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高二化学难溶电解质的溶解平衡检测题

2019-06-14  zd山笑


双基练习
1.以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子,通过添加难溶电解质MnS,可使这些金属离子形成硫化物沉淀,过滤除去包括MnS在内的沉淀,再经蒸发、结晶,可得纯净物MnCl2。根据上述实验事实,可推知MnS具有相关性质是(  )
A.具有吸附性
B.溶解度与CuS、PbS、CdS等相同
C.溶解度大于CuS、PbS、CdS
D.溶解度小于CuS、PbS、CdS
解析:题给信息中有“通过添加难溶电解质MnS,可使这些金属离子形成硫化物沉淀”的提示,所以该除杂方法的原理是利用难溶物质溶解性差异将杂质转化为更难溶物质而除去,由此可以确定C选项是正确的。
答案:C
2.下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是(  )
A.Ksp(AB2)小于Ksp(CD),则AB2的溶解度小于CD的溶解度
B.在氯化银的沉淀溶解平衡体系中,加入蒸馏水,氯化银的Ksp增大
C.在氯化银的沉淀溶解平衡体系中,加入碘化钾固体,氯化银沉淀可转化为碘化银沉淀
D.在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中,加入稀盐酸,溶解平衡不移动
解析:利用溶度积比较难溶电解质的溶解性大小时,必须是阴、阳离子比相同的物质才可以直接比较,如:AB、CD都是1∶1型,可以直接比较,而AB2和CD不可直接比较,A项错误;Ksp不受溶液浓度的影响,只是温度的函数,B项错误;存在沉淀的转化AgCl(s)+I-(aq)===AgI(S)+Cl-(aq),C项正确;D项在碳酸钙沉淀中加入盐酸,会发生反应:CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑,溶解平衡向右移动,D项错误。新 课  标  第  一 网
答案:C
3.已知CuSO4溶液分别与Na2CO3、Na2S溶液反应的情况如下:
(1)CuSO4+Na2CO3
主要:Cu2++CO2-3+H2O===Cu(OH)2↓+CO2↑
次要:Cu2++CO2-3===CuCO3↓
(2)CuSO4+Na2S
主要:Cu2++S2-===CuS↓
次要:Cu2++S2-+2H2O===Cu(OH)2↓+H2S↑
下列几种物质溶解能力由大到小的顺序是(  )
A.Cu(OH)2>CuCO3>CuS
B.CuS>CuCO3>Cu(OH)2
C.CuS>Cu(OH)2>CuCO3
D.CuCO3>Cu(OH)2>CuS
解析:物质的生成物溶解度越小,反应越易发生,在(1)中S[Cu(OH)2]<S(CuCO3),(2)中S(CuS)<S[Cu(OH)2]。
答案:D
4.已知25℃时,电离常数Ka(HF)=3.6×10-4,溶度积常数Ksp (CaF2)=1.46×10-10。现向1 L 0.2 mol/LHF溶液中加入1 L 0.2 mol/LCaCl2溶液,则下列说法中,正确的是(  )
A.25℃时,0.1 mol/LHF溶液中pH=1
B.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化
C.该体系中没有沉淀产生
D.该体系中HF与CaCl2反应产生沉淀
解析:A项,HF为弱酸,故0.1 mol/LHF溶液pH>1。B项,Ksp只与温度有关。C项,设0.1mol/L的HF溶液中c(F-)=c(H+)=x mol/L,则x20.1-x=3.6×10-4,x≈6×10-3 mol/L,混合后c(Ca2+)=0.1 mol/L,0.1 mol/L×(6×10-3 mol/L)2=3.6×10-6>1.46×10-10,故应有CaF2沉淀生成。
答案:D
5.在25℃时,AgCl的白色悬浊液中,依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液。观察到的现象是先出现黄色沉淀,最终出现黑色沉淀。已知有关物质的溶度积Ksp(25℃)如下:
AgCl AgI Ag2S
Ksp 1.8×10-10 8.51×10-16 6.3×10-50
下列叙述错误的是(  )
A.沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动
B.溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀
C.AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解程度相同
D.25℃时,在饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中,所含Ag+的浓度不同
解析:由于AgCl、AgI、Ag2S的Ksp依次减小,当向AgCl溶液中加入同浓度的KI和Na2S溶液时,测定的沉淀溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)右移,依次转化为溶解度小的AgI沉淀和Ag2S沉淀,故A、B正确,由于在NaCl、CaCl2溶液中c(Cl-)不同,而Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)导致AgCl在两溶液中的溶解程度不同,C项错误,由于Ksp(AgI)=c(Ag+)·c(I-),Ksp(Ag2S)=c2(Ag+)·c2(S2-)且三种沉淀的Ksp不相同,故三种溶液中c(Ag+)不同。
答案:C
6.在自然界存在溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。已知Ksp(CuS)=6×10-36,Ksp(ZnS)=2×10-24。下列关于不溶物之间转化的说法中错误的是(  )
A.ZnS不溶于水和盐酸,也不能转化为CuS
B.两种不溶物的Ksp相差倍数越大,不溶物就越容易转化为更难溶的不溶物
C.CuS比ZnS更难溶于水,所以ZnS在一定条件下可以转化为CuS
D.常温下,ZnS若要在CuCl2溶液中开始转化为CuS,则CuCl2的浓度必须不低于32×10-24 mol/L
解析:对比CuS与ZnS Ksp的相对大小,可知CuS的溶解性更小,结合沉淀转化的规律,可推知C项正确。A项不正确。由ZnS(s)Zn2++S2-,Ksp(ZnS)=c(Zn2+)·c(S2-)=c2(S2-);CuS(s)c(Cu2+)+c(S2-),Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-),故
c(Cu2+)=KspCuScS2-=6×10-362×10-24=32×10-24 mol/L,D项正确。
答案:A
7.(2011·新课标全国高考)0.80gCuSO4·5H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。

