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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四节 沉淀溶解平衡第一课时一课一练
展开第一课时 沉淀溶解平衡及其应用
必备知识基础练
1.纯净的氯化钠是不潮解的,但粗盐很容易潮解,这主要是因为其中含有杂质MgCl2的缘故。为得到纯净的氯化钠,有人设计了一个实验:把买来的粗盐放入纯氯化钠饱和溶液一段时间,过滤,洗涤,可得纯净的氯化钠晶体。则下列说法正确的是( )
A.设计实验的根据是NaCl的溶解平衡
B.设计实验的根据是MgCl2比NaCl易溶于水
C.在整个过程中NaCl饱和溶液浓度会变大(温度不变)
D.粗盐的晶粒大一些有利于提纯
2.对“AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq)”的理解正确的是( )
A.说明AgCl没有完全电离,AgCl是弱电解质
B.说明溶解的AgCl已完全电离,是强电解质
C.说明Cl-与Ag+的反应不能完全进行到底
D.说明Cl-与Ag+可以完全进行到底
3.常温下,将足量的AgCl固体分别放入下列液体中,AgCl溶解的量最小的是( )
A.20 ml蒸馏水
B.30 mL 0.03 mol·L-1 HCl溶液
C.40 mL 0.05 mol·L-1 AgNO3溶液
D.50 mL 0.02 mol·L-1 CaCl2溶液
4.石灰乳中存在下列平衡:Ca(OH)2(s)⇌Ca2+(aq)+2OH-(aq) ,加入下列溶液,可使Ca(OH)2减少的是( )
A.Ca(OH)2溶液 B.HCl溶液
C.NaOH溶液 D.CaCl2溶液
5.已知:AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0。室温下,在含大量AgCl的浊液中,仅改变横坐标轴对应的一个条件,纵坐标轴代表的物理量的变化趋势符合实际的是( )
6.对饱和BaSO4溶液(有BaSO4固体存在)进行下列操作后,Ksp(BaSO4)发生变化的是( )
A.加少量水稀释 B.加热
C.加入少量BaCl2 D.加入少量Na2SO4
7.已知在Ca3(PO4)2的饱和溶液中,c(Ca2+)=2.0×10-6mol·L-1,c(PO)=1.58×10-6mol·L-1,则Ca3(PO4)2的Ksp为( )
A.2.0×10-29 B.3.2×10-12
C.6.3×10-18 D.5.1×10-27
8.某温度时,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,将足量的Ag2CrO4溶于100 mL 0.020 mol·L-1的K2CrO4溶液后,溶液中c(Ag+)为( )
A.1.0×10-10mol·L-1
B.1.0×10-5mol·L-1
C.5.0×10-10mol·L-1
D.5.0×10-5 mol·L-1
9.Cu(OH)2在水中存在着沉淀溶解平衡: Cu(OH)2(s)⇌Cu2+(aq)+2OH-(aq),在常温下,Ksp=2.2×10-20mol3·L-3。某CuSO4溶液中,c(Cu2+)=0.02 mol·L-1,在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,需要向CuSO4溶液中加入碱来调节pH(溶液体积变化可忽略),使溶液的pH大于( )
A.2 B.3 C.4 D.5
10.一定温度下,将有缺角的BaSO4晶体置于饱和BaSO4溶液中,一段时间后缺角消失得到有规则的BaSO4晶体。下列说法中正确的是( )
A.BaSO4晶体质量会增加
B.BaSO4晶体质量会减小
C.溶液中c(Ba2+)增大
D.溶液中c(Ba2+)保持不变
11.已知,一些铅盐的溶度积如下:
化合物
PbSO4
PbCO3
PbS
PbCl2
溶度积
Ksp
1.82×
10-8
1.46×
10-13
9.04×
10-29
1.17×
10-5
由上述数据可知,要除去工业废水中的Pb2+,沉淀剂最好选用( )
A.硫酸盐 B.硫化物
C.碳酸盐 D.盐酸盐
