内容正文:
课时规范练45 沉淀溶解平衡及图像分析
A级必备知识练
命题角度1 沉淀溶解平衡及其应用
1.(2026·广东深圳期中)下列工业生产、生活中的现象和反应,与难溶电解质的沉淀溶解平衡无关的是( )
A.检验S时,先加入足量稀盐酸,再加入少量BaCl2溶液
B.抢救钡离子中毒患者时,用Na2SO4溶液给患者洗胃,而不用Na2CO3溶液
C.将矿产硫酸钡用饱和碳酸钠溶液浸泡,将其转化为碳酸钡
D.自来水厂用明矾将天然江河水净化
2.(2025·湖南株洲统考)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,下列叙述中正确的是( )
A.温度升高,Na2CO3溶液的Kw增大,c(OH-)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,是因为硫酸的酸性强于盐酸
D.沉淀转化的离子方程式为C(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+S(aq)
3.自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,向地下层渗透,遇到难溶的ZnS或PbS,慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是( )
A.CuS的溶解能力大于PbS的溶解能力
B.原生铜的硫化物具有还原性,而铜蓝没有还原性
C.CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2++S2-CuS↓
D.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应
命题角度2 溶度积及其应用
4.(2026·北京八中期中)某实验小组为除去粗制CuSO4·5H2O晶体中含有的杂质Fe2+,先加入少量酸化的H2O2溶液,然后在室温下调节溶液的pH为4。
已知:ⅰ.Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20
Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39
Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17
ⅱ.25℃时CuSO4饱和溶液中c(Cu2+)=1.41 mol·L-1。
下列说法不正确的是( )
A.加入H2O2的目的为H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O
B.pH=4时,c(Fe3+)=2.8×10-9 mol·L-1
C.理论分析粗CuSO4溶液达饱和后,在pH=4时会析出Cu(OH)2沉淀
D.沉淀溶解平衡原理对分离金属离子的pH选择具有指导意义
5.(8分)沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。已知25 ℃时,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaCO3)=2.6×10-9。
(1)医学上进行消化系统的X射线透视时,常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸酸性很强(pH约为1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是 (用溶解平衡原理解释)。万一误服了少量BaCO3,应尽快用大量0.5 mol·L-1的Na2SO4溶液给患者洗胃,如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化,残留在胃液中的Ba2+的浓度仅为 mol·L-1。
(2)长期使用的锅炉需要定期除水垢,否则会降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,然后用酸除去。
①CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为 。
②请分析CaSO4转化为CaCO3的原理: 。
命题角度3 沉淀溶解平衡图像
6.常温下,ZnS和PbS的沉淀溶解关系如图所示,其中Ksp(ZnS)=1.6×10-24、Ksp(PbS)=3.2×10-28,M为Zn或Pb,pM表示-lgc(M2+)。下列说法正确的是( )
A.常温下,B点溶液为PbS的不饱和溶液
B.若x=1.6×10-10,则y=14
C.若对A点浊液加热,A点沿曲线向上移动
D.在ZnS和PbS同时沉淀的浊液中,存在=5×103
7.(2026·广东肇庆期中)常温下,用0.1 mol·L-1的AgNO3标准溶液分别滴定体积均为10 mL,浓度均为0.1 mol·L-1的KCl和KSCN溶液,选择荧光黄做指示剂,滴加过程中溶液中-lg c(Cl-)或-lg c(SCN-)与滴入AgNO3溶液体积(V)的关系如图所示。
