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人教版高中化学选修4 3.4《难溶电解质的溶解平衡》同步练习(解析版)
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选修4第三章第四节难溶电解质的溶解平衡同步练习(解析版)
第I卷(选择题)
一、单选题
1.为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后,再向滤液中加入适量的盐酸,这种试剂是( )
A.NH3·H2O B.NaOH C.MgCO3 D.Na2CO3
【答案】C
【解析】
Fe3+易水解生成沉淀,可通过调节溶液pH的方法促进Fe3+的水解,注意不能引入新的杂质。
A. 加入氨水混入氯化铵杂质,且生成氢氧化镁沉淀,故A错误;
B. 加入NaOH易生成氢氧化镁沉淀,且混入NaCl杂质,故B错误;
C. 加入碳酸镁,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C正确;
D. 加入碳酸钠,易混入NaCl杂质,故D错误;
答案选C。
2.下列化学用语表示不正确的是( )
A.醋酸的电离:CH3COOHCH3COO-+H+
B.碳酸氢钠在水溶液中的电离:NaHCO3=Na++HCO
C.氯化铵的水解:NH+H2ONH4OH+H+
D.碳酸钙的溶解平衡:CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO(aq)
【答案】C
【解析】
A. 醋酸是弱电解质,在溶液中存在电离平衡,醋酸的电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+,故A正确;
B. 碳酸氢钠是强电解质,在溶液中完全电离出钠离子和碳酸氢根离子,电离方程式为NaHCO3=Na++HCO,故B正确;
C. 铵根离子水解生成NH3·H2O,水解方程式为NH+H2ONH3·H2O+H+,故C错误;
D. 碳酸钙在溶液中存在溶解平衡:CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO(aq),故D正确;
答案选C。
3.下列化学用语正确的是( )
A.水解:
B.的电离:
C.AgCl的沉淀溶解平衡:
D.钢铁电化学腐蚀的负极反应式:Fe-3eˉ=Fe3+
【答案】C
【解析】
A.碳酸是二元弱酸,所以碳酸根的水解分两步:+H2O+OHˉ、+H2OH2CO3+OHˉ,故A错误;
B.H2S为二元弱酸,分步电离:H2SHSˉ+H+、HSˉS2ˉ+H+,故B错误;
C.AgCl为难溶物,在水溶液中存在沉淀溶解平衡:,C正确;
D.原电池中Fe作负极时被氧化成Fe2+,负极反应式为Fe-2eˉ=Fe2+,故D错误;
综上所述答案为C。
4.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
【答案】B
【解析】
根据不同硫化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。
答案选B。
5.如表为有关化合物的pKsp,pKsp=-lgKsp。某同学设计实验如下:①向AgNO3溶液中加入适量NaX溶液,得到沉淀AgX;②向①中加NaY,则沉淀转化为AgY;③向②中加入NaZ,沉淀又转化为AgZ。则表中a、b、c的大小关系为( )
A.a>b>c B.a 【答案】B
【解析】
难溶电解质的Ksp越小,越易生成沉淀,①向AgNO3溶液中加入适量NaX溶液,得到沉淀AgX;②向①中加NaY,则沉淀转化为AgY;③向②中加入NaZ,沉淀又转化为AgZ,可说明ksp(AgX)>Ksp(AgY)>Ksp(AgZ),又pKsp=−lgKsp,则a 答案选B。
6.向浓度均为0.010mol/L的Na2CrO4、NaBr和NaCl的混合溶液中逐滴加入0.010mol/L的AgNO3溶液[已知Ksp(AgCl)=1.77×10-10mol2·L-2, Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12mol3·L-3, Ksp(AgBr)=5.35×10-13mol2·L-2,Ag2CrO4显砖红色]。下列叙述正确的是( )
A.原溶液中n(Na+)=0.040mol
B. Na2CrO4可用作AgNO3溶液滴定Cl-或Br-的指示剂
C.生成沉淀的先后顺序是AgBr→Ag2CrO4→AgCl
D.出现 Ag2CrO4沉淀时,溶液中c(Cl-):c(Br-)=117:535
【答案】B
【解析】
A.原溶液中c(Na+)=0.040mol/L,溶液体积未知,则n(Na+)未知,A错误;
B.向混合溶液中加入AgNO3溶液,析出AgCl沉淀时所需c(Ag+)==mol/L=1.77×10-8mol/L,析出AgBr沉淀时所需c(Ag+)==mol/L=5.35×10-11mol/L,析出Ag2CrO4沉淀时所需c(Ag+)==mol/L≈1.1×10-5mol/L,所需c(Ag+)越小,则越先生成沉淀,所以可用Na2CrO4作AgNO3溶液滴定Cl-或Br-的指示剂,B正确;
C.根据B选项分析,所需c(Ag+)越小,则越先生成沉淀,所以产生沉淀的先后顺序为AgBr、AgCl、Ag2CrO4,C错误;
D.出现Ag2CrO4沉淀时,溶液中c(Cl-):c(Br-)= Ksp(AgCl): Ksp(AgBr)=1770:5.35,D错误;
故选B。
7.绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度
B.图中各点对应的Ksp的关系为:Ksp(m)=Ksp(n)<Ksp(p)<Ksp(q)
C.向m点的溶液中加入少量Na2S固体,溶液组成由m沿mpn线向p方向移动
D.温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
【答案】B
【解析】
A.CdS的沉淀溶解平衡为CdS(s)Cd2+(aq)+S2-(aq),根据图像可知,图中的a、b所对应的p、q两点都满足:c(Cd2+)=c(S2-),且所表示的溶液中CdS(s)都达到沉淀溶解平衡,即a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度,A正确;
B.m、n、p三点对应的温度相同,温度不变,Ksp不变,故Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p),由题图可知,当c(S2-)一定时,T2时的饱和溶液中c(Cd2+)大于T1,则T2时的Ksp大于T1,有Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p)<Ksp(q),B错误;
C.向m点的溶液中加入少量的Na2S固体,平衡体系CdS(s)Cd2+(aq)+S2-(aq)中,c(S2-)增大,平衡逆向移动,c(Cd2+)减小,溶液组成由m点沿mpn线向p方向移动,C正确;
D.CdS饱和溶液中c(Cd2+)=c(S2-),pq连线上所有点均满足c(Cd2+)=c(S2-),温度降低时平衡CdS(s)Cd2+(aq)+S2-(aq)逆向移动,c(Cd2+)和c(S2-)均减小,故温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动,D正确;
故选B。
8.已知,,。某溶液中含有、和,浓度均为,向该溶液中逐滴加入的溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
【答案】C
【解析】
设Cl-、Br-、刚开始产生沉淀时,银离子的浓度分别为xmol/L、ymol/L、zmol/L,滴加少量AgNO3溶液时,对原溶液中阴离子浓度几乎无影响,则根据Ksp可得:0.01x=1.56×10-10,0.01y=7.7×10-13,0.01z2=9×10-11,可分别解出x=1.56×10-8,,y=7.7×10-11,z=3×10-4.5,,可知y
9.常温下几种难溶电解质的溶度积的数值如下表所示:
物质名称
硫化亚铁
硫化铜
硫化锌
溶度积
向含有等物质的量浓度的、、混合溶液中滴加溶液时,、、沉淀的先后顺序为
