第4讲 沉淀溶解平衡
【复习目标】
1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。
2.理解溶度积(Ksp)的含义,并能进行相关计算。
3.了解沉淀的生成、溶解与转化,并能应用化学平衡原理解释。
考点一 沉淀溶解平衡及应用
一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
1.物质的溶解性与溶解度
20 ℃时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系。
2.沉淀溶解平衡
(1)定义。
在一定温度下,当 和 的速率相等时,得到难溶电解质的 溶液,建立动态平衡,把这种平衡称为沉淀溶解平衡。
(2)沉淀溶解平衡的建立。
v(溶解) v(沉淀),固体溶解;
v(溶解) v(沉淀),沉淀与溶解处于平衡状态;
v(溶解) v(沉淀),析出晶体。
(3)影响沉淀溶解平衡的因素。
①内因:难溶电解质本身的性质,这是决定因素。
②外因:以沉淀溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0为例。
外界条件 平衡移 动方向 c(Ag+) c(Cl-)
升高温度 增大
加少量水稀释 正向 不变
加入少量AgNO3 增大
通入HCl 逆向 增大
通入H2S 减小
二、沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成
方法 举例 解释
调节 pH 法 除去CuCl2溶液中的FeCl3,可向溶液中加入
除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入 调节pH至4左右
沉淀 剂法 以 等沉淀污水中的Hg2+、Cu2+等重金属离子
2.沉淀的溶解
方法 举例 原理(离子方程式)
酸溶法 加入稀盐酸除去碳酸钙
配位溶 解法 用足量氨水溶解并除去AgCl
3.沉淀的转化
(1)实质:沉淀溶解平衡的移动。沉淀的溶解度差别 ,越容易转化。
例如,AgNO3溶液AgCl(白色沉淀)AgBr(浅黄色沉淀)AgI(黄色沉淀)Ag2S(黑色沉淀)。
(2)应用示例。
应用 举例 原理(离子方程式)
锅炉 除垢 将CaSO4转化为易溶于酸的CaCO3
矿物 转化 CuSO4溶液遇PbS转化为CuS
[理解·辨析] 判断正误
(1)BaSO4Ba2++S和BaSO4(s)Ba2+(aq)+S(aq),两式所表示的意义相同。( )
(2)室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。( )
(3)升高温度,沉淀溶解平衡一定正向移动。( )
(4)为减少洗涤过程中固体的损耗,最好选用稀硫酸代替H2O来洗涤BaSO4沉淀。( )
(5)难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,增加难溶电解质的量,平衡向溶解方向移动。( )
一、沉淀溶解平衡及其影响因素
1.(2024·广东广雅中学模拟)某兴趣小组进行下列实验:
①将0.1 mol·L-1 MgCl2溶液和0.5 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合得到悬浊液;
②取少量①中的悬浊液,滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,出现红褐色沉淀;
③将①中悬浊液过滤,取少量白色沉淀,滴加 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,白色沉淀变为红褐色沉淀;
④另取少量白色沉淀,滴加饱和NH4Cl溶液,沉淀溶解。
下列说法不正确的是( )
[A] 将①中所得悬浊液过滤,所得滤液中含少量Mg2+
[B] ①中悬浊液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)
[C] 实验②和③均能说明Fe(OH)3比Mg(OH)2难溶
[D] NH4Cl溶液中的N可能是④中沉淀溶解的原因
2.(2024·福建宁德一模)已知溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq) ΔH<0,下列有关该平衡体系的说法正确的是( )
①升高温度,平衡逆向移动 ②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子的浓度 ③除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子,可以向溶液中加入适量的NaOH溶液 ④恒温下,向溶液中加入CaO,溶液的pH升高 ⑤给溶液加热,溶液的pH升高 ⑥向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加 ⑦向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量
不变
[A] ①⑥ [B] ①⑤⑥⑦
[C] ②③④⑥ [D] ①②⑥⑦
二、沉淀的生成、转化与溶解
3.为研究沉淀的生成及转化,某小组进行如下实验。下列关于该实验的分析不正确的是( )
[A] ①悬浊液中存在平衡: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
4.除了酸以外,某些盐也能溶解沉淀。利用下表三种试剂进行实验,相关分析不正确的是( )
编号 ① ② ③
分散质 Mg(OH)2 HCl NH4Cl
备注 悬浊液 1 mol·L-1 1 mol·L-1
[A] 向①中加入酚酞显红色,说明物质的“不溶性”是相对的
[B] 分别向少量Mg(OH)2沉淀中加入适量等体积②、③均能使沉淀快速彻底溶解
[C] ①、③混合发生反应:Mg(OH)2+2NMg2++2NH3·H2O
[D] 向①中加入②,c(OH-)减小,Mg(OH)2沉淀溶解平衡正向移动
三、沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用
5.工业上可通过如图所示流程回收铅酸蓄电池中的铅,下列有关说法不正确的是( )
[A] PbSO4在水中存在沉淀溶解平衡:PbSO4(s)Pb2+(aq)+S(aq)
[B] 生成PbCO3的离子方程式为PbSO4(s)+C(aq)PbCO3(s)+S(aq)
[C] 滤液中不存在Pb2+
[D] pH:滤液<饱和Na2CO3溶液
6.用平衡移动原理解释下列事实。
(1)已知Ba2+有毒。医疗上用BaSO4作钡餐透视,而不用BaCO3作钡餐的原因为
。
(2)分别用等体积的蒸馏水和0.01 mol/L的盐酸洗涤AgCl沉淀,用水洗涤造成的AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失,其原因为 。
考点二 溶度积及应用
1.溶度积和离子积
以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)为例:
项目 溶度积 离子积
概念 难溶电解质的沉淀溶解平衡的平衡常数 溶液中有关离子浓度幂的乘积
符号 Ksp Q
表达 式 Ksp(AmBn)= ,式中的浓度都是平衡浓度 Q(AmBn)= ,式中的浓度是任意时刻浓度
应用 判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解: (1)Q>Ksp:溶液过饱和,有 析出; (2)Q=Ksp:溶液饱和,沉淀与溶解处于 状态; (3)Q
2.Ksp的影响因素
(1)内因:难溶电解质本身的性质。
(2)外因:Ksp只受 影响,与其他外界条件无关。绝大多数难溶电解质的溶解是 过程,升高温度,平衡向 方向移动,Ksp 。
[注意] Ca(OH)2的溶解过程是放热的,温度升高,Ksp减小。
[理解·辨析] 判断正误
(1)Ksp(AB2)小于Ksp(CD),则AB2的溶解度小于CD的溶解度。( )
(2)溶度积常数只受温度影响,升高温度Ksp增大。( )
(3)常温下,向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体,Mg(OH)2的Ksp不变。( )
(4)AgCl(s)+I-(aq)AgI(s)+Cl-(aq)的化学平衡常数K=。( )
(5)将0.1 mol·L-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液中至不再有沉淀产生,再滴加0.1 mol·L-1 CuSO4 溶液,现象是先有白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀,所以Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小。( )
一、溶度积的概念及影响因素
1.关于溶度积,下列说法正确的是( )
[A] 溶度积等于沉淀溶解平衡时离子浓度幂的乘积
[B] 难溶电解质的溶度积的数值在稀溶液中不受其他离子存在的影响,只取决于温度
[C] 温度升高,多数难溶电解质的溶度积增大
[D] 以上说法都正确
2.(2024·青海海东统考)将足量AgCl(s)溶解在水中,形成悬浊液。已知:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0。下列叙述错误的是( )
[A] 加热悬浊液,使其温度升高,Ksp(AgCl)增大
[B] 加少量水稀释,上述平衡正向移动,c(Ag+)不变
[C] 向悬浊液中通入少量氨,Q(AgCl)[D] 加入NaCl固体,AgCl的溶解度减小,Ksp(AgCl) 也减小
二、溶度积的相关计算
(一)判断沉淀的生成或沉淀是否完全
3.(2025·内蒙古高考适应性考试)测定I-含量步骤如下:向含I-试样中先加入已知物质的量的过量AgNO3溶液,再加入NH4Fe(SO4)2指示剂,用KSCN溶液进行滴定,溶液出现浅红色即达滴定终点,消耗c mol·L-1 KSCN溶液V mL。已知:pKsp(AgI)=16.07,pKsp(AgSCN)=11.9,
pKsp(AgCl)=9.74。下列说法错误的是( )
[A] 滴定中有AgSCN生成
[B] 不可先加指示剂,后加AgNO3溶液
[C] 试样中n(I-)=10-3cV mol
[D] 以上实验步骤不适用于Cl-含量测定
