B.若在AgCl浊液中直接加入NaBr溶液,也会产生浅黄色沉淀
C.上述实验说明AgCl没有NaBr稳定
D.因为Ksp(AgCl)>Ksp(AgOH),故氨水能使AgCl溶解
8.(能力挑战题)已知在25℃的水溶液中,AgX、AgY、AgZ均难溶于水,但存在溶解平衡。
当达到平衡时,溶液中离子浓度的乘积是一个常数(此常数用Ksp表示,Ksp和水的Kw相似)。
如
AgX(s)
Ag+(aq)+X-(aq),Ksp(AgX)=c(Ag+)·c(X-)=1.8×10-10
AgY(s)
Ag+(aq)+Y-(aq),Ksp(AgY)=c(Ag+)·c(Y-)=1.0×10-12
AgZ(s)
Ag+(aq)+Z-(aq),Ksp(AgZ)=c(Ag+)·c(Z-)=8.7×10-17
下列说法错误的是( )
A.这三种物质在常温下溶解度最小的是AgZ
B.将AgY溶解于水后,向其中加入AgX,则c(Y-)减小
C.在25℃时,取0.188gAgY(相对分子质量为188)固体放入100mL水中(忽略溶液体积的变化),则溶液中c(Y-)=1.0×10-4mol·L-1
D.沉淀溶解平衡的建立是有条件的,外界条件改变时,平衡也会发生移动
二、双项选择题(本大题共2小题,每小题6分,共12分。
在每小题给出的四个选项中,有两个选项符合题目要求)
9.(2013·深圳模拟)据图判断下列说法正确的是( )
A.图1中醋酸电离平衡常数:
a点的比b点的小
B.图1中醋酸溶液的pH:
a点的比b点的大
C.图2中c点对应的溶液为Fe(OH)3的不饱和溶液
D.由图2可知,欲除去CuSO4溶液中的Fe3+,可向溶液中加入适量CuO,调pH约为4左右
10.常温下,Ksp(CaSO4)=9×10-6,常温下CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线见图。
下列说法正确的是( )
A.CaSO4在稀硫酸中的溶解性比在纯水中的溶解性弱
B.b点将有沉淀生成,平衡后溶液中c(S
)一定等于3×10-3mol·L-1
C.d点溶液通过蒸发可以变到c点
D.a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp
三、非选择题(本大题共3小题,共48分)
11.(18分)(2013·清远模拟)金属氢氧化物在酸中溶解度不同,因此可以利用这一性质,控制溶液的pH,达到分离金属离子的目的。
难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol·L-1)如图所示:
(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是 。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+,应该控制溶液的pH 。
A.<1 B.4左右 C.>6
(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+杂质, (填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去,理由是 。
(4)根据图中数据计算Ksp[Cu(OH)2]= 。
(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表:
为除去某工业废水中含有的Cu2+、Pb2+、Hg2+杂质,最适宜向此工业废水中加入过量的 。
A.NaOH B.FeS C.Na2S
(6)实验室中若用ZnS除去废水中的Hg2+,该反应的离子方程式为 ,
平衡常数K= 。
12.(15分)(2013·鹤岗模拟)氧化铁是一种重要的无机材料,化学性质稳定,催化活性高,具有良好的耐光性、耐热性和对紫外线的屏蔽性,从某种工业酸性废液(主要含Na+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+、Cl-、S
)中回收氧化铁流程如下:
已知:
常温下Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-11;Ksp[Fe(OH)2]=2.2×10-16;Ksp[Fe(OH)3]=
3.5×10-38;Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33
(1)写出在该酸性废液中通入空气时发生的离子反应方程式:
,
指出使用空气的优点是:
;
(2)已知Fe3+(aq)+3OH-(aq)====Fe(OH)3(s) ΔH=-Q1KJ·mol-1,题
(1)中每生成
1mol含铁微粒时,放热Q2,请你计算1molFe2+全部转化为Fe(OH)3(s)的热效应ΔH= ;
(3)有人用氨水调节溶液pH,在pH=5时将Fe(OH)3沉淀出来,此时可能混有的杂质是 (填化学式,下同),用 试剂可将其除去。
13.(15分)钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用,它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在,BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。
