3.4 沉淀溶解平衡 课后练习
一、单选题
1.常温下,金属离子(Mn+)浓度的负对数pM [ pM=-lgc(Mn+) ] 随溶液pH变化关系如图所示。当c(Mn+)≤10-6 mol/L时认为该金属离子已沉淀完全,下列叙述正确的是( )
A.常温下,Mg(OH)2的溶解度比Cu(OH)2的溶解度小
B.可以通过调节溶液pH的方法分步沉淀Mg2+和Fe2+
C.除去含Cu2+溶液中的少量Fe2+,可加入适量H2O2后控制溶液3≤pH<4
D.pM与Ksp之间的关系式为pM=lgKsp+n(14-pH)
2.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.该温度下,Ksp(CuS)小于Ksp(MnS)
B.向CuSO4溶液中加入MnS发生如下反应: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+)为2×10﹣23:1
D.a点对应的 Ksp大于b点对应的Ksp
3.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是()
选项 结论 操作
A CO32-水解是吸热反应 在0.1 mol/LNa2CO3溶液中,滴加2滴酚酞显浅红色,微热,红色加深
B Ksp(BaSO4)>Ksp(BaCO3) 常温下,用饱和Na2CO3溶液可将BaSO4全部转化为BaCO3
C 酸性A比B强 等体积、pH=3的两种酸HA和HB分别与足量的Zn反应,酸HA放出的氢气多
D 金属性:M>N 由M、N与稀硫酸构成的原电池中,M上产生大量气泡
A.A B.B C.C D.D
4.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 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 、 温度下 CdS在水中的溶解度
B.图中各点对应的 的关系为:
C.向 m点的溶液中加入少量 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
5.硫酸锶(SrSO4)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.三个不同温度中,363K时Ksp(SrSO4)最大
B.温度一定时,Ksp(SrSO4) 随c(SO42-) 的增大而减小
C.283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液
D.283K时,图中a点对应的溶液是不饱和溶液
6.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
7.不同温度T1、T2时,硫酸钡在水中的溶解平衡曲线如图所示,已知硫酸钡的溶度积随温度升高而增大,下列说法正确的是( )
A.升高温度,可以使溶液由b点变为d点
B.加入BaCl2固体,可以使溶液由a点变为c点
C.c点表示在T1、T2温度下溶液中均有固体析出
D.T1温度下,恒温蒸发溶剂,可以使溶液由d点变为T1曲线上a、b之间某一点
8.25℃时, , ,下列说法错误的是( )
A. 在水中的沉淀溶解平衡可表示为:
B.25℃时,饱和 溶液中 的浓度为
C.因为 是强酸,所以反应 不能发生
D.除去某溶液中的 ,可加入 作沉淀剂,反应的离子方程式为
9.常温下有关水溶液中的说法正确的是( )
A.在有AgCl沉淀的溶液中加入NaCl固体,c(Ag+)减小
B.室温下100mL pH=1.3的Ba(OH)2溶液中OH-的物质的量为0.02 mol
C.稀释0.1 mol /L的NH3·H2O溶液,溶液中所有离子浓度均减小
D.溶液中水电离出c(H+)和水电离出的c(OH-)的乘积一定等于10-14
10.下列实验能达到预期目的的是( )
序号 实验内容 实验目的
A 将FeCl3固体溶于少量浓盐酸中,再加蒸馏水稀释至所需浓度 配制氯化铁溶液
B 常温下,将干电池的温度升高到40℃,其输出电流增大 证明干电池可将环境热能转化为电能
C 向CuCl2溶液中加入NaOH调节pH>4 除去CuCl2的Fe3+杂质
D 向BaSO4悬浊液中加入Na2CO3饱和溶液,过滤出的沉淀加入盐酸有气体生成 证明Ksp(BaCO3)A.A B.B C.C D.D
11.常温下,三种难溶电解质的溶度积如下表。
物质 Ag2CrO4 AgCl AgBr
Ksp 1.0×10-12 1.8×10-10 7.7×10-13
下列说法正确的是( )
A.向饱和AgCl溶液中通入少量HCl气体,溶液中c(Ag+)不变
B.浓度均为1×10-6 mol L﹣1的AgNO3、HBr溶液等体积混合后会生成AgBr沉淀
C.常温下,以0.01 mol L﹣1 AgNO3溶液滴定20mL0.01mol L﹣1KCl和0.01mol L﹣1K2CrO4的混合溶液,CrO42-先沉淀
D.常温下,Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq) 2AgCl(s)+CrO42-(aq)的平衡常数K=3.1×107
12.下列实验对应的现象以及结论均正确的是( )
选项 实验 现象 结论
A 向装有溴水的分液漏斗中加入裂化汽油,充分振荡,静罝 下层为橙色 裂化汽油可萃取溴
B 向Ba(ClO)2溶液中通入SO2 有白色沉淀生成 酸性:H2SO3>HClO
C 将钠块加入盛有无水乙醇的烧杯中 有气泡产生 生成的气体是H2
