3.4 沉淀溶解平衡 课堂练习
一、单选题
1.已知298K时,Fe(OH)2和Cu(OH)2的饱和溶液中,金属阳离子的物质的量浓度的负对数[-lgC(M2+)]与溶液pH的变化关系如a、b所示,已知该温度下,Ksp[Cu(OH)2]A.a线表示Fe(OH)2饱和溶液中的变化关系
B.除去CuSO4溶液中少量的Fe2+,可加入适量CuO
C.向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH,可转化为Y点对应的溶液
D.当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时,溶液中:c(Fe2+):c(Cu2+)=104.6:1
2.下列说法正确的是( )
A.某温度下,Ksp(AgCl)=1.8×10﹣10,Ksp (Ag2CrO4)=1.9×10﹣12,故Ag2CrO4更难溶
B.在CaCO3饱和溶液中,加入CaCl2固体,沉淀溶解平衡逆向移动,溶液中Ca2+浓度减小
C.溶度积常数Ksp与温度有关,温度越高,溶度积越大
D.在AgCl饱和溶液中,加入AgCl固体,平衡不移动
3.在室温下,下列叙述正确的是( )
A.将1mL1.0×10-5mol/L盐酸稀释到1000mL,溶液的pH=8
B.用pH=1的盐酸分别中和1mL pH=13的NaOH溶液和氨水,NaOH消耗盐酸的体积大
C.pH=2的盐酸与pH=1的硫酸比较,c(Cl-)=c(SO42-)
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中c(Cl-)/c(Br-)不变
4.下列化学方程式中,不能正确表达反应颜色变化的是( )
A.向CuSO4溶液中加入足量Zn粉,溶液蓝色消失Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4
B.澄清的石灰水久置后出现白色固体Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
C.Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色2Na2O2=2Na2O+O2↑
D.向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀3Mg(OH)2+2FeCl3=2Fe(OH)3+3MgCl2
5.已知298 K时,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5,则此温度下,饱和PbCl2溶液中c(Cl-)为( )
A.3.2×10-2 mol·L-1 B.2.5×10-2 mol·L-1
C.1.6×102 mol·L-1 D.4.1×10-2 mol·L-1
6.下列说法正确的是( )
A.25℃,稀释氨水,的电离度增大,溶液的导电能力增强
B.配制溶液,定容时俯视刻度线,会使所得溶液浓度偏大
C.25℃,向浓度均为的和混合溶液中滴加溶液,出现白色沉淀,说明
D.用试纸测得:溶液的约为9,溶液的约为8,说明电离出的能力比强
7.一定温度下,三种碳酸盐MCO3(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解平衡曲线如图所示.已知:pM=﹣lgc(M),p(CO32﹣)=﹣lgc(CO32﹣).下列说法正确的是( )
A.MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大
B.a点可表示MnCO3的饱和溶液,且c(Mn2+)>c(CO32﹣)
C.b点可表示CaCO3的饱和溶液,且c(Ca2+)<c(CO32﹣)
D.c点可表示MgCO3的不饱和溶液,且c(Mg2+)>c(CO32﹣)
8.下列叙述正确的是( )
A.反应2H2O2=2H2O+O2,加入FeCl3或升高温度都能增大反应的活化分子百分数
B.某原电池反应为Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液
C.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成,且活泼金属一定作负极.
