3.4 沉淀溶解平衡 课时作业
一、单选题
1.已知25℃物质的溶度积常数为:FeS:Ksp=6.3×10﹣18;CuS:Ksp=1.3×10﹣36;ZnS:Ksp=1.6×10﹣24.下列说法正确的是( )
A.相同温度下,CuS的溶解度小于ZnS的溶解度
B.除去工业废水中的Fe2+,可以选用CuS做沉淀剂
C.足量CuSO4溶解在0.1mol/L的H2S溶液中,Cu2+能达到的最大浓度为1.3×10﹣35mol/L
D.在ZnS的饱和溶液中,加入FeCl2溶液,一定不产生FeS沉淀
2.已知难溶性物质K2SO4 MgSO4 2CaSO4在水中存在如下平衡:K2SO4 MgSO4 2CaSO4 (s) 2Ca2++2K++Mg2++4SO42﹣.不同温度下,K+的浸出浓度与溶浸时间的关系如图所示,则下列说法错误的是( )
A.该平衡的Ksp=c2(Ca2+) c2(K+) c(Mg2+) c4(SO42﹣)
B.向该体系中加入饱和K2SO4溶液,溶解平衡向左移动
C.升高温度,溶浸速率增大,平衡向正反应方向移动
D.向该体系中加入饱和NaOH溶液,溶解平衡不发生移动
3.下列实验操作、实验现象和实验结论均正确的是( )
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 向AgNO3溶液中滴加过量氨水 得到澄清溶液 Ag+与NH3 H2O能大量共存
B 将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4,滴加KSCN溶液 溶液变红 稀硫酸能氧化Fe2+
C 室温下,用pH试纸分别测定浓度为0.1mol L﹣1NaClO溶液和0.1mol/LCH3COONa溶液的pH pH试纸都变成碱色 可以用pH试纸的颜色与标准比色卡比较,从而判断HClO和CH3COOH的酸性强弱
D 向少量AgNO3溶液中滴加适量NaCl溶液,再滴加适量Na2S溶液 开始有白色沉淀生成,后有黑色沉淀生成 Ksp(Ag2S)<Ksp(AgCl)
A.A B.B C.C D.D
4.下列说法错误的是( )
A.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关
B.由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),ZnS的溶解度大于CuS
C.其他条件不变,离子浓度改变时,Ksp不变
D.两种难溶电解质作比较时,Ksp越小的电解质,其溶解度一定越小
5.25℃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
6.在t℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示.又知t℃时AgCl的Ksp=4×10﹣10,下列说法不正确的是( )
A.在t℃时,AgBr的Ksp为4.9×10﹣13
B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点
C.图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D.在t℃时,AgCl(s)+Br﹣(aq) AgBr(s)+Cl﹣(aq)平衡常数K≈816
7.常温时,下列叙述正确的是( )
A.pH=9的NH4Cl与NH3 H2O混合溶液中c(Cl-)>c(NH4+)
B.pH=2.5的可乐中c(H+)是pH=3.5的柠檬水中c(H+)的10倍
C.AgCl在0.1mol/LCaCl2溶液和0.1mol/L NaCl溶液中的溶解度相同
D.1 mL 1mol/L Na2CO3溶液加水稀释至100mL,pH和Kw均减小
8.常温时,、、的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
已知:,,。下列说法正确的是( )
A.图中x代表曲线,z代表曲线
B.常温时,的平衡常数
C.常温时,若增大p点的阴离子浓度,则y上的点沿曲线向上移动
D.相同温度下,在和的物质的量浓度均为的溶液中,滴入少量溶液,先产生沉淀
9.取1 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液进行如下实验(实验中所用试剂浓度均为0.1 mol·L-1):
下列说法错误的是( )
A.实验①白色沉淀是难溶的AgCl
B.由实验②说明AgI比AgCl更难溶
C.若按①③顺序实验,看不到黑色沉淀
D.若按②①顺序实验,看不到白色沉淀
10.已知Mg(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3的溶解度.要除去混在MgCl2溶液中的FeCl3,可以边搅拌边加入一种试剂,这种试剂是( )
A.Na2CO3 B.NaOH C.Mg(OH)2 D.NH3 H2O
11.在25 ℃时,AgCl的白色悬浊液中,依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液。观察到的现象是先出现黄色沉淀,最终出现黑色沉淀。已知有关物质的溶度积Ksp(25 ℃)如下:
AgCl AgI Ag2S
Ksp(单位省略) 1.8×10-10 1.5×10-16 6.3×10-50
下列叙述错误的是( )
