高中化学竞赛题--沉淀平衡

中学综合学科网第1页共21页中学化学竞赛试题资源库——沉淀平衡A组1．在一定温度下难溶盐AgCl的饱和溶液中，Ag＋与Cl－的物质的量浓度类似于水中[H＋]和[OH－]的关系，即[Ag＋][Cl－]＝Ksp（常数）。在下列溶液中：①20mL0.1mol/L(NH4)2CO3溶液，②30mL0.02mol/LCaCl2溶液，③40mL0.03mol/L盐酸，④10mLH2O，⑤50mL0.05mol/LAgNO3溶液，则AgCl的溶解度由大到小的顺序为A①②③④⑤B①④③②⑤C⑤④①②③D④③⑤②①2．解释CaCO3为何溶于碳酸。3．已知固体Al(OH)3在溶液中存在如下平衡：Al(OH)3（s）Al3＋（aq）＋3OH－（aq）其离子积[Al3＋][OH－]3为一常数，称为溶度积常数，用Ksp表示Kso，Al(OH)3＝10－33。若将1molAl(OH)3固体放入1L纯水中Al(OH)3微溶于水，待达到溶解平衡时，上层清液称为溶液，其溶液中的OH－离子的浓度为mol/L，Al(OH)3的溶解度为mol/L。（水的离子积常数KW＝10－14）4．与[H＋][OH－]＝KW类似，FeS饱和溶液中[Fe2＋][S2－]＝Ksp，常温下Ksp＝8.1×10－17（1）理论上FeS溶解度为g，而事实上其浓度远大于这个数值，其原因是：；（2）FeS达到[H＋]2[S2－]＝1.0×10－22，为了使溶液里[Fe2＋]达到1mol/L，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的[H＋]至mol/L。5．已知：①与水的电离产生水的离子积常数一样，在一定温度下，当难溶物AnBm在水中建立平衡：AnBm（s）＝nAm＋＋mBn－时，[Am＋]n·[Bn－]m＝Ksp（常数）；②几个正数的代数平均值不小于其几何平均值；③已知25℃时，在pH＝3和pH＝10的两溶液中，Al(OH)3的溶解度均为7.8×10－3g，此时溶液的密度近似为1g·cm－3。根据以上条件，回答下列问题：（1）写出Al(OH)3在水中的电离方程式：。（2）溶解了的Al(OH)3在碱性溶液中主要以离子形式存在。（3）25℃时，欲使Al(OH)3的溶解度最小，则溶液中[Al3＋]＋[AlO2－]的值将（填“最小”或“最大”），其值为，此时溶液的pH为（已知lg3＝0.477）。6．难溶盐硫酸钡在水中也有少量溶解，而且溶解部分完全电离，当溶液达到溶解平衡时，[Ba2＋][SO42－]＝Ksp＝1×10－10（1）用Ksp解释BaCO3能溶于稀盐酸；（2）将100mL1mol/LH2SO4加入100mL含Ba2＋0.137g的溶液中充分反应后，过滤出沉淀，计算滤液中残留的Ba2＋的物质的量浓度；（3）如沉淀用100mL纯水或100mL0.01mol/L的H2SO4分别洗涤，那种情况损失BaSO4少？试通过计算说明。B组7．把氯化氢气体通入饱和食盐水中会发生的变化是A产生少量氯气和氢气B溶液pH值下降中学综合学科网第2页共21页．在一定温度下，一定量的Ca(OH)2饱和溶液中，加入少量的CaO并维持温度不变，则下列说法中正确的是A溶液的pH值增大B溶液的pH值减小C溶液中的Ca2＋总数减少D溶液中的Ca2＋总数增加9．某一密闭绝热容器中盛有饱和Ca(OH)2溶液，当加入少量CaO粉末，下列说法正确的是①有晶体析出②[Ca(OH)2]增大③pH不变④[H＋][OH－]的积不变⑤[H＋]一定增大A①B①③C①②④D①⑤10．计算室温下饱和CO2水溶液（约0.04mol/L）中的[H＋]、[HCO3－]、[CO32－]、[OH－]（已知Kα1＝4.3×10－7Kα2＝5.6×10－11）。向上述溶液中加入等体积的0.1mol/LCaCl2溶液，通过计算回答能否生成CaCO3沉淀？（CaCO3：Ksp＝2.9×10－9）11．