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3.4 第1课时 难溶电解质的沉淀溶解平衡 同步练习题
一、选择题(本题共有15小题,每小题4分,共60分,每小题只有一个正确选项)
1. 下列说法正确的是( )
A.溶度积就是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的乘积
B.溶度积常数是不受任何条件影响的常数,简称溶度积
C.可用离子积Qc与溶度积Ksp的比较来判断沉淀溶解平衡进行的方向
D.所有物质的溶度积都是随温度的升高而增大的
2. 下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( )
A.沉淀开始溶解时,溶液中各离子浓度相等
B.沉淀溶解达到平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等
C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变
D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解
3. 某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸,下列说法正确的是( )
A.AgCl的溶解度、Ksp均减小
B.AgCl的溶解度、Ksp均不变
C.AgCl的溶解度减小、Ksp不变
D.AgCl的溶解度不变、Ksp减小
4. 把Ca(OH)2放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)。下列说法正确的是( )
A.恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高
B.给溶液加热,溶液的pH升高
C.向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加
D.向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变
5. 在100 mL 0.01 mol·L-1的KCl溶液中,加入1 mL 0.01 mol·L-1的AgNO3溶液,下列说法正确的是(已知AgCl的Ksp=1.8×10-10)( )
A.有AgCl沉淀析出 B.无AgCl沉淀析出
C.无法确定 D.有沉淀但不是AgCl
6. AgCl和Ag2CrO4的溶度积分别为1.8×10-10和2.0×10-12,若用难溶盐在溶液中的浓度来表示其溶解度,则下面的叙述中正确的是( )
A.AgCl和Ag2CrO4的溶解度相等
B.AgCl的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度
C.两者类型不同,不能由Ksp的大小直接判断溶解能力的大小
D.都是难溶盐,溶解度无意义
7. 将一定量的硫酸钡放入水中,对此有关的叙述正确的是( )
A.硫酸钡不溶于水,硫酸钡固体质量不会改变
B.最终会得到BaSO4的极稀的饱和溶液
C.因为:Ba2++SO===BaSO4↓很容易发生,所以不存在BaSO4(s)===Ba2+(aq)+SO(aq)的反应
D.因为BaSO4难溶于水,所以改变外界条件也不会改变BaSO4的溶解性
8. 向盛有10滴AgNO3溶液的试管中滴加0.1 mol/L NaCl溶液,至不再有白色沉淀生成;继续向试管中滴加0.1 mol/L KI溶液并振荡,沉淀变为黄色;再向试管中滴入0.1 mol/L Na2S溶液并振荡,沉淀又变成黑色。根据上述变化过程,分析此三种沉淀物的溶解度关系为( )
A.AgCl=AgI=Ag2S
B.AgCl
C.AgCl>AgI>Ag2S
D.AgI>AgCl>Ag2S
9. 某温度时,BaSO4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.加入Na2SO4可使溶液由a点变到b点
B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C.b点有BaSO4沉淀生成
D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
10.已知25 ℃时,Ka(HF)=3.6×10-4,Ksp(CaF2)=1.46×10-10。现向1 L 0.2 mol·L-1 HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L-1 CaCl2溶液。则下列说法中正确的是( )