12.为了除去 MgCl2 酸性溶性中的 Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后再加入适量盐酸,这种试剂是( )
A.NH3·H2O B.MgO
C.Na2CO3 D.NaOH
13.向盛有0.1 mol·L-1 AgNO3溶液的试管中加入等体积等物质的量浓度的NaCl溶液,有白色沉淀生成,再向其中滴加一定量的KI溶液,产生黄色沉淀,再向其中滴加少量的Na2S溶液,观察到有黑色沉淀生成,则AgCl、AgI、Ag2S溶解度由大到小的顺序为( )
A.AgCl、Ag2S、AgI B.Ag2S、AgI、AgCl
C.AgCl、AgI、Ag2S D.AgI、AgCl、Ag2S
关键能力综合练
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意。
1.当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s)⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq)时,为使Mg(OH)2固体的量减少,须加入少量的( )
A.MgCl2 B.NaOH
C.MgSO4 D.NaHSO4
2.已知:25℃时,PbS、CuS、HgS的溶度积分别为8.0×10-28、6.3×10-36、1.6×10-52。下列说法正确的是( )
A.可溶性硫化物可作处理含题述金属离子的沉淀剂
B.在硫化铜悬浊液中滴加几滴Pb(NO3)2溶液,会生成PbS沉淀
C.在含Pb2+、Cu2+、Hg2+的溶液中滴加Na2S溶液,当溶液中c(S2-)=0.001 mol·L-1时,三种金属离子不能都完全沉淀
D.向含Pb2+、Cu2+、Hg2+均为0.010 mol·L-1的溶液中通入H2S气体,产生沉淀的顺序依次为PbS、CuS、HgS
3.下列说法正确的是( )
A.向AgCl饱和溶液中加入NaCl固体,c(Cl-)增大,Ksp增大
B.已知MgCO3的Ksp=6.82×10-6,则所有含有固体MgCO3的溶液中,都有c(Mg2+)=c(CO),且c(Mg2+)·c(CO)=6.82×10-6
C.可通过比较Mg(OH)2和MgCO3的Ksp的大小比较它们的溶解性
D.25 ℃时Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.0×10-16,故新生成的 AgCl可转化为AgI
4.已知常温时Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.0×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12。下列说法中正确的是( )
A.由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),所以AgI可以转化为AgCl
B.向Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4,溶解平衡逆向移动,所以Ag2CrO4的Ksp减小
C.由于Ksp(Ag2CrO4)
5.夏天,鸡没有汗腺只能依赖“喘息”调节体温,鸡过度的呼出CO2,使下列平衡向左移动,导致蛋壳变薄,使农场主和超市经营者蒙受经济损失(aq表示稀溶液),CO2(g)⇌CO2(aq),CO2(aq)+H2O⇌H2CO3(aq),H2CO3(aq)⇌H+(aq)+HCO(aq),HCO(aq)⇌H+(aq)+CO(aq),Ca2+(aq)+CO(aq)⇌CaCO3(s)(蛋壳),澳大利亚学者研究发现,夏季给鸡喂食下列某种饮料会使蛋壳变厚。这种饮料是( )
A.淡盐水 B.碳酸水
C.蔗糖水 D.澄清石灰水
6.在平衡体系Ca(OH)2(s)⇌Ca2+(aq)+2OH-(aq)中,能使c(Ca2+)减小,而使c(OH-)增大的是( )
A.加入少量MgCl2固体
B.加入少量Na2CO3固体
C.加入少量KCl固体
D.加入少量BaCl2固体
7.下列化学原理的应用,主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是( )
