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專(zhuān)題8.4 難溶電解質(zhì)的溶解平衡
(測(cè)試時(shí)間45分鐘,滿分100分)
姓名: 班級(jí): 得分:
一、選擇題(本題包括10小題,每小題5分,共50分)
1.【湖南懷化2018屆高三上學(xué)期期末】往鍋爐注入Na2CO3溶液浸泡,將水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3,再用鹽酸去除,下列敘述正確的是 ( )
A. 溫度升高Na2CO3溶液的Kw和c(H+)均會(huì)增大
B. CaSO4能轉(zhuǎn)化為CaCO3,說(shuō)明Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)
C. CaCO3溶解于鹽酸而CaSO4不溶,是因?yàn)榱蛩崴嵝詮?qiáng)于鹽酸
D. 沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式為CO32?(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO42?(aq)
【答案】D
2.【“江淮十校”2018屆高三第一次聯(lián)考】常溫下,金屬離子(Mn+)濃度的負(fù)對(duì)數(shù)值隨溶液pH變化關(guān)系如圖所示[已知:pM=-lgc(Mn+),且假設(shè)c(Mn+)≤10-6mol/L認(rèn)為該金屬離子已沉淀完全]。根據(jù)判斷下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.常溫下,Ksp[Mg(OH)2]
1.010-6 molL-l
B. HCOO-的水解常數(shù)為1.010-10
C. 向Zn(OH)2懸濁液中加入HCOOH,溶液中c(Zn2+)增大
D. Zn(OH)2+2HCOOH=Zn2++2HCOO-+2H2O的平衡常數(shù)K=100
【答案】A
【解析】A、Zn(OH)2溶于水形成的飽和溶液中,令飽和溶液中鋅離子濃度為
x,x(2x)2=1.010-18,x==6.310-7 molL-l, c(Zn2+)<1.010-6 molL-l,故A錯(cuò)誤;B、HCOO-的水解常數(shù)為 1.010-10,故B正確;C、向Zn(OH)2懸濁液中加入HCOOH,溶液中氫氧根離子減小,溶解平衡正向移動(dòng),溶液中c(Zn2+)增大,故C正確;D、
Zn(OH)2+2HCOOHZn2++2HCOO-+2H2O的平衡常數(shù)
K== 100,故D正確;故選A。
6.【福建閩侯一中2018屆高三上學(xué)期期末】已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.010-36 。c(Fe3+)=4.010-3molL-1的溶液中,攪拌的同時(shí)向該溶液中滴加濃氨水,當(dāng)開(kāi)始出現(xiàn)氫氧化鐵沉淀時(shí),溶液的pH為 ( )
A. 12 B. 11 C. 4 D. 3
7.【貴州貴陽(yáng)一中2018屆高三第五次月考】已知25℃時(shí)Ksp[Mg(OH)2]=1.810-11,Ksp [Fe(OH)3]=8.010-38,Kb(NH3H2O)= 1.810-5,下列敘述不正確的是 ( )
A. Mg(OH)2、Fe(OH)3的飽和溶液中c(OH-)的大小順序:Mg(OH)2>Fe(OH)3,25℃時(shí),向等濃度的MgCl2和FeCl3混合溶液中逐滴加入氨水,先出現(xiàn)紅褐色沉淀,
B. 25℃時(shí),加大量水稀釋氨水,電離程度增大,溶液pH減小
C. 25℃時(shí),NH4++H2ONH3H2O+H+的平衡常數(shù)為5.610-10
D. 將0.02 mol?L-1MgCl2溶液和0.02 mol?L-1NaOH溶液等體積混合,沒(méi)有沉淀生成
【答案】D
【解析】A.Mg(OH)2、Fe(OH)3的飽和溶液中c(OH-)的大小順序:Mg(OH)2>Fe(OH)3,25℃時(shí),向等濃度的MgCl2和FeCl3混合溶液中逐滴加入氨水,先出現(xiàn)紅褐色沉淀,故A正確;B.25℃時(shí),加大量水稀釋氨水,電離程度增大,溶液pH減小,故B正確;C.25℃時(shí),NH4++H2ONH3H2O+H+的平衡常數(shù)為Kh= Kh===5.610-10,故C正確;D.將0.02 mol?L-1MgCl2溶液和0.02 mol?L-1NaOH溶液等體積混合,c(OH-)= c(Mg2+)= 0.01 mol?L-1,離子積Qc= c(Mg2+) c(OH-)2=10-6> Ksp[Mg(OH)2],有沉淀生成,故D不正確。故選D。
