3.4 沉淀溶解平衡 同步检验
一、单选题
1.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( )
提示BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO42﹣(aq)的平衡常数Ksp=[Ba2+] [SO42﹣],称为溶度积常数.
A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C.d点无BaSO4沉淀生成
D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
2.已知常温下,KSP(AgCl)=1.8×10﹣10 mol2 L﹣2,KSP(AgI)=8.3×10﹣17mol2 L﹣2,下列叙述中,正确的是( )
A.常温下,AgCl 在饱和 NaCl 溶液中的 KSP 比在纯水中的 KSP 小
B.向 AgCl 的悬浊液中加入 KI 溶液,沉淀由白色转化为黄色
C.向 AgCl 的饱和溶液中加入 NaCl 晶体,有 AgCl 析出且溶液中 c(Ag+)=c(Cl﹣)
D.将 0.001 mol L﹣1 的 AgNO3 溶液滴入 KCl 和 KI 的混合溶液中,一定先产生 AgI 沉淀
3.Cu(OH)2在水溶液中存在着如下沉淀溶解平衡:Cu(OH)2(s) Cu2+(aq)+2OH-(aq),在常温下Ksp=2×10-20。在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,需要向0.02 mol/L的CuSO4溶液中加入碱来调整溶液的pH,应使溶液的pH大于( )
A.2 B.3 C.4 D.5
4.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,慢慢转化为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是( )
A.CuS的溶解度大于PbS的溶解度,Ksp(ZnS)<Ksp(CuS)
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
5.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可以使溶液由a点变到c点
B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C.b、d点都是不能长时间稳定存在的点
D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
6.某酸性工业废水中含有Ag+、Cu2+、Pb2+等重金属离子,化工生产中常用FeS作为沉淀剂去除它们,其中除Cu2+的反应原理为Cu2+(aq)+FeS(s) CuS(s)+Fe2+(aq).下列有关说法正确的是( )
A.若c(Fe2+)与c(Cu2+)相等时,该反应达到平衡状态
B.向平衡体系中加入少量硫酸铜晶体后,FeS的KSP减小
C.其他条件不变,增大FeS的物质的量,该反应的正反应速率增大
D.该反应的化学平衡常数K=
7.下列说法正确的是( )
A.新制氯水显酸性,向其中滴加少量紫色石蕊试液,充分振荡后溶液变红
B.Na2O与Na2O2组成元素相同、阴阳离子个数比相同,但跟水反应的产物不同
C.只存在共价键的物质一定是共价化合物、离子化合物中一定含有离子键
D.难溶电解质AB2的饱和溶液中,c(A2+)=xmol L﹣1,c(B﹣)=y mol L﹣1,则Ksp值为4xy2
8.下列实验操作、现象及结论均正确的是( )
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 将乙醇与浓硫酸的混合溶液加热,产生的气体直接通入酸性 溶液中 溶液紫色褪去 产生的气体一定是乙烯
B 向 溶液中滴加过量氨水 得到澄清溶液 与 能大量共存
C 常温下,向含等浓度 和 的溶液中逐滴加入NaOH溶液 先生成蓝色沉淀 常温下,
D 将用稀硫酸酸化后的 溶液滴入 溶液中 溶液变黄 氧化性:
A.A B.B C.C D.D
9.已知CuS、PbS、HgS的溶度积分别为1.3x10﹣36、9.0x10﹣29、6.4x10﹣23.下列推断不正确的是( )
A.向含Pb2+、Cu2+、Hg2+的浓度均为0.010 mol L﹣1的溶液中通入硫化氢气体,产生沉淀的顺序依次为PbS、CuS、HgS
B.在硫化铅悬浊液中滴几滴硝酸铜溶液,会生成硫化铜
C.在含Hg2+、Cu2+、Pb2+的溶液中滴加硫化钠溶液,当c(S2﹣)=0.001 mol L﹣1时三种金属离子都完全沉淀
D.硫化钠是处理废水中含上述金属离子的沉淀剂
10.某酸性化工废水中含有Ag+、Pb2+等重金属离子。有关数据如下:
难溶电解质 AgI Ag2S PbI2 Pb(OH)2 PbS
Ksp(25 ℃) 8.3×10 12 5.3×10 20 7.1×10 6 1.2×10 15 3.4×10 25
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
11.下列实验不能达到预期目的是( )
序号 实验操作 实验目的
A 浓、稀HNO3分别与Cu反应 比较浓、稀HNO3的氧化性强弱
B 向盛有1mL硝酸银溶液的试管中滴加NaCl溶液,至不再有沉淀生成,再向其中滴加Na2S溶液 说明一种沉淀能转化为另一种溶解度更小的沉淀
C 测定等浓度的HCl、HNO3两溶液的pH 比较氯、N的非金属性强弱
D 室温下,分别向2支试管中加入相同体积、相同浓度的Na2S2O3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.常温下,Ksp(CaSO4)=9×10﹣6,常温下CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图,下列判断错误的是( )
A.a、c两点均可以表示常温下CaSO4溶于水所形成的饱和溶液
B.a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp
C.b点将有沉淀生成,平衡后溶液中c(SO42﹣)一定不等于3×10﹣3 mol L﹣1
D.向d店溶液中加入适量CaCl2固体可以变到c点
13.在BaSO4饱和溶液中,加入Na2SO4(s),达平衡时( )
A.c(Ba2+)=c(SO42﹣)
B.c(Ba2+)≠c(SO42﹣),c(Ba2+) c(SO42﹣)=Ksp(BaSO4)
C.c(Ba2+)=c(SO42﹣)=[Ksp(BaSO4)]1/2
