3.4 沉淀溶解平衡 (含解析)课堂同步练2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1

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名称 3.4 沉淀溶解平衡 (含解析)课堂同步练2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-11-09 10:22:49

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3.4 沉淀溶解平衡 课堂同步练
一、单选题
1.某酸性化工废水中含有Ag+、Pb2+等重金属离子。有关数据如下:
在废水排放之前,用沉淀法除去这两种离子,应该加入的试剂是(  )
A.氢氧化钠 B.硫化钠 C.碘化钾 D.氢氧化钙
2.BaSO4又叫重晶石,可用作胃肠道造影剂,下列关于BaSO4的说法错误的是(  )
A.BaSO4属于强电解质
B.BaSO4悬浊液中存在
C.可用BaCO3代替BaSO4作胃肠道造影剂
D.在BaSO4悬浊液中,加入少量BaCl2固体,得到的悬浊液中c(Ba2+)增大
3.已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.5×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,则下列难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小顺序正确的是(  )
A.AgCl>AgI>Ag2CrO4 B.AgCl>Ag2CrO4>AgI
C.Ag2CrO4>AgCl>AgI D.Ag2CrO4>AgI>AgCl
4.已知常温下:Ksp(AgCl)=1.8×10﹣10 mol2 L﹣2,Ksp(Ag2CrO4)=1.9×10﹣12 mol3 L﹣3,下列叙述正确的是(  )
A.AgCl在饱和NaCl溶液中的Ksp比在纯水中的Ksp小
B.向AgCl的悬浊液中滴加浓氨水,沉淀溶解,说明AgCl的溶解平衡向右移动
C.将0.001 mol L﹣1AgNO3溶液滴入0.001 mol L﹣1的KCl和0.001 mol L﹣1的K2CrO4溶液中先产生Ag2CrO4沉淀
D.向AgCl的悬浊液中加入NaBr溶液,白色沉淀转化为淡黄色,说明Ksp(AgCl)<Ksp(AgBr)
5.研究发现,在牙膏中添加氟化物能起到预防龋齿的作用,这是因为氟离子能与牙齿表面的釉质层{主要成分是羟基磷灰石}发生反应生成氟磷灰石:。下列说法错误的是(  )
A.该反应的平衡常数表达式为
B.常温下,氟磷灰石的比羟基磷灰石的大
C.相比羟基磷灰石,氟磷灰石能够抵抗有机酸对牙齿的侵蚀
D.反应达到平衡时,羟基磷灰石的溶解速率等于氟磷灰石的溶解速率
6.25℃时,PbR(R2﹣为SO42﹣或CO32﹣)的沉淀溶解平衡曲线如图.已知Ksp(PbCO3)<Ksp(PbSO4),下列说法不正确的是(  )
A.曲线a表示PbCO3
B.以PbSO4、Na2CO3和焦炭为原料可制备Pb
C.当PbSO4和PbCO3沉淀共存时,溶液中 =105
D.向X点对应的饱和溶液中加入少量Pb(NO3)2,可转化为Y点对应的溶液
7.Cu(OH)2在水中存在着如下溶解平衡:Cu(OH)2 (s) Cu2+(aq)+2OH﹣ (aq),在常温下Ksp[Cu(OH)2]=2×10﹣20.某CuSO4溶液中,c(Cu2+)=0.02mol L﹣1,在常温下要生成Cu(OH)2沉淀,需要向CuSO4溶液中加入碱溶液来调节溶液的pH,使溶液的pH大于(  )
A.2 B.3 C.4 D.5
8.绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其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.图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度
B.图中各点对应的Ksp的关系为:Ksp(m)=Ksp(n)<Ksp(p)<Ksp(q)
C.向m点的溶液中加入少量Na2S固体,溶液组成由m沿mpn线向p方向移动
D.温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
9.下列实验操作能达到实验目的的是(  )
  目的 操作
A 测定NaClO溶液的pH 取一张pH试纸放在表面皿上,用洁净的玻璃棒蘸取待测液点滴于试纸的中部,与标准比色卡对比
B 验证Ksp(AgCl)>Ksp( AgI) 取2 mL0. 1mol·L-1AgNO3溶液,先后滴加3滴0.1mol·L-1NaCl溶液和5滴0.1mol·L-1KI溶液,先生成白色沉淀,后又产生黄色沉淀
C 证明Na2CO3溶液中存在水解平衡 向含有酚酞的Na2CO3溶液中滴入BaCl2溶液,观察溶液的变化
D 检验Fe(NO3)2晶体是否已 氧化变质 将Fe(NO3)2样品溶于稀盐酸后,滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红
A.A B.B C.C D.D
10.下列说法正确的是(  )
A.某物质的溶解性为难溶,则该物质不溶于水
B.H2S为二元弱酸,其电离方程式为:H2S 2H++S2-
C.已知:常温下,AgCl的Ksp=1.8×10-10。向99mL 0.01 mol/L KCl溶液中,加入1mL 0.01mol/LAgNO3溶液(忽略混合时溶液体积的变化),立即产生白色沉淀
D.NaHCO3溶于水会水解,该水解反应可表示为:HCO3-+H2O H3O++CO32-
11.下列实验不能达到预期实验目的的是(  )
选项 实验 实验目的
A 室温下,用pH计测定浓度均为0.1mol/L的溶液和溶液的pH 比较和的酸性强弱
B 向盛有溶液的试管中滴加2滴0.1mol/L的溶液,产生白色沉淀后,再滴加2滴0.1mol/L的溶液,又产生红褐色沉淀 验证该温度下
C 用铁片、铜片、稀硫酸等组成原电池 比较铁、铜的金属性强弱
D 室温下,分别向2支试管中加入相同体积、相同浓度的溶液,再分别加入相同体积、不同浓度的稀硫酸 研究浓度对反应速率的影响
A.A B.B C.C D.D
12.T℃时,和的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知为浓度的负对数,pN为阴离子浓度的负对数。下列说法正确的是(  )