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
【答案】B
【解析】
物质的组成形式相似时,难溶电解质的溶度积越小,代表该物质越难溶于水,所以形成沉淀的时候,应该先析出溶度积相对较小的沉淀,因为溶度积的大小:硫化亚铁硫化锌硫化铜,所以沉淀的先后顺序为、、,B正确。
10.工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2+:Cu2++MnS=CuS+Mn2+,下列说法错误的是( )
A.该反应达平衡时c(Mn2+)=c(Cu2+)
B.MnS的Ksp比CuS的Ksp大
C.往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c(Mn2+)变大
D.该反应的平衡常数K=
【答案】A
【解析】
A. 该反应达平衡时,c(Mn2+)、c(Cu2+)浓度不变,但不一定相等,A选项错误;
B. 用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2+,利用的是CuS比MnS更难溶,所以MnS的Ksp比CuS的Ksp大,B选项正确;
C. 往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c(Cu2+)浓度增大,平衡正向移动,c(Mn2+)变大,C选项正确;
D. 该反应的平衡常数K=,D选项正确;
答案选A。
11.下列有关离子方程式错误的是
A.用石灰乳吸收烟气中的SO2: Ca2+ + 2OH- +SO2 =CaSO3↓ + H2O
B.用难溶的MnS除去MnCl2溶液中含有的Pb2+:MnS(s) + Pb2+ (aq)PbS (s) + Mn2+(aq)
C.铜片溶解在NaNO3和稀硫酸的混合液中:3Cu + 8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O
D.用金属钠除去甲苯中的水:2Na + 2H2O=2Na++2OH-+H2↑
【答案】A
【解析】
A.石灰乳为氢氧化钙的悬浊液,Ca(OH)2不能改写成离子,应为: Ca(OH)2+SO2 =CaSO3+ H2O, A错误;
B.MnS难溶于水,与Pb2+反应,生成溶解度更小的PbS,B正确;
C.H+和相当于稀硝酸,能溶解铜片,C正确;
D.金属钠能与水反应,不能与甲苯反应,D正确;
答案选A。
12.已知AgCl的Ksp=1.8×10-10,AgBr的Ksp=4.9×10-13,将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合。再加入足量浓AgNO3溶液。发生的反应为
A.只有AgBr沉淀生成 B.生成AgCl和AgBr沉淀的质量相等
C.AgCl沉淀少于AgBr沉淀 D.AgCl沉淀多于AgBr沉淀
【答案】D
【解析】
已知AgCl的Ksp=1.8×10-10,AgBr的Ksp=4.9×10-13,这说明溴化银难溶,因此将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合,溶液中氯离子浓度大于溴离子浓度,因此再加入足量浓AgNO3溶液,生成的AgCl沉淀多于AgBr沉淀,答案选D。
13.已知25℃时,AgI饱和溶液中c(Ag+)为1.22×10-8mol/L,AgCl的饱和溶液中c(Ag+)为1.25×10-5mol/L。若在5mL含有KCl和KI各为0.01mol/L的溶液中,加入8mL0.01mol/LAgNO3
溶液,这时溶液中所含溶质的离子浓度大小关系正确的是( )
A.c (K+)>c (NO3-) >c (Ag+) = c(Cl-) + c (I-)
B.c (K+)>c (NO3-) >c (Ag+) >c (Cl-)>c (I-)
C.c (NO3-)>c (K+)>c (Ag+) >c (Cl-)>c (I-)
D.c (K+)>c (NO3-) >c (Cl-) >c (Ag+)>c (I-)
【答案】D
【解析】
钾离子和NO3-不参与反应,所以c (K+)>c (NO3-)。由于碘化银的溶度积常数小于氯化银的,所以首先生成碘化银沉淀,然后才是氯化银沉淀,因此根据硝酸银和氯化钾及碘化钾的物质的量可知,氯化钾是过量的,因此c (Cl-) >c (Ag+)>c (I-),所以答案选D。
14.对饱和AgCl溶液(有AgCl固体存在)进行下列操作后,c(Ag+)和Ksp(AgCl)均保持不变的是
A.加少量水稀释 B.加热
C.加入少量盐酸 D.加入少量AgNO3
【答案】A
【解析】
A.Ksp(AgCl)只随温度的改变而改变;加少量水稀释,温度不变,Ksp(AgCl)不变,所以c(Ag+)不变,故A正确;
B.加热促进电离,c(Ag+)和Ksp(AgCl)均增大,故B错误;
C.加入少量盐酸,使溶解沉淀平衡逆向移动,c(Ag+)减小,故C错误;
D.加入少量AgNO3,c(Ag+)增大,故D错误;
故答案选A。
15.25℃时,,。若溶液中某离子浓度小于等于1×10-5mol/L,可视为该离子已沉淀完全,则在该温度下,下列说法不正确的是( )
A.,所以BaSO4比BaCO3溶解度更小
B.若误饮的溶液,会引起Ba2+中毒
C.向同浓度的Na2SO4和Na2CO3的混合液中滴加BaCl2溶液,BaSO4先析出
D.在将BaSO4固体溶于水所得的饱和溶液中,
【答案】B
【解析】
A.BaCO3与BaSO4组成形式相似,且Ksp(BaCO3)> Ksp(BaSO4),故BaSO4比BaCO3溶解度更小,A正确;
B.若误饮c(Ba2+)=1×10-5mol/L的溶液,钡离子浓度很小,故不会引起钡离子中毒,B错误;
C.向同浓度的Na2SO4和Na2CO3混合溶液中滴加BaCl2溶液,由于BaCO3与BaSO4组成形式相似,且Ksp(BaCO3)> Ksp(BaSO4),故BaSO4开始沉淀时所需Ba2+浓度更小,BaSO4先析出,C正确;
D.在将BaSO4固体溶于水所得的饱和溶液中,Q=Ksp,则,D正确;
综上所述答案为B。
16.t℃时,已知PdI2在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法正确的是
A.t℃时,PdI2的Ksp=7×10-9mol3/L3
B.图中a点对应的溶液是饱和溶液,b、d两点对应的溶液都是不饱和溶液
C.向a点的溶液中加入少量NaI固体,溶液由a点沿曲线向c点方向移动
D.要使d点移动到b点可以降低温度
【答案】C
【解析】
说法错误;
B.图中曲线上的点为饱和溶液,曲线上方的点对应的溶液过饱和,曲线下方的点对应的溶液不饱和,即a点是饱和溶液,b点是不饱和溶液,d点是过饱和溶液,B说法错误;
C.向a点的溶液中加入少量NaI固体,碘离子浓度增大,PdI2的溶解平衡向生成沉淀的方向移动,c(Pd2+)减小,溶液由a点沿曲线向c点方向移动,C说法正确;
D.沉淀溶解过程吸热,要使d点移动到b点,使过饱和溶液变为不饱和溶液,若降低温度,溶解平衡向放热的方向移动,即向生成沉淀的方向移动,仍为饱和溶液,D说法错误。
答案为C。
17.已知25 ℃时,电离常数Ka(HF)=3.6×10-4,溶度积常数Ksp(CaF2)=1.46×10-10。现向1 L 0.2 mol·L-1 HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L-1 CaCl2溶液,则下列说法中正确的是
A.25 ℃时,0.1 mol·L-1 HF溶液中pH=1 B.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化
C.该体系中有CaF2沉淀产生 D.该体系中,Ksp(CaF2)=
【答案】C
【解析】
A.HF酸为弱酸,不能完全电离,则25℃时,0.1mol•L-1HF溶液中pH>1,故A错误;
B.Ksp只与温度有关,则Ksp(CaF2)随温度的变化而变化,与浓度无关,故B错误;
C.向1 L 0.2 mol·L-1 HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L-1 CaCl2溶液,c(Ca2+)=0.1 mol•L-1,c(F-)===6×10-3mol/L,则Qc=c2(F-)•c(Ca2+)=(6×10-3mol/L)2×0.1 mol•L-1=3.6×10-6>Ksp(CaF2),说明有沉淀产生,故C正确;
