高二化学寒假作业同步练习题难溶电解质的溶解平衡含解析

这是一份高二化学寒假作业同步练习题难溶电解质的溶解平衡含解析，共11页。试卷主要包含了难溶电解质的溶解平衡，沉淀反应的应用，溶度积常数等内容，欢迎下载使用。
1．AgCl沉淀溶解平衡的建立
（1）AgCl溶于水的平衡方程式是AgCl(s) eq \(,\s\up8(溶解),\s\d7(沉淀))Cl－(aq)＋Ag＋(aq)，由于沉淀、溶解之间的这种动态平衡的存在，决定了Ag＋和Cl－的反应不能进行到底。
（2）分析AgCl的溶解过程：AgCl在溶液中存在下述两个过程：一方面，在水分子作用下，少量Ag＋和Cl－脱离AgCl的表面溶于水中，即存在溶解过程；另一方面，溶液中的Ag＋和Cl－受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl的表面析出，即存在沉淀过程。在一定温度下，当AgCl溶解和生成的速率相等时，达到溶解平衡状态，得到AgCl的饱和溶液。
2．溶解平衡的概念与特征
（1）概念
在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了动态平衡，叫做沉淀溶解平衡。
（2）特征
3．影响因素
（1）温度：升高温度，多数溶解平衡向溶解方向移动；少数溶解平衡向生成沉淀方向移动，如Ca(OH)2的溶解平衡。
（2）浓度：加水稀释，溶解平衡向溶解方向移动。
（3）同离子：加入与难溶电解质构成中相同的离子，平衡向生成沉淀方向移动。
（4）其他：加入可与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，溶解平衡向溶解方向移动。
【易错点拨】
（1）易溶电解质或难溶电解质的饱和溶液中存在溶解平衡，不饱和溶液中不存在溶解平衡。
（2）影响难溶电解质溶解平衡的因素，除内因外，主要涉及温度、浓度包括稀释、加入同种离子等。
二、沉淀反应的应用
1．沉淀的生成
（1）沉淀生成的应用
在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
（2）沉淀的方法
①调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使Fe3＋转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)。
②加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子，如Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。
a．通入H2S除去Cu2＋的离子方程式：H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。
b．加入Na2S除去Hg2＋的离子方程式：Hg2＋＋S2－===HgS↓。
c．同离子效应法：增大溶解平衡中离子浓度，使平衡向沉淀的方向移动。
2．沉淀的溶解
（1）沉淀溶解的原理
根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。
（2）沉淀溶解的方法
①酸溶解法：用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。
如CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸，原因是：CaCO3在水中存在溶解平衡为CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋COeq \\al(2－,3)(aq)，当加入盐酸后发生反应：COeq \\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋CO2↑，c(COeq \\al(2－,3))降低，溶解平衡向溶解方向移动。
②盐溶液溶解法：Mg(OH)2难溶于水，能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2NHeq \\al(＋,4)===Mg2＋＋2NH3·H2O。
三、溶度积常数
1．概念
在一定温度下，沉淀达溶解平衡后的溶液为饱和溶液，其离子浓度不再发生变化，溶液中各离子浓度幂之积为常数，叫做溶度积常数(简称溶度积)，用Ksp表示。
2．表达式
AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)
Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)。
如Fe(OH)3的Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－)。
3．意义
Ksp的大小反映难溶电解质的溶解能力。
（1）相同类型的难溶电解质，溶度积小的电解质，其溶解能力小。
（2）不同类型的难溶电解质，溶度积小的电解质，其溶解能力不一定比溶度积大的溶解能力小。
4．应用——溶度积规则
通过比较溶度积与溶液的离子积Qc的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解：
（1）Qc>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。
（2）Qc＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。
（3）Qc④>⑤ B．④>①>③>②>⑤
C．⑤>④>②>①>③ D．④>③>⑤>②>①
【答案】B
【解析】根据溶度积常数，氯离子浓度越大氯化银的溶解度越小，银离子浓度越大氯化银溶解度越小；①20mL 0.01 ml•L－1 KCl溶液中氯离子浓度是0.01 ml•L－1；②30 mL 0.02 ml•L－1 CaCl2溶液中氯离子浓度是0.04 ml•L－1；③40 mL 0.03 ml•L－1 HCl溶液中氯离子浓度是0.03 ml•L－1；④10 mL蒸馏水中氯离子浓度是0 ml•L－1；⑤50 mL 0.05 ml•L－1 AgNO3溶液中银离子浓度是0.05 ml•L－1；所以AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是④>①>③>②>⑤，B项正确。答案选B。
2．往含I－和Cl－的稀溶液中滴入AgNO3溶液，沉淀的质量与加入AgNO3溶液体积的关系如右图所示。则原溶液中c(I－)/c(Cl－)的比值为
A．(V2－V1)/V1B．V1/V2
C．V1/(V2－V1）D．V2/V1
【答案】C
【解析】当溶液中有两种或两种以上的离子可以与银离子产生沉淀时，溶解度小的沉淀先生成，由于AgI的溶解度小于AgCl，故反应可分为两阶段，第一阶段是I-与Ag+反应产生AgI沉淀，第二阶段是Cl-与Ag+生成AgCl沉淀，结合图像，I-、Cl-消耗的AgNO3溶液的体积比为V1：（V2-V1），则I-与Cl-物质的量之比为V1：（V2-V1），c（I-）/c（Cl-）= V1：（V2-V1），C项正确。答案选C。
3．在25 ℃时，向AgCl的白色悬浊液中，依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液，观察到的现象是先出现黄色沉淀，最终出现黑色沉淀。已知有关物质的溶度积Ksp(25 ℃)如表所示：