A.曲线I表示沉淀溶解平衡曲线
B.Z点对应的为
C.Y点对应的溶液是不饱和溶液
D.T℃时,在平衡体系中
13.下列说法中正确的是(  )
A.相同温度下,将足量氯化银固体分别放入相同体积的①蒸馏水 ②0.1 mol/L盐酸③0.1 mol/L氯化镁溶液 ④0.1 mol/L硝酸银溶液中,Ag+浓度:①>④=②>③
B.在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,c(Ba2+)增大
C.向Mg(OH)2悬浊液中滴加FeCl3溶液,沉淀变为红褐色,说明溶解度Mg(OH)2>Fe(OH)3
D.已知I3﹣ I2+I﹣,向盛有KI3溶液的试管中加入适量CCl4,振荡静置后CCl4层显紫色,说明KI3在CCl4中的溶解度比在水中的大
14.下列说法中正确的是(  )
A.钡中毒患者可尽快使用苏打溶液洗胃,随即导泻使Ba2+转化为BaCO3而排出
B.珊瑚虫从周围海水中获取Ca2+和 ,经反应形成石灰石(CaCO3)外壳,逐渐形成珊瑚
C.水中的Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2,受热易分解生成难溶性的MgCO3、CaCO3,故水垢的主要成分是MgCO3、CaCO3
D.使用含氟牙膏预防龋齿利用了盐类水解的原理
15.某化学研究性学习小组在学习了《化学反应原理》后作出了如下的归纳总结,归纳正确的是(  )
①常温下,pH=3的醋酸溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,则有
c (Na+) + c(H+)=c(OH-) + c(CH3COO-)
②对已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,生成物的百分含量一定增加
③常温下,AgCl在同物质的量浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同
④常温下,已知醋酸电离平衡常数为Ka,醋酸根水解平衡常数为Kh,水的离子积为Kw,则有:Ka ∶Kh=Kw
A.①④ B.①②④ C.②③ D.③④
16.含有较多Ca2+、Mg2+和HCO3-的水称为暂时硬水,加热可除去Ca2+、Mg2+,使水变为软水.现有一锅炉厂使用这种水,试判断其水垢的主要成分为(  ) (已知Ksp(MgCO3)=6.8×10﹣6,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10﹣12)
A.CaO、MgO B.CaCO3、MgCO3
C.CaCO3、Mg(OH)2 D.CaCO3、MgO
二、综合题
17.某实验科研小组研制了一种从废旧的含镍催化剂( 主要成分为NiO,另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)回收镍的新工艺。工艺流程如下图:
回答下列问题:
(1)浸出渣主要成分为CaSO4↓·2H2O和   两种物质。
(2)右图表示镍的浸出率与温度的关系,当浸出温度高于70℃时,镍的浸出率降低,浸出渣中Ni(OH)2含量增大,其原因是   。
(3)工艺流程中的“副产品”为   (填化学式)。
(4)已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH 如下表:
氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Ni(OH)2
开始沉淀的pH 1.5 6.5 7.7
沉淀完全的pH 3.7 9.7 9.2
操作B是为了除去滤液中的铁元素,某同学设计了如下实验方案:向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液,调节溶液pH为3.7~7.7,静置,过滤。请对该实验方案是否正确进行判断并做出评价:    (若原方案正确,请说明理由;若原方案错误,请加以改正)。
(5)操作C是为了除去溶液中的Ca2+,若控制溶液中F-浓度为3×10-3 mol·L-1,则溶液中 =   。(常温时,Ksp(CaF2)=2.7×10-11)
(6)电解产生2NiOOH·H2O的原理分两步:
①碱性条件下Cl-在阳极被氧化为ClO-;生产1mol ClO-,消耗OH-   mol。
②Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH·H2O沉淀。则该步反应的离子方程式为   。
18.向含有AgI的饱和溶液中,分别进行如下操作:
(1)加入固体AgNO3,则c(I﹣)   
(2)若改加更多的AgI固体,则c(Ag+)   
(3)若改加AgBr固体,则c(I﹣)   .
19.电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡、溶解平衡,请回答下列问题。
(1)已知部分弱酸的电离常数如下表:
弱酸 HCOOH HCN H2CO3
电离常数(25℃) Ka = 1. 77×10 -4 Ka=4.3×10-10 Ka1=5.0×10-7 Ka2=5.6×10-11
①0.1 moI/L NaCN溶液和0.1mol/L NaHCO3溶液中,c(CN-)   c(HCO3 -)(填“>”、“<”或“=”)。
②常温下,pH相同的三种溶液a.HCOONa b.NaCN c.Na2CO3,其物质的量浓度由大到小的顺序是   (填编号)。
③已知25℃时,HCOOH( aq) +OH -( aq)=HCOO-(aq) +H2O(1) △H=-a kJ/mol
H+(aq) +OH-(aq) =H2O(1) △H=-b kJ/mol
甲酸电离的热化学方程式为   。
④将少量CO2通入NaCN溶液,反应的离子方程式是   。
⑤室温下,—定浓度的HCOONa溶液pH =9,用离子方程式表示溶液呈碱性的原因是   ,溶液中    。
(2)室温下,用0.100 mol/L盐酸溶液滴定20.00mL0.100mol/L 的某氨水溶液,滴定曲线如图所示。
①d点所示的溶液中离子浓度由大到小的顺序依次为   。
②b点所示的溶液中c(NH3·H2O)-c(NH4+)=   (用溶液中的其它离子浓度表示)。
③pH =10的氨水与pH =4的NH4Cl溶液中,由水电离出的c(H+)之比为   。
(3)已知Ksp(BaCO3) =2.6×10-9,Ksp( BaSO4)=1.1×10-10.
