沉淀溶解平衡

沉淀溶解平衡一、选择题(本题包括6小题,每题4分,共24分)1.有关CaCO3的溶解平衡的说法中,不正确的是()A.CaCO3沉淀析出和沉淀溶解不断进行,但速率相等B.CaCO3难溶于水,其饱和溶液几乎不导电,属于弱电解质溶液C.升高温度,CaCO3沉淀的溶解度增大D.向CaCO3沉淀中加入纯碱固体,CaCO3的溶解度降低【解析】选B。达到平衡v沉淀溶解=v沉淀析出,A正确;CaCO3难溶于水,但溶解的部分完全电离出离子,属于强电解质溶液,B错误;一般温度越高,溶解度越大,C正确;纯碱电离出C抑制CaCO3沉淀溶解,CaCO3的溶解度降低,D正确。2.25℃时,5种银盐的溶度积常数(Ksp)如表所示,下列选项正确的是()AgClAg2SO4Ag2SAgBrAgI1.8×10-101.4×10-56.3×10-505.0×10-138.3×10-17A.AgCl、AgBr和AgI的溶解度依次增大B.将Ag2SO4溶于水后,向其中加入少量Na2S溶液,不可能得到黑色沉淀C.室温下,AgCl在水中的溶解性小于在食盐水中的溶解性D.将浅黄色溴化银浸泡在饱和NaCl溶液中,会有少量白色固体生成【解析】选D。由表中数据可知,AgCl、AgBr、AgI的Ksp依次减小,因此溶解度依次减小,A项错误;Ksp(Ag2SO4)Ksp(Ag2S),因此向Ag2SO4溶液中加入少量Na2S溶液,Ag2SO4会转化为Ag2S,产生黑色沉淀,B项错误;食盐水相对于水,c(Cl-)增大,则AgCl在食盐水中的溶解平衡逆向移动,溶解性减小,C项错误;在氯化钠的饱和溶液中,氯离子的浓度较大,溴化银固体浸泡在其中,在溴化银溶解过程中会使氯离子与银离子的离子积大于其溶度积,所以会有少量白色固体生成,D项正确。【加固训练】下列说法中,正确的是()A.难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,沉淀和溶解即停止B.Ksp越小,难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱C.Ksp的大小与离子浓度无关,只与难溶电解质的性质和温度有关D.相同温度下,AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的相同【解析】选C。难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,沉淀溶解平衡是动态平衡,沉淀和溶解速率相同,A错误;Ksp可用来判断相同类型的化合物在水中溶解度的大小,但是如果化合物的类型不同,就不能进行直接判断,Ksp越小的难溶电解质在水中的溶解能力不一定越弱,B错误;沉淀溶解平衡存在溶度积常数,Ksp的大小与离子浓度无关,只与难溶电解质的性质和温度有关,C正确;相同温度下,AgCl在水中的溶解能力大于在NaCl溶液中的溶解能力,因为氯化钠溶液中氯离子对氯化银溶解起到抑制作用,D错误。3.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(N)c(Ag+)c(Cl-)c(I-)B.混合溶液中c(K+)c(N)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1.02×10-3【解析】选B。KCl、KI混合溶液中加入AgNO3溶液,先生成AgI,再生成AgCl,AgNO3+KIAgI↓+KNO3,n(KCl)=n(KI)=0.01mol·L-1×5mL=5.0×10-5mol,生成AgI消耗n(AgNO3)=5.0×10-5mol,与KCl发生反应,剩余的AgNO3为0.01mol·L-1×8mL×10-3-5.0×10-5mol=3.0×10-5mol,与KCl发生反应则KCl过量,生成AgCl为3.0×10-5mol,由此得出反应后溶液中的溶质为KNO3、KCl,生成AgCl、AgI沉淀,由上所述可知,A、C错误,B正确;混合溶液中c(Cl-)c(I-),1,D错误。【加固训练】可溶性钡盐有毒,医院中常用硫酸钡这种钡盐作为内服造影剂。医院抢救钡离子中毒患者时,除催吐外,还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知:某温度下,Ksp(BaCO3)=5.1×10-9;Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。下列推断正确的是()A.不用碳酸钡作为内服造影剂,是因为Ksp(BaCO3)Ksp(BaSO4)B.抢救钡离子中毒患者时,若没有硫酸钠,可以用碳酸钠溶液代替C.若误饮c(Ba2+)=1.0×10-5mol·L-1的溶液时,会引起钡离子中毒D.可以用0.36mol·L-1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃【解析】选D。胃液中为盐酸环境,难溶的碳酸盐在胃液中会溶解,故A、B错误;硫酸钡作内服造影剂,说明硫酸钡电离出的钡离子浓度是安全的,此时c(Ba2+)==1.05×10-5mol·L-11.0×10-5mol·L-1,故误饮c(Ba2+)=1.0×10-5mol·L-1的溶液时,不会引起钡离子中毒,故C错误;用0.36mol·L-1的Na2SO4溶液洗胃时,胃液中:c(Ba2+)==mol·L-1=3.1×10-10mol·L-11.05×10-5mol·L-1,故D正确。4.(2020·渭南模拟)已知lg2=0.3010,Ksp[Mn(OH)2]=2.0×10-13mol3·L-3。实验室制氯气的废液中含[Mn2+]=0.1mol·L-1,向该溶液中滴加稀氢氧化钠溶液至Mn2+完全沉淀的最小pH等于()A.8.15B.9.3C.10.15D.11.6【解析】选C。Mn2+沉淀较为完全时的浓度为1×10-5mol·L-1,已知Ksp=[Mn2+][OH-]2,[OH-]==mol·L-1=×10-4mol·L-1,[H+]==mol·L-1=×10-10mol·L-1,所以pH=-lg=10+lg2≈10.15。5.溶洞的形成与碳酸钙的溶解平衡有关。如图是碳酸钙(CaCO3)在25℃和100℃两种情况下,在水中的沉淀溶解平衡曲线。下列有关说法正确的是()A.CaCO3(s)Ca2+(aq)+C(aq)ΔH0B.a、b、c、d四点对应的溶度积Ksp相等C.25℃时,CaCO3的Ksp=2.8×10-9D.温度不变,挥发水分,可使溶液由a点变到c点【解析】选C。