化学人教版 (2019)第四节 沉淀溶解平衡第1课时精练
展开一.选择题(共12小题)
1.洗涤BaSO4固体中吸附的Na+和Cl﹣,最好用下列试剂中的( )
A.BaCl2溶液B.稀H2SO4C.Na2SO4溶液D.蒸馏水
2.常温时,将足量的CaCO3固体分别加入同体积下列各溶液中,CaCO3溶解最少的是( )
A.1 ml•L﹣1的Na2CO3溶液
B.2 ml•L﹣1的K2CO3溶液
C.2 ml•L﹣1的HCl溶液
D.1 ml•L﹣1的NaCl溶液
3.把氢氧化钙放入蒸馏水中,一定时间后达到如下平衡:Ca(OH)2(s)⇌Ca2+(aq)+2OH﹣(aq)。加入以下溶液,可使Ca(OH)2减少的是( )
A.Na2SB.AlCl3C.C.NaOHD.CaCl2
4.常温下,以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等杂质离子,通过添加过量的难溶物MnS,可使杂质离子转化成沉淀并过滤除去,下列说法正确的是( )
A.过滤后的溶液中一定没有S2﹣
B.MnS难溶于水,可溶于MnCl2溶液中
C.加入MnS后生成CuS的离子方程式是Cu2++S2﹣═CuS↓
D.常温时,Ksp(PbS)<Ksp(MnS)
5.已知,一些铅盐的溶度积如下:
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
6.下列应用或现象体现的化学原理,主要是体现沉淀溶解平衡原理的是( )
①热纯碱溶液洗涤油污的能力强
②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后,常用0.5%的Na2SO4溶液解毒
③溶洞的形成
④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡则能
⑤泡沫灭火器灭火的原理.
A.②③④B.①②③C.③④⑤D.全部
7.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,可加入少量的( )
A.NaOHB.NH4ClC.MgSO4D.Na2SO4
8.已知在Ca3(PO4)2的饱和溶液中,c(Ca2+)=2.0×10﹣6 ml•L﹣l,c(PO43﹣)=1.58×10﹣6ml•L﹣l,则Ca3(PO4)2的Ksp为( )
A.2.0×10﹣29B.3.2×l0﹣12C.6.3×10﹣18D.5.1×10﹣27
9.下列说法中正确的是( )
A.难溶电解质的Ksp越小,溶解度就一定越小
B.一般认为沉淀离子浓度小于1.0×10﹣5 ml/L时,沉淀就达完全
C.用饱和Na2CO3溶液可以将BaSO4转化为BaCO3,说明Ksp(BaCO3)小于Ksp(BaSO4)
D.向含AgCl沉淀的悬浊液中加入NaCl饱和溶液,AgCl的溶解度变小,溶度积常数变小
10.常温下,以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等,通过添加过量的难溶电解质MnS,可使这些金属离子形成硫化物沉淀并过滤除去,下列说法正确的是( )
A.过滤后的溶液中一定没有S2﹣
B.MnS难溶于水,可溶于MnCl2溶液中
C.常温时,CuS、PbS、CdS比MnS更难溶
D.加入MnS后生成CuS的离子方程式是Cu2++S2﹣=CuS↓
11.在一定温度下,当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时:Mg(OH)2(s)⇌Mg2+(aq)+2OH﹣(aq),要使Mg(OH)2固体减少而C(Mg2+)不变,可采取的措施是( )
A.加MgSO4B.加HCl溶液C.加NaOHD.加水
12.25℃和100℃两种情况下,碳酸钙在水中的溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.CaCO3(s)⇌Ca2+(aq)+CO32﹣(aq)△H<0
B.25℃时,CaCO3的Ksp=2.8×10﹣9
C.25℃时加入Na2CO3,可以使溶液由c点变为d点
D.升高温度可以使溶液由a点变为曲线上的任一点
二.填空题(共3小题)
13.已知H2A在水中存在以下平衡:H2A⇌H++HA﹣,HA﹣⇌H++A2﹣.回答以下问题:
(1)已知常温下,H2A的钙盐(CaA)饱和溶液中存在平衡:CaA(s)⇌Ca2+(aq)+A2﹣(aq)△H>0.
①温度升高时,Ksp (填“增大”、“减小”或“不变”下同).
②滴加少量浓盐酸,c (Ca2+) ,原因是 (用文字和离子方程式说明).
(2)若向CaA悬浊液中加入CuSO4溶液,生成一种黑色固体物质,写出该过程中反应的离子方程式 .若某CuSO4溶液中c (Cu2+)=0.02ml/L,如果要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液pH,使之大于5 (已知Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10﹣20).