D.向2.0 mL浓度均为0.1 mol L﹣1的KCl、KI混合溶液中滴加1~2滴0.01mol L﹣1AgNO3溶液,振荡,生成黄色沉淀,说明Ksp(AgI)比Ksp(AgCl)大
9.实验:①将0.1 mol·L-1的AgNO3溶液和0.1 mol·L-1的NaCl溶液等体积混合,得到浊液a,过滤,得到滤液b和白色沉淀c;
②取一部分沉淀c,向其中滴加0.1 mol·L-1的 KI溶液,沉淀变为黄色(AgI);
③往剩余的沉淀c中滴加0.1 mol·L-1的KBr溶液,沉淀变为淡黄色(AgBr)。
通过以上实验进行分析,下列有关结论错误的是( )
A.滤液b中:c(Na+)=c(NO)
B.实验②中反应达到平衡时,平衡常数表达式为K=
C.实验③中发生反应的化学方程式为AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)
D.根据实验②③可得出:Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)
10.根据下列实验操作和现象能得出相应结论的是( )
选项 实验操作和现象 结论
A 分别加热 Na2CO3和NaHCO3固体试管内壁均有水珠 两种物质均受热分解
B 新制氯水中加入碳酸钙粉末,有无色气体生成 酸性: HClO >H2CO3
C 将打磨过的铝箔加热,铝箔熔化但并不滴落 铝表面的氧化膜熔点高, 包在熔化的铝外面
D 向浓度均为0.1 mol·L-1的 NaCl和NaI的混合溶液中滴加少盘稀AgNO3溶液,生成黄色沉淀 Ksp( AgCl)<Ksp ( AgI)
A.A B.B C.C D.D
11.现将足量的AgCl分别放入下列物质中,AgCl的溶解度由大到小的顺序是( )
①20mL 0.01mol·L-1 KCl溶液 ②30mL 0.02mol·L-1 CaCl2溶液③40mL 0.03mol·L-1 HCl溶液
A.①>③>② B.①>②>③ C.②>①>③ D.③>②>①
12.在25 ℃时,FeS的Ksp=6.3×10-18,CuS的Ksp=1.3×10-36,ZnS的Ksp=1.3×10-24。下列有关说法中正确的是( )
A.25 ℃时,CuS的溶解度大于ZnS的溶解度
B.25 ℃时,饱和CuS溶液中Cu2+的浓度为1.3×10-36mol·L-1
C.向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S,只有FeS沉淀生成
D.除去某溶液中的Cu2+,可以选用FeS作沉淀剂
13.往含I﹣和Cl﹣的稀溶液中滴入AgNO3溶液,沉淀的质量m(沉淀)与加入AgNO3溶液体积V(AgNO3)的关系如图所示.则原溶液中 {#mathmL#}{#/mathmL#} 的比值为( )
A.{#mathmL#}{#/mathmL#}
B.{#mathmL#}{#/mathmL#}
C.{#mathmL#}{#/mathmL#}
D.{#mathmL#}{#/mathmL#}
14.25℃时,Fe(OH)2和Cu(OH)2的饱和溶液中,金属阳离子的物质的量浓度的负对数[-lgc(M2+)],已知该温度下,Ksp[Cu(OH)2]A.a线表示Fe(OH)2饱和溶液中的变化关系
B.向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH,可转化为Y点对应的溶液
C.除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2+,可加入适量CuO
D.当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时,溶液中 =104.6
15.已知:PbI2的Ksp=7.0×10-9,将7.5×10-3mol/L的KI溶液与一定浓度的Pb(NO3)2溶液按2∶1体积混合(忽略体积变化),则生成PbI2沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小浓度为( )
A.2.8×10-4 B.5.6×10-4 C.4.2×10-4 D.8.4×10-4
16.下列有关说法中错误的是( )
A.某温度时的混合溶液中 ,说明该溶液呈中性 为该温度时水的离子积常数
B.常温下,由水电离出的 的溶液的pH可能为2或12
C.已知 , ,向含有 、 且浓度均为0.010mol·L的溶液中逐滴加入0.010mol·L的 溶液时, 先产生沉淀
D.常温下 的 和 混合溶液中,
二、综合题
17.如图表示几种难溶氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol·L-1)。回答下列问题:
(1)向浓度均为0.1 mol/L的Cu2+,Ni2+混合溶液中加入烧碱,优先生成的沉淀是 (填化学式)。无法通过调节溶液pH的方法除去Ni(NO3)2溶液中含有的少量Co2+杂质,原因是 。
(2)向Cu(OH)2悬浊液中滴加饱和FeCl3溶液,反应的离子方程式为 ,已知 , ,该反应的平衡常数K= 。
18.按要求完成下列填空:
(1)AlCl3溶液蒸干并灼烧得到的物质是 (填化学式).
(2)泡沫灭火器灭火时发生反应的离子方程是 ;
(3)已知25℃时,Ksp[Cu(OH)2]=2×10﹣20,某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02mol L﹣1,如要生成Cu(OH)2 沉淀,应调整溶液的pH,使之大于 .
