高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第3节 沉淀溶解平衡综合训练题
展开3.3沉淀溶解平衡同步练习-鲁科版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.由下列实验中的操作及现象,不能够推出相关结论的是
实验操作
现象
结论
A
将固体加入盐酸中
固体溶解
碳酸是弱酸
B
将打磨过的铝片加入到稀硫酸中
反应越来越快
该反应放热
C
与盐酸生成的气体通入溶液中
产生黑色沉淀
:ZnS>CuS
D
中,滴加2滴溶液
产生大量气泡
作催化剂
A.A B.B C.C D.D
2.下列液体均处于,有关叙述不正确的是
A.向的悬浊液中加入少量的固体,增大
B.向、混合溶液中逐滴加入少量氨水,先生成沉淀,说明
C.在等物质的量浓度的和溶液中的溶解度不相同
D.将与饱和溶液等体积混合,再加入足量溶液,生成的少于
3.下列根据实验现象得出的实验结论正确的是( )
实验操作
实验现象
实验结论
A
常温下,测得0.1 mol·L−1 NaA溶液和0.1 mol·L−1 Na2CO3溶液的pH
前者的pH小于后者
酸性:HA>H2CO3
B
向0.1 mol·L−1的Fe(NO3)2溶液中滴加盐酸
振荡,试管颜色加深
H+抑制Fe2+水解
C
向浓度均为0.1 mol·L−1的Na2CO3和Na2S混合溶液中滴入少量AgNO3溶液
产生黑色沉淀
Ksp(Ag2CO3)>Ksp(Ag2S)
D
将H2S气体通入CuSO4溶液中
产生黑色沉淀
酸性:H2S>H2SO4
A.A B.B C.C D.D
4.常温下,下列有关电解质溶液的说法错误的是
A.已知Ka(HCOOH)>Ka(HF),则相同浓度的HCOONa和NaF两溶液,前者的n(OH−)较小
B.相同浓度的CH3COOH和CH3COONa两溶液等体积混合后pH约为4.7,则溶液c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C.FeS溶于稀硫酸,而CuS不溶于稀硫酸,则Ksp(FeS)>Ksp(CuS)
D.在1 mol∙L−1 Na2S溶液中,c(S2−)<1 mol∙L−1
5.室温下,下列实验过程能达到预期目的的是
选项
实验目的
实验过程
A
证明Fe2+有还原性
向酸性KMnO4溶液中滴入较浓FeCl2溶液,溶液紫色褪去
B
证明Ksp(CuS)
C
证明“84”消毒液的氧化能力随溶液pH的减小而增强
将“84”消毒液(含NaClO)滴入品红溶液中,褪色缓慢,若同时加入食醋,红色很快褪为无色
D
除去Fe粉中的I2
加热使I2升华
A.A B.B C.C D.D
6.下列解释实验事实的方程式错误的是
A.氧化亚铁溶于稀硝酸:
B.铅蓄电池放电:
C.热的纯碱溶液能去除油污的主要原因:
D.能除去污水中的:
7.以镁铝复合氧化物(MgO-Al2O3)为载体的负载型镍铜双金属催化剂(Ni-Cu/MgO-Al2O3)是一种新型高效加氢或脱氢催化剂,其制备流程如图(常温下,Ksp[Cu(OH)2]=2.21×10-20,Ksp[Al(OH)3]=1.30×10-33,),以下说法错误的是
A.常温下,若“悬浊液”中=1.7×109,则溶液的pH=10
B.“晶化”过程中,需保持恒温60℃,可采用的加热方式为水浴加热
C.“还原”过程中所发生反应的化学方程式为NiO+H2Ni+H2O,CuO+H2Cu+H2O
D.洗涤过程中,检验滤饼是否洗净的方法是取上层清液于试管中,先滴加稀盐酸,再滴加氯化钡溶液,若无白色沉淀生成,则已洗净
8.以废旧锂离子电池正极材料(主要成分是LiCoO2,还含有少量Al和Fe)为原料制取CoSO4的工艺流程如图:
已知:常温下LiOH可溶于水,Ksp[Co(OH)2]=1.6×10-16]。下列说法错误的是
A.Na2S2O3的作用是还原剂
B.“净化”过程产生的废渣的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3
C.“沉钴”过程中,当溶液的pH=11时,c(Co2+)为1.6×10-10mol·L-1
D.用98%浓H2SO4比15%的稀硫酸浸取速率更快
9.根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向浓度均为0.1mol∙L-1的NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,先出现黄色沉淀
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
B
将丁烷裂解气通入到溴的四氯化碳溶液中,溶液褪色
裂解气中一定含有乙烯
C
镀锌铁钉和普通铁钉同时投入相同浓度的盐酸中,镀锌铁钉产生气泡更快
镀锌后的铁更易发生析氢腐蚀
D
用pH计测定相同温度下,相同物质的量浓度的NaHCO3溶液和NaCN溶液,发现NaHCO3溶液的pH小于NaCN溶液的pH
Ka1(H2CO3)<Ka(HCN)