A.25 ℃时,0.1 mol·L-1 HF溶液pH=1
B.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化
C.该体系中没有沉淀产生
D.该体系中HF与CaCl2反应产生沉淀
11.下表是五种银盐的溶度积常数(25 ℃),下列有关说法错误的是( )
化学式 AgCl Ag2SO4 Ag2S AgBr AgI
溶度积 1.8×10-10 1.4×10-5 6.3×10-50 5.4×10-13 8.5×10-16
A.五种物质在常温下溶解度最大的是Ag2SO4
B.将AgCl溶解于水后,向其中加入Na2S,则可以生成黑色的Ag2S沉淀
C.沉淀溶解平衡的建立是有条件的,外界条件改变时,平衡也会发生移动
D.常温下,AgCl、AgBr和AgI三种物质的溶解度逐渐增大
12.某温度时,Ag2SO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,该温度下,下列说法正确的是( )
A.含有大量SO的溶液中肯定不存在Ag+
B.0.02 mol·L-1的AgNO3溶液与0.02 mol·L-1的Na2SO4溶液等体积混合不会生成沉淀
C.Ag2SO4的溶度积常数(Ksp)为1×10-3
D.a点表示Ag2SO4的不饱和溶液,蒸发可以使溶液由a点变到b点
13.某温度时,CuS、MnS在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.a点对应的Ksp大于b点对应的Ksp
B.向CuSO4溶液中加入MnS发生反应:Cu2+(aq)+MnS(s)===CuS(s)+Mn2+(aq)
C.在含有CuS和MnS固体的溶液中,c(Cu2+)∶c(Mn2+)=(2×10-23)∶1
D.该温度下,Ksp(CuS)小于Ksp(MnS)
14. AgI可用于人工降雨。AgI溶于水,溶液中离子浓度与温度的关系如图所示,已知:pAg=-lg c(Ag+),pI=-lg c(I-)。下列说法正确的是( )
A.图像中,T<20 ℃
B.AgI的溶度积Ksp(AgI):c=d=e<f
C.20 ℃时,AgI粉末溶于饱和KI溶液中c(Ag+)=1×10-b mol·L-1
D.在d点饱和AgI溶液中加AgNO3粉末,d点移动到f点
15.25 ℃时,用Na2SO4溶液沉淀Ba2+、Pb2+、Ca2+三种金属离子(M2+),所需SO最低浓度的负对数值p(SO)=-lg c(SO)与p(M2+)=-lg c(M2+)关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.Ksp(CaSO4)B.a点可表示CaSO4的饱和溶液,且c(Ca2+)<c(SO)
C.b点可表示PbSO4的不饱和溶液,且c(Pb2+)D.向Ba2+浓度为10-5mol·L-1的废水中加入足量CaSO4粉末,会有BaSO4沉淀析出
二、填空题(本题包括3个小题,共40分)
16. (10分)向0.1 mol/L的AgNO3溶液中加入等体积0.1 mol/L的NaCl和0.1 mol/L的NaBr混合液,生成的沉淀主要是________。
(2)现向含AgBr的饱和溶液中:
①加入固体AgNO3,则c(Ag+) (填“变大”“变小”或“不变”,下同);
②加入更多的AgBr固体,则c(Ag+)________;
③加入AgCl固体,则c(Br-)________,c(Ag+)________;
④加入Na2S固体,则c(Br-)________,c(Ag+)________。
17.(10分)如图是某温度下,将足量的BaSO4固体溶于一定量水中达到溶解平衡后,假定溶液体积不变的情况下,加入Na2CO3使c(CO)增大过程中,溶液中c(Ba2+)和c(SO)的变化曲线。根据图中的数据分析、计算。
(1)该温度下,BaSO4的Ksp=________。
(2)当c(CO32-)大于________mol·L-1时开始有BaCO3沉淀生成;BaCO3的Ksp=________。
(3)图像中代表沉淀转化过程中c(Ba2+)随c(CO32-)变化的曲线是________(填“MP”或“MN”);沉淀转化的离子方程式为BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42- (aq),该反应的平衡常数K=________。
(4)向1 L Na2CO3溶液中加入足量BaSO4固体,假定溶液体积不变,当溶液中c(CO32-)=1×10-3 mol·L-1时,溶解BaSO4的物质的量为________mol。