工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。
已知:
SrSO4(s)
Sr2+(aq)+S
(aq)Ksp=2.5×10-7
SrCO3(s)
Sr2+(aq)+C
(aq) Ksp=2.5×10-9
(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为 ,
该反应的平衡常数表达式为 ;该反应能发生的原因是 。
(用沉淀溶解平衡的有关理论解释)
(2)对于上述反应,实验证明增大C
的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。
判断在下列两种情况下,平衡常数K的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”):
①升高温度,平衡常数K将 ;
②增大C
的浓度,平衡常数K将 。
(3)已知,SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似,设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。
实验所用的试剂为 ;实验现象及其相应结论为 。
答案解析
1.【解析】选C。
平衡常数的大小仅与温度有关,A不正确;弱酸的电离是吸热过程,温度升高,电离平衡常数增大,B不正确;溶度积常数大的难溶电解质易向溶度积常数小的难溶电解质转化,C正确;电离平衡常数越大,对应酸的酸性越强,D不正确。
2.【解析】选D。
BaSO4的溶度积等于c(Ba2+)和c(S
)的乘积,故饱和溶液中c(S
)=1.05×10-5mol·L-1,再加入的BaSO4固体不溶解,c(S
)不变,A项错误;溶度积常数只与温度有关,B项错误;加入Na2SO4固体,BaSO4的溶解平衡向左移动,c(Ba2+)减小,应为c(S
)>c(Ba2+),C项错误;加入BaCl2固体,BaSO4的溶解平衡向左移动,c(S
)减小。
3.【解析】选C。
AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq),AgCl饱和溶液中Ag+和Cl-的浓度相等,Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-)=c2(Ag+),故AgCl饱和溶液中c(Ag+)=
=
×10-5mol·L-1;同理AgI饱和溶液中c(Ag+)=
=
×10-8mol·L-1;Ag2CrO4(s)
2Ag+(aq)+Cr
(aq),Ag2CrO4饱和溶液中2c(Cr
)=c(Ag+),Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)×c(Cr
)=c3(Ag+)/2,故Ag2CrO4饱和溶液中c(Ag+)=
=
×10-4mol·L-1;Ag+浓度大小顺序是Ag2CrO4>AgCl>AgI。
4.【解析】选C。
由溶度积数据可知A选项正确;Ksp(AgI)),Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-),Ksp(AgI)=c(Ag+)×c(I-),显然C选项错误;Ag2SO4饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:
Ag2SO4(s)
2Ag+(aq)+S
(aq),加入Na2SO4固体,S
的浓度增大,平衡逆向移动,有Ag2SO4固体析出,D项正确。
5.【解题指南】解答本题应注意以下2点:
(1)多种氧化剂与多种还原剂反应时,强氧化剂与强还原剂优先反应;
(2)一种沉淀剂沉淀溶液中的多种离子时,所需沉淀剂浓度越小的越先沉淀。
【解析】选C。
混合溶液中Fe3+的氧化性大于Cu2+的氧化性,加入少量铁粉时,铁粉先与Fe3+反应,得不到单质铜,A项正确;考虑溶液中离子的水解可知B项正确;通入氯气,Fe2+被氧化成Fe3+,调pH到3~4时,Fe3+绝大部分形成Fe(OH)3沉淀,所得溶液中含有的离子有S
、Cl-、Cu2+、H+及少量Fe3+、OH-,不是纯净的CuSO4溶液,C项错;向混合溶液中加入NaOH溶液时,Fe(OH)3首先沉淀,D项正确。
6.【解题指南】解答本题时应注意以下2点:
(1)曲线上的点为溶解平衡点,找准关键点求Ksp。
(2)结合Qc与Ksp的大小比较a、b的状态。
【解析】选B。
根据图中c点的c(Ag+)和c(Br-)可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×10-13,A正确;在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后,c(Br-)增大,溶解平衡逆向移动,c(Ag+)减小,故B错;在a点时Qc【方法技巧】巧用沉淀溶解平衡曲线解决问题
(1)沉淀溶解平衡曲线上各个点都是平衡点。
各个点对应的横坐标和纵坐标分别为此平衡状态时的离子浓度。
(2)曲线外各点都不是平衡状态,若在曲线以下,是不饱和状态,可以判断使之达到平衡的方法;曲线以上的各点,已经过饱和,必然有固体析出。