已知:①荧光黄是一种吸附指示剂,HFInH++FIn-(黄绿色),达终点显红色,未达终点前,因沉淀吸附阴离子(Cl-、SCN-)带上负电荷从而无法吸附FIn-,溶液显黄绿色。
②Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN),lg 3≈0.5,忽略溶液混合时温度和体积的变化。
下列说法不正确的是( )
A.达终点后沉淀吸附Ag+从而带上正电荷,则吸附FIn-而显红色
B.若将KSCN溶液浓度改为0.05 mol·L-1,则滴定曲线将向右平移
C.abe代表KCl滴定曲线,且e点纵坐标约为8.5
D.向含0.001 mol AgSCN固体中每次加100 mL 0.1 mol·L-1的KCl溶液,至少加11次可完全转化为AgCl
8.(10分)已知25 ℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,Ksp(AgI)=8.5×10-17。
(1)氯化银的饱和溶液中,c(Cl-)≈ mol·L-1,向其中加入NaCl固体,溶解平衡 (填“左移”“不动”或“右移”),溶度积常数 。
(2)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+)= mol·L-1,pH= 。
(3)氯化银的饱和溶液和铬酸银的饱和溶液中,Ag+浓度大小关系为 ,由此可得出 更难溶。
(4)取一定量含有I-、Cl-的溶液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl和AgI同时沉淀时,溶液中= 。
(5)将等体积的4×10-3 mol·L-1的AgNO3溶液和4×10-3 mol·L-1的K2CrO4溶液混合后 (填“有”或“没有”)Ag2CrO4沉淀产生。
B级素能提升练
9.(2024·全国甲卷)将0.10 mmol Ag2CrO4配制成1.0 mL悬浊液,向其中滴加0.10 mol·L-1的NaCl溶液。lg[cM/(mol·L-1)](M代表Ag+、Cl-或Cr)随加入NaCl溶液体积(V)的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.交点a处:c(Na+)=2c(Cl-)
B.=10-2.21
C.V≤2.0 mL时,不变
D.y1=-7.82,y2=-lg34
10.(2025·重庆卷)Cr(OH)3是两性氢氧化物,其沉淀分离的关键是控制溶液pH。25 ℃时,某溶液中c(Cr3+)与c([Cr(OH)4]-)的总和为c,-lgc随pH的变化关系如图所示(忽略体积变化)。
已知:Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq) Ksp
Cr(OH)3(s)+OH-(aq)[Cr(OH)4]-(aq) K=10-0.4
下列叙述正确的是( )
A.由M点可以计算Ksp=10-30.2
B.Cr3+恰好沉淀完全时pH为6.7
C.P点沉淀质量小于Q点沉淀质量
D.随pH增大先减小后增大
11.(2023·全国新课标卷)向AgCl饱和溶液(有足量AgCl固体)中滴加氨水,发生反应Ag++NH3[Ag(NH3)]+和[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+。lg[c(M)/(mol·L-1)]与lg[c(NH3)/(mol·L-1)]的关系如图所示{其中M代表Ag+、Cl-、[Ag(NH3)]+或[Ag(NH3)2]+}。
下列说法错误的是( )
A.曲线Ⅰ可视为AgCl溶解度随NH3浓度变化曲线
B.AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-9.75
C.反应[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常数K的值为103.81
D.c(NH3)=0.01 mol·L-1时,溶液中c([Ag(NH3)2]+)>c([Ag(NH3)]+)>c(Ag+)
12.(2023·北京卷)利用平衡移动原理,分析一定温度下Mg2+在不同pH的Na2CO3体系中的可能产物。
已知:ⅰ.图1中曲线表示Na2CO3体系中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系。
ⅱ.图2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c2(OH-)=Ksp[Mg(OH)2];曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c(C)=Ksp(MgCO3)[注:起始c(Na2CO3)=0.1 mol·L-1,不同pH下c(C)由图1得到]。