D 分别向相同浓度的ZnSO4溶液和CuSO4溶液中通入H2S 前者无现象,后者有黑色沉淀生成 Ksp(ZnS)A.A B.B C.C D.D
13.硫化汞(HgS)难溶于水,在自然界中呈红褐色,常用于油画颜料、印泥及朱红雕刻漆器等.某温度时,HgS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.向硫化汞的浊液中加入硫化钠溶液,硫化汞的Ksp减小
B.图中a点对应的是饱和溶液
C.向c点的溶液中加入Hg(NO3)2,则c(S2﹣)减小
D.升高温度可以实现c点到b点的转化
14.在分析化学中,NH3或其水溶液是一种常用的沉淀剂,用于物质的分离和提纯.已知:NH3 H2O的电离常数K=1.8×10﹣5,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10﹣11.向体积为1.0L、浓度为2.0×10﹣4 mol L﹣1的MgCl2溶液中通入NH3,若不考虑溶液体积变化,当反应开始有白色沉淀出现时,通入NH3的体积(标准状况)为( )
A.112mL B.224mL C.118.72 mL D.201.6 mL
15.下列说法正确的是( )
A.常温下,将pH=3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后,溶液的pH=4
B.为确定某酸H2A是强酸还是弱酸,可测NaHA溶液的pH.若pH>7,则H2A是弱酸;若pH<7,则H2A是强酸
C.用0.2000 mol/L NaOH标准溶液滴定HCl与CH3COOH的混合溶液(混合液中两种酸的浓度均约为0.1 mol/L),至中性时,溶液中的酸未被完全中和
D.在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,c(Ba2+)增大
16.已知一定温度下,有下列难溶电解质的相关数据:
物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3
Ksp/25 ℃ 8.0×10-16 2.2×10-20 4.0×10-38
完全沉淀时的pH范围 ≥9.6 ≥6.4 3~4
对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法,不正确的是( )
A.向该混合溶液中加过量铁粉,能观察到红色固体析出
B.向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到红褐色沉淀
C.该混合溶液中c(SO42-)∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]>5∶4
D.向该混合溶液中加入适量氯水,并调pH至3~4后过滤,能得到纯净的CuSO4溶液
二、综合题
17.某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含(和)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知:
物质
回答下列问题:
(1)用硫酸浸取镍钴矿时,提高浸取速率的方法为 (答出一条即可)。
(2)“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸,中过氧键的数目为 。
(3)“氧化”中,用石灰乳调节,被氧化为,该反应的离子方程式为 (的电离第一步完全,第二步微弱);滤渣的成分为、 (填化学式)。
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变,(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。体积分数为 时,(Ⅱ)氧化速率最大;继续增大体积分数时,(Ⅱ)氧化速率减小的原因是 。
(5)“沉钴镍”中得到的(Ⅱ)在空气中可被氧化成,该反应的化学方程式为 。
(6)“沉镁”中为使沉淀完全,需控制不低于 (精确至0.1)。
18.醋酸镍[(CH3COO)2Ni]是一种重要的化工原料。一种以含镍废料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)为原料,制取醋酸镍的工艺流程图如图:
相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如表:
(1)酸浸过程中,1mol NiS失去6NA个电子,同时生成两种无色有毒气体。写出该反应的离子方程式 。
(2)滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是 、 。
(3)写出氧化步骤中加入过氧化氢发生反应的离子方程式 。
(4)调节pH步骤中,溶液pH的调节范围是 。
(5)沉镍过程中,若c(Ni2+)=2.0 mol/L,欲使100mL该滤液中的Ni2+沉淀完全[c(Ni2+)<10-5mol/L],则需要加入碳酸钠固体的物质的量最少为 mol。
19.根据题意填空
(1)工业废水中含有重金属离子Cu2+,需要将其转化沉淀除去,请选择合适沉淀剂 .已知常温下:
Cu(OH)2 KSP=2.2×10﹣23
CuS KSP=6.3×10﹣36
(2)①完成表格办1mol/L下列离子,沉淀完全阳离子浓度为10﹣5 mol/L
Fe2+ Fe3+ Cu2+
开始沉淀时pH
完全沉淀时pH 8 3.2 6.7
②能否控制pH将三种离子逐一分离出溶液 .