4.Na2SO3溶液与CaCl2溶液混合会生成难溶的CaSO3(Ksp=3.1×10-7),现将等体积的CaCl2溶液与Na2SO3溶液混合,若混合前Na2SO3溶液的浓度为2×10-3 mol·L-1,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 。
5.常温下,Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20,计算有关Cu2+沉淀的pH。
(1)某CuSO4溶液中c(Cu2+)=0.02 mol·L-1,如果生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH> 。
(2)要使0.2 mol·L-1 CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原来的千分之一),则应向溶液中加入NaOH溶液,使溶液的pH为 。
(二)沉淀先后的计算与判断
6.已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12。某溶液中含有Cl-、Br-和Cr,浓度均为0.01 mol·L-1,向该溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1的AgNO3溶液时,计算三种阴离子沉淀的先后顺序(写出计算过程)。
(三)计算沉淀转化反应的平衡常数,并判断沉淀转化的程度
7.(1)某温度下,溶液中含有I-、Cl-等离子,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中= [已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17]。
(2)Ksp(CaCO3)=3.4×10-9、Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,溶解能力CaSO4大于CaCO3。请用数据说明溶解能力小的CaCO3能否转化为溶解能力大的CaSO4
第4讲 沉淀溶解平衡
考点一 沉淀溶解平衡及应用
必备知识整合
一、2.(1)沉淀 溶解 饱和 (2)> = < (3)②正向 增大 不变 逆向 减小 减小 正向 增大
二、1.CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3 CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3 与H+反应,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀 氨水 Fe3+与NH3·H2O反应生成Fe(OH)3沉淀 Na2S Na2S与Cu2+、Hg2+等反应生成沉淀
2.CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑ AgCl+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
3.(1)越大 (2)CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq) Cu2+(aq)+PbS(s)CuS(s)+Pb2+(aq)
[理解·辨析] (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
【提示】 (1)BaSO4Ba2++S表示的是BaSO4的电离方程式;BaSO4(s)Ba2+(aq)+S(aq)表示的是BaSO4的沉淀溶解平衡。
(2)食盐水中c(Cl-)大,抑制AgCl的溶解,故AgCl在水中的溶解度大于其在食盐水中的溶解度。
(3)如Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低,因此升高温度,Ca(OH)2的沉淀溶解平衡逆向移动。
(4)c(S)增大,减少了BaSO4的溶解。
(5)沉淀溶解平衡不移动。
关键能力提升
1.C 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液与0.5 mol·L-1 NaOH 溶液等体积混合得到Mg(OH)2悬浊液,NaOH溶液过量,剩余的NaOH 和FeCl3 反应生成Fe(OH)3,实验②不能比较 Fe(OH)3 和Mg(OH)2 的溶解能力,故C错误。
2.A 加入碳酸钠粉末会生成CaCO3,使Ca2+浓度减小,②错误;加入氢氧化钠溶液会使平衡左移,有Ca(OH)2沉淀生成,但Ca(OH)2的溶度积较大,要除去Ca2+,应把Ca2+转化为更难溶的 CaCO3,③错误;恒温下Ksp不变,加入CaO后,溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液,pH不变,④错误;加热,Ca(OH)2的溶解度减小,溶液的pH降低,⑤错误;加入NaOH固体,沉淀溶解平衡向左移动,Ca(OH)2固体质量增加,⑦错误。
3.D 根据信息,白色沉淀是AgSCN,存在沉淀溶解平衡 AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq),A正确;取上层清液,加入Fe3+出现红色溶液,说明生成Fe(SCN)3,说明上层清液中含有SCN-,
B正确;AgI是黄色沉淀,③中现象是有黄色沉淀生成,说明有AgI产生,C正确;加入的KI溶液浓度大,并且Ag+有剩余,可能是悬浊液中Ag+与I-反应,出现黄色沉淀,D错误。
4.B 使酚酞显红色的溶液呈碱性,则Mg(OH)2在水中有一定的溶解度,电离使溶液呈碱性,说明物质的“不溶性”是相对的,A正确;1 mol·L-1 NH4Cl溶液的酸性比1 mol·L-1盐酸的弱,反应较慢,B错误;N结合Mg(OH)2溶液中的OH-,促使Mg(OH)2沉淀溶解,C正确;盐酸能够与 Mg(OH)2 发生中和反应,促使Mg(OH)2溶解,D正确。
5.C PbSO4难溶于水,在水中存在沉淀溶解平衡PbSO4(s)Pb2+(aq)+S(aq),A正确;铅膏(主要成分为 PbSO4)中加入饱和Na2CO3溶液生成PbCO3的离子方程式为PbSO4(s)+C(aq)PbCO3(s)+S(aq),B正确;PbSO4、PbCO3都难溶于水,在水中都存在沉淀溶解平衡,故滤液中仍存在Pb2+,C错误;滤液中溶质主要为Na2SO4,含有少量C,其中c(C)小于饱和Na2CO3溶液中的c(C),则滤液中C水解产生的c(OH-)小于饱和Na2CO3溶液中C水解产生的c(OH-),Na2CO3溶液的碱性强,故pH滤液<饱和Na2CO3溶液,D正确。
6.(1)由于胃液的酸性很强(pH为0.9～1.5),H+与BaCO3产生的C结合生成CO2和H2O,使BaCO3的沉淀溶解平衡BaCO3(s)Ba2+(aq)+C(aq)向右移动,c(Ba2+)增大,会引起人体中毒;而S是强酸根离子,不能与胃液中的H+结合,因而胃液中H+对BaSO4的沉淀溶解平衡基本没影响,Ba2+浓度可以保持在安全的浓度范围 (2)用水洗涤AgCl,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡右移,AgCl固体的质量减少;而用稀盐酸洗涤AgCl时,HCl电离产生的Cl-会使AgCl的沉淀溶解平衡向左移动,可以减少AgCl的溶解,因而损失较少
考点二 溶度积及应用
必备知识整合
1.)·cn(Bm-) cm(An+)·cn(Bm-) 沉淀 平衡 未饱和
2.(2)温度 吸热 溶解 增大
[理解·辨析] (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
【提示】 (1)溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大,只有组成相似的难溶电解质才可以通过Ksp比较溶解度大小。
(2)绝大多数难溶电解质升高温度Ksp增大,少数(如氢氧化钙)升高温度Ksp减小。
(3)Ksp只受温度影响。
(4)题给反应的化学平衡常数K===。
(5)题给实验说明Mg(OH)2可以转化为 Cu(OH)2,所以Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小。
关键能力提升
1.D 溶度积的表达式为达沉淀溶解平衡时难溶电解质在溶液中各离子的平衡浓度幂的乘积,表达式的具体形式受沉淀溶解平衡表达式书写方式的影响;溶度积只受温度的影响,与溶液中其他离子无关;多数难溶电解质的溶解度随着温度的升高而增大,即升高温度,多数难溶电解质的沉淀溶解平衡右移,溶度积增大;据前三个选项的分析可知,题述说法均正确,故D符合题意。
2.D 温度升高,AgCl的沉淀溶解平衡正向移动,溶解度增大,Ksp(AgCl)增大,故A 正确;加少量水稀释,AgCl的沉淀溶解平衡正向移动,但溶液还是饱和溶液,所以c(Ag+) 不变,故B正确;向悬浊液中通入少量氨,形成二氨合银配离子,消耗银离子,导致Q(AgCl)AgCl的沉淀溶解平衡正向移动,故C正确;加入NaCl 固体,c(Cl-)增大,AgCl的沉淀溶解平衡逆向移动,AgCl的溶解度减小,但温度不变,Ksp(AgCl)不变,故D错误。
3.C 滴定中KSCN溶液与过量的AgNO3溶液反应生成 AgSCN沉淀,到达终点时KSCN与指示剂NH4Fe(SO4)2反应生成红色Fe(SCN)3,故A正确;先加指示剂,则指示剂中的Fe3+与I-反应,影响终点指示,故B正确;KSCN溶液测定的是剩余AgNO3的物质的量,需根据AgNO3溶液的起始量与剩余量的差值计算碘离子的物质的量,故C错误;由于Ksp(AgCl)= 10-9.74>Ksp(AgSCN)=10-11.9,用KSCN滴定过量的Ag+时,会使AgCl沉淀发生转化,因此该实验不适用于Cl-含量测定,故D正确。
4.【答案】 6.2×10-4mol·L-1
【解析】 根据CaSO3 的Ksp=3.1×10-7,生成沉淀所需CaCl2 溶液的最小浓度为×
2 mol·L-1=6.2×10-4mol·L-1。
5.【答案】 (1)5 (2)6
【解析】 (1)根据题给信息,当c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20时开始出现沉淀,则c(OH-)=
mol·L-1=1×10-9 mol·L-1,c(H+)=1×10-5 mol·L-1,pH=5,所以要生成 Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH>5。
