,生成溶解度更小的物质,即溶解度Ca5(PO4)3OH>Ca5(PO4)3F,Ksp:Ca5(PO4)3OH>Ca5(PO4)3F,B正确;
C.Ca5(PO4)3OH中c(Ca):c(P)=5:3,根据物料守恒P的存在有、、、c(),故有3c(Ca2+)=5c()+5c()+5c()+5c(),C错误;
D.当糖附着在牙齿上发酵时,会产生H+,据Ca5(PO4)3OH(s),H+消耗OH-,导致Ca5(PO4)3OH溶解,即会加重龋齿,D错误;故选B。
5.已知25 ℃时,AgI饱和溶液中c(Ag+)为1.23×10-8mol·L-1,AgCl的饱和溶液中c(Ag+)为1.25×10-5mol·L-1.若在5 mL含有KCl和KI各为0.01 mol·L-1的溶液中,加入8 mL 0.01 mol·L-1AgNO3溶液,下列叙述正确的是
A.混合溶液中c(K+)>c(NO)>c(Ag+)>c(Cl-)>c(I-)
B.混合溶液中c(K+)>c(NO)>c(Cl-)>c(Ag+)>c(I-)
C.加入AgNO3溶液时首先生成AgCl沉淀
D.混合溶液中约为1.02×10-3
【答案】B
【分析】KI+ AgNO3= AgI↓+KNO3,,消耗n(AgNO3)= 5.0×10-5mol,KCl+AgNO3= AgCl↓+KNO3,上一步过量的AgNO3为,而KCl为,则KCl过量,生成AgCl为,剩下的KCl为mol,由此得出反应后溶液中, ,经计算可得到Ksp(AgCl)=(1.25×10-5)2, Ksp(AgI)=(1.23×10-8)2,,可计算出,,
【解析】A.经分析可知,A错误;
B.经分析可知,B正确;
C.KCl和KI混合溶液中加入AgNO3溶液,因为,所以先生成AgI,再生成AgCl,C错误;
D.混合溶液中,D错误;故选B。
6.某小组同学研究沉淀的转化,进行如下实验(操作如图所示):下列关于实验过程的分析不正确的是
A.悬浊液a中存在沉淀溶解平衡:
B.d中无明显现象
C.c到e的现象表明转化为
D.上述实验可证明:
【答案】B
【分析】将溶液和溶液等体积混合,两者刚好完全反应:得到悬浊液a;将悬浊液a过滤,得到滤液b中含溶液,白色沉淀c为;向滤液b中滴加溶液,滤液出现浑浊,说明滤液b中含有Ag+;向沉淀c中滴加溶液,白色沉淀转化为黄色沉淀,据此回答。
【解析】A.由分析可知,向滤液b中滴加溶液,滤液出现浑浊,说明滤液b中含有Ag+,可知悬浊液中存在沉淀溶解平衡,A正确;
B.由分析知向滤液b中滴加溶液,滤液出现浑浊,B错误;
C.由分析可知向沉淀c中滴加溶液,白色沉淀转化为黄色沉淀,C正确;
D.因溶液和溶液等体积混合两者刚好完全反应,结合沉淀转化一种沉淀更易转化为比它更难溶的沉淀,所以上述实验可证明:,D正确;故选B。
7.已知,,某溶液中含有浓度均为0.01 mol/L,向该溶液中逐滴加入0.01 mol/L的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】浓度均为0.01 mol/L的形成沉淀时,所需分别为、、,所需越小,越先产生沉淀,所以三种阴离子产生沉淀的先后顺序为,故选C。
8.已知:常温下,,,向1L含0.05molFe2(SO4)3和0.1molFeSO4的酸性混合溶液中通入NH3,至该溶液的pH为2,溶液体积变化可忽略不计,所得溶液中c(Fe2+):c(Fe3+)的值为
A.1:1 B. C. D.
【答案】B
【解析】pH为2时,c(OH-)=10-12mol/L,则0.1mol FeSO4溶液中c(Fe2+)×c2(OH-)=10-25<1.0×10-17,没有沉淀生成,则c(Fe2+)=0.1mol/L,由Ksp(Fe(OH)3)=1.0×10-39可知,c(Fe3+)=mol/L=1×10-3mol/L,则c(Fe2+):c(Fe3+)=0.1:1×10-3=102:1,故选B。
9.在()与()混合的饱和溶液中,测得浓度为,则溶液中的浓度为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】该饱和溶液中,根据可知,,再根据可知,,故答案为B。
10.某温度下,和的沉淀溶解平衡曲线如图所示,图中,。下列说法错误的是
A.曲线表示的沉淀溶解平衡曲线
B.该温度下,
C.对于两种物质而言,点均为饱和溶液
D.向均为的混合溶液中滴加溶液,先产生沉淀
【答案】C
【分析】相同温度下,硫化银的溶解度小于硫化镍,横坐标为0时,纵坐标中II的银离子浓度小,故曲线I表示的沉淀溶解平衡曲线,根据b点,Ksp(NiS)=,曲线II为的沉淀溶解平衡曲线,根据a点,Ksp(Ag2S)=。
【解析】A.根据分析,曲线表示的沉淀溶解平衡曲线,A正确;
B.根据分析,该温度下,,B正确;
C.对于两种物质而言,点Q均小于Ksp,均为不饱和溶液,C错误;
D.向均为的混合溶液中滴加溶液,产生沉淀需要的S2-浓度为:,产生沉淀需要的S2-浓度为:,产生沉淀需要的S2-浓度小,故先生成沉淀,D正确;故选C。
11.常温下,在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知:,下列说法正确的是
A.在任何溶液中,、均相等
B.d点溶液通过蒸发可以变到c点
C.a点对应的大于c点对应的
D.b点将有沉淀生成,平衡后溶液中一定小于
【答案】D
【解析】A.常温下,硫酸钙饱和溶液中钙离子和硫酸根离子浓度相等,向饱和溶液中加入硫酸钠固体,硫酸根离子浓度增大,溶解平衡转移,溶液中钙离子浓度减小,溶液中氯酸根离子浓度大于钙离子,故A错误;
B.d点溶液为硫酸钙的不饱和溶液,加热蒸发时,溶液中硫酸根离子的浓度会增大,所以d点溶液通过蒸发不可能变到c点,故B错误;
C.温度不变,溶度积不变,则a点对应的等于c点对应的,故C错误;