20.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 。
21.电解质的水溶液中存在电离平衡。
(1)醋酸是常见的弱酸。
① 醋酸在水溶液中的电离方程式为 。
② 下列方法中,可以使醋酸稀溶液中 CH3COOH 电离程度增大的是 (填字母序
号)。
a.滴加少量浓盐酸 b.微热溶液
c.加水稀释 d.加入少量醋酸钠晶体
(2)Ⅰ.两种酸均能与氢氧化钠反应生成盐,其中醋酸与氢氧化钠反应能生成醋酸钠。实验室现有醋酸钠固体,取少量溶于水,溶液呈 (选填“酸性”、“中性”或“碱性”),其原因是(用离子方程式表示) 。
Ⅱ.用 0.1 mol·L-1 NaOH 溶液分别滴定体积均为 20.00 mL、浓度均为 0.1 mol·L-1 的盐酸和醋酸溶液,得到滴定过程中溶液 pH 随加入
NaOH 溶液体积而变化的两条滴定曲线。
①滴定醋酸的曲线是 (填“I”或“II”)。
② 滴定开始前,三种溶液中由水电离出的 c(H+)最大的是 。
③ V1 和 V2 的关系:V1 V2(填“>”、“=”或“<”)。
④ M 点对应的溶液中,各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是 。
(3)为了研究沉淀溶解平衡和沉淀转化,某同学查阅资料并设计如下实验。 资料:AgSCN 是白色沉淀,相同温度下,溶解度:AgSCN > AgI。
操作步骤 现象
步骤 1:向
2 mL 0.005 mol·L-1 AgNO3 溶液中加入
2 mL 0.005 mol·L-1 KSCN 溶液,静置。 出现白色沉淀。
步骤 2:取
1 mL 上层清液于试管中,滴加 1 滴
2 mol·L-1Fe(NO3)3 溶液。 溶液变红色。
步骤 3:向步骤
2 的溶液中,继续加入 5 滴
3 mol·L-1 AgNO3溶液。 现象
a ,溶液红色变浅。
步骤 4:向步骤
1 余下的浊液中加入 5 滴
3 mol·L-1 KI 溶液。 白色沉淀转化成黄色沉淀。
① 写出步骤 2 中溶液变红色的离子方程式 。
② 步骤 3 中现象 a 是 。
③ 用化学平衡原理解释步骤 4 的实验现象 。
(4)某小组模拟工业上回收分银渣中的银,过程如下:
过程 I 的主要反应:AgCl+2 +Cl-
过程 II 的离子反应:4 +6OH- +HCHO=4Ag++8 +4H2O+
Ⅲ中回收液可直接循环使用,但循环多次后,I 中的银的浸出率会降低。从回收液离子浓度变化和反应限度的角度分析原因: 。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.由图可知Mg(OH)2和Cu(OH)2完全沉淀时, Mg(OH)2所需pH值更大,推知Mg(OH)2溶度积常数大于Cu(OH)2,二者为相同类型的沉淀,溶度积常数越大,溶解度越大,所以Mg(OH)2的溶解度比Cu(OH)2的溶解度大,A不符合题意;
B.由图可知当亚铁离子完全沉淀时,镁离子也已经开始沉淀,无法通过调节溶液pH的方法分步沉淀Mg2+和Fe2+,B不符合题意;
C.由图可知,当三价铁离子完全沉淀时,铜离子未开始沉淀,所以除去含Cu2+溶液中的少量Fe2+,可加入适量H2O2将亚铁离子氧化为三价铁离子,之后控制溶液3≤pH<4,使二者分离,C符合题意;
D.因为 ,推知 ,所以 ,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、结合图象分析,可知氢氧化镁溶度积更大,溶度积越大则溶解度越大;
B、根据图示,可知亚铁离子完全沉淀时,pH为9左右,此时镁离子开始沉淀;
C、亚铁离子转化为铁离子后,铁离子完全沉淀时,pH为3左右,此时是铜离子还未沉淀;
D、,结合溶度积的计算公式,代入相应公式。
2.【答案】D
【解析】【解答】解:A.由图像可知,当c(M2+)相同时,CuS固体的溶液中c(S2﹣)较小,则说明Ksp(CuS)较小,故A正确;
B.因Ksp(CuS)小于Ksp(MnS),则向CuSO4溶液中加入MnS,可发生沉淀的转化,即Cu2+(aq)+MnS(s)=CuS(s)+Mn2+(aq),故B正确;
C.由图像可知,在此温度下,在含有CuS和MnS固体的溶液中c(Cu2+):c(Mn2+)=6×10﹣34:3×10﹣11=2×10﹣23:1,故C正确;
D.a、b处于同一温度下,Ksp相同,故D错误.
故选D.
【分析】由图像可知当c(M2+)相同时,CuS固体的溶液中c(S2﹣)较小,则说明Ksp(CuS)较小,图像中处于曲线上的点为平衡点,即饱和溶液,结合平衡移动的影响因素解答该题.
3.【答案】A
【解析】【解答】A.水解反应为吸热反应,则滴加2滴酚酞显浅红色,微热,红色加深,可知CO
32-水解是吸热反应,A符合题意;
B.向含有BaSO4的溶液中加入饱和Na2CO3溶液,若Qc(BaCO3)>Ksp(BaCO3),则会生成碳酸钡沉淀,与是否发生沉淀的转化无关,因此不能比较Ksp(BaSO4)、Ksp(BaCO3),B不符合题意;
C.等pH时酸HA放出的氢气多,可知溶液中含HA酸物质的量较多,则说明HA的酸性更弱,即酸性:HAD.由M、N与稀硫酸构成的原电池中,较活泼金属失电子发生氧化反应,较不活泼金属上生成氢气,M上有大量气泡生成,则M为正极,较不活泼,则金属活泼性M<N,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】B.考察了生成沉淀的条件即Qc(BaCO3)>Ksp(BaCO3),所以无法确定Ksp(BaSO4)、Ksp(BaCO3)的大小。
C. 等体积、pH=3的两种酸HA和HB分别与足量的Zn反应,酸HA放出的氢气多 ,所以HA的浓度大于HB的浓度,所以A比B弱。