D.c(Ba2+)≠c(SO42﹣),c(Ba2+) c(SO42﹣)≠Ksp(BaSO4)
14.为研究沉淀的生成及其转化,某小组进行如下实验。关于该实验分析错误的是( )
A.①浊液中存在平衡:AgSCN(s) Ag+(aq)+SCN-(aq)
B.②中颜色变化说明上层清液中含有SCN-
C.③中颜色变化说明有AgI生成
D.该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶
15.下列描述正确的是( )
A.实验室制取乙酸乙酯的方程式为:CH3COOH+H18O﹣C2H5 CH3COOC2H5+H 18O
B.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液呈血红色,证明存在Fe3+而没有Fe2+
C.常温下浓硝酸与铝不反应,可用铝制容器存放浓硝酸
D.沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度不一定相等,但保持不变
16.已知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(CaSO4)=8.4×10-6。在CaSO4和CaCO3的悬浊混合液中,的值为( )
A. B.2.8 C.8.4 D.3000
二、综合题
17.难溶电解质在水溶液中存在着电离平衡。在常温下,溶液里各种离子的浓度与它们化学计量数的方次的乘积是一个常数,叫溶度积常数(Ksp)。
例如已知:Ksp=c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20,当溶液中各种离子的浓度方次的乘积大于溶度积时,则产生沉淀,反之固体溶解。
(1)请写出Cu(OH)2沉淀溶解平衡表达式 。
(2)某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02 mol/L,如要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH,使之大于 (写出计算步骤)。
(3)要使0.2 mol/L CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原来的千分之一),则应向溶液里加入NaOH溶液,使溶液的pH为 (写出计算步骤)。
18.硫是生物必须的营养元素之一,含硫化合物在自然界中广泛存在,循环关系如下图所示:
(1)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,向地下深层渗透遇到难溶的ZnS,慢慢转变为铜蓝( CuS), 请用化学用语表示 ZnS 转变为 CuS 的过程 。
(2)火山喷发产生 H2S 在大气当中发生如下反应:
①2H2S(g)+O2(g) =2S(g) +2H2O(g) △H=﹣442.38kJ/mol
②S(g)+O2(g)=SO2(g) △ H=﹣297.04kJ/mol。
H2S(g)与 O2(g)反应产生 SO2(g)和 H2O(g)的热化学方程式是 。
(3)降低 SO2的排放量已经写入 2018 年政府工作报告, 化石燃料燃烧时会产生含 SO2的废气进入大气,污染环境,有多种方法可用于 SO2的脱除。
①NaClO 碱性溶液吸收法。工业上可用 NaClO 碱性溶液吸收 SO2。
i.反应离子方程式是 。
为了提高吸收效率,常用 Ni2O3作为催化剂。在反应过程中产生的四价镍和原子氧具有极强的氧化能力,可加快对 SO2的吸收。该催化过程的示意图如下图所示:
ii.过程 1 的离子方程式是 。
iii.Ca(ClO)2也可用于脱硫,且脱硫效果比 NaClO 更好,原因是 。
②电化学脱硫法。某种电化学脱硫法装置如下图所示,不仅可脱除烟气中的SO2还可以制得 H2SO4。
i.在阴极放电的物质是 。
ii.在阳极生成 SO3的电极反应式是 。
19.根据问题进行计算:
(1)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,先生成 沉淀(填化学式),生成该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.
(2)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时, = .[Ksp(AgBr)=5.4×10﹣13,Ksp(AgCl)=2.0×10﹣10].
20.电解质水溶液中可存在电离平衡,水解平衡,溶解平衡,依据所学回答下列问题.
(1)等物质的量浓度的下列四种溶液:①NH3 H2O ②(NH4)2SO3③KHSO3④K2SO3溶液中水的电离程度由大到小的排列顺序为 (填序号).
(2)体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液①CH3COOH;②HCl;③H2SO4分别与同浓度的NaOH溶液完全中和时,消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是 (填序号).将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的10倍,c(H+)由大到小的顺序为 (填序号).
(3)已知,H+(aq)+OH﹣(aq)═H2O(l)△H=﹣57.3kJ/mol.实验测得稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol H2O时放出57kJ的热,则醋酸溶液中,醋酸电离的热化学方程式为 .
(4)25℃时,NH3 H2O的电离常数为Kb=1.7×10﹣3.0.1mol L﹣1NH4Cl溶液的pH=a,则c(NH4+):c(NH3 H2O)= (用含a的代数式表示)
(5)某化学研究性学习小组对电解质溶液作如下归纳总结(均在常温下),其中正确的有 ①pH=1的强酸溶液,加水稀释后,溶液中各离子浓度一定都降低
②pH=2的盐酸与pH=13的NaOH溶液,按体积比9:1混合后的溶液pH为11
③pH相等的三种溶液:a.CH3COONa;b.NaHCO3;c.NaOH.其溶液物质的量浓度由小到大顺序为c、b、a
④NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至溶液pH=7,则c(Na+)=2c(SO42﹣)
⑤亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,所以Na2HPO3稀溶液一定呈碱性
⑥甲、乙两溶液都是强电解质,已知甲溶液的pH是乙溶液pH的两倍,则甲、乙两溶液等体积混合,混合液pH可能等于7.
