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课时作业27

课时作业(二十七)

(时间:

45分钟 满分:

100分)

一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)

1.为防治病虫害,冬季马路两旁和公园的树干上都涂抹了石灰水。

下列有关说法不正确的是(  )

A.饱和石灰水加入生石灰,若温度不变,则溶液中Ca2+的物质的量不变

B.饱和石灰水中加入生石灰,若温度不变,则pH不变

C.升高饱和石灰水的温度时,Ca(OH)2的溶度积常数Ksp减小

D.石灰水显碱性,能使蛋白质变性,所以有防治树木病虫害的作用

解析:

饱和石灰水中加入生石灰,CaO+H2O===Ca(OH)2,由于水减少则溶液中Ca2+的物质的量减少,A项错误;B项温度不变,饱和石灰水的浓度不变,OH-的浓度不变。

答案:

A

2.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,沉淀的速率和溶解的速率相等

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,如果再加入难溶性的该沉淀物,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;沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,由于固体的浓度为常数,故平衡不发生移动,D项不正确。

答案:

B

3.向饱和的BaSO4溶液中加水,下列叙述正确的是(  )

A.BaSO4溶解度增大,Ksp不变

B.BaSO4溶解度、Ksp均增大

C.BaSO4溶解度不变,Ksp增大

D.BaSO4溶解度、Ksp均不变

解析:

难溶物的溶解度和Ksp只受难溶物的性质和外界条件温度的影响,因此加水溶解度和Ksp均不变。

答案:

D

4.下列说法正确的是(  )

A.水的离子积常数KW随温度改变而改变,随外加酸碱浓度改变而改变

B.一元弱酸的电离常数Ka越小,表示此温度下该一元弱酸电离程度越大

C.对已达到化学平衡的反应,仅改变浓度,若平衡移动则平衡常数(K)一定改变

D.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

答案:

D

5.(2013年山东省烟台市诊断性测试)下列有关沉淀溶解平衡的说法中,正确的是(  )

A.可直接根据Ksp的数值大小比较难溶物在水中的溶解度大小

B.在CaCO3的沉淀溶解平衡体系中,加入稀盐酸,平衡不移动

C.25℃时,AgCl的饱和溶液中Ag+和Cl-浓度的乘积等于Ksp(AgCl)

D.向Mg(OH)2浊液中加入蒸馏水,Ksp[Mg(OH)2]不变,Mg(OH)2溶解度增大

解析:

A项指的是结构相似的物质,如:

AgCl和AgBr,而AgCl与Mg(OH)2则不能直接以Ksp为依据,A错;B项向CaCO3中加盐酸,平衡右移,B错;D项温度不变,则溶解度不变,D错。

答案:

C

6.已知Ksp(AB2)=4.2×10-8,Ksp(AC)=3.0×10-15。

在AB2、AC均为饱和的混合液中,测得c(B-)=1.6×10-3mol·L-1,则溶液中c(C-)为(  )

A.1.8×10-13mol·L-1  B.7.3×10-13mol·L-1

C.2.3mol·L-1D.3.7mol·L-1

解析:

在混合液中,A离子的浓度要同时满足AB2和AC的溶度积常数,故由AB2的溶度积可求得A离子浓度为

=1.6×10-2mol·L-1,故c(C-)=

=1.8×10-13mol·L-1。

答案:

A

7.(2013年陕西宝鸡市三模)25℃时,CaCO3在水中的溶解平衡曲线如图所示。

已知25℃时,CaCO3的Ksp=2.8×10-9。

据图分析,下列说法不正确的是

(  )

A.x的数值为2×10-5

B.c点时有碳酸钙沉淀生成

C.b点与d点对应的溶度积相等

D.加入蒸馏水可使溶液由d点变到a点

解析:

加入蒸馏水c(Ca2+)、c(CO

)均减小,D错。

答案:

D

8.(2013年江西省南昌市高三第一次模拟)化工生产中含Cu2+的废水常用MnS(s)作沉淀剂,其反应原理为:

Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq)

下列有关该反应的推理不正确的是(  )

A.该反应达到平衡时:

c(Cu2+)=c(Mn2+)

B.CuS的溶解度比MnS的溶解度小

C.往平衡体系中加入少量Cu(NO3)2(s)后,c(Mn2+)变大

D.该反应平衡常数表达式:

K=

解析:

A项中,因CuS溶解度小于MnS,MnS才能转化为CuS,所以c(Mn2+)>c(Cu2+),A项不正确。

B项正确,C项中当Cu2+浓度增大,平衡正向移动c(Mn2+)增大,C项正确。

D项中,K=

,D项正确。

答案:

A

9.(2013年开封市高三质量检测)已知在25℃时,FeS、CuS的溶度积常数(Ksp)分别为6.3×10-18、1.3×10-36。

常温时下列有关说法正确的是(  )

A.除去工业废水中的Cu2+可以选用FeS作沉淀剂

B.向H2S的饱和溶液中通入少量SO2气体溶液的酸性增强

C.因为H2SO4是强酸,所以反应:

CuSO4十H2S===CuS↓+H2SO4不能发生

D.将足量的CuSO4溶解在0.1mol/L的H2S溶液中,溶液中Cu2+的最大浓度为1.3×10-35mol/L

解析:

Ksp(FeS)>Ksp(CuS),所以A正确;B中,2H2S+SO2===3S↓+2H2O,溶液的酸性减弱,B错;C项中CuS是不溶于水的沉淀,所以C错。

答案:

A

10.已知CuSO4溶液分别与Na2CO3溶液、Na2S溶液的反应情况如下:

(1)CuSO4与Na2CO3反应

主要:

Cu2++CO

+H2O===Cu(OH)2↓+CO2↑

次要:

Cu2++CO

===CuCO3↓

(2)CuSO4与Na2S反应

主要:

Cu2++S2-===CuS↓

次要:

Cu2++S2-+2H2O===Cu(OH)2↓+H2S↑

则下列几种物质的溶解度大小的比较中,正确的是(  )

A.CuS

B.CuS>Cu(OH)2>CuCO3

C.Cu(OH)2>CuCO3>CuS

D.Cu(OH)2

解析:

由题意可知,主要反应和次要反应均为生成沉淀的反应,只有容易形成沉淀即溶解度较小的沉淀的反应才是主要反应。

因CuSO4与Na2CO3反应中主要生成Cu(OH)2沉淀,次要生成CuCO3沉淀,即Cu(OH)2比CuCO3更易形成沉淀,故Cu(OH)2的溶解度比CuCO3的溶解度要小;同理由CuSO4与Na2S的主要和次要反应得知CuS的溶解度比Cu(OH)2的溶解度要小。

所以溶解度的大小顺序为CuS

答案:

A

11.已知25℃时,AgI饱和溶液中c(Ag+)为1.23×10-8mol·L-1,AgCl的饱和溶液中c(Ag+)为1.25×10-5mol·L-1。

若在5mL含有KCl和KI各为0.01mol·L-1的溶液中,加入8mL0.01mol·L-1AgNO3溶液,下列叙述正确的是(  )

A.混合溶液中c(K+)>c(NO

)>c(Ag+)>c(Cl-)>c(I-)

B.混合溶液中c(K+)>c(NO

)>c(Cl-)>c(Ag+)>c(I-)

C.加入AgNO3溶液时首先生成AgCl沉淀

D.混合溶液中

约为1.02×10-4

解析:

KCl、KI混合溶液中加入AgNO3溶液,先生成AgI,再生成AgCl,因为Ksp(AgI)

c(Cl-)=

mol·L-1=1.538×10-3mol·L-1,c(Ag+)=

=8.125×10-3mol·L-1,由此计算c(I-)=

=1.5×10-6mol·L-1,则

≈1.02×103,D错误。

答案:

B

12.(2013年河北省唐山一中高三月考)硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如右图。

下列说法正确的是(  )

A.温度一定时,Ksp(SrSO4)随c(SO

)的增大而减小

B.三个不同温度中,313K时Ksp(SrSO4)最大

C.283K时,图中a点对应的溶液是饱和溶液

D.283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液

解析:

沉淀溶解平衡中的溶度积常数只与温度有关,与浓度改变无关;溶解度随温度变化而变化,也随离子浓度改变;硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线,纵轴是锶离子浓度的对数,横轴是硫酸根离子浓度的对数,图像分析采取定一议二的方法进行分析;A.Ksp只与温度有关与浓度无关,故A错误;B.由图像可知;B正确;C.a点在283K的下方,属于不饱和溶液,C错误;D.283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后会有晶体析出,还是属于饱和溶液,D错误。

故选B。

答案:

B

二、非选择题(本题包括4小题,共52分)

13.(10分)

(1)已知硫酸钡和碳酸钡的Ksp分别为1.1×10-10和5.5×10-9,用平衡移动理论解释透视用“钡餐”选硫酸钡而不选碳酸钡的理由:

______________________________________________

______________________________________________

______________________________________________。

(2)向50mL0.018mol/L的AgNO3溶液中加入50mL0.020mol/L的盐酸,生成沉淀。

如果溶液中c(Ag+)与c(Cl-)乘积为一个常数:

即Ksp=1.0×10-10,试求:

①沉淀生成后溶液中c(Ag+)为

______________________________________________;

②沉淀生成后溶液的pH是

______________________________________________。

解析:

(2)反应前溶液中Ag+的物质的量为0.0009mol,Cl-的物质的量为0.001mol,反应完后剩余Cl-的物质的量为0.0001mol,由于Ksp=1.0×10-10,所以沉淀生成后溶液中c(Ag+)=

mol/L=1×10-7mol/L。

沉淀生成后溶液中c(H+)=

=0.01mol/L,pH=2。

答案:

(1)胃酸的主要成分是盐酸,若用碳酸钡作钡餐,盐酸与碳酸根离子反应生成CO2,使得碳酸钡的溶解平衡正向移动,钡离子增多,被人体吸收后导致重金属中毒;若用硫酸钡作钡餐,盐酸与之不反应,对人体比较安全

(2)①1×10-7mol/L ②2

14.(12分)pC类似pH,是指极稀溶液中溶质物质的量浓度的常用对数负值。

如某溶液溶质的浓度为1×10-3mol/L,则溶液中该溶质的pC=-lg10-3=3。

已知H2CO3溶液中存在下列平衡:

CO2+H2OH2CO3 H2CO3H++HCO

 HCO

H++CO

如图为H2CO3、HCO

、CO

在加入强酸或强碱溶液后,平衡时溶液中三种成分的pCpH图。

请回答下列问题:

(1)在pH=9时,H2CO3溶液中浓度最大的含碳元素离子为________。

(2)pH<4时,溶液中H2CO3的pC总是约等于3的原因是______________。

(3)一定浓度的NaHCO3和Na2CO3混合溶液是一种“缓冲溶液”,在这种溶液中加入少量的强酸或强碱,溶液的pH变化都不大,请用离子方程式表示加入少量强碱后其pH变化不大的原因__________________。

(4)已知M2CO3为难溶物,则其Ksp的表达式为__________________;现欲将某溶液中的M+以碳酸盐(Ksp=1×10-12)的形式沉淀完全,则最后溶液中的CO

的pC最大值为________(溶液中的离子浓度小于1×10-5mol/L时,沉淀完全)。

解析:

(1)根据图像,当pH=9时,HCO

浓度最大。

(3)向NaHCO3和Na2CO3混合溶液中加入少量NaOH时,NaHCO3与NaOH反应生成Na2CO3和H2O,溶液酸碱性变化不大。

(4)M2CO3的溶解平衡为M2CO3(s)2M++CO

,所以其Ksp的表达式为Ksp=c2(M+)·c(CO

),若M2CO3沉淀完全,即M+浓度小于或等于1×10-5mol/L,而Ksp=1×10-12,求得CO

的最大值为1×10-2,则CO

的pC=2。

答案:

(1)HCO

(2)c(H+)增大后,H2CO3H++HCO

平衡向左移动放出CO2,碳酸浓度保持不变

(3)HCO

+OH-===H2O+CO

(4)Ksp=c2(M+)·c(CO

) 2

15.(16分)(2013年江苏省苏北四市高三调研)盐泥是氯碱工业中的废渣,主要含有镁、铁、铝、钙等的硅酸盐和碳酸盐。

实验室以盐泥为原料制取MgSO4·7H2O的实验过程如下:

已知:

①室温下Ksp[Mg(OH)2]=6.0×10-12。

②在溶液中,Fe2+、Fe3+、Al3+从开始沉淀到沉淀完全的pH范围依次为7.1~9.6、2.0~3.7、3.1~4.7。

③三种化合物的溶解度(S)随温度变化的曲线如图所示。

请回答下列问题:

(1)在盐泥中加入稀硫酸调pH为1~2以及煮沸的目的是________________。

(2)若室温下的溶液中Mg2+的浓度为6.0mol/L,则溶液pH≥________才可能产生Mg(OH)2沉淀。

(3)由滤液Ⅰ到滤液Ⅱ需先加入NaClO调溶液pH约为5,再趁热过滤,趁热过滤的目的是____________________________,滤渣的主要成分是________。

(4)从滤液Ⅱ中获得MgSO4·7H2O晶体的实验步骤依次为①向滤液Ⅱ中加入____________________________;②过滤,得沉淀;③_________________;④蒸发浓缩,降温结晶;⑤过滤、洗涤得产品。

(5)若获得的MgSO4·7H2O的质量为24.6g,则该盐泥中镁[以Mg(OH)2计]的百分含量约为________(MgSO4·7H2O的相对分子质量为246)。

