内容正文:
课时作业(十九)
1.已知如下物质的溶度积常数:Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp(CuS)=6.3×10-36。下列说法正确的是( )
A.同温度下,CuS的溶解度大于FeS的溶解度
B.同温度下,向饱和FeS溶液中加入少量Na2S 固体后,Ksp(FeS)变小
C.向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S 溶液,最先出现的沉淀是FeS
D.除去工业废水中的Cu2+,可以选用FeS作沉淀剂
【解析】 A.CuS与FeS的化学式形式相同,可以直接通过溶度积常数比较二者的溶解度,Ksp越小,溶解度越小,故A错误;B.溶度积常数只与温度有关,同温度下,向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后,Ksp(FeS)不变,故B错误;C.化学式相似的物质,Ksp小的,溶解度小,易先形成沉淀,由于CuS的Ksp小,所以CuS先形成沉淀,故C错误;D.FeS的溶度积大于CuS的溶度积,其溶解平衡的S2-浓度远大于CuS的S2-离子浓度,故加入FeS可以沉淀废水中的Cu2+,故D正确;故选D。
【答案】 D
2.已知在25 ℃时一些难溶物质的溶度积常数如下:
物质
Zn(OH)2
ZnS
AgCl
Ksp
5×10-17
1.6×10-24
1.8×10-10
物质
Ag2S
MgCO3
Mg(OH)2
Ksp
6.3×10-50
6.8×10-6
5.6×10-12
根据上表数据,判断下列化学方程式不正确的是( )
A.2AgCl+Na2S===2NaCl+Ag2S
B.MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑
C.ZnS+2H2O===Zn(OH)2↓+H2S↑
D.Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O
【解析】 根据溶度积常数可知,Ksp(ZnS)<Ksp[Zn(OH)2],ZnS的溶解度比Zn(OH)2小,由于发生复分解反应时生成溶解度更小的物质,故C不正确。
【答案】 C
3.除了酸以外,某些盐也能溶解沉淀。利用下表三种试剂进行实验,相关分析不正确的是( )
编号
①
②
③
分散质
Mg(OH)2
HCl
NH4Cl
备注
悬浊液
1 mol·L-1
1 mol·L-1
A.向①中加入酚酞显红色,说明物质的“不溶性”是相对的
B.分别向少量Mg(OH)2沉淀中加入适量等体积②③均能快速彻底溶解
C.①、③混合后发生反应:Mg(OH)2(s)+2NH(aq)Mg2+(aq)+2NH3·H2O(l)
D.向①中加入②,c(OH-)减小,Mg(OH)2溶解平衡正向移动
【解析】 Mg(OH)2是难溶电解质,在水中有少量的溶解,而且电离出OH-,溶液显弱碱性,所以没有绝对不溶的物质,故A正确;Mg(OH)2沉淀与HCl发生中和反应,反应较快;Mg(OH)2沉淀电离出来的OH-与NH4Cl电离的铵根离子结合生成弱电解质,反应较慢,故B错误;NH能结合Mg(OH)2电离出的OH-,生成弱电解质NH3·H2O,所以①、③混合后发生反应:Mg(OH)2(s)+2NH(aq)Mg2+(aq)+2NH3·H2O(l),故C正确;在Mg(OH)2的悬浊液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),所以向①中加入②,c(OH-)减小,Mg(OH)2溶解平衡正向移动,故D正确。
【答案】 B
4.已知在pH为4~5的环境中,Cu2+、Fe2+几乎不水解,而Fe3+几乎完全水解。工业上制CuCl2溶液是将浓盐酸用蒸汽加热到80 ℃左右,再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质FeO),充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子,下述方法中可行的是 ( )
A.向溶液中通入Cl2,再加入纯净的CuO粉末调节pH为4~5
B.向溶液中通入H2S使Fe2+沉淀
C.向溶液中通入Cl2,再通入NH3,调节pH为4~5
D.加入纯Cu将Fe3+还原为Fe
【解析】 根据题干信息,A项中的操作可先将Fe2+转化Fe3+然后再转化为Fe(OH)3而除去,A正确;在酸性溶液中H2S与Fe2+不反应,而H2S与Cu2+生成CuS沉淀,B错误;C项中的操作会引入新的杂质离子NH,C错误;由金属的活动性Fe>Cu知,D错误。
【答案】 A
5.已知常温下,Ksp(ZnS)=1.6×10-24,Ksp(CuS)=1.3×10-36。CuS 和ZnS 饱和溶液中c(R2+)与c(S2-)的负对数关系如图所示(R2+代表Zn2+或Cu2+)。下列说法正确( )
A.直线M表示的是ZnS ,直线N表示的是CuS
B.向直线M表示的饱和溶液中加入Na2S 溶液,不可能实现n点到m点的转换
C.p点表示CuS 或ZnS 的过饱和溶液