⑦某二元酸在水中的电离方程式是H2B═H++HB﹣;HB﹣ H++B2﹣,则0.1mol/L的Na2B溶液中,c(Na+)=2c(B2﹣)+2c(HB﹣)
(6)25℃时Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10﹣12,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10﹣20,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10﹣38,Ksp[Al(OH)3]=1,.1×10﹣33.在25℃下,向浓度均为0.1mol L﹣1的AlCl3和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成 沉淀(填化学式).现向一定浓度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水,当Fe3+刚好完全沉淀时,测定c(Al3+)=0.2mol L﹣1.此时所得沉淀中 (填“还含有”或“不含有”)Al(OH)3.
21.As2O3在医药、电子等领域有重要应用。某含砷元素(As)的工业废水[砷主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在]通过如下流程转化为粗As2O3。
已知:Ⅰ. As2S3+ 6NaOH = Na3AsO3 + Na3AsS3+ 3H2O
Ⅱ. As2S3(s) + 3S2-(aq) 2 (aq)
Ⅲ.砷酸(H3AsO4)在酸性条件下有强氧化性,能被SO2、氢碘酸等还原。
(1)As2S3中砷元素的化合价为 价。
(2)“沉砷”过程中FeS是否可以用过量的Na2S替换 (填“是”或“否”);请从平衡移动的角度解释原因: 。
(3)向滤液Ⅱ中通入氧气进行“氧化脱硫”,写出脱硫的离子反应方程式 。
(4)用SO2“还原”过程中,发生反应的化学方程式为 。若需检验还原后溶液中是否仍存在砷酸。则还需要的实验试剂有 。
(5)“还原”后加热溶液,H3AsO3分解为As2O3,同时结晶得到粗As2O3,As2O3在不同温度和不同浓度硫酸中的溶解度(S)曲线如图所示。为了提高粗As2O3的沉淀率,“结晶”需要控制的具体条件是 。
(6)含砷废水也可采用另一种化学沉降法处理:向废水中先加入适量氧化剂,再加入生石灰调节pH,将砷元素转化为Ca3(AsO4)2沉淀。若沉降后上层清液中c(Ca2+)为2×10-3mol/L,则溶液中 的浓度为 mol/L。(已知Ksp[Ca3(AsO4)2]=8×10-19)
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】解:A、硫酸钡溶液中存在着溶解平衡,a点在平衡曲线上,加入Na2SO4,会增大c(SO42﹣),平衡左移,c(Ba2+)应降低,故A错误;
B、d点时溶液不饱和,蒸发溶剂水,c(SO42﹣)、c(Ba2+)均增大,故B错误;
C、d点表示Qc<Ksp,溶液不饱和,不会有沉淀析出,故C正确;
D、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,故D错误.
故选:C.
【分析】该图中的是平衡曲线,线上的任意点都是平衡状态,b和d不是平衡状态,
A、加入Na2SO4后平衡逆向移动,但仍在线上移动;
B、蒸发使离子浓度增大,d点不可能到c点;
C、d点表示Qc<Ksp,溶液不饱和;
D、Ksp与温度有关,a和c的Ksp相等.
2.【答案】B
【解析】【解答】解:A.常温下,AgCl 在饱和 NaCl 溶液中的 KSP 与在纯水中的 KSP 相同,故A错误;
B.AgCl 的悬浊液中加入 KI 溶液,发生沉淀的转化,生成AgI沉淀,则沉淀由白色转化为黄色,故B正确;
C.AgCl 的饱和溶液中加入 NaCl 晶体,c(Cl﹣)增大,溶解平衡逆向移动,则AgCl 析出且溶液中 c(Ag+)减小,故C错误;
D.混合溶液中离子浓度未知,Qc>Ksp时生成沉淀,不一定先生成AgI沉淀,故D错误;
故选B.
【分析】A.NaCl溶液抑制AgCl的溶解,但Ksp只与温度有关;
B.AgCl 的悬浊液中加入 KI 溶液,发生沉淀的转化;
C.AgCl 的饱和溶液中加入 NaCl 晶体,c(Cl﹣)增大,溶解平衡逆向移动;
D.混合溶液中离子浓度未知,Qc>Ksp时生成沉淀.
3.【答案】D
【解析】【解答】常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,则c(Cu2+)×c2(OH-)≥2×10-20,所以c(OH-)≥=10-9(mol/L),应调节溶液pH大于5。
故答案为:D。
【分析】生成Cu(OH)2沉淀应满足c(Cu2+)×c2(OH-)≥2×10-20。
4.【答案】D
【解析】【解答】A、PbS能转化为CuS,所以CuS的溶解度小于PbS的溶解度,故A不符合题意;
B、原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,硫元素化合价升高作还原剂具有还原性;铜蓝中硫元素化合价最低,所以能失电子具有还原性,故B不符合题意;
C、硫化锌难溶于水,所以要写化学式,不能写离子,故C不符合题意;
D、原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,所以存在氧化还原反应;CuSO4与ZnS反应生成硫化铜和硫酸锌是复分解反应,故D符合题意。
故答案为:D
【分析】A难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化:是溶解度大的物质向溶解度小的物质转化
B都有硫离子,处于最低价态(-2价),能升高,具有还原性。
C硫化锌是沉淀不能拆。
5.【答案】A
【解析】【解答】解:A、硫酸钡溶液中存在着溶解平衡,a点在平衡曲线上,加入Na2SO4,会增大c(SO42﹣),平衡左移,c(Ba2+)应降低,故A正确;
B、d点时溶液不饱和,蒸发溶剂水,c(SO42﹣)、c(Ba2+)均增大,故B错误;
C、b点事过饱和、d点表示Qc<Ksp,溶液不饱和,不会有沉淀析出,能长时间稳定存在,故C错误;
D、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,故D错误.
