内容正文:
1.已知Ca(OH)2饱和溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq) ΔH<0,下列有关该平衡体系的说法正确的是( )
①升高温度,平衡逆向移动 ②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度 ③除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子,可以向溶液中加入适量的NaOH溶液 ④恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高 ⑤给溶液加热,溶液的pH升高 ⑥向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增大
⑦向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变
A.①⑥ B.①⑥⑦
C.②③④⑥ D.①②⑥⑦
解析:A [ΔH<0,正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,①正确;会生成CaCO3,使Ca2+浓度减小,②错误;加入NaOH溶液会使平衡向左移动,有Ca(OH)2沉淀生成,但Ca(OH)2的溶度积不变,要除去Ca2+,应把Ca2+转化为更难溶的CaCO3,③错误;恒温下Ksp不变,加入CaO后,溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液,pH不变,④错误;加热,Ca(OH)2的溶解度减小,溶液的pH降低,⑤错误;加入Na2CO3溶液,沉淀溶解平衡向右移动,Ca(OH)2固体转化为CaCO3固体,固体质量增加,⑥正确;加入NaOH固体平衡向左移动,Ca(OH)2固体质量增加,⑦错误。]
2.把足量熟石灰放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)。下列叙述正确的是( )
A.给溶液加热,溶液的pH升高
B.恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高
C.向溶液中加入Na2CO3溶液,Ca(OH)2固体增多
D.向溶液中加入少量的NaOH固体,Ca(OH)2固体增多
解析:D [A项,加热时Ca(OH)2溶解度减小,平衡逆向移动,c平(OH-)减小,pH减小;B项,CaO+H2O===Ca(OH)2,由于保持恒温,Ca(OH)2溶解度不变,c平(OH-)不变,因此pH不变;C项,CO+Ca2+===CaCO3↓,使平衡正向移动,Ca(OH)2固体减少;D项,加入NaOH固体时,c平(OH-)增大,平衡逆向移动,因此Ca(OH)2固体增多。]
3.化学上常认为残留在溶液中的离子浓度≤1×10-5 mol·L-1时,沉淀就已达完全。已知:常温下Ksp[M(OH)2]=1×10-21 mol3·L-3。则溶液中M2+沉淀完全时的pH最小值为( )
A.7 B.4
C.5 D.6
解析:D [Ksp[M(OH)2]=c平(M2+)·c2(OH-)=1×10-21 mol3·L-3,当M2+沉淀完全时c平(M2+)≤1×10-5 mol·L-1,c平(OH-)≥ mol·L-1=1×10-8 mol·L-1,常温下c平(H+)=≤ mol·L-1=1×10-6 mol·L-1,pH≥6,D正确。]
4.常温下几种难溶电解质的溶度积如下表所示:
物质名称
硫化亚铁
硫化铜
硫化锌
溶度积/
(mol2·L-2)
6.3×10-18
6.3×10-36
1.6×10-24
向含有等物质的量浓度的FeCl2、CuSO4、ZnSO4混合溶液中滴加0.01 mol·L-1Na2S溶液时,Fe2+、Cu2+、Zn2+沉淀的先后顺序为( )
A.Fe2+、Zn2+、Cu2+
B.Cu2+、Zn2+、Fe2+
C.Zn2+、Fe2+、Cu2+
D.Cu2+、Fe2+、Zn2+
解析:B [物质的组成形式相似时,难溶电解质的溶度积越小,代表该物质越难溶于水,所以形成沉淀的时候,应该先析出溶度积相对较小的沉淀,因为溶度积的大小:硫化亚铁>硫化锌>硫化铜,所以沉淀的先后顺序为Cu2+、Zn2+、Fe2+,B正确。]
5.在BaSO4饱和溶液中加入少量的BaCl2溶液产生BaSO4沉淀,若以Ksp表示BaSO4的溶度积常数,则平衡后的溶液中( )
A.c(Ba2+)=c(SO)=
B.c(Ba2+)·c(SO)>Ksp,c(Ba2+)=c(SO)
C.c(Ba2+)·c(SO)=Ksp,c(Ba2+)>c(SO)
