难溶物溶解平衡学生课时作业唐永.docx

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难溶物溶解平衡学生课时作业唐永

课时作业(十六)

1.下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是(  )

A.反应开始时,溶液中各离子浓度相等

B.沉淀溶解达到平衡时,沉淀的生成和溶解的速率相等

C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变

D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶的该沉淀物,将促进溶解

【解析】 反应开始时,各离子的浓度没有必然的关系,A项不正确;沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度保持不变,但不一定相等,C项不正确;沉淀溶解达到平衡后,再加入难溶的该沉淀物,平衡不会移动,D项错。

【答案】 B

2.下列物质的溶解度随温度升高而减小的是(  )

①KNO3 ②Ca(OH)2 ③BaSO4 ④CO2

A.①②   B.②④   C.①③   D.①④

【解析】 Ca(OH)3的溶解度比较特殊,随温度的升高而减小,其他绝大多数物质随温度升高,溶解度增大(气体除外)。

【答案】 B

3.锅炉水垢是一种安全隐患,除去水垢中的CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,使之转化为易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。

下列说法不正确的是(  )

A.CaCO3的溶解度小于CaSO4的

B.沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动

C.沉淀转化的难易与溶解度差别的大小无关

D.CaSO4到CaCO3的沉淀转化中并存着两个沉淀溶解平衡

【解析】 沉淀转化的方向是难溶物向更难溶的方向转化,所以沉淀的溶解度差别越大,越易转化,C选项错误。

【答案】 C

4.向AgCl饱和溶液中加水,下列叙述正确的是(  )

A.AgCl的溶解度增大

B.AgCl的溶解度、Ksp均不变

C.AgCl的Ksp增大

D.AgCl的溶解度、Ksp均增大

【解析】 物质的溶解度和溶度积都是温度的函数,与溶液的浓度无关。

所以向AgCl饱和溶液中加水,AgCl的溶解度和Ksp都不变,故B项对。

【答案】 B

5.要使工业废水中的重金属离子Pb2+沉淀,可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂,已知Pb2+与这些离子形成的化合物的溶解度如下:

化合物

PbSO4

PbCO3

PbS

溶解度/g

1.03×10-4

1.81×10-7

1.84×10-14

由上述数据可知,选用的沉淀剂最好是(  )

A.硫化物B.硫酸盐

C.碳酸盐D.以上沉淀剂均可

【解析】 产生的沉淀的溶解度越小,沉淀反应进行的越完全。

在某种沉淀中加入适当的沉淀剂,可使原来的沉淀溶解而转化为另一种溶解度更小的沉淀。

【答案】 A

6.已知:

Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.5×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,则下列难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小顺序正确的是(  )

A.AgCl>AgI>Ag2CrO4

B.AgCl>Ag2CrO4>AgI

C.Ag2CrO4>AgCl>AgI

D.Ag2CrO4>AgI>AgCl

【解析】 因为AgCl和AgI的结构相似,由Ksp可知AgCl的c(Ag+)大于AgI的;AgCl中的c2(Ag+)=Ksp=1.8×10-10,Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO

(aq)的Ksp=c2(Ag+)·c(CrO

)=

c3(Ag+)=2.0×10-12,所以Ag2CrO4中c(Ag+)大于AgCl中的c(Ag+)。

【答案】 C

7.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

【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)+SO

(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。

【答案】 C

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0.1mol·L-1的Na2S溶液中,Zn2+的浓度最大只能达到1.6×10-23mol·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

【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0.1mol·L-1的Na2S溶液中,c(S2-)将减至非常小,而Zn2+的浓度远远大于1.6×10-23mol·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。

【答案】 C

9.

(1)对于Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq),其Ksp的表达式为_______。

(2)下列说法中不正确的是________(填序号)。

①用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl少

②一般地,物质的溶解度随温度的升高而增加,故物质的溶解大多是吸热的

③对于Al(OH)3(s)Al(OH)3(aq)Al3++3OH-,前者为溶解平衡,后者为电离平衡

④除去溶液中的Mg2+,用OH-沉淀比用CO

好,说明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的大

⑤沉淀反应中常加过量的沉淀剂,其目的是使沉淀更完全

(3)如何除去Mg(OH)2中混有的Ca(OH)2?

_______________。

【解析】 

(1)由溶度积常数的概念直接写出。

(2)①Cl-抑制AgCl溶解,正确;②物质的溶解大多是吸热的,正确;③正确;④除去溶液中的Mg2+,用OH-沉淀比用CO

好,是因为Mg(OH)2的Ksp更小,剩余的Mg2+更少,错误;⑤正确。

(3)根据沉淀的转化原理,向其中加Mg2+即可。

【答案】 

(1)Ksp=c2(Ag+)·c(S2-)

(2)④

(3)加足量MgCl2溶液,充分搅拌,过滤,洗涤即得纯Mg(OH)2

10.某小型化工厂生产皓矾(ZnSO4·7H2O)的工艺流程如下图所示:

已知:

开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为Fe(OH)3:

2.7~3.7;Fe(OH)2:

7.6~9.6;Zn(OH)2:

5.7~8.0。

试回答下列问题:

(1)加入的试剂①应是________,其目的是________。

(2)加入的试剂②,供选择使用的有:

氨水、NaClO溶液、20%H2O2溶液、浓硫酸、浓硝酸等,应选用________,其理由是______。

(3)加入的试剂③是________,目的是_______________。

【解析】 向溶液中加入Zn,发生反应:

Cu2++Zn===Zn2++Cu、2Fe3++Zn===2Fe2++Zn2+,然后把Fe2+氧化成Fe3+,在选择氧化剂时,应使用H2O2,因为H2O2的还原产物为H2O,不引入其他杂质,然后通过调节溶液的pH值,使Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀而除去。