14.(1)工业合成氨是一个可逆反应:N2(g)+H2(g)⇌2NH3(g).图中虚线部分是通过改变化学反应中的条件,请解释原因:下表为不同温度下该反应的平衡常数.由此可推知,表中T1 573K(填“>”、“<”或“=”).
(2)Mg2Cu是一种储氢合金.350℃时,Mg2Cu与H2反应,生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数为0.077).Mg2Cu与H2反应的化学方程式为 .
(3)锡常见的价态有+2和+4价,在化合物中稳定的价态为+4价,则配制的SnCl2的水溶液除了固体SnCl2和水外,还需要的物质是 .
(4)汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)=2C(s)+O2(g),已知该反应的△H>0,简述该设想能否实现的依据: .
(5)Mg(OH)2是制镁盐、耐火材料和阻燃剂的重要原料.
已知:a、25℃时,KSP[Mg(OH)2]=4.0×10﹣38;b、Mg(OH)2(s)=MgO(s)+H2O(g)△H=+81.5kJ•ml﹣1.
①下列叙述正确的是 .
A、从盐卤或海水中获得Mg(OH)2,工业上选择NaOH作沉淀剂
B.Mg(OH)2能作阻燃剂是它分解吸热且生成MgO覆盖可燃物
C、可加热Mg(OH)2得到MgO,再电解熔融的MgO制金属镁
D、高温下,碳可以和氧化镁发生反应
②酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下:
25℃时,在Mg(OH)2的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液的颜色为 .
15.已知常温下,AgBr的Ksp═4.9×10﹣13、AgI的Ksp═8.3×10﹣17。
(1)现向含有AgI的饱和溶液中:
①加入固体AgNO3,则c(I﹣) (填“变大”“变小”或“不变”,下同);
②若加入更多的AgI固体,则c(Ag+) ;
③若加入大量的NaBr固体,则c(I﹣) 。
(2)现向含有NaBr、KI均为0.002 ml•L﹣1的溶液中加入等体积的浓度为4×10﹣3ml•L﹣1的AgNO3溶液,则产生的沉淀是 (填化学式);若向其中再加入适量的NaI固体,则最终可发生沉淀转化的总离子方程式为 。
参考答案
一.选择题(共12小题)
1.【分析】洗涤BaSO4固体中吸附的Na+和Cl﹣,依据沉淀溶解平衡原理和洗涤过程中不能引入新的杂质分析判断;
【解答】解:A、BaCl2溶液洗涤时表面的氯离子不能全部洗涤干净,故A错误;
B、稀H2SO4 洗涤减少了硫酸钡沉淀溶解,同时能洗去表面的钠离子和氯离子,故B错误;
C、Na2SO4溶液洗涤,表面的钠离子不能全部洗去,故C不符合;
D、蒸馏水洗涤会损失硫酸钡沉淀,故D不符合;
故选:B。
2.【分析】依据CaCO3在水溶液中存在沉淀溶解平衡,CaCO3(s)⇌Ca2++CO32﹣,结合选项中CO32﹣浓度大小以及能与CO32﹣反应离子浓度大小分析CaCO3的溶解度大小。
【解答】解:CaCO3在水溶液中存在沉淀溶解平衡,CaCO3(s)⇌Ca2++CO32﹣,根据同离子效应,CO32﹣会抑制CaCO3溶解。1 ml•L﹣1的Na2CO3溶液CO32﹣离子浓度为1ml•L﹣1,而2 ml•L﹣1的K2CO3溶液中CO32﹣离子浓度最大,为2 ml•L﹣1,抑制碳酸钙的溶解程度更大;2 ml•L﹣1的HCl溶液为酸性溶液,氢离子消耗碳酸根离子,促进碳酸钙的溶解;NaCl对碳酸钙的溶解平衡无影响。
故选:B。
3.【分析】在平衡:Ca(OH)2(固)⇌Ca2++2OH﹣中,使平衡向正方向移动,有利于Ca(OH)2减少。
【解答】解:A.加入Na2S溶液,由于S2﹣水解呈碱性,使OH﹣浓度增大,不利于Ca(OH)2减少,故A错误;
B.加入AlCl3溶液,由于Al3++3OH﹣=Al(OH)3↓,实现沉淀的转化,有利于Ca(OH)2减少,故B正确;
C.加入NaOH溶液,溶液中OH﹣浓度增大,不利于Ca(OH)2减少,故C错误;
D.加入CaCl2溶液,溶液中Ca2+浓度增大,不利于Ca(OH)2减少,故D错误,
故选:B。