故选A.
【分析】该图中的是平衡曲线,线上的任意点都是平衡状态,b和d不是平衡状态,
A、加人Na2SO4后平衡逆向移动,但仍在线上移动;
B、蒸发使离子浓度增大,d点不可能到c点;
C、d点表示Qc<Ksp,溶液不饱和;
D、Ksp与温度有关,a和c的Ksp相等.
6.【答案】D
【解析】【解答】解:A.达到平衡时,各物质的浓度不再发生改变,但浓度不一定相等,故A错误;
B.溶解度与温度有关,温度不变,则溶度积不变,故B错误;
C.FeS为固体,加入固体,各物质的浓度不变,则平衡不移动,故C错误;
D.K= = = ,故D正确.
故选D.
【分析】A.达到平衡时,各物质的浓度不变;
B.溶解度与温度有关;
C.FeS为固体,加入固体,平衡不移动;
D.Cu2+(aq)+FeS(s) CuS(s)+Fe2+(aq)平衡常数K= .
7.【答案】B
【解析】【解答】解:A、新制氯水含有HClO,具有漂白性,向其中滴加少量紫色石蕊试液,溶液先变红后褪色,故A错误;
B、Na2O与Na2O2都是钠与氧元素组成、Na2O中含有一个氧负离子和二个钠离子,Na2O2中含有一个过氧根离子和二个钠离子,阴阳离子个数比为:1:2,氧化钠跟水反应生成氢氧化钠而过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,所以与水反应产物不同,故B正确;
C、氯气分子中只存在氯氯共价键,但不是化合物,所以只存在共价键的化合物一定是共价化合物,故C错误;
D、沉淀溶解平衡状态下饱和溶液中离子浓度的幂次方乘积计算Ksp,AB2饱和溶液中AB2(s) A2+(aq)+2B﹣(aq),Ksp=c(A2+)c2(B﹣)=xy2,故D错误.
故选B.
【分析】A、新制氯水含有HClO,具有漂白性;
B、Na2O与Na2O2都是钠与氧元素组成、Na2O中含有一个氧负离子和二个钠离子,Na2O2中含有一个过氧根离子和二个钠离子,阴阳离子个数比为:1:2,氧化钠跟水反应生成氢氧化钠而过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气;
C、氯气分子中只存在氯氯共价键,但不是化合物;
D、依据沉淀溶解平衡状态下饱和溶液中离子浓度的幂次方乘积计算Ksp.
8.【答案】C
【解析】【解答】A.乙醇具有还原性,也可以使酸性KMnO4溶液褪色,A项不符合题意;
B.Ag+与 会形成络合物,B项不符合题意;
C.向含等浓度Mg2+和Cu2+的溶液中逐滴加入NaOH溶液,先生成蓝色沉淀,说明先生成 ,则表明 ,C项符合题意;
D.酸性溶液中 具有强氧化性 ,会将Fe2+氧化成Fe3+,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.通入之间先将会发的乙醇蒸汽除去
B.形成可银氨溶液可以溶于水
C.ksp越小越易产生沉淀
D.主要利用的是硝酸根的氧化性
9.【答案】A
【解析】【解答】解:A.CuS、PbS、HgS为相同类型的难溶物,可通过它们的溶度积直接判断溶解度大小,根据题干信息可知,溶解度最小的、最难溶的为CuS,溶度积最小、最后生成沉淀的为HgS,所以产生沉淀的顺序依次为HgS、CuS、PbS,故A错误;
B.在硫化铅悬浊液中滴几滴硝酸铜溶液,由于硫化铜的溶度积小于硫化铅,所以硫化铅会转化成更难溶的硫化铜,故B正确;
C.在含Hg2+、Cu2+、Pb2+的溶液中滴加硫化钠溶液,当c(S2﹣)=0.001 mol L﹣1时,c(Hg2+)=6.4x10﹣20mol L﹣1、c(Cu2+)=1.3x10﹣33mol L﹣1、c(Pb2+)=9.0x10﹣26mol L﹣1,三种金属离子浓度都小于1×10﹣5mol/L,所以Hg2+、Cu2+、Pb2+离子都完全沉淀,故C正确;
D.氯化钠能够与Hg2+、Cu2+、Pb2+离子反应生成难溶物CuS、PbS、HgS,所以硫化钠是处理废水中含上述金属离子的沉淀剂,故D正确;
故选A.
【分析】CuS、PbS、HgS为相同类型的难溶物,可以直接根据它们的溶度积判断溶解度大小,根据CuS、PbS、HgS的溶度积可知,溶解度由大到小的顺序为:HgS、CuS、PbS,
A.溶解度越小,优先 生成沉淀,所以生成沉淀顺序为:PbS、CuS、HgS;
B.硫化铅的溶度积大于硫化铜,所以硫化铅会转化成更难溶的硫化铜沉淀;
C.HgS的溶度积增大,只要Hg2+离子完全沉淀,则Cu2+、Pb2+已经完全沉淀,根据硫离子浓度计算出此时Hg2+的浓度;
D.可以使用氯化钠将废水中Hg2+、Cu2+、Pb2+离子转化成沉淀,从而达到除污目的.