D.Ka(HF)=3.6×10-4 mol•L-1,溶度积常数Ksp(CaF2)=1.46×10-10mol3•L-3,Ka×Ksp≠1,故D错误;
故选C。
18.下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.将Ca(ClO)2、 Na2SO3、 FeCl3、 KAl (SO4)2的各自溶液分别蒸干均得不到原溶质
B.配制Fe(NO3)2溶液时,向Fe(NO3)2溶液中滴加几滴稀硝酸,以防止Fe(NO3)2 发生水解
C.Ksp和溶解度都受温度的影响,常温下,AgCl 在NaCl溶液中的Ksp和溶解度与在纯水中的Ksp和溶解度相同
D.NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度不相同
【答案】D
【解析】
A.将Ca(ClO)2、Na2SO3、FeCl3溶液蒸干分别得到的是氢氧化钙、Na2SO4、氧化铁,均得不到原溶质;但蒸干KAl (SO4)2溶液时,虽然铝离子水解从而生成氢氧化铝和硫酸,但加热蒸发时硫酸是难挥发性酸,蒸出的为水,最终得到的还是KAl (SO4)2,故A错误;
B.稀硝酸具有强氧化性,会将亚铁离子氧化成铁离子,故B错误;
C.Ksp只受温度的影响,但溶解度会因溶剂的改变而改变,氯化钠溶液中氯离子浓度较大,抑制氯化银的溶解,所以AgCl在NaCl溶液中的溶解度要小于在纯水中的溶解度,故C错误;
D.CH3COONH4溶液中存在醋酸根和铵根的水解,促进水的电离,而NaCl对水的电离无影响,所以两溶液中水的电离程度不同,故D正确;
综上所述答案为D。
19.25℃时,Fe(OH)2和Cu(OH)2的饱和溶液中,金属阳离子的物质的量浓度的负对数[-lgc(M2+)]与溶液pH的变化关系如图所示,已知该温度下Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2].下列说法正确的是
A.曲线a表示Cu(OH)2饱和溶液中的变化关系
B.除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2+,可加入适量CuO
C.当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时,溶液中c(Cu2+)∶c(Fe2+)=104.6∶1
D.向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH固体,可转化为Y点对应的溶液
【答案】A
【解析】
由图可计算曲线a的Ka=c(M2+)c2(OH-)=10-11.7×(10-4)2=10-19.7,曲线b的Kb=c(M2+)c2(OH-)=10-3.1×(10-6)2=10-15.1,由题中信息Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2], 故曲线a表示Cu(OH)2饱和溶液中的变化关系,曲线b表示Fe(OH)2饱和溶液中的变化关系。
A.由分析可知A正确;
B.由图知,Cu2+开始沉淀需要的pH小于Fe2+,所以应将Fe2+氧化为Fe3+,然后调节pH除去,故B错误;
C.X点时,Cu(OH)2、Fe(OH)2共存,则c(Fe2+):c(Cu2+)=10-7.1:10-11.7=104.6:1故C错误;
D.Y点Cu2+未产生沉淀,不能通过加入少量NaOH实现此转化,故D错误;
故选:A。
20.下列说法正确的是
A.升高H2SO4稀溶液温度,溶液中c(OH-)增大
B.pH=3的CH3COOH溶液加入CH3COONa固体,溶液的pH减小
C.NaClO稀溶液中加入NaClO固体,溶液中增大
D.向AgCl、Ag2CrO4的饱和溶液中加入少量AgNO3固体,溶液中不变
【答案】A
【解析】
A. 水的电离是吸热过程,升高H2SO4稀溶液温度,水的电离程度变大,由于硫酸是强电离质,其电离程度不受温度影响,故溶液中c(OH-)增大,A说法正确;
B. pH=3的CH3COOH溶液加入CH3COONa固体,由于CH3COONa是易溶于水的强电解质,其增大了溶液中c(CH3COO-),从而使醋酸的电离平衡逆向移动,溶液中c(H+)减小,故溶液的pH增大,B说法不正确;
C. NaClO稀溶液中加入NaClO固体,的水解程度变小了,溶液中= 减小,C说法不正确;
D. 向AgCl、Ag2CrO4的饱和溶液中加入少量AgNO3固体,其沉淀溶解平衡均向结晶方向移动,但是温度不变,其溶度积不变,其溶度积的比值也不变,即不变,加入少量AgNO3固体,溶液中变大,故变小,D说法不正确。
本题选A。
第II卷(非选择题)
二、填空题
21.某研究小组以银盐为实验对象,研究难溶盐时进行了如下实验:
①0.1mol∙L−1AgNO3溶液和0.1mol∙L−1NaCl溶液等体积混合得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c;
②向滤液b中滴加0.1mol∙L−1KI溶液,出现浑浊;
③向沉淀c中滴加0.1mol∙L−1KI溶液,沉淀变为黄色;
④向AgI中滴加0.1mol∙L−1NaCl溶液,无明显现象。
已知:25℃时,AgCl和AgI的溶解度分别是1.5×10−4g和3×10−7g,请回答:
(1)沉淀c是_____。
(2)步骤③中反应的离子方程式是_____。
(3)根据实验,可以得出的结论是_____。
【答案】AgCl AgCl(s)+I-(aq)⇌AgI(s)+Cl-(aq) 难溶盐在水中存在溶解平衡通过溶解平衡的移动,溶解度小的难溶盐转化为溶解度更小的难溶盐容易实现
【解析】
0.1mol∙L−1AgNO3溶液和0.1mol∙L−1NaCl溶液等体积混合,生成氯化银。向沉淀c中滴加0.1mol∙L−1KI溶液,沉淀变为黄色,反应生成AgI,说明AgCl存在溶解平衡;向AgI中滴加0.1mol∙L−1NaCl溶液,无明显现象,再根据溶解度说明溶解度大的易向溶解度小的转化。
(1)0.1mol∙L−1AgNO3溶液和0.1mol∙L−1NaCl溶液等体积混合,两者反应生成AgCl和NaNO3,因此沉淀c是AgCl;故答案为:AgCl。
(2)AgCl沉淀中滴加0.1mol∙L−1KI溶液,反应生成AgI沉淀和KCl溶液,步骤③中反应的离子方程式是AgCl(s)+I-(aq)⇌AgI(s)+Cl-(aq)。
(3)向沉淀c中滴加0.1mol∙L−1KI溶液,沉淀变为黄色,说明难溶盐在水中存在溶解平衡,且平衡能够发生移动;向AgI中滴加0.1mol∙L−1NaCl溶液,无明显现象,说明溶解度小的难溶盐转化为溶解度更小的难溶盐容易实现,因此得出的结论是难溶盐在水中存在溶解平衡,通过溶解平衡的移动,溶解度小的难溶盐转化为溶解度更小的难溶盐容易实现;故答案为:难溶盐在水中存在溶解平衡,通过溶解平衡的移动,溶解度小的难溶盐转化为溶解度更小的难溶盐容易实现。
22.某工业废水中含有和,可采用沉淀法将其除去。
(1)若加入来沉淀和,当溶液中和共存时,___________。
(2)若加入溶液来调节,使和完全沉淀,应满足的条件为_________。
已知:①
②时,会转化为
③离子完全除去的标准:该离子浓度
【答案】105 8.5~11
【解析】
(1) =,故答案为:105;
(2)由氢氧化锌和氢氧化铜的溶度积常数可知,氢氧化铜的溶解度小,要使两种离子均沉淀完全要确保氢氧化锌完全沉淀,c(OH-)(最小)=,pH=8.5,又因时,会转化为,因此pH应小于11,应满足的条件为8.5~11,故答案为:8.5~11;
23.电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡、溶解平衡,请回答下列问题。
(1)已知部分弱酸的电离常数如下表:
弱酸
HCOOH
HCN
H2CO3
电离常数(25 ℃)
Ka=1.77×10-4
Ka=5.0×10-10
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
①HCOONa、NaCN、NaHCO3、Na2CO3这4种溶液中阴离子结合质子能力最强的是__________。