D.由图可知,b点浓度熵为5×10—3×4×10—3=2×10—5>Ksp=9×10—6,所以溶液中一定有硫酸钙沉淀生成,反应后溶液中钙离子浓度大于硫酸根离子浓度,由溶度积可知,溶液中硫酸根离子浓度一定小于,故D正确;故选D。
12.常温时,碳酸钙和硫酸钙的沉淀溶解平衡关系如图所示,已知,(酸根离子)=(酸根离子)。[已知:,]下列说法不正确的是
A.曲线Ⅱ为沉淀溶解曲线
B.加入适量的氯化钙固体,可使溶液由c点变到a点
C.b点对应的硫酸钙溶液不饱和
D.向碳酸钙饱和溶液中通入气体,溶液中不变
【答案】B
【分析】由图像可知,Ⅰ对应的物质Ksp小,Ⅱ对应物中的Ksp大,由已知:,,曲线Ⅱ为沉淀溶解曲线,曲线Ⅰ为沉淀溶解曲线,据此回答。
【解析】A.由分析知,曲线Ⅱ为沉淀溶解曲线,A正确;
B.加入适量的氯化钙固体,增大,溶解平衡向逆方向移动,减小,可使溶液由a点变到c点,B错误;
C.b点对应Q<Ksp,硫酸钙溶液不饱和,C正确;
D.向碳酸钙饱和溶液中通入气体,发生反应生成碳酸氢钙,但不变,D正确;故选B。
13.一定温度下,BaSO4沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是
A.a点、c点对应的Ksp(BaSO4)相等
B.d点加入BaSO4固体不能继续溶解
C.升高温度,可使溶液由c点变到b点
D.饱和 BaSO4溶液导电能力很弱,BaSO4是弱电解质
【答案】A
【解析】A.Ksp是溶度积常数,只随着温度的改变而改变,温度不变Ksp不变,所以a点、c点对应的Ksp(BaSO4)相等,A正确;
B.由图可知,c点为BaSO4的饱和溶液,c()相同且c(Ba2+):c>d,则d点为BaSO4的不饱和溶液,加入BaSO4固体能继续溶解,B错误;
C.由图可知,c点溶液中c()≠c(Ba2+),升高温度时转化为BaSO4的不饱和溶液,溶液中c()、c(Ba2+)不变,不可能由c点变到b点,C错误;
D.BaSO4是不溶物,但溶解的部分完全电离,属于强电解质,D错误;故选A。
14.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;故选C。
15.某温度时:AgCl悬浊液中存在:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)沉淀溶解平衡,其平衡曲线如图所示。下列说法错误的是
A.加入AgNO3,可以使溶液由c点变到a点
B.用NaCl溶液代替蒸馏水洗涤AgCl沉淀,可以减少沉淀的损失
C.b点对应溶液中没有AgCl沉淀生成
D.Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=4.9×10-13,说明溶解度:AgCl>AgBr
【答案】C
【解析】A.加入AgNO3固体,银离子浓度增大,氯离子浓度减小,可以使溶液由c点变到a点,故A项正确;
B.AgCl电离方程式为,NaCl溶液中氯离子浓度较大,用NaCl溶液替代蒸馏水洗涤AgCl沉淀,可使AgCl的溶解平衡逆向移动,从而减少沉淀损失,故B项正确;
C.b点在曲线的上方,银离子和氯离子浓度的乘积大于Ksp(AgCl),所以b对应溶液中有沉淀生成,故C项错误;
D. Ksp越大,相应离子浓度就越大,溶解度越大,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=4.9×10-13,Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),溶解度:AgCl>AgBr,故D项正确;故选C。
16.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。下列说法正确的是
A.图中T1>T2
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K2S固体,溶液中Cd2+浓度降低
D.温度升高时,q点饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
【答案】C
【解析】A.根据图中信息,图中p和q分别为T1、T2温度下达到沉淀溶解平衡,T1的阴阳离子浓度小于T2,因而T1<T2,A错误;
B.温度相同,Ksp相同,温度越高,Ksp越大,因此图中各点对应的Ksp的关系为Ksp(m)= Ksp(n)= Ksp(p)<Ksp(q),B错误;
C.向点的溶液中加入少量K2S固体,硫离子浓度增大,平衡逆向移动,因此溶液中浓度降低,C正确;
D.温度升高时,Ksp增大,则q点饱和溶液的组成由q点向外的方向移动,D错误;故选C。
17.已知25℃时,物质的溶度积常数为Ksp(FeS)=6.3×10﹣18;Ksp(CuS)=1.3×10﹣36;Ksp(ZnS)=1.6×10﹣24.下列说法不正确的是
A.足量CuSO4溶解在0.1mol/L的H2S溶液中,Cu2+能达到的最大浓度为1.3×10﹣35mol/L
B.除去工业废水Fe2+中的Cu2+,可选用FeS作沉淀剂
C.在相同温度下,CuS的溶解度小于ZnS的溶解度
D.在ZnS的饱和溶液中,加入ZnCl2溶液,平衡向生成沉淀方向移动,Ksp(ZnS)不变
【答案】A
【解析】A.H2S是弱酸,0.1mol/L的H2S溶液中,硫离子的浓度小于0.1mol/L,Ksp(CuS)=1.3×10﹣36,所以溶液中Cu2+的最大浓度大于1.3×10﹣35mol/L,故A错误;
B.由于Ksp(CuS)=1.3×10﹣36<Ksp(FeS)=6.3×10﹣18,CuS的溶解度小于FeS的,所以除去工业废水Fe2+中的Cu2+,可选用FeS作沉淀剂,故B正确;