10.【答案】B
【解析】【解答】溶度积越小的越易转化为沉淀,除杂效果越好。若要把Ag+、Pb2+等重金属离子转化为沉淀除去,由表格中的溶度积数据可知,金属硫化物的溶度积最小,则应选择硫化钠作沉淀剂除去这两种离子,
故答案为:B。
【分析】溶度积越小,越先形成沉淀,结合表格中难溶电解质的溶度积,确定所需的沉淀剂。
11.【答案】C
【解析】【解答】A.浓、稀硝酸的强氧化性不同,与铜反应的剧烈程度不同,浓硝酸氧化性较强,可与铜剧烈反应,能达到实验目的,故A正确;
B.硫化银溶解度比氯化银小,在氯化银溶液中加入硫化钠溶液,可生成硫化银沉淀,故B正确;
C.比较非金属性强弱,应用最高价含氧酸的酸性进行比较,故C错误;
D.增大反应物浓度,活化分子的浓度增大,反应速率增大,浓度不同,反应速率不同,故D正确.
故选C.
【分析】A.浓、稀硝酸的强氧化性不同,与铜反应的剧烈程度不同;
B.从难溶电解质的溶解平衡的角度分析;
C.比较非金属性强弱,应用最高价含氧酸的酸性进行比较;
D.浓度不同,反应速率不同.
12.【答案】A
【解析】【解答】解:A、其饱和溶液中阴阳离子浓度相等,ac两点阴阳离子浓度不相等,故A错误;
B、a、c两点温度相同,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,故B正确;
C、根据图示数据,可以看出b点Qc=2×10﹣5>Ksp,所以会生成沉淀,后溶液中c(SO42﹣)一定小于3×10﹣3 mol L﹣1,故C正确;
D、d点为不饱和状态,钙离子浓度较小,如加入适量CaCl2固体,钙离子浓度增大,此时硫酸根离子浓度不变,则可以变到c点,故D正确.
故选A.
【分析】A、其饱和溶液中阴阳离子浓度相等;
B、Ksp与温度有关,a和c的Ksp相等;
C、依据图示读数判断是否有沉淀生成即可;
D、d点为不饱和状态,与c比较钙离子浓度较小.
13.【答案】B
【解析】【解答】解:A、BaSO4饱和溶液中存在溶解平衡,BaSO4 Ba2++SO42﹣,故c(Ba2+)=c(SO42﹣)且c(Ba2+) c(SO42﹣)=Ksp(BaSO4).加入Na2SO4(s),Na2SO4溶于水中电离出SO42﹣使c(SO42﹣)增大,溶解平衡逆向移动,使c(Ba2+)减小,故c(Ba2+)<c(SO42﹣),故A错误;
B、溶度积是温度的常数,故达到平衡时溶度积不变,仍然为c(Ba2+) c(SO42﹣)=Ksp(BaSO4),故B正确;
C、BaSO4饱和溶液中存在溶解平衡,BaSO4 Ba2++SO42﹣,故c(Ba2+)=c(SO42﹣)且c(Ba2+) c(SO42﹣)=Ksp(BaSO4).加入Na2SO4(s),Na2SO4溶于水中电离出SO42﹣使c(SO42﹣)增大,溶解平衡逆向移动,使c(Ba2+)减小,故c(Ba2+)<c(SO42﹣),故C错误;
D、溶度积是温度的常数,故达到平衡时溶度积不变,仍然为c(Ba2+) c(SO42﹣)=Ksp(BaSO4),故D错误;
故选:B.
【分析】BaSO4饱和溶液中存在溶解平衡,BaSO4 Ba2++SO42﹣,溶度积的表达式K=c(Ba2+)×c(SO42﹣),溶度积K是温度的常数,只与温度有关,据此进行判断.
14.【答案】D
【解析】【解答】A. 络合反应为可逆反应,则①浊液中存在平衡:AgSCN(s) Ag+(aq)+SCN-(aq),A不符合题意;
B. 离子与SCN-结合生成络离子,则②中颜色变化说明上层清液中含有SCN-,B不符合题意;
C. 银离子与碘离子结合生成AgI黄色沉淀,则③中颜色变化说明有AgI生成,C不符合题意;
D. 硝酸银过量,不发生沉淀的转化,余下的浊液中含银离子,与KI反应生成黄色沉淀,不能证明AgI比AgSCN更难溶,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.Ag+(aq)和SCN-(aq)的络合反应为可逆过程;
B.铁离子遇到SCN-溶液显血红色;
C.AgI为黄色沉淀;
D.反应物过量的情况下,不存在沉淀的转化。
15.【答案】D
【解析】【解答】解:A.实验室制取乙酸乙酯时,产物中18O应该在乙酸乙酯中,正确的方程式为:CH3COOH+H18O﹣C2H5 CH3CO18OC2H5+H2O,故A错误;
B.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液呈血红色,证明存在Fe3+,而无法证明是否含有Fe2+,可用酸性高锰酸钾溶液检验亚铁离子,故B错误;
C.由于常温下浓硝酸与铝发生反应生成一层致密的氧化膜,即发生钝化现象,可用铝制容器存放浓硝酸,故C错误;
D.沉淀溶解达到平衡时,溶液中各种离子达到饱和状态,溶液中溶质的离子浓度不一定相等,只要外界条件不变,则溶液中各种离子浓度不变,故D正确;
故选D.
【分析】A.酯化反应的实质为酸脱羟基醇脱氢,18O应该在乙酸乙酯中;
B.只能证明溶液中含有铁离子,无法证明是否含有亚铁离子;
C.常温下铁、铝能够与浓硫酸、浓硝酸发生钝化现象,发生了反应,不是不反应;
D.沉淀溶解达到平衡时,溶液中各种离子浓度不再变化,不一定相等.