8.【山西康杰中學(xué)2018屆高三第二次月考】依據(jù)下表有關(guān)鐵難溶化合物的溶度積,有關(guān)說(shuō)法正確的是( )
化合物
溶度積(25℃)
化合物
溶度積(25℃)
FeCO3
3.210-11
Fe(OH)3
4.010-38
Fe(OH)2
8.010-11
FeS
6.310-18
A. 在c(CO32-)=0.1 molL-1的溶液中,c(Fe2+)≥3.210-10 molL-1
B. 將FeCl3和 FeCl2溶液分別調(diào)至PH=10,則c(Fe2+)< c(Fe3+)
C. 增加溶液的酸性,有利于將Fe2+沉淀為FeS和FeCO3
D. 將反應(yīng)液中的Fe2+氧化為 Fe3+有利于將鐵從溶液中除盡
9.【云南玉溪元江一中2019屆高三第一次月考】海水中含有豐富的鎂資源。某同學(xué)設(shè)計(jì)了從模擬海水中制備MgO的實(shí)驗(yàn)方案:
注:溶液中某種離子的濃度小于1.010-5mol/L,可認(rèn)為該離子不存在;實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,假設(shè)溶液體積不變。
已知:Ksp(CaCO3)=4.9610-9;Ksp(MgCO3)=6.8210-6;Ksp[Ca(OH)2]=4.6810-6;Ksp[Mg(OH)2]=5.6110-12。下列說(shuō)法正確的是 ( )
A. 沉淀物X為CaCO3
B. 濾液M中存在Mg2+,不存在Ca2+
C. 濾液N中存在Mg2+,Ca2+
D. 步驟②中若改為加入4.2 g NaOH固體,沉淀物Y為Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物
【答案】A
10.【山東濰坊2018屆高三二?!?5℃時(shí),用Na2SO4溶液沉淀Ba2+、Pb2+、Ca2+三種金屬離子(M2+),所需SO42-最低濃度的負(fù)對(duì)數(shù)值p(SO42-)=-lgc(SO42-)與p(M2+)=-lg(M2+)關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A. Ksp(CaSO4)”、“<”或“=”)T2,T2時(shí)Ksp(BaSO4)=________。
(2)根據(jù)T1溫度時(shí)BaSO4的沉淀溶解平衡曲線,判斷下列說(shuō)法正確的是________(填序號(hào))。
A.加入Na2SO4可由a點(diǎn)變?yōu)閎點(diǎn)
B.在T1曲線上方區(qū)域(不含曲線)的任意一點(diǎn)時(shí),均有BaSO4沉淀生成
C.蒸發(fā)溶劑可能由d點(diǎn)變?yōu)門(mén)1曲線上a、b之間的某一點(diǎn)(不含a、b)
D.升溫可由b點(diǎn)變?yōu)閐點(diǎn)
(3)沉淀的生成、溶解和轉(zhuǎn)化在無(wú)機(jī)物制備和提純及科研等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。已知25 ℃時(shí),Ksp(BaSO4)=110-10,Ksp(BaCO3)=110-9。
①醫(yī)學(xué)上進(jìn)行消化系統(tǒng)的X射線透視時(shí),常使用BaSO4作內(nèi)服造影劑。胃酸很強(qiáng)(pH約為1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是__________________(用沉淀溶解平衡原理解釋)。萬(wàn)一誤服了少量BaCl2,應(yīng)盡快用大量0.5 molL-1 Na2SO4溶液洗胃,如果忽略洗胃過(guò)程中Na2SO4溶液濃度的變化,殘留在胃液中的Ba2+濃度僅為_(kāi)_______ molL-1。
②長(zhǎng)期使用的鍋爐需要定期除水垢,否則會(huì)降低燃料的利用率。水垢中含有CaSO4,可先用Na2CO3溶液處理,使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3的離子方程式為_(kāi)___________________________________。
【答案】(1)<(1分) 5.010-9(2分)(2)ABC (2分)
(3)①對(duì)于沉淀溶解平衡BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO (aq),H+不能減小Ba2+或SO的濃度,平衡不能向溶解方向移動(dòng)(2分) 210-10(2分)