18.(10分)已知:pAg=-lg c(Ag+),Ksp(AgCl)=1×10-12。如图是向10 mL AgNO3溶液中逐渐加入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)。[提示:Ksp(AgCl)> Ksp(AgI)]
(1)原AgNO3溶液的物质的量浓度为______mol·L-1。
(2)图中在x点时加入NaCl溶液的体积为________。
(3)相同温度下,AgCl在热水中溶解度________(填“>”“<”或“=”) 在NaCl溶液中的溶解度。
(4)若将0.1 mol·L-1的NaCl换成0.1 mol·L-1 NaI,用虚线在原图中画出x点后的图像。
19.(10分)已知在25 ℃的水溶液中,AgX、AgY、AgZ均难溶于水,但存在溶解平衡。当达到平衡时,溶液中离子浓度的乘积是一个常数(此常数用Ksp表示,Ksp和水的KW相似)。
如:AgX(s)Ag+(aq)+X-(aq) Ksp(AgX)=c(Ag+)·c(X-)=1.8×10-10
AgY(s)Ag+(aq)+Y-(aq) Ksp(AgY)=c(Ag+)·c(Y-)=1.0×10-12
AgZ(s)Ag+(aq)+Z-(aq) Ksp(AgZ)=c(Ag+)·c(Z-)=8.7×10-17
(1)根据以上信息,判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度(用已被溶解的溶质的物质的量的浓度表示)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为__________________________。
(2)若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体,则c(Y-)________(填“增大“减小”或“不变”)。
(3)在25 ℃时,若取0.188 g的AgY(相对分子质量为188)固体放入100 mL水中(忽略溶液体积的变化),则溶液中Y-的物质的量浓度为_____ ___。
(4)①由上述Ksp判断,在上述(3)的体系中,能否实现AgY向AgZ的转化,并简述理由:
_________________________________________________________________________。
②在上述(3)体系中,能否实现AgY向AgX的转化?根据你的观点选答一项。
若不能,请简述理由:___________________________________________________________。
若能,则实现转化的必要条件是:_________________________________________________。
1.答案:C
解析:溶度积应是沉淀溶解平衡时难溶电解质在溶液中各离子浓度幂的乘积,A错。溶度积与温度有关,B错。Ca(OH)2的Ksp随温度升高而减小,D错。答案:C
2.答案:B
解析:A项沉淀开始溶解时,各离子的浓度没有必然的关系;B项正确;C项沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度保持不变,但不一定相等;D项沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,由于固体的浓度为常数,故平衡不发生移动。
3.答案:C
解析:在含AgCl固体的AgCl饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),当加入少量稀盐酸时,c(Cl-)增大,平衡逆向移动,c(Ag+)减小,溶解的氯化银质量减小,AgCl的溶解度减小;AgCl的Ksp只受温度影响,温度不变,AgCl的Ksp不变,故选C。
4.答案:C
解析:恒温下Ksp不变,加入CaO后,CaO与水反应生成Ca(OH)2,溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液,pH不变,A错误;加热,Ca(OH)2的溶解度减小,溶液的pH降低,B错误;加入Na2CO3溶液,沉淀溶解平衡向右移动,Ca(OH)2固体转化为少量CaCO3固体,固体质量增加,C正确;加入少量NaOH固体,平衡向左移动,Ca(OH)2固体质量增加,D错误。
5.答案:A
解析:Qc=c(Cl-)·c(Ag+)=0.01 mol·L-1×× mol·L-1≈9.8×10-7>1.8×10-10=Ksp,故有AgCl沉淀生成。
6.答案:C
解析:AgCl和Ag2CrO4阴、阳离子比类型不同,不能直接利用Ksp来比较二者溶解能力的大小,所以只有C对;其余三项叙述均错误。比较溶解度大小,若用溶度积必须是同类型,否则不能比较。