16.【答案】D
【解析】【解答】在CaSO4和CaCO3的悬浊混合液中, ,
故答案为:D。
【分析】利用Ksp,采用变形法计算。
17.【答案】(1)Cu(OH)2(s) Cu2+(aq)+2OH-(aq)
(2)解:某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02 mol/L,若要生成Cu(OH)2沉淀,则c(Cu2+)·c2(OH-)>Ksp=2×10-20,则c2(OH-)> =1.0×10-18 mol/L,则c(OH-)>1.0×10-9 mol/L,所以c(H+)< =1.0×10-5 mol/L,因此溶液的pH>5;
(3)解:要使0.2 mol/L CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原来的千分之一),则此时溶液中c(Cu2+)= mol/L,应向溶液里加入NaOH溶液,则c2(OH-)> =1.0×10-16 mol/L,c(OH-)=1.0×10-8 mol/L,所以c(H+)= =1.0×10-6 mol/L,则应该使溶液的pH为6。
【解析】【解答】(1)Cu(OH)2是难溶性固体,在溶液中存在沉淀溶解平衡,其沉淀溶解平衡表达式为:Cu(OH)2(s) Cu2+(aq)+2OH-(aq);
【分析】利用溶度积常数进行计算。
18.【答案】(1)ZnS(s) +Cu2+ (aq) Zn2+(aq)+CuS
(2)2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) △H=﹣1036.46kJ/mol
(3)ClO-+SO2+2OH- =Cl-+SO42-+H2O;Ni2O3+ClO- =2NiO2 +Cl-;Ca2+与SO42-结合生成微溶的CaSO4有利于反应的进行;O2 ;SO2 - 2e- +SO42-= 2SO3
【解析】【解答】(1)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,向地下深层渗透遇到难溶的ZnS,慢慢转变为铜蓝(CuS), ZnS 转变为 CuS 的化学方程式为ZnS(s) +Cu2+ (aq) Zn2+(aq)+CuS。
(2) 已知:①2H2S(g)+O2(g) =2S(g) +2H2O(g) △H=﹣442.38kJ/mol;②S(g)+O2(g)=SO2(g) △ H=﹣297.04kJ/mol。根据盖斯定律,由①+② 2可得2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g),故△H=(﹣442.38kJ/mol)+(﹣297.04kJ/mol) 2=﹣1036.46kJ/mol,所以,H2S(g)与O2(g)反应产生SO2(g)和 H2O(g)的热化学方程式是2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) △H=﹣1036.46kJ/mol。
(3)①NaClO 碱性溶液吸收法。工业上可用 NaClO 碱性溶液吸收SO2. NaClO 碱性具有强氧化性,可以把SO2氧化为SO42-。
i.反应离子方程式是ClO-+SO2+2OH- =Cl-+SO42-+H2O。由催化过程的示意图可知,过程1中, Ni2O3与ClO- 反应生成具有强氧化性的NiO2 ,过程2中,NiO2与ClO-反应生成具有强氧化性的O原子。
ii.过程 1 的离子方程式是Ni2O3+ClO- =2NiO2 +Cl-。
iii.Ca(ClO)2也可用于脱硫,且脱硫效果比 NaClO 更好,原因是Ca2+与SO42-结合生成微溶的CaSO4有利于反应的进行。
②ⅰ由电化学脱硫法装置示意图可知,该装置为电解池,烟气经催化氧化后,部分二氧化硫被氧化为三氧化硫,所得气体通入该装置,在阴极上,氧气得到电子被还原为硫酸根离子,电极反应式为O2+4e- + 2SO3= 2SO42-;
ⅱ在阳极上,二氧化硫失去电子被氧化为三氧化硫,电极反应式为2SO2 - 4e- +2SO42-= 4SO3,三氧化硫经氮气导出与水反应生成硫酸,这样,不仅可脱除烟气中的SO2还可以制得 H2SO4。i.在阴极放电的物质是O2。ii.在阳极生成 SO3的电极反应式是SO2 - 2e- +SO42-= 2SO3。
【分析】(1)根据沉淀的转化书写反应的离子方程式;
(2)根据盖斯定律计算反应热,从而写出热化学方程式;
(3)①ⅰClO-具有氧化性,能将SO2氧化成SO42-,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒书写离子方程式;
ⅱ过程1中ClO-将Ni2O3氧化成NiO2,据此写出反应的离子方程式;
ⅲCa2+能与SO42-结合成微溶的CaSO4,有利于反应的进行;
②ⅰ在该电解池中,O2在阴极得电子;
ⅱSO2在阳极失电子,被氧化成SO3,据此写出电极反应式;
19.【答案】(1)Cu(OH)2;Cu2++2NH3 H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+
(2)2.7×10﹣3
【解析】【解答】解:(1)由于Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2],所以先生成Cu(OH)2沉淀,发生的离子反应为Cu2++2NH3 H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+,
故答案为:Cu(OH)2;Cu2++2NH3 H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+;(2)所谓沉淀共存,就是AgCl、AgBr都有, = = =2.7×10﹣3,故答案为:2.7×10﹣3.
【分析】(1)Ksp小的先沉淀,可知铜离子先沉淀;(2)当两种沉淀共存时, = .
