第43讲 沉淀溶解平衡图像(能力课)
根据沉淀溶解平衡图像分析确定Ksp,某些点的含义及粒子浓度的大小和等量关系等。
两坐标为离子浓度的曲线型图像
以BaSO4在不同条件下沉淀溶解平衡为例
a→c 曲线上变化,增大
b→c 加入1×10-5 mol·L-1 Na2SO4溶液(加水不行)
d→c 加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化)
c→a 曲线上变化,增大c(Ba2+)
曲线上方的点表示有沉淀生成;曲线下方的点表示不饱和溶液
1.在t ℃时,Ag2CrO4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.t ℃时,Ag2CrO4的Ksp数量级是10-9
B.t ℃时,Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+Cr(aq)的平衡常数K=2.5×107[t ℃时Ksp(AgCl)=2×10-10]
C.t ℃时,用0.01 mol·L-1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.01 mol·L-1 KCl和0.01 mol·L-1 K2CrO4的混合液,Cr先沉淀
D.在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4固体可使溶液由Y点到X点
2.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。已知:CdS的溶解度随温度升高而增大。
下列说法错误的是( )
A.图中a和b能分别表示T1、T2温度下CdS在水中的溶解能力
B.图中各点对应的Ksp的关系为Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p)C.温度升高时,q点沿qp线向p点方向移动
D.向m点对应的溶液中加入少量Na2S固体,m点沿mpn线向p点方向移动
两坐标为正、负对数的直线型图像
对数图像 含义
已知:pM=-lg c(M2+)(M2+:Mg2+、Ca2+、Mn2+),= 横坐标数值越大越小
纵坐标数值越大,c(M2+)越小
线上方的点为不饱和溶液
线上的点为饱和溶液
线下方的点表示有沉淀生成
线上任意点,坐标数值越大,其对应的离子浓度越小
1.(2023·全国乙卷,T13)一定温度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀
B.b点时,c(Cl-)=,Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
的平衡常数K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀
2.(2025年1月·陕晋青宁高考适应性考试)常温下,AgIO3和Pb(IO3)2的沉淀溶解平衡曲线如图所示。纵坐标中M代表Ag+或Pb2+,物质的溶解度以物质的量浓度表示。下列说法正确的是( )
A.a点有AgIO3沉淀生成,无Pb(IO3)2沉淀生成
B.表示Pb(IO3)2在纯水中溶解度的点在线段bc之间
C.向AgIO3悬浊液中滴加AgNO3溶液、向悬浊液中滴加Pb(NO3)2溶液,分别至c点时,AgIO3和Pb(IO3)2的溶解度均为10-5.09 mol·L-1
=0.1 mol·L-1时,AgIO3、Pb(IO3)2饱和溶液中=10-4.09
3.(2023·辽宁卷,T15)某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即c(H2S)=0.1 mol·L-1,通过调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离,体系中pH与-lg c 关系如图所示,c为HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的浓度,单位为mol·L-1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS),下列说法正确的是( )
A.Ksp(CdS)=10-18.4
B.③为pH与-lg c(HS-)的关系曲线
C.Ka1(H2S)=10-8.1
D.Ka2(H2S)=10-14.7
4.(2024·重庆二模)某温度时,可用K2S沉淀Cu2+、Mn2+、Zn2+三种离子(M2+),所需S2-最低浓度的对数值lgc(S2-)与lgc(M2+)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.三种离子对应的硫化物中Ksp(CuS)最小,约为1×10-20
B.向MnS的悬浊液中加入少量水。沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,c(S2-)增大
C.可用MnS除去MnCl2溶液中混有的少量杂质ZnCl2
D.向浓度均为1×10-5 mol·L-1的Cu2+、 Zn2+、Mn2+混合溶液中逐滴加入1×10-4 mol·L-1的Na2S溶液,Mn2+最先沉淀
1.(2024·黑吉辽卷,T15)25 ℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。某实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl-水样、含Br-水样。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀;
②相同条件下AgCl溶解度大于AgBr;
③25 ℃时,pKa1(H2CrO4)=0.7,pKa2(H2CrO4)=6.5。
下列说法错误的是( )
A.曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线
B.反应的平衡常数K=10-5.2
C.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2.0 mol·L-1
D.滴定Br-达终点时,溶液中=10-0.5
(1)AgCl、AgBr、Ag2CrO4的Ksp分别为______、________、________ Ag2CrO4(s)+2Cl-的K=________。
(2)NaHCrO4溶液呈________性,理由是_________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
2.(2023·全国甲卷,T13)如图为Fe(OH)3、和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡时的pM-pH关系图{pM=-lg[cM/(mol·L-1)];c(M)≤10-5 mol·L-1可认为M离子沉淀完全}。下列叙述正确的是( )
A.由a点可求得Ksp[Fe(OH)3]=10-8.5
B.pH=4时Al(OH)3的溶解度为 mol·L-1
C.浓度均为0.01 mol·L-1的Al3+和Fe3+可通过分步沉淀进行分离
D.Al3+、Cu2+混合溶液中c(Cu2+)=0.2 mol·L-1时二者不会同时沉淀
第43讲 沉淀溶解平衡图像(能力课)
考点一
[关键能力提升]
1.B [Ag2CrO4的沉淀溶解平衡为Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+Cr(aq),Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(Cr)=(10-3)2×10-6=10-12,A错误;在t ℃时,Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq) 2AgCl(s)+Cr(aq)的平衡常数K==2.5×107,B正确;开始生成AgCl沉淀时所需c(Ag+)= mol·L-1=2×10-8 mol·L-1,开始生成Ag2CrO4 沉淀时所需c(Ag+)= mol·L-1=10-5 mol·L-1>2×10-8 mol·L-1,故先析出氯化银沉淀,C错误;在Ag2CrO4饱和溶液中加入K2CrO4固体,可使沉淀溶解平衡逆向移动,则溶液中c(Cr)增大,c(Ag+)减小,不可能由Y点到X点,D错误。]