C.由B项可知,Ksp(CuS)=1.3×10﹣36<Ksp(FeS)=6.3×10﹣18,CuS的溶解度小于FeS的溶解度,故C正确;
D.溶度积受温度影响,与离子浓度无关,在ZnS的饱和溶液中,加入ZnCl2溶液,Ksp(ZnS)不变,故D正确;故选A。
18.25℃时有关物质的颜色和溶度积()如下表:
物质
颜色
白
淡黄
黄
黑
下列叙述错误的是
A.向AgCl悬浊液中加入溶液,有黑色沉淀产生
B.25℃时,AgCl、AgBr、AgI、的饱和水溶液中的浓度相同
C.该温度下,饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:
D.在溶液中,加入1滴(20滴约为1mL)溶液,不能产生白色沉淀
【答案】B
【解析】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,由表格数据可知的溶解度小于,故向AgCl的白色悬浊液中加入溶液,有黑色沉淀产生,故A正确;
B.25℃时,AgCl、AgBr、AgI、饱和水溶液中Ag+的浓度分别为:mol/L、mol/L、mol/L、 mol/L,故各饱和水溶液中的浓度不相同,故B错误;
C.是难溶性沉淀,该温度下,饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:,故C正确;
D.1滴溶液体积为0.05mL,加入到5mL溶液中,混合溶液体积几乎不变,当硝酸银加入后,溶液中,Qc(AgCl)=c(Ag+)⋅c(Cl−)=1.8×10−6mol⋅L−1×1×10−5mol⋅L−1=1.8×10−11<1.8×10−10,所以不能产生白色沉淀,故D正确;故选B。
19.几种难溶盐在水溶液中离子浓度负对数关系如题图所示。已知溶液中离子浓度小于10-5mol·L-1时可认为沉淀完全。下列说法正确的是
A.Ksp(CaCO3)>10-8 B.0.001mol·L-1MnCl2溶液可将沉淀完全
C.在a点,碳酸镁向着沉淀的方向进行 D.Ksp(CaCO3)>Ksp(MgCO3)
【答案】B
【解析】A.根据图示Ksp(CaCO3)<10-8,故A错误;
B.根据图示Ksp(MnCO3)<10-10,0.001mol·L-1MnCl2溶液中等浓度小于10-7,所以可将沉淀完全,故B正确;
C.在a点Q(MgCO3)< Ksp(MgCO3),碳酸镁向着溶解的方向进行,故C错误;
D.根据图示,Ksp(CaCO3)<Ksp(MgCO3),故D错误;故选B。
20.从炼钢粉尘(主要含)中回收锌的过程如图所示。“浸取”过程转化为,并有少量铁元素浸出。已知:。下列说法正确的是
A.的溶液中:
B.溶液中:
C.“沉锌”过程中,溶液的增大
D.“沉锌”后的溶液中:
【答案】C
【分析】“浸取”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2+,发生反应ZnO+2NH3·H2O +2=[Zn(NH3)4]2++3H2O,根据题中信息可知,ZnFe2O4溶解除铁后转化为Fe(OH)3;“沉锌”过程发生反应为:[Zn(NH3)4]2++4H2O+S2-=ZnS↓+4NH3·H2O,经洗涤干燥后得到产物ZnS及滤液,据此分析解题;
【解析】A.的溶液中,,则,,A错误;
B.溶液中质子守恒,,B错误;
C.由分析可知,“沉锌”过程发生反应为:[Zn(NH3)4]2++4H2O+S2-=ZnS↓+4NH3·H2O,故“沉锌”过程中,溶液的pH增大,C正确;
D.“沉锌”后的溶液中达到ZnS的溶解平衡,则有,D错误;故选C。
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专题10 沉淀溶解平衡
考点01 沉淀溶解平衡及其影响因素
考点02 溶度积及其应用
考点03 沉淀溶解平衡的应用
考点04 沉淀溶解平衡图像
▉考点01 沉淀溶解平衡及其影响因素
1.溶解平衡状态
(1)定义:在一定温度下的水溶液里,沉淀溶解速率和离子生成沉淀速率相等,固体的量和溶液中各离子浓度不再改变时的状态。
(2)表示方法:如PbI2的沉淀溶解平衡可表示为PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)。
(3)特点:沉淀溶解平衡符合化学平衡的特点。
“动”——动态平衡。
“等”——离子生成沉淀速率和沉淀溶解速率相等。
“定”——沉淀的量及溶液中离子浓度保持不变。
“变”——条件改变,平衡发生移动。
2.沉淀溶解平衡的影响因素
影响因素
平衡移动方向
Ksp变化
温
度
升高温度
向吸热方向移动,多数为溶解方向
多数增大
降低温度
向放热方向移动,多数为沉淀方向
多数减小
浓
度
加水
向溶解方向移动
不变
加入相同离子
向生成沉淀方向移动
不变
加入与体系中离子发生反应的离子
向溶解方向移动
不变
▉考点02 溶度积及其应用
1.溶度积
(1)定义:沉淀溶解平衡的平衡常数叫溶度积常数或溶度积,通常用符号Ksp来表示。
(2)表达式:当难溶强电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时,建立沉淀溶解平衡:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),其溶度积的表达式为Ksp=c(An+)·c(Bm-)。
(3)影响因素:Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与沉淀的量无关。
(4)意义:Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解程度。通常,对于相同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr和AgI),Ksp越大,难溶电解质在水中的溶解程度就越高。