A.沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动
B.溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀
C.AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解程度相同
D.25 ℃时,在饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中,所含Ag+的浓度不同
12.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
13.下列方案设计、现象和结论都正确的是( )
目的 方案设计 现象和结论
A 探究有机物基团间的相互影响 向苯和甲苯中分别加入少量酸性高锰酸钾溶液,振荡并观察现象 若甲苯中溶液紫红色褪去,说明甲苯分子中甲基对苯环有影响
B 判断有机物是否含有醛基 取2mL10%氢氧化钠溶液,加入5滴5%硫酸铜溶液,振荡后加入少量有机物溶液,加热,观察实验现象 若出现砖红色沉淀,说明该有机物中含有醛基
C 判断固体样品是否是铵盐 用试管取少量样品,加水溶解,加足量氢氧化钠溶液后加热,试管口放一张湿润的红色石蕊试纸,观察现象 若试纸变蓝,说明固体样品属于铵盐
D 探究不同沉淀间的转化 取硝酸银溶液,硝酸酸化,依次滴加3滴氯化钠溶液和碘化钾溶液,观察并记录现象 若出现白色沉淀,后转变为黄色沉淀,说明
A.A B.B C.C D.D
14.向湿法炼锌的电解液中同时加入Cu和CuSO4,可生成CuCl沉淀除去Cl-,降低对电解的影响,反应原理如下:Cu(s)+Cu2+(aq) 2Cu+(aq) ΔH1=akJ/mol;Cl-(aq)+Cu+(aq) CuCl(s) ΔH2=bkJ/mol,实验测得电解液pH对溶液中残留c(Cl-)的影响如图所示。下列说法正确是( )
A.溶液pH越大,Ksp(CuCl)增大
B.向电解液中加入稀硫酸,有利于Cl-的去除
C.反应达到平衡后,增大c(Cu2+),c(Cl-)减小
D. Cu(s)+ Cu2+(aq)+Cl-(aq) CuCl(s)的ΔH=(a+2b)kJ/mol
15.常温下,或的单一饱和溶液体系中,金属阳离子的物质的量浓度的负对数与溶液的变化关系如图所示。已知常温下,,下列说法错误的是( )
A.曲线a表示饱和溶液中的变化关系,且
B.向X点对应的饱和溶液中加入少量固体,可转化为Y点对应的溶液
C.除去酸性溶液中含有的少量杂质,可加入适量,充分搅拌后过滤
D.当和两种沉淀共存时,溶液中
16.某温度下,向1.0mL 0.1mol/LCuSO4溶液中滴加0.1mol/L的Na2S溶液,滴加过程中溶液中-lgc(Cu2+)与Na2S溶液体积(V)的关系如图所示,下列有关说法正确的是()
[已知:lg2=0.3,Ksp(ZnS)=3×10-25]
A.Na2S溶液呈碱性,是因为S2-离子发生了水解,用离子方程式可表示为:S2-+2H2O HS-+2OH-
B.Na2S溶液中:c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=2c(Na+)
C.向100 mLZn2+、Cu2+浓度均为10 5mol/L的混合溶液中逐滴加入10 4mol/L的Na2S溶液,Zn2+先沉淀
D.该温度下Ksp(CuS)=4×10-36
17.下列图示与对应的叙述相符合的是( )
A. 表示某可逆反应中物质浓度随时间的变化,反应在t时刻达到平衡状态
B. 表示NO2在恒容密闭容器中发生反应:2NO2(g)N2O4(g), NO2体积分数与温度的变化曲线,则该反应的正反应△H<0
C. 表示某温度时,BaSO4在水中溶解平衡曲线,蒸发水可使港液由b点变到a点
D. 表示分别稀释10mLpH均为12的NaOH和NH3,H2O溶液时pH的变化,曲线I表示 NH3 HO 溶液,n>100
二、综合题
18.某油脂厂废弃的油脂加氢所用催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及他们的氧化物,还有少量其他不溶性杂质。采用如图工艺流程回收其中的镍来制备硫酸镍晶体(NiSO4 7H2O):
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示,回答下列问题:
金属离子 Ni2+ Al3+ Fe3+ Fe2+
开始沉淀时的pH(c=1.0mol L-1) 6.2 3.7 2.2 7.5
沉淀完全时的pH(c=1.0×10-5mol L-1) 8.7 4.7 3.2 9.0
(1)废镍催化剂上的油脂在过程中被处理,滤液①中含有的无机阴离子有OH-、 。
(2)“转化”过程中反应的化学方程式为 ,c(H2O2)随时间t的变化关系如图所示,反应开始10~20min内c(H2O2)迅速减小,原因是 。
(3)利用表格数据,计算Ni(OH)2的Ksp= ,“转化”后的溶液中Ni2+的浓度为1.0mol L-1,“调pH”应控制的pH范围是 。
(4)进行操作I前通常要在滤液③中加入少量稀硫酸,作用为 。
(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH,反应的离子方程式为 。
19.印染工业常用亚氯酸钠( NaClO2)漂白织物。用过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程如下:
已知:① NaClO2的溶解度随温度的升高而增大,适当条件下可结晶析出NaCO2·3H2O。
②KSP(FeS)=6.3×10-18;KSP(CuS)=6.3×10-36;KSP(PbS)=2.4×10-28。
(1)发生器中反应的还原剂是 (填化学式,下同),吸收塔中反应的氧化剂是 。
(2)亚氯酸钠漂白织物时真正起作用的是HClO2。下表是25℃时HClO2及几种常见弱酸的电离平衡常数。
弱酸 HClO2 HF HCN H2S
Ka/mol·L-1 1×10-2 6.3×10-4 4.9×10-10 K1=9.1×108 K2=1.1×10-12
①常温下,物质的量浓度相同的NaF、NaCN两种溶液的pH由大到小的顺序为 。
②等体积等物质的量浓度的HClO2与NaOH溶液充分反应后,溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。
③Na2S是常用的沉淀剂。某工业污水中含有等浓度的Cu2+、Fe2+、Pb2+,滴加Na2S溶液后最先析出的沉淀是 ;当最后一种离子沉淀完全时(该离子浓度为10-5 mol·L-1),此时体系中S2-的浓度为 。
20.根据要求完成下列各题。
(1)25℃时,向AgCl的悬浊液中加入KI固体,有黄色沉淀生成。说明Ksp(AgCl) Ksp(AgI)(填“<”、“>”或“=”下同)。
(2)已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-。若浓硫酸与氢氧化钠溶液发生中和反应生成1mol水,则ΔH的数值 57.3kJ·mol-;若稀盐酸与氨水发生中和反应生成1mol水,则ΔH的数值 57.3kJ·mol-1。
(3)在化学反应里只有活化分子才可能发生化学反应,使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能。根据如图回答问题。
①图中所示反应是 (填“吸热”或“放热”)反应,该反应 (填“需要”或“不需要”)加热,该反应的△H= (用含E1、E2的代数式表示)。
②已知热化学方程式:H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ·mol-1,该反应的活化能为167.2kJ·mol-1,则其逆反应的活化能为 。
21.如图所示:横坐标为溶液的pH,纵坐标为Zn2+或[Zn(OH)4]2-物质的量浓度的对数,回答下列问题。
(1)往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,反应的离子方程式可表示为 。
(2)从图中数据计算可得Zn(OH)2的溶度积Ksp= 。
(3)某废液中含Zn2+,为提取Zn2+可以控制溶液pH的范围是 。
(4)泡沫灭火器内装有NaHCO3饱和溶液;灭火器内另有一容器中装有Al2(SO4) 3溶液,该溶液呈酸性的原因是: (用离子方程式表示)。当意外失火时,使泡沫灭火器倒过来即可使药液混合,喷出CO2和Al(OH)3,阻止火势蔓延。其相关化学反应的离子方程式为: 。
22.用含有少量SiO2、Fe2O3杂质的辉铜矿(主要成分Cu2S)和软锰矿(主要成分MnO2),制备碱式碳酸铜,可进一步制取有机合成中的催化剂氯化亚铜(CuCl),其主要工艺流程如图:
已知:①MnO2能氧化硫化物生成S;
②部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示:
③CuCl是一种白色粉末,难溶于水,可溶于氯离子浓度较大的体系。
(1)浸出液中含有CuSO4和MnSO4等主要产物,写出生成该主要产物的化学方程式: 。
(2)实验室中用18.4mol/L的浓硫酸配制480mL4.5mol/L的硫酸溶液需要使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、 、 。
(3)沉淀物的主要成分是 。
(4)结合已知条件,实验室中若选用饱和Na2CO3溶液(pH约为12)和MnSO4溶液作为反应原料制备MnCO3沉淀,采用的加料方式是将 溶液缓慢加入到盛有 溶液的反应容器中。
(5)CuCl2溶液中加入Na2SO3溶液的离子反应方程式为 。
(6)得到的CuCl晶体需用水洗涤,洗涤CuCl晶体的操作是 。
(7)CuCl晶体在碱性溶液中可以制得氧化亚铜,该反应的离子反应方程式为 。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】解:A.由于Ksp(CuS)=1.3×10﹣36<Ksp(ZnS)=1.6×10﹣24,溶度积越小,难溶物的溶解度越小,则CuS的溶解度小于ZnS的溶解度,故A正确;
B.由于Ksp(CuS)=1.3×10﹣36<Ksp(FeS)=6.3×10﹣18,硫化铜的溶解度小于硫化亚铁的,所以除去工业废水中含有的Cu2+,可采用FeS 固体作为沉淀剂,而不能选用CuS做沉淀剂,故B错误;
C.H2S是弱酸,硫离子的最大浓度为0.1 mol/L,CuS的溶度积常数(Ksp)为1.3×10﹣36,所以溶液中Cu2+的最小浓度为1.3×10﹣35 mol/L,故C错误;
D.ZnS的饱和溶液中存在S2﹣,加入FeCl2溶液,当Qc=c(Fe2+) c(S2﹣)>Ksp(FeS),就会生成FeS沉淀,故D错误;
故选A.