20.【答案】(1)②④③①
(2)①>②=③;①>②=③
(3)CH3COOH(aq) CH3COO﹣(aq)+H+(aq)△H=+0.3 kJ/mol
(4)1.7×1011﹣a
(5)②③⑤⑥⑦
(6)Al(OH)3;不含有
【解析】【解答】解:(1)①NH3 H2O、③KHSO3抑制水的电离,亚硫酸氢根的电离沉淀大于氨水的,氨水中水的电离程度更大,④K2SO3、②(NH4)2SO3水解,促进水的电离,(NH4)2SO3中铵根离子和亚硫酸根离子相互促进水解,水解程度更大,促进了水的电离,水的电离程度由大到小排列为:②④③①,故答案为:②④③①;(2)c(H+)相同的盐酸和硫酸中和碱的能力相同,而盐酸和醋酸,因为醋酸是弱电解质,所以醋酸中和碱的能力强,所以消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序为①>②=③,
醋酸是弱电解质加水稀释促进电离,所以稀释后醋酸氢离子浓度最大,而盐酸和硫酸氢离子的浓度只减小,所以c(H+)由大到小的顺序为①>②=③,故答案为:①>②=③;①>②=③;(3)已知①:H+(aq)+OH﹣(aq)═H2O(l)△H=﹣57.3kJ/mol,
实验测得稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol H2O时放出57kJ的热,则②:CH3COOH(aq)+OH﹣(aq)═CH3COO﹣(aq)+H2O(l)△H=﹣57kJ/mol,根据盖斯定律,②﹣①可得:CH3COOH(aq) CH3COO﹣(aq)+H+(aq)△H=+0.3 kJ/mol,故答案为:CH3COOH(aq) CH3COO﹣(aq)+H+(aq)△H=+0.3 kJ/mol;(4)25℃时,NH3 H2O的电离常数为Kb= =1.7×10﹣3.0.1mol L﹣1NH4Cl溶液的pH=a,则溶液中c(OH﹣)= mol/L=10﹣14+amol/L,则c(NH4+):c(NH3 H2O)= = =1.7×1011﹣a,故答案为:1.7×1011﹣a;(5)①强酸溶液全部电离,加水稀释后,溶液中H+离子浓度一定都降低,氢离子和氢氧极根离子的浓度的乘积为定值,氢氢氧根离子浓度增大,故①错误;②pH=2的盐酸浓度为0.01mol/L,pH=13的NaOH溶液浓度为0.1mol/L,按体积比9:1混合后溶液呈碱性,剩余氢氧根离子浓度为 mol/L=0.001mol/L,则氢离子浓度为10﹣11mol/L,则pH=﹣lgc(H+)=11,故②正确;③pH相等的三种溶液中氢氧根离子浓度相等,CH3COONa、NaHCO3水解显碱性,浓度大于氢氧化钠的,醋酸的酸性比碳酸的强,醋酸根的水解程度比碳酸氢根的水解程度小,CH3COONa浓度比碳酸氢钠的小大,即浓度:NaOH<NaHCO3<CH3COONa,故③正确;④溶液pH=7,则c(H+)=c(OH﹣),由电荷守恒:c(Na+)+c(H+)+c(NH4+)=c(OH﹣)+2c(SO42﹣),故c(Na+)+c(NH4+)=2c(SO42﹣),故④错误;⑤亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,Na2HPO3是正盐,HPO3﹣水解溶液呈碱性,故⑤正确;⑥甲、乙两溶液都是强电解质,已知甲溶液的pH是乙溶液pH的两倍,设二者p分别为2a、a,溶液等体积混合,若混合液pH等于7,则二者pH之和=14,故a+2a=14,解得a= ,甲为碱、乙为酸,符合题意,故⑥正确;⑦某二元酸在水中的电离方程式是H2B═H++HB﹣;HB﹣ H++B2﹣,一级电离完全电离,二级电离部分电离,根据物料守恒:c(Na+)=2c(B2﹣)+2c(HB﹣),故⑦正确,故答案为:②③⑤⑥⑦;(6)25℃时Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10﹣12,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10﹣20,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10﹣38,Ksp[Al(OH)3]=1.1×10﹣33.铝离子沉淀时c(OH﹣)= mol/L= ×10﹣11mol/L,铜离子沉淀时c(OH﹣)= mol/L= ×10﹣10,铝离子沉淀需要氢氧根离子浓度小,所以先析出Al(OH)3沉淀;Fe3+刚好完全沉淀时氢氧根离子浓度为 mol/L= ×10﹣11mol/L,则c(Al3+)×c3(OH﹣)=0.2× =8×10﹣34<Ksp[Al(OH)3]=1.1×10﹣33,没有氢氧化铝析出,故答案为:Al(OH)3;不含有.