②体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液a.HCOOH;b.HCN;c.H2SO4分别与同浓度的NaOH溶液完全中和,消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是(填字母) ___________。
③向NaCN溶液通入少量CO2反应的化学方程式是_____________________________。
(2)①一定浓度的NaCN溶液pH=9,用离子方程式表示呈碱性的原因是____________;此时c(HCN)/c(CN-)=____________。
②常温下,NaCN与过氧化氢溶液反应,生成NaHCO3和能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,大大降低其毒性。该反应的化学方程式是___________________________。
(3)已知CaCO3的Ksp=2.8×10-9,现将浓度为2×10-4 mol·L-1 Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合,则生成CaCO3沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为_____________mol·L-1。
【答案】Na2CO3 b>a>c NaCN+CO2+H2O===NaHCO3+HCN CN-+H2OHCN+OH- 2 NaCN+H2O2+H2O===NaHCO3+NH3↑ 5.6×10-5
【解析】
(1) ①根据弱酸的电离常数得出酸强弱顺序为HCOOH > H2CO3 > HCN > HCO3-,根据对应酸越弱,结合氢离子能力越强,因此Na2CO3溶液中阴离子结合质子能力最强,故答案为:Na2CO3。
②体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液a.HCOOH;b.HCN;c.H2SO4,硫酸是强酸,全部电离,硫酸浓度最小,HCOOH比HCN强,氢离子浓度相同时,HCOOH浓度比HCN浓度小,因此体积相等,物质的量HCN大于HCOOH,消耗氢氧化钠是HCN大于HCOOH,硫酸消耗氢氧化钠最小,因此消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是b>a>c,故答案为:b>a>c。
③向NaCN溶液通入少量CO2反应生成HCN和碳酸氢钠,其化学方程式是NaCN+CO2+H2O = NaHCO3+HCN,故答案为:NaCN+CO2+H2O = NaHCO3+HCN。
(2)①一定浓度的NaCN溶液pH=9,主要是水解显碱性,离子方程式表示呈碱性的原因是CN-+H2OHCN+OH-;此时,故答案为:CN-+H2OHCN+OH-;2。
②常温下,NaCN与过氧化氢溶液反应,生成NaHCO3和能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体即生成氨气,该反应的化学方程式是NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3+NH3↑,故答案为:NaCN+H2O2+H2O===NaHCO3+NH3↑。
(3)已知CaCO3的Ksp=2.8×10-9,现将浓度为2×10-4 mol·L-1 Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合后碳酸钠的浓度为1×10-4 mol·L-1,假设原CaCl2溶液的最小浓度为2xmol·L-1,混合后CaCl2溶液的浓度为xmol·L-1,溶液中CaCl2溶液,则原溶液中CaCl2的最小浓度2×2.8×10-5mol·L-1 = 5.6×10-5 mol·L-1,故答案为:5.6×10-5。
24.已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq),Ksp=cm(Mn+)·cn(Am-)称为溶度积。
某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性,查得如下资料(25℃):
他们的实验步骤如下:
①往100mL0.1mol·L-1的CaCl2溶液中加入0.1mol·L-1的Na2SO4溶液100mL立即有白色沉淀生成。
②向上述悬浊液中加入固体Na2CO33g,搅拌,静置后弃去上层清液。
③再加入蒸馏水搅拌,静置后再弃去上层清液。
④___________________________。
(1)由题中信息知Ksp越大,表示电解质的溶解度越__(填“大”或“小”)。
(2)写出第②步发生反应的化学方程式__。
(3)设计第③步的目的是什么__。
(4)请补充第④步操作及发生的现象__。
(5)请写出该转化在实际生活、生产中的一个应用__。
【答案】大 Na2CO3(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+Na2SO4(aq) 洗去沉淀上附着的SO42- 向沉淀中加入足量的盐酸,沉淀完全溶解,有气泡产生 将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,易于除去
【解析】
(1)Ksp越大,饱和溶液中离子的浓度越大,电解质的溶解度越大;
(2)根据表格数据,硫酸钙的Ksp比碳酸钙大,当加入碳酸钠时会反应生成碳酸钙沉淀,其反应方程式为:Na2CO3(aq)+CaSO4(s)=Na2SO4(aq)+CaCO3(s);
(3)上层清液里有Na2SO4,故应洗去沉淀上附着的SO42−;
(4)因为前面加入了固体Na2CO3,生成CaCO3,向沉淀中加入足量的盐酸,如果沉淀完全溶解并放出无色无味气体,说明该沉淀是碳酸钙,说明CaSO4加入碳酸钠后生成了碳酸钙;
(5)在实际生活生产中,利用沉淀的转化可将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸溶解除去。
25.电子工业中,可用FeCl3—HCl溶液作为印刷电路铜板蚀刻液。
某探究小组设计如下线路处理废液和资源回收:
请回答:
(1)FeCl3—HCl溶液蚀刻铜板后的废液中含有的金属阳离是 。
(2)FeCl3蚀刻液中加入盐酸的目的:可以 。
(3)步骤①中加入H2O2溶液的目的是 。
(4)已知:生成氢氧化物沉淀的pH
Cu(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
4.7
7.0
1.9
沉淀完全时
6.7
9.0
3.2
根据表中数据推测调节pH的范围是 。
(5)写出步骤②中生成CO2的一个离子方程式 (已知Cu2(OH)2CO3不易溶于水)
(6)写出步骤③生成Cu2(OH)2CO3的离子方程式 。
【答案】(1)Fe3+、Fe2+和Cu2+(2分,写对3个得2分,少一个得一分)
(2)抑制氯化铁水解 (3分)
(3)将Fe2+氧化成Fe3+,方便后续沉淀时除去(3分)
(4)3.2≤pH<4.7(3分)
(5)4H++Cu2(OH)2CO3=3H2O +2 Cu2++ CO2↑ (3分)
或4Fe3++3Cu2(OH)2CO3+3H2O=4Fe(OH)3+6 Cu2++3 CO2↑
(6)2Cu2++4HCO3—=Cu2(OH)2CO3↓+H2O +3 CO2↑ (3分)
【解析】
(1)由2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+可知,溶液蚀刻铜板后的废液中含有的金属阳离子是Fe3+、Fe2+和Cu2+;
(2)为了防止Fe3+的水解,蚀刻液中加入盐,又可提高蚀刻速率;
(3)由生成氢氧化物沉淀的pH表可知Fe3+比Fe2+更易沉淀而除去,所以在步骤①中加入H2O2溶液将Fe2+氧化成Fe3+,方便后续沉淀时除去;
(4)根据表中数据为了让Fe3+完全沉淀,pH应该大于等于3.2,为了防止Fe2+、Cu2+沉淀,pH小于4.7,所以pH的范围是[3.2,4.7)或3.2≤pH<4.7;
(5)由Cu2(OH)2CO3不易溶于水,可写出生成二氧化碳的方程式为4H++Cu2(OH)2CO3 = 3H2O +2 Cu2++ CO2↑或4Fe3++3Cu2(OH)2CO3+3H2O = 4Fe(OH)3+6 Cu2++3 CO2↑;