【分析】A.根据溶度积大小进行比较,溶度积越大,溶解度越大;
B.根据溶度积大的沉淀可以转化为溶度积小的沉淀;
C.H2S是弱酸,硫离子的最大浓度为0.1 mol/L,根据CuS的溶度积常数(Ksp)为1.3×10﹣36即可求得;
D.当Qc>Ksp就会生成沉淀.
2.【答案】D
【解析】【解答】解:A.由反应可知,该平衡的Ksp=c2(Ca2+) c2(K+) c(Mg2+) c4(SO42﹣),故A正确;
B.加入饱和K2SO4溶液,SO42﹣浓度增大,则溶解平衡向左移动,故B正确;
C.由图可知,溶解平衡为吸热反应,则升高温度,溶浸速率增大,平衡向正反应方向移动,故C正确;
D.加入饱和NaOH溶液,Ca2+和Mg2+浓度减小,则溶解平衡正向移动,故D错误;
故选D.
【分析】A.K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比;
B.加入饱和K2SO4溶液,SO42﹣浓度增大;
C.溶解平衡为吸热反应;
D.加入饱和NaOH溶液,Ca2+和Mg2+浓度减小.
3.【答案】D
【解析】【解答】A.Ag+与NH3 H2O先生成AgOH沉淀,当氨水过量时生成银氨溶液,溶液变澄清,所以Ag+与NH3 H2O不能大量共存,故A错误;
B.酸性条件下,硝酸根离子具有强氧化性,能氧化亚铁离子生成铁离子,而稀硫酸不能氧化亚铁离子,故B错误;
C.次氯酸钠具有强氧化性,能漂白pH试纸,所以不能用pH试纸测定次氯酸钠溶液pH值,故C错误;
D.溶解度大的难溶物能转化为溶解度小的难溶物,AgCl沉淀中滴入Na2S溶液,白色沉淀变为黑色,所以说明Ag2S比AgCl更难溶,故D正确;
故选D.
【分析】A.Ag+与NH3 H2O先生成AgOH沉淀,当氨水过量时生成银氨溶液;
B.酸性条件下,硝酸根离子具有强氧化性;
C.次氯酸钠具有强氧化性,能漂白pH试纸;
D.溶解度大的难溶物能转化为溶解度小的难溶物.
4.【答案】D
【解析】【解答】Ksp只与难溶电解质的性质和外界温度有关,故A、C项符合题意;由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS在一定条件下可转化为CuS,B项符合题意;同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr、AgI),Ksp越小,溶解度越小,而不同类型的难溶电解质(如Ag2SO4和AgI),Ksp小的溶解度不一定小,需要进行换算, D项符合题意,
故答案为:D。
【分析】A、Ksp只与难溶电解质的性质和外界温度有关;
B、溶解度小的物质可以向溶解度更小的物质转变;
C、离子浓度对难溶物的Ksp没有影响;
D、Ksp小的溶解度不一定小。
5.【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]6.【答案】B
【解析】【解答】解:A.根据图中c点的c(Ag+)和c(Br﹣)可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×10﹣13,故A正确;
B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后,c(Br﹣)增大,溶解平衡逆向移动,c(Ag+)减小,故B错误;
C.在a点时Qc<Ksp,故a点为AgBr的不饱和溶液,故C正确;
D.K= = = ≈816,故D正确;
故选B.
【分析】A.根据图中c点的c(Ag+)和c(Br﹣)可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×10﹣13;
B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后,c(Br﹣)增大,溶解平衡逆向移动,c(Ag+)减小;
C.在a点时Qc<Ksp,故为AgBr的不饱和溶液;
D.K= = .