图1
图2
下列说法不正确的是( )
A.由图1,pH=10.25,c(HC)=c(C)
B.由图2,初始状态pH=11、lg[c(Mg2+)]=-6,无沉淀生成
C.由图2,初始状态pH=9、lg[c(Mg2+)]=-2,平衡后溶液中存在c(H2CO3)+c(HC)+c(C)=0.1 mol·L-1
D.由图1和图2,初始状态pH=8、lg[c(Mg2+)]=-1,发生反应:Mg2++2HCMgCO3↓+CO2↑+H2O
13.(2025·黑吉辽蒙卷)室温下,将0.1 mol AgCl置于0.1 mol·L-1 NH4NO3溶液中,保持溶液体积和N元素总物质的量不变,pX-pH曲线如图,Ag++NH3[Ag(NH3)]+和Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常数分别为K1和K2;N的水解常数Kh(N)=10-9.25。下列说法错误的是( )
A.Ⅲ为[Ag(NH3)2]+的变化曲线
B.D点:c(N)-c(OH-)>0.1 mol·L-1-c(H+)
C.K1=103.24
D.C点:c(NH3)=10-3.52 mol·L-1
14.(2023·辽宁卷)某废水处理过程中始终保持H2S溶液饱和,即c(H2S)=0.1 mol·L-1,通过调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离,体系中pH与-lg c关系如图所示,c为HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的浓度,单位为mol·L-1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS),下列说法正确的是( )
A.Ksp(CdS)=10-18.4
B.③为pH与-lg c(HS-)的关系
C.(H2S)=10-8.1
D.(H2S)=10-14.7
15.(2025·八省联考陕西卷)常温下,AgIO3和Pb(IO3)2的沉淀溶解平衡曲线如图所示。纵坐标中M代表Ag+或Pb2+,物质的溶解度以物质的量浓度表示。下列说法正确的是( )
A.a点有AgIO3沉淀生成,无Pb(IO3)2沉淀生成
B.表示Pb(IO3)2在纯水中溶解度的点在线段bc之间
C.向AgIO3悬浊液中滴加AgNO3溶液、向Pb(IO3)2悬浊液中滴加Pb(NO3)2溶液,分别至c点时,AgIO3和Pb(IO3)2的溶解度均为10-5.09 mol·L-1
D.c(I)=0.1 mol·L-1时,AgIO3、Pb(IO3)2饱和溶液中=10-4.09
16.(2022·山东卷)工业上以SrSO4(s)为原料生产SrCO3(s),对其工艺条件进行研究。现有含SrCO3(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液,含SrSO4(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1 Na2SO4溶液。在一定pH范围内,四种溶液中lg[c(Sr2+)/(mol·L-1)]随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.反应SrSO4(s)+C(aq)SrCO3(s)+S(aq)的平衡常数K=
B.a=-6.5
C.线④代表含SrCO3(s)的1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液的变化曲线
D.对含SrSO4(s)且Na2SO4和Na2CO3初始浓度均为1.0 mol·L-1的混合溶液,pH≥7.7时才发生沉淀转化
17.(6分)(1)(2024·江苏卷节选)贵金属银应用广泛。Ag与稀硝酸制得AgNO3,常用于循环处理高氯废水。在高氯水样中加入K2CrO4使Cr浓度约为5×10-3 mol·L-1,当滴加AgNO3溶液至开始产生Ag2CrO4沉淀(忽略滴加过程的体积增加),此时溶液中Cl-的浓度约为 mol·L-1。[已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12]
(2)(2024·全国新课标卷节选)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下:
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(c≤1.0×10-5 mol·L-1)时的pH:
离子
Fe3+
Fe2+
Co3+
Co2+
Zn2+
开始沉淀的pH
1.5
6.9
—
7.4
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
“除钴液”中主要的盐有 (写化学式),残留的Co3+的浓度为 mol·L-1。
参考答案