(6)步骤③生成Cu2(OH)2CO3的离子方程式2Cu2++4HCO3—= Cu2(OH)2CO3↓+H2O +3 CO2↑。
第I卷(选择题)
一、单选题
1.为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后,再向滤液中加入适量的盐酸,这种试剂是( )
A.NH3·H2O B.NaOH C.MgCO3 D.Na2CO3
【答案】C
【解析】
Fe3+易水解生成沉淀,可通过调节溶液pH的方法促进Fe3+的水解,注意不能引入新的杂质。
A. 加入氨水混入氯化铵杂质,且生成氢氧化镁沉淀,故A错误;
B. 加入NaOH易生成氢氧化镁沉淀,且混入NaCl杂质,故B错误;
C. 加入碳酸镁,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C正确;
D. 加入碳酸钠,易混入NaCl杂质,故D错误;
答案选C。
2.下列化学用语表示不正确的是( )
A.醋酸的电离:CH3COOHCH3COO-+H+
B.碳酸氢钠在水溶液中的电离:NaHCO3=Na++HCO
C.氯化铵的水解:NH+H2ONH4OH+H+
D.碳酸钙的溶解平衡:CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO(aq)
【答案】C
【解析】
A. 醋酸是弱电解质,在溶液中存在电离平衡,醋酸的电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+,故A正确;
B. 碳酸氢钠是强电解质,在溶液中完全电离出钠离子和碳酸氢根离子,电离方程式为NaHCO3=Na++HCO,故B正确;
C. 铵根离子水解生成NH3·H2O,水解方程式为NH+H2ONH3·H2O+H+,故C错误;
D. 碳酸钙在溶液中存在溶解平衡:CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO(aq),故D正确;
答案选C。
3.下列化学用语正确的是( )
A.水解:
B.的电离:
C.AgCl的沉淀溶解平衡:
D.钢铁电化学腐蚀的负极反应式:Fe-3eˉ=Fe3+
【答案】C
【解析】
A.碳酸是二元弱酸,所以碳酸根的水解分两步:+H2O+OHˉ、+H2OH2CO3+OHˉ,故A错误;
B.H2S为二元弱酸,分步电离:H2SHSˉ+H+、HSˉS2ˉ+H+,故B错误;
C.AgCl为难溶物,在水溶液中存在沉淀溶解平衡:,C正确;
D.原电池中Fe作负极时被氧化成Fe2+,负极反应式为Fe-2eˉ=Fe2+,故D错误;
综上所述答案为C。
4.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
【答案】B
【解析】
根据不同硫化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。
答案选B。
5.如表为有关化合物的pKsp,pKsp=-lgKsp。某同学设计实验如下:①向AgNO3溶液中加入适量NaX溶液,得到沉淀AgX;②向①中加NaY,则沉淀转化为AgY;③向②中加入NaZ,沉淀又转化为AgZ。则表中a、b、c的大小关系为( )
A.a>b>c B.a 【答案】B
【解析】
难溶电解质的Ksp越小,越易生成沉淀,①向AgNO3溶液中加入适量NaX溶液,得到沉淀AgX;②向①中加NaY,则沉淀转化为AgY;③向②中加入NaZ,沉淀又转化为AgZ,可说明ksp(AgX)>Ksp(AgY)>Ksp(AgZ),又pKsp=−lgKsp,则a 答案选B。
6.向浓度均为0.010mol/L的Na2CrO4、NaBr和NaCl的混合溶液中逐滴加入0.010mol/L的AgNO3溶液[已知Ksp(AgCl)=1.77×10-10mol2·L-2, Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12mol3·L-3, Ksp(AgBr)=5.35×10-13mol2·L-2,Ag2CrO4显砖红色]。下列叙述正确的是( )
A.原溶液中n(Na+)=0.040mol
B. Na2CrO4可用作AgNO3溶液滴定Cl-或Br-的指示剂
C.生成沉淀的先后顺序是AgBr→Ag2CrO4→AgCl
D.出现 Ag2CrO4沉淀时,溶液中c(Cl-):c(Br-)=117:535
【答案】B
【解析】
A.原溶液中c(Na+)=0.040mol/L,溶液体积未知,则n(Na+)未知,A错误;
B.向混合溶液中加入AgNO3溶液,析出AgCl沉淀时所需c(Ag+)==mol/L=1.77×10-8mol/L,析出AgBr沉淀时所需c(Ag+)==mol/L=5.35×10-11mol/L,析出Ag2CrO4沉淀时所需c(Ag+)==mol/L≈1.1×10-5mol/L,所需c(Ag+)越小,则越先生成沉淀,所以可用Na2CrO4作AgNO3溶液滴定Cl-或Br-的指示剂,B正确;
C.根据B选项分析,所需c(Ag+)越小,则越先生成沉淀,所以产生沉淀的先后顺序为AgBr、AgCl、Ag2CrO4,C错误;
D.出现Ag2CrO4沉淀时,溶液中c(Cl-):c(Br-)= Ksp(AgCl): Ksp(AgBr)=1770:5.35,D错误;
故选B。
7.绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度
B.图中各点对应的Ksp的关系为:Ksp(m)=Ksp(n)<Ksp(p)<Ksp(q)
C.向m点的溶液中加入少量Na2S固体,溶液组成由m沿mpn线向p方向移动
D.温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
【答案】B
【解析】
A.CdS的沉淀溶解平衡为CdS(s)Cd2+(aq)+S2-(aq),根据图像可知,图中的a、b所对应的p、q两点都满足:c(Cd2+)=c(S2-),且所表示的溶液中CdS(s)都达到沉淀溶解平衡,即a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度,A正确;
B.m、n、p三点对应的温度相同,温度不变,Ksp不变,故Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p),由题图可知,当c(S2-)一定时,T2时的饱和溶液中c(Cd2+)大于T1,则T2时的Ksp大于T1,有Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p)<Ksp(q),B错误;
C.向m点的溶液中加入少量的Na2S固体,平衡体系CdS(s)Cd2+(aq)+S2-(aq)中,c(S2-)增大,平衡逆向移动,c(Cd2+)减小,溶液组成由m点沿mpn线向p方向移动,C正确;
D.CdS饱和溶液中c(Cd2+)=c(S2-),pq连线上所有点均满足c(Cd2+)=c(S2-),温度降低时平衡CdS(s)Cd2+(aq)+S2-(aq)逆向移动,c(Cd2+)和c(S2-)均减小,故温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动,D正确;
故选B。
8.已知,,。某溶液中含有、和,浓度均为,向该溶液中逐滴加入的溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
【答案】C
【解析】
设Cl-、Br-、刚开始产生沉淀时,银离子的浓度分别为xmol/L、ymol/L、zmol/L,滴加少量AgNO3溶液时,对原溶液中阴离子浓度几乎无影响,则根据Ksp可得:0.01x=1.56×10-10,0.01y=7.7×10-13,0.01z2=9×10-11,可分别解出x=1.56×10-8,,y=7.7×10-11,z=3×10-4.5,,可知y
物质名称
硫化亚铁
硫化铜
硫化锌
溶度积
向含有等物质的量浓度的、、混合溶液中滴加溶液时,、、沉淀的先后顺序为
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
【答案】B
【解析】
物质的组成形式相似时,难溶电解质的溶度积越小,代表该物质越难溶于水,所以形成沉淀的时候,应该先析出溶度积相对较小的沉淀,因为溶度积的大小:硫化亚铁硫化锌硫化铜,所以沉淀的先后顺序为、、,B正确。