19.主要用作颜料、釉料及磁性材料,利用一种钴矿石(主要成分为,含少量、及铝、镁、钙等金属元素的氧化物)制取的工艺流程如图所示。
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液
沉淀物
完全沉淀的 3.7 9.6 9.2 5.2
回答下列问题:
(1)“溶浸”过程中,可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是 (写出一种即可),加入的作用是 。
(2)“氧化”过程中金属离子与反应的离子方程式为 ,由此推测还原性:Fe2+ Co2+(填“”或“”)。
(3)滤渣2的主要成分为 (写化学式),检验铁元素的离子已被完全沉淀的实验操作及现象;取少量待测液于试管中, 。
(4)已知某温度下,。该温度下,“沉淀除杂”时加入足量的溶液可将、沉淀除去,若所得滤液中,则滤液中为 (保留2位有效数字)。
(5)在空气中充分煅烧,除得到产品外还产生了,则反应中与的化学计量数之比为 。
20.工业上采用酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸( )形式存在]提取中药药剂 ,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)已知砷元素与 同一主族,其原子比 原子多两个电子层,则砷元素在周期表中的位置为 ,“沉砷”中与 反应的离子方程式为 。
(2)已知 与过量的 存在以下反应: ;“沉砷”中 的作用是 。
(3)验证“焙烧”过程中生成的是 的试剂是盐酸和 (写名称),写出对应反应的离子方程式: 。
(4)用稀硫酸调节 ,写出由 制备 发生反应的化学方程式: 。
21.按要求填空。
(1)今有①CH3COOH ②HCl ③H2SO4三种溶液,当它们温度相同、pH相同时,其物质的量浓度由大到小排列的顺序是 (用序号表示).
(2)某温度下,纯水中的c(H+)=2.0×10﹣7mol/L,则此时溶液中c(OH﹣)为 mol/L.
(3)在25℃下,向浓度均为0.1mol L﹣1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,请写出最先生成沉淀的离子方程式为 .
(已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10﹣11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10﹣20).
(4)下列说法不正确的是 (填序号).
A.用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小
B.物质的溶解度随温度的升高而增加,故物质的溶解都是吸热的
C.除去氯化钠溶液中的Mg2+,用NaOH溶液沉淀Mg2+比用Na2CO3溶液效果好,说明相同温度时Mg(OH)2的溶解度比MgCO3大
D.沉淀反应中常加适当过量的沉淀剂,其目的是使相关离子沉淀完全.
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.根据图像,曲线b的Ksp=10-3.1×(10-6)2=10-15.1,曲线a的Ksp=10-11.7×(10-4)2=10-19.7,已知该温度下,Ksp[Cu(OH)2]B、Ksp[Cu(OH)2]C、向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH溶液,氢氧根离子浓度增大,Cu2+的浓度减小,而图中X到Y时,Cu2+的浓度不变,故C不符合题意。
D、Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)×c2(OH-)=10-3.1×(10-6)2=10-15.1,Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)×c2(OH-)=10-11.7×(10-4)2=10-19.7,当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时,溶液中c(Fe2+)/c(Cu2+)=Ksp[Fe(OH)2]/Ksp[Cu(OH)2]=10-15.1/10-19.7=104.6,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据图像,曲线b的Ksp=10-3.1×(10-6)2=10-15.1,曲线a的Ksp=10-11.7×(10-4)2=10-19.7,已知该温度下,Ksp[Cu(OH)2]2.【答案】D
【解析】【解答】解:A.AgCl饱和所需Ag+浓度c(Ag+)= = =1.8×10﹣8mol/L,Ag2CrO4饱和所需Ag+浓度c(Ag+)= = mol/L=4.36×10﹣5mol/L,则1.8×10﹣8mol/L<4.36×10﹣5mol/L,所以Cl﹣先沉淀,则AgCl更难溶,故A错误;
B.加入CaCl2固体,虽然平衡逆向移动,但Ca2+浓度增大,故B错误;
C.如升高温度,溶解度降低,则溶度积减小,故C错误;
D.为饱和溶液,加入固体,浓度不变,平衡不移动,故D正确.
故选D.
【分析】A.根据Ksp(AgCl)、Ksp(Ag2CrO4)计算生成AgCl、Ag2CrO4沉淀时银离子的浓度,比较大小后确定谁先沉淀;
B.加入CaCl2固体,Ca2+浓度增大;
C.如升高温度,溶解度降低,则溶度积减小;
D.为饱和溶液,加入固体,浓度不变.