在0.10 mol/L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,c(Cu2+)=___________ ___mol/L(Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)。若在0.1 mol/L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。
解析:因为Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=2.2×10-20,当溶液的pH=8时,c(OH-)=10-6mol/L,所以c(Cu2+)=2.2×10-8 mol/L;硫酸铜溶液中通入过量H2S气体时反应的化学方程式为:CuSO4+H2S===H2SO4+CuS,忽略溶液体积变化根据原子守恒可知生成的硫酸的浓度是0.1 mol·L-1,所以H+浓度是0.2 mol/L。
答案:2.2×10-8 0.2
能力提升
8.某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(  )

提示:BaSO4(g)Ba2+(aq)+S2-4(aq)的平衡常数Ksp=c (Ba2+)·c(SO2-4),称为溶度积常数。
A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C.d点无BaSO4沉淀生成
D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
解析:A项温度不变,加入Na2SO4会导致溶解平衡向左移动,但两离子的乘积仍不变,仍在曲线上,不会由a点变到b点;D项通过蒸发,水量减小,Ba2+和SO2-4浓度都增大,不可能由d点变到c点;C项d点还没有形成饱和溶液,因此无BaSO4沉淀生成;D项从图像中看出a点与c点的Ksp相等。
答案:C
9.在饱和Mg(OH)2溶液中,c(OH-)=1.0×10-4 mol/L。若向该溶液中加入NaOH溶液,使溶液中的c(OH-)变为原来的10倍,则Mg(OH)2的溶解度在理论上将(  )
A.变为原来的10-3倍    B.变为原来的10-2倍
C.变为原来的10倍   D.不发生变化
解析:原饱和溶液中c(Mg2+)=Ksp[MgOH2]c2OH-=Ksp[MgOH2]1.0×10-8,
所以cMg2+后cMg2+原=Ksp[MgOH2]/1.0×10-6Ksp[MgOH2]/1.0×10-8=10-2
答案:B
10.已知Ag2SO4的Ksp为2.0×10-5,将适量Ag2SO4固体溶于100 mL水中至刚好饱和,该过程中Ag+和SO2-4浓度随时间变化关系如图饱和Ag2SO4溶液中c(Ag+)=0.034 mol/L。若t1时刻在上述体系中加入100 mL0.020 mol/LNa2SO4溶液,下列示意图中,能正确表示t1时刻后Ag+和SO2-4浓度随时间变化关系的是(  ) 
 