10.工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2+:Cu2++MnS=CuS+Mn2+,下列说法错误的是( )
A.该反应达平衡时c(Mn2+)=c(Cu2+)
B.MnS的Ksp比CuS的Ksp大
C.往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c(Mn2+)变大
D.该反应的平衡常数K=
【答案】A
【解析】
A. 该反应达平衡时,c(Mn2+)、c(Cu2+)浓度不变,但不一定相等,A选项错误;
B. 用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2+,利用的是CuS比MnS更难溶,所以MnS的Ksp比CuS的Ksp大,B选项正确;
C. 往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c(Cu2+)浓度增大,平衡正向移动,c(Mn2+)变大,C选项正确;
D. 该反应的平衡常数K=,D选项正确;
答案选A。
11.下列有关离子方程式错误的是
A.用石灰乳吸收烟气中的SO2: Ca2+ + 2OH- +SO2 =CaSO3↓ + H2O
B.用难溶的MnS除去MnCl2溶液中含有的Pb2+:MnS(s) + Pb2+ (aq)PbS (s) + Mn2+(aq)
C.铜片溶解在NaNO3和稀硫酸的混合液中:3Cu + 8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O
D.用金属钠除去甲苯中的水:2Na + 2H2O=2Na++2OH-+H2↑
【答案】A
【解析】
A.石灰乳为氢氧化钙的悬浊液,Ca(OH)2不能改写成离子,应为: Ca(OH)2+SO2 =CaSO3+ H2O, A错误;
B.MnS难溶于水,与Pb2+反应,生成溶解度更小的PbS,B正确;
C.H+和相当于稀硝酸,能溶解铜片,C正确;
D.金属钠能与水反应,不能与甲苯反应,D正确;
答案选A。
12.已知AgCl的Ksp=1.8×10-10,AgBr的Ksp=4.9×10-13,将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合。再加入足量浓AgNO3溶液。发生的反应为
A.只有AgBr沉淀生成 B.生成AgCl和AgBr沉淀的质量相等
C.AgCl沉淀少于AgBr沉淀 D.AgCl沉淀多于AgBr沉淀
【答案】D
【解析】
已知AgCl的Ksp=1.8×10-10,AgBr的Ksp=4.9×10-13,这说明溴化银难溶,因此将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合,溶液中氯离子浓度大于溴离子浓度,因此再加入足量浓AgNO3溶液,生成的AgCl沉淀多于AgBr沉淀,答案选D。
13.已知25℃时,AgI饱和溶液中c(Ag+)为1.22×10-8mol/L,AgCl的饱和溶液中c(Ag+)为1.25×10-5mol/L。若在5mL含有KCl和KI各为0.01mol/L的溶液中,加入8mL0.01mol/LAgNO3
溶液,这时溶液中所含溶质的离子浓度大小关系正确的是( )
A.c (K+)>c (NO3-) >c (Ag+) = c(Cl-) + c (I-)
B.c (K+)>c (NO3-) >c (Ag+) >c (Cl-)>c (I-)
C.c (NO3-)>c (K+)>c (Ag+) >c (Cl-)>c (I-)
D.c (K+)>c (NO3-) >c (Cl-) >c (Ag+)>c (I-)
【答案】D
【解析】
钾离子和NO3-不参与反应,所以c (K+)>c (NO3-)。由于碘化银的溶度积常数小于氯化银的,所以首先生成碘化银沉淀,然后才是氯化银沉淀,因此根据硝酸银和氯化钾及碘化钾的物质的量可知,氯化钾是过量的,因此c (Cl-) >c (Ag+)>c (I-),所以答案选D。
14.对饱和AgCl溶液(有AgCl固体存在)进行下列操作后,c(Ag+)和Ksp(AgCl)均保持不变的是
A.加少量水稀释 B.加热
C.加入少量盐酸 D.加入少量AgNO3
【答案】A
【解析】
A.Ksp(AgCl)只随温度的改变而改变;加少量水稀释,温度不变,Ksp(AgCl)不变,所以c(Ag+)不变,故A正确;
B.加热促进电离,c(Ag+)和Ksp(AgCl)均增大,故B错误;
C.加入少量盐酸,使溶解沉淀平衡逆向移动,c(Ag+)减小,故C错误;
D.加入少量AgNO3,c(Ag+)增大,故D错误;
故答案选A。
15.25℃时,,。若溶液中某离子浓度小于等于1×10-5mol/L,可视为该离子已沉淀完全,则在该温度下,下列说法不正确的是( )
A.,所以BaSO4比BaCO3溶解度更小
B.若误饮的溶液,会引起Ba2+中毒
C.向同浓度的Na2SO4和Na2CO3的混合液中滴加BaCl2溶液,BaSO4先析出
D.在将BaSO4固体溶于水所得的饱和溶液中,
【答案】B
【解析】
A.BaCO3与BaSO4组成形式相似,且Ksp(BaCO3)> Ksp(BaSO4),故BaSO4比BaCO3溶解度更小,A正确;
B.若误饮c(Ba2+)=1×10-5mol/L的溶液,钡离子浓度很小,故不会引起钡离子中毒,B错误;
C.向同浓度的Na2SO4和Na2CO3混合溶液中滴加BaCl2溶液,由于BaCO3与BaSO4组成形式相似,且Ksp(BaCO3)> Ksp(BaSO4),故BaSO4开始沉淀时所需Ba2+浓度更小,BaSO4先析出,C正确;
D.在将BaSO4固体溶于水所得的饱和溶液中,Q=Ksp,则,D正确;
综上所述答案为B。
16.t℃时,已知PdI2在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法正确的是
A.t℃时,PdI2的Ksp=7×10-9mol3/L3
B.图中a点对应的溶液是饱和溶液,b、d两点对应的溶液都是不饱和溶液
C.向a点的溶液中加入少量NaI固体,溶液由a点沿曲线向c点方向移动
D.要使d点移动到b点可以降低温度
【答案】C
【解析】
说法错误;
B.图中曲线上的点为饱和溶液,曲线上方的点对应的溶液过饱和,曲线下方的点对应的溶液不饱和,即a点是饱和溶液,b点是不饱和溶液,d点是过饱和溶液,B说法错误;
C.向a点的溶液中加入少量NaI固体,碘离子浓度增大,PdI2的溶解平衡向生成沉淀的方向移动,c(Pd2+)减小,溶液由a点沿曲线向c点方向移动,C说法正确;
D.沉淀溶解过程吸热,要使d点移动到b点,使过饱和溶液变为不饱和溶液,若降低温度,溶解平衡向放热的方向移动,即向生成沉淀的方向移动,仍为饱和溶液,D说法错误。
答案为C。
17.已知25 ℃时,电离常数Ka(HF)=3.6×10-4,溶度积常数Ksp(CaF2)=1.46×10-10。现向1 L 0.2 mol·L-1 HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L-1 CaCl2溶液,则下列说法中正确的是
A.25 ℃时,0.1 mol·L-1 HF溶液中pH=1 B.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化
C.该体系中有CaF2沉淀产生 D.该体系中,Ksp(CaF2)=
【答案】C
【解析】
A.HF酸为弱酸,不能完全电离,则25℃时,0.1mol•L-1HF溶液中pH>1,故A错误;
B.Ksp只与温度有关,则Ksp(CaF2)随温度的变化而变化,与浓度无关,故B错误;
C.向1 L 0.2 mol·L-1 HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L-1 CaCl2溶液,c(Ca2+)=0.1 mol•L-1,c(F-)===6×10-3mol/L,则Qc=c2(F-)•c(Ca2+)=(6×10-3mol/L)2×0.1 mol•L-1=3.6×10-6>Ksp(CaF2),说明有沉淀产生,故C正确;
D.Ka(HF)=3.6×10-4 mol•L-1,溶度积常数Ksp(CaF2)=1.46×10-10mol3•L-3,Ka×Ksp≠1,故D错误;