①热纯碱溶液的洗涤油污能力强;
②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用时,常用0.5%的Na2SO4溶液解毒;
③溶洞、珊瑚的形成;
④碳酸钡不能做“钡餐”而硫酸钡则能;
⑤泡沫灭火器灭火的原理。
A.②③④ B.①②③
C.③④⑤ D.①②③④⑤
8.在BaSO4饱和溶液中加入少量的BaCl2溶液产生BaSO4沉淀,若以Ksp表示BaSO4的溶度积常数,则平衡后溶液中( )
A.c(Ba2+)=c(SO)=Ksp
B.c(Ba2+)·c(SO)>Ksp,c(Ba2+)=c(SO)
C.c(Ba2+)·c(SO)=Ksp,c(Ba2+)>c(SO)
D.c(Ba2+)·c(SO)≠Ksp,c(Ba2+)
9.已知:25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12mol3·L-3,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20mol3·L-3,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39mol4·L-4,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33mol4·L-4。
(1)①25 ℃时,向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成____________________(填化学式)沉淀。
②将MgCl2、AlCl3的混合溶液(A)与过量氨水(B)反应,为使Mg2+、Al3+同时生成沉淀,应先向沉淀反应器中加入________(填“A”或“B”),再滴加另一反应物。
(2)①25 ℃时,Fe3+发生水解反应Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,该反应的平衡常数为____________。
②25 ℃时,若向FeCl3溶液中加入一定量的石灰水来调节溶液的pH,可得到红褐色沉淀。若调节后溶液的pH为5,则溶液中Fe3+的浓度为____________。
(3)溶液中金属离子的物质的量浓度低于1.0×10-5mol·L-1时,可认为已沉淀完全。现向一定浓度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水,当Fe3+恰好完全沉淀时,测得c(Al3+)=0.2 mol·L-1,此时所得沉淀中________(填“含有”或“不含有”)Al(OH)3。
10.(1)向0.1 mol·L-1的AgNO3溶液中加入等体积0.1 mol·L-1的NaCl和0.1 mol·L-1的NaBr混合液,生成的沉淀主要是________。
(2)现向含AgBr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加入更多的AgBr固体,则c(Ag+)________;
③加入AgCl固体,则c(Br-)________,c(Ag+)________;
④加入Na2S固体,则c(Br-)________,c(Ag+)________。
学科素养升级练
1.已知:25 ℃时,CaCO3的Ksp=2.8×10-9mol2·L-2,现将浓度为2×10-4mol·L-1的Na2CO3溶液与某浓度CaCl2溶液等体积混合,若要产生沉淀,则所用CaCl2溶液的浓度至少应大于( )
A.2.8×10-2mol·L-1
B.5.6×10-5mol·L-1
C.2.8×10-5mol·L-1
D.1.4×10-5mol·L-1
2.下列实验操作对应的离子方程式正确的是( )
实验操作
离子方程式
A
AgCl溶于过量氨水
Ag++2NH3·H2O===
[Ag(NH3)2]++2H2O
B
向硫酸铜溶液中加入过量的NaHS溶液
Cu2++2HS-===
CuS↓+2H+
C
向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸
Fe(OH)2+2H+===
Fe2++2H2O
D