A.A B.B C.C D.D
10.已知的,现将浓度为的溶液与溶液等体积混合,若要产生沉淀,则所用溶液的浓度至少应为
A. B.
C. D.
二、填空题
11.常温下,现有下列6种溶液:
①0.1mol/L NaOH溶液 ②的溶液 ③0.1mol/L 溶液 ④0.1mol/L 溶液 ⑤0.1mol/L 溶液 ⑥的溶液
(1)①的pH= 。
(2)六种溶液中水的电离程度最大的是 (填序号)。
(3)①②等体积混合后溶液的pH约为 (,忽略混合引起的体积变化)。
(4)②⑥等体积混合后溶液中的 (已知)。
(5)⑤中离子浓度关系: 2,(填“>”“<”或“=”)。
12.金属氢氧化物在酸中的溶解度不同,因此可以利用这一性质,控制溶液的pH,达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下饱和溶液的浓度(mol·L-1)如图所示。
(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是 (填化学式)。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+,应该控制溶液的pH为 (填字母)。
A.<1 B.4左右 C.>6
(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+杂质, (填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去,理由是 。
(4)已知一些难溶物的溶度积常数如表所示。
物质
FeS
MnS
CuS
PbS
HgS
ZnS
Ksp
6.3×10-18
2.5×10-13
1.3×10-36
3.4×10-28
6.4×10-53
1.6×10-24
某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,最适宜向此工业废水中加入过量的 (填字母)除去它们。
A.NaOH B.FeS C.Na2S
13.固体的研究是化学中的重要课题,回答下列问题:
(1)实验室在配制硝酸铜的溶液时,加蒸馏水前常将硝酸铜固体先溶于适量硝酸中,其主要目的是 。
(2)将下列固体物质溶于水,再将其溶液加热、蒸发结晶,再充分灼烧,得到化学组成与原固体物质相同的是 (填选项字母)。
A.胆矾 B.氯化铝 C.硫酸铝 D.氯化铜 E.硫酸亚铁 F.碳酸钠
(3)已知常温下Ksp(BaSO4)=1×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9。
①BaSO4和BaCO3均为沉淀,二者可以相互转化。医疗上做“钡餐”的是 ,向等浓度的Na2CO3、Na2SO4的混合溶液中逐滴加入BaCl2溶液,最先出现的沉淀是 。
②用下列流程得到BaCl2溶液:BaSO4BaCO3BaCl2,计算反应(i)的平衡常数K= 。
③向1LNa2CO3溶液中加入足量BaSO4固体,假定溶液体积不变、温度不变,当溶液中c(CO)=1×10-3mol•L-1时,溶解BaSO4的物质的量为 mol。
(4)常温下用废电池的锌皮制备ZnSO4•7H2O的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解使铁变为Fe3+。已知:
化合物
Zn(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ksp的近似值
1×10-17
1×10-17
1×10-39
①若上述过程不加H2O2将导致Zn2+和Fe2+不能分离,原因是 。
②加碱调节至pH为 (保留到小数点后1位)时,铁离子刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10-5mol•L-1时,即可认为该离子沉淀完全)。
14.某工厂回收电镀污泥[主要成分为Cu(OH)2、Ni(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3和砂土]中的铜和镍,工艺流程如下:
已知FePO4、AlPO4、Ni3(PO4)2的Ksp分别为1.0×10-22、1.0×10-19、4.0×10-31,步骤②所得溶液中c(Ni2+)为0.1mol·L-1。步骤③反应后溶液中c()理论上应控制的范围是 。
15.亚硝酸(HNO2)是一种与醋酸酸性相当的弱酸,很不稳定,在室温下立即分解。
(1)写出HNO2的电离方程式 。
(2)在酸性条件下,NaNO2与KI按物质的量1︰1恰好完全反应,I-被氧化为I2,写出该反应的离子方程式 。
(3)要得到稳定HNO2溶液,可以往冷冻的浓NaNO2溶液中加入或通入某种物质,下列物质适合使用是 (填序号)。写出该反应的化学方程式 。
a.稀硫酸b.二氧化碳c.二氧化硫
(4)建筑工业盐(NaNO2)与食盐外观很相似,溶液也都是无色,鉴别它们时,可将两种盐溶液分别加入酸性K2Cr2O7溶液中,加食盐水的无明显现象,加建筑工业盐溶液的溶液由橙色变为绿色(Cr3+的颜色),无气体放出,完成该反应的离子方程式 。
(5)若改用电解法将废水中NO2-转换为N2除去,N2将在 (填电极名称)生成。
(6)若工业废水中的NO2-的浓度约为1.0×10-6mol/L,取工业废水5mL于试管中,滴加1滴0.1 mol/L的硝酸银溶液(1滴为0.05mL),能否看到沉淀? (假设溶液体积始终为5mL,通过计算说明,已知Ksp(AgNO2)=2×10-8), 。
16.对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝()、钼()、镍()等元素的氧化物,一种回收利用工艺的部分流程如下:
已知:25℃时,的,;;;该工艺中,时,溶液中元素以的形态存在。
“沉钼”中,为7.0。
生成的离子方程式为 。
17.(1)氨的水溶液显弱碱性,其原因为 (用离子方程式表示), 0.1 mol•L-1的氨水中加入少量的NH4Cl固体,溶液的pH (填“升高”或“降低”);若加入少量的明矾,溶液中的NH4+的浓度 (填“增大”或“减小”);
(2)25℃,两种酸的电离平衡常数如下表。
Ka1
Ka2
H2SO3
1.3×10-2
6.3×10-8
H2CO3
4.2×10-7
5.6×10-11
①HSO3-的电离平衡常数表达式K= ;
②0.10mol•L-1Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为 ;
③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的离子方程式为 ;
(3)银是一种贵金属,古代常用于制造钱币及装饰器皿,现代在电池和照明器材等领域亦有广泛应用。已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,若向5mL0.018mol•L-1的AgNO3溶液中加入5mL0.020mol•L-1的盐酸,混合后溶液中的Ag+的浓度为 mol•L-1,pH为 。
18.已知水在和时,其电离平衡曲线如图所示。
(1)在下的溶液中,水电离产生的浓度为 。
(2)在时,的溶液中加入等物质的量浓度的溶液至沉淀刚好达最大量时(假设溶液的体积变化忽略不计),所得混合液的 。
(3)时,若向的溶液中加入的盐酸(假设溶液的体积变化忽略不计),混合后溶液中的浓度为 ,为 。
(4)时,。时欲除去溶液中的(使其浓度小于或等于),需调节溶液的范围为 。
(5)磷酸是三元弱酸,常温下三级电离常数分别是,,,常温下,的水溶液呈 (填“酸”“碱”或“中”)性,结合与的相对大小,给出判断理由: 。
19.下表为元素周期表的一部分。
碳
氮
Y
X
硫
Z
回答下列问题
(1)表中元素原子半径最大的原子共占据的轨道数是 个,Y最外层电子排布式为 ,Z原子核外有 种能量不同的电子。
(2)下列事实能说明Y元素的非金属性比S元素的非金属性强的是
a.Y单质与H2S溶液反应,溶液变浑浊
b.在氧化还原反应中,1molY单质比1molS得电子多