4.【分析】通过添加过量的难溶电解质MnS,除去Cu2+、Pb2+、Cd2+等离子,是沉淀转化的原理,利用CuS、PbS、CdS比MnS更难溶与水的原理转化,据此解答。
【解答】解:A.难溶不是不溶,只是溶解度小,故A错误;
B.MnS难溶于水也难溶于MnCl2溶液,故B错误;
C.沉淀转化的离子方程式为:Cu2+(aq)+MnS(s)=CuS(s)+Mn2+(aq),故C错误;
D.通过添加过量的难溶电解质MnS,除去Cu2+、Pb2+、Cd2+等离子,是沉淀转化的原理,利用CuS、PbS、CdS比MnS更难溶与水的原理转化,故D正确,
故选:D。
5.【分析】根据不同硫化物的溶度积常数分析。
【解答】解:根据不同硫化物的溶度积常数分析,出去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,
故选:B。
6.【分析】①碳酸钠是强碱弱酸盐,在溶液中水解呈碱性,且盐类的水解是吸热反应,升高温度促进盐类水解;
②钡离子有毒,钡离子能和硫酸根离子反应生成不溶于水和酸的硫酸钡沉淀;
③溶洞、珊瑚的主要成分是碳酸钙,钙离子和碳酸根离子反应生成难溶性的碳酸钙沉淀;
④碳酸钡能溶于盐酸,而硫酸钡不能溶于强酸和水;
⑤碳酸氢钠溶液水解呈碱性,硫酸铝水解呈酸性,碳酸氢钠和硫酸铝能相互促进水解生成二氧化碳.
【解答】解:①碳酸钠是强碱弱酸盐,因为水解使其溶液呈碱性,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,故不符合;
②钡离子有毒,所以可溶性的钡盐有毒,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;
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,形成溶洞珊瑚,所以可以用沉淀平衡原理来解释;
④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,可以用沉淀平衡原理来解释;
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,所以可以用盐类水解原理来解释泡沫灭火器灭火的原理,故不符合;
故选:A。
7.【分析】根据平衡移动原理及溶度积解答,要使Mg(OH)2 固体的量减少平衡向由移动,可以加水,或降低Mg2+或OH﹣的浓度,以此解答该题。
【解答】解:A.加入NaOH,OH﹣的浓度增大,平衡向左移动,Mg (OH)2 固体的量增大,故A错误;
B.加入少量NH4Cl,NH4+与OH﹣结合生成氨水,氢氧根的浓度减小,平衡右移,Mg(OH)2固体的量减少,故B正确;
C.加入少量Mg2SO4,镁离子的浓度增大,平衡左移,Mg (OH)2 固体的量增大,故C错误;
D.加入少量Na2SO4,不改变各种物质的浓度,平衡不移动,Mg(OH)2固体的量不变,故D错误;
故选:B。
8.【分析】Ksp[Ca3(PO4)2]=[c(Ca2+)]3×[c(PO43﹣)]2,据此计算.
【解答】解:Ksp[Ca3(PO4)2]=[c(Ca2+)]3×[c(PO43﹣)]2=(2.O×10﹣6)3×(1.58×10﹣6)2=2.0×10﹣29,故选A。
9.【分析】A、Ksp越小,电解质的溶解度不一定越小,溶度积常数与温度有关系,与溶液类型以及浓度无关;
B、沉淀不可能完全沉淀,当离子浓度小于1.0×10﹣5ml/L时,可认为沉淀完全;
C、如满足Qc>Ksp,可生成沉淀;
D、溶度积常数与温度有关系,与溶液类型以及浓度无关.
【解答】解:A、Ksp越小,电解质的溶解度不一定越小,溶解度还取决于溶液的类型和浓度关系,以及物质的摩尔质量等因素,例如AgCl在水中和盐酸中的溶解度不同,但溶度积相同,故A错误;
B、沉淀不可能沉淀完全,当离子浓度小于1.0×10﹣5ml/L时,可认为沉淀完全,故B正确;
C、BaSO4饱和溶液中加入饱和Na2CO3溶液有白色沉淀,是因为碳酸根离子浓度大,和钡离子浓度乘积等于碳酸钡的Ksp,实际Ksp(BaSO4)小于Ksp(BaCO3),故C错误;
D、溶度积常数与温度有关系,与溶液类型以及浓度无关,故D错误;
故选:B。
10.【分析】通过添加过量的难溶电解质MnS,除去Cu2+、Pb2+、Cd2+等离子,是沉淀转化的原理,利用CuS、PbS、CdS比MnS更难溶与水的原理转化,据此解答.