2.C [p、q两点分别表示T1、T2温度下的饱和CdS溶液,两溶液中均存在c(Cd2+)=c(S2-),则a、b能分别表示T1、T2温度下CdS在水中的溶解能力,A项正确;题图中m、n、p三点在一条曲线上,三点对应的温度相等,所以Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p),a考点二
[关键能力提升]
1.C [根据题中图像,由(1.7,5)可得到Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(Cr)=(1×10-5)2×1×10-1.7=10-11.7,由(4.8,5)可得到Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1×10-5×1×10-4.8=10-9.8,据此数据计算各选项结果。a点在沉淀溶解平衡曲线的上方,a点对应的c(Ag+)小于Cl-(或Cr)浓度相同时饱和溶液中Ag+浓度,a点条件下两种沉淀均不能生成,A错误;Ksp为难溶物的溶度积,是一种平衡常数,平衡常数只与温度有关,与浓度无关,根据分析可知,二者的溶度积不相同,B错误;该反应的平衡常数表达式K=,将表达式转化为与两种难溶物的溶度积有关的式子得K==1×107.9,C正确;向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,开始沉淀时所需要的c(Ag+)分别为10-8.8 mol·L-1和10-5.35 mol·L-1,说明此时沉淀Cl-需要的银离子浓度更低,在这种情况下,先沉淀的是AgCl,D错误。]
2.D [由Ksp(AgIO3)=c(Ag+)·c(I)和Ksp[Pb(IO3)2]=c(Pb2+)·c2(I)可知,题图斜率绝对值大的曲线为Ksp[Pb(IO3)2],即Pb(IO3)2的饱和溶液,而另外一条曲线代表的是Ksp(AgIO3),即AgIO3的饱和溶液,且由c点坐标值可知:Ksp(AgIO3)=10-5.09×10-2.21=10-7.30,Ksp[Pb(IO3)2]=10-5.09×10-5.09×10-2.21=10-12.39。结合题图和分析,a点的Q[Pb(IO3)2]大于Ksp[Pb(IO3)2],a点是Pb(IO3)2的过饱和溶液,有沉淀析出,a点的Q(AgIO3)小于Ksp(AgIO3),a点是AgIO3的不饱和溶液,没有沉淀析出,A不符合题意;Pb(IO3)2在纯水中溶解度的点为2c(Pb2+)≈c(I),即-lg c(Pb2+)>-lg c(I),在坐标轴体现应该是第一象限角平分线的左上部,B不符合题意;向AgIO3悬浊液中滴加AgNO3溶液、向Pb(IO3)2悬浊液中滴加Pb(NO3)2溶液,分别至c点时,AgIO3的溶解度为10-5.09 mol·L-1,Pb(IO3)2的溶解度为5×10-6.09 mol·L-1,C不符合题意;c(I)=0.1 mol·L-1时,AgIO3、Pb(IO3)2饱和溶液中=10-5.09,所以=10-4.09,D符合题意。]
3.D [根据已知信息和图像分析可知,随着pH增大,c(HS-)和c(S2-)均增大,c(Ni2+)和c(Cd2+)均减小,根据电离平衡常数Ka1 Ka2,Ksp(NiS)>Ksp(CdS),可知①为pH与-lg c(Cd2+)的关系曲线,②为pH与-lg c(Ni2+)的关系曲线,③为pH与-lg c(S2-)的关系曲线,④为pH与-lg c(HS-)的关系曲线。利用坐标点(4.9,13.0)可以求出Ksp(CdS)=10-13×10-13=10-26,A错误;③为pH与-lg c(S2-)的关系曲线,B错误;利用坐标点(4.2,3.9)可以求出Ka1(H2S)==10-7.1,C错误;根据Ka1(H2S),求出pH=4.9时c(HS-)= mol·L-1=10-3.2 mol·L-1,结合坐标点(4.9,13.0),代入Ka2(H2S)==10-14.7,D正确。]
4.C [Cu2+、Mn2+、Zn2+三种离子对应的硫化物中Ksp(CuS)最小,约为1×10-35,故A错误;向MnS的悬浊液中加入少量水,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,c(S2-)不变,故B错误;Ksp(ZnS)[高考真题 衍生变式]
1.D [由于AgCl和AgBr中阴、阳离子个数比均为1∶1,即两者曲线平行,所以①代表Ag2CrO4沉淀溶解平衡曲线,由于相同条件下,AgCl溶解度大于AgBr,即Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),所以②代表AgCl沉淀溶解平衡曲线,则③代表AgBr沉淀溶解平衡曲线,根据①上的点(2.0,7.7),可求得Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)×c(Cr)=(10-2)2×10-7.7=10-11.7,根据②上的点(2.0,7.7),可求得Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-)=10-2×10-7.7=10-9.7,根据③上的点(6.1,6.1),可求得Ksp(AgBr)=c(Ag+)×c(Br-)=10-6.1×10-6.1=10-12.2。由分析得,曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线,故A正确;反应Ag2CrO4+H+ 2Ag++的平衡常数K==10-5.2,故B正确;当Cl-恰好滴定完全时,c(Ag+)==10-4.85 mol·L-1,即c(Cr)= mol·L-1=10-2 mol·L-1,因此,指示剂的浓度不宜超过10-2 mol·L-1,故C正确;当滴定Br-达终点时,c(Ag+)=c(Br-)==10-6.1 mol·L-1,即c(Cr)= mol·L-1=100.5 mol·L-1,=10-6.6,故D错误。]
真题变式 (1)10-9.7 10-12.2 10-11.7 10-7.7
(2)酸 Ka2(H2CrO4)=10-6.5,Kh(HCr)==10-13.32.C [结合题图可知,a点时pH=2、pM=2.5,则Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=10-2.5×(102-14)3=10-38.5,A错误;由题图可知,pH=5时,溶液中c(Al3+)=10-6 mol·L-1,Ksp[Al(OH)3]=10-6×(105-14)3=10-33,则pH=4的饱和Al(OH)3溶液中c(Al3+)=10-3 mol·L-1,故Al(OH)3在pH=4时的溶解度约为10-3 mol·L-1,B错误;根据题图可知,c(Fe3+)从0.01 mol·L-1到10-5 mol·L-1,pH尚未达到3,而此时0.01 mol·L-1的Al3+尚未开始沉淀,则0.01 mol·L-1的Al3+和Fe3+可通过分步沉淀分离,C正确;当溶液中Al3+完全沉淀时,即p(Al3+)=5时,c(Cu2+)≈0.1 mol·L-1<0.2 mol·L-1,说明此时Cu2+已经开始沉淀,故Al3+和Cu2+会同时沉淀,D错误。]
1/1(共56张PPT)
第43讲 沉淀溶解平衡图像(能力课)
第一篇 考点突破
第四部分 化学反应原理
第八章 水溶液中的离子反应与平衡
根据沉淀溶解平衡图像分析确定Ksp,某些点的含义及粒子浓度的大小和等量关系等。
考点一 两坐标为离子浓度的曲线型图像
以BaSO4在不同条件下沉淀溶解平衡为例
a→c
b→c 加入1×10-5 mol·L-1 Na2SO4溶液(加水不行)
d→c 加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化)
c→a 曲线上变化,增大c(Ba2+)
曲线上方的点表示有沉淀生成;曲线下方的点表示不饱和溶液 1.在t ℃时,Ag2CrO4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.t ℃时,Ag2CrO4的Ksp数量级是10-9