7.答案:B
解析:BaSO4不溶于水并不是绝对不溶,它存在溶解平衡,当沉淀溶解和生成的速率相等时,得到了BaSO4的饱和溶液,即建立了动态平衡BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq),A、C项错误,B项正确;升高温度,BaSO4溶解度增大,D项错误。答案:B
8.答案:C
解析:一般来说,溶解度小的沉淀容易转化成溶解度更小的沉淀。由实验现象知,白色沉淀(AgCl)→黄色沉淀(AgI)→黑色沉淀(Ag2S),则溶解度为:AgCl>AgI>Ag2S。答案:C
9.答案:C
解析:本题考查溶解平衡有关知识,意在考查考生的识图和运用所学知识解决问题的能力。BaSO4在水中存在着溶解平衡BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq),a点在平衡曲线上,加入Na2SO4会增大c(SO),平衡左移,c(Ba2+)应降低,A项错误;d点时溶液不饱和,蒸发溶剂水,c(SO)、c(Ba2+)均增大,B项错误;b点时溶液过饱和,有沉淀生成,C项正确;Ksp是一常数,温度不变Ksp不变,在曲线上的任意一点Ksp都相等,D项错误。答案:C
10.答案:D
解析:若HF完全电离,则0.1 mol·L-1 HF溶液的pH=1,但由Ksp(HF)=3.6×10-4可知,HF为弱电解质,不能完全电离,故0.1 mol·L-1 HF溶液的pH>1,A项错误。Ksp不随浓度变化而变化,B项错误。Ka(HF)===3.6×10-4,则c2(F-)=3.6×10-5,c(Ca2+)=0.1 mol·L-1,则Qc=c2(F-)·c(Ca2+)=3.6×10-6>1.46×10-10,体系中有CaF2沉淀析出,C项错误,D项正确。答案:D
11.答案:D
解析:由溶度积常数可以看出,卤化银中AgCl的溶解度最大,Ag2SO4和Ag2S相比,Ag2SO4的溶解度较大,AgCl达到沉淀溶解平衡时,c(Ag+)≈1.34×10-5 mol·L-1,由计算得溶解度最大的是Ag2SO4,A项正确;AgCl比Ag2S的溶度积常数大很多,则Ag2S更难溶,所以将AgCl溶解于水后,向其中加入Na2S可以生成黑色的Ag2S沉淀,B项正确;沉淀溶解平衡的建立是有条件的,外界条件改变时,平衡也会发生移动,C项正确;从溶度积常数可以看出,AgCl、AgBr、AgI溶度积常数逐渐减小,所以AgCl、AgBr、AgI三种物质在常温下的溶解度逐渐减小,D项错误。
12.答案:B
解析:A项,由于沉淀与溶解是一个平衡,故即使SO浓度再大,也有少量的Ag+存在,不正确;B项,根据图像,Ksp[Ag2SO4]=(2×10-2)2×5×10-2=2×10-5,而0.02 mol/L AgNO3溶液与0.02 mol/L的Na2SO4溶液等体积混合,离子积c2(Ag+)×c(SO)=(0.01)2×0.01=1×10-6<2×10-5,故没有沉淀生成,正确;C项,由B项解析知不正确;D项,a点到b点,如果是蒸发的话,Ag+和SO的浓度均会增大,而不是只增大SO的浓度。答案:B
13.答案:A
解析:因为a点和b点都在CuS的沉淀溶解平衡曲线上,Ksp是定值,A错误;因为Ksp(CuS)14.答案:B
解析:碘化银溶解是吸热的,温度越高电离出的离子越多,图像中c(I-):a>b,故T>20 ℃,故A错误;Ksp属于平衡常数的一种,只受温度影响,在相同温度下,曲线上的各点溶度积相同,温度越高,溶度积越大, 因此,AgI的溶度积Ksp(AgI):c=d=e<f,故B正确;20 ℃时,AgI粉末溶于饱和KI溶液中,碘化银溶解平衡逆向移动,c(Ag+)<1×10-b mol·L-1,故C错误;在d点饱和AgI溶液中加AgNO3粉末,d点沿de曲线向e点移动,故D错误。
15.答案:D
解析:根据SO最低浓度的负对数值p(SO)=-lg c(SO)与p(M2+)=-lg c(M2+)的关系图可知,根据Ksp=c(M2+)·c(SO),代入数据进行计算,三种沉淀的 Ksp大小顺序为Ksp(CaSO4)> Ksp(PbSO4) >Ksp(BaSO4),A错误;根据图像可知,a点在CaSO4曲线上,可表示CaSO4的饱和溶液,但是c(Ca2+)>c(SO),B错误;图中坐标数值越大,对应离子实际浓度越小,b点在PbSO4曲线的下方,表示PbSO4的过饱和溶液,且c(Pb2+)=c(SO),C错误;由于Ksp(CaSO4)>Ksp(BaSO4),溶解度较大的沉淀可以向溶解度更小的沉淀转化,向Ba2+浓度为10-5mol·L-1的废水中加入CaSO4粉末,沉淀由CaSO4转化为BaSO4沉淀,D正确。