D.向CuS 饱和溶液中加入CuCl2固体(温度不变),CuS 的溶解平衡逆向移动,Ksp(CuS)减小
【解析】 A.由图可知,纵坐标、横坐标的数字越大表示对应的离子浓度越小,由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),达到沉淀溶解平衡时,相同的c(S2-)时,c(Zn2+)>c(Cu2+),则-lgc(Zn2+)<-lgc(Cu2+),可得直线M表示的是CuS ,直线N表示的是ZnS ,A项错误;B.向直线M表示的饱和溶液中加入Na2S 溶液,则重新达到平衡时,溶液中的-lgc(R2+)与-lgc(S2-)的交点应该在直线M上,故不可能实现n点到m点的转换,B项正确;C.p点对应的阳离子浓度与阴离子浓度的乘积小于CuS 和ZnS 的Ksp,故p点对应的溶液表示CuS 或ZnS 的不饱和溶液,C项错误;D.向CuS 饱和溶液中加入CuCl2固体,CuS 的溶解平衡逆向移动,但温度不变,Ksp(CuS)不变,D项错误;故选B。
【答案】 B
6.25 ℃时有关物质的颜色和溶度积(Ksp)如下表:下列叙述中不正确的是 ( )
物质
AgCl
AgBr
AgI
Ag2S
颜色
白
浅黄
黄
黑
Ksp
1.8×10-10
7.7×10-13
1.5×10-16
1.8×10-50
A.向AgCl的白色悬浊液中加入0.1 mol·L-1 的KI溶液,有黄色沉淀产生
B.25 ℃时,AgCl、AgBr、AgI、Ag2S饱和水溶液中Ag+的浓度相同
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.在100 mL 1.8×10-6 mol·L-1的NaCl溶液中,加入1 mL 1×10-3 mol·L-1的AgNO3溶液,不能产生白色沉淀
【解析】 由四种物质的溶度积可知溶解度大小关系为AgCl>AgBr>Agl>Ag2S,故A正确,B错误;由于溶度积是温度的函数,温度不变其值不变,C正确;加入1 mL硝酸银溶液后c(Cl-)可认为保持不变,即c(Cl-)=1.8×10-6 mol·L-1,而AgNO3溶液相当于稀释100倍,故c(Ag+)=1×10-5 mol·L-1,Qc=c(Cl-)×c(Ag+)=1.8×10-11<Ksp(AgCl),故没有沉淀生成,D正确。
【答案】 B
7.已知:25 ℃时,Mg(OH)2的Ksp=5.61×10-12,MgF2的Ksp=7.42×10-11。下列判断不正确的是( )
A.25 ℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)较小
B.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大
C.25 ℃时,Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L-1的氨水中的Ksp与在20 mL 0.01 mol·L-1的NH4Cl溶液中的Ksp相同,但前者的溶解度比后者小
D.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化为MgF2
【解析】 Mg(OH)2、MgF2结构相似,Ksp越大越易溶,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,Mg(OH)2的c(Mg2+)较小,故A正确;在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,NH结合氢氧根离子,使氢氧根离子浓度减小,Mg(OH)2沉淀溶解平衡正向移动,c(Mg2+)增大,故B正确;Ksp只与温度有关,氨水中氢氧根离子浓度大,抑制Mg(OH)2溶解,NH4Cl溶液中NH结合氢氧根离子,促进Mg(OH)2溶解,故C正确,Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后,F-的浓度很大,氢氧根离子浓度小,所以Mg(OH)2能转化为MgF2,故D错误。
【答案】 D
8.已知:pAg=-lgc(Ag+),Ksp(AgCl)=1×10-12。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溶液的体积变化的图像(实线)。根据图像所得下列结论正确的是( )
A.原AgNO3溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L-1
B.图中x点的坐标为(100,6)
C.图中x点表示溶液中Ag+被恰好完全沉淀(浓度为0)
D.若把0.1 mol·L-1 NaCl溶液换成0.1 mol·L-1 NaI溶液,则图像在终点后变为虚线部分
【解析】 加入NaCl之前,pAg=0,所以c(AgNO3)=1 mol·L-1,A错误;由于x点c(Ag+)=10-6 mol·L-1,所以Ag+视为沉淀完全(但浓度不为0),则加入的NaCl的物质的量n(NaCl)=n(AgNO3)=0.01 L×1 mol·L-1=0.01 mol,所以V(NaCl)==100 mL,B正确,C错误;若把NaCl换成NaI,由于Ksp(AgI)更小,所以c(Ag+)更小,pAg更大,与图像不符,D错误。