② CaSO4(s)+CO (aq) CaCO3(s)+SO (aq) (2分)
12.(10分)【2018版高考總復(fù)習(xí)專(zhuān)題八對(duì)接高考精練】(1)濃縮液中主要含有I-、Cl-等離子,取一定量的濃縮液,向其中滴加AgNO3溶液,當(dāng)AgCl開(kāi)始沉淀時(shí),溶液中為_(kāi)_______________,已知Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgI)=8.510-17。
(2)已知:Ksp[Al(OH)3]=110-33,Ksp[Fe(OH)3]=310-39,pH=7.1時(shí)Mn(OH)2開(kāi)始沉淀。室溫下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其濃度均小于110-6 molL-1),需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為_(kāi)_______。
(3)某溶液含0.02 mol/L Mn2+、0.1 mol/L H2S,當(dāng)溶液pH=________時(shí),Mn2+開(kāi)始沉淀[已知:Ksp(MnS)=2.810-13,c(S2-)為1.410-11 molL-1時(shí),pH=5]。
(4)煅粉主要含MgO和CaO,用適量NH4NO3溶液浸取煅粉后,鎂化合物幾乎不溶,若濾液Ⅰ中c(Mg2+)小于510-6molL-1,則溶液pH大于________[Mg(OH)2的Ksp=510-12];該工藝中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是_______________________________________________。
【答案】(10分,每空2分)
(1)4.710-7(2)5.0<pH<7.1 (3)5
(4)11 SO和Ca2+轉(zhuǎn)化為微溶物CaSO4,不利于CaO溶解
(3)c(S2-)= =1.410-11 molL-1,pH=5時(shí),Mn2+開(kāi)始沉淀。
(4)若溶液中c(Mg2+)小于510-6molL-1,則c(OH-)>110-3molL-1,pH大于11.該工藝中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是SO和Ca2+轉(zhuǎn)化為微溶物CaSO4,不利于CaO溶解。
13.(14分)【山東德州武城二中2019屆高三9月月考】鎳電池廣泛應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車(chē)系統(tǒng),電極材料由Ni(OH)2、碳粉和氧化鐵等涂在鋁箔上制成。由于電池使用后電極材料對(duì)環(huán)境有危害,某興趣小組對(duì)該電池電極材料進(jìn)行回收研究,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下:
已知:A.NiCl2易溶于水,F(xiàn)e3+不能氧化Ni2+。
b.某溫度下一些金屬氫氧化物的Ksp及開(kāi)始沉淀和完全沉淀時(shí)的理論pH如表所示:
M(OH)n
Ksp
pH
開(kāi)始沉淀
沉淀完全
Al(OH)3
1.910-33
3.43
4.19
Fe(OH)3
3.910-38
2.53
2.94
Ni(OH)2
1.610-14
7.60
9.75
回答下列問(wèn)題:
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷步驟②依次析出的沉淀Ⅱ______和沉淀Ⅲ______(填化學(xué)式),則pH1___pH2(填“>”、“=”或“<”),控制兩種沉淀析出可利用______(填序號(hào))。
A.pH試紙 B.石蕊指示劑 C.pH計(jì)
(2)已知溶解度:NiC2O4>NiC2O4?H2O>NiC2O4?2H2O,則步驟③的化學(xué)方程式是______。步驟③后,過(guò)濾沉淀所需的玻璃儀器有_____________________。
(3)試寫(xiě)出步驟⑥的離子方程式____________________________________。
【答案】(14分,每空2分)
(1)Fe(OH)3 Al(OH)3 < C
(2)NiCl2+Na2C2O4+2H2O=NiC2O42H2O↓+2NaCl 漏斗、玻璃棒和燒杯
(3)2Ni(OH)2+2OH-+Cl2=2Ni(OH)3+2Cl-