AgI固体加入Na2S溶液中,固体变黑
S2-+2AgI===Ag2S+2I-
3.以铁镍合金(含少量铜)为原料,生产电极材料LiNiO2的部分工艺流程如下:
已知:①表中列出了几种金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol· L-1计算);
金属离子
Fe3+
Fe2+
Cu2+
Ni2+
开始沉淀pH
1.1
5.8
4.6
6.7
完全沉淀pH
3.2
8.8
7.4
9.5
②Ksp[Fe(OH)3]=5×10-38;
③本工艺环境下KMnO4溶液不与Ni2+发生反应。
回答下列问题。
(1)LiNiO2中Ni的化合价为______________。
(2)“酸溶”时Ni转化为NiSO4,该过程中温度控制在70~80 ℃的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“除铁”时加入适量KMnO4溶液并调节溶液pH的目的是除去铁元素的同时溶液中不会有明显的锰元素残留,写出“除铁”步骤的离子方程式_________________________,
常温下此体系中Fe3+残留最大浓度为______mol·L-1。
(4)“除铜”时不能通过调节溶液的pH来除去溶液中Cu2+,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)“沉镍”时得到碳酸镍(NiCO3)沉淀。在空气中碳酸镍与碳酸锂共同“煅烧”可制得LiNiO2,该反应的过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________。
4.工业上常用辉铜矿(主要成分为Cu2S,含有Fe2O3、CaO、SiO2等杂质)制备重要催化剂CuCl。工艺如下:
已知:①CuCl为难溶于水的白色固体
②部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)
离子
开始沉淀的pH
完全沉淀的pH
Fe3+
1.1
3.2
Cu2+
4.4
6.4
请回答下列问题:
(1)“浸取”过程中Cu2S转化为可溶性铜盐的离子方程式为:____________________。
(2)“浸取”是该工艺的第一步,提高浸出率可提高最终产品产率。工程师研究发现单独加入FeCl3溶液时Cu2+浸出率很低,但同时加入FeCl3溶液和H2O2时可提高Cu2+浸出率,写出H2O2与Fe2+反应的离子方程式____________________。进一步研究发现,如图所示加入H2O2后随温度升高,一定时间后Cu2+浸出率随温度变化的曲线如图。请分析温度高于85 ℃,Cu2+浸出率下降的原因________________________。
(3)已知Ksp(CaF2)=4.0×10-11经测定“浸出液”中Ca2+浓度为4.0×10-3mol·L-1,加入NaF除去溶液中Ca2+,当溶液中c(F-)=1.0×10-3mol·L-1时,除钙率为________。
(4)“除铁”过程包括氧化Fe2+、加入CuO调节pH等过程,为达到“除铁”目的需调节溶液pH范围为____________________。
(5)“还原”过程中反应的离子方程式为:________________________。
(6)通过“操作X”________________、洗涤、干燥(填操作名称),最终得到CuCl产品。
第一课时 沉淀溶解平衡及其应用
必备知识基础练
1.答案:A
解析:在饱和NaCl溶液中,NaCl固体的溶解处于平衡状态,溶解和析出同时存在,NaCl溶解的量不会再增加,但对于MgCl2并未达到饱和,因此最后的固体中只会存在NaCl,故A正确;设计实验的根据是NaCl固体在NaCl饱和溶液中的溶解不再增加,而MgCl2在NaCl饱和溶液中溶解未达到饱和,因此MgCl2溶解只剩下纯净的NaCl,故B错误;NaCl溶液已达到饱和,温度不变浓度不可能变大,故C错误;NaCl固体在NaCl饱和溶液中的溶解是一种动态平衡,粗盐颗粒小一些能加快溶解和析出的速率,有利于提纯,故D错误。
2.答案:C