【特别提醒】(1)溶液中离子浓度的变化只能使平衡发生移动,并不改变溶度积。
(2)Ksp与溶解度(S)都可用来表示物质的溶解程度,但是Ksp小的物质溶解度不一定也小。
2.溶度积(Ksp)的应用
(1)利用Ksp比较难溶电解质的溶解度的大小:相同温度下,同种类型的难溶电解质,Ksp越大,溶解程度就越高。
(2)利用Ksp判断沉淀的溶解与生成:定义难溶电解质溶液中有关离子浓度幂的乘积(浓度商)为Q。通过比较Ksp和Q的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下能否溶解。
Q与Ksp关系
溶液性质
有无沉淀析出
Q>Ksp
过饱和
有沉淀析出
Q=Ksp
饱和
沉淀溶解平衡
Q<Ksp
不饱和
无沉淀析出
(3)由Ksp计算溶液中某离子的浓度:Ksp是难溶电解质在水溶液中达到饱和后各离子浓度的关系,在某难溶电解质的溶液中,若已知其中一种离子的浓度,就可以根据Ksp计算另一种离子的浓度。
(4)溶度积与沉淀溶解能力的关系
溶度积(Ksp)反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
对于阴、阳离子个数比相同的电解质,Ksp的数值越大,难溶电解质在水中的溶解度越大。
对于阴、阳离子个数不同的电解质,Ksp小的电解质的溶解度不一定比Ksp大的溶解度小,如Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl),但Ag2CrO4的溶解度大于AgCl的溶解度。因此,不能通过比较Ksp数值的大小来确定溶解度的大小。
3.Ksp的几种计算类型
常考题型
解题策略
根据定义式或者数形结合求Ksp,或者判断沉淀金属离子所需pH
直接根据Ksp(AmBn)=c(An+)·c(Bm-)解答,如果已知溶解度,则化为物质的量浓度再代入计算
沉淀先后的计算与判断
(1)沉淀类型相同,则Ksp小的化合物先沉淀;
(2)沉淀类型不同,则需要根据Ksp分别计算出沉淀时所需离子浓度,所需离子浓度小的先沉淀
根据两种含同种离子的化合物的Ksp数据,求溶液中不同离子浓度的比值
如某溶液中含有I-、Cl-等,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,求溶液中,则有==
判断沉淀的生成或转化
把离子浓度数值代入Ksp表达式,若数值大于Ksp,沉淀可生成或转化为相应难溶物质
▉考点03 沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成
(1)沉淀生成的应用
在无机物的制备和提纯、废水处理等领域,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
(2)沉淀的方法
①调节pH法:如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节pH,使Q[Fe(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下:Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH。
②加沉淀剂法:如以Na2S、H2S等作沉淀剂,使某些金属离子,如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀,即离子积Q>Ksp时,生成沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。
a.通入H2S除去Cu2+的离子方程式:H2S+Cu2+===CuS↓+2H+。
b.加入Na2S除去Hg2+的离子方程式:Hg2++S2-===HgS↓。
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,Q<Ksp使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
①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的方向移动。
②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
(1)实质:是沉淀溶解平衡的移动。
(2)特点
①通常,一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀。
②两种难溶物的溶解能力差别越大,越容易转化。
(3)沉淀转化的应用
①锅炉除水垢。
水垢[含CaSO4(s)]CaCO3(s)Ca2+(aq)
②除去硫酸铜溶液中的铁离子。
③矿物转化:
CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS,离子方程式为
Cu2+(aq)+ZnS(s)===CuS(s)+Zn2+(aq)。
【特别提醒】沉淀转化虽然是利用的沉淀溶解平衡的移动,但是因为沉淀能够完全转化,所以反应方程式用“===”,不用“”。
▉考点04沉淀溶解平衡图像
1.曲线型图像
第一步:明确图像中纵、横坐标的含义
纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第二步:理解图像中线上点、线外点的含义
(1)以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都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为过饱和溶液,此时Q>Ksp。