下列叙述错误的是
A．沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动
B．溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀
C．AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解度相同
D．25 ℃时，在饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中，所含Ag+的浓度不同
【答案】C
【解析】沉淀转化的实质就是由难溶物质转化为更难溶的物质，故属于沉淀溶解平衡的移动，A项错误；对于相同类型的难溶性盐，一般情况下溶度积大的沉淀较易转化成溶度积小的沉淀，如向AgCl的白色悬浊液中加入KI溶液，可生成AgI沉淀，B项错误；由于溶度积是常数，故溶液中氯离子浓度越大，银离子浓度小，等浓度的氯化钠、氯化钙溶液中氯离子浓度不同，则氯化银在两溶液中的溶解度不同，C项正确；饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中Ag+的浓度分别为：eq \r(1.8×10－10)、eq \r(8.3×10－17)、eq \r(3,2×6.3×10－50)，Ag+的浓度不同，D项错误。答案选C。
4．已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgI)=1.0×10-16。下列关于难溶物之间转化的说法中错误的是
A．AgCl不溶于水，不能转化为AgI
B．两种难溶物的Ksp相差越大，难溶物就越容易转化为更难溶的物质
C．AgI比AgCl更难溶于水，所以AgCl可以转化为AgI
D．常温下，AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI，则NaI的浓度必须不低于eq \f(1,eq \r(1.8))×10－11ml/L
【答案】A
【解析】AgI比AgCl更难溶于水，AgCl可以转化为AgI，A项错误；两种难溶物的Ksp相差越大，难溶物就越容易转化为更难溶的物质，B项正确；AgI比AgCl更难溶于水，所以AgCl可以转化为AgI，C项正确；饱和AgCl溶液中Ag+浓度为eq \r(1.8)×10-5 ml·L-1，根据Qc＞Ksp，I-的浓度必须不低于eq \f(1.0×10－16,eq \r(1.8)×10－5)ml/L=eq \f(1,eq \r(1.8))×10－11ml/L，D项正确；答案选A。
5．以下是25 ℃时几种难溶电解质的溶解度：
在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些杂质离子。例如：
①为除去氯化铵中的杂质Fe3+，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂反应，过滤结晶即可；
②为除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶即可；
③为除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2+，先将混合物溶于水，加入一定量的H2O2，将Fe2+氧化成Fe3+，调节溶液的pH=a，过滤结晶即可。
请回答下列问题：
（1）上述三种除杂方案都能够达到很好的效果，Fe3+、Fe2+都被转化为__________________(填化学式)而除去。
（2）①中加入的试剂应该选择__________为宜，其原因是______________________________。
（3）②中除去Fe3+所发生的总反应的离子方程式为____________________________________。
（4）已知Fe(OH)3的Ksp=1×10-35 ；化学上通常认为残留在溶液中离子浓度小等于1×10-5ml/L时，沉淀完全。方案③中a最小值为________________。
（5）下列与方案③相关的叙述中，正确的是___________________________(填字母)。
A．H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质，不产生污染
B．将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
C．调节溶液pH=a可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D．Cu2+可以大量存在于pH=a的溶液中
E．在pH>a的溶液中Fe3+一定不能大量存在
【答案】（1）Fe(OH)3
（2）氨水 不会引入新的杂质
（3）2Fe3+＋3Mg(OH)2＝3Mg2+＋2Fe(OH)3
（4）4
（5）ACDE
【解析】（1）上述三种除杂方案都能够达到很好的效果，Fe3+、Fe2+都被转化为Fe(OH)3而除去；
（2）①为除去氯化铵中的杂质Fe3+，先将混合物溶于水，为了不引入其它杂质离子，应加氨水使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀而除去，反应的离子方程式为Fe3+＋3NH3·H2O＝Fe(OH)3↓＋3NH4+；
（3）②中根据溶解度表可知Mg(OH)2易转化为Fe(OH)3，因此在氯化镁溶液中加入足量的Mg（OH）2可除去Fe3+，所发生反应的离子方程式为2Fe3++3Mg(OH)2＝3Mg2+＋2Fe(OH)3；
（4）Fe(OH)3的Ksp＝1×10-35ml/L，当铁离子沉淀完全时，c(OH-)＝eq \r(3,eq \f(1×10-35,10-5))＝1×10-10ml/L，则c(H+)＝1×10-4ml/L，pH＝4；
（5）H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中H2O2被还原成水，不引进杂质、不产生污染，A项正确；根据Fe(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3，形成Fe(OH)2沉淀Fe2+沉淀不完全，B项错误；加入氢氧化铜或碱式碳酸铜可以与H+反应，H+反应后，pH增大，当pH=4的时候，Fe（OH）3完全沉淀，而Cu2+还没沉淀，而且氢氧化铜或碱式碳酸铜是难溶性固体，不会引入新的杂质，C项正确；氢氧化铜或碱式碳酸铜与H+反应，H+反应后，pH增大，当pH=4的时候，Fe(OH)3完全沉淀，而Cu2+还没沉淀，即Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中，D项正确；在pH＞4的溶液中Fe3+全部以Fe(OH)3完全沉淀，Fe3+一定不能大量存在，E项正确。答案选ACDE。
AgCl
Ag2CrO4
AgI
颜色
白
砖红
黄
Ksp
1.8×10－10
1.0×10－12
8.5×10－17
AgCl
AgI
Ag2S
Ksp
1.8×10−10
8.3×10−17
6.3×10−50
难溶电解质
Mg(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
溶解度/g
9×10-4
1.7×10-6
1.5×10-4
3.0×10-9