解析:氯化银悬浊液中存在沉淀溶解平衡,AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq),即沉淀电离为离子的速率与离子结合成沉淀的速率相等,该过程为可逆过程,所以Ag+与Cl-的反应不能完全进行到底。故选C。
3.答案:C
解析:AgCl饱和溶液中存在AgCl(aq)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq),AgCl的溶解度大小取决于溶液中c(Ag+)或c(Cl-)。根据c(Ag+)或c(Cl-)大小比较AgCl的溶解度,c(Ag+)或c(Cl-)越大,AgCl的溶解度越小,20 mL蒸馏水,c(Ag+)或c(Cl-)为0;30 mL 0.03 mol·L-1 HCl溶液中c(Cl-)=0.03 mol·L-1;40 mL 0.05 mol·L-1 AgNO3溶液中c(Ag+)=0.05 mol·L-1;50 mL 0.02 mol·L-1 CaCl2溶液中c(Cl-)=0.04 mol·L-1。则AgCl的溶解度最小是C。
4.答案:B
5.答案:A
解析:Ksp与温度有关,该溶解平衡吸热,升温溶度积增大,溶解度增加,故A正确;加入少量NaCl固体,溶解平衡逆向移动,但是引入了大量氯离子,氯离子浓度增加,其浓度变化趋势为随氯化钠的质量增加而增加,故B错误;加水,溶液仍然为饱和氯化银溶液,溶液中银离子浓度不变,故C错误;加少量KI固体,因为碘化银比氯化银更难溶,沉淀转化为碘化银,溶液中银离子浓度降低,所以随着KI固体的质量增多,银离子浓度逐渐减小,故D错误。
6.答案:B
解析:Ksp只与温度有关,温度不变,B符合题意。
7.答案:A
解析:Ca3(PO4)2的饱和溶液中存在Ca3(PO4)2⇌3Ca2++2PO,c(Ca2+)=2.0×10-6mol·L-1,c(PO)=1.58×10-6mol·L-1,则Ca3(PO4)2的Ksp=(2.0×10-6mol·L-1)3×(1.58×10-6mol·L-1)2=2.0×10-29, 故选A。
8.答案:B
解析:根据溶度积的定义可知,Ksp(Ag2CrO4) =c2(Ag+)×c(CrO)=c2(Ag+)×0.02=2.0×10-12,故c(Ag+)=1.0×10-5mol·L-1,故选B。
9.答案:D
解析:Cu(OH)2(s)⇌Cu2+(aq)+2OH-(aq),其中Ksp=c平(Cu2+)·c(OH-),若要生成Cu(OH)2沉淀,则c(Cu2+)·c2(OH-)>Ksp,故c(OH-)>=mol·L-1,故c(OH-)>1×10-9mol·L-1,则c(H+)<1×10-5mol·L-1,因此pH应大于5,故选D。
10.答案:D
解析:BaSO4在其饱和溶液中无法继续溶解,但存在沉淀溶解平衡的移动,故BaSO4晶体的质量、溶液中各离子浓度均保持不变。
BaSO4晶体的质量不变,A项错误;BaSO4晶体的质量不变,B项错误;溶液中c(Ba2+)不变,C项错误,D项正确。
11.答案:B
解析:根据不同含铅化合物的溶度积常数分析,除去Pb2+的效果好,形成的沉淀越难溶越好,PbS的溶度积极小,一般而言,金属离子的硫化物相当难溶。选B。
12.答案:B
解析:加入一水合氨会引入新的杂质氯化铵,故A错误;溶液显酸性,加入MgO,MgO与氢离子反应,可起到调节溶液pH的作用,促进铁离子的水解生成氢氧化铁沉淀而除去,且不引入新的杂质,故B正确;加入Na2CO3,引入新的杂质NaCl,故C错误;加入NaOH易生成氢氧化镁沉淀,且引入新的杂质NaCl,故D错误。
13.答案:C
解析:向盛有0.1 mol·L-1 AgNO3溶液的试管中加入等体积等物质的量浓度的NaCl溶液,氯离子和银离子恰好完全反应,得到的白色沉淀为AgCl,再向其中滴加一定量的KI溶液,产生黄色沉淀说明沉淀转化为AgI,则AgI的溶解度小于AgCl,再向其中滴加少量的Na2S溶液,观察到有黑色沉淀生成,说明沉淀转化为Ag2S,则Ag2S的溶解度更小,所以AgCl、AgI、Ag2S溶解度由大到小的顺序为AgCl、AgI、Ag2S;故选C。
关键能力综合练
1.答案:D