D.由M、N与稀硫酸构成的原电池中,M上产生大量气泡 ,所以M为正极,所以金属性M小于N。
4.【答案】B
【解析】【解答】A.图中a、b为对应曲线上离子浓度,为CdS沉淀溶解平衡时离子浓度,因此可表示物质的溶解度,选项正确,A不符合题意;
B.Ksp只与温度有关,温度不变,Ksp不变,因此Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p),而不同温度下,q点时,离子浓度大于p点离子浓度,因此Ksp(q)>Ksp(p),因此Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p)C.向m点溶液加入Na2S固体后,温度不变,溶液中c(S2-)增大,则平衡CdS(s) Cd2+(aq)+S2-(aq)逆向移动,溶液中c(Cd2+)减小,c(S2-)增大,因此溶液组成由m沿mpn线向p方向移动,选项正确,C不符合题意;
D.由于沉淀溶解平衡为吸热反应,因此温度降低时,平衡CdS(s) Cd2+(aq)+S2-(aq)逆向移动,溶液中c(Cd2+)减小,c(S2-)减小,q点饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动,选项正确,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.a、b为对应曲线上离子浓度,可表示物质的溶解度;
B.结合Ksp的影响因素分析;
C.结合浓度对平衡移动的影响分析;
D.结合温度对Ksp的影响分析;
5.【答案】D
【解析】【解答】A、由图象可知:在相同条件下,温度越低,c(SO42 ) c(Sr2+)越大,所以温度越低时Ksp(SrSO4)越大,故A不符合题意;
B、由图象可知:在相同条件下,温度越低,c(SO42 ) c(Sr2+)越大,Ksp(SrSO4)越大,B不符合题意;
C、283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后会有晶体析出,但还是属于饱和溶液,C不符合题意;
D、a点在283K的下方,属于不饱和溶液,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】溶度积常数只受温度的影响,可以通过浓度积和溶度积常数的大小关系来确定是否会有沉淀生成。
6.【答案】C
【解析】【解答】解:A.恒温下向溶液中加入CaO,发生CaO+H2O=Ca(OH)2,仍为饱和溶液,pH不变,故A错误;
B.给溶液加热,Ca(OH)2的溶解度降低,氢氧根离子的浓度减小,所以溶液pH减小,故B错误;
C.加入Na2CO3溶液,发生Ca2++CO32﹣=CaCO3↓,则其中固体质量增加,故C正确;
D.加入少量的NaOH固体,OH﹣浓度增大,平衡向逆方向移动,则Ca(OH)2的固体增多,故D错误.
故选C.
【分析】A.恒温下向溶液中加入CaO,仍为饱和溶液,浓度不变;
B.Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低;
C.加入Na2CO3溶液,平衡向正反应方向移动;
D.加入少量的NaOH固体,平衡向逆反应方向移动.
7.【答案】D
【解析】【解答】硫酸钡的溶度积随温度升高而增大,所以BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO42-(aq), H>0;
A.升高温度,BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO42-(aq),平衡右移,c(Ba2+)、c(SO42-)均增大,不可能使溶液由b点变为d点,A不符合题意;
B.针对BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO42-(aq)反应,加入BaCl2固体,增加c(Ba2+),平衡左移,c(SO42-)减小,c(Ba2+)增加,可以使溶液由a点沿曲线向上移动,不能变为c点,B不符合题意;
C.在温度T1 时,c点在该曲线的上方,属于过饱和溶液,有沉淀析出;当温度T2时,c点在曲线的上,属于饱和溶液,没有沉淀析出,C不符合题意;
D.T1温度下,恒温蒸发溶剂,c(Ba2+)、c(SO42-)均增大,可使不饱和溶液变为饱和液,可以使溶液由d点变为T1曲线上a、b之间某一点,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.b点到d点的变化过程中,c(SO42-)减小,c(Ba2+)保持不变;
B.a点到c点的变化过程中,c(SO42-)增大,c(Ba2+)保持不变
C.c点位于T2温度曲线上,表明达到沉淀溶解平衡;
D.d点变为a、b之间某一点的过程中,c(SO42-)和c(Ba2+)均增大;
8.【答案】C
【解析】【解答】A.CuS在水溶液中存在溶解平衡,A不符合题意;
B.Ksp(CuS)=c(Cu2+)﹒c(S2–),饱和CuS溶液中,c(Cu2+)=c(S2–),则c(Cu2+)= = =1.0×10-18 mol/L,B不符合题意;
C.CuS难溶于水和硫酸,H2S水溶液中,H2S电离出H+、HS–,HS–继续电离出H+、S2–,加入CuSO4溶液,Cu2+结合S2–生成CuS沉淀,促进电离平衡正向移动,故CuSO4溶液能与H2S反应生成CuS和H2SO4,C符合题意;
D.25℃时, Ksp(FeS)>> Ksp(CuS),故除去溶液中Cu2+,可加入FeS作沉淀剂除去Cu2+,反应 的平衡常数K= = = = 6.3×1018>>10-5则可认为这个反应正向进行的程度很完全,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A. CuS为难溶物,存在沉淀溶解平衡;