【答案】 B
9.(双选)用0.100 mol·L-1 的AgNO3滴定50.0 mL 0.050 0 mol·L-1 的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10-9
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0.0400 mol·L-1 的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-1 的Br-,反应终点c向b方向移动
【解析】 选取横坐标为50 mL的点,此时向50 mL 0.050 0 mol·L-1的Cl-溶液中,加入了50 mL 0.100 mol·L-1的AgNO3溶液,所以计算出此时溶液中过量的Ag+浓度为0.025 mol·L-1(按照银离子和氯离子1∶1沉淀,同时不要忘记溶液体积变为原来的2倍),由图示得到此时Cl-浓度约为1×10-8 mol·L-1(实际稍小),所以Ksp(AgCl)约为0.025×10-8=2.5×10-10,所以其数量级为10-10,故A说法错误;B项在坐标图中曲线表示沉淀溶解平衡曲线,每个点都满足c(Ag+)×c(Cl-)=Ksp,故B正确;C项若c(Cl-)=0.040 0 mol·L-1,则滴定终点是AgNO3体积为20 mL处,而图中a点对应的横坐标AgNO3体积为15 mL,故C错误;D项AgCl在水中的溶解度大于AgBr,故滴定终点时横坐标相同,而-lg c(Br-)>-lg c(Cl-),即在c点的上方,故D说法正确。
【答案】 AC
10.某温度下,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溶解度相等
【解析】 对于Fe(OH)3、Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-),对于Cu(OH)2,Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-),当控制金属阳离子浓度相同时,根据图像,Fe3+溶液的pH小于Cu2+溶液的pH,说明前者溶液中c(OH-)小于后者,所以Ksp[Cu(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3],故A错误;d点溶液中,c(Fe3+)大于该pH下达到沉淀溶解平衡的c(Fe3+),则Qc>Ksp[Fe(OH)3],说明Fe(OH)3已过饱和,同理,c(Cu2+)小于该pH下达到沉淀溶解平衡的c(Cu2+),则Qc<Ksp[Cu(OH)2],说明Cu(OH)2未饱和,故B正确;NH4Cl水解使溶液呈酸性,溶液pH降低,所以加适量NH4Cl固体不能使溶液由a点变到b点,故C错误;b、c两点代表金属阳离子浓度相等,而Fe(OH)3和Cu(OH)2的溶度积常数不等,所以不能代表二者溶解度相等,故D错误。
【答案】 B
11.已知Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9,解答下列问题:
(1)向等浓度的碳酸钠、硫酸钠的混合溶液中逐滴加入氯化钡溶液,最先出现的沉淀是_______________。
(2)某同学设想用下列流程得到BaCl2溶液:
BaSO4BaCO3BaCl2
则①的离子方程式为_________________________,该反应的平衡常数K=_____________________。
(3)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时,=________。[Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgCl)=1.8×10-10]
【解析】 (1)由Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9可知,向等浓度的碳酸钠、硫酸钠的混合溶液中逐滴加入氯化钡溶液,最先出现的沉淀是BaSO4。
(2)BaSO4转化为BaCO3的离子方程式为:BaSO4(s)+CO(aq)BaCO3(s)+SO(aq),平衡常数为:K====0.04。
(3)AgCl、AgBr共存时AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq),反应达到平衡,所以===3×10-3。
【答案】 (1)BaSO4
(2)BaSO4(s)+CO(aq)BaCO3(s)+SO(aq) 0.04
(3)3×10-3
12.工业上制取CuCl2的生产流程如下:
请结合下表数据,回答问题:
物质
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
溶度积(25 ℃)
8.0×10-16
2.2×10-20
4.0×10-38