解析:

(2)溶液中Mg2+的浓度为6.0mol/L,由Ksp[Mg(OH)2]可求得产生Mg(OH)2沉淀所需的pH。

(3)滤液Ⅰ中含有的主要离子有Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+、SO

等,加入NaClO调溶液pH约为5~6,则铁、铝元素以Fe(OH)3、Al(OH)3形式沉淀;由溶解度曲线可知,在较高温度下MgSO4·7H2O及NaCl的溶解度较大而CaSO4·2H2O溶解度小。

(4)滤液Ⅱ中含有的主要离子有Mg2+、Na+、SO

、Cl-等,向其中加入NaOH溶液,过滤,得Mg(OH)2沉淀,向沉淀中加足量稀硫酸,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤、洗涤即可得到产品。

(5)24.6gMgSO4·7H2O的物质的量为0.1mol,则29.0g盐泥中含0.1molMg(OH)2,该盐泥中含镁的百分含量约为20.0%。

答案:

(1)提高Mg2+的浸取率(合理即可)

(2)8

(3)温度较高时钙盐与镁盐分离得更彻底(或高温下CaSO4·2H2O溶解度小等合理答案均可)

Al(OH)3、Fe(OH)3、CaSO4·2H2O

(4)NaOH溶液 向沉淀中加足量稀硫酸(合理答案均可)

(5)20.0%

16.(14分)(2013年南京模拟)随着工业的迅速发展,产生的废水对水体的污染也日趋严重。

通过控制溶液的pH对工业废水中的金属离子进行分离是实际工作中经常使用的方法。

下表是常温下金属氢氧化物的Ksp(沉淀溶解平衡常数)和金属离子在某浓度下开始沉淀所需的pH(表中浓度为相应pH时溶液中有关金属离子产生沉淀的最小浓度;当溶液中金属离子浓度小于10-5mol·L-1时通常认为该离子沉淀完全)。

金属离子

Ksp

pH(10-1mol·L-1)

pH(10-5mol·L-1)

Fe3+

4.0×10-38

2.7

3.7

Cr3+

6.0×10-31

4.3

5.6

Cu2+

2.2×10-20

4.7

6.7

Ca2+

4.0×10-5

12.3

14.3

(1)某厂排出的废水中含有Cu2+和Fe3+,测得其浓度均小于0.1mol·L-1。

为除去其中的Fe3+,回收铜,需控制的pH范围是________。

(2)为了处理含有Cr2O

酸性溶液的工业废水,采用如下方法:

向废水加入适量NaCl,以Fe为电极进行电解,经过一段时间,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成排出,从而使废水中铬含量低于排放标准。

①Cr2O

转变为Cr3+的离子方程式为__________________________

______________________________________________。

②pH对废水中Cr2O

去除率的影响如下图。

你认为电解过程中溶液的pH在________范围内对降低废水中的铬含量最有利,请说明理由:

____________

______________________________________________。

[注:

去除率(%)=

×100%,式中:

c0-处理前废水中Cr2O

的浓度,c-处理后废水中Cr2O

的浓度]

(3)沉淀转化在生产中也有重要应用。

例如,用Na2CO3溶液可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为较疏松而易清除的CaCO3,该沉淀转化达到平衡时,其平衡常数K=________(填数值)。

[已知Ksp(CaSO4)=9.1×10-6,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9]

解析:

(1)由所给数据可以看出,Fe3+在pH=3.7时已完全沉淀,而Cu2+在pH=4.7时才开始沉淀,所以为除去其中的Fe3+,回收铜,需控制的pH范围是3.7≤pH<4.7。

(2)①废水以Fe为电极进行电解,铁作阳极,失电子生成Fe2+:

Fe-2e-===Fe2+,Fe2+还原Cr2O

Cr2O

+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O。

②综合考虑所给信息,虽然pH越小,Cr2O

的去除率越大,但难形成Cr(OH)3沉淀从废水中分离(Cr3+在pH=4.3时才开始沉淀,在pH=5.6时完全沉淀),pH太高,Cr2O

的去除率太小,无实际意义,综合分析可知pH在4.3~5.6(或5~6)对降低废水中的铬含量最有利。

(3)由转化方程式得:

K=

=3.25×103。

答案:

(1)3.7≤pH<4.7

(2)①Cr2O

+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O ②4.3~5.6(或5~6) pH越小,Cr2O

的去除率越大,但难形成Cr(OH)3沉淀从废水中分离;pH越大,Cr2O

的去除率越小

(3)3.25×103

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