(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Q<Ksp 。
2.对数型图像
解题时要理解pH、pOH、pC的含义,以及图像横坐标、纵坐标代表的含义,通过曲线的变化趋势,找到图像与已学化学知识间的联系。
(1)pH(或pOH)—pC图
横坐标:将溶液中c(H+)取负对数,即pH=-lg c(H+),反映到图像中是c(H+)越大,则pH越小,pOH则相反。
纵坐标:将溶液中某一微粒浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取负对数,即pC=-lg c(A),反映到图像中是c(A-)越大,则pC越小。
例如:常温下,几种难溶氢氧化物的饱和溶液中金属离子浓度的负对数与溶液的pH关系如图所示。
①直线上的任意一点都达到溶解平衡,②由图像可得Fe3+、Al3+、Fe2+、Mg2+完全沉淀的pH分别为4、4.8、8.3、11.2。
(2)pC—pC图
纵横坐标均为一定温度下,溶解平衡粒子浓度的负对数。
例如:已知p(Ba2+)=-lg c(Ba2+),p(酸根离子)=-lgc(酸根离子),酸根离子为SO或CO。某温度下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解关系如图所示,
①直线上的任意一点都达到溶解平衡,②p(Ba2+)=a时,即c(Ba2+)=10-a mol·L-1时,p(SO)>p(CO),从而可知Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3);M点在BaCO3平衡曲线上方,p(Ba2+)、p(CO)均大于平衡值,此时溶液中c(Ba2+)、c(CO)均小于平衡线上的值,故不能生成BaCO3沉淀;M点在BaSO4平衡曲线下方,p(SO)、p(Ba2+)小于平衡值,此时溶液中c(Ba2+)、c(SO)均大于平衡线上的值,故能生成BaSO4沉淀。此类图像沉淀溶解平衡直线,直线上任意一点都表示饱和溶液,直线上方或下方的任一点则表示不饱和溶液或过饱和溶液。
3.沉淀溶解平衡滴定曲线
沉淀溶解平衡滴定曲线,一般横坐标为滴加溶液的体积;纵坐标为随溶液体积增加,相应离子浓度的变化。突跃点表示恰好完全反应,曲线上的点都处于沉淀溶解平衡状态。利用突跃点对应的数据可计算对应沉淀的Ksp。
已知:pAg=-lgc(Ag+),Ksp(AgCl)=1.8×10-10,如图是向10 mL AgNO3溶液中逐滴加入
0.1 mol·L-1的NaCl溶液时,溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积(单位:mL)变化的图像。[提示:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)]
①由于:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),b线为AgNO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaCl溶液时,溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积(单位:mL)变化的图像。a线则为相同实验条件下,把0.1 mol·L-1的NaCl换成0.1 mol·L-1 NaI的滴定图像。
②同理滴加NaI滴定终点的pAg值大于6。
4.沉淀溶解平衡图像题的解题策略
第一步:明确图像中纵、横坐标的含义
纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第二步:理解图像中线上点、线外点的含义
(1)以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都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,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线外。
(2)曲线上方区域的点均为饱和溶液与沉淀共存的体系,此时Q>Ksp。
(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Q<Ksp。
第三步: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,离子浓度要增大都增大;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。
1.为了除去锅炉水垢中的,可先用溶液处理。下列说法正确的是
A.在溶液中,存在
B.属于非电解质
C.由题意可知:
D.熟石膏的化学式为
【答案】A
【解析】A.碳酸根是弱酸根,水解生成氢氧根和碳酸氢根,碳酸氢根可以继续水解为碳酸和氢氧根,即每生成1分子H2CO3的同时生成2个OH-离子,加上水的电离,故在Na2CO3溶液中,存在c(OH-)>c()+c(H2CO3),A项正确;
B.属于电解质,是强电解质,可以完全电离生成钙离子和硫酸根离子,B项错误;
C.用Na2CO3溶液处理可以除去锅炉水垢中的CaSO4,是将CaSO4转化为更难溶的CaCO3,故有,C项错误;
D.熟石膏的化学式为,CaSO4⋅2H2O是生石膏的化学式,D项错误;故选A。
2.下表是五种银盐的溶度积常数():
化学式
溶度积
下列说法错误的是
A.因难溶于水,故其为弱电解质
B.五种物质在常温下溶解度最小的是
C.在的混合溶液中,逐滴滴加硝酸银溶液,依次产生沉淀
D.沉淀中加入溶液,可能会转化为沉淀
【答案】A
【解析】A.难溶于水,但是溶于水的完全电离,故其为强电解质,A错误;
