第四节 沉淀溶解平衡(基础)
第2课时
一、选择题
1.下列说法不正确的是 ( )
A.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关
B.由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀
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小的,溶解度一定小
2.某pH=1的ZnCl2和HCl的混合溶液中含有FeCl3杂质,为了除去FeCl3杂质,需将溶液调至pH=4,在调节溶液pH时,应选用的试剂是 ( )
A.NaOH B.ZnO
C.Na2CO3 D.Fe2O3
3.在2 mL物质的量浓度相等的NaCl和NaI溶液中滴入几滴AgNO3溶液,发生的反应为( )
A.只有AgCl沉淀生成
B.只有AgI沉淀生成
C.生成等物质的量的AgCl和AgI沉淀
D.两种沉淀都有,但以AgI为主
4.下列有关说法正确的是 ( )
A.常温下,AgCl在等物质的量浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同
B.常温下,向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末,过滤,向洗净的沉淀中加稀盐酸有气泡产生,说明常温下Ksp(BaCO3)C.向AgCl浊液中滴加Na2S溶液,白色沉淀变成黑色,说明AgCl的溶解平衡正向移动
D.已知Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,说明Ag2CrO4的溶解度小于AgCl
5.已知常温下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17,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.将0.001 mol·L-1 AgNO3溶液滴入KCl和KI的混合溶液中,一定产生AgI沉淀
C.向AgCl的悬浊液中加入KI溶液,沉淀由白色转化为黄色
D.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-)
6.已知同温度下的溶解度:Zn(OH)2>ZnS,MgCO3>Mg(OH)2。就溶解或电离出S2-的能力而言,FeS>H2S>CuS。则下列离子方程式错误的是 ( )
A.Mg2++2HCO+2Ca2++4OH-=Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O
B.Cu2++H2S=CuS↓+2H+
C.Zn2++S2-+2H2O=Zn(OH)2↓+H2S↑
D.FeS+2H+=Fe2++H2S↑
7.25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp[MgF2]=7.42×10-11。下列说法正确的是 ( )
A.25 ℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大
B.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大
C.25 ℃时,Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L-1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L-1 NH4Cl溶液中的Ksp小
D.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
8.25 ℃时,已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)=6.3×10-18;Ksp(CuS)=1.3×10-36;Ksp(ZnS)=1.6×10-24。下列关于常温时的有关叙述正确的是 ( )
A.硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大
B.将足量的ZnSO4晶体加入到0.1 mol·L-1的Na2S溶液中,Zn2+的浓度最大只能达到1.6×
10-23 mol·L-1
C.除去工业废水中含有的Cu2+,可采用FeS固体作为沉淀剂
D.向饱和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后,混合液中c(Fe2+)变大、c(S2-)变小,但Ksp(FeS)变大
9.实验:①向盛有1 mL 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液试管中加1 mL 0.2 mol·L-1 NaOH溶液,得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c。②向沉淀c中滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,沉淀变为红褐色。下列分析不正确的是 ( )
A.浊液a中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)
B.滤液b中不含有Mg2+
C.②中颜色变化说明Mg(OH)2转化为Fe(OH)3
D.实验可以证明Fe(OH)3比Mg(OH)2更难溶
10.溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.溴酸银的溶解是放热过程
B.温度升高时溴酸银溶解速度加快
C.60 ℃时溴酸银的Ksp约等于6×10-4
D.若硝酸钾中含有少量溴酸银,可用重结晶方法提纯
11.下列说法正确的是 ( )
A.根据Ksp(AgCl)=1.77×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,可以推知AgCl的溶解度比Ag2CrO4的溶解度大