16.答案: (1)AgBr (2)①变大 ②不变 ③变小 变大 ④变大 变小
解析:(1)AgNO3不足,先生成溶解度更小的AgBr。(2)①向AgBr饱和溶液中加入AgNO3,溶解平衡逆向移动,但c(Ag+)增大。②加入AgBr固体,对溶解平衡无影响,c(Ag+)不变。③因AgCl溶解度大于AgBr,加入AgCl固体时c(Ag+)增大,溶解平衡向左移动,c(Br-)变小。④因Ag2S溶解度小于AgBr,加入Na2S固体时生成Ag2S,溶解平衡向右移动,c(Br-)增大,但c(Ag+)减小。
17.答案: (1)1.0×10-10 (2)2.5×10-4 2.5×10-9 (3)MN 0.04 (4)4×10-5
解析:(1)由图可知,c(CO)=0时,c(Ba2+)=c(SO)=1.0×10-5 mol·L-1,则有Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c(SO)=1.0×10-5×1.0×10-5=1.0×10-10。(2)由图可知,当c(CO)>2.5×10-4 mol·L-1时,开始有BaCO3沉淀生成。图中c(CO)=2.5×10-4 mol·L-1时,c(Ba2+)=1.0×10-5 mol·L-1,则有Ksp(BaCO3)=c(Ba2+)·c(CO)=2.5×10-4×1.0×10-5=2.5×10-9。(3)BaSO4饱和溶液中存在溶解平衡:BaSO4(s)??Ba2+(aq)+SO(aq),加入Na2CO3,Ba2+与CO生成BaCO3沉淀,促使BaSO4的溶解平衡正向移动,溶液中c(SO)增大,c(Ba2+)减小,则MP为c(SO)的变化曲线,MN为c(Ba2+)的变化曲线。反应BaSO4(s)+CO(aq)??BaCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K====0.04。(4)当溶液中c(CO)=1×10-3 mol·L-1时,K==0.04,则有c(SO)=0.04×1×10-3 mol·L-1=4×10-5 mol·L-1,故溶解BaSO4的物质的量为4×10-5 mol·L-1×1 L=4×10-5 mol。
18.答案:(1)1 (2)100 mL (3)> (4)如下图:
解析:(1)加入NaCl之前,pAg=0,所以c(AgNO3)=1 mol·L-1。(2)由于c(Ag+)=10-6mol·L-1,所以Ag+沉淀完全,n(NaCl)=n(AgNO3)=0.01 L×1 mol·L-1=0.01 mol,所以V(NaCl)=100 mL。(3)AgCl在水中存在溶解平衡,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),相同温度下,c(Cl-)增大,平衡逆向移动,溶解度减小,温度升高,平衡右移,溶解度增大。(4)若把NaCl换成NaI,由于Ksp(AgI)更小,所以c(Ag+)更小,pAg更大。
19.答案:(1)S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ) (2)减小 (3)1.0×10-6 mol·L-1
(4)①能。Ksp(AgY)=1.0×10-12>Ksp(AgZ)=8.7×10-17
②能。当溶液中c(X-)>1.8×10-4 mol·L-1时,可实现AgY向AgX的转化,若要实现AgY向AgX的完全转化,必须保持溶液中的c(X-)>1.8×10-4 mol·L-1
解析:(1)根据各物质的Ksp可知其溶解度S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)。(2)由于AgY比AgX更难溶。则向AgY饱和溶液中加入AgX固体,则发生沉淀的转化:AgX(s)+Y-(aq)===AgY(s)+X-(aq),c(Y-)减小。(3)25 ℃时。Ksp(AgY)=1.0×10-12,即溶液达到饱和时,c(Ag+)=c(Y-)=1.0×10-12mol·L-1,可知100 mL水溶解AgY的质量约为:0.10 L×1.0×10-6 mol·L-1×188 g·mol-1=1.88×10-5 g<0.188 g,即0.188 g AgY固体放入100 mL水中,形成AgY的饱和溶液且固体还有剩余,则溶液中c(Y)=1.0×10-6 mol·L-1。(4)①由于Ksp(AgZ)Ksp(AgY),但当c(X-)>=1.8×10-4 mol·L-1时,也可实现AgY向AgX的转化。
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