3.【答案】D
【解析】【解答】A、室温下,酸无限稀释,pH接近与7,不能超过7,A不符合题意;
B、NaOH为强碱,NH3·H2O为弱碱,相同pH时,c(NH3·H2O)>c(NaOH),因此用盐酸中和相同体积的两种溶液,氨水消耗盐酸体积大,B不符合题意;
C、pH=2的盐酸,c(H+)=10-2mol·L-1,溶液c(Cl-)约为10-2mol·L-1,pH=1的硫酸中,c(H+)=0.1mol·L-1,c(SO42-)约为0.05mol·L-1,因此c(Cl-)不等于c(SO42-),C不符合题意;
D、向AgCl、AgBr饱和溶液中加入少量AgNO3溶液,溶液仍为饱和,c(Cl-)/c(Br-)=[c(Cl-)×c(Ag+)]/[c(Br-)×c(Ag+)]=Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr),即比值不变,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.酸溶液稀释,其pH值仍小于7;
B.pH=13的NaOH溶液和氨水中,c(NH3·H2O)>c(NaOH);
C.盐酸和硫酸都属于强酸,根据pH得出溶液中c(H+),从而得出c(HCl)、c(H2SO4),从而比较阴离子浓度大小;
D.结合溶度积的表达式进行分析;
4.【答案】C
【解析】【解答】A.金属活动性Zn>Cu,加入CuSO4溶液中发生置换反应,形成ZnSO4溶液,CuSO4溶液显蓝色,ZnSO4溶液无色,因此可观察到溶液蓝色消失,选项正确,A不符合题意;
B.澄清石灰水久置后与空气中的CO2反应生成CaCO3沉淀,可观察到溶液中出现白色固体,选项正确,B不符合题意;
C.Na2O2在空气中放置后,能与空气中的CO2反应生成Na2CO3,Na2CO3为白色固体,因此可观察到固体由淡黄色变为白色,选项错误,C符合题意;
D.由于Ksp[Fe(OH)3]故答案为:C
【分析】根据过程中发生反应的化学方程式,结合物质的颜色变化进行分析。
5.【答案】A
【解析】【解答】PbCl2在饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:PbCl2(s) Pb2+(aq)+2Cl-(aq),假设Cl-为x,则Pb2+浓度为 x,由于Ksp(PbCl2)=c(Pb2+)·c2(Cl-)=1.6×10-5,则 x×x2=1.6×10-5,x3=3.2×10-5,x= mol/L= mol/L=3.2×10-2 mol/L,
故答案为A。
【分析】根据Ksp的表达式进行计算即可。
6.【答案】B
【解析】【解答】A.加水稀释,虽然促进电离,但溶液浓度减小,导电能力减小,故A不符合题意;
B.配制一定物质的量浓度的溶液,定容时俯视容量瓶的刻度线,会导致加入的蒸馏水体积偏小,配制的溶液体积减小,所以溶液的浓度偏大,故B符合题意;
C.硫酸钡、硫酸钙均为白色沉淀,由沉淀生成,不能比较Ksp,故C不符合题意;
D.两种钠盐溶液的浓度未知,则无法判断哪种钠盐水解程度大,所以无法判断酸根离子对应的酸的酸性强弱,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.加水稀释促进电离,但溶液离子浓度减小,导电能力减小;
B.定容时俯视容量瓶的刻度线,会导致体积偏小,依据判断;
C.硫酸钡、硫酸钙均为白色沉淀,由沉淀生成,不能比较Ksp;
D.两种钠盐溶液的浓度未知,无法判断。
7.【答案】C
【解析】【解答】解:A.pM相等时,图线中p(CO32﹣)数值越大,实际浓度越小,因此,MgCO3、CaCO3、MnCO3 的Ksp依次减小,故A错误;
B.a点可表示MnCO3的饱和溶液,pM=p(CO32﹣),所以c(Mn2+)=c(CO32﹣),故B错误;
C.b点可表示CaCO3的饱和溶液,pM>p(CO32﹣),所以c(Ca2+)<c(CO32﹣),故C正确;
D.pM数值越小,实际浓度越大,已知c点不在曲线上,而在曲线下面,则c点表示MgCO3 的过饱和溶液,pM>p(CO32﹣),所以c(Mg2+)<c(CO32﹣),故D错误;
故选:C.
【分析】A.pM相等时,图线中p(CO32﹣)数值越大,实际浓度越小;
B.a点可表示MnCO3的饱和溶液,pM=p(CO32﹣);
C.b点可表示CaCO3的饱和溶液,pM>p(CO32﹣);
D.pM数值越大,实际浓度越小,则c点可表示MgCO3 的不饱和溶液,pM>p(CO32﹣).