①现将浓度为2×10-4mol/LNa2CO3溶液与BaCl2溶液等体积混合,则生成BaCO3沉淀所需BaCl2溶液的最小浓度为   mol/L。
②向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液,当有BaCO3沉淀生成时,溶液中 =   (保留三位有效数字)。
20.甲醇是一种可再生的绿色能源,CO2是一种温室气体,它们都是重要的化工原料.
(1)已知CO的燃烧热△H为﹣283kJ mol﹣1,CO (g)+2H2 (g) CH3OH (1);△H=﹣129kJ mol﹣1,欲求出CH3OH的燃烧热,则需要知道一个反应,该反应的热化学方程式为   .(反应热直接用△H表示).
(2)向温度不同容积均为1L的a、b、c、d、e五个恒容密闭容器中各充入3molCO2、7molH2O的混合气体,控制适当条件使其同时发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H=QkJ mol﹣1,反应过程中维持各容器温度不变,测得t1时刻各容器中H2O的体积分数 (H2O) 如图所示.
①Q   (填“>”或“<”),五个容器中肯定处于非平衡状态的是   
②t1时刻时,容器a中正反应速率   (填“大于”“小于”或“等于”)容器e中正反应速率.
③Td℃时,该反应的平衡尝试K=   .
④欲提高H2的转化率,可采取的措施有   (写出两种).
(3)碳捕捉技术的应用既可降低碳排放也可得到重要的化工产品.
①NaOH溶液是常用的碳捕捉剂,若某次捕捉后得到的溶液中c(HCO3﹣):c(CO32﹣)=2:1,则所得溶液的pH=   [常温下 K1(H2CO3)=4.4×10﹣7、K2 (HCO3﹣)=5x 1O﹣11].
②在清除锅炉水垢的过程中,需要用Na2CO3将水垢中的CaSO4转化为CaCO3,将微溶的CaSO4难溶性的CaCO3的理由是   .
21.计算以下数值(均为25℃时)
(1)某浓度的NH3·H2O溶液中,由水电离的c(H+)=1×10-12mol/L,该溶液的 pH=   
(2)将pH=3的H2SO4 溶液和pH=12的NaOH溶液混合, 混合后所得溶液的pH=10,则H2SO4 溶液与NaOH溶液的体积比为   
(3)向0.02mol/L的MgCl2溶液中加入NaOH固体,若要生成Mg(OH)2沉淀,溶液的pH最低为   (已知Ksp[Mg(OH)2]=3.2×10-11,lg2.5=0.4)
(4)①盐碱地因含较多的 ,使得土壤呈碱性,不利于作物生长,通过施加适量石膏粉末(主要含有CaSO4,微溶于水)来降低土壤的碱性。写出该过程中发生反应的化学方程式   
②SOCl2是一种无色或淡黄色液体,遇水剧烈反应得到二氧化硫和氯化氢,是一种常用的脱水剂。将SOCl2与FeCl3 6H2O混合并加热,可得到无水FeCl3,得到无水FeCl3的化学方程式为   
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】溶度积越小的越易转化为沉淀;若要把Ag+、Pb2+等重金属离子转化为沉淀除去,由表格中的数据可知,它们的金属硫化物的溶度积最小,所以应选择硫化钠作沉淀剂,
故答案为:B。
【分析】溶度积越小越容易形成沉淀,寻找溶度积常数小的物质即可。
2.【答案】C
【解析】【解答】A.BaSO4是盐,尽管难溶于水,但溶于水的部分完全电离为自由移动的离子,因此BaSO4属于强电解质,A不符合题意;
B.BaSO4是难溶性盐,在水中存在沉淀溶解平衡:,B不符合题意;
C.BaCO3不溶于水,但能够溶于盐酸,二者反应产生可溶性BaCl2,导致人发生重金属中毒事件,因此不能用BaCO3代替BaSO4作胃肠道造影剂,C符合题意;
D.在BaSO4悬浊液中,加入少量BaCl2固体,BaCl2溶解电离产生Ba2+,使得到的悬浊液中c(Ba2+)增大,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.硫酸钡虽然难溶,但溶于水的部分完全电离,属于强电解质;
B.BaSO4是难溶性盐,存在;
D.氯化钡能电离出钡离子。
3.【答案】C
【解析】【解答】因为AgCl和AgI的结构相似,由Ksp可知AgCl的c(Ag+)大于AgI的;AgCl中的c2(Ag+)=Ksp=1.8×10-10,Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO (aq)的Ksp=c2(Ag+)·c(CrO )= c3(Ag+)=2.0×10-12,所以Ag2CrO4中c(Ag+)大于AgCl中的c(Ag+)。
故答案为:C。
【分析】根据结构相似的难溶物的溶度积常数越小,离子浓度越小,然后计算铬酸银和氯化银中银离子的浓度,然后进行比较即可。
4.【答案】B
【解析】【解答】解:A.KSP只于温度有关,与溶液中离子浓度无关,则AgCl在饱和NaCl溶液中的Ksp与在纯水中的Ksp相同,故A错误;
B.银离子与氨水生成氢氧化二氨合银,使AgCl的溶解平衡向右移动,故B正确;
C.在AgCl饱和溶液中,Qc(AgCl)=c(Ag+) c(Cl﹣)=0.001mol L﹣1×0.001mol L﹣1=1×10﹣6mol2 L﹣2>1.8×10﹣10mol2 L﹣2,在Ag2CrO4饱和溶液中,Qc(Ag2CrO4)=c(Ag+)2 c(CrO42﹣)=0.001mol L﹣1×0.001mol L﹣1×0.001mol L﹣1=1×10﹣9mol3 L﹣3>1.9×10﹣12mol3 L﹣3,所以均会产生沉淀,故C错误;
D.沉淀转化为溶解度更小的物质容易发生,向AgCl的悬浊液中加入NaBr溶液,白色沉淀转化为淡黄色,说明KSP(AgCl)>KSP(AgBr),故D错误;
故选B.