(2)要使Cu2+浓度降至=2×10-4 mol·L-1,c(OH-)= mol·L-1=1×10-8 mol·L-1,
c(H+)=1×10-6 mol·L-1,此时溶液的pH=6。
6.三种阴离子浓度均为0.01 mol·L-1时,分别产生AgCl、AgBr和Ag2CrO4沉淀,所需要Ag+浓度依次为 c1(Ag+)== mol·L-1=1.8×10-8 mol·L-1,c2(Ag+)=
= mol·L-1=5.4×10-11 mol·L-1,c3(Ag+)== mol·L-1
=×10-5 mol·L-1,沉淀时Ag+浓度最小的优先沉淀,因而沉淀的顺序为Br-、Cl-、Cr。
7.【答案】 (1)4.7×10-7
(2)在CaCO3的饱和溶液中c(Ca2+)= mol·L-1≈5.8×10-5 mol·L-1,若向CaCO3饱和溶液中加入Na2SO4溶液,产生CaSO4(s)时S的最小浓度为c(S)==
mol·L-1≈0.84 mol·L-1,则当溶液中c(S)大于0.84 mol·L-1时,CaCO3(s)可以转化为CaSO4(s)。
【解析】 (1)同一溶液中c(Ag+)相等,===≈4.7×10-7。
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第4讲
沉淀溶解平衡
1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。
2.理解溶度积(Ksp)的含义,并能进行相关计算。
3.了解沉淀的生成、溶解与转化,并能应用化学平衡原理解释。
一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
1.物质的溶解性与溶解度
20 ℃时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系。
2.沉淀溶解平衡
(1)定义。
在一定温度下,当 和 的速率相等时,得到难溶电解质的 溶液,建立动态平衡,把这种平衡称为沉淀溶解平衡。
沉淀
溶解
饱和
必备知识整合
(2)沉淀溶解平衡的建立。
v(溶解) v(沉淀),固体溶解;
v(溶解) v(沉淀),沉淀与溶解处于平衡状态;
v(溶解) v(沉淀),析出晶体。
>
=
<
(3)影响沉淀溶解平衡的因素。
①内因:难溶电解质本身的性质,这是决定因素。
外界条件 平衡移动方向 c(Ag+) c(Cl-)
升高温度 增大
加少量水稀释 正向 不变
加入少量AgNO3 增大
通入HCl 逆向 增大
通入H2S 减小
正向
增大
不变
逆向
减小
减小
正向
增大
二、沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成
CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3
方法 举例 解释
调节pH法 除去CuCl2溶液中的FeCl3,可向溶液中加入
除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入 调节pH至4左右
沉淀 剂法 以 等沉淀污水中的Hg2+、Cu2+等重金属离子
CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3与H+反应,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀
氨水
Fe3+与NH3·H2O反应生成Fe(OH)3沉淀
Na2S
Na2S与Cu2+、Hg2+等
反应生成沉淀
2.沉淀的溶解
方法 举例 原理(离子方程式)
酸溶法 加入稀盐酸除去碳酸钙
配位溶 解法 用足量氨水溶解并除去AgCl
3.沉淀的转化
(1)实质:沉淀溶解平衡的移动。沉淀的溶解度差别 ,越容易转化。
越大
(2)应用示例。
应用 举例 原理(离子方程式)
锅炉 除垢 将CaSO4转化为易溶于酸的CaCO3
矿物 转化 CuSO4溶液遇PbS转化为CuS
[理解·辨析] 判断正误
×
(2)室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。( )
×
【提示】 (2)食盐水中c(Cl-)大,抑制AgCl的溶解,故AgCl在水中的溶解度大于其在食盐水中的溶解度。
(3)升高温度,沉淀溶解平衡一定正向移动。( )
×
【提示】 (3)如Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低,因此升高温度,Ca(OH)2的沉淀溶解平衡逆向移动。
(4)为减少洗涤过程中固体的损耗,最好选用稀硫酸代替H2O来洗涤BaSO4沉淀。( )
√
(5)难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,增加难溶电解质的量,平衡向溶解方向移动。( )
×
【提示】 (5)沉淀溶解平衡不移动。
一、沉淀溶解平衡及其影响因素
1.(2024·广东广雅中学模拟)某兴趣小组进行下列实验:
①将0.1 mol·L-1 MgCl2溶液和0.5 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合得到悬浊液;
②取少量①中的悬浊液,滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,出现红褐色沉淀;
③将①中悬浊液过滤,取少量白色沉淀,滴加 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,白色沉淀变为红褐色沉淀;
④另取少量白色沉淀,滴加饱和NH4Cl溶液,沉淀溶解。
下列说法不正确的是( )
C
【解析】 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液与0.5 mol·L-1 NaOH 溶液等体积混合得到Mg(OH)2悬浊液,NaOH溶液过量,剩余的NaOH 和FeCl3 反应生成Fe(OH)3,实验②不能比较Fe(OH)3 和Mg(OH)2 的溶解能力,故C错误。
①升高温度,平衡逆向移动 ②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子的浓度 ③除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子,可以向溶液中加入适量的NaOH溶液 ④恒温下,向溶液中加入CaO,溶液的pH升高 ⑤给溶液加热,溶液的pH升高 ⑥向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加 ⑦向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变
[A] ①⑥ [B] ①⑤⑥⑦
[C] ②③④⑥ [D] ①②⑥⑦
A
【解析】 加入碳酸钠粉末会生成CaCO3,使Ca2+浓度减小,②错误;加入氢氧化钠溶液会使平衡左移,有Ca(OH)2沉淀生成,但Ca(OH)2的溶度积较大,要除去Ca2+,应把Ca2+转化为更难溶的 CaCO3,③错误;恒温下Ksp不变,加入CaO后,溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液,pH不变,④错误;加热,Ca(OH)2的溶解度减小,溶液的pH降低,⑤错误;加入NaOH固体,沉淀溶解平衡向左移动,Ca(OH)2固体质量增加,⑦错误。
二、沉淀的生成、转化与溶解
3.为研究沉淀的生成及转化,某小组进行如下实验。下列关于该实验的分析不正确的是( )
D
4.除了酸以外,某些盐也能溶解沉淀。利用下表三种试剂进行实验,相关分析不正确的是
( )
B
编号 ① ② ③
分散质 Mg(OH)2 HCl NH4Cl
备注 悬浊液 1 mol·L-1 1 mol·L-1
三、沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用
5.工业上可通过如图所示流程回收铅酸蓄电池中的铅,下列有关说法不正确的是( )
C
6.用平衡移动原理解释下列事实。
(1)已知Ba2+有毒。医疗上用BaSO4作钡餐透视,而不用BaCO3作钡餐的原因为
。
(2)分别用等体积的蒸馏水和0.01 mol/L的盐酸洗涤AgCl沉淀,用水洗涤造成的AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失,其原因为
。
1.溶度积和离子积
项目 溶度积 离子积
概念 难溶电解质的沉淀溶解平衡的平衡常数 溶液中有关离子浓度幂的乘积
符号 Ksp Q
表达式 Ksp(AmBn)= ,式中的浓度都是平衡浓度 Q(AmBn)= ,式中的浓度是任意时刻浓度
cm(An+)·cn(Bm-)
cm(An+)·cn(Bm-)
沉淀
应用 判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解:
(1)Q>Ksp:溶液过饱和,有 析出;
(2)Q=Ksp:溶液饱和,沉淀与溶解处于 状态;
(3)Q平衡
未饱和
2.Ksp的影响因素
(1)内因:难溶电解质本身的性质。
(2)外因:Ksp只受 影响,与其他外界条件无关。绝大多数难溶电解质的溶解是 过程,升高温度,平衡向 方向移动,Ksp 。
[注意] Ca(OH)2的溶解过程是放热的,温度升高,Ksp减小。
温度
吸热
溶解
增大
[理解·辨析] 判断正误
(1)Ksp(AB2)小于Ksp(CD),则AB2的溶解度小于CD的溶解度。( )
×
【提示】 (1)溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大,只有组成相似的难溶电解质才可以通过Ksp比较溶解度大小。
(2)溶度积常数只受温度影响,升高温度Ksp增大。( )
×
【提示】 (2)绝大多数难溶电解质升高温度Ksp增大,少数(如氢氧化钙)升高温度Ksp减小。
(3)常温下,向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体,Mg(OH)2的Ksp不变。( )
√
【提示】(3)Ksp只受温度影响。
√
√
【提示】 (5)题给实验说明Mg(OH)2可以转化为 Cu(OH)2,所以Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小。
(5)将0.1 mol·L-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液中至不再有沉淀产生,再滴加