B.t ℃时
(aq)的平衡常数K=2.5×107[t ℃时Ksp(AgCl)=2×10-10]
C.t ℃时,用0.01 mol·L-1 AgNO3溶液滴定20 mL
0.01 mol·L-1 KCl和0.01 mol·L-1 K2CrO4的混合液先沉淀
D.在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4固体可使溶液由Y点到X点
√
B [Ag2CrO4的沉淀溶解平衡为(aq),Ksp(Ag2CrO4)==(10-3)2×10-6=10-12,A错误;在t ℃时
(aq)的平衡常数K=====2.5×107,B正确;开始生成AgCl沉淀时所需c(Ag+)== mol·L-1=2×10-8 mol·L-1,开始生成Ag2CrO4 沉淀时所需c(Ag+)== mol·L-1=10-5 mol·L-1>2×10-8 mol·L-1,故先析出氯化银沉淀,C错误;在Ag2CrO4饱和溶液中加入K2CrO4固体,可使沉淀溶解平衡逆向移动,则溶液中增大,c(Ag+)减小,不可能由Y点到X点,D错误。]
2.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。已知:CdS的溶解度随温度升高而增大。
下列说法错误的是( )
A.图中a和b能分别表示T1、T2温度下CdS在水中的溶解能力
B.图中各点对应的Ksp的关系为Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p)C.温度升高时,q点沿qp线向p点方向移动
D.向m点对应的溶液中加入少量Na2S固体,
m点沿mpn线向p点方向移动
√
C [p、q两点分别表示T1、T2温度下的饱和CdS溶液,两溶液中均存在c(Cd2+)=c(S2-),则a、b能分别表示T1、T2温度下CdS在水中的溶解能力,A项正确;题图中m、n、p三点在一条曲线上,三点对应的温度相等,所以Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p),a考点二 两坐标为正、负对数的直线型图像
对数图像 含义
纵坐标数值越大,c(M2+)越小
线上方的点为不饱和溶液
线上的点为饱和溶液
线下方的点表示有沉淀生成
线上任意点,坐标数值越大,其对应的离子浓度越小
1.(2023·全国乙卷,T13)一定温度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀
B.b点时,c(Cl-)=,Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.的平衡常数K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀
√
C [根据题中图像,由(1.7,5)可得到Ksp(Ag2CrO4)==(1×10-5)2×1×10-1.7=10-11.7,由(4.8,5)可得到Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1×10-5×1×10-4.8=10-9.8,据此数据计算各选项结果。a点在沉淀溶解平衡曲线的上方,a点对应的c(Ag+)小于Cl-(或)浓度相同时饱和溶液中Ag+浓度,a点条件下两种沉淀均不能生成,A错误;Ksp为难溶物的溶度积,是一种平衡常数,平衡常数只与温度有关,与浓度无关,根据分析可知,二者的
溶度积不相同,B错误;该反应的平衡常数表达式K=,将表达式转化为与两种难溶物的溶度积有关的式子得K==
===1×107.9,C正确;向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,开始沉淀时所需要的c(Ag+)分别为10-8.8 mol·L-1和10-5.35 mol·L-1,说明此时沉淀Cl-需要的银离子浓度更低,在这种情况下,先沉淀的是AgCl,D错误。]
2.(2025年1月·陕晋青宁高考适应性考试)常温下,AgIO3和Pb(IO3)2的沉淀溶解平衡曲线如图所示。纵坐标中M代表Ag+或Pb2+,物质的溶解度以物质的量浓度表示。下列说法正确的是( )
A.a点有AgIO3沉淀生成,无Pb(IO3)2沉淀生成
B.表示Pb(IO3)2在纯水中溶解度的点在线段bc之间
C.向AgIO3悬浊液中滴加AgNO3溶液、向悬浊液中滴加Pb(NO3)2溶液,分别至c点时,AgIO3和Pb(IO3)2的溶解度均为10-5.09 mol·L-1
D.=0.1 mol·L-1时,AgIO3、Pb(IO3)2饱和溶液中=10-4.09
√
D [由Ksp(AgIO3)=和Ksp[Pb(IO3)2]=可知,题图斜率绝对值大的曲线为Ksp[Pb(IO3)2],即Pb(IO3)2的饱和溶液,而另外一条曲线代表的是Ksp(AgIO3),即AgIO3的饱和溶液,且由c点坐标值可知:Ksp(AgIO3)=10-5.09×10-2.21=10-7.30,Ksp[Pb(IO3)2]=
10-5.09×10-5.09×10-2.21=10-12.39。结合题图和分析,a点的Q[Pb(IO3)2]大于Ksp[Pb(IO3)2],a点是Pb(IO3)2的过饱和溶液,有沉淀析出,a点的Q(AgIO3)小于Ksp(AgIO3),a点是AgIO3的不饱和溶液,没有沉淀析出,A不符合题意;在纯水中溶解度的点为
即,在坐标轴体现应该是第一象限角平分线的左上部,B不符合题意;向AgIO3悬浊液中滴加AgNO3溶液、向悬浊液中滴加Pb(NO3)2溶液,分别至c点时,AgIO3的溶解度为的溶解度为5×10-6.09 mol·L-1,C不符合题意;=0.1 mol·L-1时,AgIO3、饱和溶液中====10-5.09,所以=10-4.09,D符合题意。]
3.(2023·辽宁卷,T15)某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即c(H2S)=0.1 mol·L-1,通过调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离,体系中pH与-lg c 关系如图所示,c为HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的浓度,单位为mol·L-1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS),下列说法正确的是( )
A.Ksp(CdS)=10-18.4
B.③为pH与-lg c(HS-)的关系曲线
C.Ka1(H2S)=10-8.1
D.Ka2(H2S)=10-14.7
√
D [根据已知信息和图像分析可知,随着pH增大,c(HS-)和c(S2-)均增大,c(Ni2+)和c(Cd2+)均减小,根据电离平衡常数Ka1 Ka2,Ksp(NiS)>Ksp(CdS),可知①为pH与-lg c(Cd2+)的关系曲线,②为pH与-lg c(Ni2+)的关系曲线,③为pH与-lg c(S2-)的关系曲线,④为pH与-lg c(HS-)的关系曲线。利用坐标点(4.9,13.0)可以求出Ksp(CdS)=10-13×10-13=10-26,A错误;③为pH与-lg c(S2-)的关系曲线,B错误;利用坐标点(4.2,3.9)可以求出Ka1(H2S)=
=10-7.1,C错误;根据Ka1(H2S),求出pH=4.9时c(HS-)== mol·L-1=10-3.2 mol·L-1,结合坐标点(4.9,13.0),代入Ka2(H2S)===10-14.7,D正确。]
4.(2024·重庆二模)某温度时,可用K2S沉淀Cu2+、Mn2+、Zn2+三种离子(M2+),所需S2-最低浓度的对数值lgc(S2-)与lgc(M2+)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.三种离子对应的硫化物中Ksp(CuS)最小,约为1×10-20
B.向MnS的悬浊液中加入少量水。沉淀溶解平衡向溶解
的方向移动,c(S2-)增大
C.可用MnS除去MnCl2溶液中混有的少量杂质ZnCl2
D.向浓度均为1×10-5 mol·L-1的Cu2+、 Zn2+、Mn2+混合溶液中逐滴加入
1×10-4 mol·L-1的Na2S溶液,Mn2+最先沉淀
√