1.D 解析:检验S的原理涉及BaSO4沉淀的生成,与沉淀溶解平衡相关,A正确;抢救钡中毒患者,原理是利用沉淀反应Ba2++SBaSO4↓,将有毒的Ba2+转化为无毒的BaSO4沉淀。之所以不用Na2CO3,主要是因为胃液中含盐酸,会使生成的BaCO3沉淀溶解重新产生Ba2+,而BaSO4难溶于酸,因此该过程与沉淀溶解平衡相关,B正确;硫酸钡转化为碳酸钡,属于沉淀转化,与沉淀溶解平衡相关,C正确;明矾水解生成氢氧化铝胶体,通过吸附净水,与沉淀溶解平衡无关,D错误。
2.D 解析:温度升高,水的电离平衡正向移动,Kw增大,Na2CO3的水解平衡正向移动,c(OH-)增大,A错误;Ksp(CaCO3)<Ksp(CaSO4),B错误;CaCO3与盐酸反应生成可溶性的氯化钙、水和二氧化碳,H2SO4和盐酸都是强酸,CaSO4与盐酸不满足复分解反应发生的条件,C错误;反应的离子方程式为CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq),D正确。
3.D 解析:CuSO4溶液遇PbS转化为CuS,说明CuS的溶解能力小于PbS的溶解能力,A错误;CuS中硫元素显-2价,具有还原性,B错误;CuSO4与ZnS反应的离子方程式为Cu2++ZnSCuS+Zn2+,C错误;D正确。
4.C 解析:加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O,A正确;pH=4时c(OH-)=10-10 mol·L-1,Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=2.8×10-39,则c(Fe3+)= mol·L-1=2.8×10-9 mol·L-1,B正确;CuSO4溶液达饱和时c(Cu2+)=1.41 mol·L-1,pH=4时溶液中c(OH-)=10-10 mol·L-1,离子积Q=c(Cu2+)·c2(OH-)=1.41×(10-10)2=1.41×10-20<Ksp[Cu(OH)2],不会析出Cu(OH)2沉淀,C错误;金属离子转化为氢氧化物沉淀的pH不同,通过控制溶液的pH可实现某些金属离子的逐步分离,则沉淀溶解平衡原理对分离金属离子的pH选择具有指导意义,D正确。
5.答案:(1)对于溶解平衡BaSO4(s)Ba2+(aq)+S(aq),H+不能减少Ba2+或S的浓度,平衡不能向溶解的方向移动 2×10-10
(2)①CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq)
②CaSO4在水中存在沉淀溶解平衡,加入Na2CO3溶液后,C与Ca2+结合生成难溶的CaCO3沉淀,Ca2+浓度减小,使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动
6.D 解析:Ksp(ZnS)=1.6×10-24,Ksp(PbS)=3.2×10-28,-lgc(M2+)越大,对应离子的浓度越小,所以A点所在曲线表示PbS的沉淀溶解关系,另一条曲线表示ZnS的沉淀溶解关系。常温下,B点时Pb2+的浓度大于曲线上对应的浓度,所以B点溶液为PbS的过饱和溶液,A错误;若x=1.6×10-10,则y=-lg=18-lg2,B错误;若对A点浊液加热,PbS溶度积增大,Pb2+、S2-的浓度均增大,pM将会减小,C错误;在ZnS和PbS同时沉淀的浊液中,=5×103,D正确。
7.B 解析:已知Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN),则c(Ag+)相同时,SCN-浓度更低,-lg c(SCN-)更大,因此曲线abe代表KCl滴定曲线,曲线acd代表KSCN的滴定曲线;当V(AgNO3)=10 mL时,二者均达到滴定终点,由b点数据可知,此时c(Ag+)=c(Cl-)=10-5 mol·L-1,则Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-10;由c点数据可知,此时c(Ag+)=c(SCN-)=10-6 mol·L-1,则Ksp(AgSCN)=c(Ag+)·c(SCN-)=10-12。
终点前,因沉淀吸附阴离子(Cl-、SCN-)带上负电荷从而无法吸附FIn-,溶液显黄绿色,达终点后Ag+过量,沉淀吸附Ag+从而带上正电荷,则吸附FIn-而显红色,A正确;若将KSCN溶液浓度改为0.05 mol·L-1,则滴加硝酸银溶液只需要滴加5 mL即可达到滴定终点,则滴定曲线将向左平移,B错误;曲线abe代表KCl滴定曲线,e点加入20 mL 0.1 mol·L-1的AgNO3标准溶液,c(Ag+)= mol·L-1= mol·L-1,c(Cl-)= mol·L-1=3×10-9 mol·L-1,则-lg c(Cl-)=9-lg 3=8.5,C正确;Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-10,Ksp(AgSCN)=c(Ag+)·c(SCN-)=10-12,反应AgSCN(s)+Cl-(aq)AgCl(s)+SCN-(aq)的平衡常数K==10-2,设完全转化需Cl-的物质的量为x mol,则=0.01,即x=0.101,每次加100 mL 0.1 mol·L-1的KCl溶液,即0.01 mol Cl-,则次数为=10.1,即至少11次,D正确。