0.1 mol·L-1 CuSO4 溶液,现象是先有白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀,所以Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小。( )
一、溶度积的概念及影响因素
1.关于溶度积,下列说法正确的是( )
[A] 溶度积等于沉淀溶解平衡时离子浓度幂的乘积
[B] 难溶电解质的溶度积的数值在稀溶液中不受其他离子存在的影响,只取决于温度
[C] 温度升高,多数难溶电解质的溶度积增大
[D] 以上说法都正确
D
【解析】 溶度积的表达式为达沉淀溶解平衡时难溶电解质在溶液中各离子的平衡浓度幂的乘积,表达式的具体形式受沉淀溶解平衡表达式书写方式的影响;溶度积只受温度的影响,与溶液中其他离子无关;多数难溶电解质的溶解度随着温度的升高而增大,即升高温度,多数难溶电解质的沉淀溶解平衡右移,溶度积增大;据前三个选项的分析可知,题述说法均正确,故D符合题意。
[A] 加热悬浊液,使其温度升高,Ksp(AgCl)增大
[B] 加少量水稀释,上述平衡正向移动,c(Ag+)不变
[C] 向悬浊液中通入少量氨,Q(AgCl)[D] 加入NaCl固体,AgCl的溶解度减小,Ksp(AgCl) 也减小
D
【解析】 温度升高,AgCl的沉淀溶解平衡正向移动,溶解度增大,Ksp(AgCl)增大,故A 正确;加少量水稀释,AgCl的沉淀溶解平衡正向移动,但溶液还是饱和溶液,所以c(Ag+) 不变,故B正确;向悬浊液中通入少量氨,形成二氨合银配离子,消耗银离子,导致Q(AgCl)二、溶度积的相关计算
(一)判断沉淀的生成或沉淀是否完全
3.(2025·内蒙古高考适应性考试)测定I-含量步骤如下:向含I-试样中先加入已知物质的量的过量AgNO3溶液,再加入NH4Fe(SO4)2指示剂,用KSCN溶液进行滴定,溶液出现浅红色即达滴定终点,消耗c mol·L-1 KSCN溶液V mL。已知:pKsp(AgI)=16.07,pKsp(AgSCN)=
11.9,pKsp(AgCl)=9.74。下列说法错误的是( )
[A] 滴定中有AgSCN生成
[B] 不可先加指示剂,后加AgNO3溶液
[C] 试样中n(I-)=10-3cV mol
[D] 以上实验步骤不适用于Cl-含量测定
C
【解析】 滴定中KSCN溶液与过量的AgNO3溶液反应生成AgSCN沉淀,到达终点时KSCN与指示剂NH4Fe(SO4)2反应生成红色Fe(SCN)3,故A正确;先加指示剂,则指示剂中的Fe3+与I-反应,影响终点指示,故B正确;KSCN溶液测定的是剩余AgNO3的物质的量,需根据AgNO3溶液的起始量与剩余量的差值计算碘离子的物质的量,故C错误;由于Ksp(AgCl)= 10-9.74>Ksp(AgSCN)=10-11.9,用KSCN滴定过量的Ag+时,会使AgCl沉淀发生转化,因此该实验不适用于Cl-含量测定,故D正确。
4.Na2SO3溶液与CaCl2溶液混合会生成难溶的CaSO3(Ksp=3.1×10-7),现将等体积的CaCl2溶液与Na2SO3溶液混合,若混合前Na2SO3溶液的浓度为2×
10-3 mol·L-1,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 。
6.2×10-4mol·L-1
5.常温下,Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20,计算有关Cu2+沉淀的pH。
(1)某CuSO4溶液中c(Cu2+)=0.02 mol·L-1,如果生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH> 。
5
(2)要使0.2 mol·L-1 CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原来的千分之一),则应向溶液中加入NaOH溶液,使溶液的pH为 。
6
(二)沉淀先后的计算与判断
(三)计算沉淀转化反应的平衡常数,并判断沉淀转化的程度
4.7×10-7
(2)Ksp(CaCO3)=3.4×10-9、Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,溶解能力CaSO4大于CaCO3。请用数据说明溶解能力小的CaCO3能否转化为溶解能力大的CaSO4
一、难溶物的离子浓度图像(Ksp)
1.一定温度下离子浓度单曲线图
图像
曲线 信息 (1)曲线上任意一点(a点、c点)都达到了沉淀溶解平衡状态。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线外;
(2)曲线上方区域的点(b点)均为过饱和溶液,此时Q>Ksp,有沉淀生成;
(3)曲线下方区域的点(d点)均为不饱和溶液,此时Q(4)计算Ksp:曲线上的任意一点数据都可以计算出Ksp
2.多温度下离子浓度、温度双曲线图
图像
曲线 信息 (1)曲线上各点的意义:每条曲线上任意一点都表示饱和溶液,曲线上方的任意一点均表示过饱和溶液,此时有沉淀析出,曲线下方的任意一点均表示不饱和溶液;
T1曲线:a、b点都表示饱和溶液,c点表示过饱和溶液;
T2曲线:a、b、c点均表示不饱和溶液;
(2)计算Ksp:由a点或b点可以计算出T1温度下的Ksp;
(3)比较T1和T2大小:因沉淀溶解平衡大部分为吸热,可知T1(4)温度变化时,离子浓度沿45°线变化(溶液中有固体难溶物)
C
针对训练
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。下列说法错误的是( )
[A] 图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的物质的量浓度
[B] 图中各点对应的Ksp的关系为Ksp(m)=Ksp(n)[C] 向m点的溶液中加入少量Na2S固体,溶液组成由m点沿mpn线向p点方向移动
[D] 温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q点沿qp线向p点方向移动
B
二、离子浓度对数曲线
1.图像的意义与数据特点
(1)将溶液中某一粒子的浓度取常用对数,则离子浓度曲线图转变为直线。如对c(A)取常用对数,即lg c(A)。
(2)读取图像数据信息时,要注意离子浓度的换算,如lg c(X)=a,则c(X)=10a;当坐标表示浓度的负对数(-lg X=pX)时,pX越大,c(X)越小,c(X)=10-pX。
2.对数图像的种类
(1)正对数曲线:横、纵坐标分别为阳离子浓度或阴离子浓度的正对数。
CuS、ZnS
曲线 信息 ①曲线上各点的意义:每条曲线上任意一点都表示饱和溶液,曲线上方的任意一点均表示过饱和溶液,会析出沉淀;
ZnS曲线:a点表示饱和溶液,c点表示不饱和溶液;
CuS曲线:b点表示饱和溶液,c点表示过饱和溶液;
②计算Ksp:由曲线上给定数据可以计算CuS、ZnS的Ksp;
③比较Ksp大小:Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)
(2)负对数曲线:横、纵坐标分别为阳离子或阴离子的负对数。
MgCO3、CaCO3、MnCO3
C
典型例题
[思路点拨]
明确横、纵坐标的含义 横坐标pH代表c(H+),数值越大c(OH-)越大;
纵坐标代表金属离子浓度,数值越大离子浓度越小
曲线上的点代表平衡溶液 由曲线上任一点坐标数据可计算Ksp
Al3+曲线 由Ksp[Al(OH)3]可确定Al(OH)3溶解度
Fe3+、Al3+曲线分布 铁离子完全沉淀时,铝离子尚未开始沉淀
Al3+曲线、Cu2+曲线 Ksp[Al(OH)3]、Ksp[Cu(OH)2],Al3+完全沉淀的pH=4.7,
c(Cu2+)=0.2 mol/L沉淀时的pH<4.7,两者同时沉淀
[变式发散]
1.向浓度同为0.1 mol·L-1的FeCl3、AlCl3、CuCl2混合溶液中滴加氢氧化钠溶液,离子的沉淀顺序是什么
【提示】 由图像可知,离子浓度相同时,Fe3+、Al3+、Cu2+沉淀的pH依次增大,所以随pH的增大Fe3+、Al3+、Cu2+依次沉淀。
3.向溶液中加入CuO能否除去Cu2+中混有的Al3+
【提示】 当c(Cu2+)<0.1 mol·L-1时可以通过调节溶液pH的方法除去Al3+,当c(Cu2+)>0.1 mol·L-1,会有一部分的Cu2+生成Cu(OH)2沉淀。
D
针对训练
三、沉淀滴定曲线(类似于中和滴定曲线)
沉淀滴定曲线是沉淀滴定过程中构成难溶电解质的离子浓度与滴定剂加入量之间的关系曲线,以向10 mL 0.1 mol/L CuSO4溶液中滴加0.1 mol/L的K2S溶液为例,滴加过程中溶液中-lg c(Cu2+)与K2S溶液体积(V)的关系曲线如图:
(1)曲线上任一点都代表平衡点,c(Cu2+)·c(S2-)=Ksp(CuS),由b点恰好完全反应可知 c(Cu2+)=
10-17.7 mol/L,进而求出Ksp(CuS)=10-17.7×10-17.7=10-35.4。
(2)滴定终点时(b点)溶液为饱和CuS溶液,c(Cu2+)=c(S2-)。
(3)滴定终点以前线上点(如a点),代表c(Cu2+)>c(S2-);滴定终点以后线上点(如c点),代表 c(Cu2+)C
针对训练
1.(2022·湖南卷,10)室温时,用0.100 mol·L-1的标准AgNO3溶液滴定15.00 mL浓度相等的Cl-、Br-和I-混合溶液,通过电位滴定法获得lg c(Ag+)与V(AgNO3)的关系曲线如图所示[忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于 1.0×10-5 mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=
5.4×10-13,Ksp(AgI)=8.5×10-17]。下列说法正确的是( )
[A] a点:有白色沉淀生成
[B] 原溶液中I-的浓度为0.100 mol·L-1
[C] 当Br-沉淀完全时,已经有部分Cl-沉淀
[D] b点:c(Cl-)>c(Br-)>c(I-)>c(Ag+)
D
四、沉淀反应与络合反应结合的图像分析
A
典型例题
A
针对训练
B
C
3.(2023·湖南卷,9)处理某铜冶金污水(含Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+)的部分流程如图:
已知:①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。
物质 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Al(OH)3
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2 3.5
完全沉淀pH 3.2 6.7 8.2 4.6
②Ksp(CuS)=6.4×10-36,Ksp(ZnS)=1.6×10-24。
D
C
5.(2022·全国乙卷,26节选)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb,还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过如图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 2.5×10-8 7.4×10-14 1.1×10-10 2.6×10-9
回答下列问题。
(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为
,用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因:
。
(2)在“脱硫”中,加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化,原因是
。
课时作业40 沉淀溶解平衡
(时间:30分钟 满分:100分)
一、选择题(共10小题,每小题6分,共60分)
1.关于沉淀溶解平衡和溶度积常数,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,而与溶液中的离子浓度无关
[B] 将饱和Na2SO4溶液加入饱和石灰水中,有白色沉淀产生,说明Ksp[Ca(OH)2]>
Ksp(CaSO4)
B
D
[A] 适当加热W,Ksp(CaCO3)增大
[B] 向W中滴几滴水,W变为不饱和溶液
[C] 向W中加入少量CaCO3粉末,CaCO3溶解度增大
[D] 向W中加入少量CaCl2固体,CaCO3溶解度减小
【解析】 碳酸钙溶于水是放热过程,加热,平衡向左移动,溶度积减小,故A错误;悬浊液W中含大量碳酸钙固体,滴几滴水,仍然是饱和溶液,故B错误;碳酸钙是固体,增大固体质量,不影响平衡移动,故C错误;加入氯化钙固体,钙离子浓度增大,平衡向左移动,碳酸钙溶解度减小,故D正确。
3.25 ℃时有关物质的颜色和溶度积(Ksp)如下表:
物质 颜色 Ksp
AgCl 白 1.8×10-10
AgBr 淡黄 5.4×10-13
AgI 黄 8.3×10-17
Ag2S 黑 6.3×10-50
A
4.三种难溶金属硫化物的溶度积常数(25 ℃)如下表:
D
化学式 FeS CuS MnS
溶度积 6.3×10-18 1.3×10-36 2.5×10-13
5.向浓度均为0.010 mol/L的Na2CrO4、NaBr和NaCl的混合溶液中逐滴加入0.010 mol/L的 AgNO3 溶液。[已知Ksp(AgCl)=1.77×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12,Ksp(AgBr)=5.35×
10-13,Ag2CrO4为砖红色]
下列叙述正确的是( )
[A] 原溶液中n(Na+)=0.040 mol
[B] Na2CrO4可用作AgNO3溶液滴定Cl-或Br-的指示剂
[C] 生成沉淀的先后顺序是AgBr、Ag2CrO4、AgCl
[D] 出现Ag2CrO4沉淀时,溶液中c(Cl-)∶c(Br-)=177∶535
B
C
[A] 椰子蟹摄入月桂酸含量较高的椰肉有助于形成更加坚硬的甲壳
[B] 弱碱性的海水可以保护椰子蟹外壳,使其不易被腐蚀
[C] 将少量月桂酸磷酸钙投入适量1 mol·L-1碳酸钠溶液中,可实现其与碳酸钙的转化
[D] 海水中CO2浓度升高,会腐蚀椰子蟹的外壳,使Ksp 增大
D
[A] 上层清液中存在c(Zn2+)>c(S2-)
[B] 向体系中通入H2S气体,溶液中c(Zn2+)保持不变
[C] ZnS转化成MnS的沉淀转化平衡常数K=6.4×10-12,无法实现有效转化
[D] 向体系中滴加足量NaOH溶液,上层清液中含锌粒子最主要以 [Zn(OH)4]2-形式存在
B
C
10.某化学兴趣小组进行难溶电解质的沉淀溶解平衡相关实验,操作流程如图所示。下列说法正确的是( )
已知:常温下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgI)=8.5×10-17。
C
二、非选择题(共2小题,共40分)
11.(20分,每空4分)某兴趣小组为探究沉淀溶解平衡的原理并测定某温度下PbI2溶度积常数,设计如下实验。
Ⅰ.取100 mL蒸馏水,加入过量的PbI2固体(黄色),搅拌,静置,过滤到洁净的烧杯中,得到滤液。
(1)搅拌的目的是 。
使碘化铅充分溶解
【解析】 (1)固体溶解时要用玻璃棒搅拌加速溶解,所以搅拌的目的是使碘化铅充分溶解。
(2)取少量滤液于试管中,向其中滴加几滴 0.1 mol/L KI溶液,观察到的现象是
,溶液中c(Pb2+) (填“增大”“减小”或“不变”)。
产生黄色沉淀(或黄色浑浊)
【解析】 (2)碘化铅饱和溶液中存在沉淀溶解平衡,向滤液中滴加几滴
0.1 mol/L KI溶液,则碘离子浓度增大,沉淀溶解平衡逆向移动,溶液中c(Pb2+)减小,溶液中会析出沉淀,所以观察到的现象为产生黄色沉淀或黄色浑浊。
减小
(3)在此实验温度下,PbI2的溶度积常数 Ksp= 。
1.35×10-8
(4)若步骤Ⅰ盛装滤液的烧杯中有少量水,Ksp测定结果将会 (填“偏大”
“偏小”或“无影响”)。
偏小
【解析】 (4)若步骤Ⅰ盛装滤液的烧杯中有少量水,则滤液的浓度减小,量取10.00 mL滤液,则滤液中碘离子和铅离子的物质的量偏小,所以求出的Ksp偏小。
12.(20分,每空5分)从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如图。
回答下列问题。
(1)洗涤“油相”可移去大量的钛离子。先加入氨水调节pH=3,过滤,滤渣主要成分是 ;再向滤液中加入氨水调节pH=6,滤液中Sc3+的浓度为
。{已知:Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13,Ksp[Fe(OH)3]=2.8×
10-39,Ksp[Sc(OH)3]=9.0×10-31}
Fe(OH)3
9.0×10-7 mol·L-1
8.4×10-2
课时作业41 沉淀溶解平衡图像分析
(时间:30分钟 满分:50分)
选择题(共8小题,1～6小题每小题6分,7～8小题每小题7分,共50分)
1.常温下,取一定量的PbI2固体配成饱和溶液,t时刻改变某一条件,离子浓度变化如图所示。下列有关说法正确的是( )
[A] 常温下,PbI2的Ksp为2×10-6
[B] 温度不变,向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液,平衡向左移动,Pb2+的浓度减小
[C] 温度不变,t时刻改变的条件可能是向溶液中加入了KI固体,PbI2的Ksp增大
D
D
2.在25 ℃和100 ℃两种情况下,碳酸钙(CaCO3)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列有关说法正确的是( )
D
3.常温下,Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列有关说法正确的是( )
[A] Ksp[Fe(OH)3]>Ksp[Cu(OH)2]
[B] a、b、c、d四点的Kw不同
[C] 在Fe(OH)3饱和溶液中加入适量硝酸钾晶体可使a点变到b点
[D] d点时的Cu(OH)2溶液为不饱和溶液
【解析】 根据图示,b点c(Fe3+)与c点c(Cu2+)相等,而b点c(OH-)=10-12.7 mol/L,c点 c(OH-)=10-9.6 mol/L,根据Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-),Ksp[Cu(OH)2]=
c(Cu2+)·c2(OH-),显然Ksp[Fe(OH)3]4.(2024·湖北鄂州模拟)T ℃时,CdCO3和 Cd(OH)2 的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知pCd为Cd2+浓度的负对数,pN为阴离子浓度的负对数。下列说法正确的是( )
[A] 曲线Ⅰ是CdCO3的沉淀溶解平衡曲线
[B] 加热可使溶液由X点变到Z点
[C] Y点对应的Cd(OH)2溶液是过饱和溶液
D
D
5.(2024·福建厦门模拟)在25 ℃时,用 0.5 mol·L-1 NaHCO3溶液滴定25 mL 0.25 mol·L-1 CaCl2溶液,加入的NaHCO3溶液体积与溶液pH变化曲线如图所示,其中V=4.54 mL 时溶液中无沉淀,之后出现白色浑浊且逐渐增多,当滴加的NaHCO3溶液体积为 25.00 mL 时,溶液的pH稳定在7.20左右,整个滴定过程中未见气泡产生。下列叙述不正确的是( )
D
D
D课时作业40 沉淀溶解平衡
(时间:30分钟 满分:100分)
一、选择题(共10小题,每小题6分,共60分)
1.关于沉淀溶解平衡和溶度积常数,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,而与溶液中的离子浓度无关
[B] 将饱和Na2SO4溶液加入饱和石灰水中,有白色沉淀产生,说明Ksp[Ca(OH)2]>Ksp(CaSO4)
[C] 已知25 ℃时Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,则该温度下反应Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常数K=2.8×103
[D] 已知25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,在MgCl2溶液中加入氨水调混合液的pH=11,产生沉淀,则此时溶液中的 c(Mg2+)=1.8×10-5 mol/L
2.已知:CaCO3(s)Ca2+(aq)+C(aq) ΔH<0,将大量的CaCO3粉末加入少量蒸馏水中,得到悬浊液W。下列有关叙述正确的是( )