完全沉淀时的pH范围
≥9.6
≥6.4
3~4
(1)在溶液A中加入NaClO的目的是_______________________________________。
(2)在溶液B中加入CuO的作用是__________________________________________。
(3)操作a的目的是______________________________________________________。
(4)在Cu(OH)2中加入盐酸使Cu(OH)2转化为CuCl2,采用稍过量盐酸和低温蒸干的目的是_______________________________________________________________________。
【解析】 (1)由生产流程可知,加入NaClO的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,以便在后续的生产中被除去。(2)溶液B呈酸性,Fe3+可溶,加入的CuO可以与酸反应,提高溶液的pH,当溶液的pH为3~4时,Fe3+就会以Fe(OH)3的形式沉淀出来。(4)CuCl2溶液在蒸发结晶过程中会发生水解反应:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,加入稍过量盐酸和采用低温可抑制Cu2+水解,从而得到较高纯度的产品。
【答案】 (1)将Fe2+氧化为Fe3+,使后续分离更加完全
(2)调节溶液的pH为3~4,使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀
(3)洗涤Cu(OH)2表面的可溶性杂质
(4)抑制Cu2+的水解
13.已知25 ℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,Ksp(AgI)=8.5×10-17。
(1)25 ℃时,氯化银的饱和溶液中,c(Cl-)=___________,向其中加入NaCl固体,溶解平衡___________(填“左移”“右移”或“不移动”),溶度积常数___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)25 ℃时,若向50 mL 0.018 mol·L-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-1的盐酸,混合后溶液中的c(Ag+)=________,pH=___________。
(3)25 ℃时,氯化银的饱和溶液和铬酸银的饱和溶液中,Ag+浓度大小顺序为___________,由此可得出___________更难溶。
(4)将等体积的4×10-3 mol·L-1的AgNO3溶液和4×10-3 mol·L-1的K2CrO4溶液混合___________(填“有”或“没有”)Ag2CrO4沉淀产生。
【解析】 (1)氯化银的饱和溶液中无其他离子影响,c(Ag+)=c(Cl-)=mol·L-1≈1.3×10-5 mol·L-1;
(2)n(AgNO3)=50 mL×0.018 mol·L-1=0.9 mmol,n(HCl)=50 mL×0.020 mol·L-1=1 mmol,两溶液混合:AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3,HCl过量:1 mmol-0.9 mmol=0.1 mmol,故反应后的c(Cl-)= =1×10-3 mol·L-1,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,即c(Ag+)·(1×10-3)=1.8×10-10,解得c(Ag+)=1.8×10-7 mol·L-1;H+未被消耗,c(H+)= =1×10-2 mol·L-1,pH=-lg(1×10-2)=2;
(3)在Ag2CrO4的沉淀溶解平衡中
Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO(aq)
2x x
(2x)2·x=2.0×10-12,x3=0.5×10-12,x=×10-4,c(Ag+)=2x=2××10-4 mol·L-1≈1.6×10-4 mol·L-1;
(4)4×10-3 mol·L-1的AgNO3溶液和4×10-3 mol·L-1的K2CrO4溶液等体积混合:c(Ag+)= mol·L-1=2×10-3 mol·L-1,同理可以求得c(CrO)=2×10-3 mol·L-1,故:Q=c2(Ag+)·c(CrO)=(2×10-3)2×2×10-3=8×10-9>Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,所以有Ag2CrO4沉淀产生。
【答案】 (1)1.3×10-5 mol·L-1 左移 不变
(2)1.8×10-7 mol·L-1 2
(3)Ag2CrO4>AgCl AgCl
(4)有
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