8.答案:(1)1.34×10-5 左移 不变 (2)1.8×10-7 2
(3)Ag2CrO4>AgCl AgCl (4)4.7×10-7 (5)有
解析:(1)氯化银的饱和溶液中,c(Ag+)=c(Cl-)= mol·L-1≈1.34×10-5 mol·L-1。
(2)n(AgNO3)=50 mL×10-3 L·mL-1×0.018 mol·L-1=9×10-4 mol,n(HCl)=50 mL×10-3 L·mL-1×0.020 mol·L-1=1×10-3 mol,两溶液混合发生反应AgNO3+HClAgCl↓+HNO3,HCl剩余1×10-3 mol-9×10-4 mol=1×10-4 mol,故反应后的c(Cl-)=
=1×10-3 mol·L-1,H+未被消耗,c(H+)==1×10-2 mol·L-1。c(Ag+)·c(Cl-)=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;pH=-lg(1×10-2)=2。
(3)根据Ag2CrO4的沉淀溶解平衡:
Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+Cr(aq)
2x x
(2x)2·x=2.0×10-12,x3=0.5×10-12,x=×10-4 mol·L-1,c(Ag+)=2x=2××10-4 mol·L-1≈1.6×10-4 mol·L-1。饱和AgCl溶液中c(Ag+)= mol·L-1≈1.34×10-5 mol·L-1。Ag+的浓度前者大于后者,AgCl更难溶。
(4)AgCl和AgI同时沉淀时,溶液中的c(Ag+)一定是相同的,则有≈4.7×10-7。
(5)4×10-3 mol·L-1的AgNO3溶液和4×10-3 mol·L-1的K2CrO4溶液等体积混合的瞬间:c(Ag+)= mol·L-1=2×10-3 mol·L-1,同理可以求得c(Cr)=2×10-3 mol·L-1,故Q=c2(Ag+)·c(Cr)=(2×10-3)2×2×10-3=8×10-9>Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,因此有Ag2CrO4沉淀产生。
9.D 解析:当V(NaCl溶液)=2.0 mL时,Ag2CrO4与NaCl溶液恰好完全反应,则a点时溶质为NaCl和Na2CrO4,由电荷守恒可知c(Na+)+c(Ag+)+c(H+)=2c(Cr)+c(Cl-)+c(OH-),此时c(H+)、c(OH-)、c(Ag+)可忽略不计,a点为Cl-和Cr曲线的交点,即c(Cr)=c(Cl-),则溶液中c(Na+)≈3c(Cl-),A错误;当V(NaCl溶液)=1.0 mL时,有一半的Ag2CrO4转化为AgCl,Ag2CrO4与AgCl共存,均达到沉淀溶解平衡,取图中横坐标为1.0 mL的点,得Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-5.18×10-4.57=10-9.75,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(Cr)=(10-5.18)2×10-1.60=10-11.96,则=102.21,B错误;V<2.0 mL时,Ag+未沉淀完全,体系中Ag2CrO4和AgCl共存,则为定值,即为定值,由图可知,在V≤2.0 mL时c(Ag+)并不是定值,则的值也不是定值,即在变化,C错误;V>2.0 mL时AgCl处于饱和状态,V(NaCl溶液)=2.4 mL时,图像显示c(Cl-)=10-1.93 mol·L-1,则c(Ag+)= mol·L-1=10-7.82 mol·L-1,故y1=-7.82,此时Ag2CrO4全部转化为AgCl,根据元素守恒可知,c(Cr)= mol·L-1,则y2=lgc(Cr)=lg=-lg34,D正确。
10.A 解析:c(Cr3+)与c([Cr(OH)4]-)的总和为c,随着pH增大,发生反应:Cr3+(aq)+3OH-(aq)Cr(OH)3(s),含铬微粒总浓度下降,随着pH继续增大,发生反应:Cr(OH)3(s)+OH-(aq)[Cr(OH)4]-(aq),含铬微粒总浓度上升。M点时,c(OH-)=10-9 mol·L-1,K==10-0.4,c([Cr(OH)4]-)=10-9.4 mol·L-1,含Cr微粒主要为Cr3+,Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=10-3.2×10-9×3=10-30.2,A正确;pH=6.7时,c(OH-)=10-7.3 mol·L-1,c(Cr3+)= mol·L-1=10-8.3 mol·L-1,B错误;P和Q点溶液中含Cr微粒浓度总和相等,生成的Cr(OH)3(s)质量相等,则P点沉淀质量等于Q点沉淀质量,C错误;随着pH的增大,c(Cr3+)减小,而c([Cr(OH)4]-)增大,比值减小,D错误。