B.25° C时,Ksp(CuS)=c(Cu2+)xc(S2-)= 1.0X10-36,饱和CuS溶液中c(Cu2+)=c(S2-),计算饱和CuS溶液中Cu2+的浓度;
C.生成的CuS难溶于酸;
D.由Ksp(FeS) = 6.3 X 10-18,Ksp(CuS)= 1.3x 10-36,可知CuS更难溶。
9.【答案】A
【解析】【解答】A、AgCl饱和溶液中Ksp只受温度影响,且Ksp= c (Cl-) · c (Ag+ ) , c (Cl-)增大,则c (Ag+)减小,符合题意;
B、pH = 13,则c(H+)=10-13mol/L, 100 mL溶液中OH-的物质的量为0. 1 L×10-14/10-13 mol/ L = 0. 01 mol, 不符合题意;
C、稀释0. 1 mol/L的NH3·H2O溶液,溶液中c(H+)增大,不符合题意;
D、在中性溶液中25℃时,溶液中水电离出的c(H+)和水电离出的c(OH-)的乘积等于10-14,在酸溶液或碱溶液中水电离出的c(H+)和水电离出的c(OH-)的乘积都小于10-14,不符合题意,
故答案为:A。
【分析】本题要注意水的离子积的运用,在常温下水的离子积为10-14,温度不变,值不变。所以溶液在稀释过程中,若是酸,氢离子浓度变小,因为Kw= c (OH-) · c (H+ ) 不变,所以氢氧根浓度变大,碱溶液同理。
10.【答案】A
【解析】【解答】A、FeCl3易发生水解反应:FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl,稀释使水解平衡正向移动,加入浓盐酸可以抑制Fe3+的水解,从而得到所需浓度的氯化铁溶液,A符合题意;
B、常温下,将干电池的温度升高到40℃,反应速率加快,相同时间内转移的电子数增多,所以输出电流增大,而不是将环境的热能转化为电能,B不符合题意;
C、加入NaOH调节pH>4时,Cu2+和Fe3+均会沉淀,C不符合题意;
D、BaSO4悬浊液中存在溶解平衡:BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO42-(aq),加入Na2CO3饱和溶液,当CO32-的浓度与Ba2+浓度的乘积大于BaCO3的溶度积时,BaCO3开始沉淀,导致BaSO4的溶解平衡正向移动,最终BaSO4部分转化为BaCO3沉淀,加盐酸有气体生成,但不能说明Ksp(BaCO3)故答案为:A。
【分析】主要考查盐类水解的应用,化学反应速率,沉淀的生成和转化知识。
11.【答案】D
【解析】【解答】A,在饱和AgCl溶液中存在溶解平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),通入HCl气体溶于水电离出Cl-,Cl-浓度增大,溶解平衡逆向移动,溶液中c(Ag+)减小,A项不符合题意;
B,浓度均为1 10-6mol/L的AgNO3、HBr溶液等体积混合后c(Ag+)、c(Br-)都为5 10-7mol/L,此时Qc=c(Ag+)·c(Br-)=5 10-7 5 10-7=2.5 10-13<7.7 10-13,不会生成AgBr沉淀,B项不符合题意;
C,Cl-开始沉淀所需Ag+浓度为c(Ag+)=Ksp(AgCl) c(Cl-)=1.8 10-10 0.01=1.8 10-8(mol/L),CrO42-开始沉淀所需Ag+浓度为c(Ag+)= = =1 10-5(mol/L)>1.8 10-8(mol/L),Cl-先沉淀,C项不符合题意;
D,Ag2CrO4(s)+2Cl- 2AgCl(s)+CrO42-(aq)的平衡常数K= = = =1.0 10-12 (1.8 10-10)2=3.1 107,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据化学平衡移动原理进行分析;
B.根据AgBr的溶度积常数与溶度积相对大小进行判断是否有沉淀生成;
C.根据产生沉淀需要银离子的浓度进行判断,而不能直接用溶度积常数的大小比较进行判断;
D.根据溶度积常数的定义式进行计算。
12.【答案】C
【解析】【解答】A. 裂化汽油含有烯烃,可使溴水褪色,裂化汽油不可用于萃取溴,故A现象和结论均错误;
B. 向Ba(ClO)2溶液中通入SO2,发生氧化还原反应,生成的白色沉淀为硫酸钡,所以不能说明酸性:H2SO3>HClO ,故B结论错误;
C.钠与乙醇反应生成氢气,故C现象以及结论均正确;
D.黑色沉淀是硫化铜,现象说明Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),故D现象错误。
故答案为:C
【分析】A.裂化汽油含有不饱和烃,不能作为萃取剂;
B.次氯酸具有强氧化性,二氧化硫具有还原性,二者发生氧化还原反应;
C.乙醇与金属钠反应生成乙醇钠和氢气;
D.沉淀向更难溶的难溶物进行转化.
13.【答案】C
【解析】【解答】解:A.溶液的温度不变,则Ksp不变,故A错误;
B.a点为不饱和溶液,故B错误;
C.温度一定,则难溶物质的溶度积一定,根据C(S2﹣)= 知,汞离子浓度增大,则硫离子浓度减小,故C正确;
D.升高温度,促进硫化汞的电离,所以汞离子和硫离子浓度都增大,故D错误;
故选C.
【分析】A.溶度积常数只与温度有关;
B.根据C(Hg 2+ ).C(S2﹣)与Ksp的相对大小判断溶液是否是饱和溶液,如果C(Hg 2+ ).C(S2﹣)=Ksp,则溶液为平衡状态,如果C(Hg 2+ ).C(S2﹣)>Ksp,则溶液为过饱和溶液,若C(Hg 2+ ).C(S2﹣)<Ksp,则溶液为不饱和溶液;
C.温度一定,则难溶物质的溶度积一定,根据C(S2﹣)= 判断硫离子浓度变化;
D.升高温度,汞离子和硫离子浓度都增大.