8.【答案】A
【解析】【解答】解:A、对于反应2H2O2=2H2O+O2,使用催化剂或升高温度活化分子百分数都增大,故A正确;
B、装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液,氯离子向负极移动,与电解池中银离子生成难溶的氯化银,所以装置中的盐桥中不可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液,故B错误;
C、原电池的两电极可以是活泼性不同金属、一种金属一种非金属、两种非金属,所以不一定是活动性不同的两种金属组成,故C错误;
D、沉淀为黄色,说明沉淀是AgI,AgI的溶解度小于AgCl的溶解度,也就是AgCl的KSP比AgI的KSP大,故D错误.
故选A.
【分析】A、对于反应2H2O2=2H2O+O2,使用催化剂或升高温度活化分子百分数都增大;
B、装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液,氯离子向负极移动,与电解池中银离子生成难溶的氯化银;
C、原电池的两电极可以是活泼性不同金属、一种金属一种非金属、两种非金属;
D、沉淀呈黄色,说明沉淀是AgI,也就意味着AgCl的Ksp比AgI的大.
9.【答案】D
【解析】【解答】A.将0.1 mol·L-1的AgNO3溶液和0.1 mol·L-1的NaCl溶液等体积混合,过滤,根据物料守恒,滤液b中:c(Na+)=c(NO)=0.05 mol·L-1,故A不符合题意;
B.实验②反应方程式是AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq),反应达到平衡时,平衡常数表达式为K=,故B不符合题意;
C.实验③沉淀氯化银转化为溴化银,发生反应的化学方程式为AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq),故C不符合题意;
D.根据实验②③可得出:Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),但不能判断Ksp(AgBr)、Ksp(AgI)的大小,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据物料守恒分析;
B.依据沉淀转化平衡常数表达式书写;
C.依据沉淀转化,氯化银转化为溴化银;
D.不能判断Ksp(AgBr)、Ksp(AgI)的大小。
10.【答案】C
【解析】【解答】A.碳酸氢钠加热分解,碳酸钠不能,可能是碳酸钠不干燥导致的,故A不符合题意;
B.氯水含氢离子,与碳酸钙反应生成二氧化碳,则有气体生成,与盐酸的酸性大于碳酸的酸性有关,而酸性为HClO<H2CO3,故B不符合题意;
C.氧化铝的熔点高,包裹在Al的外面,可观察到熔化的铝不滴落,故C符合题意;
D.溶度积越小的越易生成沉淀,则出现黄色沉淀,说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.碳酸氢钠加热分解,碳酸钠不能分解;
B.氯水含氢离子,与碳酸钙反应生成二氧化碳;
C.氧化铝的熔点高;
D.溶度积越小的越易生成沉淀。
11.【答案】A
【解析】【解答】①20mL 0.01mol·L-1 KCl溶液氯离子浓度为0.01mol·L-1;②30mL 0.02mol·L-1 CaCl2溶液中氯离子浓度为0.04mol·L-1;③40mL 0.03mol·L-1 HCl溶液中氯离子浓度为0.03 mol·L-1,所以氯化银的溶解度由大到小的顺序为:①>③>②,
故答案为:A。
【分析】AgCl存在沉淀溶解平衡AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq),所以溶液中存在的Ag+、Cl-会对AgCl的溶解度造成影响,银离子或氯离子浓度越小,氯化银的溶解度越大。
12.【答案】D
【解析】【解答】A、CuS和ZnS为同类型的沉淀, Ksp(CuS)B、Ksp(CuS)=c(Cu2+)c(S2-) =1.3×10-36, 则饱和CuS溶液中Cu2+的浓度为,故B错误;
C、混合液中逐滴加入Na2S,Ksp小的先沉淀,因此最先出现沉淀的是ZnS,故C错误;
D、Ksp(CuS)故答案为:D。
【分析】A、同类型的沉淀,Ksp越大,溶解度越大;
B、根据Ksp(CuS)=c(Cu2+)c(S2-)计算;
C、Ksp小的先沉淀;
D、CuS的溶解度小于FeS,能发生沉淀的转化。
13.【答案】C
【解析】【解答】解:因为I﹣+Ag+=AgI↓,Cl﹣+Ag+=AgCl↓,可以看出I﹣、Cl﹣跟Ag+反应都是1:1的关系,由图中可知:AgI的沉淀量为V1(黄色沉淀是AgI),而AgCl的沉淀量为V2﹣V1,所以c(I﹣):c(Cl﹣)= {#mathmL#}{#/mathmL#} .
故选C.