故选C。
18.下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.将Ca(ClO)2、 Na2SO3、 FeCl3、 KAl (SO4)2的各自溶液分别蒸干均得不到原溶质
B.配制Fe(NO3)2溶液时,向Fe(NO3)2溶液中滴加几滴稀硝酸,以防止Fe(NO3)2 发生水解
C.Ksp和溶解度都受温度的影响,常温下,AgCl 在NaCl溶液中的Ksp和溶解度与在纯水中的Ksp和溶解度相同
D.NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度不相同
【答案】D
【解析】
A.将Ca(ClO)2、Na2SO3、FeCl3溶液蒸干分别得到的是氢氧化钙、Na2SO4、氧化铁,均得不到原溶质;但蒸干KAl (SO4)2溶液时,虽然铝离子水解从而生成氢氧化铝和硫酸,但加热蒸发时硫酸是难挥发性酸,蒸出的为水,最终得到的还是KAl (SO4)2,故A错误;
B.稀硝酸具有强氧化性,会将亚铁离子氧化成铁离子,故B错误;
C.Ksp只受温度的影响,但溶解度会因溶剂的改变而改变,氯化钠溶液中氯离子浓度较大,抑制氯化银的溶解,所以AgCl在NaCl溶液中的溶解度要小于在纯水中的溶解度,故C错误;
D.CH3COONH4溶液中存在醋酸根和铵根的水解,促进水的电离,而NaCl对水的电离无影响,所以两溶液中水的电离程度不同,故D正确;
综上所述答案为D。
19.25℃时,Fe(OH)2和Cu(OH)2的饱和溶液中,金属阳离子的物质的量浓度的负对数[-lgc(M2+)]与溶液pH的变化关系如图所示,已知该温度下Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2].下列说法正确的是
A.曲线a表示Cu(OH)2饱和溶液中的变化关系
B.除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2+,可加入适量CuO
C.当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时,溶液中c(Cu2+)∶c(Fe2+)=104.6∶1
D.向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH固体,可转化为Y点对应的溶液
【答案】A
【解析】
由图可计算曲线a的Ka=c(M2+)c2(OH-)=10-11.7×(10-4)2=10-19.7,曲线b的Kb=c(M2+)c2(OH-)=10-3.1×(10-6)2=10-15.1,由题中信息Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2], 故曲线a表示Cu(OH)2饱和溶液中的变化关系,曲线b表示Fe(OH)2饱和溶液中的变化关系。
A.由分析可知A正确;
B.由图知,Cu2+开始沉淀需要的pH小于Fe2+,所以应将Fe2+氧化为Fe3+,然后调节pH除去,故B错误;
C.X点时,Cu(OH)2、Fe(OH)2共存,则c(Fe2+):c(Cu2+)=10-7.1:10-11.7=104.6:1故C错误;
D.Y点Cu2+未产生沉淀,不能通过加入少量NaOH实现此转化,故D错误;
故选:A。
20.下列说法正确的是
A.升高H2SO4稀溶液温度,溶液中c(OH-)增大
B.pH=3的CH3COOH溶液加入CH3COONa固体,溶液的pH减小
C.NaClO稀溶液中加入NaClO固体,溶液中增大
D.向AgCl、Ag2CrO4的饱和溶液中加入少量AgNO3固体,溶液中不变
【答案】A
【解析】
A. 水的电离是吸热过程,升高H2SO4稀溶液温度,水的电离程度变大,由于硫酸是强电离质,其电离程度不受温度影响,故溶液中c(OH-)增大,A说法正确;
B. pH=3的CH3COOH溶液加入CH3COONa固体,由于CH3COONa是易溶于水的强电解质,其增大了溶液中c(CH3COO-),从而使醋酸的电离平衡逆向移动,溶液中c(H+)减小,故溶液的pH增大,B说法不正确;
C. NaClO稀溶液中加入NaClO固体,的水解程度变小了,溶液中= 减小,C说法不正确;
D. 向AgCl、Ag2CrO4的饱和溶液中加入少量AgNO3固体,其沉淀溶解平衡均向结晶方向移动,但是温度不变,其溶度积不变,其溶度积的比值也不变,即不变,加入少量AgNO3固体,溶液中变大,故变小,D说法不正确。
本题选A。
第II卷(非选择题)
二、填空题
21.某研究小组以银盐为实验对象,研究难溶盐时进行了如下实验:
①0.1mol∙L−1AgNO3溶液和0.1mol∙L−1NaCl溶液等体积混合得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c;
②向滤液b中滴加0.1mol∙L−1KI溶液,出现浑浊;
③向沉淀c中滴加0.1mol∙L−1KI溶液,沉淀变为黄色;
④向AgI中滴加0.1mol∙L−1NaCl溶液,无明显现象。
已知:25℃时,AgCl和AgI的溶解度分别是1.5×10−4g和3×10−7g,请回答:
(1)沉淀c是_____。
(2)步骤③中反应的离子方程式是_____。
(3)根据实验,可以得出的结论是_____。
【答案】AgCl AgCl(s)+I-(aq)⇌AgI(s)+Cl-(aq) 难溶盐在水中存在溶解平衡通过溶解平衡的移动,溶解度小的难溶盐转化为溶解度更小的难溶盐容易实现
【解析】
0.1mol∙L−1AgNO3溶液和0.1mol∙L−1NaCl溶液等体积混合,生成氯化银。向沉淀c中滴加0.1mol∙L−1KI溶液,沉淀变为黄色,反应生成AgI,说明AgCl存在溶解平衡;向AgI中滴加0.1mol∙L−1NaCl溶液,无明显现象,再根据溶解度说明溶解度大的易向溶解度小的转化。
(1)0.1mol∙L−1AgNO3溶液和0.1mol∙L−1NaCl溶液等体积混合,两者反应生成AgCl和NaNO3,因此沉淀c是AgCl;故答案为:AgCl。
(2)AgCl沉淀中滴加0.1mol∙L−1KI溶液,反应生成AgI沉淀和KCl溶液,步骤③中反应的离子方程式是AgCl(s)+I-(aq)⇌AgI(s)+Cl-(aq)。
(3)向沉淀c中滴加0.1mol∙L−1KI溶液,沉淀变为黄色,说明难溶盐在水中存在溶解平衡,且平衡能够发生移动;向AgI中滴加0.1mol∙L−1NaCl溶液,无明显现象,说明溶解度小的难溶盐转化为溶解度更小的难溶盐容易实现,因此得出的结论是难溶盐在水中存在溶解平衡,通过溶解平衡的移动,溶解度小的难溶盐转化为溶解度更小的难溶盐容易实现;故答案为:难溶盐在水中存在溶解平衡,通过溶解平衡的移动,溶解度小的难溶盐转化为溶解度更小的难溶盐容易实现。
22.某工业废水中含有和,可采用沉淀法将其除去。
(1)若加入来沉淀和,当溶液中和共存时,___________。
(2)若加入溶液来调节,使和完全沉淀,应满足的条件为_________。
已知:①
②时,会转化为
③离子完全除去的标准:该离子浓度
【答案】105 8.5~11
【解析】
(1) =,故答案为:105;
(2)由氢氧化锌和氢氧化铜的溶度积常数可知,氢氧化铜的溶解度小,要使两种离子均沉淀完全要确保氢氧化锌完全沉淀,c(OH-)(最小)=,pH=8.5,又因时,会转化为,因此pH应小于11,应满足的条件为8.5~11,故答案为:8.5~11;
23.电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡、溶解平衡,请回答下列问题。
(1)已知部分弱酸的电离常数如下表:
弱酸
HCOOH
HCN
H2CO3
电离常数(25 ℃)
Ka=1.77×10-4
Ka=5.0×10-10
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
①HCOONa、NaCN、NaHCO3、Na2CO3这4种溶液中阴离子结合质子能力最强的是__________。
②体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液a.HCOOH;b.HCN;c.H2SO4分别与同浓度的NaOH溶液完全中和,消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是(填字母) ___________。