14.【答案】C
【解析】【解答】解:向体积为1.0L、浓度为2.0×10﹣4 mol L﹣1的MgCl2溶液中通入NH3,开始有白色沉淀出现时,c(OH﹣)= mol/L=3×10﹣4mol/L,
结合氨水的电离平衡常数= = =1.8×10﹣5,所以c(NH3.H2O)=5×10﹣3mol/L,
未电离前c(NH3.H2O)=5×10﹣3mol/L+3×10﹣4mol/L=5.3×10﹣3mol/L,
n(NH3)=5.3×10﹣3mol,
通入氨气的体积=5.3×10﹣3mol/L×22.4L/mol=0.11872L=118.72mL,
故选:C.
【分析】根据Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10﹣11计算开始有白色沉淀出现时,c(OH﹣),再根据氨水的电离平衡常数计算c(NH3.H2O),最后计算未电离前c(NH3.H2O),据此分析计算.
15.【答案】C
【解析】【解答】解:A、稀释醋酸时能促进弱电解质醋酸的电离,导致稀释后溶液中氢离子浓度大于原来的 ,稀释后溶液的3<pH<4,故A错误;
B、NaHA溶液的pH>7说明H2A的二级电离,不完全电离,即HA﹣为弱酸,可以说明H2A是弱酸,NaHA溶液的pH<7,H2A是强酸或弱酸都有可能,如硫酸、亚硫酸,故B错误;
C、NaOH滴定HCl与CH3COOH,醋酸是弱电解质,若碱与酸恰好反应,溶液中溶质为氯化钠、醋酸钠,醋酸根水解溶液呈碱性,反应呈中性,溶液中的酸有剩余,故C正确;
D、在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,Ksp(BaSO4)不变,而c(SO42﹣)增大,故c(Ba2+)减小,故D错误.
故选C.
【分析】A、醋酸是弱电解质,加水促进其电离;
B、判断强酸、弱酸的依据是该酸是否完全电离,NaHA溶液的pH>7说明H2A的二级电离,不完全电离,即HA﹣为弱酸,可以说明H2A是弱酸,NaHA溶液的pH<7,H2A是强酸或弱酸都有可能;
C、NaOH滴定HCl与CH3COOH,醋酸是弱电解质,若碱与酸恰好反应,溶液中溶质为氯化钠、醋酸钠,醋酸根水解溶液呈碱性,反应呈中性,溶液中的酸有剩余;
D、在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,Ksp(BaSO4)不变.
16.【答案】D
【解析】【解答】A.等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的溶液中加过量铁粉,铁粉和铜离子反应生成Cu,所以能观察到红色固体析出,A不符合题意;
B.依据溶度积常数可以求出各阳离子开始沉淀所需要的c(OH-),在阳离子溶液相同的条件下,Fe3+开始沉淀时的c(OH-)最小,可知加入氢氧化钠溶液先沉淀的是氢氧化铁,最先看到的是红褐色沉淀,B不符合题意;
C.等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的溶液中设各物质的物质的量均为1mol,n(SO42-)=5mol,n(Cu2+)+n(Fe2+)+n(Fe3+)=4mol,但Cu2+、Fe2+、Fe3+在水溶液中发生水解,所以该混合溶液中c(SO42-)∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]>5∶4,C不符合题意;
D.向该混合溶液中加入适量氯水,加入氯水,氧化Fe2+为Fe3+,发生反应6FeSO4+3Cl2=2Fe2(SO4)3+2FeCl3,并调节溶液的pH为3-4,Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀,然后过滤,得到溶液是硫酸铜溶液和盐酸、硫酸,不能得到纯净的CuSO4溶液,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A.铁粉过量,铜离子反应生成Cu析出;
B.依据溶度积常数计算可得;
C.水解导致各阳离子的减少;
D.注意该物质的多种反应。
17.【答案】(1)适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积
(2)NA
(3);Fe(OH)3
(4)9.0%;SO2有还原性,过多将会降低 的浓度,降低 (Ⅱ)氧化速率
(5)
(6)11.1
【解析】【解答】(1)增大硫酸浓度、升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积等,都可以提高化学反应速率
(2)根据H2SO5的结构,1个分子含有有个-O-O-键,所以1molH2SO5含有过氧键数目为NA
(3)Mn2+被H2SO3为二氧化锰,离子反应为:,在pH=4时,滤渣有二氧化锰和氢氧化铁;
(4)4)根据图示可知二氧化硫体积分数为0.9%时,Mn(Ⅱ)氧化速率最大;继续增大二氧化硫体积分数时,由于SO2有还原性,过多将会降低H2SO5的浓度,降低Mn(Ⅱ)氧化速率;
(5)“沉钻镍”中得到的Co(OH)2,在空气中可被氧化成CoO(OH),该反应的化学方程式为:
(6)氢氧化镁的Ksp=10-10.8, 当镁离子完全沉淀时,c(Mg2+)=10-5mol/L,根据Ksp可计算c(OH-)=10-2.9mol/L,根据Kw=10-14,c(H+)=10-11.1mol/L,所以溶液的pH=11.
