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第3节沉淀溶解平衡1.下列关于沉淀溶解的说法正确的是 A.只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程B.沉淀溶解平衡过程是可逆的C.在平衡状态时v溶解=v结晶=0D.达到沉淀溶解平衡的溶液不一定是饱和溶液解析无论难溶电解质还是易溶电解质都存在沉淀溶解平衡;沉淀溶解平衡是可逆过程;沉淀溶解平衡是动态平衡,速率不为0;达到沉淀溶解平衡时,溶解的速率等于结晶的速率,溶液的浓度不变,是饱和溶液答案B2.已知KspCaSO4=
9.0×10-6,KspCaCO3=
5.0×10-9,KspCaF2=
1.5×10-10,某溶液中含有SO、CO和F-,浓度均为
0.010mol·L-1,向该溶液中逐滴加入
0.010mol·L-1的CaCl2溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为 A.SO、CO、F- B.CO、SO、F-C.CO、F-、SOD.F-、CO、SO解析析出沉淀时,CaSO4溶液中cCa2+=eq\fKsp(CaSO4)c(SO)=mol·L-1=
9.0×10-4mol·L-1,CaCO3溶液中cCa2+=eq\fKsp(CaCO3)c(CO)=mol·L-1=
5.0×10-7mol·L-1,CaF2溶液中cCa2+=mol·L-1=
1.5×10-6mol·L-1,cCa2+越小,则越先生成沉淀,所以三种阴离子产生沉淀的先后顺序为CO、F-、SO答案C3.在一定温度下,MgOH2固体在水溶液中达到平衡MgOH2sMg2+aq+2OH-aq,若使固体MgOH2的量减少,而且[Mg2+]不变,可采取的措施是 A.加MgCl2B.加H2OC.加NaOHD.加HCl解析无论加多少水,只要MgOH2固体没完全溶解,溶液一定为饱和溶液,[Mg2+]不变答案B4.下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是 A.常温下,向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体,BaCO3的Ksp减小B.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高Ksp减小C.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高Ksp增大D.常温下,向MgOH2饱和溶液中加入NaOH固体,MgOH2的Ksp不变解析温度不变,溶度积常数不变,故A项不正确;大多数的难溶物温度升高,Ksp增大,但也有少数物质相反,故B、C均不正确答案D5.已知298K时,MgOH2的溶度积常数Ksp=
5.6×10-12,取适量的MgCl2溶液,加入一定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡,测得pH=
13.0,则下列说法不正确的是 A.所得溶液中的cH+=
1.0×10-13mol·L-1B.所得溶液中由水电离产生的cOH-=
1.0×10-13mol·L-1C.所加烧碱溶液的pH=
13.0D.所得溶液中的cMg2+=
5.6×10-10mol·L-1解析A.pH=13的溶液中,[H+]=10-13mol·L-1,故正确;B.溶液中由水电离产生的[OH-]水=[H+]水=10-13mol·L-1,故正确;C.烧碱与MgCl2溶液反应生成沉淀,消耗了NaOH溶液,向MgCl2溶液中加NaOH溶液后混合溶液的pH=13,则所加NaOH溶液pH>13,故错误;D.溶液中[OH-]==10-1mol·L-1,溶液中的[Mg2+==
5.6×10-10mol·L-1,故正确答案C6.现向含AgBr的饱和溶液中1加入固体AgNO3,则[Ag+]________填“变大”“变小”或“不变”,下同;2加入更多的AgBr固体,则[Ag+]________;3加入AgCl固体,则[Br-]________,[Ag+]________;4加入Na2S固体,则[Br-]________,[Ag+]________解析1向AgBr饱和溶液中加入AgNO3,溶解平衡逆向移动,但[Ag+]增大;2加入AgBr固体,对溶解平衡无影响,[Ag+]不变3因AgCl溶解度大于AgBr,加入AgCl固体时,[Ag+]增大,溶解平衡向左移动,[Br-]变小4因Ag2S溶解度小于AgBr,加入Na2S固体时,生成Ag2S,溶解平衡向右移动,[Br-]增大,但[Ag+]减小答案1变大 2不变 3变小 变大 4变大 变小时间40分钟[A级 基础巩固]基础题Ⅰ1.