7.【答案】B
【解析】【解答】A.pH=9的氯化铵溶液与氨水的混合溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,根据电荷守恒即可判断 c(Cl-)<c(NH4+),故A不符合题意
B.pH=2.5的可乐中的氢离子浓度为10-2.5mol/L,pH=3.5的柠檬酸溶液中氢离子的浓度为10-3.5mol/L,因此pH=2.5的可乐中的氢离子是pH=3.5的柠檬酸中氢离子的浓度的10倍,故B符合题意
C.由于0.1mol/L氯化钙溶液中的氯离子浓度大于0.1mol/L的氯化钠溶液氯离子的浓度,所以在氯化银在氯化钙中的溶解度小于氯化钠,故C不符合题意
D.1mL1mol/L的碳酸钠溶液加水稀释至100mL,氢氧根离子浓度降低,pH减小,由于温度不变,水的离子积不变,故D不符合题意
故答案为:B
【分析】A.根据电荷守恒结合此时的pH即可计算
B.根据给出的数据进行计算即可
C.根据难溶电解质的溶度即可判断
D.温度不变水的离子积不变
8.【答案】D
【解析】【解答】A.、均为型,且,当相等时,<,而为型,则曲线x为,曲线y为,曲线z为,故A项不符合题意;
B.常温时,此反应的平衡常数,故B项不符合题意;
C.常温时,若增大p点的阴离子浓度,减小,由图可知,沿曲线y向下移动,故C项不符合题意;
D.和均为,由图可知,,,从而沉淀所需约为,沉淀所需约为,因此先产生沉淀,故D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.依据沉淀的类型分析;
B.依据Ksp计算;
C.依据沉淀溶解平衡的影响因素计算;
D.通过Ksp的大小比较。
9.【答案】C
【解析】【解答】A、AgNO3溶液中加入NaCl溶液,发生Ag++Cl-=AgCl↓,即实验①中白色沉淀是AgCl,故A说法不符合题意;
B、实验②中加入过量KI溶液,出现黄色沉淀,说明产生AgI,即发生AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq),推出AgI比AgCl更难溶,故B说法不符合题意;
C、实验③得到黑色沉淀,该黑色沉淀为Ag2S,推出Ag2S比AgI更难溶,溶解度由大到小的顺序是AgCl>AgI>Ag2S,按①③顺序实验,能观察黑色沉淀,故C说法符合题意;
D、根据选项C分析,按照②①顺序实验,生成更难溶的AgI,不能得到AgCl,即无法观察到白色沉淀,故D说法不符合题意。
【分析】注意:AgCl(白色沉淀)、AgI(黄色沉淀)Ag2S(黑色沉淀)。
10.【答案】C
【解析】【解答】解:已知Mg(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3的溶解度.要除去混在MgCl2溶液中的FeCl3,可加入Mg(OH)2粉末、MgO或MgCO3,调节溶液的pH,促进铁离子的水解,且不引入新的杂质,
故选C.
【分析】Fe3+易水解生成沉淀,可通过调节溶液pH的方法促进Fe3+的水解,注意不能引入新的杂质,以此解答该题.
11.【答案】C
【解析】【解答】A.AgCl悬浊液中,有沉淀溶解平衡AgCl(s) Ag++Cl-,加入KI后生成AgI黄色沉淀,上述平衡右移,即AgCl转化为AgI。类似地,AgI转化为Ag2S。A项不符合题意;
B.从题中AgCl转化为AgI,再转化为Ag2S来看,B项不符合题意;
C.等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中,氯离子浓度不同,使平衡AgCl(s) Ag++Cl-左移程度不同,故AgCl溶解程度不同。C项符合题意;
D.25 ℃时,AgCl、AgI、Ag2S的Ksp不同,饱和溶液中Ag+的浓度不同。D项不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A.沉淀溶解平衡的移动可实现沉淀的转化;
B.沉淀会向更难溶的物质转化;
C.等物质的量浓度的氯化钠和氯化钙溶液中的氯离子浓度不同;
D.相同温度下,溶度积常数不同,可得出银离子浓度不同。
12.【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;
13.【答案】B
【解析】【解答】A.甲苯中加入酸性高锰酸钾溶液紫红色褪去,是酸性高锰酸钾氧化甲基的结果,能说明苯环对甲基有影响,A不符合题意;
B.醛基在碱性条件下可以和新制氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀,若出现砖红色沉淀,则证明有机物含有醛基,B符合题意;
C.该固体样品的成分不确定,如果是混合物其中含有铵盐,也会出现实验中的现象,但不能说该混合物就是铵盐,C不符合题意;
D.该实验中硝酸银过量,因此加入氯化钠和碘化钾后,发生的是沉淀的生成而不是沉淀的转化,不能比较两者Ksp的大小,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.苯环上的甲基可以被酸性高锰酸钾氧化为羧基,是收到苯环的影响。