C [Cu2+、Mn2+、Zn2+三种离子对应的硫化物中Ksp(CuS)最小,约为1×10-35,故A错误;向MnS的悬浊液中加入少量水,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,c(S2-)不变,故B错误;Ksp(ZnS)高考真题 衍生变式
1.(2024·黑吉辽卷,T15)25 ℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。某实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl-水样、含Br-水样。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀;
②相同条件下AgCl溶解度大于AgBr;
③25 ℃时,pKa1(H2CrO4)=0.7,
pKa2(H2CrO4)=6.5。
下列说法错误的是( )
A.曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线
B.反应的平衡常数K=10-5.2
C.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2.0 mol·L-1
D.滴定Br-达终点时,溶液中=10-0.5
√
D [由于AgCl和AgBr中阴、阳离子个数比均为1∶1,即两者曲线平行,所以①代表Ag2CrO4沉淀溶解平衡曲线,由于相同条件下,AgCl溶解度大于AgBr,即Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),所以②代表AgCl沉淀溶解平衡曲线,则③代表AgBr沉淀溶解平衡曲线,根据①上的点(2.0,7.7),可求得Ksp(Ag2CrO4)==(10-2)2×10-7.7=10-11.7,根据②上的点(2.0,7.7),可求得Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-)=10-2×10-7.7=10-9.7,根据③上的点(6.1,6.1),可求得Ksp(AgBr)=c(Ag+)×c(Br-)=10-6.1×10-6.1=10-12.2。由分析得,曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线,故A正确;反应
的平衡常数K=====10-5.2,故B正确;当Cl-恰好滴定完全时,c(Ag+)==10-4.85 mol·L-1,即== mol·L-1=,因此,指示剂的浓度不宜超过10-2 mol·L-1,故C正确;当滴定Br-达终点时,c(Ag+)=
c(Br-)==10-6.1 mol·L-1,即== mol·L-1===10-6.6,故D错误。]
(1)AgCl、AgBr、Ag2CrO4的Ksp分别为________、________、________ Ag2CrO4(s)+2Cl-的K=________。
(2)NaHCrO4溶液呈________性,理由是_______________________
__________________________________________________________
_________________________________________________________。
10-9.7
10-12.2
10-11.7
10-7.7
酸
Ka2(H2CrO4)=
==的电离程度
大于其水解程度,呈酸性
2.(2023·全国甲卷,T13)如图为Fe(OH)3、和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡时的pM-pH关系图{pM=-lg[cM/(mol·L-1)];c(M)≤10-5 mol·L-1可认为M离子沉淀完全}。下列叙述正确的是( )
A.由a点可求得Ksp[Fe(OH)3]=10-8.5
B.pH=4时Al(OH)3的溶解度为 mol·L-1
C.浓度均为0.01 mol·L-1的Al3+和Fe3+可通过分步沉淀进行分离
D.Al3+、Cu2+混合溶液中c(Cu2+)=0.2 mol·L-1时二者不会同时沉淀
√
C [结合题图可知,a点时pH=2、pM=2.5,则Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=10-2.5×(102-14)3=10-38.5,A错误;由题图可知,pH=5时,溶液中c(Al3+)=10-6 mol·L-1,Ksp[Al(OH)3]=10-6×(105-14)3=10-33,则pH=4的饱和溶液中c(Al3+)=10-3 mol·L-1,故在pH=4时的溶解度约为10-3 mol·L-1,B错误;根据题图可知,c(Fe3+)从0.01 mol·L-1到10-5 mol·L-1,pH尚未达到3,而此时0.01 mol·L-1的Al3+尚未开始沉淀,则0.01 mol·L-1的Al3+和Fe3+可通过分步沉淀分离,C正确;当溶液中Al3+完全沉淀时,即p(Al3+)=5时,c(Cu2+)≈0.1 mol·L-1
<0.2 mol·L-1,说明此时Cu2+已经开始沉淀,故Al3+和Cu2+会同时沉淀,D错误。]
(建议用时:30分钟 总分:30分)
课时数智作业(四十三) 沉淀溶解平衡图像
题号
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(每小题只有一个选项正确,每小题3分,共30分)
1.(2025·临沂模拟)常温下,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,CaSO4在
水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列判断错误的是( )
A.a点是CaSO4的饱和溶液而b点不是
B.蒸发水可使溶液由b点变化到a点
C.常温下(aq)的K≈3.1×10-4
D.除去锅炉中的CaSO4时,可用Na2CO3溶液将其转化为CaCO3
√
题号
1
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B [a点位于沉淀溶解平衡曲线上,所以为饱和溶液,b点位于曲线下方,为不饱和溶液,A项正确;b点和a点溶液中硫酸根离子浓度相同,蒸发水硫酸根离子和钙离子浓度均会增大,无法变化到a点,故B错误;对于反应:(aq)的平衡常数K====≈3.1×10-4,故C项正确;常温下Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3),二者为同类型沉淀,硫酸钙的溶解度大于碳酸钙的溶解度,所以Na2CO3溶液可将CaSO4转化为CaCO3,D项正确。]
题号
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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.a点对应的Ksp大于b点对应的Ksp
B.向CuSO4溶液中加入MnS发生反应: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+)=(2×10-23)∶1
D.该温度下,Ksp(CuS)小于Ksp(MnS)
√
题号
1
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A [因为a点和b点都在CuS的沉淀溶解平衡曲线上,Ksp是定值,A错误;因为Ksp(CuS)题号
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3.已知CaCO3溶于水有如下平衡关系:(aq) ΔH>0。不同温度下CaCO3在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(注:CaCO3均未完全溶解)。下列说法正确的是( )
A.a点的Ksp大于e点的Ksp
B.保持T1不变,向浊液中加入Na2CO3固体能使a点变到e点
C.升高温度时,c点的饱和溶液组成可以变到b点
饱和溶液的组成
D.在b点,若温度从T1到T2,则b点可能变到d点
√
题号