【分析】根据沉淀溶解平衡常数:Ksp越小的越先形成沉淀,根据离子反应实质和图中数据来计算回答即可.
14.【答案】D
【解析】【解答】已知Ksp[Cu(OH)2]A. 相同条件下,根据氢氧化物的溶解度与pH的关系可知:物质的溶解度越大,溶液的pH越大,所以曲线a表示Cu(OH)2,A不符合题意;
B. 向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH溶液,氢氧根离子浓度增大,Cu2+的浓度减小,而图中X到Y时,Cu2+的浓度不变,B不符合题意;
C. 由于Ksp[Cu(OH)2]D. 当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时,存在Fe(OH)2(s)+Cu2+(aq) Cu(OH)2(s)+Fe2+(aq),Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)×c2(OH-)=10-3.1×(10-6)2=10-15.1,Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)×c2(OH-)=10-11.7×(10-4)2=10-19.7,k= = = =104.6,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】图像的纵坐标为-lgc(M2+),故数值越大,c(M2+)越小。由于Ksp[Cu(OH)2]15.【答案】D
【解析】【解答】KI与Pb(NO3)2溶液按体积比为2:1混合,混合后溶液体积增加,碘离子物质的量浓度减小为原来的 ,c(I-)=7.5×10-3 mol/L× =5×10-3 mol/L;PbI2沉淀溶解平衡为:PbI2(s) Pb2++2I-;c(Pb2+)×[c2(I-)]=Ksp所以c(Pb2+)= =2.8×10-4mol/L,所以原Pb(NO3)2溶液中c(Pb2+)=2.8×10-4 mol/L×3=8.4×10-4 mol/L,
故答案为:D。
【分析】c(Pb(NO3)2)=原来=c(Pb2+)原来=3c(Pb2+)混合液=Ksp/c(I-)2混合液
16.【答案】C
【解析】【解答】A.某温度时的混合溶液中 ,而 ,说明 ,则溶液一定为中性,故A不符合题意;
B.常温时, ,由水电离出的 ,说明水的电离受到抑制,则该溶液可能是酸,也可能是碱,如果为酸溶液,则 ,如果为碱溶液,则 ,故B不符合题意;
C.已知 , ,则析出沉淀时,AgCl溶液中 , 溶液中 ,所以 先产生沉淀,故C符合题意;
D.常温下 的 和 混合溶液呈中性,则 ,结合电荷守恒可知: ,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】本题主要考查水的电离,弱电解质的电离,难溶电解质的溶解平衡,注意结合溶液的溶质成分以及溶液中离子平衡问题进行分析解答。
17.【答案】(1)Cu(OH)2;Ni2+和Co2+完全沉淀时pH相差不大
(2)2Fe3+(aq)+3Cu(OH)2(s) 2Fe(OH)3(s)+3Cu2+(aq);5.0×1015
【解析】【解答】(1)根据图示可知在含有相同物质的量浓度的Cu2+和Ni2+的溶液中加入烧碱,Cu(OH)2沉淀所需的pH较小,故其优先沉淀,从图示关系可看出,Co2+和Ni2+完全沉淀的pH范围相差太小,无法控制溶液的pH,故不宜采用调节溶液pH的方法来除去;答案为Cu(OH)2,Ni2+和Co2+完全沉淀时pH相差不大。
(2)Cu(OH)2悬浊液中滴加饱和FeCl3溶液,会发生反应生成更难溶的Fe(OH)3沉淀,离子方程式为2Fe3+(aq)+3Cu(OH)2(s) 2Fe(OH)3(s)+3Cu2+(aq),则平衡常数的表达式为K= ,Cu(OH)2(s) Cu2++2OH-,Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)×c2(OH-),c(Cu2+)= ,Fe(OH)3(s) Fe3++3OH-,Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-),c(Fe3+)= ,所以K= = = = = =5×1015;答案为2Fe3+(aq)+3Cu(OH)2(s) 2Fe(OH)3(s)+3Cu2+(aq),5×1015。
【分析】根据题中图示信息可判断生成Cu(OH)2沉淀需要pH值小先沉淀,由题中图示信息可判断Ni(NO3)2溶液中含有的少量Co2+杂质,不能用调pH的办法除去;根据沉淀的转化,向生成更难溶的沉淀方向转化,可写出离子方程式,由平衡常数的表达式和Ksp的值计算;据此解答。