  A.           B.

  C.           D.
解析:100 mL饱和Ag2SO4溶液中,c(Ag+)=0.034 mol/L,c(SO2-4)=12c(Ag+)=0.017 mol/L;加入100 mL 0.020 mol/LNa2SO4溶液后,c(SO2-4)=0.020 mol/L+0.017 mol/L2=0.018 5 mol/L,c(Ag+)=0.034 mol/L2=0.017 mol/L,此时Qc(Ag2SO4)=(0.017)2×0.018 5<Ksp(Ag2SO4),Ag2SO4溶液属于不饱和溶液,对比图像只有B项符合题意。
答案:B
11.在一定温度下,一定量的水中,石灰乳悬浊液存在下列溶解平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),当向此悬浊液中加入少量生石灰时,下列说法正确(  )
A.n(Ca2+)增大   B.n(Ca2+)增大
C.n(OH-)增大   D.c(OH-)不变
解析:加入少量生石灰后,发生反应CaO+H2O===Ca(OH)2(微溶)溶液中水的量减小,析出Ca(OH)2固体,但溶液仍然是饱和溶液,所以溶液中的离子浓度不变,但离子数减少。
答案:D
12.已知:Cu(OH)2Cu2+(aq)+2OH-(aq),Ksp=c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20。当溶液中各种离子的浓度方次的乘积大于溶度积时,则产生沉淀,反之固体溶解。
(1)某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02 mol/L,如果生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH,使之大于______。
(2)要使0.2 mol/LCuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原来的千分之一),则应向溶液里加入NaOH溶液,使溶液的pH为__________。
解析:(1)根据信息,当c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20时开始出现沉淀,则c(OH-)=2×10-20cCu2+=2×10-200.02=10-9 (mol/L),c(H+)=10-5 mol/L,pH=5,所以要生成Cu(OH)2沉淀,应调整pH>5。
(2)要使Cu2+浓度降至0.2 mol/L/1000=2×10-4 mol/L,c(OH-)= 2×10-202×10-4=10-8 (mol/L),c(H+)=10-6 mol/L,此时溶液的pH=6。
答案:(1)5 (2)6
13.已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡:
MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq)
Ksp=[Mn+]m·[Am-]n
某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性,查得如表资料:
难溶
电解质 CaCO3 CaSO4 MgCO3 Mg(OH)2
Ksp 2.8×10-9 7.1×10-5 6.8×10-6 5.6×10-12
实验步骤如下:
①往100 mL 0.1 mol/L的CaCl2溶液中加入100 mL0.1 mol/L的Na2SO4溶液,立即有白色沉淀生成。
②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g,搅拌、静置、沉淀后弃去上层清液。
③再加入蒸馏水搅拌、静置、沉淀后再弃去上层清液。
④___________________________________________________。
(1)写出第②步发生反应的化学方程式:__________。
(2)设计第③步的目的是________________________。
(3)请补充第④步操作及发生的现象:______________________ ____________________________。
(4)请写出该转化在实际生产、生活中的一个应用____________ ________________________。
解析:本题考查的知识点为沉淀的转化,题目在设计方式上为探究性实验,既注重基础知识、基本技能的考查,又注重了探究能力的考查.在硫酸钙的悬浊液中存在着:CaSO4(s)SO2-4(aq)+Ca2+(aq),而加入Na2CO3后,溶液中CO2-3浓度较大,而CaCO3的Ksp较小,故CO2-3与Ca2+结合生成沉淀,即CO2-3+Ca2+=== CaCO3↓。既然是探究性试验,必须验证所推测结果的正确性,故设计了③④步操作,即验证所得固体是否为碳酸钙。然后联系生活实际除去锅炉水垢,即可解答(4)小题。
答案:(1)Na2CO3+CaSO4===Na2SO4+CaCO3
(2)洗去沉淀中附着的SO2-4
(3)向沉淀中加入足量的盐酸,沉淀完全溶解,并放出无色无味气体
(4)将锅炉水垢的CaSO4转化为CaCO3易于除去
14.卤化银(包括AgCl、AgBr、AgI)都是既不溶于水又不溶于酸的难溶物。
(1)下列有关AgCl的叙述中,正确的是__________。
A.一定温度下的AgCl水溶液中,Ag+和Cl-浓度的乘积是一常数
B.AgCl的Ksp=1.8×10-10,在任何含AgCl固体的溶液中,c(Ag+)=c(Cl-),且c(Ag+)和c(Cl-)乘积等于1.8×10-10
C.温度一定时,在AgCl饱和溶液中,c(Ag+)和c(Cl-)乘积是一个常数
D.向饱和AgCl溶液中加盐酸Ksp变大
(2)向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液,出现白色沉淀,继续滴加一滴KI溶液并振荡,沉淀变为黄色,再滴入一滴Na2S溶液并振荡,沉淀又变成黑色。根据上述变化过程,分析此三种沉淀物的溶解度关系为__________。
A.AgCl=AgI=Ag2S   B.AgCl<AgI<Ag2S
C.AgCl>AgI>Ag2S   D.AgI>AgCl>Ag2S
(3)现向含AgI的饱和溶液中:
①加入固体AgNO3,则c(Ag+)__________(填“变大”、“变小”或“不变”,下同);
②若改加更多的AgI,则c(Ag+)__________;
③若改加AgBr固体,则c(I-)__________________,c(Ag+) __________。
解析:(1)选C,A项,一定温度下的AgCl只有达到溶解平衡,也即只有在AgCl的饱和溶液中,c(Ag+)与c(Cl-)乘积才是一个常数;B项在含Ag+或Cl-的AgCl溶液中c(Ag+)与c(Cl-)不相等,但Ksp不变;D项向饱和AgCl溶液中加盐酸,Ksp不变,Ksp只与难溶物的性质和温度有关。
(2)沉淀总是向溶解度更小的方向转化。
(3)①AgI饱和溶液中,加AgNO3,溶解平衡逆向移动,AgI溶解度变小,但c(Ag+)增大。
②加AgI,无影响,溶解度和c(Ag+)都不变化。
③加AgBr,因为AgBr溶解度比AgI大,所以c(Ag+)变大,AgI溶解平衡逆向移动,c(I-)变小。
答案:(1)C (2)C (3)①变大 ②不变 ③变小、变大         

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