(3)利用曲线中的数据,根据Ksp公式计算得出Ksp的值。
7.【解析】选B。
AgCl沉淀转化为AgBr沉淀,说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),A错;一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀,B正确;AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq),氨水中的NH3结合Ag+生成[Ag(NH3)2]+,从而使沉淀溶解,D错。
【误区警示】一般来讲,化学反应向着生成更难溶的物质的方向进行,即难溶解的物质能转化为更难溶解的物质。
但不能认为溶解度较小的物质就一定不能转化为溶解度较大的物质,如在一定条件下AgI也可转化为AgCl。
8.【解析】选C。
常温下溶解度最小的是AgZ,A正确;由于Ksp(AgY)9.【解析】选B、D。
温度一定,电离平衡常数不变,A错误。
图1中a点导电性比b点弱,说明a点H+浓度比b点小,则pH:
a点大于b点,B正确。
在图2中,经过c点做横轴的垂线,则与Fe(OH)3曲线的交点恰为饱和溶液,因此c点c(Fe3+)·c3(OH-)>Ksp[Fe(OH)3],溶液过饱和,会有Fe(OH)3沉淀析出,C错误。
根据图2,可以看出,当pH为4左右时,Fe3+完全沉淀,而Cu2+不沉淀,因此可加入CuO与溶液中的H+反应,促进Fe3+水解可生成Fe(OH)3沉淀,D正确。
10.【解析】选A、D。
由曲线的变化趋势可知,S
浓度越大,Ca2+浓度越小,说明CaSO4在稀硫酸中比在水中溶解度小,A正确;b点有沉淀生成,达平衡后的点会在曲线上a和c之间,S
浓度不能确定,B错;d点通过蒸发,Ca2+浓度增大,S
浓度也增大,不会达到c点,C错;同一温度下,物质的Ksp不变,D正确。
11.【解析】
(1)由图可知,在pH=3时溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀。
(2)要除去Fe3+的同时必须保证Cu2+不能沉淀,因此pH应保持在4左右。
(3)从图示关系可看出,Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小,不能通过调节pH而达到分离的目的。
(4)根据图中数据,pH=5时,c(Cu2+)=0.02mol·L-1,则此时c(OH-)=10-9mol·L-1,Ksp[Cu(OH)2]=0.02×(10-9)2=2×10-20。
(5)要使三种离子生成沉淀,最好选择难溶于水的FeS,使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀,同时又不会引入其他离子。
(6)离子反应为ZnS(s)+Hg2+(aq)====HgS(s)+Zn2+(aq),
K
答案:
(1)Cu2+
(2)B
(3)不能 Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小
(4)2×10-20 (5)B
(6)ZnS(s)+Hg2+(aq)====HgS(s)+Zn2+(aq)
2.5×108
12.【解析】
(1)酸性废液中通入空气时,Fe2+被空气中的氧气所氧化,离子方程式为
4Fe2++O2+4H+====4Fe3++2H2O。
该方法的优点是耗费少且无污染。
(2)根据盖斯定律:
1molFe2+全部转化为Fe(OH)3(s)的热效应
ΔH=-(Q2+Q1)KJ·mol-1
(3)根据Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,可计算出溶液pH=5时,c(Al3+)<1.0×10-5,Al3+也几乎完全沉淀,故可能混有的杂质是Al(OH)3。
Al(OH)3溶于强碱,而Fe(OH)3不溶,故可用NaOH溶液除去。
答案:
(1)4Fe2++O2+4H+====4Fe3++2H2O 耗费少且无污染
(2)-(Q2+Q1)KJ·mol-1
(3)Al(OH)3 NaOH
13.【解析】
(1)SrSO4转化成SrCO3的离子反应为
SrSO4(s)+C
(aq)
SrCO3(s)+S
(aq),平衡常数表达式为K=
根据沉淀转化的原理,该反应能够发生,是因为Ksp(SrCO3)(2)①降低温度有利于提高SrSO4的转化率,说明降温平衡向正反应方向移动,因此升高温度,平衡向逆反应方向移动,故平衡常数K减小。
②平衡常数只与温度有关,增大C
的浓度,平衡常数不变。
(3)根据提供的信息,可以推断SrSO4难溶于盐酸,而SrCO3可溶于盐酸,因此向溶液中加入盐酸,若沉淀全部溶解,则SrSO4完全转化成SrCO3,若沉淀没有全部溶解,则SrSO4没有完全转化成SrCO3,需要注意的是,不能选择稀硫酸,因为SrCO3与稀硫酸反应生成SrSO4。
答案:
(1)SrSO4(s)+C
(aq)
SrCO3(s)+S
(aq)
K=
Ksp(SrCO3)后,平衡SrSO4(s)
Sr2+(aq)+S
(aq)正向移动,生成SrCO3
(2)①减小 ②不变
(3)盐酸 若沉淀完全溶解,则证明SrSO4完全转化成SrCO3,否则,未完全转化