18.【答案】(1)Al2O3
(2)Al3++3HCO3﹣=Al(OH)3↓+3CO2↑
(3)5
【解析】【解答】解:(1)氯化铝为强酸弱碱盐,Al3+发生水解,水解的方程式为Al3++3H2O Al(OH)3+3H+,水解后溶液呈酸性,蒸干和灼烧过程中,HCl挥发,Al(OH)3不稳定,灼烧时分解生成Al2O3,
故答案为:Al2O3;
(2.)硫酸铝和碳酸氢钠能发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,离子方程式为Al3++3HCO3﹣=Al(OH)3↓+3CO2↑,
故答案为:Al3++3HCO3﹣=Al(OH)3↓+3CO2↑;
(3.)某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02mol/L,如果生成Cu(OH)2沉淀,则应有c(OH﹣)≥ mol/L=10﹣9mol/L,则c(H+)≤ mol/L=10﹣5mol/L,
所以pH≥﹣lg(10﹣5)=5,所以应调节pH大于5,
故答案为:5;
【分析】(1)根据AlCl3属于强酸弱碱盐,在溶液中存在水解平衡,氯化铝易水解生成氢氧化铝和HCl,升高温度HCl易挥发,蒸干溶液得到的固体是氢氧化铝,灼烧氢氧化铝,氢氧化铝分解生成氧化铝,所以最终得到的固体是氧化铝;(2)硫酸铝和碳酸氢钠能发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体;(3)根据Ksp=c(Cu2+) [c(OH﹣)]2=2×10﹣20,根据Cu2+离子的浓度计算OH﹣离子的浓度,根据水的离子积常数计算氢离子浓度,并以此计算溶液pH值;
19.【答案】(1)适当升温、粉碎矿石、适当增加稀硫酸浓度、搅拌等;将、还原为、
(2);>
(3)、;滴入几滴,振荡,溶液不变红
(4)
(5)
【解析】【解答】钴矿石中加入稀硫酸和Na2SO3,可得Co2+、Fe2+、Al3+、Mg2+、Ca2+,加入的Na2SO3主要是将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+,后向滤液中加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+,加入Na2CO3调pH,可以使Fe3+、Al3+沉淀,过滤后所得滤液主要含有Co2+、Mg2+、Ca2+,滤渣2为氢氧化铁和氢氧化铝,再用NaF溶液除去钙、镁,过滤后,向滤液中加入草酸铵溶液得到二水合草酸钴,煅烧后制得Co2O3,据此分析解答。
(1)溶浸过程中,适当升温、粉碎矿石、适当增加稀硫酸的浓度等均可以加快反应速率和提高原料利用率;Na2SO3是还原剂,主要是将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+,故答案为:适当升温、粉碎矿石、适当增加稀硫酸的浓度等;将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+;
(2)“氧化”过程中金属离子Fe2+与反应,其离子方程式为6Fe2+++6H+=6Fe3++Cl +3H2O;Fe2+与反应而Co2+不反应,说明还原性;故答案为:6Fe2+++6H+=6Fe3++Cl +3H2O;>;
(3)用Na2CO3调节溶液pH,使Fe3+和Al3+全部转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,达到除去Fe3+和Al3+的目的,故滤渣2为氢氧化铁和氢氧化铝;检验铁元素的离子即Fe3+已被完全沉淀的实验操作及现象;取少量待测液于试管中,滴入几滴,振荡,溶液不变红;故答案为:、;滴入几滴,振荡,溶液不变红;
(4)c(Ca2+):c(Mg2+)=[c(Ca2+)·c2(F )]:[c(Mg2+)·c2(F )]=Ksp(CaF2):Ksp(MgF2)=34:71,所以c(Ca2+)=1.0×10 5mol·L 1×≈4.8×10 6 mol·L 1;故答案为:4.8×10 6 mol·L 1;
(5)在空气中充分煅烧,除得到产品外还产生了,煅烧时发生反应:4CoC2O4·2H2O+3O22Co2O3+8CO2+8H2O,CoC2O4·2H2O与O2的化学计量数之比为4∶3;故答案为:4:3;
【分析】(1)加热、增大反应面积和反应物浓度都可以提高;亚硫酸根具有还原性,可以还原铁和钴;