11.A 解析:溶液中存在足量的AgCl固体,根据平衡移动原理,随着氨水的滴加AgCl溶解度逐渐增大,则Cl-的浓度增大、Ag+的浓度减小,[Ag(NH3)]+开始占优势,而随着氨水的滴加[Ag(NH3)2]+的浓度会逐渐超过[Ag(NH3)]+,结合图像可知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表[Ag(NH3)2]+、[Ag(NH3)]+、Ag+、Cl-。曲线Ⅰ代表[Ag(NH3)2]+的浓度随NH3的浓度变化的曲线,A错误;根据lg[c(NH3)]=-1时的相关数据进行计算,AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-7.40×10-2.35=10-9.75,B正确;根据lg[c(NH3)]=-1时相关数据计算反应[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常数,可得K==103.81,C正确;c(NH3)=0.01 mol·L-1时,lg[c(NH3)]=-2,溶液中c([Ag(NH3)2]+)>
c([Ag(NH3)]+)>c(Ag+),D正确。
12.C 解析:从图1可以看出pH=10.25时,碳酸氢根离子与碳酸根离子的浓度相同,A项正确;从图2可以看出pH=11、lg[c(Mg2+)]=-6时,该点位于曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的下方,不会产生碳酸镁沉淀和氢氧化镁沉淀,B项正确;从图2可以看出pH=9、lg[c(Mg2+)]=-2时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,根据元素守恒,溶液中c(H2CO3)+c(HC)+c(C)<0.1 mol·L-1,C项错误;pH=8时,溶液中主要含碳粒子是HC,pH=8,lg[c(Mg2+)]=-1时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,因此反应的离子方程式为Mg2++2HCMgCO3↓+H2O+CO2↑,D项正确。
13.B 解析:将0.1 mol AgCl置于0.1 mol·L-1 NH4NO3溶液中,随pH增大,发生的变化过程有AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)、Ag++NH3[Ag(NH3)]+、Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+,即随着溶液pH增大,NH3、[Ag(NH3)]+、[Ag(NH3)2]+的浓度依次增大,由于开始阶段相当于AgCl的饱和溶液,则c(Ag+)基本不变,故可确定:曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为Ag+、[Ag(NH3)]+、[Ag(NH3)2]+、NH3的变化曲线。曲线Ⅲ表示[Ag(NH3)2]+的变化曲线,A项正确。D点时,pH=7.02,c(H+)<c(OH-),c(N)<0.1 mol·L-1,所以c(N)+c(H+)<0.1 mol·L-1+c(OH-),c(N)-c(OH-)<0.1 mol·L-1-c(H+),B项错误。图像中pH=7.02时,c(Ag+)=c([Ag(NH3)]+),即K1=,而此时溶液中c(NH3)=10-3.24 mol·L-1,故K1=103.24,C项正确。图像中pH=6.45时,c([Ag(NH3)]+)=c([Ag(NH3)2]+),根据反应②:Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+、反应①:Ag++NH3[Ag(NH3)]+,由反应②-反应①可得:[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+,则=103.80,故K2=K1·=103.24×103.80=107.04。在C点时,c(Ag+)=c([Ag(NH3)2]+),利用反应②知K2==107.04,故c(NH3)= mol·L-1=10-3.52 mol·L-1,D项正确。
