内容正文:
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选择题(每小题4分)
1.25 ℃下,AgCl、Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示,某实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液滴定含Cl-水样。下列说法错误的是( )
A.a点条件下既不能生成AgCl沉淀,也不能生成
Ag2CrO4沉淀
B.向b点的混合溶液中加入硝酸银固体,变小
C.Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)⥫⥬2AgCl(s)+Cr(aq)的平衡常数K=107.9
D.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-1.9 mol·L-1
B
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解析:Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),则-lg[Ksp(AgCl)]=-lg[c(Ag+)]-lg[c(Cl-)],
Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(Cr),则-lg[Ksp(Ag2CrO4)]=-2lg[c(Ag+)]-lg[c(Cr)],由此可知图像斜率绝对值大的线段为AgCl沉淀溶解平衡曲线;由(1.7,5)可得Ksp(Ag2CrO4)=10-11.7,由(4.8,5)可得AgCl的溶度积Ksp(AgCl)=10-9.8;A.a点条件下,Q(AgCl)<Ksp(AgCl)、Q(Ag2CrO4)<
Ksp(Ag2CrO4),既不能生成AgCl沉淀,也不能生成Ag2CrO4沉淀,A正确;
B.向b点的混合溶液中加入硝酸银固体,=
=,c(Ag+)增大,故增大,B错误;C.该反应的平衡常数为
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K====107.9,C正确;D.当滴定Cl-达到终点时,c(Ag+)==10-4.9 mol·L-1,c(Cr)== mol·L-1=10-1.9 mol·L-1,因此指示剂的浓度不宜超过10-1.9 mol·L-1,D正确。
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2.T ℃下,三种碳酸盐MCO3(M表示Mg2+、Ca2+或Sr2+)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:pM=-lg c(M),p(C)=-lg c(C),a点对应的横纵坐标数值相等。下列说法正确的是( )
A.Ksp(SrCO3)>Ksp(MgCO3)>Ksp(CaCO3)
B.在任何条件下,三种物质之间都不可能相互转化
C.a点对应的CaCO3溶液为不饱和溶液,且c(Ca2+)=c(C)
D.当向1 L 0.001 mol·L-1 MgCl2溶液中滴加1 mL 0.001 mol·L-1的Na2CO3溶液时有MgCO3沉淀析出
C
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解析:由点(0,8)可知,Ksp(MgCO3)=c(Mg2+)c(C)=10-8×1=10-8,同理Ksp(CaCO3)=10-9、Ksp(SrCO3)=10-10。A.由分析可知,Ksp(SrCO3)<
Ksp(CaCO3)<Ksp(MgCO3),A错误; B.由于三种沉淀结构相似,Ksp存在一定差距,在适当浓度条件下,三种物质之间可以相互转化,B错误; C.a点在碳酸钙曲线的上方且pM=p(C),则Q(CaCO3)<Ksp(CaCO3),对应的CaCO3溶液为不饱和溶液,且c(Ca2+)=c(C),C正确;D.向1 L 0.001 mol·L-1 MgCl2溶液中滴加1 mL 0.001 mol·L-1的Na2CO3溶液,所得混合溶液体积可近似为1 L,溶液中c(Mg2+)≈0.001 mol·L-1,c(C)≈1×10-6 mol·L-1,
Q(MgCO3)=c(Mg2+)c(C)≈0.001 mol·L-1×1×10-6 mol·L-1=1×10-9<
Ksp(MgCO3),不析出MgCO3沉淀,D错误。
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3.某温度下,保持溶液中c(HF)=0.1 mol·L-1,通过调节pH使Pb2+、Ba2+形成氟化物而分离,体系中pH与pX[X表示c(F-)、c(Pb2+)、c(Ba2+)]的关系如图所示。已知:pX=-lg c(X);Ksp(BaF2)>Ksp(PbF2)。下列叙述错误的是( )
A.①为pH与pc(F-)的关系
B.Ksp(BaF2)=1.0×10-5.7
C.①与②线的交点的pH为2.3
D.pH=2时,c(F-)>c(Pb2+)>c(H+)>c(OH-)
D
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解析:根据HF⥫⥬H++F-可知,pH增大,H+的浓度减小,F-的浓度增大,-lg c(F-)减小,则①为pH与pc(F-)的关系,根据pc(F-)=1时,pH=3.2,则Ka=
==10-3.2,根据③给的点可知,Ksp=10-5.4×(10-1)2=10-7.4,根据②给的点可得,此时Ka===10-3.2,则c(F-)=1 mol·L-1,则Ksp=10-5.7×12=10-5.7,根据Ksp(BaF2)>Ksp(PbF2),所以Ksp(BaF2)=10-5.7,