下列有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是 A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解达平衡后不再进行B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-C.升高温度,AgCl沉淀的溶解度增大D.向AgCl沉淀中加入NaCl固体,AgCl沉淀的溶解度不变解析难溶物达到溶解平衡时沉淀的生成和溶解都不停止,但溶解速率和生成速率相等;没有绝对不溶的物质;温度越高,一般物质的溶解度越大;向AgCl沉淀中加入NaCl固体,使溶解平衡左移,AgCl的溶解度减小答案C2.下列说法正确的是 A.溶度积就是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的乘积B.溶度积常数是不受任何条件影响的常数,简称溶度积C.可用离子积Q判断沉淀溶解平衡进行的方向D.所有物质的溶度积都是随温度的升高而增大的解析溶度积不是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的简单乘积,还与平衡式中化学计量数的幂指数有关,溶度积受温度的影响,不受离子浓度的影响答案C3.已知FeOH3的溶解度小于MgOH2的溶解度,且随pH的升高,FeOH3首先析出,为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+可在加热搅拌的条件下,加入一种试剂,过滤后再加入适量盐酸,这种试剂不可以是 A.NH3·H2OB.MgOC.MgOH2D.MgCO3解析MgO消耗Fe3+水解生成的盐酸,促使Fe3+水解生成FeOH3,同时MgO转化为MgCl2,不会引入新的杂质,即使MgO过量,由于MgO难溶于水,也不会引起二次污染MgOH2和MgCO3原理与MgO相同答案A4.室温时,MOH2sM2+aq+2OH-aq Ksp=a[M2+]=bmol·L-1时,溶液的pH等于 A.lgB.lgC.14+lgD.14+lg解析根据MOH2的Ksp=[M2+]·[OH-]2,则溶液中[OH-]==,则pH=-lg[H+]=-lg=-=14+lg答案C
5.已知25℃时,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,向100mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400mL
0.01mol·L-1Na2SO4溶液,下列叙述正确的是 A.溶液中析出CaSO4固体沉淀,最终溶液中[SO]比原来的大B.溶液中无沉淀析出,溶液中[Ca2+]、[SO]都变小C.溶液中析出CaSO4固体沉淀,溶液中[Ca2+]、[SO]都变小D.溶液中无沉淀析出,但最终溶液中[SO]比原来的大答案D基础题Ⅱ6.25℃时,电离常数KaHF=
3.6×10-4mol·L-1,溶度积KspCaF2=
1.46×10-10,KspAgCl=4×10-10,KspAgI=
1.0×10-16下列说法正确的是 A.AgCl不能转化为AgIB.25℃时,
0.1mol·L-1HF溶液pH=1C.向1L
0.1mol·L-1HF溶液中加入1L
0.1mol·L-1CaCl2溶液,没有沉淀产生D.25℃时,使AgCl转化为AgI,则加入KI溶液的浓度不低于5×10-12mol·L-1解析AgI溶解度比AgCl小,所以AgCl能转化为AgI,A错误;HF为弱酸,不能完全电离,所以常温下
0.1mol·L-1HF溶液pH>1,B错误;向1L
0.1mol·L-1HF溶液中加入1L
0.1mol·L-1CaCl2溶液,QcCaF2=
0.05×
0.052=
1.25×10-4>KspCaF2=
1.46×10-10,有沉淀生成,C错误;D中cAg+===
2.0×10-5mol·L-1,cI-===5×10-12mol·L-1,所以加入KI溶液的浓度不低于5×10-12mol·L-1,正确答案D7.1工业废水中常含有一定量的Cr2O和CrO,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理CrOH3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡CrOH3sCr3+aq+3OH-aq,常温下,CrOH3的溶度积Ksp=[Cr3+]·[OH-]3=10-32,要使[Cr3+]降低为10-5mol·L-1,溶液的pH应调至________2在
0.10mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌,有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当溶液的pH=8时,[Cu2+]=________mol·L-1Ksp[CuOH2]=