【分析】A.KSP只于温度有关;
B.银离子与氨水生成氢氧化二氨合银;
C.Qc>Ksp时生成沉淀,Qc与KSP差别越大,越容易生成沉淀;
D.沉淀转化为溶解度更小的物质容易发生.
5.【答案】B
【解析】【解答】A.Ca5(PO4)3OH和Ca5(PO4)3F均为固体物质,化学平衡常数计算式中不代入无浓度物质数据,所以根据化平常数计算格式,不符题意;
B.沉淀自发的转化一般是由较难溶转化为更难溶,所以氟磷灰石Ksp应更小,符合题意;
C.根据题意,生成的氟磷灰石是最终起到抗龋齿的物质,不符题意;
D.根据沉淀溶解平衡表达式,羟基磷灰石溶解速率可用单位时间内OH-浓度变化量表示,即,氟磷灰石溶解速率可用单位时间内F-浓度变化量表示,即,而这两个速率值正好是题中反应的正反应速率和逆反应速率的表达值,化学平衡达到时,不同物质的互为逆向的反应速率之比等于两物质化学计量数之比,所以,不符题意;
故答案为:B。
【分析】A.平衡常数是指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比,固体不计入平衡常数表达式;
C.生成的氟磷灰石能够抵抗有机酸对牙齿的侵蚀;
D.速率之比等于相应的化学计量数之比。
6.【答案】D
【解析】【解答】解:A、Ksp(PbCO3)<Ksp(PbSO4),Pb2+相同时b曲线中R2﹣大,所以b是PbSO4,故A正确;
B、PbSO4和Na2CO3反应CO32﹣(aq)+PbSO4(s) PbCO3(s)+SO42﹣(aq),PbCO3 PbO+CO2↑、2PbO+C 2Pb+CO2↑,所以可以PbSO4、Na2CO3和焦炭为原料可制备Pb,故B正确;
C、当PbSO4和PbCO3沉淀共存时,溶液中 ,在分子和分母同乘以c(Pb2+),则: = =105,故C正确;
D、向X点对应的饱和溶液中加入少量Pb(NO3)2,c(Pb2+)浓度增大,而﹣lgc(Pb2+)减小,所以加入少量Pb(NO3)2,应在X的左边,故D错误;
故选D.
【分析】A、Ksp(PbCO3)<Ksp(PbSO4),Pb2+相同时b曲线中R2﹣大;
B、PbSO4、Na2CO3和反应CO32﹣(aq)+PbSO4(s) PbCO3(s)+SO42﹣(aq),PbCO3 PbO+CO2↑、2PbO+C 2Pb+CO2↑;
C、当PbSO4和PbCO3沉淀共存时,溶液中 ,在分子和分母同乘以c(Pb2+)由此分析解答;
D、向X点对应的饱和溶液中加入少量Pb(NO3)2,c(Pb2+)浓度增大,而﹣lgc(Pb2+)减小;
7.【答案】D
【解析】【解答】解:氢氧化铜的溶度积:Ksp=c(Cu2+) [c(OH﹣)]2=2×10﹣20,c(Cu2+)=0.02mol/L,如果生成Cu(OH)2沉淀,则氢氧根离子的物质的量浓度至少为:c(0H﹣)= mol/L=1×10﹣9mol/L,
所以溶液中氢离子浓度为:c(H+)= mol/L=10﹣5mol/L,
所以溶液的pH=5,若要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液pH>5,
故选D.
【分析】根据氢氧化铜的溶度积:Ksp=c(Cu2+) [c(OH﹣)]2计算出生成氢氧化铜沉淀时氢氧根离子的浓度,然后根据水的离子积计算出氢离子浓度,最后根据氢离子浓度得出溶液的pH.