Ksp(PbF2)=10-7.4,③为pc(Pb2+)与pH的关系,②为pc(Ba2+)与pH的关系,据此解答。A.根据分析可知,①为pH与pc(F-)的关系,A正确;B.根据分析可知,
Ksp(BaF2)=10-5.7,B正确;C.①与②线的交点为c(F-)=c(Ba2+)==
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10-1.9 mol·L-1,Ka===10-3.2,c(H+)=10-2.3 mol·L-1,则pH为2.3,C正确;D.当pH=2时c(H+)=10-2 mol·L-1,Ka===10-3.2,则c(F-)=10-2.2 mol·L-1<c(H+),溶液中c(Pb2+)= mol·L-1=10-3 mol·L-1
<c(F-),则c(H+)>c(F-)>c(Pb2+)>c(OH-),D错误。
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4.碳酸钙是常见难溶物。某学习小组向100 mL蒸馏水中加入1 g CaCO3,当电导率不变时向其中加入10 mL蒸馏水,当电导率再次不变时再向其中加入10 mL蒸馏水,得到电导率的变化如图。已知:Ksp(CaCO3)=3.4×10-9, Ksp(CaSO4)=4.9
×10-5;H2CO3的电离常数Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11。下列说法正确的是( )
A.a→b段,CaCO3(s)⥫⥬Ca2+(aq)+C(aq)平衡右移
B.b→c段,当电导率不变时,若向溶液中通CO2气体,
c(Ca2+)减小
C.d→e段,当电导率不变时,溶液中c(HC)>c(C)
D.f→g段,当电导率不变时,通过加Na2SO4固体可实现CaCO3向CaSO4的完全转化
C
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解析:A.a→b段是建立平衡的过程,反应还未达到平衡,没有发生平衡移动,A错误;B.b→c段,当电导率不变时,向溶液中通CO2气体,C+CO2+
H2O===2HC,c(C)减小,CaCO3(s)⥫⥬Ca2+(aq)+C(aq)平衡正向移动,溶液中钙离子浓度增大,B错误;C.d→e段,当电导率不变时,由Ksp(CaCO3)=3.4×10-9得c(C)= mol·L-1≈6.0×10-5 mol·L-1,
C存在水解平衡,即C+H2O⥫⥬HC+OH-,HC+H2O⥫⥬
H2CO3+OH-,根据Ka2(H2CO3)=4.7×10-11可得=4.7×10-11,则碳酸根离子的水解平衡常数Kh1==≈2×10-4,C以第一步水解为主,设有x mol·L-1的C水解生成HC,列三段式有:
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C+H2O⥫⥬HC+OH-
起始(mol·L-1) 6.0×10-5
转化(mol·L-1) x x x
平衡(mol·L-1) 6.0×10-5-x x x
则≈2×10-4,x≈4.85×10-5,所以c(HC)≈4.85×10-5 mol·L-1,
c(C)≈1.15×10-5 mol·L-1,c(HC)>c(C),C正确;D.由题干可知,
Ksp(CaCO3)=3.4×10-9,Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,则CaCO3(s)+
S(aq)⥫⥬CaSO4(s)+C(aq)的平衡常数K==
≈6.9×10-5,故通过加Na2SO4固体不可实现CaCO3向CaSO4的有效转化,D错误。
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5.室温下,H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH的变化关系如图所示[例如δ(H2S)=]。已知:H2S饱和溶液的浓度约为0.1 mol/L。室温下,Ksp(CdS)=8×10-26,Ka(HClO)=3×10-8,下列说法正确的是( )
A.0.01 mol/L 的Na2S溶液中,c(S2-)>c(OH-)
B.HClO与Na2S溶液反应:S2-+HClO===HS-+ClO-
C.以酚酞为指示剂,用NaOH标准溶液可准确测定H2S水溶液的浓度
D.向c(Cd2+)=0.01 mol/L的溶液中通入H2S气体至饱和,所得溶液中c(H+)>c(Cd2+)
D
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解析:在H2S溶液中存在电离平衡:H2S⥫⥬H++HS-、HS-⥫⥬H++S2-,随着pH的增大,H2S的物质的量分数逐渐减小,HS-的物质的量分数先增大后减小,
S2-的物质的量分数逐渐增大,图中线①、②、③依次代表H2S、HS-、S2-的物质的量分数随pH的变化,由①和②交点的pH=7.0可知Ka1(H2S)=
1×10-7,由②和③交点的pH=13.0可知Ka2(H2S)=1×10-13,据此解答。A.Na2S溶液中存在水解平衡:S2-+H2O⥫⥬HS-+OH-、HS-+H2O⥫⥬
H2S+OH-(忽略第二步水解),第一步水解平衡常数Kh(S2-)==
===0.1,设水解的S2-的浓度为x mol/L,列三段式有:
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S2-+H2O⥫⥬HS-+OH-
初始/(mol/L) 0.01 0 0
变化/(mol/L) x x x
平衡/(mol/L) 0.01-x x x
则=0.1,x≈0.009 15,说明该浓度下S2-基本水解完全,则存在c(OH-)