B.从表格中可知,虽然硫化银与AgCl等不是同种类型的沉淀,但是Ag2S的溶度积常数远小于其他四种物质,因此五种物质中溶解度最小的为Ag2S,B正确;
C.AgI、AgBr、AgCl三种沉淀为同类型沉淀,在的混合溶液中,逐滴滴加硝酸银溶液,溶度积小的先生成沉淀,即依次产生沉淀,C正确;
D.由于AgCl的大于AgBr的,AgCl沉淀中加入NaBr溶液,可能会生成AgBr沉淀,D正确;
故选A。
3.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,一定温度下,它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.p、q两点对应的Ksp相等
B.p点表示CdS在水中的溶解度
C.向p点的溶液中滴加硝酸,c(Cd2+)沿曲线向q点方向变化
D.向q点的溶液中加入Na2S固体,c(Cd2+)沿曲线向p点方向变化
【答案】A
【解析】A.p、q两点都在溶解平衡的曲线上,温度相等,对应的Ksp相等,故A正确;
B.p点表示硫化镉(CdS)达到溶解平衡,不表示CdS在水中的溶解度,故B错误;
C.向p点的溶液中滴加硝酸,S2-被氧化,使溶解平衡正向移动,c(Cd2+)增大,沿曲线向上变化,故C错误;
D.向q点的溶液中加入Na2S固体,使溶解平衡逆向移动,c(Cd2+)减小,沿曲线向下变化,故D错误;
答案选A。
4.龋齿是有机酸使牙齿中的Ca5(PO4)3OH溶解造成的。使用含氟牙膏会使其转化为Ca5(PO4)3F抵抗酸的腐蚀,发生如下反应:Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)⇌Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)。下列说法正确的是
A.该反应的平衡常数表达式K=
B.Ca5(PO4)3F的Ksp比Ca5(PO4)3OH的Ksp小
C.牙齿表面液膜中:3c(Ca2+)=5c()+5c()+5c()
D.当糖附着在牙齿上发酵时,会产生H+,所以多吃糖可以防治龋齿
【答案】B
【解析】A.平衡常数等于生成物的浓度幂之积比上反应物浓度幂之积,固体不计入平衡常数表达式,故K=,A错误;
B.饮水、食物里的F-会将Ca5(PO4)3(OH)转化为Ca5(PO4)3F,生成溶解度更小的物质,即溶解度Ca5(PO4)3OH>Ca5(PO4)3F,Ksp:Ca5(PO4)3OH>Ca5(PO4)3F,B正确;
C.Ca5(PO4)3OH中c(Ca):c(P)=5:3,根据物料守恒P的存在有、、、c(),故有3c(Ca2+)=5c()+5c()+5c()+5c(),C错误;
D.当糖附着在牙齿上发酵时,会产生H+,据Ca5(PO4)3OH(s),H+消耗OH-,导致Ca5(PO4)3OH溶解,即会加重龋齿,D错误;故选B。
5.已知25 ℃时,AgI饱和溶液中c(Ag+)为1.23×10-8mol·L-1,AgCl的饱和溶液中c(Ag+)为1.25×10-5mol·L-1.若在5 mL含有KCl和KI各为0.01 mol·L-1的溶液中,加入8 mL 0.01 mol·L-1AgNO3溶液,下列叙述正确的是
A.混合溶液中c(K+)>c(NO)>c(Ag+)>c(Cl-)>c(I-)
B.混合溶液中c(K+)>c(NO)>c(Cl-)>c(Ag+)>c(I-)
C.加入AgNO3溶液时首先生成AgCl沉淀
D.混合溶液中约为1.02×10-3
【答案】B
【分析】KI+ AgNO3= AgI↓+KNO3,,消耗n(AgNO3)= 5.0×10-5mol,KCl+AgNO3= AgCl↓+KNO3,上一步过量的AgNO3为,而KCl为,则KCl过量,生成AgCl为,剩下的KCl为mol,由此得出反应后溶液中, ,经计算可得到Ksp(AgCl)=(1.25×10-5)2, Ksp(AgI)=(1.23×10-8)2,,可计算出,,
【解析】A.经分析可知,A错误;
B.经分析可知,B正确;
C.KCl和KI混合溶液中加入AgNO3溶液,因为,所以先生成AgI,再生成AgCl,C错误;
D.混合溶液中,D错误;故选B。
6.某小组同学研究沉淀的转化,进行如下实验(操作如图所示):下列关于实验过程的分析不正确的是
A.悬浊液a中存在沉淀溶解平衡:
B.d中无明显现象
C.c到e的现象表明转化为
D.上述实验可证明:
【答案】B
【分析】将溶液和溶液等体积混合,两者刚好完全反应:得到悬浊液a;将悬浊液a过滤,得到滤液b中含溶液,白色沉淀c为;向滤液b中滴加溶液,滤液出现浑浊,说明滤液b中含有Ag+;向沉淀c中滴加溶液,白色沉淀转化为黄色沉淀,据此回答。
【解析】A.由分析可知,向滤液b中滴加溶液,滤液出现浑浊,说明滤液b中含有Ag+,可知悬浊液中存在沉淀溶解平衡,A正确;
B.由分析知向滤液b中滴加溶液,滤液出现浑浊,B错误;
C.由分析可知向沉淀c中滴加溶液,白色沉淀转化为黄色沉淀,C正确;
D.因溶液和溶液等体积混合两者刚好完全反应,结合沉淀转化一种沉淀更易转化为比它更难溶的沉淀,所以上述实验可证明:,D正确;故选B。
7.已知,,某溶液中含有浓度均为0.01 mol/L,向该溶液中逐滴加入0.01 mol/L的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】浓度均为0.01 mol/L的形成沉淀时,所需分别为、、,所需越小,越先产生沉淀,所以三种阴离子产生沉淀的先后顺序为,故选C。
8.已知:常温下,,,向1L含0.05molFe2(SO4)3和0.1molFeSO4的酸性混合溶液中通入NH3,至该溶液的pH为2,溶液体积变化可忽略不计,所得溶液中c(Fe2+):c(Fe3+)的值为
A.1:1 B. C. D.