【解答】A、难溶不是不溶,只是溶解度小,故A错误;
B、MnS难溶于水也难溶于MnCl2溶液,故B错误;
C、通过添加过量的难溶电解质MnS,除去Cu2+、Pb2+、Cd2+等离子,是沉淀转化的原理,利用CuS、PbS、CdS比MnS更难溶与水的原理转化,故C正确;
D、沉淀转化的离子方程式为:Cu2+(aq)+MnS(s)=CuS(s)+Mn2+(aq),故D错误;
故选:C。
11.【分析】要使Mg(OH)2固体减少,应使平衡向正向移动,但c(Mg2+)不变,说明仍为饱和溶液,可加入水,以此解答该题.
【解答】解:A.加入固体MgSO4,增大了c(Mg2+),使溶解平衡逆向移动,悬浊液中Mg(OH)2固体的质量增加,故A错误;
B.加适量盐酸,消耗了氢氧根离子,使溶解平衡正向移动,悬浊液中Mg(OH)2固体的质量减少,c(Mg2+)增加,故B错误;
C.加入NaOH固体,增大了c(OH﹣),使溶解平衡逆向移动,悬浊液中Mg(OH)2固体的质量增加,c(Mg2+)减小,故C错误;
D.加入适量水,使溶解平衡正向移动,悬浊液中Mg(OH)2固体的质量减少,由于加水后仍是Mg(OH)2的饱和溶液,所以c(Mg2+)不变,故D正确;
故选:D。
12.【分析】A.由图可知,温度越高,Ca2+、CO32﹣的浓度越大;
B.由c点c(Ca2+)=2.0×10﹣5ml/L,c(CO32﹣)=1.4×10﹣4ml/L计算Ksp(CaCO3);
C.c点为25℃时碳酸钙的饱和溶液,加入Na2CO3后仍为25℃时碳酸钙的饱和溶液,仍在曲线上;
D.升高温度,CaCO3的溶解度增大。
【解答】解:A.由图可知,温度越高,Ca2+、CO32﹣的浓度越大,溶解平衡为吸热反应,则CaCO3(s)⇌Ca2+(aq)+CO32﹣(aq)△H>0,故A错误;
B.由c点c(Ca2+)=2.0×10﹣5ml/L、c(CO32﹣)=1.4×10﹣4ml/L可知,25℃时,CaCO3的Ksp=c(Ca2+)×c(CO32﹣)=2.8×10﹣9,故B正确;
C.c点为25℃时碳酸钙的饱和溶液,加入Na2CO3后仍为25℃时碳酸钙的饱和溶液,在曲线上,但c(CO32﹣)增大、c(Ca2+)减小,即沿曲线下滑,不能到d点,故C错误;
D.CaCO3的溶解度随温度升高而增大,所以升高温度可以使a点溶液变成不饱和溶液,溶液中c(Ca2+)和c(CO32﹣)均不变,仍在原处不变,故D错误;
故选:B。
二.填空题(共3小题)
13.【分析】(1)①升高温度,促进难溶物的电离,导致溶度积常数增大;
②加盐酸,促进难溶盐的电离,使平衡向正反应方向移动;
(2)根据CaA悬浊液中加入CuSO4溶液,发生复分解反应,生成一种黑色固体物质CuA,然后写出离子方程式.
【解答】解:(1)①已知CaA(s)⇌Ca2+(aq)+A2﹣(aq)△H>0,升高温度,促进难溶物的电离,所以导致溶度积常数变大,故答案为:增大;
②已知H2A在水中存在以下平衡:H2A⇌H++HA﹣,HA﹣⇌H++A2﹣,则该酸为弱酸,加盐酸发生反应:A2﹣+H+⇌HA﹣,A2﹣浓度减小,CaA的溶解平衡向右移动,n(Ca2+)显著增大,而溶液体积变化不大,所以c(Ca2+)增大,
故答案为:增大;加盐酸发生反应:A2﹣+H+⇌HA﹣,A2﹣浓度减小,CaA的溶解平衡向右移动,n(Ca2+)显著增大,而溶液体积变化不大,所以c(Ca2+)增大;
(2)CaA悬浊液中加入CuSO4溶液,发生复分解反应,生成一种黑色固体物质CuA,离子方程式为CaA(s)+Cu2+(aq)⇌Ca2+(aq)+CuA(s),
故答案为:CaA(s)+Cu2+(aq)⇌Ca2+(aq)+CuA(s).