c.Y和S两元素的简单氢化物受热分解,前者的分解温度高
从原子结构的角度去解释Y元素的非金属性比S元素的非金属性强的原因:
(3)CO2的沸点 CS2(填“>”或“<”或“=”),原因是
(4)如果向BaCl2溶液中通入足量CO2气体,没有沉淀生成,继续滴加一定量的氨水后,则会生成白色沉淀。用电离平衡移动原理解释上述现象。
(5)过量的CO2通入NaOH溶液中,得到NaHCO3,在0.1mol/L的NaHCO3溶液中,c(Na+)+c(H+)= 其中有关碳微粒的关系为: = 0.1mol/L。
20.弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解平衡均属于化学平衡。
(1)已知H2A在水中存在以下平衡:H2AH++HA-,HA-H++A2-。
①NaHA溶液 (选填“显酸性”、“显碱性”、“显中性”或“无法确定”)。
②某温度下,0.1 mol/L的NaHA溶液,下列关系中,一定正确的是 。
A.c(H+)·c(OH-)=1×10―14 B.c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)
C.c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A) D.c(Na+)=c(HA-)+c(A2-)+c(H2A)
③常温下,pH=3的H2A溶液中由水电离出的c(H+)= mol/L
(2)已知常温下,H2A的钙盐(CaA)饱和溶液中存在以下平衡:CaA(s)Ca2+(aq)+A2-(aq) △H>0。
①降低温度时,Ksp (填“增大”、“减小”或“不变”,下同)。
②滴加少量浓盐酸,c(Ca2+) 。
③测得25℃时,CaA的Ksp为2.0×10-11,常温下将10 g CaA固体投入100 mL CaCl2溶液中,充分搅拌后仍有固体剩余,测得溶液中c(Ca2+)=0.1 mol/L,则溶液中c(A2-)= mol/L
三、实验题
21.某小组同学查阅资料:工业生产中,用乳状液处理酸性废水,得到pH约为9的溶液。小组同学利用化学实验和定量计算对其反应过程进行探究。
【实验1】
回答下列问题。
(1)①中上层清液变红,证明固体加水后,溶液中的 (填“<”“>”“=”)。
(2)②中反应的离子方程式是 。
红色褪去的试管②中几分钟后上层清液又恢复红色。小组同学提出猜测:
i.甲同学猜测可能滴入的盐酸不足。
ii.乙同学不同意甲的猜测。认为应该是试管底部的固体继续溶解产生的所致,并设计实验2进一步探究其中的反应。
【实验2】
(3)综合试管③和④中的现象,认为乙同学的猜测 (填“合理”或“不合理”)。
(4)用离子方程式解释试管④中的现象 。
(5)试管⑤中产生白色浑浊的原因是 (用Q与大小关系对比说明)。
(6)丙同学查阅资料:室温下,,经计算得出。丙同学分析实验过程,因为有固体剩余,排除了溶液不饱和导致减小的可能。
请你帮助丙同学分析:处理的酸性废水得到pH约为9的溶液,小于10.3的可能原因是 。
22.MnC2O4·2H2O是一种常见的化学实剂,是制备其他含锰化合物的重要原料。某课外化学兴趣小组利用软锰矿主要成分为MnO2,含少量CaCO3、Fe2O3和Al2O3)制备MnC2O4·2H2O,设计流程如图所示(注:试剂①②③按编号顺序加入)。
已知:常温时部分难溶化合物的Ksp近似值如下表:
物质
CaF2
Mn(OH)2
Fe(OH)2
Al(OH)3
Fe(OH)3
Ksp
10-9
10-13
10-17
10-33
10-39
(1)该小组同学在酸浸之前,先将软锰矿物粉碎,其目的是 。
(2)“酸浸”过程中MnO2发生反应的离子方程式为 。
(3)加入MnF2固体的目的是 ,甲同学提出将上述流程中的氨水换成氢氧化钠溶液,乙同学觉得不妥,乙同学的理由是 。
(4)丙同学认为向滤液C中滴加Na2C2O4溶液的过程中可能会生成Mn(OH)2沉淀,并提出可能的原因为Mn2+(aq)+2(aq)+2H2O(l)Mn(OH)2(s)+2(aq),常温时,该反应的平衡常数K= [已知Ka1(H2C2O4)=5.0×10-2,Ka2(H2C2O4)=5.0×10-5]。