③向NaCN溶液通入少量CO2反应的化学方程式是_____________________________。
(2)①一定浓度的NaCN溶液pH=9,用离子方程式表示呈碱性的原因是____________;此时c(HCN)/c(CN-)=____________。
②常温下,NaCN与过氧化氢溶液反应,生成NaHCO3和能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,大大降低其毒性。该反应的化学方程式是___________________________。
(3)已知CaCO3的Ksp=2.8×10-9,现将浓度为2×10-4 mol·L-1 Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合,则生成CaCO3沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为_____________mol·L-1。
【答案】Na2CO3 b>a>c NaCN+CO2+H2O===NaHCO3+HCN CN-+H2OHCN+OH- 2 NaCN+H2O2+H2O===NaHCO3+NH3↑ 5.6×10-5
【解析】
(1) ①根据弱酸的电离常数得出酸强弱顺序为HCOOH > H2CO3 > HCN > HCO3-,根据对应酸越弱,结合氢离子能力越强,因此Na2CO3溶液中阴离子结合质子能力最强,故答案为:Na2CO3。
②体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液a.HCOOH;b.HCN;c.H2SO4,硫酸是强酸,全部电离,硫酸浓度最小,HCOOH比HCN强,氢离子浓度相同时,HCOOH浓度比HCN浓度小,因此体积相等,物质的量HCN大于HCOOH,消耗氢氧化钠是HCN大于HCOOH,硫酸消耗氢氧化钠最小,因此消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是b>a>c,故答案为:b>a>c。
③向NaCN溶液通入少量CO2反应生成HCN和碳酸氢钠,其化学方程式是NaCN+CO2+H2O = NaHCO3+HCN,故答案为:NaCN+CO2+H2O = NaHCO3+HCN。
(2)①一定浓度的NaCN溶液pH=9,主要是水解显碱性,离子方程式表示呈碱性的原因是CN-+H2OHCN+OH-;此时,故答案为:CN-+H2OHCN+OH-;2。
②常温下,NaCN与过氧化氢溶液反应,生成NaHCO3和能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体即生成氨气,该反应的化学方程式是NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3+NH3↑,故答案为:NaCN+H2O2+H2O===NaHCO3+NH3↑。
(3)已知CaCO3的Ksp=2.8×10-9,现将浓度为2×10-4 mol·L-1 Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合后碳酸钠的浓度为1×10-4 mol·L-1,假设原CaCl2溶液的最小浓度为2xmol·L-1,混合后CaCl2溶液的浓度为xmol·L-1,溶液中CaCl2溶液,则原溶液中CaCl2的最小浓度2×2.8×10-5mol·L-1 = 5.6×10-5 mol·L-1,故答案为:5.6×10-5。
24.已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq),Ksp=cm(Mn+)·cn(Am-)称为溶度积。
某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性,查得如下资料(25℃):
他们的实验步骤如下:
①往100mL0.1mol·L-1的CaCl2溶液中加入0.1mol·L-1的Na2SO4溶液100mL立即有白色沉淀生成。
②向上述悬浊液中加入固体Na2CO33g,搅拌,静置后弃去上层清液。
③再加入蒸馏水搅拌,静置后再弃去上层清液。
④___________________________。
(1)由题中信息知Ksp越大,表示电解质的溶解度越__(填“大”或“小”)。
(2)写出第②步发生反应的化学方程式__。
(3)设计第③步的目的是什么__。
(4)请补充第④步操作及发生的现象__。
(5)请写出该转化在实际生活、生产中的一个应用__。
【答案】大 Na2CO3(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+Na2SO4(aq) 洗去沉淀上附着的SO42- 向沉淀中加入足量的盐酸,沉淀完全溶解,有气泡产生 将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,易于除去
【解析】
(1)Ksp越大,饱和溶液中离子的浓度越大,电解质的溶解度越大;
(2)根据表格数据,硫酸钙的Ksp比碳酸钙大,当加入碳酸钠时会反应生成碳酸钙沉淀,其反应方程式为:Na2CO3(aq)+CaSO4(s)=Na2SO4(aq)+CaCO3(s);
(3)上层清液里有Na2SO4,故应洗去沉淀上附着的SO42−;
(4)因为前面加入了固体Na2CO3,生成CaCO3,向沉淀中加入足量的盐酸,如果沉淀完全溶解并放出无色无味气体,说明该沉淀是碳酸钙,说明CaSO4加入碳酸钠后生成了碳酸钙;
(5)在实际生活生产中,利用沉淀的转化可将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸溶解除去。
25.电子工业中,可用FeCl3—HCl溶液作为印刷电路铜板蚀刻液。
某探究小组设计如下线路处理废液和资源回收:
请回答:
(1)FeCl3—HCl溶液蚀刻铜板后的废液中含有的金属阳离是 。
(2)FeCl3蚀刻液中加入盐酸的目的:可以 。
(3)步骤①中加入H2O2溶液的目的是 。
(4)已知:生成氢氧化物沉淀的pH
Cu(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
4.7
7.0
1.9
沉淀完全时
6.7
9.0
3.2
根据表中数据推测调节pH的范围是 。
(5)写出步骤②中生成CO2的一个离子方程式 (已知Cu2(OH)2CO3不易溶于水)
(6)写出步骤③生成Cu2(OH)2CO3的离子方程式 。
【答案】(1)Fe3+、Fe2+和Cu2+(2分,写对3个得2分,少一个得一分)
(2)抑制氯化铁水解 (3分)
(3)将Fe2+氧化成Fe3+,方便后续沉淀时除去(3分)
(4)3.2≤pH<4.7(3分)
(5)4H++Cu2(OH)2CO3=3H2O +2 Cu2++ CO2↑ (3分)
或4Fe3++3Cu2(OH)2CO3+3H2O=4Fe(OH)3+6 Cu2++3 CO2↑
(6)2Cu2++4HCO3—=Cu2(OH)2CO3↓+H2O +3 CO2↑ (3分)
【解析】
(1)由2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+可知,溶液蚀刻铜板后的废液中含有的金属阳离子是Fe3+、Fe2+和Cu2+;
(2)为了防止Fe3+的水解,蚀刻液中加入盐,又可提高蚀刻速率;
(3)由生成氢氧化物沉淀的pH表可知Fe3+比Fe2+更易沉淀而除去,所以在步骤①中加入H2O2溶液将Fe2+氧化成Fe3+,方便后续沉淀时除去;
(4)根据表中数据为了让Fe3+完全沉淀,pH应该大于等于3.2,为了防止Fe2+、Cu2+沉淀,pH小于4.7,所以pH的范围是[3.2,4.7)或3.2≤pH<4.7;
(5)由Cu2(OH)2CO3不易溶于水,可写出生成二氧化碳的方程式为4H++Cu2(OH)2CO3 = 3H2O +2 Cu2++ CO2↑或4Fe3++3Cu2(OH)2CO3+3H2O = 4Fe(OH)3+6 Cu2++3 CO2↑;
(6)步骤③生成Cu2(OH)2CO3的离子方程式2Cu2++4HCO3—= Cu2(OH)2CO3↓+H2O +3 CO2↑。
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