【答案】 

(1)Zn 将Cu2+、Fe3+、Fe2+等杂质离子除去

(2)20%H2O2溶液 H2O2作氧化剂,可将Fe2+氧化为Fe3+,且不引入其他杂质

(3)ZnO或Zn(OH)2(答案合理即可) 调节溶液的pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀

11.已知:

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20mL0.01mol·L-1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·L-1NH4Cl溶液中的Ksp小

D.25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化成为MgF2

【解析】 A项,Mg(OH)2的溶度积小,故其电离的Mg2+浓度要小一些,错;B项,NH

可以结合Mg(OH)2电离出的OH-离子,从而促使Mg(OH)2的电离平衡正向移动,c(Mg2+)增大,正确;C项,Ksp仅与温度有关,故错;D项,二者Ksp接近,使用浓NaF溶液可以使Mg(OH)2转化成为MgF2,故D错。

【答案】 B

12.已知难溶性物质K2SO4·MgSO4·2CaSO4在水中存在如下平衡:

K2SO4·MgSO4·2CaSO4(s)2Ca2++2K++Mg2++4SO

,不同温度下,K+的浸出浓度与溶浸时间的关系如图所示,则下列说法错误的是(  )

A.向该体系中加入饱和NaOH溶液,溶解平衡向右移动

B.向该体系中加入饱和碳酸钠溶液,溶解平衡向右移动

C.该平衡的Ksp=c(Ca2+)·c(K+)·c(Mg2+)·c(SO

D.升高温度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动

【解析】 A、B选项,OH-与Mg2+结合生成Mg(OH)2沉淀、CO

与Ca2+结合生成CaCO3沉淀,均能使平衡右移,正确;C选项,Ca2+、K+、SO

的化学计量数分别为2、2、4,错误;由图像可知升高温度K+的浸出浓度增大,所以此反应为吸热反应,D选项正确。

【答案】 C

13.实验:

①向盛有1mL0.1mol·L-1MgCl2溶液试管中加1mL0.2mol·L-1NaOH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0.1mol·L-1FeCl3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

【解析】 绝对不溶的物质是不存在的,B选项错误。

【答案】 B

14.已知某温度下,Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12,当溶液中离子浓度小于10-5mol·L-1时,沉淀就达完全。

下列叙述正确的是(  )

A.饱和AgCl溶液与饱和Ag2CrO4溶液相比,前者的c(Ag+)大

B.向氯化银的浊液中加入氯化钠溶液,氯化银的Ksp减小

C.向0.0008mol·L-1的K2CrO4溶液中加入等体积的0.002mol·L-1AgNO3溶液,则CrO

完全沉淀

D.将0.001mol·L-1的AgNO3溶液滴入0.001mol·L-1的KCl和0.001mol·L-1的K2CrO4溶液,则先产生AgCl沉淀

【解析】 A选项,饱和AgCl溶液中c(Ag+)=c(Cl-),依据Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=c2(Ag+)=1.56×10-10可知c(Ag+)=

×10-5mol·L-1,同理Ag2CrO4溶液中c(Ag+)=2c(CrO

),Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO

)=

c3(Ag+)=1×10-12可知c(Ag+)=

×10-4mol·L-1,错误;C选项,依据CrO

+2Ag+===Ag2CrO4↓,溶液中c(Ag+)=

=2×10-4mol·L-1,依据Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO

)=1×10-12,可知溶液中c(CrO

)=2.5×10-5mol·L-1>10-5mol·L-1,错误;D选项,AgCl开始沉淀时c(Cl-)=

mol·L-1=1.56×10-7mol·L-1;Ag2CrO4开始沉淀时c(CrO

)=

mol·L-1=10-6mol·L-1,正确。

【答案】 D

15.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100mL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0.1mol·L-1KI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10.00mL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+)=3.000×10-5mol。

(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”)。

【解析】 Ⅰ.PbI2为难溶电解质,因此搅拌的目的是使PbI2快速充分地溶解,滴加0.1mol·L-1KI溶液,c(I-)增大,PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)向左移动,c(Pb2+)减小,并析出PbI2沉淀。

II.由2RH+Pb2+===R2Pb+2H+知,n(Pb2+)=3.000×10-5mol×

=1.500×10-5mol,所以c(Pb)=

=1.500×10-3mol·L-1,c(I-)=1.500×10-3mol·L-1×2=3.000×10-3mol·L-1,Ksp=c(Pb2+)·c2(I-)=1.500×10-3×(3.000×10-3)2=1.35×10-8;若步骤Ⅰ盛装滤液的烧杯中有少量水,会使c(Pb2+)减少,Ksp偏小。

【答案】 

(1)使碘化铅快速、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

16.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

Ksp

Ca3(AsO4)2

6.8×10-19

AlAsO4

1.6×10-16

FeAsO4

5.7×10-21

表2 工厂污染物排放浓度及允许排放标准

污染物

H2SO4

As

浓度

28.42g·L-1

1.6g/L

排放标准

pH=6~9

0.5mg/L

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c(H2SO4)=________mol/L。

(2)写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式:

Ksp[Ca3(AsO4)2]=__________________。

若混合液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×10-4mol/L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Ca3(AsO4)2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________。

②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为____________________。

【解析】 

(1)H2SO4的浓度为28.42g·L-1,转化为物质的量浓度为c=

=0.29mol/L。

(2)Ksp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,c(AsO

)增大,当Ca2+与AsO

浓度次方的乘积达到Ca3(AsO4)2的Ksp时,开始沉淀。

【答案】 

(1)0.29 

(2)c3(Ca2+)·c2(AsO

) 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Qc>Ksp,Ca3(AsO4)2开始沉淀

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