14.D 解析:H2S为弱电解质,分步电离,随pH增大,HS-、S2-的浓度均应逐渐增大,且pH较小范围内-lg c(S2-)比-lg c(HS-)大,故③表示pH与-lg c(S2-)的关系,④表示pH与-lg c(HS-)的关系;已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS),则①、②分别表示pH与-lg c(Cd2+)、-lg c(Ni2+)的关系;根据点(4.9,13.0)可知,Ksp(CdS)=c2(Cd2+)=(1×10-13)2=1×10-26,A项错误;根据上述分析可知③表示pH与-lg c(S2-)的关系,B项错误;根据图中点(4.2,3.9)可知,=10-7.1,C项错误;,由线上点(6.8,9.2)可得,=10-14.7,D项正确。
15.D 解析:由Ksp(AgIO3)=c(Ag+)·c(I)和Ksp[Pb(IO3)2]=c(Pb2+)·c2(I)可知,本题图像斜率绝对值大的线代表Ksp[Pb(IO3)2],即对应Pb(IO3)2的饱和溶液,线段bc所在的线代表的是Pb(IO3)2的饱和溶液,而另外一条线代表的是Ksp(AgIO3),即对应AgIO3的饱和溶液,由c点坐标可知,Ksp(AgIO3)=10-5.09×10-2.21=10-7.30,Ksp[Pb(IO3)2]=10-5.09×10-5.09×10-2.21=10-12.39。结合图像分析,过a点作横坐标轴的垂线,a点的Q[Pb(IO3)2]大于Ksp[Pb(IO3)2],即a点是Pb(IO3)2的过饱和溶液,有沉淀析出,a点的Q(AgI)小于),即a点是AgIO3的不饱和溶液,没有沉淀析出,A错误;Pb(IO3)2在纯水中溶解度的点为2c(Pb2+)≈c(I),即-lgc(Pb2+)>-lgc(I),在图中应该是在虚线的左上部,B错误;向AgIO3悬浊液中滴加AgNO3溶液、向Pb(IO3)2悬浊液中滴加Pb(NO3)2溶液,分别至c点时,AgIO3的溶解度为10-5.09 mol·L-1,Pb(IO3)2的溶解度为5×10-6.09 mol·L-1,C错误;c(I)=0.1 mol·L-1时,AgIO3、Pb(IO3)2饱和溶液中=10-5.09 ,所以=10-4.09,D正确。
16.D 解析:反应SrSO4(s)+C(aq)SrCO3(s)+S(aq)的平衡常数K=,故A正确;由题意分析可知,线①代表含硫酸锶固体的0.1 mol·L-1硫酸钠溶液的变化,则硫酸锶的溶度积Ksp(SrSO4)=10-5.5×0.1=10-6.5,温度不变,溶度积不变,则溶液pH为7.7时,锶离子的浓度为 mol·L-1=10-6.5 mol·L-1,则a为-6.5,故B正确;由题意分析可知,线④表示含碳酸锶固体的1.0 mol·L-1碳酸钠溶液的变化,故C正确。
17.答案:(1)9×10-6 (2)ZnSO4、K2SO4 10-16.7
解析:(1)Cr的浓度约为5×10-3 mol·L-1,当滴加AgNO3溶液至开始产生Ag2CrO4沉淀,此时c(Ag+)= mol·L-1=2×10-5 mol·L-1,c(Cl-)= mol·L-1=9×10-6 mol·L-1。
(2)由题中信息可知,用硫酸处理含有Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物的废渣,得到含有Co2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、S等离子的溶液,Pb的单质或氧化物与硫酸反应生成难溶的PbSO4,则“滤渣1”为“酸浸”时生成的PbSO4;向滤液中加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,然后加入ZnO调节pH=4使Fe3+完全转化为Fe(OH)3,则“滤渣2”的主要成分为Fe(OH)3,滤液中的金属离子主要是Co2+、Zn2+和Mn2+;最后“氧化沉钴”,加入强氧化剂KMnO4,将溶液中的Co2+氧化为Co3+,在pH=5时Co3+形成Co(OH)3沉淀,而KMnO4则被还原为MnO2,KMnO4还会与溶液中的Mn2+发生归中反应生成MnO2,得到Co(OH)3和MnO2的混合物。最终得到的“除钴液”中含有的金属离子主要是最初“酸浸”时加入ZnO调pH时引入的Zn2+、加入KMnO4“氧化沉钴”时引入的K+,而阴离子是在“酸浸”时引入的S,因此其中主要的盐有ZnSO4和K2SO4。当溶液pH=1.1时c(H+)=10-1.1 mol·L-1,Co3+恰好完全沉淀,此时溶液中c(Co3+)=1.0×10-5 mol·L-1,则c(OH-)==10-12.9 mol·L-1,则Ksp[Co(OH)3]=1.0×10-5×=10-43.7。“除钴液”的pH=5,即c(H+)=10-5 mol·L-1,则c(OH-)==10-9 mol·L-1,此时溶液中c(Co3+)= mol·L-1=10-16.7 mol·L-1。
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