将1滴AgNO3溶液（1mol/L）滴入10mL浓NaCl溶液中以及将1滴NaCl溶液（1mol/L）滴入10mLAgNO3溶液（1mol/L）中，是否都有沉淀出现？写出有关反应的离子方程式（已知AgNO3在NaCl浓溶液中的溶解度为6.7×10－3mol/L，在水中的溶解度为1.3×10－5mol/L。1滴溶液的体积相当于0.04L）。12．难溶化合物的饱和溶液存在着溶解平衡，例如：AgCl（固）Ag＋＋Cl－；Ag2CrO4（固）2Ag＋＋CrO42－。在一定温度下，难溶化合物饱和溶液的离子浓度的乘积为一常数，这个常数用Ksp表示。已知：Ksp(AgCl)＝[Ag＋][Cl－]＝1.8×10－10；Ksp(Ag2CrO4)＝[Ag＋]2[CrO42－]＝1.9×10－12现有0.001mol/LAgNO3溶液滴定0.001mol/LKCl和0.001mol/L的K2CrO4的混和溶液，试通过计算回答：（1）Cl－和CrO42－中哪种先沉淀?（2）当CrO42－以Ag2CrO4形式沉淀时，溶液中的Cl－离子浓度是多少?CrO42－与Cl－能否达到有效的分离?（设当一种离子开始沉淀时，另一种离子浓度小于10－5mol/L时，则认为可以达到有效分离）13．已知Mg(OH)2在其他和溶液中物质的量浓度是1.65×10－4mol/L，Ag2O的溶解度是1.6×10－3g/100gH2O。通过计算判断：（1）MgO和Ag2O分别在水中能否使酚酞变红？（2）取MgSO4稀溶液，加入适量NaHCO3稀溶液，并使该两种物质（NaHCO和MgSO4）的物质的量之比为2︰1。①经pH计检测，混合液pH＝7.5，其原因是。②在混合液中滴入酚酞，然后先在水浴中加热至约60℃，其现象是；离子方程式是。充分反应后，再升高温度（在沸水浴中加热），其现象是：，化学方程式是。14．MgF2能够溶于水，试回答下列问题：（1）已知MgF＋离子的形成常数为63；氟化镁在水中的溶解度等于0.13g·dm－3。试求氟化镁的饱和溶液里镁离子、氟镁络离子和氟离子的浓度。若加入氟离子使它的浓度达0.1mol/L，求溶解度。中学综合学科网第3页共21页（2）从上述计算看出：电解质在水中的电离有什么特点？15．工业上处理含CrO42－废水时，可采用加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀的方法除去Cr(VI)。若在中性溶液中除去铬，应控制Ba2＋浓度不小于多少才可使废水中Cr(VI)含量达到排放标准（5.0×10－7mol·L－1）？（已知Ka1(H2CrO4)＝9.55，Ka2(H2CrO4)＝3.2×10－7，Ksp(BaCrO4)＝1.2×10－10）16．某溶液中同时含有Fe2＋和Fe3＋，它们的浓度均为0.05mol/L。如果要求Fe3＋沉淀完全（即[Fe3＋]＜10－5mol/L＝而Fe2＋不生成Fe(OH)2沉淀，如何控制溶液的pH值？（已知：Fe(OH)3的Ksp＝1.1×10－36，Fe(OH)2的Ksp＝1.64×10－14）17．（1）如何确定Zn(OH)2开始沉淀和完全沉淀的pH。（2）若开始所用ZnCl2溶液和ZnSO4溶液的物质的量浓度均为1.0mol·L－1，在ZnSO4溶液中开始析出Zn(OH)2沉淀的pH小于ZnCl2溶液中开始析出沉淀的pH。为什么？18．为使溶液中Pb2＋离子生成PbCO3沉淀（Ksp＝1.6×10－15），可用H2CO3或NaHCO3作沉淀剂。请通过计算讨论用哪种沉淀剂更好？（H2CO3：Ka1＝4.2×10－7；Ka2＝5.6×10－11）19．对于任意难溶电解质AmBn在水中可建立如下溶解平衡：AmBn(s)mAn＋＋nBm－平衡时：[An＋]m[Bm－]n＝Ksp，Ksp称为溶度积常数，物质的Ksp只随温度变化。