8.【答案】B
【解析】【解答】A.CdS在水中存在沉淀溶解平衡:CdSCd2++S2-,其溶度积Ksp=c(Cd2+)·c(S2-),在饱和溶液中,c(Cd2+)=c(S2-)=S(溶解度),结合图像可以看出,图中a和b分别表示T1和T2温度下CdS的溶解度,A项不符合题意;
B.CdS的沉淀溶解平衡中的溶度积受温度影响,m、n和p点均在温度为T1条件下所测的对应离子浓度,则其溶度积相同,B项符合题意;
C.m点达到沉淀溶解平衡,向其中加入硫化钠后,平衡向逆反应方向移动,c(Cd2+)减小,c(S2-)增大,溶液组成由m沿mnp向p方向移动,C项不符合题意;
D.从图像中可以看出,随着温度的升高,溶解的离子浓度增大,则说明CdSCd2++S2-为吸热反应,则温度降低时,q点对应饱和溶液的溶解度下降,溶液中的c(Cd2+)与c(S2-)同时减小,会沿qp线向p点方向移动,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.Ksp=c(Cd2+)·c(S2-),在饱和溶液中,c(Cd2+)=c(S2-)=S(溶解度);
C.温度不变溶度积常数不变,加入硫化钠溶液中硫离子浓度增大,镉离子浓度减小;
D.饱和溶液中降低温度向沉淀方向进行,溶液中离子浓度减小,溶度积常数减小。
9.【答案】C
【解析】【解答】A.NaClO溶液具有漂白性,可漂白pH试纸,不能用pH试纸测其pH值,故A不符合题意;
B.硝酸银过量,均为沉淀生成,无法比较溶度积大小关系,故B不符合题意;
C.钡离子与碳酸根离子反应生成沉淀,使碳酸根离子水解平衡逆向移动,溶液的碱性减弱颜色变浅,则观察颜色变化可证明水解平衡,故C符合题意;
D.硝酸根离子在酸性条件下可氧化亚铁离子,应直接加入KSCN溶液检验,以避免亚铁离子被氧化,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】
A.次氯酸有强氧化性,会对比色过程有干扰;
B.银离子过量,且无机离子反应迅速,无法区分颜色;
C.钡离子对碳酸根离子的水解平衡产生影响,逆向移动;
D.酸性条件生成硝酸,会氧化亚铁离子。
10.【答案】C
【解析】【解答】A.室温(即20℃)时的溶解度小于0.01g的,叫难溶(或不溶)物质,绝对不溶的物质是没有的,故A不符合题意;
B.H2S为二元弱酸,其电离分步进行,故B不符合题意;
C.Qc=c(Cl-)×c(Ag+)=0.01mol/L×0.01mol/L=1×10-4>Ksp,则立即产生白色沉淀,故C符合题意;
D.NaHCO3溶于水会水解,该水解反应可表示为:HCO3-+H2O OH-+H2CO3,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.难溶是指室温(即20℃)时的溶解度小于0.01g的物质,绝对不溶的物质是没有的;
B.H2S为二元弱酸,分步电离,一步比一步弱;
C.Qc=c(Cl-)×c(Ag+)=0.01mol/L×0.01mol/L=1×10-4>Ksp,则立即产生白色沉淀,故C符合题意;
D写成了HCO3-的电离方程式,水解反应的离子方程式为:HCO3-+H2O
OH-+H2CO3,
11.【答案】B
【解析】【解答】A.室温下,用pH计测定浓度均为0.1mol/L的溶液和溶液的pH,醋酸酸性强,醋酸钠水解能力弱,pH小,可以比较和的酸性强弱,故A不符合题意;
B.向盛有溶液的试管中滴加2滴0.1mol/L的溶液,产生白色沉淀后,再滴加2滴0.1mol/L的溶液,又产生红褐色沉淀,由于NaOH过量,直接与氯化铁作用产生氢氧化铁沉淀,不能说明该温度下,故B符合题意;
C.用铁片、铜片、稀硫酸等组成原电池,活性强的金属作负极,铜作正极,上有气泡产生,可以比较铁、铜的金属性强弱,故C不符合题意;
D. 室温下,分别向2支试管中加入相同体积、相同浓度的溶液,再分别加入相同体积、不同浓度的稀硫酸,根据产生沉淀所需的时间多少,研究浓度对反应速率的影响,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.越弱越水解,对应的钠盐的pH越大;
B.NaOH过量,直接与氯化铁反应产生氢氧化铁沉淀;
C.原电池中活泼电极作负极;
D.利用控制变量法探究某一因素对化学反应速率的影响时,应保证其他反应条件相同。
12.【答案】C
【解析】【解答】A.CdCO3(s) Cd2+( aq)+(aq),则c(Cd2+)= c(),CdCO3的沉淀平衡中pCd2+=pN,故曲线Ⅱ是CdCO3的沉淀溶解平衡曲线,故A不符合题意;
B.读图可知Z点对应的pCd2+为3,则Z点对应的为,故B不符合题意;
C.曲线上的点为达到了沉淀溶解平衡,pCd2+为Cd2+浓度的负对数,pN为阴离子浓度的负对数,则数值越大,离子浓度越小,Y点在曲线上方,说明离子浓度小,故为不饱和溶液,故C符合题意;
D.T℃,由图可知,pN=4时,CdCO3中pCd2+为8,即;pN=4时,Cd(OH)2中pCd2+为6,即;在CdCO3(s)+2OH-(aq) Cd(OH)2(s)+(aq)平衡体系中,平衡常数K=,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.依据沉淀溶解方程式,利用pCd2+=pN判断;
B.依据图中Z点对应的pCd2+为3计算;
C.曲线上的点为达到了沉淀溶解平衡,pN为阴离子浓度的负对数,则数值越大,离子浓度越小;
D.依据沉淀转化平衡,利用K=计算。
13.【答案】C
【解析】【解答】解:A.通过溶度积是一定温度下的常数,分别得到:①蒸馏水中含银离子浓度和氯离子浓度相同;②0.1mol L﹣1盐酸溶液中氯离子浓度为0.1mol/L,抑制溶解沉淀平衡;③0.1mol L﹣1MgCl2溶液中Cl﹣浓度为0.2mol/l,抑制沉淀溶解平衡;④0.1mol/L硝酸银溶液中Ag+浓度为0.1mol/L,抑制沉淀溶解平衡;Cl﹣浓度越大,Ag+浓度越小,则Ag+离子浓度大小为:④>①>②>③,故A错误;
B.在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,溶液中硫酸根离子浓度增大,硫酸钡的溶解平衡向着逆向移动,则溶液中c(Ba2+)减小,故B错误;
C.向Mg(OH)2悬浊液中滴加少量FeCl3溶液,因Mg(OH)2溶解度大于Fe(OH)3,发生沉淀的转化,出现红褐色沉淀,故C正确;
D.碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,且四氯化碳和水不互溶,和碘不反应,所以四氯化碳能萃取碘,碘在四氯化碳中呈紫红色,向盛有KI3溶液的试管中加入适量的CCl4,振荡静置后CCl4层显紫红色,说明I2被四氯化碳萃取,不能说明KI3在CCl4中的溶解度比在水中的大,故D错误;
故选C.