【分析】(1)酸溶液和碱溶液抑制了水的电离,酸溶液中的氢离子、碱溶液中的氢氧根离子浓度越大,水的电离程度越小;能够水解的盐溶液促进了水的电离,水解程度越大,水的电离程度越大;(2)c(H+)相同的盐酸和硫酸中和碱的能力相同,而盐酸和醋酸,因为醋酸是弱电解质,所以醋酸中和碱的能力强;醋酸是弱电解质加水稀释促进电离,所以稀释后醋酸氢离子浓度最大,而盐酸和硫酸氢离子的浓度只减小;(3)已知①:H+(aq)+OH﹣(aq)═H2O(l)△H=﹣57.3kJ/mol,实验测得稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol H2O时放出57kJ的热,则②:CH3COOH(aq)+OH﹣(aq)═CH3COO﹣(aq)+H2O(l)△H=﹣57kJ/mol,
根据盖斯定律,②﹣①可得:CH3COOH(aq) CH3COO﹣(aq)+H+;(4)25℃时,NH3 H2O的电离常数为Kb= =1.7×10﹣3.0.1mol L﹣1NH4Cl溶液的pH=a,计算溶液中c(OH﹣),结合电离平衡常数计算;(5)①强酸稀释时氢氧根离子浓度增大;
②pH=2的盐酸浓度为0.01mol/L,pH=13的NaOH溶液浓度为0.1mol/L,按体积比9:1混合后溶液呈碱性,计算剩余氢氧根离子浓度,再结合水的离子积计算氢离子浓度,根据pH=﹣lgc(H+);③pH相等的三种溶液中氢氧根离子浓度相等,CH3COONa、NaHCO3水解显碱性,浓度大于氢氧化钠的,醋酸根、碳酸氢根的水解程度越大,盐的浓度越小;④溶液pH=7,则c(H+)=c(OH﹣),结合电荷守恒判断;⑤亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,Na2HPO3是正盐,HPO3﹣水解溶液呈碱性;⑥甲、乙两溶液都是强电解质,已知甲溶液的pH是乙溶液pH的两倍,溶液等体积混合,若混合液pH等于7,则二者pH之和=14,结合pH倍数关系计算各自pH判断;⑦一级电离完全电离,二级电离部分电离,根据物料守恒判断;(6)根据Ksp计算铝离子、铜离子沉淀时需要氢氧根离子浓度,需要氢氧根离子浓度越小,离子最先转化为沉淀;计算Fe3+刚好完全沉淀时氢氧根离子浓度,再结合计算铝离子与氢氧根离子浓度积,由溶度积比较判断.
21.【答案】(1)+3
(2)否;由于As2S3(s) + 3S2-(aq) 2 (aq),加入过量的硫化钠,溶液中c(S2-)增大,平衡正向移动不利于沉砷
(3) +2O2= +3S↓
(4)SO2+H3AsO4+H2O=H3AsO3+H2SO4;氢碘酸、淀粉溶液
(5)调硫酸浓度约为7 mol/L,冷却至25℃
(6)1 ×10-5
【解析】【解答】含砷废水中含有亚砷酸(H3AsO3),加入FeS可将砷转化为As2S3,过滤后加入NaOH溶液,此时As2S3溶解,FeS成为滤渣;加入NaOH溶液后,As2S3溶解得Na3AsO3和Na3AsS3;氧化脱硫后,生成Na3AsO4和S,将Na3AsO4酸化生成H3AsO4,加入还原剂处理,最终生成As2O3。
(1)As2S3中,S元素显-2价,依据化合物中各元素化合价的代数和为0的原则,可计算出砷元素的化合价为+3价。答案为:+3;
(2)由信息Ⅱ可知,若“沉砷”过程中用Na2S代替FeS,则会生成 ,所以为:否;增大c(S2-),会使As2S3进一步转化为 ,不利于砷转化为沉淀,所以其原因为:由于As2S3(s) + 3S2-(aq) 2 (aq),加入过量的硫化钠,溶液中c(S2-)增大,平衡正向移动不利于沉砷。答案为:否;由于As2S3(s) + 3S2-(aq) 2 (aq),加入过量的硫化钠,溶液中c(S2-)增大,平衡正向移动不利于沉砷;
(3)向滤液Ⅱ中通入氧气,可将 氧化为 等,则脱硫的离子反应方程式为 +2O2= +3S↓。答案为: +2O2= +3S↓;
(4)由“还原后加热溶液,H3AsO3分解为As2O3”可知,用SO2“还原”过程中,H3AsO4转化为H3AsO3,从而得出发生反应的化学方程式为SO2+H3AsO4+H2O=H3AsO3+H2SO4。若需检验还原后溶液中是否仍存在砷酸,可利用HI进行还原,然后用淀粉检验氧化产物。则还需要的实验试剂有氢碘酸、淀粉溶液。答案为:SO2+H3AsO4+H2O=H3AsO3+H2SO4;氢碘酸、淀粉溶液;
(5)从As2O3 在不同温度和不同浓度硫酸中的溶解度(S)曲线可以看出,As2O3溶解度最小的点,就是沉淀率最高的点,从而得出“结晶”需要控制的具体条件是:调硫酸浓度约为7 mol/L,冷却至25℃。答案为:调硫酸浓度约为7 mol/L,冷却至25℃;
(6)Ksp[Ca3(AsO4)2]=(2×10-3)3×c2( )=8×10-19,从而求出c( )=1 ×10-5mol/L。答案为:1 ×10-5。
【分析】(1)S是-2价,所以As是+3价;
(2)根据题目信息可知沉砷时S2-过量的话会使 As2S3(s) 溶解;
(3)分析流程可知,氧化脱硫的反应物是 和O2,生成物是 和S;
(4)H3AsO4 和SO2反应生成 H3AsO3,H3AsO3溶液加热分解得到As2O3 ;根据已知信息可知 砷酸(H3AsO4)在酸性条件下有强氧化性,能氧化氢碘酸,所以用HI,借助淀粉判断是否有I2生成;
(5)要提高粗As2O3的沉淀率,As2O3的溶解度越小越好,所以控制条件是调硫酸浓度约为7 mol/L,冷却至25℃;
(6)根据上层清液中c(Ca2+)为2×10-3mol/L,结合Ksp[Ca3(AsO4)2]=8×10-19,计算 的浓度。