由题干图象可知,100℃时碳酸钙的溶度积大于25℃时的溶度积,故其溶解过程吸热,即ΔH0,A项错误;Ksp仅与温度有关,但a、d点温度不确定,B项错误;25℃时,用c点数据计算,Ksp=c(Ca2+)·c(C)=2.0×10-5×1.4×10-4=2.8×10-9,C项正确;挥发水分,c(Ca2+)、c(C)均增大,而a点到c点,c(Ca2+)不变,D项错误。6.氢氧化钙是一种微溶于水的碱。如图是Ca(OH)2在温度分别为T1、T2时的两种沉淀溶解平衡曲线(浓度单位为mol·L-1,与曲线Ⅰ对应的Ksp=4×10-6,≈1.6)。下列说法中正确的是()A.温度:T1T2B.在温度为T1时,P点分散系中分散质粒子直径1nmC.Q点的溶液中c(OH-)约为0.0125mol·L-1D.加水稀释时溶液碱性减弱,Z点溶液可转化为Q点溶液【解析】选C。因Ca(OH)2溶解度随着温度的升高而减小,故曲线Ⅰ对应的温度较高,A错误;P点分散系相对T1是过饱和的,属于不稳定的浊液,B错误;由Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)及Ksp可求出c(OH-)=0.0125mol·L-1,C正确;加水稀释时,Ca2+、OH-浓度均减小,D错误。二、非选择题(本题包括2小题,共26分)7.(12分)(1)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。在提纯时为了除去Fe2+,常加入合适氧化剂,使Fe2+氧化为Fe3+,下列物质可采用的是。A.KMnO4B.H2O2C.Cl2D.HNO3然后再加入适当物质调整至溶液pH=3.6,使Fe3+转化为Fe(OH)3,可以达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的,调整溶液pH可选用下列物质中的。A.NaOHB.NH3·H2OC.CuOD.Cu(OH)2(2)甲同学怀疑调整至溶液pH=3.6是否能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,乙同学认为可以通过计算确定,他查阅有关资料得到如下数据,常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=8.0×10-38,Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10-20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol·L-1时就沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为3.0mol·L-1,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为,Fe3+完全沉淀时溶液的pH为,通过计算确定上述方案(填“可行”或“不可行”)。(已知lg2=0.3)【解析】(1)A、C、D三项虽然能氧化Fe2+,但引入了新的杂质离子,故只有B项符合要求。加入CuO、Cu(OH)2能中和溶液中的H+,达到调节溶液pH的效果,而没有引入新的杂质离子。(2)由Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)×c2(OH-)=3.0×10-20,求得c(OH-)=10-10mol·L-1,pH=4,而Fe3+沉淀完全时,则满足Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38,此时c(Fe3+)=1×10-5mol·L-1,此时c(OH-)=2×10-11mol·L-1,pH=3.3,也就是说,当Cu2+还未沉淀时,Fe3+早已沉淀完全,可行。答案:(1)BC、D(2)43.3可行8.(14分)根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题:(1)在Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后过滤,若测得滤液中c(C)=10-3mol·L-1,则Ca2+是否沉淀完全?(填“是”或“否”)。[已知c(Ca2+)≤10-5mol·L-1时可视为沉淀完全;Ksp(CaCO3)=4.96×10-9](2)已知:25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12;酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下:pH8.08.0～9.69.6颜色黄色绿色蓝色25℃时,在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液的颜色为。(3)向50mL0.018mol·L-1的AgNO3溶液中加入50mL0.020mol·L-1的盐酸,生成沉淀。已知该温度下AgCl的Ksp=1.0×10-10,忽略溶液的体积变化,请计算:①完全沉淀后,溶液中c(Ag+)=。②完全沉淀后,溶液中pH=。③如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50mL0.001mol·L-1的盐酸,是否有白色沉淀生成?(填“是”或“否”)。【解析】(1)根据Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)·c(C)=4.96×10-9,得c(Ca2+)=mol·L-1=4.96×10-6mol·L-110-5mol·L-1,可视为沉淀完全。(2)设Mg(OH)2饱和溶液中c(OH-)为xmol·L-1,则0.5x3=5.6×10-12,x1×10-4,c(H+)1×10-10mol·L-1,pH10,溶液为蓝色。(3)①反应前,n(Ag+)=0.018mol·L-1×0.05L=0.9×10-3mol,n(Cl-)=0.020mol·L-1×0.05L=1×10-3mol;反应后剩余的Cl-为0.1×10-3mol,则混合溶液中,c(Cl-)=1.0×10-3mol·L-1,c(Ag+)==1.0×10-7mol·L-1。②H+没有参与反应,完全沉淀后,c(H+)=0.010mol·L-1,pH=2。③因为加入的盐酸中c(Cl-)和反应后所得溶液中的c(Cl-)相同,c(Cl-)没有改变,c(Ag+)变小,所以Qc=c(Ag+)·c(Cl-)Ksp(AgCl),没有沉淀产生。答案:(1)是(2)蓝色(3)①1.0×10-7mol·L-1②2③否一、选择题(本题包括3小题,每题6分,共18分)1.已知Fe2+结合S2-的能力大于结合OH-的能力,而Al3+则正好相