(5)操作Ⅰ的名称为 。
23.某课外活动小组利用废铁屑(主要成分为Fe,还含有C、S、P等)制取高效净水剂,其流程如图:
回答下列问题:
(1)废铁屑酸洗前可用热的纯碱溶液去油污,用离子方程式解释油污在热的纯碱溶液中能水解的原理: 。
(2)步骤②中加的作用是 ,步骤②中发生总反应的离子方程式为 。洗涤滤渣的操作为 。
(3)步骤③发生反应的离子方程式为 。
(4)离子化合物的溶解平衡中还包括离子化合物在水的作用下解离为离子的过程,例如氯化钠:,该溶解平衡常数,当溶液中时,溶液中会析出NaCl(s),由此判断步骤④中反应能发生的原因是在相同条件下, (填“大于”或“小于”)。
(5)该小组用a g废铁屑制得b g,不考虑损失则废铁屑中铁的质量分数为 。
参考答案:
1.D
2.B
3.C
4.A
5.C
6.A
7.D
8.D
9.A
10.B
11.(1)13
(2)⑤
(3)12.7
(4)
(5)<
12. Cu2+ B 不能 Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小 B
13.(1)抑制硝酸铜(Cu2+)水解
(2)CF
(3) BaSO4 BaSO4 0.04(或4×10-2) 4×10-5
(4) Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近(或二者Ksp的近似值均为10-17;或二者在一定pH下同时沉淀等) 2.7
14.1.0×10-14~2.0×10-14 mol·L-1
15. HNO2H++ NO2- 4H+ + 2NO2-+ 2I-=I2 + 2NO↑+ 2H2O a 2NaNO2 + H2SO4=Na2SO4 + 2HNO2 8H++ 3NO2- + Cr2O72-=2Cr3+ + 3NO3- + 4H2O 阴极 不能 混合后c(AgNO3):0.05mL×0.1mol·Lˉ1/5mL×c(AgNO3)=1.0×10-3mol·Lˉ1 Qc=c(Ag+)c(NO2-)=1.0×10-3 mol·Lˉ1×1.0×10-6 mol·L-1=1.0×10-9 <2×10-8,不能生成沉淀
16.+=↓
17. NH3•H2ONH4++OH- 降低 增大 c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+) H2SO3+HCO3-=HSO3-+CO2↑+H2O 1.8×10-7 2
18.(1)
(2)10
(3) 2
(4)
(5) 碱 的水解常数,,即的水解程度大于其电离程度,因而溶液显碱性
19. 8 5 ac 氧原子和硫原子最外层电子数相等,但是氧原子的半径比硫原子小,原子核对核外电子的吸引力强,得电子能力强,所以氧元素非金属性比硫强 < 因为和都是分子晶体且无氢键,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高,所以的沸点高于 饱和溶液中电离产生的很少,因此没有沉淀,加入氨水后,促进的电离,浓度增大,有沉淀产生
20. 无法确定 D 10-11 减小 增大 2.0×10-10
21.(1)>
(2)OH-+H+=H2O
(3)合理
(4)
(5)
(6)与H+反应使废水中较大,减小,溶液的碱性减弱,pH小于10.3
22. 增大反应物间的接触面积,加快化学反应速率,使反应物充分反应(答任意一条均可) MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O 除去溶液中的Ca2+ 氢氧化钠溶液能进一步溶解Al(OH)3沉淀,不易控制用量 4.0×10-7 重结晶
23. 将转化(或其他合理答案) 向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复操作2~3次 小于
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