[A] 适当加热W,Ksp(CaCO3)增大
[B] 向W中滴几滴水,W变为不饱和溶液
[C] 向W中加入少量CaCO3粉末,CaCO3溶解度增大
[D] 向W中加入少量CaCl2固体,CaCO3溶解度减小
3.25 ℃时有关物质的颜色和溶度积(Ksp)如下表:
物质 颜色 Ksp
AgCl 白 1.8×10-10
AgBr 淡黄 5.4×10-13
AgI 黄 8.3×10-17
Ag2S 黑 6.3×10-50
下列叙述中不正确的是( )
[A] 在5 mL 1.8×10-6 mol/L NaCl溶液中,加入 1滴(20滴约为1 mL)1×10-3 mol/L AgNO3 溶液,有AgCl沉淀生成
[B] 向AgCl的白色悬浊液中加入0.1 mol/L Na2S溶液,有黑色沉淀生成
[C] 25 ℃,AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl溶液、CaCl2溶液中的溶解度不相同
[D] AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数约为333
4.三种难溶金属硫化物的溶度积常数(25 ℃)如下表:
化学式 FeS CuS MnS
溶度积 6.3×10-18 1.3×10-36 2.5×10-13
下列有关说法正确的是( )
[A] 25 ℃时,FeS的溶解度大于MnS的溶解度
[B] 25 ℃时,饱和CuS溶液中,Cu2+的浓度为 1.3×10-36 mol/L
[C] 因为H2SO4是强酸,所以反应CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4不能发生
[D] 除去某溶液中的Cu2+,可以选用FeS作沉淀剂
5.向浓度均为0.010 mol/L的Na2CrO4、NaBr和NaCl的混合溶液中逐滴加入0.010 mol/L的 AgNO3 溶液。[已知Ksp(AgCl)=1.77×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12,Ksp(AgBr)=
5.35×10-13,Ag2CrO4为砖红色]
下列叙述正确的是( )
[A] 原溶液中n(Na+)=0.040 mol
[B] Na2CrO4可用作AgNO3溶液滴定Cl-或Br-的指示剂
[C] 生成沉淀的先后顺序是AgBr、Ag2CrO4、AgCl
[D] 出现Ag2CrO4沉淀时,溶液中c(Cl-)∶c(Br-)=177∶535
6.向AgCl悬浊液中滴加氨水后可得到澄清溶液,继续滴加浓硝酸后又有沉淀生成。经查资料得知:Ag++2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++2H2O。下列分析不正确的是( )
[A] AgCl悬浊液中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
[B] 实验可以证明NH3结合Ag+能力比Cl-强
[C] 实验表明实验室可用氨水洗涤银镜反应后的试管
[D] 由资料信息可推知,加浓硝酸后生成的沉淀为AgCl
7.椰子蟹具有异常坚硬的甲壳,这归功于摄入的椰子中的月桂酸(C11H23COOH),在表面的角质层中形成难溶的月桂酸磷酸钙,存在如下平衡:Ca3PO4(OOCC11H23)3(s)3Ca2+(aq)+
P(aq)+3C11H23COO-(aq) Ksp=7.3×10-35,已知CaCO3的Ksp=3.4×10-9。下列说法不正确的是( )
[A] 椰子蟹摄入月桂酸含量较高的椰肉有助于形成更加坚硬的甲壳
[B] 弱碱性的海水可以保护椰子蟹外壳,使其不易被腐蚀
[C] 将少量月桂酸磷酸钙投入适量1 mol·L-1碳酸钠溶液中,可实现其与碳酸钙的转化
[D] 海水中CO2浓度升高,会腐蚀椰子蟹的外壳,使Ksp 增大
8.25 ℃下,ZnS是常见难溶物,将过量硫化锌粉末置于水中达到沉淀溶解平衡:ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)。已知:Ksp(ZnS)=1.6×10-24,Ksp(MnS)=2.5×10-13,Ksp[Zn(OH)2]=3.0×10-17,H2S的电离常数=9.0×10-8,=1.0×10-13。下列有关说法不正确的是( )
[A] 上层清液中存在c(Zn2+)>c(S2-)
[B] 向体系中通入H2S气体,溶液中c(Zn2+)保持不变
[C] ZnS转化成MnS的沉淀转化平衡常数K=6.4×10-12,无法实现有效转化
[D] 向体系中滴加足量NaOH溶液,上层清液中含锌粒子最主要以 [Zn(OH)4]2-形式存在
9.已知25 ℃时,RSO4(s)+C(aq)RCO3(s)+S(aq)的平衡常数K=1.75×104,
Ksp(RCO3)=2.80×10-9。下列叙述正确的是( )
[A] 向c(C)=c(S)的混合液中滴加RCl2溶液,首先析出RSO4沉淀
[B] 将浓度均为6.00×10-6 mol/L的RCl2、Na2CO3溶液等体积混合后可得到RCO3沉淀
[C] 25 ℃时,RSO4的Ksp为4.90×10-5
[D] 相同温度下,RCO3在水中的Ksp大于在Na2CO3溶液中的Ksp
10.某化学兴趣小组进行难溶电解质的沉淀溶解平衡相关实验,操作流程如图所示。下列说法正确的是( )
已知:常温下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgI)=8.5×10-17。
[A] 悬浊液a中c(Br-)与悬浊液d中c(Br-)相等
[B] 步骤③可以证明Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)
[C] 向悬浊液d中加入少量NaI溶液,沉淀颜色不变时,=
[D] 向悬浊液e中滴加几滴0.1 mol·L-1 NaCl溶液,观察到黄色沉淀转化为白色沉淀
二、非选择题(共2小题,共40分)
11.(20分,每空4分)某兴趣小组为探究沉淀溶解平衡的原理并测定某温度下PbI2溶度积常数,设计如下实验。
Ⅰ.取100 mL蒸馏水,加入过量的PbI2固体(黄色),搅拌,静置,过滤到洁净的烧杯中,得到滤液。
(1)搅拌的目的是 。
(2)取少量滤液于试管中,向其中滴加几滴 0.1 mol/L KI溶液,观察到的现象是 ,溶液中c(Pb2+) (填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅱ.准确量取10.00 mL滤液,与离子交换树脂(RH)发生反应:2RH+Pb2+R2Pb+2H+,交换完成后,流出溶液用中和滴定法测得 n(H+)=3.000×10-5 mol。
(3)在此实验温度下,PbI2的溶度积常数 Ksp= 。
(4)若步骤Ⅰ盛装滤液的烧杯中有少量水,Ksp测定结果将会 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
12.(20分,每空5分)从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如图。
回答下列问题。
(1)洗涤“油相”可移去大量的钛离子。先加入氨水调节pH=3,过滤,滤渣主要成分是 ;再向滤液中加入氨水调节pH=6,滤液中Sc3+的浓度为 。{已知:Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13,
Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,Ksp[Sc(OH)3]=9.0×10-31}
(2)用草酸“沉钪”。25 ℃时pH=2的草酸溶液中= (保留两位有效数字)。写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式: 。
[已知(H2C2O4)=5.6×10-2,(H2C2O4)=1.5×10-4]
课时作业40 沉淀溶解平衡
1.B Ksp随温度的改变而改变,不同物质在相同条件下的溶解度不同,这与物质本身的性质有关,A项正确;将饱和Na2SO4溶液加入饱和石灰水中,有白色沉淀产生,说明硫酸钙的溶解度小,但溶度积表达式类型不同,不能比较大小,B项错误;Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·
c3(OH-),K=====2.8×103,C项正确;
c(Mg2+)== mol/L=1.8×10-5 mol/L,D项正确。
2.D 碳酸钙溶于水是放热过程,加热,平衡向左移动,溶度积减小,故A错误;悬浊液W中含大量碳酸钙固体,滴几滴水,仍然是饱和溶液,故B错误;碳酸钙是固体,增大固体质量,不影响平衡移动,故C错误;加入氯化钙固体,钙离子浓度增大,平衡向左移动,碳酸钙溶解度减小,故D正确。
3.A 加入1滴AgNO3溶液后,c(Cl-)可认为保持不变,而 AgNO3溶液相当于稀释100倍,即c(Ag+)=1×10-5 mol/L,Q=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-6×1×10-5=1.8×10-11<1.8×10-10,不能产生白色沉淀,故A错误;在AgCl的白色悬浊液中c(Ag+)== mol/L,加入0.1 mol/L Na2S溶液,Q=c2(Ag+)·c(S2-)=()2×0.1=1.8×10-11>Ksp(Ag2S),可生成黑色Ag2S沉淀,故B正确;氯离子抑制AgCl溶解,溶液中 c(Cl-)越大,AgCl的溶解度越小,物质的量浓度相同的NaCl溶液、CaCl2溶液中c(Cl-)为前者小于后者,则AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl溶液、CaCl2溶液中的溶解度为前者大于后者,故C正确;该反应的平衡常数K==×==≈333,故D正确。
4.D 当化学组成相似时,Ksp与溶解度成正比,Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp(MnS)=2.5×10-13,所以FeS的溶解度小于MnS的溶解度,故A错误;Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-),求得c(Cu2+)=×10-18 mol/L,故B错误;CuS是既难溶于水又难溶于强酸的固体,所以反应可以发生,故C错误;因为Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp(CuS)=1.3×10-36,所以加入FeS可以转化为更难溶的CuS沉淀,故D正确。