(2)亚铁被氯酸钠氧化而钴离子不会,故还原性亚铁离子更强;
(3)铁、铝在碱性环境下生成氢氧化物的沉淀;硫氰根验证铁离子;
(4)由MgF2的Ksp可以得到F离子的浓度,进而由CaF2的Ksp得到钙离子浓度;
(5)根据反应物和产物以及电子转移情况配平反应方程式。
20.【答案】(1)第四周期VA族;
(2)与过量的 结合生成 沉淀,防止 与 结合生成 (或与 结合生成 沉淀,使平衡左移,提高“沉砷”效果,)
(3)硫氰化钾; 、 (或其他合理答案)
(4)
【解析】【解答】(1)已知砷元素与N同一主族,其原子比N原子多两个电子层,则砷元素在周期表中的位置为第四周期ⅤA族,“沉砷”中与Na2S反应的离子方程式为2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O,故答案为:第四周期ⅤA族;2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O;
(2)FeSO4的作用是除去过量的硫离子,As2S3+3S2- 2 使平衡逆向进行,提高沉砷效果,亚铁离子与过量的S2-结合生成FeS沉淀,防止As2O3与S2-结合生成 ,故答案为:与过量的 结合生成 沉淀,防止 与 结合生成 (或与 结合生成 沉淀,使平衡左移,提高“沉砷”效果);
(3)验证“焙烧”过程中生成的是Fe2O3的试剂是盐酸(或硫酸)和硫氰化钾,现象为溶液变红,对应反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、 ,故答案为:盐酸(或硫酸)和硫氰化钾;溶液变红;Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、 ;
(4)调节pH=0时,由Na3AsO4制备As2O3的化学方程式为2Na3AsO4+2SO2+H2SO4=As2O3↓+3Na2SO4+H2O,故答案为:2Na3AsO4+2SO2+H2SO4=As2O3↓+3Na2SO4+H2O。
【分析】(1)利用“沉砷”中H3AsO3与Na2S反应生成As2S3书写;
(2)除去过量的硫离子,As2S3+3S2- 2 使平衡逆向进行,提高沉砷效果;
(3)验证“焙烧”过程中生成的是Fe2O3,先加入盐酸(或硫酸)生成Fe3+,再加硫氰化钾溶液检验Fe3+;
(4)利用SO2与Na3AsO4制备As2O3。
21.【答案】(1)①>②>③
(2)2×10﹣7
(3)Cu2++2NH3 H2O Cu(OH)2↓+2NH4+
(4)B;C
【解析】【解答】解:(1)当它们pH相同时,溶液中氢离子浓度相同,假设提供1mol/L的氢离子,需要醋酸浓度应大于1mol/L;需要②溶液浓度为1mol/L;需要③H2SO4 溶液浓度为0.5mol/L;其物质的量浓度由大到小排列的是①>②>③,
故答案为:①>②>③;
(2.)纯水永远显中性,故某温度下纯水中的C(H+)=2×10﹣7mol/L,则此时溶液中的C(OH﹣)=2×10﹣7mol/L,故答案为:2×10﹣7mol/L;
(3.)溶度积常数越小的物质越先沉淀,氢氧化铜的溶度积小于氢氧化镁的溶度积,所以氢氧化铜先沉淀,铜离子和氨水反应生成氢氧化铜沉淀和铵根离子,离子方程式为Cu2++2NH3 H2O Cu(OH)2↓+2NH4+,
故答案为:Cu2++2NH3 H2O Cu(OH)2↓+2NH4+;
(4.)A、氯化银饱和溶液中存在沉淀溶解平衡,氯离子浓度增大,平衡向生成沉淀方向进行,所以用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小,故A正确;
B、物质的溶解度不一定随温度的升高而增大,如氢氧化钙溶液随温度的升高溶解度减小,故B错误;
C、Mg(OH)2的溶解度比MgCO3小;故C错误;
E、为使离子完全沉淀,加入过量的沉淀剂,能使离子沉淀完全;故D正确
故选BC.
【分析】(1)pH相同溶液中氢离子浓度相同,依据醋酸是弱酸,硫酸是二元酸分析判断;(2)依据纯水存在电离平衡,电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相同来分析;(3)根据溶度积常数确定先沉淀的物质,溶度积常数越小的物质越先沉淀,铜离子和氨水反应生成氢氧化铜和铵根离子;(4)A、依据氯化银沉淀溶解平衡分析,氯离子浓度增大,平衡向沉淀方向进行;
B、物质的溶解度不一定随温度的升高而增大;
C、Mg(OH)2的溶解度比MgCO3小;
D、为使离子完全沉淀,加入过量的沉淀剂,能使离子沉淀完全.