【分析】流程题的一般思路是:
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;解析流程图并思考从原料到产品依次进行了什么反应,利用了什么原理。每一步操作进行到什么程度最佳,每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物,杂质或副产物是怎样除去的等等。要抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。
18.【答案】(1)
(2);
(3)
(4)
(5)0.296
【解析】【解答】(1)酸浸过程中,1mol NiS被硝酸氧化失去6NA个电子,同时生成两种无色有毒气体,则生成NO和SO2,其反应的离子方程式为 ;(2)由流程分析可知,滤渣1为 ,滤渣3为 ,故答案为: ; ;(3)调节pH使Al3+、Fe3+转化为沉淀,同时Ni2+不能转化为沉淀,根据表中的数据可知,调节pH的范围为 ;(4)根据表格信息可知,溶液中的亚铁离子不容易转化为沉淀,加入H2O2目的是将亚铁离子氧化为Fe3+,其反应的离子方程式为: ;(5)已知NiCO3的Ksp=9.6×10-4,使100mL该滤液中的Ni2+沉淀物完全,即[c(Ni2+)≤10-5mol L-1],则溶液中c(CO32-)= = mol/L=0.96mol/L,与Ni2+反应的n(CO32-)=cV=2mol/L×0.1L=0.2mol,则加入的碳酸钠的总物质的量n(CO32-)=0.2mol+0.96mol/L×0.1L=0.296mol,故答案为:0.296。
【分析】含镍废料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)粉碎,加硫酸和硝酸酸浸,过滤,滤渣1为二氧化硅和硫酸钙,浸出液含有Ni2+、Fe2+、Al3+、Ca2+,加H2O2把亚铁离子氧化为Fe3+,然后加NaOH调节pH,使Al3+、Fe3+转化为沉淀,同时Ni2+不能转化为沉淀,所以调节pH的范围5.0≤pH<6.7,过滤,滤渣2为氢氧化铁和氢氧化铝,滤液中含有Ni2+、Ca2+,再加氟化铵,生成CaF2沉淀,过滤,滤渣3为CaF2,滤液中加碳酸钠生成NiCO3沉淀,过滤,滤渣中加醋酸溶解,生成(CH3COO)2Ni溶液,然后蒸发浓缩、冷却结晶得到(CH3COO)2Ni固体,结合选项分析解答。
19.【答案】(1)Na2S、K2S溶液
(2)6;1.9;4.7;通过调pH为3.2~4.7,可以先将铁离子沉淀分离出溶液,如果将pH调至6.7,可以将铜离子完全沉淀分离出去,但同时大部分亚铁离子也沉淀了,即铜离子和亚铁离子无法分离,
【解析】【解答】解:(1)工业废水中含有重金属离子Cu2+,Cu(OH)2 KSP=2.2×10﹣23,CuS,KSP=6.3×10﹣36,溶度积常数可知需要将其转化沉淀除去的试剂是含硫离子的溶液,选择Na2S、K2S溶液生成CuS沉淀除去,故答案为:Na2S、K2S溶液;(2)①QC=Ksp开始沉淀,所以亚铁离子开始沉淀时,符合c(Fe2+) c2(OH﹣)=10﹣5×(10﹣6)2,所以c(OH﹣)=10﹣8mol/L,所以亚铁离子完全沉淀的pH=6;铁离子开始沉淀时,符合c(Fe3+) c3(OH﹣)=10﹣5×(10﹣10.8)3,所以c(OH﹣)=10﹣12.1mol/L,所以铁离子完全沉淀的pH=1.9;铜离子开始沉淀时,符合c(Cu2+) c2(OH﹣)=10﹣5×(10﹣7.3)2,所以c(OH﹣)=10﹣9.3mol/L,所以铁离子完全沉淀的pH=4.7;故答案为:
Fe2+ Fe3+ Cu2+
开始沉淀时pH 6 1.9 4.7
完全沉淀时pH 8 3.2 6.7
;②首先调节pH将铁离子完全除去,然后增加pH使铜离子完全沉淀,最后将亚铁离子分离子出来,具体步骤为:通过调pH为3.2~4.7,可以先将铁离子沉淀分离出溶液,如果将pH调至6.7,可以将铜离子完全沉淀分离出去,但同时大部分亚铁离子也沉淀了,即铜离子和亚铁离子无法分离,故答案为:通过调pH为3.2~4.7,可以先将铁离子沉淀分离出溶液,如果将pH调至6.7,可以将铜离子完全沉淀分离出去,但同时大部分亚铁离子也沉淀了,即铜离子和亚铁离子无法分离.