解析:加入少量MgCl2,镁离子的浓度增大,平衡左移,Mg(OH)2固体的量增大,A不符合题意;加入NaOH,OH-的浓度增大,平衡向左移动,Mg(OH)2固体的量增大,B不符合题意;加入少量MgSO4,镁离子的浓度增大,平衡左移,Mg(OH)2固体的量增大,C不符合题意;加入少量NaHSO4,其可以电离出H+将Mg(OH)2电离产生的OH-中和,OH-浓度减小,溶解平衡右移,Mg(OH)2固体的量减少,D符合题意。
2.答案:A
解析:由PbS、CuS、HgS的溶度积可知,这些物质的溶解度均较小,故可用Na2S等可溶性硫化物处理含上述金属离子的废水,故A正确;由于Ksp(PbS)>Ksp(CuS),则PbS的溶解度大于CuS的溶解度,故在CuS悬浊液中滴加几滴Pb(NO3)2溶液,不能生成PbS沉淀,故B错误;当金属离子(R2+)均没有完全沉淀时,c(R2+)>1×10-5mol·L-1,Q应小于Ksp,而实际上Q=c(R2+)·c(S2-)>1×10-5×0.001=1×10-8>Ksp(PbS),故三种金属离子都能完全沉淀,故C错误;由于溶度积:Ksp(PbS)>Ksp(CuS)>Ksp(HgS),则溶解度:PbS>CuS>HgS,故向含等浓度Pb2+、Cu2+、Hg2+的溶液中通入H2S气体,产生沉淀的顺序依次为HgS、CuS、PbS,故D错误。
3.答案:D
解析:氯化银溶液中存在如下平衡:AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq),由于氯化钠的溶解度大于氯化银,加入NaCl固体,增大氯离子浓度,平衡向逆反应方向移动,析出氯化银沉淀,氯化银的溶解度降低,但温度不变,溶度积不变,故A错误;含有固体MgCO3的Na2CO3溶液中,Mg2+和CO离子浓度不相等,并且在不同的温度下,溶度积不同,故B错误;氢氧化镁和碳酸镁的组成结构不同,所以不能通过比较Mg(OH)2和MgCO3的Ksp的大小比较它们的溶解性,故C错误;Ksp(AgCl)>Ksp (AgI),根据沉淀的转化原理可知,AgCl悬浊液中加入NaI溶液时,很容易转化为AgI悬浊液,故D正确。
4.答案:D
解析:沉淀往往向生成更难溶物的方向转化,所以选项A错。溶度积只受温度的影响,B错。不同类型的物质,不能根据溶度积的大小判断物质溶解度的大小,C错。若要有碘化银沉淀生成,则c(Ag+)·c(I-)>Ksp(AgI)。因为在氯化银溶液中,c(Ag+)=1.3×10-5 mol·L-1,所以此时c(I-)≥Ksp(AgI)/c(Ag+)=0.75×10-11 mol·L-1,因此D正确。
5.答案:B
解析:要使鸡蛋壳变厚,使平衡向生成碳酸钙方向进行,利用勒夏特列原理进行分析;淡盐水中各种微粒不参加反应,对平衡无影响,故A不符合题意;加碳酸水,能够增大二氧化碳浓度,平衡向正反应方向移动,使得碳酸根离子浓度增大,生成碳酸钙增多,使蛋壳变厚,故B符合题意;加蔗糖水,蔗糖水不参加反应,对平衡无影响,故C不符合题意;澄清石灰水碱性强,有腐蚀性,故D不符合题意。
6.答案:B
解析:Mg2+和OH-反应生成Mg(OH)2,c(OH-)降低,故A错误;发生Ca2++CO===CaCO3↓,促使上述平衡向正反应方向移动,使c(Ca2+)减小,c(OH-)增大,故B正确;K+、Cl-对平衡无影响,故C错误;Ba2+、Cl-对平衡无影响,故D错误。
7.答案:A
解析:①碳酸钠是强碱弱酸盐,因为CO水解使其溶液呈碱性,升高温度,促进水解,碱性增强,碱能促进油脂水解,所以热纯碱溶液的洗涤油污能力强,应用了盐类水解原理,不是沉淀溶解平衡,故①不符合题意;②钡离子为重金属离子,能使蛋白质变性,可溶性的钡盐有毒,钡离子和硫酸根离子反应生成不溶于酸和水的硫酸钡,即易溶性的物质能向难溶性的物质转化,所以可以用沉淀溶解平衡原理来解释,故②符合题意;③水中含有钙离子,空气中有二氧化碳,二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸和钙离子反应生成难溶性的碳酸钙,长时间反应,形成珊瑚;碳酸钙能与二氧化碳反应生成可溶的碳酸氢钙(溶洞的形成),溶洞、珊瑚的形成可以用沉淀溶解平衡原理来解释,故③符合题意;④胃酸的成分是盐酸,碳酸钡能和盐酸反应生成氯化钡和二氧化碳、水,硫酸钡和盐酸不反应,所以碳酸钡不能做“钡餐”而硫酸钡则能,可以用沉淀溶解平衡原理来解释,故④符合题意;⑤碳酸氢钠水解使其溶液呈碱性,硫酸铝水解使其溶液呈酸性,氢离子和氢氧根离子反应生成水,则碳酸氢钠和硫酸铝相互促进水解,从而迅速的产生二氧化碳,用盐类水解原理来解释泡沫灭火器灭火的原理,故⑤不符合;综上所述,②③④符合沉淀溶解平衡原理,选项A正确。