5.B 溶液体积未知,所以不能计算原溶液中Na+的物质的量,故A错误;溶液中含有Cr、Cl-、Br-的浓度均为 0.010 mol/L,产生Ag2CrO4时需要c(Ag+)==1.06×10-5 mol/L,产生AgCl时需要 c(Ag+)==1.77×10-8 mol/L,产生AgBr时需要c(Ag+)==5.35×10-11 mol/L,可见产生沉淀顺序应为AgBr、AgCl、Ag2CrO4,AgCl为白色沉淀,AgBr为浅黄色沉淀,Ag2CrO4为砖红色沉淀,因为颜色发生变化,Na2CrO4可用作AgNO3溶液滴定Cl-或Br-的指示剂,故B正确,C错误;产生沉淀顺序应为AgBr、AgCl、Ag2CrO4,出现Ag2CrO4沉淀时,溶液中已经存在AgBr和AgCl沉淀,则==35 400∶107,故D错误。
6.C AgCl悬浊液中存在沉淀溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),A正确;Ag+与氨分子结合生成二氨合银离子,导致银离子浓度减小,促使平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)正向移动,说明NH3结合Ag+能力比Cl-强,B正确;银镜反应后的试管壁上附着有银单质,银离子能够与氨水反应,银单质不能,C错误;浓硝酸能够中和一水合氨,使Ag++2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++2H2O平衡逆向移动,银离子与溶液中的氯离子结合生成沉淀,所以加浓硝酸后生成的沉淀为AgCl,D正确。
7.D 海水中CO2浓度升高,溶液酸性增强,使得月桂酸根离子转化为月桂酸,促使平衡 Ca3PO4(OOCC11H23)3(s)3Ca2+(aq)+P(aq)+3C11H23COO-(aq)正向移动,会腐蚀椰子蟹的外壳,但不会使Ksp增大,D不正确。
8.B ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq),Zn2+、S2-都会水解,S2-第一步水解的离子方程式为S2-+H2OHS-+OH-,水解平衡常数Kh(S2-)====0.1,Zn2+水解的离子方程式为Zn2++2H2OZn(OH)2+2H+,水解平衡常数 Kh(Zn2+)===≈3.3×10-12,S2-的水解程度大于Zn2+的水解程度,故 c(Zn2+)>c(S2-),A正确;向体系中通入H2S气体,H2S会与S2-反应生成HS-,使ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)平衡正向移动,c(Zn2+)增大,B错误;ZnS转化成MnS的反应为ZnS(s)+Mn2+(aq)Zn2+(aq)+MnS(s),该反应的平衡常数K====6.4×10-12,无法实现有效转化,C正确;向体系中滴加足量NaOH溶液,Zn2+会与OH-反应生成 [Zn(OH)4]2-,D正确。
9.C RSO4(s)+C(aq)RCO3(s)+S(aq)的平衡常数K====1.75×104,则Ksp(RSO4)=1.75×104×Ksp(RCO3)=4.90×10-5。RSO4、RCO3属于同种类型的难溶电解质且Ksp(RSO4)>Ksp(RCO3),故向c(C)=c(S)的混合液中滴加RCl2溶液,首先析出RCO3沉淀,A错误;将浓度均为6.00×10-6 mol/L 的RCl2、Na2CO3溶液等体积混合后,c(R2+)=3.00×10-6 mol/L、c(C)=3.00×10-6 mol/L,
Q(RCO3)=c(R2+)·c(C)=3.00×10-6×3.00×10-6=9.00×10-1210.C 由流程可知,悬浊液a中AgNO3过量,向滤液c中加入碘化钠,碘离子和过量银离子反应生成碘化银沉淀,向溴化银沉淀b中加水得到溴化银悬浊液d。悬浊液a中AgNO3过量,AgBr的沉淀溶解平衡AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq)向左移动,c(Br-)小于悬浊液d中 c(Br-),A错误;悬浊液a中AgNO3过量,步骤③产生的黄色沉淀是滤液c中的Ag+与I-反应生成的,故不能说明Ksp(AgBr)>Ksp(AgI),B错误;向悬浊液d中加入少量NaI溶液,发生沉淀转化,AgBr(s)+I-(aq)AgI(s)+Br-(aq),该反应的平衡常数K===,故 =,C正确;向滤液c中滴加几滴 0.1 mol·L-1 NaI溶液,产生黄色沉淀AgI,此时悬浊液e中AgNO3仍过量,向悬浊液e中滴加几滴0.1 mol·L-1 NaCl溶液,会生成少量AgCl白色沉淀,AgI比AgCl更难溶,此时AgI黄色沉淀不会转化为AgCl白色沉淀,D错误。
11.【答案】 (1)使碘化铅充分溶解
(2)产生黄色沉淀(或黄色浑浊) 减小
(3)1.35×10-8
(4)偏小
【解析】 (1)固体溶解时要用玻璃棒搅拌加速溶解,所以搅拌的目的是使碘化铅充分溶解。
(2)碘化铅饱和溶液中存在沉淀溶解平衡,向滤液中滴加几滴0.1 mol/L KI溶液,则碘离子浓度增大,沉淀溶解平衡逆向移动,溶液中c(Pb2+)减小,溶液中会析出沉淀,所以观察到的现象为产生黄色沉淀或黄色浑浊。
(3)准确量取10.00 mL滤液,与离子交换树脂(RH)发生反应2RH+Pb2+R2Pb+2H+,交换完成后,流出溶液用中和滴定法测得n(H+)=3.000×10-5 mol,则n(Pb2+)=1.500×10-5 mol,所以c(Pb2+)==1.500×10-3 mol/L,所以c(I-)=2c(Pb2+)=3.000×10-3 mol/L,所以Ksp(PbI2)=c(Pb2+)·c2(I-)=1.35×10-8。
(4)若步骤Ⅰ盛装滤液的烧杯中有少量水,则滤液的浓度减小,量取10.00 mL滤液,则滤液中碘离子和铅离子的物质的量偏小,所以求出的Ksp偏小。
12.【答案】 (1)Fe(OH)3 9.0×10-7 mol·L-1 (2)8.4×10-2 2Sc3++3H2C2O4Sc2(C2O4)3↓+6H+
【解析】 (1)废酸中含钪、钛、铁、锰等离子,洗涤“油相”已除去大量的钛离子,根据已知可以求出余下三种离子沉淀完全时(离子浓度小于 10-5 mol·L-1)的pH,锰离子沉淀完全时pH约为10,钪离子沉淀完全时pH约为5,而铁离子沉淀完全时pH约为3,所以先加入氨水调节pH=3,过滤,滤渣主要成分是Fe(OH)3;再向滤液中加入氨水调节pH=6,此时溶液中c(OH-)=10-8 mol·L-1,滤液中Sc3+的浓度为 mol·L-1=9.0×10-7 mol·L-1。
(2)25 ℃时pH=2的草酸溶液中=××=
(H2C2O4)×(H2C2O4)×=1.5×10-4×5.6×10-2×=8.4×10-2。“沉钪”得到草酸钪的离子方程式为2Sc3++3H2C2O4Sc2(C2O4)3↓+6H+。
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)课时作业41 沉淀溶解平衡图像分析
(时间:30分钟 满分:50分)
选择题(共8小题,1～6小题每小题6分,7～8小题每小题7分,共50分)
1.常温下,取一定量的PbI2固体配成饱和溶液,t时刻改变某一条件,离子浓度变化如图所示。下列有关说法正确的是( )
[A] 常温下,PbI2的Ksp为2×10-6
[B] 温度不变,向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液,平衡向左移动,Pb2+的浓度减小
[C] 温度不变,t时刻改变的条件可能是向溶液中加入了KI固体,PbI2的Ksp增大
[D] 常温下,Ksp(PbS)=8×10-28,向PbI2的悬浊液中加入Na2S溶液,反应PbI2(s)+S2-(aq)PbS(s)+2I-(aq)的平衡常数为5×1018
2.在25 ℃和100 ℃两种情况下,碳酸钙(CaCO3)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列有关说法正确的是( )
[A] CaCO3(s)Ca2+(aq)+C(aq) ΔH<0
[B] a、b、c、d四点对应的溶度积Ksp相等
[C] 25 ℃时,水分挥发,可使溶液由a点移动到c点
[D] 25 ℃时,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9
3.常温下,Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列有关说法正确的是( )
[A] Ksp[Fe(OH)3]>Ksp[Cu(OH)2]
[B] a、b、c、d四点的Kw不同
[C] 在Fe(OH)3饱和溶液中加入适量硝酸钾晶体可使a点变到b点
[D] d点时的Cu(OH)2溶液为不饱和溶液
4.(2024·湖北鄂州模拟)T ℃时,CdCO3和 Cd(OH)2 的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知pCd为Cd2+浓度的负对数,pN为阴离子浓度的负对数。下列说法正确的是( )
[A] 曲线Ⅰ是CdCO3的沉淀溶解平衡曲线
[B] 加热可使溶液由X点变到Z点
[C] Y点对应的Cd(OH)2溶液是过饱和溶液
[D] T ℃,在CdCO3(s)+2OH-(aq)Cd(OH)2(s)+C(aq)平衡体系中,平衡常数K=102
5.(2024·福建厦门模拟)在25 ℃时,用 0.5 mol·L-1 NaHCO3溶液滴定25 mL 0.25 mol·L-1 CaCl2溶液,加入的NaHCO3溶液体积与溶液pH变化曲线如图所示,其中V=4.54 mL 时溶液中无沉淀,之后出现白色浑浊且逐渐增多,当滴加的NaHCO3溶液体积为 25.00 mL 时,溶液的pH稳定在7.20左右,整个滴定过程中未见气泡产生。下列叙述不正确的是( )
已知:Ksp(CaCO3)=3.4×10-9,(H2CO3)=4.5×10-7,(H2CO3)=4.7×10-11。
[A] 总反应的化学方程式:CaCl2+2NaHCO32NaCl+CaCO3↓+H2CO3
[B] M点的混合溶液:2c(Ca2+)+c(Na+)>2c(C)+c(HC)+c(Cl-)
[C] N点的混合溶液,c(Ca2+)·c(HC)的数量级为10-6