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D [CaCO3在水中的溶解度随温度的升高而增大,在相同温度下的溶度积相同。根据题图在相同时,c(Ca2+):T2>T1,所以溶度积常数Ksp:T2>T1,则a点的Ksp小于e点的Ksp,A错误。保持 T1不变,向浊液中加入Na2CO3固体,溶液中增大,沉淀溶解平衡逆向移动,能使a点变到b点,但不能变到e点,B错误。由选项A分析可知温度:T2>T1,饱和溶液中离子浓度积:T2>T1;升高温度时,会使沉淀溶解平衡正向移动,导致溶液中离子浓度、c(Ca2+)都增大,因此c点的饱和溶液组成不可能变到b点饱和溶液的组成,C错误。在b点,若温度从T1到T2,物质的溶解度增大、c(Ca2+)都增大,则b点可能变到d点,D正确。]
题号
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4.某温度下,向50 mL CuCl悬浊液中慢慢加入NaI固体并搅拌,溶液中c(Cu+)随c(I-)的变化关系曲线如图(忽略溶液体积变化),已知:Ksp(CuI)=1.0×10-12,则下列说法正确的是( )
A.在CuCl悬浊液中加入NaI固体立即有CuI生成
B.x=10-6
C.CuI悬浊液中加入淀粉会出现蓝色
D.若c点CuCl未完全溶解,则曲线bc段内,c(Cl-)∶c(I-)=106
√
题号
1
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D [A.根据图像c(I-)在0~1.0(x mol·L-1)范围内c(Cu+)不变,没有CuI生成,错误;B.x===10-9,错误;C.CuI悬浊液不存在I2,错误;D.a点CuCl悬浊液中c(Cl-)=c(Cu+)=1.0×10-3 mol·L-1,则Ksp(CuCl)=c(Cl-)·c(Cu+)=1.0×10-3×1.0×
10-3=1.0×10-6,如果c点CuCl未完全溶解,c(Cl-)∶c(I-)=∶=Ksp(CuCl)∶Ksp(CuI)=1.0×10-6∶1.0×10-12=106,正确。]
题号
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5.(2025·青岛模拟)CO2氛围下,Pb(ClO4)2溶液中含铅微粒的分布如图所示(25 ℃时)。纵坐标(δ)为组分中铅占总铅的质量分数。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L-1,Ka1(H2CO3)=10-6.4,Ka2(H2CO3)=10-10.3,Ksp(PbCO3)=10-12.1。下列说法不正确的是( )
A.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1
B.pH=6时,溶液中C.pH=7时,2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]=
D.pH=8时,向溶液中慢慢加入Na2CO3固体会逐渐溶解
√
题号
1
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C [由题图可知,随着pH增大,Pb2+的含量减小的含量先增大后减小,PbCO3的含量先增大后减小含量增大。δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,溶液中还存在Pb(OH)+,根据c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L-1和Pb元素守恒,溶液中c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1,A正确;pH=6时δ(Pb2+)>50%,即c(Pb2+)>1×10-5 mol·L-1,则≤= mol·L-1=1×10-7.1 mol·L-1+c(H+)=+c(OH-),c(H+)=c(OH-),得2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]=,C错误;溶液中存在平衡:(aq),加入Na2CO3固体,平衡正向移动,PbCO3会逐渐溶解,D正确。]
题号
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6.天然溶洞的形成与水体中含碳物质的浓度有密切关系。已知常温下,Ksp(CaCO3)=10-8.7,某溶洞水体中lg c(X)(X为、或Ca2+)与pH变化的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.曲线②代表
B.Ka2(H2CO3)的数量级为10-11
C.a=-4.35,b=-2.75
D.pH=10.3时,c(Ca2+)=10-7.6 mol·L-1
√
题号
1
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C [根据题中图像可知:横坐标代表pH,随着pH增大,溶液碱性增强、增大,先生成,再生成,所以曲线①代表,曲线②代表,因为碳酸钙是难溶物,因此随着增大,溶液中c(Ca2+)减小,推出曲线③代表Ca2+,A正确。电离平衡常数只受温度的影响,曲线①和②的交点代表=,即Ka2==10-10.3,故Ka2(H2CO3)的数量级为10-11,B正确。曲线②和③的交点代表=
题号
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c(Ca2+),根据Ksp(CaCO3)=·c(Ca2+)=10-8.7,则== mol·L-1=10-4.35 mol·L-1,即a=-4.35;根据电离平衡常数Ka2=== mol·L-1=10-2.65 mol·L-1,即b=-2.65,C错误。当pH=10.3时=10-1.1 mol·L-1,c(Ca2+)== mol·L-1=10-7.6 mol·L-1,D正确。]
题号
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7.(2024·邵阳模拟)25 ℃时,用NaOH溶液分别滴定HX、CuSO4、FeSO4三种溶液,pM[p表示负对数,M表示、c(Cu2+)、c(Fe2+)]随pH变化关系如图所示,已知:Ksp[Fe(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2](不考虑二价铁的氧化)。下列说法错误的是( )
A.HX的电离常数Ka=1.0×10-5
B.曲线②代表NaOH溶液滴定FeSO4溶液的变化关系
C.调节溶液的pH=6.0时,可将工业废水中的Cu2+沉淀完全
D.滴定HX溶液至a点时,溶液中c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
√
题号
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C [由题干信息可知,Ksp[Fe(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],又因为Cu(OH)2和Fe(OH)2的组成相似,二者的pM随pH的变化关系曲线应是平行线,①代表滴定CuSO4溶液的变化关系,②代表滴定FeSO4溶液的变化关系,③代表滴定HX溶液的变化关系,故B正确。p(Cu2+)=0时,c(Cu2+)=1 mol·L-1,pH=4.2,c(H+)=,c(OH-)= mol·L-1=10-9.8 mol·L-1,Ksp[Cu(OH)2]=1×(10-9.8)2=10-19.6;同理,Ksp[Fe(OH)2]=1×(10-7.5)2
题号
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=10-15;p=0时,pH=5.0,此时HX的电离平衡常数Ka==c(H+)=10-5,故A正确。根据分析Ksp[Cu(OH)2]=
10-19.6,调节溶液的pH=6.0时,c(OH-)=10-8 mol·L-1,c(Cu2+)= mol·L-1=10-3.6 mol·L-1>10-5 mol·L-1,Cu2+沉淀不完全,不能除去工业废水中的Cu2+,故C错误。a点时,p=pc(Fe2+),