8.答案:C
解析:在BaSO4饱和溶液中加入少量的BaCl2溶液产生BaSO4沉淀,BaSO4(s)⇌Ba2+(aq)+SO(aq),加入BaCl2后,平衡逆向移动,仍然处于新的平衡状态,故c(Ba2+)·c(SO)=Ksp,c(Ba2+)>c(SO),故选C。
9.答案:(1)Cu(OH)2 B (2)3.85×10-4mol2·L-2 2.6×10-12mol·L-1 (3)不含有
解析:(1)①Ksp小的先沉淀,因为Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],向浓度均为0.1 mol·L-1的氯化镁和氯化铜混合溶液中逐渐加入氨水,先生成Cu(OH)2沉淀;②若要使Mg2+、Al3+同时生成沉淀,氨水应过量,则先向沉淀反应器中加入B,再滴加另一反应物;(2)①K====mol2·L-2=3.85×10-4mol2·L-2。②pH=5时,c平(Fe3+)==mol·L-1=2.6×10-12mol·L-1。(3)Fe3+恰好完全沉淀时,c(OH-)==mol3·L-3=2.6×10-34mol3·L-3,c(Al3+)·c3(OH-)=0.2×2.6×10-34mol4·L-4=5.2×10-35mol4·L-4
解析:(1)AgNO3不足,先生成溶解度更小的AgBr。(2)①向AgBr饱和溶液中加入AgNO3,AgNO3易溶,c(Ag+)增大。②加入AgBr固体,对溶解平衡无影响,c(Ag+)不变。③因AgCl溶解度大于AgBr,加入AgCl固体时c(Ag+)增大,溶解平衡向左移动,c(Br-)变小。④因Ag2S溶解度小于AgBr,加入Na2S固体时生成Ag2S,溶解平衡向右移动,c(Br-)增大,但c(Ag+)减小。
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1.答案:B
解析:Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol·L-1,与某浓度CaCl2溶液等体积混合后溶液中c(CO)=1×10-4mol·L-1,根据Ksp=c(CO)·c(Ca2+)=2.8×10-9mol2·L-2可知,若要产生沉淀,混合后溶液中c(Ca2+)≥mol·L-1=2.8×10-5mol·L-1,故将溶液等体积混合前,原CaCl2溶液的最小浓度为2×2.8×10-5mol·L-1=5.6×10-5mol·L-1,故选B。
2.答案:D
解析:AgCl溶于过量氨水,由于AgCl难溶于水,在离子方程式中应保留化学式,其离子方程式为AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O,故A错误;向硫酸铜溶液中加入过量的NaHS溶液,发生反应生成硫酸钠、硫化铜沉淀和硫化氢气体,其离子方程式为Cu2++2HS-===CuS↓+H2S↑,故B错误;向氢氧化亚铁中加入足量稀硝酸发生氧化还原反应,生成硝酸铁、一氧化氮和水,其离子方程式为3Fe(OH)2+NO+10H+===3Fe3++8H2O+NO↑,故C错误;AgI加入Na2S溶液中,固体变黑,发生沉淀转化生成更难溶的硫化银,其离子方程式为S2-(aq)+2AgI(s)===Ag2S(s)+2I-(aq)或S2-+2AgI===Ag2S+2I-,故D正确。
3.答案:(1)+3价
(2)温度太低,反应(浸出)速率太小,温度过高,硝酸容易挥发(或分解)
(3)MnO+3Fe2++7H2O===MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+ 5.0×10-8
(4)当Cu(OH)2沉淀完全时,也有部分Ni2+生成了Ni(OH)2沉淀,造成Ni2+损失
(5)1∶4