14.【分析】(1)温度和平衡常数间的关系取决于平衡受温度的影响情况;
(2)令金属氢化物为RHx,金属R的相对分子质量为a,则=0.077,即923x=77a,X为金属的化合价,讨论可得x=2,a=24,故该金属氢化物为MgH2;
(3)配制的SnCl2的水溶液时,要防止Sn2+被氧化和水解;
(4)△H﹣T△S>0时,反应不能自发进行;
(5)①A、从盐卤或海水中获得Mg(OH)2,工业上选择生石灰作沉淀剂;
B、Mg(OH)2分解吸热,且MgO不能燃烧;
C、MgO熔点太高,工业上电解氯化镁制取镁;
D、高温条件下,碳和氧化镁反应生成镁和二氧化碳或一氧化碳;
②(4)Mg(OH)2的饱和溶液中的溶度积计算饱和溶液中的氢氧根离子浓度,结合水溶液中离子积计算氢离子浓度计算pH,然后结合表中数据判断溶液所呈现的颜色.
【解答】解:(1)对于放热反应,温度升高,则化学平衡逆向移动,导致平衡常数减小,所以T1<573K,故答案为:<;
(2)令金属氢化物为RHx,金属R的相对分子质量为a,则=0.077,即923x=77a,X为金属的化合价,讨论可得x=2,a=24,故该金属氢化物为MgH2,故反应方程式为2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2,
故答案为:2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2;
(3)配制的SnCl2的水溶液时,要防止Sn2+被氧化和水解,加入盐酸抑制其水解,加入Sn防止其氧化,故答案为:盐酸和Sn;
(4)反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)的△S<0,其△H>0,则其△H﹣T△S>0,反应不能自发进行,故答案为:不能实现,因为其△H﹣T△S>0;
(5)①A、从盐卤或海水中获得Mg(OH)2,工业上选择生石灰作沉淀剂,故A错误;
B、Mg(OH)2分解吸热,且MgO不能燃烧,所以Mg(OH)2能作阻燃剂是它分解吸热且生成MgO覆盖可燃物,故B正确;
C、MgO熔点太高,工业上电解氯化镁制取镁,故C错误;
D、高温加热碳和氧化镁的混合物时,生成的二氧化碳或一氧化碳能不断脱离反应体系,促使反应不断进行,因此碳可以置换出镁,故D正确;
故答案为:BD;
②25℃时,Mg(OH)2的溶度积Ksp=5.6×10﹣12,根据反应Mg(OH)2(s)⇌Mg2++2OH﹣可得:c(Mg2+)•c2(OH﹣)=5.6×10﹣12,
设c(OH﹣)=2c(Mg2+)=x,则:0.5x×x2=5.6×10﹣12,
解得:x=2.24×10﹣4ml/L,
c(H+)=ml/L=4.5×10﹣11ml/L,
溶液的pH=10.4>9.6,所以溶液呈蓝色,
故答案为:蓝色.
15.【分析】(1)①向含有AgI的饱和溶液中加入固体AgNO3,Ag+浓度增大,根据Ksp(AgI)分析;
②AgI已经达到饱和,无法再溶解更多的AgI;
③向含有AgI的饱和溶液中加入大量的NaBr固体,可以发生沉淀转化:AgI(s)+Br﹣(aq)⇌AgBr(s)+I﹣;
(2)根据Ksp(AgBr),Ksp(AgI)的相对大小分析。
【解答】解:(1)①向含有AgI的饱和溶液中加入固体AgNO3,Ag+浓度增大,则溶液中c(I﹣)=减小,
故答案为:变小;
②AgI已经达到饱和,无法再溶解更多的AgI,所以加入更多的AgI固体,则c(Ag+)不变,
故答案为:不变;
③向含有AgI的饱和溶液中加入大量的NaBr固体,可以发生沉淀转化:AgI(s)+Br﹣(aq)⇌AgBr(s)+I﹣,则溶液中c(I﹣)增大,
故答案为:变大;
(2)等体积混合后c(Br﹣)=c(I﹣)=0.001ml/L,c(Ag+)=2×10﹣3 ml/L.因Ksp(AgI)<Ksp(AgBr),AgI先沉淀,当I﹣完全沉淀时,消耗c(Ag+)=c(I﹣)=0.001ml/L,剩余c(Ag+)=2×10﹣3 ml/L﹣0.001ml/L=0.001ml/L,Q(AgBr)=0.001ml/L×0.001ml/L=1×10﹣6>4.9×10﹣13,所以有AgBr沉淀生成;而再向其中加入适量NaI固体时,会有AgBr转化为AgI。
故答案为:AgI、AgBr;AgBr(s)+I﹣(aq)═AgI(s)+Br﹣(aq)。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
T/K
T1
573
T3
K
1.00×107
2.54×105
1.88×103
pH
<8.0
8.0~9.6
>9.6
颜色
黄色
绿色
蓝色
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