【分析】A.氯化银饱和溶液中存在沉淀溶解平衡,饱和溶液中的溶度积是常数,只随温度变化;依据溶度积是常数分别依据离子浓度越小沉淀溶解平衡的程度分析判断;
B.硫酸根离子抑制了硫酸钡的溶解,导致钡离子浓度减小;
C.实现了沉淀的转化,说明氢氧化铁更难溶;
D.碘单质被四氯化碳萃取,不能说明KI3在CCl4中的溶解度比在水中的大.
14.【答案】B
【解析】【解答】A.苏打为碳酸钠,可与胃酸反应,则钡中毒患者可尽快使用硫酸钠溶液洗胃,A说法不符合题意;
B.珊瑚虫从周围海水中获取Ca2+和 ,碳酸氢钙不稳定,经反应形成石灰石(CaCO3)外壳,逐渐形成珊瑚,B说法符合题意;
C.水中的Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2,受热易分解生成难溶性的MgCO3、CaCO3,溶液中MgCO3生成更难溶的Mg(OH)2,水垢的主要成分是Mg(OH)2、CaCO3,C说法不符合题意;
D.使用含氟牙膏预防龋齿利用了沉淀转化的原理,D说法不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.苏打为碳酸钠,碳酸钠能与胃酸反应;
B.碳酸氢钙不稳定,分解形成碳酸钙;
C.MgCO3会转化为更难溶的Mg(OH)2;
D.利用了沉淀转化的原理。
15.【答案】A
【解析】【解答】①常温下,pH=3的醋酸溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,根据电荷守恒则有c (Na+) + c(H+)=c(OH-) + c(CH3COO-),符合题意;②对已建立化学平衡的某可逆反应,若将生成物从平衡体系中分离出来使化学平衡向正反应方向移动时,生成物的百分含量一般会减小,不符合题意;③常温下,同物质的量浓度的CaCl2和NaCl溶液中氯离子浓度前者是后者的2倍,故AgCl在CaCl2溶液中的溶解度小,不符合题意;④常温下,醋酸电离平衡常数为Ka=[CH3COO-]·[H+]/[CH3COOH],醋酸根水解平衡常数Kh=[CH3COOH]·[OH-]/ [CH3COO-],水的离子积为Kw=[H+]·[OH-],则有:Ka ∶Kh=Kw,符合题意,
故答案为:A。
【分析】①在该溶液中存在电荷守恒;
②当增大反应物的浓度时,生成物的百分含量不一定会增大;
③溶液中氯离子的浓度越大,氯化银的溶解度就越小;
④根据平衡常数的表达式,可以得出几种常数之间的关系。
16.【答案】C
【解析】【解答】解:暂时硬水中存在Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2,Ca(HCO3)2受热时分别分解成CaCO3,因Mg(OH)2溶度积较小,则加热时水解,HCO3﹣水解,生成溶度积较小的Mg(OH)2,则水垢的主要成分为CaCO3、Mg(OH)2,
故选C.
【分析】暂时硬水中存在Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2,Ca(HCO3)2受热时分别分解成CaCO3,因Mg(OH)2溶度积较小,则加热时水解,转化成溶度积较小的Mg(OH)2,这两种白色固体在容器内壁上积淀,即形成水垢,以此解答该题.
17.【答案】(1)BaSO4
(2)随着温度升高,Ni2+的水解程度增大(浸出渣中Ni(OH)2含量增大,导致镍的浸出率降低)
(3)CuSO4·5H2O
(4)方案错误;在调节pH前,应先在滤液中加入H2O2,使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+
(5)1.0×10-3
(6)2;ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH·H2O+Cl-
【解析】【解答】(1)含镍催化剂( 主要成分为NiO,另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)加入硫酸后生成硫酸盐,其中CaO、BaO加入硫酸后生成微溶的硫酸钙和难溶的硫酸钡,故浸出渣主要成分为CaSO4↓·2H2O和BaSO4两种物质;
(2)Ni2+会发生水解反应:Ni2++2H2O Ni(OH)2+2H+,该反应为吸热反应,故温度升高,平衡右移,Ni(OH)2含量增大,镍的浸出率降低;
(3)由于CuS、S灼烧后溶于稀硫酸中生成硫酸铜,所以副产品应该是胆矾,即CuSO4·5H2O;
(4)由于用氢氧化钠溶液调节溶液的pH值,容易引入杂质,所以方案是错误的;的应该是在调节pH前,应先在滤液中加入H2O2,使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+;
(5)根据常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10-11可知,溶液中F-浓度为3×10-3 mol/L,则Ca2+的浓度为 . =3×10-6 mol/L, = . ;
(6)Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH·H2O沉淀,其还原产物是氯离子,则根据电子的得失守恒可知,第②步反应的离子方程式为ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH·H2O+Cl-。
【分析】(2)根据镍离子的水解平衡原理分析温度对水解平衡的影响即可。
18.【答案】(1)减少
(2)不变
(3)减少
【解析】【解答】解:(1)加入固体AgNO3,c(Ag+)增大,溶解平衡逆向移动,则c(I﹣)减小,故答案为:减小;(2)若改加更多的AgI固体,为AgI的溶解平衡溶液,不发生移动,则c(Ag+)不变,故答案为:不变;(3)若改加AgBr固体,Ksp(AgBr)>Ksp(AgI),c(Ag+)增大,由Ksp不变可知,c(I﹣) 减小,故答案为:减小.
【分析】AgI的饱和溶液存在AgI(s) Ag+(aq)+I﹣(Ag+),结合溶解平衡移动来解答.