2.2×10-20若在
0.1mol·L-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体,使Cu2+完全沉淀为CuS,此时溶液中的H+浓度是________mol·L-1解析1Ksp=[Cr3+]·[OH-]3=10-32,则[OH-]==mol·L-1=10-9mol·L-1,[H+]==mol·L-1=10-5mol·L-1,pH=-lg[H+]=-lg10-5=52pH=8时[OH-]=10-6mol·L-1,由硫酸铜的溶度积常数可知Ksp=
2.2×10-20=10-12×[Cu2+],得[Cu2+]=
2.2×10-8mol·L-1;使Cu2+沉淀完全,已知[Cu2+]=
0.1mol·L-1,根据反应关系式Cu2+~2H+得[H+]=
0.2mol·L-1答案15
22.2×10-8
0.2[B级 能力提升]8.lg5=
0.7,常温下,FeOH3的溶度积Ksp=
8.0×10-38,CuOH2的溶度积Ksp=
3.0×10-20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol·L-1时就认为沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为
3.0mol·L-1,则CuOH2开始沉淀时溶液的pH为______,Fe3+完全沉淀时溶液的pH为______,通过计算可知pH=4能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,方案______填“可行”或“不可行”解析
3.0mol·L-1CuSO4溶液中[Cu2+]=
3.0mol·L-1;根据Ksp=[Cu2+]×[OH-]2=
3.0×10-20,[OH-]2==10-20,即[OH-]=10-10mol·L-1,依据水溶液中的离子积[H+]×[OH-]=10-14,求得[H+]=10-4mol·L-1,溶液pH=4,CuOH2开始沉淀时溶液的pH为4;残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol·L-1时就认为沉淀完全,根据[Fe3+]×[OH-]3=
8.0×10-38求得[OH-]=2×10-11mol·L-1;再根据[H+]×[OH-]=10-14,[H+]=5×10-4mol·L-1,则pH=
3.3;通过计算可知pH=4能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,方案可行答案4
3.3 可行9.以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表表1 几种砷酸盐的Ksp难溶物KspCa3AsO
426.8×10-19AlAsO
41.6×10-16FeAsO
45.7×10-21表2 工厂污染物排放浓度及允许排放标准污染物H2SO4As浓度
28.42g·L-
11.6g·L-1排放标准pH=6~
90.5mg·L-1回答以下问题1该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度cH2SO4=________mol·L-12写出难溶物Ca3AsO42的Ksp表达式Ksp[Ca3AsO42]=________________若混合液中Al3+、Fe3+的浓度均为
1.0×10-4mol·L-1时,______先沉淀3在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入生石灰调节pH到2,再投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3AsO42形式沉降
①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为________
②Ca3AsO42在pH调节到8左右才开始沉淀的原因______________________________________________________解析1H2SO4的浓度为
28.42g·L-1,转化为物质的量浓度为c==mol·L-1=
0.29mol·L-12Ksp的表达式为离子浓度的次方的乘积,Ksp小的物质先生成沉淀,所以Fe3+先沉淀3
①当Ca2+浓度增大时,Ca2+与SO可生成CaSO4沉淀
②酸与碱发生中和反应,[AsO]增大,当Ca2+与AsO浓度次方的乘积达到Ca3AsO42的Ksp时,开始沉淀答案
10.29 2[Ca2+]3[AsO]2 Fe3+3
①CaSO4
②H3AsO4是弱酸,当溶液中pH调节到8左右时,酸碱反应使溶液中AsO浓度增大至QKsp,Ca3AsO42开始沉淀。