B.0.1 mol·L-1的ZnCl2溶液中通入足量硫化氢气体最终得不到ZnS沉淀是因为溶液中
c(Zn2+)·c(S2-)>Ksp(ZnS)
C.向碳酸钡沉淀中加入稀硫酸,沉淀发生转化,可推知硫酸钡的Ksp比碳酸钡的大
D.AgCl在10 mL 0.01 mol·L-1的KCl溶液中比在10 mL 0.05 mol·L-1的AgNO3溶液中溶解的质量多
二、非选择题
12.已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq) Ksp=cm(Mn+)·cn(Am-),称为溶度积。
某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性,查得如下资料(25 ℃):
难溶电解质 CaCO3 CaSO4 MgCO3 Mg(OH)2
Ksp 2.8×10-9 9.1×10-6 6.8×10-6 1.8×10-11
他们的实验步骤如下:
①往100 mL 0.1 mol·L-1的CaCl2溶液中加入0.1 mol·L-1的Na2SO4溶液100 mL立即有白色沉淀生成。
②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g,搅拌,静置后弃去上层清液。
③再加入蒸馏水搅拌,静置后再弃去上层清液。
④_____________________________________________________________。
(1)由题中信息知Ksp越大,表示电解质的溶解度越________(填“大”或“小”)。
(2)写出第②步发生反应的化学方程式________________________________________。
(3)设计第③步的目的是:________________________________________。
(4)请补充第④步操作及发生的现象___________________________________________。
(5)请写出该转化在实际生活、生产中的一个应用_______________________________。
11.毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质),实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下:
(1)写出“浸取”环节发生的主要反应的离子方程式:
_____________________________________________________________。
实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸,除量筒外还需使用下列仪器中的________。
a.烧杯 b.容量瓶 c.滴定管 d.玻璃棒
(2)如图是一些难溶氢氧化物在不同pH下的沉淀溶解图:
已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9
①滤渣 Ⅰ 中含________(填化学式)。再加入NaOH调节pH=12.5可除去________(填离子符号)。
②加入H2C2O4应避免过量的原因是____________________________________________。
14.(1)已知相关物质的溶度积常数见下表:
物质 Cu(OH)2 Fe(OH)3 CuCl CuI
Ksp 2.2×10-20 2.6×10-39 1.7×10-7 1.3×10-12
某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3,为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,加入________,调至pH=4,使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的c(Fe3+)=________。过滤后,将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶,可得到CuCl2·2H2O晶体。
(2)已知AgCl为难溶于水和酸的白色固体,Ag2S为难溶于水和酸的黑色固体。常温下,Ksp(AgCl)=1.8×10-18,Ksp(Ag2S)=6.3×10-50。取AgNO3溶液,加NaCl溶液,静置,过滤,洗涤后,再加Na2S溶液,预测实验现象,并写出反应的离子方程式。
参考答案
1.答案:D
解析:Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,A正确;沉淀易向更难溶的方向转化,由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀,B正确;Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,离子浓度改变时,Ksp不变,C正确;阴、阳离子个数比相同的难溶物,Ksp小的,溶解度一定小,阴、阳离子个数比不同的难溶物,Ksp小的,溶解度不一定小,D错误。
2.答案:B
解析:加入的物质应该能消耗溶液中的H+而促使Fe3+成为沉淀,过滤除去,但同时要注意不能引入新的杂质离子,故选B。
3.答案:D
解析:在同浓度的NaCl和NaI溶液中c(Cl-)=c(I-),但滴入几滴AgNO3溶液后,由于Ksp(AgI)4.答案:C
解析:A选项,CaCl2溶液中c(Cl-)浓度大,AgCl的溶解度小,错误;B选项,如果Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4),但存在BaSO4(s) Ba2+(aq)+ (aq),因为Na2CO3溶液浓度大,也有可能生成少部分BaCO3沉淀,错误;D选项,Ag2CrO4的溶解度大,错误。
5.答案:C
解析:Ksp只与温度有关,A错误;若溶液中c(Ag+)·c(I-)Ksp(AgI),故向AgCl的悬浊液中加入KI溶液时,白色沉淀AgCl将转化为黄色沉淀AgI,C正确;向AgCl的饱和溶液中加入NaCl晶体时有AgCl析出,使溶液中c(Ag+)6.答案:C