题号
1
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10
即=c(Fe2+),根据Ka、Ksp计算公式,代入可得=,解得c(OH-)=10-6 mol·L-1,溶液pH=8,显碱性,c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒,c(OH-)+c(X-)=c(Na+)+c(H+),c(Na+)>c(X-),则溶液中c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),故D正确。]
题号
1
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8.(2024·葫芦岛一模)工业上常用H2S作沉淀剂除去废水中的Zn2+和Mn2+。通过调节溶液的pH可使Zn2+和Mn2+逐一沉降,处理过程中始终保持H2S溶液为饱和状态,即c(H2S)=0.1 mol·L-1,体系中S2-、HS-、Zn2+、Mn2+浓度
(mol·L-1)的负对数pM与pH的关系如图所示。已知:Ksp(MnS)>Ksp(ZnS)。下列说法不正确的是( )
A.Ⅱ表示-lg c(S2-)与pH的关系曲线
B.Q点对应c(H+)的数量级为10-2
C.=107.6
D.溶液中c(Zn2+)和c(Mn2+)均为0.1 mol·L-1,
Zn2+完全沉淀时溶液的最小pH为2
√
题号
1
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B [H2S饱和溶液中随着pH增大,c(H+)减小,c(HS-)、c(S2-)均增大,则
-lg c(HS-)和-lg c(S2-)随着pH增大而减小,且pH相同时,c(HS-)>c(S2-),即-lg c(HS-)<-lg c(S2-),则Ⅰ、Ⅱ分别表示-lg c(HS-)、-lg c(S2-)与pH的关系曲线;随着pH增大,c(S2-)增大,则c(Zn2+)和c(Mn2+)逐渐减小,且Ksp(MnS)>Ksp(ZnS),即当c(S2-)相同时,c(Mn2+)>c(Zn2+),则-lg c(Mn2+)和
-lg c(Zn2+)随着pH增大而增大,且-lg c(Mn2+)<-lg c(Zn2+),则Ⅲ、Ⅳ分别表示-lg c(Zn2+)、-lg c(Mn2+)与pH的关系曲线。Ⅰ表示-lg c(HS-)与pH的关系曲线,当c(H+)=10-5.5 mol·L-1时,c(HS-)=10-2.6 mol·L-1,Ka1(H2S)===10-7.1,且Ka1(H2S)==10-7.1,则a=2.2,则c(H+)=10-2.2 mol·L-1=100.8×10-3 mol·L-1,所以Q点对应c(H+)的数量级为10-3,故B错误。]
题号
1
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9.(2024·鞍山二模)25 ℃时,实验小组探究沉淀溶解平衡的影响因素时,取两份相同的Mg(OH)2饱和溶液(有固体剩余),分别加入0.03 mol MgCl2(s)和0.06 mol KCl(s),得出t-pH图像(见图),若忽略Mg2+水解,下列说法正确的是( )
题号
1
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10
A.Ksp[Mg(OH)2]的数量级为10-31
B.b线表明Mg(OH)2饱和溶液中加入的是KCl(s)
C.加入氯化镁达平衡后c(Cl-)<2c(Mg2+)
D.实验中pH变化的原因是Ksp[Mg(OH)2]发生了改变
√
题号
1
3
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2
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C [从题图中可知Mg(OH)2饱和溶液pH=10.73,可知饱和溶液中c(OH-)=1×10-3.27 mol·L-1,c(Mg2+)=c(OH-)=5×10-4.27 mol·L-1,Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=5×10-4.27×(1×10-3.27)2=5×10-10.81。Ksp[Mg(OH)2]的数量级为10-11,A错误;温度不变,Ksp[Mg(OH)2]不变,加入MgCl2(s)使得沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)逆向进行,Mg(OH)2溶解度减小,溶液pH减小,b线表示Mg(OH)2饱和溶液中加MgCl2,B错误;加入MgCl2(s)溶液中的镁离子来自Mg(OH)2(s)的溶解和氯化镁的电离,达平衡后c(Cl-)<2c(Mg2+),C正确;温度不变,Ksp[Mg(OH)2]不变,故实验中pH变化不是Ksp[Mg(OH)2]变化引起的,而是Mg(OH)2的溶解性变化引起的,D错误。]
题号
1
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10.(2025年1月·四川高考适应性考试)常温下,H2S溶液中含硫粒子分布系数δ[比如:δ(HS-)=]与pH的关系如图1所示;金属硫化物M2S和NS在H2S饱和溶液(0.1 mol·L-1)中到达沉淀溶解平衡时,-lg c与pH的关系如图2所示(c为金属离子浓度)。
题号
1
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下列说法正确的是( )
A.溶液中H2S的=10-5.93
B.直线④表示H2S饱和溶液中N2+的-lg c与pH的关系
C.金属硫化物M2S的pKsp=49.21
D.浓度均为0.01 mol·L-1的M+和N2+的混合溶液不能通过滴加H2S饱和溶液实现分离
√
题号
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C [硫化氢的两步电离方程式为H2S HS-+H+,HS- S2-+H+;随着pH增大,H2S逐渐转化为HS-,再转化为S2-,所以图1中①表示H2S,②表示HS-,③表示S2-;由图像交点可得pH=6.97时,c(H2S)=c(HS-),pH=12.90时,c(S2-)=c(HS-),则电离平衡常数Ka1==10-6.97,Ka2==10-12.9;由图2中P点可知pH=8.94时,Ka1==10-6.97,Ka2==10-12.9,两式相乘得=10-1.99,H2S饱和溶液浓度为0.1 mol·L-1,由于电离程度
题号
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非常小,所以c(H2S)≈0.1 mol·L-1,则c(S2-)=,且
-lg c(金属离子)=23.11,c(金属离子)=10-23.11 mol·L-1,可求得Ksp(M2S)=c2(M+)·c(S2-)=(10-23.11)2×10-2.99=10-49.21,Ksp(NS)=c(N2+)·c(S2-)=
10-23.11×10-2.99=10-26.1;随着pH增大,c(S2-)浓度会增大,则金属阳离子浓度会减小,且c(N2+)减小更快,所以直线④为M+的-lg c与pH的关系,直线⑤为N2+的-lg c与pH的关系。由分析可知,Ka1==10-6.97,Ka2==10-12.9,则溶液中H2S的=105.93,A错误;
由分析可知,直线⑤表示H2S饱和溶液中N2+的-lg c与pH的关系,B错误;由分析可知,Ksp(M2S)=c2(M+)·c(S2-)=(10-23.11)2×10-2.99=10-49.21,所以pKsp=49.21,C正确;由图2可知,向浓度均为0.01 mol·L-1的M+和N2+的混合溶液中,逐滴加入硫化氢饱和溶液,当c(S2-)= mol·L-1=10-45.21 mol·L-1时,M+开始沉淀,当c(S2-)= mol·L-1=10-24.1 mol·L-1时,N2+开始沉淀,所以M+会先沉淀,当M+沉淀完全时,溶液中c(S2-)==10-39.21 mol·L-1,此时N2+还未开始沉淀,所以能通过滴加H2S饱和溶液实现分离,D错误。]