19.【答案】(1)<;abc;HCOOH(aq) HCOO-(aq)+H+(aq) △H=(-a+b)kJ/mol;CN-+CO2+H2O=HCN+HCO3-;HCOO-+H2O HCOOH+OH-;1.77×105
(2)c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);2 c(H+)-2c(OH-);10-6
(3)5.2×10-5;23.6
【解析】【解答】本题考查电离平衡常数的应用,盐类水解的规律,弱酸电离热化学方程式的书写,水解离子方程式的书写,溶液中水电离的c(H+)的计算,溶液中粒子浓度的大小比较,溶度积的计算。(1)①由于Ka(HCN) Ka1(H2CO3),根据“越弱越水解”,0.1mol/LNaCN溶液中CN-的水解能力大于0.1mol/LNaHCO3溶液中HCO3-的水解能力,则c(CN-) c(HCO3-)。
②由于Ka(HCOOH) Ka(HCN) Ka2(H2CO3),根据“越弱越水解”,等物质的量浓度的HCOONa、NaCN、Na2CO3溶液水解能力HCOO- CN- CO32-,溶液pH由大到小的顺序为:Na2CO3 NaCN HCOONa;pH相同的三种溶液物质的量浓度由大到小的顺序为:HCOONa NaCN Na2CO3,即a b c。③ 将两式编号,
HCOOH(aq)+OH -(aq)=HCOO-(aq)+H2O(l)ΔH=-a kJ/mol(①式)
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-b kJ/mol(②式)
应用盖斯定律,①式-②式得,HCOOH(aq) HCOO-(aq)+H+(aq)ΔH=(-a+b)kJ/mol。④由于Ka1(H2CO3) Ka(HCN) Ka2(H2CO3),根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律,将少量CO2通入NaCN溶液中生成HCN和NaHCO3,反应的化学方程式为CO2+H2O+NaCN=NaHCO3+HCN,离子方程式为CO2+H2O+CN-=HCN+HCO3-。
⑤室温下一定浓度的HCOONa溶液pH=9,溶液呈碱性说明HCOO-发生水解,HCOO-水解的离子方程式为HCOO-+H2O HCOOH+OH-。该水解反应的水解平衡常数= = = = =5.65 10-11,pH=9即c(H+)=1 10-9mol/L,c(OH-)=1 10-5mol/L, 1 10-5=5.65 10-11, =5.65 10-6,则 =1.77 105。(2)①d点加入20mL盐酸溶液,盐酸与氨水恰好完全反应得到NH4Cl溶液,NH4Cl溶液中由于NH4+的水解溶液呈酸性,d点所示溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Cl-) c(NH4+) c(H+) c(OH-)。②b点加入10mL盐酸溶液,盐酸与氨水反应后得到等物质的量浓度的NH4Cl和NH3·H2O的混合液,溶液中的电荷守恒为c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(Cl-),溶液中的物料守恒为c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(Cl-),两式整理得,c(NH3·H2O)-c(NH4+)=2c(H+)-2c(OH-)。
③pH=10的氨水溶液中H+全部来自水电离,c(H+)水=c(H+)溶液=1 10-10mol/L;pH=4的NH4Cl溶液中H+与OH-全部来自水电离,水电离的OH-部分与NH4+结合成NH3·H2O,c(H+)水=c(H+)溶液=1 10-4mol/L;pH=10的氨水溶液与pH=4的NH4Cl溶液中水电离的c(H+)之比为(1 10-10mol/L):(1 10-4mol/L)=10-6。(3)①将Na2CO3溶液与BaCl2等体积混合后,c(CO32-)=1 10-4mol/L,c(Ba2+)=1/2c(Ba2+)原溶液,要形成沉淀c(Ba2+)·c(CO32-)=Ksp(BaCO3)=2.6 10-9,c(Ba2+)=2.6 10-9 (1 10-4)=2.6 10-5mol/L,所需BaCl2溶液的最小浓度为5.2 10-5mol/L。
②向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液,当有BaCO3沉淀生成时,溶液中 = =23.6。
【分析】(1)弱酸的电离平衡常数越小,就代表酸的酸性越弱;弱酸的酸性越弱,其弱酸根离子水解程度就越弱;热化学方程式是用以表示化学反应中的能量变化和物质变化。热化学方程式的意义为热化学方程式不仅表明了一个反应中的反应物和生成物,还表明了一定量物质在反应中所放出或吸收的热量;离子方程式,即用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子。是指可溶性物质可拆的反应。多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来就是:一色,二性,三特殊,四反应。
(2)弱酸根或弱碱阴离子的水解反应会促进水的电离,因为弱酸根离子和弱碱阴离子会结合氢离子和氢氧根离子生成弱酸和弱碱;
(3)沉淀溶解平衡是指在一定温度下难溶电解质晶体与溶解在溶液中的离子之间存在溶解和结晶的平衡,称作多项离子平衡,也称为沉淀溶解平衡。
20.【答案】(1)2H2 (g)+O2 (g) 2H2O(l)△H
(2)<;a、b;小于;4;降低温度或者增大二氧化碳的量或者增大压强
(3)10;CaSO4难溶于酸,而CaCO3易溶于酸中