[D] M→N的过程中,水的电离程度不断增大
6.(2024·四川成都模拟)常温下,分别在 Mn(NO3)2、Zn(NO3)2、HNO2溶液中滴加NaOH溶液,溶液中pX[pX=-lg X,X代表 c(Mn2+)、c(Zn2+)、c(OH-)、]与pH关系如图所示。已知:Ksp[Mn(OH)2]>Ksp[Zn(OH)2]。下列叙述正确的是( )
[A] 图中L1代表与pH的关系,L3代表c(Zn2+)与pH的关系
[B] 同时产生两种沉淀时,=10-3.45
[C] 再向体系中加入硫化钠溶液,c(Zn2+)减小,Ksp[Zn(OH)2]将变小
[D] Mn(OH)2+2HNO2Mn(NO2)2+2H2O的平衡常数K=108.7
7.(2024·福建泉州模拟)湿法提银工艺中,浸出的Ag+需加入Cl-进行沉淀。25 ℃时,平衡体系中含银粒子的分布系数δ[如δ([AgCl2]-)=]随lg c(Cl-)的变化曲线如图所示。
已知:lg[Ksp(AgCl)]=-9.75。下列叙述错误的是( )
[A] 随着c(Cl-)增大,AgCl的溶解度先减小后增大
[B] 25 ℃时,[AgCl2]-+Cl-[AgCl3]2-的平衡常数K=100.2
[C] 当c(Cl-)=10-2.54 mol/L时,溶液中 c(Ag+)>c([AgCl2]-)>c([AgCl3]2-)
[D] 25 ℃时,随着Cl-的不断加入,溶液中逐渐减小
8.(2024·全国甲卷,13)将0.10 mmol Ag2CrO4配制成1.0 mL悬浊液,向其中滴加
0.10 mol·L-1 的NaCl溶液。lg[cM/(mol·L-1)](M代表Ag+、Cl-或Cr)随加入NaCl溶液体积(V)的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是( )
[A] 交点a处:c(Na+)=2c(Cl-)
[B] =10-2.21
[C] V≤2.0 mL时,不变
[D] y1=-7.82,y2=-lg 34
课时作业41 沉淀溶解平衡图像分析
1.D 根据图像知,常温下平衡时溶液中 c(Pb2+)、c(I-) 分别是1×10-3 mol/L、2×10-3 mol/L,因此Ksp(PbI2)=c(Pb2+)·c2(I-)=4×10-9,A错误;PbI2饱和溶液中存在沉淀溶解平衡PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq),温度不变,向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液,Pb2+浓度增大,沉淀溶解平衡逆向移动,最终平衡时Pb2+浓度仍然比原平衡时大,B错误;根据图像知,t时刻改变的条件是增大I-的浓度,温度不变,PbI2的Ksp不变,C错误;反应PbI2(s)+S2-(aq)PbS(s)+2I-(aq)的平衡常数K===5×1018,D正确。
2.D 由题图可知,碳酸钙100 ℃时的溶度积大于25 ℃时的溶度积,故碳酸钙的溶解过程吸热,即ΔH>0,A项错误;由题图中各点的数据可知,Ksp(d)>Ksp(c)=Ksp(b)>Ksp(a),B项错误;水分挥发,c(Ca2+)、c(C)均增大,而 a点到c点,c(Ca2+)不变,C项错误;25 ℃时,Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)·c(C)=2.0×10-5×1.4×10-4=2.8×10-9,D项正确。
3.D 根据图示,b点c(Fe3+)与c点c(Cu2+)相等,而b点 c(OH-)=10-12.7 mol/L,c点 c(OH-)=
10-9.6 mol/L,根据Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-),Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-),显然Ksp[Fe(OH)3]4.D CdCO3(s)Cd2+(aq)+C(aq),则 c(Cd2+)=c(C),CdCO3的沉淀溶解平衡中pCd=pN,故曲线Ⅱ是CdCO3的沉淀溶解平衡曲线,A错误;由A项分析可知,曲线Ⅰ是Cd(OH)2的沉淀溶解平衡曲线,Cd(OH)2(s)Cd2+(aq)+2OH-(aq),则2c(Cd2+)=c(OH-),加热平衡正向移动,Cd2+、OH-浓度均变大,B错误;曲线上的点达到了沉淀溶解平衡,pCd为Cd2+浓度的负对数,pN为阴离子浓度的负对数,则数值越大,离子浓度越小,Y点在 Cd(OH)2 的沉淀溶解平衡曲线上方,说明离子浓度小,故为不饱和溶液,C错误;T ℃,由图可知,pN=4时,CdCO3中pCd为8,即Ksp(CdCO3)=c(C)·c(Cd2+)=10-12,pN=4时,Cd(OH)2中pCd为6,即Ksp[Cd(OH)2]=c2(OH-)·c(Cd2+)=10-14,在CdCO3(s)+2OH-(aq)Cd(OH)2(s)+C(aq)平衡体系中,平衡常数K====102,D正确。
5.D 由图可知,M点之前,CaCl2和NaHCO3未发生反应,随NaHCO3的加入HC浓度增大,水解增强,溶液pH逐渐增大,M→N过程中,溶液中出现白色浑浊且无气体生成,说明发生反应CaCl2+2NaHCO32NaCl+CaCO3↓+H2CO3,A正确;M点时溶液中存在电荷守恒 2c(Ca2+)+c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(Cl-)+c(OH-),M点溶液显碱性,所以c(OH-)>
c(H+),则可得到2c(Ca2+)+c(Na+)>2c(C)+c(HC)+c(Cl-),B正确;N点的混合溶液中,(H2CO3)=×=×,则c(Ca2+)×c(HC)=×Ksp(CaCO3),代入数据得 c(Ca2+)×c(HC)=×3.4×
10-9≈4.5×10-6,即c(Ca2+)×c(HC)的数量级为10-6,C正确;M点溶液中溶质有NaHCO3和CaCl2,水的电离被促进,N点溶液中溶质有NaCl和H2CO3,水的电离被抑制,M→N的过程中,水的电离程度不断减小,D错误。
6.D 分别在Mn(NO3)2、Zn(NO3)2、HNO2溶液中滴加NaOH溶液,溶液中c(Mn2+)、c(Zn2+)、c(HNO2)逐渐减小,c(OH-)逐渐增大,HNO2溶液中c(N)逐渐增大且起始时pHKsp[Zn(OH)2],则图中L1、L2、L3、L4分别代表c(OH-)、、c(Zn2+)、c(Mn2+)与pH的关系,故A错误;结合图中A点数值计算Ka(HNO2)=×c(H+)=10-1.30×10-2=10-3.3,结合C点数值计算 Ksp[Mn(OH)2]=c(Mn2+)·c2(OH-)=101.30×(10-7)2=10-12.7,结合D点数值计算 Ksp[Zn(OH)2]=(10-5)2×10-6.15=10-16.15,同时产生两种沉淀时,===103.45,故B错误;再向体系中加入硫化钠溶液,c(Zn2+)减小,Ksp[Zn(OH)2]不变,其只受温度的影响,故C错误;该反应的平衡常数K===Ksp[Mn(OH)2]×==108.7,故D正确。
7.D 由图可知,溶液中c(Cl-)增大时,氯化银的分布系数δ先增大后减小,说明氯化银的溶解度起始时随着c(Cl-)增大而减小,当溶液中银离子和氯离子形成配离子时,随着 c(Cl-)增大,氯化银的溶解度增大,即随着c(Cl-)增大,AgCl的溶解度先减小后增大,故A正确;由离子方程式可知,该反应的平衡常数K=,由图可知,c(Cl-)=10-0.2 mol/L 时,溶液中 c([AgCl3]2-)=c([AgCl2]-),则平衡常数K==100.2,故B正确;由图可知,当c(Cl-)=10-2.54 mol/L时,c(Ag+)>c([AgCl2]-)>c([AgCl3]2-),故C正确;根据题中所给信息有Ag++4Cl-[AgCl4]3-,则K=,K只受温度影响,比值不变,故D错误。
8.D 向1.0 mL含0.10 mmol Ag2CrO4的悬浊液中滴加 0.10 mol·L-1的NaCl溶液,发生反应Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+Cr(aq),两者恰好完全反应时,NaCl溶液的体积为V(NaCl)==2.0 mL,之后再加NaCl溶液,c(Cl-)增大,据AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-) 可知,c(Ag+)会随着c(Cl-)增大而减小,所以 2.0 mL 后降低的曲线,即最下方的虚线代表Ag+,升高的曲线,即中间虚线代表Cl-,则剩余最上方的实线代表Cr。2.0 mL时Ag2CrO4与NaCl溶液恰好完全反应,则a点时溶质为NaCl、AgCl和Na2CrO4,根据电荷守恒有c(Na+)+c(Ag+)+c(H+)=2c(Cr)+c(Cl-)+c(OH-),此时 c(H+)、c(OH-)、c(Ag+) 可忽略不计,a点为Cl-和Cr曲线的交点,即 c(Cr)=c(Cl-),则溶液中c(Na+)≈3c(Cl-),A错误;当V(NaCl)=1.0 mL时,有一半的Ag2CrO4转化为AgCl,Ag2CrO4与AgCl共存,均达到沉淀溶解平衡,取题图中横坐标为 1.0 mL 的点,得Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-5.18×10-4.57=10-9.75,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(Cr)=(10-5.18)2×
10-1.60=10-11.96,则==102.21,B错误;V<2.0 mL时,Ag+未沉淀完全,体系中Ag2CrO4和AgCl共存,则=为定值,即为定值,由图可知,在V≤2.0 mL 时 c(Ag+)并不是定值,则也不是定值,即在变化,C错误;V>2.0 mL时AgCl处于饱和状态,V(NaCl)=2.4 mL时,c(Cl-)=10-1.93 mol·L-1,则c(Ag+)== mol·L-1=10-7.82 mol·L-1,故y1=-7.82,此时Ag2CrO4全部转化为AgCl,n(Cr) 守恒,等于起始时 n(Ag2CrO4),则 c(Cr)=== mol·L-1,则y2=lg c(Cr)=lg=-lg 34,D正确。
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