题号
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谢 谢 !课时数智作业(四十三) 沉淀溶解平衡图像
(建议用时:30分钟 总分:30分)
(每小题只有一个选项正确,每小题3分,共30分)
1.(2025·临沂模拟)常温下,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列判断错误的是( )
A.a点是CaSO4的饱和溶液而b点不是
B.蒸发水可使溶液由b点变化到a点
C.常温下,CaCO3(s)+S(aq) CaSO4(s)+C(aq)的K≈3.1×10-4
D.除去锅炉中的CaSO4时,可用Na2CO3溶液将其转化为CaCO3
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.a点对应的Ksp大于b点对应的Ksp
B.向CuSO4溶液中加入MnS发生反应: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+)=(2×10-23)∶1
D.该温度下,Ksp(CuS)小于Ksp(MnS)
3.已知CaCO3溶于水有如下平衡关系:CaCO3(s) Ca2+(aq)+C(aq) ΔH>0。不同温度下CaCO3在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(注:CaCO3均未完全溶解)。下列说法正确的是( )
A.a点的Ksp大于e点的Ksp
B.保持T1不变,向浊液中加入Na2CO3固体能使a点变到e点
C.升高温度时,c点的饱和溶液组成可以变到b点饱和溶液的组成
D.在b点,若温度从T1到T2,则b点可能变到d点
4.某温度下,向50 mL CuCl悬浊液中慢慢加入NaI固体并搅拌,溶液中c(Cu+)随c(I-)的变化关系曲线如图(忽略溶液体积变化),已知:Ksp(CuI)=1.0×10-12,则下列说法正确的是( )
A.在CuCl悬浊液中加入NaI固体立即有CuI生成
B.x=10-6
C.CuI悬浊液中加入淀粉会出现蓝色
D.若c点CuCl未完全溶解,则曲线bc段内,c(Cl-)∶c(I-)=106
5.(2025·青岛模拟)CO2氛围下,Pb(ClO4)2溶液中含铅微粒的分布如图所示(25 ℃时)。纵坐标(δ)为组分中铅占总铅的质量分数。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L-1,Ka1(H2CO3)=10-6.4,Ka2(H2CO3)=10-10.3,Ksp(PbCO3)=10-12.1。下列说法不正确的是( )
A.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1
B.pH=6时,溶液中c(C)C.pH=7时,2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]=2c(C)+c(HC)+c(Cl)+2c[Pb(CO3]
D.pH=8时,向溶液中慢慢加入Na2CO3固体,PbCO3会逐渐溶解
6.天然溶洞的形成与水体中含碳物质的浓度有密切关系。已知常温下,Ksp(CaCO3)=10-8.7,某溶洞水体中lg c(X)(X为HC或Ca2+)与pH变化的关系如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.曲线②代表C
B.Ka2(H2CO3)的数量级为10-11
C.a=-4.35,b=-2.75
D.pH=10.3时,c(Ca2+)=10-7.6 mol·L-1
7.(2024·邵阳模拟)25 ℃时,用NaOH溶液分别滴定HX、CuSO4、FeSO4三种溶液,pM[p表示负对数,M表示、c(Cu2+)、c(Fe2+)]随pH变化关系如图所示,已知:Ksp[Fe(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2](不考虑二价铁的氧化)。下列说法错误的是( )
A.HX的电离常数Ka=1.0×10-5
B.曲线②代表NaOH溶液滴定FeSO4溶液的变化关系
C.调节溶液的pH=6.0时,可将工业废水中的Cu2+沉淀完全
D.滴定HX溶液至a点时,溶液中c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
8.(2024·葫芦岛一模)工业上常用H2S作沉淀剂除去废水中的Zn2+和Mn2+。通过调节溶液的pH可使Zn2+和Mn2+逐一沉降,处理过程中始终保持H2S溶液为饱和状态,即c(H2S)=0.1 mol·L-1,体系中S2-、HS-、Zn2+、Mn2+浓度( mol·L-1)的负对数pM与pH的关系如图所示。已知:Ksp(MnS)>Ksp(ZnS)。下列说法不正确的是( )
A.Ⅱ表示-lg c(S2-)与pH的关系曲线
B.Q点对应c(H+)的数量级为10-2
C.=107.6
D.溶液中c(Zn2+)和c(Mn2+)均为0.1 mol·L-1,Zn2+完全沉淀时溶液的最小pH为2
9.(2024·鞍山二模)25 ℃时,实验小组探究Mg(OH)2沉淀溶解平衡的影响因素时,取两份相同的Mg(OH)2饱和溶液(有固体剩余),分别加入0.03 mol MgCl2(s)和0.06 mol KCl(s),得出t-pH图像(见图),若忽略Mg2+水解,下列说法正确的是( )
A.Ksp[Mg(OH)2]的数量级为10-31
B.b线表明Mg(OH)2饱和溶液中加入的是KCl(s)
C.加入氯化镁达平衡后c(Cl-)<2c(Mg2+)
D.实验中pH变化的原因是Ksp[Mg(OH)2]发生了改变
10.(2025年1月·四川高考适应性考试)常温下,H2S溶液中含硫粒子分布系数δ[比如:δ(HS-)=]与pH的关系如图1所示;金属硫化物M2S和NS在H2S饱和溶液(0.1 mol·L-1)中到达沉淀溶解平衡时,-lg c与pH的关系如图2所示(c为金属离子浓度)。
下列说法正确的是( )
A.溶液中H2S的=10-5.93
B.直线④表示H2S饱和溶液中N2+的-lg c与pH的关系
C.金属硫化物M2S的pKsp=49.21
D.浓度均为0.01 mol·L-1的M+和N2+的混合溶液不能通过滴加H2S饱和溶液实现分离
课时数智作业(四十三)
1.B [a点位于沉淀溶解平衡曲线上,所以为饱和溶液,b点位于曲线下方,为不饱和溶液,A项正确;b点和a点溶液中硫酸根离子浓度相同,蒸发水硫酸根离子和钙离子浓度均会增大,无法变化到a点,故B错误;对于反应:CaCO3(s)+S(aq) CaSO4(s)+C(aq)的平衡常数K=≈3.1×10-4,故C项正确;常温下Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3),二者为同类型沉淀,硫酸钙的溶解度大于碳酸钙的溶解度,所以Na2CO3溶液可将CaSO4转化为CaCO3,D项正确。]
2.A [因为a点和b点都在CuS的沉淀溶解平衡曲线上,Ksp是定值,A错误;因为Ksp(CuS)3.D [CaCO3在水中的溶解度随温度的升高而增大,在相同温度下的溶度积相同。根据题图在c(C)相同时,c(Ca2+):T2>T1,所以溶度积常数Ksp:T2>T1,则a点的Ksp小于e点的Ksp,A错误。保持 T1不变,向浊液中加入Na2CO3固体,溶液中c(C)增大,沉淀溶解平衡逆向移动,能使a点变到b点,但不能变到e点,B错误。由选项A分析可知温度:T2>T1,饱和溶液中离子浓度积:T2>T1;升高温度时,会使沉淀溶解平衡正向移动,导致溶液中离子浓度c(C)、c(Ca2+)都增大,因此c点的饱和溶液组成不可能变到b点饱和溶液的组成,C错误。在b点,若温度从T1到T2,物质的溶解度增大,c(C)、c(Ca2+)都增大,则b点可能变到d点,D正确。]
4.D [A.根据图像c(I-)在0~1.0(x mol·L-1)范围内c(Cu+)不变,没有CuI生成,错误;B.x==10-9,错误;C.CuI悬浊液不存在I2,错误;D.a点CuCl悬浊液中c(Cl-)=c(Cu+)=1.0×10-3 mol·L-1,则Ksp(CuCl)=c(Cl-)·c(Cu+)=1.0×10-3×1.0×10-3=1.0×10-6,如果c点CuCl未完全溶解,c(Cl-)∶c(I-)=∶=Ksp(CuCl)∶Ksp(CuI)=1.0×10-6∶1.0×10-12=106,正确。]