【答案】B
【解析】pH为2时,c(OH-)=10-12mol/L,则0.1mol FeSO4溶液中c(Fe2+)×c2(OH-)=10-25<1.0×10-17,没有沉淀生成,则c(Fe2+)=0.1mol/L,由Ksp(Fe(OH)3)=1.0×10-39可知,c(Fe3+)=mol/L=1×10-3mol/L,则c(Fe2+):c(Fe3+)=0.1:1×10-3=102:1,故选B。
9.在()与()混合的饱和溶液中,测得浓度为,则溶液中的浓度为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】该饱和溶液中,根据可知,,再根据可知,,故答案为B。
10.某温度下,和的沉淀溶解平衡曲线如图所示,图中,。下列说法错误的是
A.曲线表示的沉淀溶解平衡曲线
B.该温度下,
C.对于两种物质而言,点均为饱和溶液
D.向均为的混合溶液中滴加溶液,先产生沉淀
【答案】C
【分析】相同温度下,硫化银的溶解度小于硫化镍,横坐标为0时,纵坐标中II的银离子浓度小,故曲线I表示的沉淀溶解平衡曲线,根据b点,Ksp(NiS)=,曲线II为的沉淀溶解平衡曲线,根据a点,Ksp(Ag2S)=。
【解析】A.根据分析,曲线表示的沉淀溶解平衡曲线,A正确;
B.根据分析,该温度下,,B正确;
C.对于两种物质而言,点Q均小于Ksp,均为不饱和溶液,C错误;
D.向均为的混合溶液中滴加溶液,产生沉淀需要的S2-浓度为:,产生沉淀需要的S2-浓度为:,产生沉淀需要的S2-浓度小,故先生成沉淀,D正确;故选C。
11.常温下,在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知:,下列说法正确的是
A.在任何溶液中,、均相等
B.d点溶液通过蒸发可以变到c点
C.a点对应的大于c点对应的
D.b点将有沉淀生成,平衡后溶液中一定小于
【答案】D
【解析】A.常温下,硫酸钙饱和溶液中钙离子和硫酸根离子浓度相等,向饱和溶液中加入硫酸钠固体,硫酸根离子浓度增大,溶解平衡转移,溶液中钙离子浓度减小,溶液中氯酸根离子浓度大于钙离子,故A错误;
B.d点溶液为硫酸钙的不饱和溶液,加热蒸发时,溶液中硫酸根离子的浓度会增大,所以d点溶液通过蒸发不可能变到c点,故B错误;
C.温度不变,溶度积不变,则a点对应的等于c点对应的,故C错误;
D.由图可知,b点浓度熵为5×10—3×4×10—3=2×10—5>Ksp=9×10—6,所以溶液中一定有硫酸钙沉淀生成,反应后溶液中钙离子浓度大于硫酸根离子浓度,由溶度积可知,溶液中硫酸根离子浓度一定小于,故D正确;故选D。
12.常温时,碳酸钙和硫酸钙的沉淀溶解平衡关系如图所示,已知,(酸根离子)=(酸根离子)。[已知:,]下列说法不正确的是
A.曲线Ⅱ为沉淀溶解曲线
B.加入适量的氯化钙固体,可使溶液由c点变到a点
C.b点对应的硫酸钙溶液不饱和
D.向碳酸钙饱和溶液中通入气体,溶液中不变
【答案】B
【分析】由图像可知,Ⅰ对应的物质Ksp小,Ⅱ对应物中的Ksp大,由已知:,,曲线Ⅱ为沉淀溶解曲线,曲线Ⅰ为沉淀溶解曲线,据此回答。
【解析】A.由分析知,曲线Ⅱ为沉淀溶解曲线,A正确;
B.加入适量的氯化钙固体,增大,溶解平衡向逆方向移动,减小,可使溶液由a点变到c点,B错误;
C.b点对应Q<Ksp,硫酸钙溶液不饱和,C正确;
D.向碳酸钙饱和溶液中通入气体,发生反应生成碳酸氢钙,但不变,D正确;故选B。
13.一定温度下,BaSO4沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是
A.a点、c点对应的Ksp(BaSO4)相等
B.d点加入BaSO4固体不能继续溶解
C.升高温度,可使溶液由c点变到b点
D.饱和 BaSO4溶液导电能力很弱,BaSO4是弱电解质
【答案】A
【解析】A.Ksp是溶度积常数,只随着温度的改变而改变,温度不变Ksp不变,所以a点、c点对应的Ksp(BaSO4)相等,A正确;
B.由图可知,c点为BaSO4的饱和溶液,c()相同且c(Ba2+):c>d,则d点为BaSO4的不饱和溶液,加入BaSO4固体能继续溶解,B错误;
C.由图可知,c点溶液中c()≠c(Ba2+),升高温度时转化为BaSO4的不饱和溶液,溶液中c()、c(Ba2+)不变,不可能由c点变到b点,C错误;
D.BaSO4是不溶物,但溶解的部分完全电离,属于强电解质,D错误;故选A。
14.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;故选C。
15.某温度时:AgCl悬浊液中存在:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)沉淀溶解平衡,其平衡曲线如图所示。下列说法错误的是
A.加入AgNO3,可以使溶液由c点变到a点
B.用NaCl溶液代替蒸馏水洗涤AgCl沉淀,可以减少沉淀的损失
C.b点对应溶液中没有AgCl沉淀生成
D.Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=4.9×10-13,说明溶解度:AgCl>AgBr
【答案】C
【解析】A.加入AgNO3固体,银离子浓度增大,氯离子浓度减小,可以使溶液由c点变到a点,故A项正确;
B.AgCl电离方程式为,NaCl溶液中氯离子浓度较大,用NaCl溶液替代蒸馏水洗涤AgCl沉淀,可使AgCl的溶解平衡逆向移动,从而减少沉淀损失,故B项正确;
C.b点在曲线的上方,银离子和氯离子浓度的乘积大于Ksp(AgCl),所以b对应溶液中有沉淀生成,故C项错误;
D. Ksp越大,相应离子浓度就越大,溶解度越大,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=4.9×10-13,Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),溶解度:AgCl>AgBr,故D项正确;故选C。