【分析】(1)工业废水中含有重金属离子Cu2+,Cu(OH)2KSP=2.2×10﹣23,CuS,KSP=6.3×10﹣36,溶度积常数可知需要将其转化沉淀除去的试剂是含硫离子的溶液;(2)①QC=Ksp开始沉淀,所以亚铁离子开始沉淀时,符合c(Fe2+) c2(OH﹣)=10﹣5×(10﹣6)2,所以c(OH﹣)=10﹣8mol/L,所以亚铁离子完全沉淀的pH=6;铁离子开始沉淀时,符合c(Fe3+) c3(OH﹣)=10﹣5×(10﹣10.8)3,所以c(OH﹣)=10﹣12.1mol/L,所以铁离子完全沉淀的pH=1.9;铜离子开始沉淀时,符合c(Cu2+) c2(OH﹣)=10﹣5×(10﹣7.3)2,所以c(OH﹣)=10﹣9.3mol/L,所以铁离子完全沉淀的pH=4.7;②首先调节pH将铁离子完全除去,然后增加pH使铜离子完全沉淀,最后将亚铁离子分离子出来;
20.【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。
21.【答案】(1)CH3COOH CH3COO-+H+;bc
(2)碱性;CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-;I;0.1mol/L的醋酸;<;c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
(3)Fe3++3SCN- Fe(SCN)3;出现白色沉淀;AgSCN(s) Ag+(aq)+SCN-(aq),加入KI 溶液,因溶解度:AgSCN > AgI, Ag+和I-反应生成AgI沉淀,c(Ag+)减小,AgSCN(s) Ag+(aq)+SCN-(aq)溶解平衡正向移动
(4)随着循环次数的增加,浸出液中 的浓度减小、Cl-浓度增大,使AgCl+2 +Cl-的限度减小
【解析】【解答】(1)① 醋酸是弱酸,在水溶液中部分电离为醋酸根离子和氢离子,醋酸的电离方程式是CH3COOH CH3COO-+H+;②a.滴加少量浓盐酸,氢离子浓度增大,CH3COOH CH3COO-+H+平衡逆向移动,CH3COOH 电离程度减小,故不选a;
b.电离吸热,微热溶液,CH3COOH CH3COO-+H+平衡正向移动,CH3COOH 电离程度增大,
故答案为:b;
c.加水稀释,CH3COOH CH3COO-+H+平衡正向移动,CH3COOH 电离程度增大,
故答案为:c;
d.加入少量醋酸钠晶体,CH3COO-浓度增大,CH3COOH CH3COO-+H+平衡逆向移动,CH3COOH 电离程度减小,故不选d;
选bc;(2)Ⅰ.醋酸钠是强碱弱酸盐,醋酸根离子水解,CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,溶液呈碱性;Ⅱ. ①盐酸是强酸,0.1 mol·L-1的盐酸溶液pH=1,醋酸是弱酸,0.1 mol·L-1的醋酸溶液pH>1,所以滴定醋酸的曲线是I;② 酸电离出的氢离子、碱电离出的氢氧根离子抑制水电离;0.1 mol·L-1 NaOH 溶液中氢氧根离子浓度等于 0.1 mol·L-1 的盐酸溶液中氢离子浓度,醋酸是弱酸,0.1 mol·L-1 CH3COOH中氢离子浓度小于0.1mol/L,溶液滴定开始前,三种溶液中由水电离出的 c(H+)最大的是醋酸;③0.1 mol·L-1 NaOH 溶液分别滴定体积均为 20.00 mL、浓度均为 0.1 mol·L-1 的盐酸和醋酸溶液,恰好反应消耗氢氧化钠溶液的体积都是20mL,此时氯化钠溶液呈中性,醋酸钠溶液呈碱性,若使pH都等于7,醋酸消耗氢氧化钠溶液的体积小于20mL,所以V1 <V2;④ M 点对应的溶液中,溶质是等浓度的醋酸钠和醋酸,溶液呈酸性,说明醋酸的电离大于醋酸钠的水解,离子浓度由大到小的顺序是c(CH3COO-)>c(Na+-)>c(H+-)>c(OH-);(3) ①步骤 2 中Fe3+遇KSCN溶液变红色,反应的离子方程式是Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3;②向步骤 2 的溶液中,继续加入 5 滴 3 mol·L-1 AgNO3溶液,发生反应Ag++SCN- AgSCN↓,现象a是有白色沉淀产生;
③AgSCN(s) Ag+(aq)+SCN-(aq),加入KI 溶液,因溶解度:AgSCN > AgI, Ag+和I-反应生成AgI沉淀,c(Ag+)减小,AgSCN(s) Ag+(aq)+SCN-(aq)溶解平衡正向移动,白色沉淀转化成黄色沉淀;(4) Ⅲ中回收液可直接循环使用,但循环多次后, 的浓度减小、Cl-浓度增大,使AgCl+2 +Cl-的限度减小,I 中的银的浸出率会降低。
【分析】(1)① 醋酸是弱酸,在水溶液中部分电离为醋酸根离子和氢离子;② 根据影响弱电解质电离的因素分析;(2)Ⅰ.醋酸钠是强碱弱酸盐,醋酸根离子水解;Ⅱ. ①盐酸是强酸,0.1 mol·L-1的盐酸溶液pH=1,醋酸是弱酸,0.1 mol·L-1的醋酸溶液pH>1;② 酸电离出的氢离子、碱电离出的氢氧根离子抑制水电离; ③0.1 mol·L-1 NaOH 溶液分别滴定体积均为 20.00 mL、浓度均为 0.1 mol·L-1 的盐酸和醋酸溶液,恰好反应消耗氢氧化钠溶液的体积都是20mL,此时氯化钠溶液呈中性,醋酸钠溶液呈碱性;④ M 点对应的溶液中,溶质是等浓度的醋酸钠和醋酸;(3) ①步骤 2 中Fe3+遇KSCN溶液变红色;②向步骤 2 的溶液中,继续加入 5 滴 3 mol·L-1 AgNO3溶液,发生反应Ag++SCN- AgSCN↓;③溶解度AgSCN > AgI,一种沉淀易转化为比它更难溶的沉淀;(4)循环多次后,溶液中 的浓度减小、Cl-浓度增大;