D.c(Ba2+)·c(SO)≠Ksp,c(Ba2+)<c(SO)
解析:C [在BaSO4饱和溶液中加入少量的BaCl2溶液,原溶解平衡:BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq)向左移动,则达到新平衡时,溶液中c(Ba2+)>c(SO);由于温度不变,所以溶液中Ksp=c平(Ba2+)·c平(SO)不变,C项正确。]
6.向10 mL NaCl溶液中滴加1滴硝酸银溶液,出现白色沉淀,继续滴加l滴碘化钾溶液,沉淀转化为黄色,再滴入1滴硫化钠溶液,沉淀又转化为黑色,已知上述溶液的物质的量浓度均为0.1 mol·L-1,分析沉淀的溶解度关系( )
A.AgCl>AgI>Ag2S
B.AgCl>Ag2S>AgI
C.Ag2S>AgI>AgCl
D.无法判断
解析:A [一般来说,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。向10 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液,出现白色沉淀AgCl继续滴加一滴KI溶液,沉淀转化为黄色的AgI,再滴加一滴Na2S溶液,沉淀又转化为黑色的Ag2S,根据上述沉淀转化过程可知,沉淀溶解度大小关系为AgCl>AgI>Ag2S,A项正确。]
7.(双选)已知:①t ℃时AgCl的Ksp为2×10-10 mol2·L-2;②在t ℃时,Ag2CrO4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.t ℃时,Ag2CrO4的Ksp为1×10-12 mol3·L-3
B.在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4固体,可使溶液由Y点到X点
C.t ℃时,反应Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrO(aq)的平衡常数K=2.5×107
D.t ℃时,用0.01 mol·L-1AgNO3溶液滴定20 mL 0.01 mol·L-1KCl和0.01 mol·L-1K2CrO4的混合溶液,CrO先沉淀
解析:AC [Ag2CrO4的沉淀溶解平衡为Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO(aq),根据图像曲线上的数据结合溶度积常数概念计算得到Ksp(Ag2CrO4)=c(Ag+)·c平(CrO)=(10-3)2×10-6 mol3·L-3=10-12 mol3·L-3,A正确,在Ag2CrO4饱和溶液中加入K2CrO4固体,可使沉淀溶解平衡逆向移动,则溶液中c(CrO)增大,c(Ag+)减小,不可能由Y点到X点,B错误;在t ℃时,Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrO(aq)的平衡常数K====
mol·L-1=2.5×107 mol·L-1,C正确;混合溶液中c(Cl-)=0.01 mol·L-1,c(CrO)=0.01 mol·L-1,向其中滴加0.01 mol·L-1AgNO3溶液,开始生成AgCl沉淀时所需c平(Ag+)== mol·L-1=2×10-8 mol·L-1,开始生成Ag2CrO4沉淀时所需c平(Ag+)== mol·L-1=10-5 mol·L-1>2×10-8 mol·L-1,故先析出氯化银沉淀,D错误。]
8.已知25 ℃时,电离常数Ka(HF)=3.6×10-4 mol· L-1,溶度积常数Ksp(CaF2)=1.46×10-10 mol3·L-3。现向1 L 0.2 mol·L-1HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L-1CaCl2溶液,则下列说法中正确的是( )
A.25 ℃时,0.1 mol·L-1HF溶液的pH=1
B.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化
C.该体系中Ksp(CaF2)=
D.该体系中有CaF2沉淀产生
解析:D [氟化氢为弱酸,在水溶液中不能完全电离,则25 ℃时,0.1 mol·L-1HF溶液的pH>1,A错误;Ksp只与温度有关,则Ksp(CaF2)只是温度的函数,与浓度无关,B错误;温度不变时,电离常数和溶度积常数均不变,Ka(HF)=3.6×10-4 mol·L-1,Ksp(CaF2)=1.46×10-10 mol3·L-3,Ka(HF)·Ksp(CaF2)≠1,C错误;两溶液混合后,钙离子浓度为0.1 mol·L-1,c平(F-)==6×10-3 mol·L-1,则Q=c2(F-)·c(Ca2+)=(6×10-3)2×0.1=3.6×10-6 mol3·L-3>Ksp(CaF2),说明有沉淀生成,D正确。]