已知25℃时，Mg(OH)2的溶度积：Ksp＝1.0×10－11，即KSP＝[Mg2＋][OH－]2＝1.0×10－11，根据以上叙述解答下列问题：（1）计算在25℃时，Mg(OH)2在水中的溶解度（g）（饱和溶液的密度1g/cm3）（2）当溶液中[Mg2＋]降到1.0×10－5mol/L时，可以认为Mg2＋已沉淀完全，向0.10mol/L的MgCl2溶液100mL中加入0.10mol/LNaOH溶液使Mg2＋沉淀。问至少需要将溶液的pH值调节到多少可使Mg2＋沉淀完全？（3）在（2）中，为使Mg2＋沉淀完全，消耗NaOH溶液的最小体积为多少mL？20．向50mL0.018mol/L的AgNO3溶液中加入50mL0.02mol/L的盐酸，生成了沉淀，如果溶液中[Ag＋]和[Cl－]的乘积是一个常数：[Ag＋][Cl－]＝1.0×10－10(mol/L)2。求：（1）沉淀生成后溶液中[Ag＋]是多少？（2）沉淀生成后溶液的pH值是多少？（3）如果向沉淀生成活的溶液中，再加入0.001mol/L的HCl50mL，将会观察到什么现象？为什么？21．将含有13.9g的FeSO4·7H2O和1.58gKMnO4的混合物用适量蒸馏水溶解，并加入适量硫酸酸化，再稀释成1L溶液。如果要使此溶液中的Fe3＋完全沉淀，而Mn2＋不沉淀，溶液的pH应控制在什么范围？（说明；①当溶液中离子浓度小于10－6mol/L时，认为沉淀完全；②假定所加试剂不影响原溶液体积；③Ksp为难溶电解质在饱和溶液中的离子积，只随温度的变化而变化，已知Fe(OH)3的Ksp＝[Fe3＋][OH－]3＝1.1×10－36；Mn(OH)2的Ksp＝[Mn2＋][OH－]2＝4.0×10－16）22．痛风是以关节炎反复发作及产生肾结石为特征的一类疾病。关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠晶体。反应式如下：中学综合学科网第4页共21页＋H2O＋H3O＋①尿酸：HUr（水溶液）尿酸根离子：Ur－（水溶液）pKa＝54（37℃）Ur－（aq）＋Na＋（aq）NaUr（s）②（1）37℃时1.0L水中可溶解8.0mmol尿酸钠，计算反应②的平衡常数。（2）第一次关节炎发作大都在脚趾和手指的关节处，这说明温度对反应②平衡常数影响如何？反应是放热，还是吸热？（3）37℃时1.0L水中仅能溶解0.5mmol的尿酸，通过计算说明尿酸在血清（pH＝7.4，[Na＋]＝130rnmol/L）中沉淀与关节炎的发作无关。（4）痛风病人常患肾结石，肾结石是由尿酸晶体所组成。形成它的原因是病人尿的尿酸盐浓度过高。若病人尿中尿酸与尿酸盐的总浓度为2.0mmol/L，计算尿的pH值为何值时，病人的尿中会形成尿酸结石。23．将难溶化合物的沉淀和其饱和溶液之间的多相平衡状态，以称为溶度积KSP常数来表述。溶度积数值在化学实践中广泛用于与溶解度和沉淀的析出有关的许多计算中。（1）试用KSP的概念说明沉淀的生成和溶解的条件。（2）室温时氢氧化镁的溶度积等于6.8×10－12，求此化合物在指定条件下在水中的溶解度（mol/L或g/L）。在何pH值时，由10%的氯化镁溶液（密度为1.07g/mL中开始析出氢氧化镁沉淀？（3）若氢氧化铝的KSP＝3.2×10－34，它的溶解度是多少？（4）计算氢氧化铝在0.1mol/LKOH溶液中的溶解度．计算时认为生成四烃基合铝酸盐离子。（5）溶解0.39g的氢氧化铝，需要多大起始浓度的氢氧化钠溶液100mL？（6）溶解1g氢氧化铝，需要0.01mol/LNaOH溶液多少体积？一些参考数据：（7）试估计在水溶液中六水合铝离子[A1(H2O)63＋]的酸性常数值，并同时计算氢氧化铝的三个碱性常数。KSP＝[A]n·[B]m，此处[A]和[B]为饱和溶液中离子A和B的平衡浓度（mol/L）；水的离子积KSP＝[H＋]·[OH－]＝10－14；铝的羟基配合物的稳定常数K稳＝[Al(OH)n3－n]／([Al3＋]·[OH－]n)，其数为108.9（n＝1），1017.8（n＝2），1026（n＝3），1033（n＝4）。C组24．在25℃时把固体AgCl