解析:工业上以含镍“废料”(主要含单质镍,还含有少量铜)为原料,加入H2SO4、HNO3酸溶发生氧化还原反应,生成硫酸亚铁、硫酸镍、硫酸铜、氮氧化物,加入高锰酸钾溶液,Fe2+被氧化为Fe3+,调pH,目的是除去Fe3+而不能除去Ni2+,pH的调控范围是4~4.5,滤渣1为氢氧化铁;然后加入H2S,使铜离子转化为CuS沉淀,则滤渣2为CuS;沉镍时加入Na2CO3,得到碳酸镍(NiCO3)沉淀,在空气中碳酸镍与碳酸锂共同“煅烧”可制得LiNiO2,据此解答。
(1)LiNiO2中Ni的化合价为+3价;(2)“酸溶”时Ni转化为NiSO4,该过程中温度控制在70~80 ℃的原因是浓度太低,反应(浸出)速率太小,温度过高,硝酸容易挥发(或分解);(3)加入适量KMnO4溶液目的是除铁元素,同时溶液中不会有明显的锰元素残留,说明此时锰元素是以MnO2的形式存在,亚铁离子被氧化成三价铁,此时pH为4~4.5,又根据已知①部分金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH,可知生成的是Fe(OH)3,再根据升降法配平写出的反应方程式为MnO+3Fe2++7H2O===MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+。要使常温下此时体系中Fe3+残留浓度最大,则pH=4,c(OH-)=10-10mol·L-1,以(Fe3+)==mol·L-1=5.0×10-8mol·L-1;(4)由Ni(OH)2形成沉淀的pH知,若调pH,当Cu(OH)2沉淀完全时,也有部分Ni2+生成了Ni(OH)2沉淀,造成Ni2+损失;(5)煅烧过程中O2是氧化剂,反应中1 mol O2可得到4 mol电子,还原剂NiCO3被氧化为LiNiO2,1 mol NiCO3失去1 mol电子,则此过程中消耗的氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4。
4.答案:(1)Cu2S+4Fe3+===2Cu2++4Fe2++S
(2)H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O 温度升高,H2O2分解
(3)99%
(4)3.2~4.4
(5)2Cu2++SO+2Cl-+H2O===2CuCl↓+SO+2H+
(6)过滤
解析:由题中制备流程可知,加入FeCl3溶液主要发生Cu2S+4Fe3+===2Cu2++4Fe2++S,SiO2不反应,过滤分离出滤渣为S和SiO2,滤液中含Ca2+、Fe2+、Cu2+,向滤液中加入NaF除去Ca2+,脱氟后,先加氧化剂将Fe2+氧化成Fe3+,再加CuO调节pH使铁离子转化为沉淀,过滤,在滤液中加入Na2SO3还原,还原时发生2Cu2++SO+2Cl-+H2O===2CuCl↓+SO+2H+,过滤、洗涤、干燥,分离出CuCl,据此解答。
(1)由上述分析可知,Cu2S与FeCl3发生氧化还原反应,生成可溶性铜盐的离子方程式为Cu2S+4Fe3+===2Cu2++4Fe2++S;(2)由题中信息可知,同时加入FeCl3溶液和H2O2时可提高Cu2+浸出率,是因为H2O2把生成的Fe2+又氧化为Fe3+,c(Fe3+)的浓度增大,反应速率加快所以Fe2+与H2O2发生氧化还原反应,又生成Fe3+,其离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O;由图可知,温度高于85 ℃,Cu2+浸出率下降的原因是温度升高,H2O2易分解;(3)当溶液中c(F-)=1.0×10-3mol·L-1时,Ksp(CaF2)=c(Ca2+)×c2(F-),c(Ca2+)==mol·L-1=4.0×10-5mol·L-1,则除钙率为×100%=99%;(4)除掉铁离子不能沉淀铜离子,由表中数据可知调节pH调的范围为3.2~4.4;(5)由上述分析可知,亚硫酸钠水溶液具有较强还原性,还原时是Cu2+与SO发生氧化还原反应,生成CuCl白色沉淀,其离子方程式为2Cu2++SO+2Cl-+H2O===2CuCl↓+SO+2H+;(6)由上述分析可知,“还原”过程得到CuCl沉淀,要分离CuCl固体,则操作X为过滤、洗涤、干燥,可得最终产品。
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