9.一定温度下,金属硫化物的沉淀溶解平衡曲线如图所示。纵坐标p(Mn+)表示-lgc平(Mn+),横坐标p(S2-)表示-lg c平(S2-),下列说法不正确的是( )
A.该温度下,Ag2S的Ksp=1.6×10-49 mol3·L-3
B.该温度下,溶解度的大小关系为NiS>SnS
C.SnS和NiS的饱和溶液中=104
D.向含有等物质的量浓度的Ag+、Ni2+、Sn2+的溶液中加入饱和Na2S溶液,则析出沉淀的先后顺序为Ag2S、SnS、NiS
解析:C [由a(30,10-lg 4)可知,当c平(S2-)=10-30 mol·L-1时,c平(Ag+)=10-(10-lg 4) mol·L-1=4×10-10 mol·L-1,Ksp(Ag2S)=c(Ag+)·c平(S2-)=(4×10-10)2×10-30 mol3·L-3=1.6×10-49 mol3·L-3,A正确;由SnS、NiS的沉淀溶解平衡曲线可知,当两条曲线表示的c平(S2-)相同时,对应的c平(Ni2+)>c平(Sn2+),由于SnS和NiS沉淀类型相同,则溶解度的大小关系为NiS>SnS,B正确;利用NiS的溶解平衡曲线上b点数据,则Ksp(NiS)=c平(Ni2+)·c平(S2-)=10-6×10-15 mol2·L-2=10-21 mol2·L-2,同理可得Ksp(SnS)=c平(Sn2+)·c平(S2-)=10-25×100 mol2·L-2=10-25 mol2·L-2,SnS和NiS的饱和溶液中===10-4,C错误;假设溶液中Ag+、Ni2+与Sn2+的浓度均为0.1 mol·L-1,分别生成Ag2S、NiS与SnS沉淀时,需要的c平(S2-)分别为1.6×10-47 mol·L-1、10-20 mol·L-1、10-24 mol·L-1,因此生成沉淀的先后顺序为Ag2S、SnS与NiS,D正确。]
10.AlPO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示(T2>T1)。下列说法正确的是( )
A.图像中四个点的Ksp:a=b>c>d
B.AlPO4在b点对应的溶解度大于c点
C.AlPO4(s)Al3+(aq)+PO(aq) ΔH<0
D.升高温度可使d点移动到b点
解析:B [根据图像可知随着温度的升高溶度积常数逐渐增大,这说明溶解吸热,即随温度的升高溶度积常数增大,则图像中四个点的Ksp:a=c=d<b,A错误;b点温度高,溶解度大,则AlPO4在b点对应的溶解度大于c点,B正确;根据图像可知随着温度的升高溶度积常数逐渐增大,则AlPO4(s)Al3+(aq)+PO(aq) ΔH>0,C错误;升高温度阴、阳离子浓度均增大,则不可能使d点移动到b点,D错误。]
11.(1)对于Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq),其Ksp的表达式为 ________ 。
(2)下列说法不正确的是 ________ (填序号)。
①用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl少
②一般来说,物质的溶解度随温度的升高而增加,故物质的溶解过程大多是吸热过程
③对于Al(OH)3(s)Al3+(aq)+3OH-(aq)和Al(OH)3Al3++3OH-,前者为溶解平衡,后者为电离平衡
④除去溶液中的Mg2+,用OH-沉淀比用CO好,说明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3大
⑤沉淀反应中常加入过量的沉淀剂,其目的是使沉淀更完全
(3)如何除去Mg(OH)2中混有的Ca(OH)2?________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)由溶度积的概念可直接写出。(2)①Cl-抑制了AgCl的溶解,①正确;②物质的溶解过程大多是吸热过程,②正确;③正确;④除去溶液中的Mg2+,用OH-沉淀比用CO好,是因为Mg(OH)2的Ksp更小,使溶液中剩余的Mg2+更少,④错误;⑤正确。(3)根据沉淀的转化原理可知,向其中加入Mg2+即可。
答案:(1)Ksp=c(Ag+)·c平(S2-)
(2)④
(3)加足量MgCl2溶液,充分搅拌,过滤,洗涤,干燥即得纯Mg(OH)2