詳解:(1)根據(jù)pH可以確定開(kāi)始析出沉淀和全部沉淀的pH范圍,先析出沉淀Ⅱ是Fe(OH)3,沉淀pH范圍是2.53~2.94,然后析出沉淀Ⅲ是Al(OH)3,沉淀pH的范圍3.43~4.19,所以pH1<pH2。控制兩種沉淀析出必須準(zhǔn)確測(cè)定溶液pH,所以用pH計(jì)測(cè)定,答案選C。
14.(15分)【云南昆明2018屆高三3月質(zhì)檢】鈹銅是力學(xué)、化學(xué)綜合性能良好的合金,廣泛應(yīng)用于制造高級(jí)彈性元件。以下是從某廢舊鈹銅元件(含BeO25%、CuS71%、少量FeS和SiO2)中回收鈹和銅兩種金屬的流程
已知:I.鈹、鋁元素處于周期表中的對(duì)角線位置,化學(xué)性質(zhì)相似
Ⅱ.常溫下: Ksp[Cu(OH)2]=2.210-20 Ksp[Fe(OH)3]=4. 010-38 K sp[Mn(OH)2]=2.110-13
(1)濾液A的主要成分除NaOH外,還有______________ (填化學(xué)式)
寫(xiě)出反應(yīng)I中含鈹化合物與過(guò)量鹽酸反應(yīng)的離子方程式____________________________
(2)①溶液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl,為提純BeCl2,選擇合理步驟并排序______________。
a加入過(guò)量的 NaOH B.通入過(guò)量的CO2 c加入過(guò)量的氨水
D.加入適量的HCl e.過(guò)濾 f洗滌
②從BeCl2溶液中得到BeCl2固體的操作是____________________________。
(3)①M(fèi)nO2能將金屬硫化物中的硫元素氧化為單質(zhì)硫,寫(xiě)出反應(yīng)Ⅱ中CuS發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________。
②若用濃HNO3溶解金屬硫化物,缺點(diǎn)是______________ (任寫(xiě)一條)。
(4)溶液D中含c(Cu2+)=2.2molL-1、c(Fe3+)=0.008molL-1、c(Mn2+)=0.01molL-1,逐滴加入稀氨水調(diào)節(jié)pH可依次分離,首先沉淀的是______________ (填離子符號(hào)),為使銅離子開(kāi)始沉淀,常溫下應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH值大于______________。
(5)取鈹銅元件1000g,最終獲得Be的質(zhì)量為81g,則產(chǎn)率是______________。
【答案】(1)Na2SiO3、Na2BeO2(2分) BeO22-+4H+=Be2++2H2O (2分)
(2)①cefd(2分) ②蒸發(fā)結(jié)晶時(shí),向溶液中持續(xù)通入氯化氫氣體(1分)
(3)①M(fèi)nO2+CuS+2H2SO4=S↓+MnSO4+CuSO4+2H2O (2分)
②產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體(合理即可) (1分)
(4) Fe3+ (1分) 4 (2分) (5) 90%(2分)
②為了抑制Be2+的水解,因此需要在HCl的氛圍中對(duì)BeCl2溶液蒸發(fā)結(jié)晶;(3)①根據(jù)信息,CuS中S轉(zhuǎn)化為S單質(zhì),MnO2中Mn被還原為Mn2+,根據(jù)化合價(jià)升降法進(jìn)行配平,其化學(xué)反應(yīng)方程式為MnO2+CuS+2H2SO4=S↓+MnSO4+CuSO4+2H2O ;②用濃硝酸作氧化劑,HNO3被還原成NO2,NO2有毒污染環(huán)境;(4)三種金屬陽(yáng)離子出現(xiàn)沉淀,根據(jù)濃度商與Ksp的關(guān)系,Cu2+轉(zhuǎn)化成沉淀,c(OH-)=molL-1,F(xiàn)e3+轉(zhuǎn)化成沉淀,c(OH
-)=molL-1,Mn2+轉(zhuǎn)化成沉淀,c(OH
-)=molL-1,因此首先沉淀的是Fe3+,為使Cu2+沉淀,此時(shí)c(OH-)=110-10molL-1,c(H+)=10-14/10-10=10-4molL-1,即pH=4,當(dāng)pH>4時(shí),Cu2+出現(xiàn)沉淀;(5)混合物中BeO的質(zhì)量為100025%=250g,理論上得到Be的物質(zhì)的量為250/25mol=10mol,實(shí)際得到Be物質(zhì)的量為81/9mol=9mol,產(chǎn)率是9/10100%=90%。
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