解析:就溶解度而言,反应向着生成溶解度更小的方向进行;就电离而言,反应向着难电离的方向进行。
7.答案:B
解析:由于Mg(OH)2的溶度积小,所以其电离出的Mg2+浓度要小一些,A项错误;由于NH可以直接结合Mg(OH)2电离出的OH-,从而促使Mg(OH)2的电离平衡正向移动,c(Mg2+)增大,B项正确;由于Ksp仅与温度有关,与溶液中离子浓度的大小、难溶电解质量的多少等无关,C项错误;因为Ksp[Mg(OH)2]和Ksp(MgF2)相差不大,在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF,若溶液中c(Mg2+)·c2(F-)>7.42×10-11时,也可以生成MgF2沉淀,即由Mg(OH)2转化为MgF2,D项错误。
8.答案:C
解析:化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时,Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强,由Ksp可知,常温下,CuS的溶解度最小,故A错;将足量的ZnSO4晶体加入到0.1 mol·L-1的Na2S溶液中,c(S2-)将减至非常小,而Zn2+的浓度远远大于1.6×
10-23 mol·L-1;因CuS比FeS更难溶,FeS沉淀可转化为CuS沉淀;温度不变,Ksp(FeS)不变。
9.答案:B
解析:绝对不溶的物质是不存在的,B选项错误。
10.答案:A
解析:A.由题图可知,随着温度升高,溴酸银的溶解度逐渐增大,因此AgBrO3的溶解是吸热过程。B.由图像曲线可知,温度升高斜率增大,因此AgBrO3的溶解速度加快。C.由溶解度曲线可知,60 ℃时AgBrO3的溶解度约为0.6 g,则其物质的量浓度约为0.025 mol·
L-1,AgBrO3的Ksp=c(Ag+)·c(BrO)=0.025×0.025≈6×10-4。D.若KNO3中含有少量AgBrO3,可通过蒸发浓缩得到KNO3的饱和溶液,再冷却结晶获得KNO3晶体,而AgBrO3留在母液中。
11.答案:D
解析:A项,c(Ag+)=×10-5mol·L-1,1 L水中溶解的AgCl的质量为×10-5
×143.5 g,由Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO(aq),可知,c2(Ag+)·c(CrO)=4c3(CrO),所以c(CrO)=×10-4 mol·L-1,1 L水中溶解的Ag2CrO4的质量为×10-4×332 g,A错误。
12.答案:(1)大
(2)Na2CO3(aq)+CaSO4(s) CaCO3(s)+Na2SO4(aq)
(3)洗去沉淀上附着的
(4)向沉淀中加入足量的盐酸,沉淀完全溶解,有气泡产生
(5)将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,易于除去
解析:Ksp越大,表示电解质的溶解度越大。要证明CaSO4完全转化为CaCO3,可以加入盐酸,因为CaSO4不和盐酸反应,而CaCO3可完全溶于盐酸。在实际生活、生产中利用此反应可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,易于除去。
11.答案:(1)BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O ad
(2)①Fe(OH)3 Mg2+、Ca2+ ②H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀,产品产量减少
解析:(1)“浸取”主要是BaCO3与盐酸反应的过程,反应的离子方程式为BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O;实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸,需量取浓盐酸和水的体积,需使用烧杯作为容器进行稀释,并用玻璃棒搅拌。
(2)①从图像可知Fe3+在pH为3.4左右就完全沉淀,故滤渣 Ⅰ 中含Fe(OH)3;当pH=12.5可使Mg2+完全沉淀,Ca2+部分沉淀;②H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀,产品产量减少。
14.答案:(1)Cu(OH)2[或CuO、CuCO3.Cu2(OH)2CO3] 2.6×10-9mol·L-1
(2)现象:白色沉淀(AgCl)转化成黑色沉淀(Ag2S)。
离子方程式:Ag++Cl-=AgCl↓,S2-(aq)+2AgCl(s) Ag2S(s)+2Cl-(aq)。
解析:(1)Fe(OH)3.Cu(OH)2的Ksp分别为2.6×10-39.2.2×10-20,则Fe3+、Cu2+开始产生沉淀时c(OH)-分别为2.97×10-10 mol·L-1.3.53×10-7 mol·L-1。除去酸性CuCl2溶液中的少量FeCl3,可加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3或CuO或CuCO3调节溶液的pH,使Fe3+先转化为沉淀析出。pH=4时,c(H+)=10-4 mol·L-1,则c(OH-)= mol·L-1=1×10-10 mol·
L-1,此时c(Fe3+)==mol·L-1=2.6×10-9 mol·L-1。
(2)
AgCl(s)存在溶解平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),Ag2S(s) 2Ag+(aq)+S2-(aq)。加入S2-,使Qc(Ag2S)增大,Qc(Ag2S)>Ksp(Ag2S),生成Ag2S沉淀,2Ag+(aq)+S2-(aq)=Ag2S(s),AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),AgCl沉淀溶解平衡向右移动而逐渐溶解。