12.已知:25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12 mol3·L-3,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20 mol3·L-3,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39 mol4·L-4,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33 mol4·L-4。
(1)①25 ℃时,向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成 ________ (填化学式)沉淀。
②将MgCl2、AlCl3的混合溶液(A)与过量氨水(B)反应,为使Mg2+、Al3+同时生成沉淀,应先向沉淀反应器中加入 ________ (填“A”或“B”),再滴加另一反应物。
(2)①25 ℃时,Fe3+发生水解反应Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,该反应的平衡常数为 ________ 。
②25 ℃时,若向FeCl3溶液中加入一定量的石灰水来调节溶液的pH,可得到红褐色沉淀。若调节后溶液的pH为5,则溶液中Fe3+的浓度为 ________ 。
(3)溶液中金属离子的物质的量浓度低于1.0×10-5 mol·L-1时,可认为已沉淀完全。现向一定浓度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水,当Fe3+恰好完全沉淀时,测得c平(Al3+)=0.2 mol·L-1,此时所得沉淀中 ________ (填“含有”或“不含有”)Al(OH)3。
解析:(1)①因为Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],生成Cu(OH)2所需要的c平(OH-)小于生成Mg(OH)2所需要的c平(OH-),因此先生成Cu(OH)2沉淀。②若要使Mg2+、Al3+同时生成沉淀,则应先加入氨水。
(2)①K====≈3.85×10-4。②pH=5时,c平(Fe3+)== mol·L-1=2.6×10-12 mol·L-1。
(3)Fe3+恰好完全沉淀时,c(OH-)== mol3·L-3=2.6×10-34 mol3·L-3,c(Al3+)·c3(OH-)=0.2×2.6×10-34 mol4·L-4=5.2×10-35 mol4·L-4<Ksp[Al(OH)3],所以没有生成Al(OH)3沉淀。
答案:(1)①Cu(OH)2 ②B (2)①3.85×10-4
②2.6×10-12 mol·L-1 (3)不含有
13.痛风是以关节炎反复发作及产生肾结石为特征的一类疾病。
关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠(NaUr)晶体,有关平衡如下:
①HUr(尿酸,aq)U(尿酸根,aq)+H+(aq)(37℃时,Ka=4.0×10-6)
②NaUr(s)Ur-(aq)+Na+(aq)
(1)37 ℃时,1.0 L水中最多可溶解8.0×10-3 mol尿酸钠,此温度下尿酸钠的Ksp为________________________________________________________________________。
(2)关节炎发作多在脚趾和手指的关节处,这说明温度降低时,尿酸钠的Ksp ________ (填“增大”“减小”或“不变”),生成尿酸钠晶体的反应是 ______ (填“放热”或“吸热”)反应。
(3)37 ℃时,某尿酸结石病人尿液中尿酸分子和尿酸根离子的总浓度为2.0×10-3 mol·L-1,其中尿酸分子的浓度为5.0×10-4 mol·L-1,该病人尿液的c(H+)为 ________ ,pH ________ 7(填“>”“=”或“<”)。
解析:(1)尿酸钠的Ksp=c(Na+)·c(Ur-)=8.0×10-3×8.0×10-3=6.4×10-5。
(2)由题给信息,关节炎是因为形成了尿酸钠晶体,说明反应②的平衡向逆反应方向移动,Ksp减小。温度降低,平衡逆向移动,说明生成尿酸钠晶体的反应是放热反应。
(3)c(HUr)=5.0×10-4 mol·L-1,c(Ur-)=2.0×10-3 mol·L-1-5.0×10-4 mol·L-1=1.5×10-3 mol·L-1,根据:Ka=,c(H+)= mol·L-1≈1.33×10-6 mol·L-1
答案:(1)6.4×10-5 (2)减小 放热
(3)1.33×10-6 mol·L-1 <
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