C.该实验只能够证明固体含有铵盐,不能够证明该固体属于铵盐。
D.要实现沉淀转化,硝酸银必须要过量。
14.【答案】C
【解析】【解答】A.K只受温度的影响,pH增大,难溶电解质的溶度积常数Ksp(CuCl)不变,A不符合题意;
B.根据图中信息:溶液的pH越大,氯离子的浓度越小,电解液中加入稀硫酸,不利于Cl-的去除,B不符合题意;
C.反应达到平衡状态,增大c(Cu2+),K不变,所以c(Cl-)减小,C符合题意;
D.①Cu(s)+Cu2+(aq) 2Cu+(aq) △H1=a kJ/mol,
②Cl-(aq)+ Cu+(aq) CuCl(s) △H2=b kJ/mol
①÷2+②可得到:. Cu(s)+ Cu2+(aq)+Cl-(aq) CuCl(s),根据盖斯定律反应的△H=(0.5a+b)kJ/mol,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.溶度积常数是温度常数,只受温度的影响;
B.根据图象知,pH值越大,氯离子的浓度就越小,因此加入硫酸不利于氯离子的除去;
D.盖斯定律指的是若一反应为二个反应式的代数和时,其反应热为此二反应热的代数和。也可表达为在条件不变的情况下,化学反应的热效应只与起始和终了状态有关,与变化途径无关。
15.【答案】B
【解析】【解答】A.常温下,,则当溶液的相同时,,则,故曲线a表示饱和溶液中的变化关系,曲线b表示饱和溶液中的变化关系。根据X点计算常温下的溶度积:,A不符合题意;
B.向X点对应的饱和溶液中加入少量固体,溶液中会生成沉淀,溶液中会减小,而图中从X点到Y点的保持不变,B符合题意;
C.因为,更易生成沉淀,在含有少量杂质的酸性溶液中,加入适量,发生反应:,使溶液的增大,杂质转变为沉淀,过滤后所得溶液为溶液,C不符合题意;
D.根据Z点计算常温下的溶度积:,当和两种沉淀共存时,溶液中,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A、结合特殊点以及氢氧化铜的溶度积判断;
B、温度不变时,只能在曲线移动;
C、除去亚铁离子中的铜离子,可以采用氧化亚铁、碳酸亚铁或者氢氧化亚铁等;
D、结合两者的溶度积比进行判断。
16.【答案】D
【解析】【解答】
A. Na2S是强碱弱酸盐,S2-水解使溶液呈碱性,离子方程式为:S2-+H2O HS-+OH-、HS-+H2O H2S+OH-,故A错误,A不符合题意;
B. 在Na2S溶液中,根据物料守恒得2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)=c(Na+),故B错误,B不符合题意;
C. 向10 mL 0.1 mol/L CuSO4溶液中滴加0.1 mol/L的Na2S溶液,发生反应:Cu2++S2-=CuS↓,根据方程式可知,当加入10mL0.1 mol/L的Na2S溶液时,二者恰好完全反应,则b点时恰好完全反应形成CuS沉淀,CuS存在沉淀溶解平衡:CuS(s) Cu2+(aq)+S2 (aq),已知此时 lgc(Cu2+)=17.7,则平衡时c(Cu2+)=c(S2 )=10 17.7mol/L,Ksp(CuS)=c(Cu2+)×c(S2 )=10 17.7mol/L×10 17.7mol/L=10 35.4,已知lg2=0.3,则Ksp(CuS)=10 35.4 =(100.3)2×10 36 =4×10 36,向100 mLZn2+、Cu2+浓度均为10 5mol/L的混合溶液中逐滴加入10 4mol/L的Na2S溶液,产生ZnS时需要的S2 浓度为c(S2 )=Ksp(ZnS)÷c(Zn2+)=(3×10 25÷10 5)mol/L=3×10 20mol/L,产生CuS时需要的S2 浓度为c(S2 )=Ksp(CuS)÷c(Cu2+)=(4×10 36÷10 5)mol/L=4×10 31mol/L,则产生CuS沉淀所需S2 浓度更小,先产生CuS沉淀,故C错误,C不符合题意;
D. 根据C项分析可知,该温度下Ksp(CuS)=4×10-36,故D正确,D符合题意;
故正确答案为:D。
【分析】A、考查盐类水解离子水解方程式书写,注意弱酸根离子水解分步水解。
B、考查盐类水解的物料守恒,突破口是原子守恒。
C、沉淀生成先后顺序。注意根据KSP来判断溶解度大小,先生成溶解度小的。
D、考查KSP的计算。
17.【答案】B
【解析】【解答】t时刻,虽然生成物的浓度等于反应物的浓度,当还没有建立平衡,A不符合题意;
B、NO2的体积分数最小时,反应达到平衡,以后升高温度,NO2的体积分数增大,即升高温度,平衡向逆反应方向移动,即正反应方向是放热反应,△H<0,B符合题意;
C、蒸发水,c(Ba2+)和c(SO42-)的浓度都增大,C不符合题意;
D、NH3·H2O是弱碱,部分电离,相同pH,NH3·H2O的浓度大于NaOH,加水稀释,促进NH3·H2O的电离,稀释相同体积,NaOH的pH大,因此I是NaOH,II是NH3·H2O,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.t时刻表示浓度相等,正逆反应速率不相等;