【解析】【解答】解:(1)欲求出CH3OH的燃烧热,根据CH3OH燃烧生成二氧化碳和液态水,所以根据盖斯定律还应该有生成二氧化碳和液态水的热化学方程式,又已知CO的燃烧热△H为﹣283kJ mol﹣1,即CO (g)+ O2 (g) CO2(g)△H=﹣283kJ mol﹣1;那还必须有生成液态水的热化学方程式,则需要知道一个H2 (g)燃烧的热化学方程式,所以该反应的热化学方程式为2H2 (g)+O2 (g) 2H2O(l)△H,故答案为:2H2 (g)+O2 (g) 2H2O(l)△H;(2)①a、b、c、d、e五个恒容密闭容器,由图象可知对应温度依次升高,则反应速率也依次增大,由于c中水的体积分数最大,表明t1时刻d、e已处于平衡状态,a、b肯定没有达到平衡状态,c可能处于平衡状态;又因为达到平衡后,升高温度水的体积分数反而减小,说明升高温度平衡向逆反应进行,则正反应为放热反应,即△H<0,故答案为:<;a、b;②t1时刻时,a、e容器水的体积分数相等,说明a、e容器中反应物浓度相同,又e容器温度大于a,所以容器a中正反应速率小于容器e中正反应速率,故答案为:小于;③
CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g)
开始 3mol 7mol 0 0
转化 x 3x 0 0
平衡 3﹣x 7﹣3x x x
根据Td℃时,平衡水的体积分数为 ,所以 = ,解得x=2,
则根据K= = =4,故答案为:4;④根据CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)为体积减小的放热反应,所以欲提高H2的转化率,可以降低温度或者增大二氧化碳的量或者增大压强,故答案为:降低温度或者增大二氧化碳的量或者增大压强;(3)①某次捕捉后得到的溶液中c(HCO3﹣):c(CO32﹣)=2:1,则溶液酸碱性主要由CO32﹣+H2O HCO3﹣+OH﹣,K=
= ,所以c(OH﹣)= =10﹣4,则pH=﹣lgc(H+)=10,故答案为:10;②因为CaSO4难溶于酸难除去,而CaCO3易溶于酸中易除去,所以在清除锅炉水垢的过程中,需要用Na2CO3将水垢中的CaSO4转化为CaCO3,故答案为:CaSO4难溶于酸,而CaCO3易溶于酸中.
【分析】(1)根据CH3OH燃烧生成二氧化碳和液态水,所以根据盖斯定律还应该有生成二氧化碳和液态水的热化学方程式,因为CO的燃烧热△H为﹣283kJ mol﹣1,则有生成二氧化碳,还要有生成液态水,则必须涉及氢气燃烧的反应,据此分析;(2)①a、b、c、d、e五个恒容密闭容器,由图象可知对应温度依次升高,则反应速率也依次增大,由于c中水的体积分数最大,表明t1时刻d、e已处于平衡状态,a、b肯定没有达到平衡状态,c可能处于平衡状态;因为达到平衡后,升高温度水的体积分数反而减小,说明升高温度平衡向逆反应进行,据此判断;②t1时刻时,a、e容器水的体积分数相等,说明a、e容器中反应物浓度相同,则温度越高正反应速率越大;③根据K= 结合三组量计算;④根据欲提高H2的转化率,即在不改变氢气的量时使平衡正向移动即可;(3)①某次捕捉后得到的溶液中c(HCO3﹣):c(CO32﹣)=2:1,则溶液酸碱性主要由CO32﹣+H2O HCO3﹣+OH﹣,K=
= ,据此计算出氢氧根离子浓度,从而求出pH;
②根据CaSO4难溶于酸难除去,而CaCO3易溶于酸中易除去分析.
21.【答案】(1)12
(2)9:1
(3)9.6
(4)Na2CO3+CaSO4═Na2SO4+CaCO3;FeCl3 6H2O+6SOCl2=FeCl3+6SO2↑+12HCl↑
【解析】【解答】(1)某浓度的NH3 H2O溶液中的氢离子是水电离的,也是溶液中氢离子浓度,即溶液中(H+)=1×10-12mol/L,则溶液的pH=12;
(2)pH=-lg(H+),pH=12的氢氧化钠溶液中(H+)=1×10-12mol/L,c(OH-)=0.01mol/L。pH=3的H2SO4 溶液中氢离子浓度,则c(OH-)=(0.01mol/L×V碱 0.001mol/L×V酸)/(V酸+V碱) =0.0001mol/L,解得:V酸:V碱=9:1;
(3)Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×c2(OH-)=3.2×10-11,如果溶液中Qc>Ksp[Mg(OH)2]就能产生沉淀,c(OH-)= =4×10-5 mol/L,则(H+)=2.5×10-10mol/L,所以pH=9.6;
(4)①酸根离子水解显碱性,导致盐碱地产生碱性,水解离子反应为CO32-+H2O HCO3-+OH-,石膏能与碳酸根离子反应,平衡向左移动,OH-浓度降低,降低碱性,石膏电离出的Ca2+与CO32-结合生成更难溶的CaCO3 ,反应方程式为:Na2CO3+CaSO4=Na2SO4+CaCO3;
②使SOCl2与FeCl3 6H2O混合并加热,可得到无水FeCl3,SOCl2与水反应生成的氯化氢会对氯化铝水解起到抑制作用,反应的化学方程式为:FeCl3 6H2O+6SOCl2=FeCl3+6SO2↑+12HCl↑。
故答案为:(1)12;(2)9:1;(3)9.6;(4)①Na2CO3+CaSO4=Na2SO4+CaCO3;②FeCl3 6H2O+6SOCl2=FeCl3+6SO2↑+12HCl↑
【分析】(1)根据pH的计算公式,结合水的离子积常数计算;
(2)酸碱溶液混合后,应先通过反应计算反应后剩余的c(H+)或c(OH-),再结合pH的计算公式计算;
(3)结合溶度积Ksp的表达式进行计算;
(4)①Na2CO3溶液显碱性,加入石膏后,发生沉淀的转化,形成了Na2SO4,碱性变弱;
②根据题干提供信息,确定反应物、生成物,结合原子个数守恒进行配平。