16.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。下列说法正确的是
A.图中T1>T2
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K2S固体,溶液中Cd2+浓度降低
D.温度升高时,q点饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
【答案】C
【解析】A.根据图中信息,图中p和q分别为T1、T2温度下达到沉淀溶解平衡,T1的阴阳离子浓度小于T2,因而T1<T2,A错误;
B.温度相同,Ksp相同,温度越高,Ksp越大,因此图中各点对应的Ksp的关系为Ksp(m)= Ksp(n)= Ksp(p)<Ksp(q),B错误;
C.向点的溶液中加入少量K2S固体,硫离子浓度增大,平衡逆向移动,因此溶液中浓度降低,C正确;
D.温度升高时,Ksp增大,则q点饱和溶液的组成由q点向外的方向移动,D错误;故选C。
17.已知25℃时,物质的溶度积常数为Ksp(FeS)=6.3×10﹣18;Ksp(CuS)=1.3×10﹣36;Ksp(ZnS)=1.6×10﹣24.下列说法不正确的是
A.足量CuSO4溶解在0.1mol/L的H2S溶液中,Cu2+能达到的最大浓度为1.3×10﹣35mol/L
B.除去工业废水Fe2+中的Cu2+,可选用FeS作沉淀剂
C.在相同温度下,CuS的溶解度小于ZnS的溶解度
D.在ZnS的饱和溶液中,加入ZnCl2溶液,平衡向生成沉淀方向移动,Ksp(ZnS)不变
【答案】A
【解析】A.H2S是弱酸,0.1mol/L的H2S溶液中,硫离子的浓度小于0.1mol/L,Ksp(CuS)=1.3×10﹣36,所以溶液中Cu2+的最大浓度大于1.3×10﹣35mol/L,故A错误;
B.由于Ksp(CuS)=1.3×10﹣36<Ksp(FeS)=6.3×10﹣18,CuS的溶解度小于FeS的,所以除去工业废水Fe2+中的Cu2+,可选用FeS作沉淀剂,故B正确;
C.由B项可知,Ksp(CuS)=1.3×10﹣36<Ksp(FeS)=6.3×10﹣18,CuS的溶解度小于FeS的溶解度,故C正确;
D.溶度积受温度影响,与离子浓度无关,在ZnS的饱和溶液中,加入ZnCl2溶液,Ksp(ZnS)不变,故D正确;故选A。
18.25℃时有关物质的颜色和溶度积()如下表:
物质
颜色
白
淡黄
黄
黑
下列叙述错误的是
A.向AgCl悬浊液中加入溶液,有黑色沉淀产生
B.25℃时,AgCl、AgBr、AgI、的饱和水溶液中的浓度相同
C.该温度下,饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:
D.在溶液中,加入1滴(20滴约为1mL)溶液,不能产生白色沉淀
【答案】B
【解析】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,由表格数据可知的溶解度小于,故向AgCl的白色悬浊液中加入溶液,有黑色沉淀产生,故A正确;
B.25℃时,AgCl、AgBr、AgI、饱和水溶液中Ag+的浓度分别为:mol/L、mol/L、mol/L、 mol/L,故各饱和水溶液中的浓度不相同,故B错误;
C.是难溶性沉淀,该温度下,饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:,故C正确;
D.1滴溶液体积为0.05mL,加入到5mL溶液中,混合溶液体积几乎不变,当硝酸银加入后,溶液中,Qc(AgCl)=c(Ag+)⋅c(Cl−)=1.8×10−6mol⋅L−1×1×10−5mol⋅L−1=1.8×10−11<1.8×10−10,所以不能产生白色沉淀,故D正确;故选B。
19.几种难溶盐在水溶液中离子浓度负对数关系如题图所示。已知溶液中离子浓度小于10-5mol·L-1时可认为沉淀完全。下列说法正确的是
A.Ksp(CaCO3)>10-8 B.0.001mol·L-1MnCl2溶液可将沉淀完全
C.在a点,碳酸镁向着沉淀的方向进行 D.Ksp(CaCO3)>Ksp(MgCO3)
【答案】B
【解析】A.根据图示Ksp(CaCO3)<10-8,故A错误;
B.根据图示Ksp(MnCO3)<10-10,0.001mol·L-1MnCl2溶液中等浓度小于10-7,所以可将沉淀完全,故B正确;
C.在a点Q(MgCO3)< Ksp(MgCO3),碳酸镁向着溶解的方向进行,故C错误;
D.根据图示,Ksp(CaCO3)<Ksp(MgCO3),故D错误;故选B。
20.从炼钢粉尘(主要含)中回收锌的过程如图所示。“浸取”过程转化为,并有少量铁元素浸出。已知:。下列说法正确的是
A.的溶液中:
B.溶液中:
C.“沉锌”过程中,溶液的增大
D.“沉锌”后的溶液中:
【答案】C
【分析】“浸取”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2+,发生反应ZnO+2NH3·H2O +2=[Zn(NH3)4]2++3H2O,根据题中信息可知,ZnFe2O4溶解除铁后转化为Fe(OH)3;“沉锌”过程发生反应为:[Zn(NH3)4]2++4H2O+S2-=ZnS↓+4NH3·H2O,经洗涤干燥后得到产物ZnS及滤液,据此分析解题;
【解析】A.的溶液中,,则,,A错误;
B.溶液中质子守恒,,B错误;
C.由分析可知,“沉锌”过程发生反应为:[Zn(NH3)4]2++4H2O+S2-=ZnS↓+4NH3·H2O,故“沉锌”过程中,溶液的pH增大,C正确;
D.“沉锌”后的溶液中达到ZnS的溶解平衡,则有,D错误;故选C。
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