B.结合温度对反应速率和平衡移动的影响分析;
C.b点到a点的过程中,c(SO42-)不变;
D.稀释会促进弱电解质的电离;
18.【答案】(1)
(2);Fe3+对H2O2的分解有催化作用
(3)10-15.6;4.7<pH<6.2
(4)抑制Ni2+水解
(5)
【解析】【解答】(1)由以上分析知,滤液①中含有NaOH、NaAlO2,则无机阴离子有OH-、 。
(2)“转化”过程中,Fe2+被H2O2氧化为Fe3+,反应的化学方程式为 ;c(H2O2)在10~20min内迅速减小,原因是Fe3+对H2O2的分解有催化作用。
(3)当pH=6.2时,c(Ni2+)=1.0mol/L,则Ni(OH)2的Ksp= c2(OH-)c(Ni2+)=(10-7.8)2×1.0=10-15.6,“转化”后的溶液中Ni2+的浓度为1.0mol L-1,开始沉淀pH=6.2,沉淀完全pH=8.7,则“调pH”应控制的pH小于6.2,大于4.7,保证Al3+、Fe3+完全沉淀。
(4)进行蒸发浓缩、冷却结晶前通常要在滤液③中加入少量稀硫酸,作用为抑制Ni2+水解。
(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平反应的离子方程式为 。
【分析】由工艺流程分析可得,向废镍催化剂中加入NaOH溶液进行碱浸,可除去油脂,并发生反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,将Al及其氧化物溶解,得到的滤液①含有NaOH、NaAlO2,滤饼①为Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性杂质,加稀H2SO4酸浸后得到含有Ni2+、Fe2+、Fe3+的滤液②,Fe2+经H2O2氧化变为Fe3+后,加入NaOH调节pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去,滤渣③为氢氧化铁,再控制pH,蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥得到硫酸镍晶体,据此分析解答。
19.【答案】(1)SO2;ClO2
(2)NaCN>NaF;c(Na+)>c(ClO2-)>c(OH-)>c(H+);CuS;6.3×10-13mol·L-1
【解析】【解答】(1)ClO2发生器中,NaClO3与SO2反应生成ClO2,过程中,氯元素发生得电子的还原反应,因此NaClO3为氧化剂,则SO2为还原剂;
吸收塔中ClO2与H2O2反应生成NaClO2和O2,过程中,氯元素发生得电子的还原反应,因此ClO2为氧化剂;
(2)①由于电离常数HF>HCN,因此酸性HF>HCN;根据“越弱越水解”可得,阴离子的水解程度F-NaF;
②等体积等物质的量浓度的HClO2和NaOH溶液充分反应后,所得溶液的溶质为NaClO2,溶液中存在ClO2-的水解,溶液显碱性,因此溶液中离子浓度关系为:c(Na+)>c(ClO2-)>c(OH-)>c(H+);
③CuS、FeS、PbS的组成相似,因此其Ksp越小,越先形成沉淀,故最先析出的沉淀时CuS;
最后形成的沉淀时FeS,此时溶液中c(Fe2+)=10-5mol/L,则溶液中;
【分析】(1)根据“发生器”和“吸收塔”中发生的反应确定还原剂和氧化剂;
(2)①由电离常数的大小确定酸性强弱,再结合“越弱越水解”比较离子的水解程度,从而判断溶液的pH值大小;
②根据反应后所得溶液中存在的电离水解分析溶液中离子浓度大小;
③根据Ksp的大小,确定形成沉淀的先后顺序;根据各物质的Ksp大小进行分析;
20.【答案】(1)>
(2)>;<
(3)放热;需要;E2-E1;409kJ/mol
【解析】【解答】(1)KSP(AgCl)>KSP(AgI),沉淀转化为溶解度更小的物质容易发生,因此向AgCl的悬浊液中加入KI溶液,沉淀由白色转化为黄色,故答案为:>; (2)浓硫酸溶于水放热,因此浓硫酸与氢氧化钠溶液发生中和反应生成1mol水,放出的热量多于57.3kJ;氨水的电离需要吸热,因此稀盐酸与氨水发生中和反应生成1mol水,放出的热量少于57.3kJ,故答案为:>;<;(3)①依据图象,反应物的能量大于生成物的能量,反应放热;该反应的活化能较大,引发反应需要加热,反应的焓变△H=生成物的能量-反应物的能量=(E2-E1)kJ/mol,故答案为:放热;需要;E2-E1;②焓变等于正逆反应的活化能之差,则逆反应的活化能为167.2kJ mol-1-(-241.8kJ mol-1)=409.0 kJ mol-1,故答案为:409.0 kJ mol-1。
【分析】(1)根据沉淀转化的规律分析解答;(2)浓硫酸溶于水放热,氨水的电离需要吸热,据此分析判断;(3)①依据图象分析反应物的能量大于生成物的能量,且反应的活化能较大,结合反应的焓变=生成物的能量-反应物的能量分析判断;②根据焓变等于正逆反应的活化能之差计算。