5.C [由题图可知,随着pH增大,Pb2+的含量减小,Pb(OH)+的含量先增大后减小,PbCO3的含量先增大后减小,Pb(CO3含量增大。δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,溶液中还存在Pb(OH)+,根据c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol·L-1和Pb元素守恒,溶液中c(Pb2+)<1.0×10-5 mol·L-1,A正确;pH=6时δ(Pb2+)>50%,即c(Pb2+)>1×10-5 mol·L-1,则c(C)≤ mol·L-1=1×10-7.1 mol·L-16.C [根据题中图像可知:横坐标代表pH,随着pH增大,溶液碱性增强,c(HC)、c(C)增大,先生成HC,再生成C,所以曲线①代表HC,曲线②代表C,因为碳酸钙是难溶物,因此随着c(C)增大,溶液中c(Ca2+)减小,推出曲线③代表Ca2+,A正确。电离平衡常数只受温度的影响,曲线①和②的交点代表c(HC)=c(C),即Ka2==10-10.3,故Ka2(H2CO3)的数量级为10-11,B正确。曲线②和③的交点代表c(C)=c(Ca2+),根据Ksp(CaCO3)=c(C)·c(Ca2+)=10-8.7,则c(C)= mol·L-1=10-4.35 mol·L-1,即a=-4.35;根据电离平衡常数Ka2=,c(HC)= mol·L-1=10-2.65 mol·L-1,即b=-2.65,C错误。当pH=10.3时,c(C)=10-1.1 mol·L-1,c(Ca2+)= mol·L-1=10-7.6 mol·L-1,D正确。]
7.C [由题干信息可知,Ksp[Fe(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],又因为Cu(OH)2和Fe(OH)2的组成相似,二者的pM随pH的变化关系曲线应是平行线,①代表滴定CuSO4溶液的变化关系,②代表滴定FeSO4溶液的变化关系,③代表滴定HX溶液的变化关系,故B正确。p(Cu2+)=0时,c(Cu2+)=1 mol·L-1,pH=4.2,c(H+)=10-4.2 mol·L-1,c(OH-)= mol·L-1=10-9.8 mol·L-1,Ksp[Cu(OH)2]=1×(10-9.8)2=10-19.6;同理,Ksp[Fe(OH)2]=1×(10-7.5)2=10-15;p=0时,pH=5.0,此时HX的电离平衡常数Ka==c(H+)=10-5,故A正确。根据分析Ksp[Cu(OH)2]=10-19.6,调节溶液的pH=6.0时,c(OH-)=10-8 mol·L-1,c(Cu2+)= mol·L-1=10-3.6 mol·L-1>10-5 mol·L-1,Cu2+沉淀不完全,不能除去工业废水中的Cu2+,故C错误。a点时,p=pc(Fe2+),即=c(Fe2+),根据Ka、Ksp计算公式,代入可得,解得c(OH-)=10-6 mol·L-1,溶液pH=8,显碱性,c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒,c(OH-)+c(X-)=c(Na+)+c(H+),c(Na+)>c(X-),则溶液中c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),故D正确。]
8.B [H2S饱和溶液中随着pH增大,c(H+)减小,c(HS-)、c(S2-)均增大,则-lg c(HS-)和-lg c(S2-)随着pH增大而减小,且pH相同时,c(HS-)>c(S2-),即-lg c(HS-)<-lg c(S2-),则Ⅰ、Ⅱ分别表示-lg c(HS-)、-lg c(S2-)与pH的关系曲线;随着pH增大,c(S2-)增大,则c(Zn2+)和c(Mn2+)逐渐减小,且Ksp(MnS)>Ksp(ZnS),即当c(S2-)相同时,c(Mn2+)>c(Zn2+),则-lg c(Mn2+)和-lg c(Zn2+)随着pH增大而增大,且-lg c(Mn2+)<-lg c(Zn2+),则Ⅲ、Ⅳ分别表示-lg c(Zn2+)、-lg c(Mn2+)与pH的关系曲线。Ⅰ表示-lg c(HS-)与pH的关系曲线,当c(H+)=10-5.5 mol·L-1时,c(HS-)=10-2.6 mol·L-1,Ka1(H2S)==10-7.1,且Ka1(H2S)==10-7.1,则a=2.2,则c(H+)=10-2.2 mol·L-1=100.8×10-3 mol·L-1,所以Q点对应c(H+)的数量级为10-3,故B错误。]
9.C [从题图中可知Mg(OH)2饱和溶液pH=10.73,可知饱和溶液中c(OH-)=1×10-3.27 mol·L-1,c(Mg2+)=c(OH-)=5×10-4.27 mol·L-1,Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=5×10-4.27×(1×10-3.27)2=5×10-10.81。Ksp[Mg(OH)2]的数量级为10-11,A错误;温度不变,Ksp[Mg(OH)2]不变,加入MgCl2(s)使得沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)逆向进行,Mg(OH)2溶解度减小,溶液pH减小,b线表示Mg(OH)2饱和溶液中加MgCl2,B错误;加入MgCl2(s)溶液中的镁离子来自Mg(OH)2(s)的溶解和氯化镁的电离,达平衡后c(Cl-)<2c(Mg2+),C正确;温度不变,Ksp[Mg(OH)2]不变,故实验中pH变化不是Ksp[Mg(OH)2]变化引起的,而是Mg(OH)2的溶解性变化引起的,D错误。]
10.C [硫化氢的两步电离方程式为H2S HS-+H+,HS- S2-+H+;随着pH增大,H2S逐渐转化为HS-,再转化为S2-,所以图1中①表示H2S,②表示HS-,③表示S2-;由图像交点可得pH=6.97时,c(H2S)=c(HS-),pH=12.90时,c(S2-)=c(HS-),则电离平衡常数Ka1==10-6.97,Ka2==10-12.9;由图2中P点可知pH=8.94时,Ka1==10-6.97,Ka2==10-12.9,两式相乘得=10-1.99,H2S饱和溶液浓度为0.1 mol·L-1,由于电离程度非常小,所以c(H2S)≈0.1 mol·L-1,则c(S2-)=10-2.99 mol·L-1,且-lg c(金属离子)=23.11,c(金属离子)=10-23.11 mol·L-1,可求得Ksp(M2S)=c2(M+)·c(S2-)=(10-23.11)2×10-2.99=10-49.21,Ksp(NS)=c(N2+)·c(S2-)=10-23.11×10-2.99=10-26.1;随着pH增大,c(S2-)浓度会增大,则金属阳离子浓度会减小,且c(N2+)减小更快,所以直线④为M+的-lg c与pH的关系,直线⑤为N2+的-lg c与pH的关系。由分析可知,Ka1==10-6.97,Ka2==10-12.9,则溶液中H2S的=105.93,A错误;由分析可知,直线⑤表示H2S饱和溶液中N2+的-lg c与pH的关系,B错误;由分析可知,Ksp(M2S)=c2(M+)·c(S2-)=(10-23.11)2×10-2.99=10-49.21,所以pKsp=49.21,C正确;由图2可知,向浓度均为0.01 mol·L-1的M+和N2+的混合溶液中,逐滴加入硫化氢饱和溶液,当c(S2-)= mol·L-1=10-45.21 mol·L-1时,M+开始沉淀,当c(S2-)= mol·L-1=10-24.1 mol·L-1时,N2+开始沉淀,所以M+会先沉淀,当M+沉淀完全时,溶液中c(S2-)= mol·L-1=10-39.21 mol·L-1,此时N2+还未开始沉淀,所以能通过滴加H2S饱和溶液实现分离,D错误。]
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