>c(S2-),A错误;B.由于HClO具有强氧化性,Na2S具有还原性,HClO与Na2S溶液反应:S2-+H++HClO===S↓+Cl-+H2O,B错误;C.酚酞的变色范围为8.2~10,若以酚酞为指示剂,用NaOH标准溶液滴定H2S水溶液,由图可知当酚酞发生明显颜色变化时,反应没有完全,即不能用酚酞作指示剂判断滴
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定终点,C错误;D.Ka1·Ka2=×
====1×10-20,已知H2S饱和溶液的浓度约为0.1 mol/L,代入数据:=×0.1=×105,故c(H+)>c(Cd2+),D正确。
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6.25 ℃下,AgI、AgSCN、Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀,AgSCN为白色沉淀;
②相同条件下,AgSCN的溶解度大于AgI;
③c(Xn-)≤10-5 mol·L-1可认为X离子沉淀完全。
下列说法正确的是( )
A.曲线②为AgSCN的沉淀溶解平衡曲线
B.浓度均为0.01 mol·L-1的I-和SCN-无法通过分步沉淀进行分离
C.该温度下,Ksp(Ag2CrO4)的数量级为10-11
D.a点条件下,既能生成AgSCN沉淀也能生成AgI沉淀
A
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解析:由于AgI、AgSCN中阴、阳离子个数比均为1∶1,则两者图像平行,且相同条件下AgSCN的溶解度大于AgI,即Ksp(AgSCN)>Ksp(AgI),所以曲线②表示AgSCN,曲线③表示AgI,曲线①表示Ag2CrO4。A.由分析可知,曲线②为AgSCN的沉淀溶解平衡曲线,故A正确;B.由点(8.1,8.1)可知,
Ksp(AgI)=c(Ag+)c(I-)=10-8.1×10-8.1=10-16.2,同理,由点(6,6)可知,Ksp(AgSCN)
=10-12,当碘离子完全沉淀时c(I-)<10-5 mol/L,c(Ag+)== mol/L
=10-11.2 mol/L,此时对0.01 mol · L-1的SCN-而言,Q(AgSCN)=0.01×10-11.2
=10-13.2<Ksp(AgSCN)=10-12,SCN-没有生成沉淀,故浓度均为0.01 mol·L-1的I-和SCN-可通过分步沉淀进行分离,故B错误;C.Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)×
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c(Cr)=(10-2.0)2×10-7.7=10-11.7=100.3×10-12,数量级为10-12,故C错误;D.由图可知,a点在曲线②上方,则Q<Ksp,为不饱和溶液,故a点条件下,不能生成AgSCN沉淀;a点在曲线③下方,则Q>Ksp,为过饱和溶液,故能生成AgI沉淀,故D错误。
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7.常温下,向Na2SO4、NaCl、Na2CrO4的混合溶液中滴加稀AgNO3溶液,溶液中-lg X[X=c(Cl-)、c(Cr)、c(S)]与lg c(Ag+)的关系如图所示。已知:Ag2SO4的溶解度大于Ag2CrO4。下列叙述正确的是( )
A.直线②代表-lg c(S)与lg c(Ag+)关系
B.d点对应的Ag2SO4溶液是过饱和溶液
C.当同时生成Ag2SO4和Ag2CrO4沉淀时,
溶液中c(S)>105c(Cr)
D.向上述混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,先生成Ag2SO4沉淀
C
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解析:根据溶度积与离子浓度关系有-lg c(S)=-lg Ksp(Ag2SO4)+2lg c(Ag+),-lg c(Cr)=-lg Ksp(Ag2CrO4)+2lg c(Ag+),-lg c(Cl-)=-lg Ksp(AgCl)+lg c(Ag+),结合图像中曲线斜率可知,②代表- lg c(Cl-)与lg c(Ag+)的关系,结合溶解度大小可知,Ksp(Ag2SO4) >Ksp(Ag2CrO4),故①代表-lg c(Cr)与lg c(Ag+)的关系,③代表-lg c(S)与lg c(Ag+)的关系,根据a、b、c点坐标可知,Ksp(Ag2CrO4)=10-11.95,Ksp(Ag2SO4)=10-4.92,
Ksp(AgCl)=10-9.75。A.由分析可知,直线②代表-lg c(Cl-)与lg c(Ag+)的关系,
A错误;B.由分析可知,直线③代表-lg c(S)与lg c(Ag+)的关系,d点相比a点,c(Ag+)偏小,则d点对应的Ag2SO4溶液是不饱和溶液,B错误;C.当同时生
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成Ag2SO4和Ag2CrO4沉淀时,溶液中===107.03>
105,C正确;D.先计算开始产生沉淀时银离子浓度,然后判断沉淀顺序,所需银离子浓度越小,越先沉淀,开始生成Ag2CrO4时,c(Ag+)=2 =
2 mol/L,开始生成AgCl时,c(Ag+)== mol/L,开始生成Ag2SO4时,c(Ag+)=2 =2 mol/L,向题述混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,先生成AgCl沉淀,D错误。
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