21.【答案】(1)Zn2++4OH-=[Zn(OH)4]2-
(2)10-17
(3)8(4)Al3+ + 3H2O Al(OH)3+3H+;Al3++3HCO3- Al(OH)3↓+3CO2↑
【解析】【解答】(1)往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,根据图像可知,氢氧根过量时生成[Zn(OH)4]2-,则反应的离子方程式为Zn2++4OH-=[Zn(OH)4]2-;
(2)根据图像,a点时,溶液的pH=7,lgc(Zn2+)=-3,常温时,则c(OH-)=10-7mol/L,c(Zn2+)=10-3mol/L,Ksp=c(Zn2+)×c2(OH-)=10-17;
(3)提取某废液中含Zn2+时,应使溶液中的Zn2+变为Zn(OH)2,根据图像可知,氢氧化锌时的pH值为8(4)Al2(SO4) 3为强酸弱碱盐,溶液中铝离子发生水解反应生成氢氧化铝和氢离子,导致溶液中的氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,使溶液显酸性,离子反应为Al3+ + 3H2O Al(OH)3+3H+;碳酸氢根离子与铝离子相互促进水解,可生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,反应的离子方程式为Al3++3HCO3- Al(OH)3↓+3CO2↑。
【分析】(1)根据氢氧化钠溶液足量可知反应生成[Zn(OH)4]2 ;
(2)根据图象a点的数据计算,Ksp=c(Zn2+)×c2(OH );
(3)提取某废液中含Zn2+时,应使其沉淀;
(4)Al3+水解使溶液显酸性,HCO3-水解使溶液显碱性,两者混合时相互促进水解进行彻底,生成气体和沉淀。
22.【答案】(1)2MnO2+Cu2S+4H2SO4=2CuSO4+S+2MnSO4+4H2O
(2)500mL容量瓶;胶头滴管
(3)Fe(OH)3
(4)Na2CO3;MnSO4
(5)2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+
(6)向漏斗中注水至没过CuCl晶体,待液体自然流下后,重复操作2-3次
(7)2CuCl+2OH-=Cu2O+2Cl-+H2O
【解析】【解答】(1)由题干及工艺流程图可知MnO2、Cu2S与硫酸反应的生成物为MnSO4、CuSO4、S,Mn元素由+4价降到+2价,Cu2S中的Cu元素由+1价升到+2价,S元素由-2价升到0价,可根据得失电子守恒配平该方程式:2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S+2CuSO4+2MnSO4+4H2O,故答案为:2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S+2CuSO4+2MnSO4+4H2O。(2)18.4mol/L的浓硫酸配制480mL4.5mol/L的硫酸溶液需要使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、500mL容量瓶、胶头滴管,故答案为:500mL容量瓶,胶头滴管。(3)由表可知,Fe(OH)3完全沉淀时的pH为3.2,Cu(OH)2开始沉淀时的pH为4.4,结合流程调节pH的目的是除去Fe3+,故沉淀的主要成分为Fe(OH)3,故答案为:Fe(OH)3。(4)已知饱和Na2CO3溶液的pH为12,而Mn2+转化为氢氧化锰沉淀的范围为8.3~9.8,为防止Mn2+转化为氢氧化锰沉淀,因此制备MnCO3沉淀时必须将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有MnSO4溶液的反应容器中,故答案为:Na2CO3,MnSO4。(5)由题意可知:CuCl2与Na2SO3溶液反应生成CuCl,则Na2SO3被氧化为Na2SO4,因此离子反应方程式为:2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+,故答案为:2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+。(6)洗涤CuCl晶体的操作是向漏斗中注水至没过CuCl晶体,待液体自然流下后,重复操作2-3次,故答案为:向漏斗中注水至没过CuCl晶体,待液体自然流下后,重复操作2-3次。(7)已知CuCl晶体在碱性溶液中反应生成氧化亚铜,该反应的离子反应方程式为:2CuCl+2OH-=Cu2O+2Cl-+H2O,故答案为:2CuCl+2OH-=Cu2O+2Cl-+H2O。
【分析】分析流程题需要掌握的技巧是:浏览全题,确定该流程的目的,看懂生产流程图,了解流程图以外的文字描述、表格信息,后续设问中的提示性信息,并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用。