2019-2020年高考化學(xué)考點(diǎn)突破訓(xùn)練 8.4難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡.doc

2019-2020年高考化學(xué)考點(diǎn)突破訓(xùn)練 8.4難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡1在25 時(shí)，F(xiàn)eS的Ksp6.31018，CuS的Ksp1.31036，ZnS的Ksp1.31024。下列有關(guān)說法中正確的是()A25 時(shí)，CuS的溶解度大于ZnS的溶解度B25 時(shí)，飽和CuS溶液中Cu2的濃度為131036 molL1C向物質(zhì)的量濃度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S，只有FeS沉淀生成D除去某溶液中的Cu2，可以選用FeS作沉淀劑解析1 L溶液中溶解的CuS的質(zhì)量為101896 g，同理1 L溶液中溶解的ZnS的質(zhì)量為101297 g，所以CuS的溶解度小于ZnS的溶解度，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；FeS的Ksp大于ZnS，所以C選項(xiàng)應(yīng)只有ZnS生成；D選項(xiàng)依據(jù)沉淀的轉(zhuǎn)化，溶度積大的FeS可以轉(zhuǎn)化為溶度積小的CuS。答案D2在t 時(shí)，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。又知t 時(shí)AgCl的Ksp41010，下列說法不正確的是()A在t 時(shí)，AgBr的Ksp為4.91013B在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體，可使溶液由c點(diǎn)變到b點(diǎn)C圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是AgBr的不飽和溶液D在t 時(shí)，AgCl(s)Br(aq)AgBr(s)Cl(aq)的平衡常數(shù)K816解析根據(jù)圖中c點(diǎn)的c(Ag)和c(Br)可得該溫度下AgBr的Ksp為4.91013，A項(xiàng)正確。在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體后，c(Br)增大，溶解平衡逆向移動(dòng)，c(Ag)減小，故B項(xiàng)錯(cuò)。在a點(diǎn)時(shí)QcKsp，故為AgBr的不飽和溶液，C項(xiàng)正確。選項(xiàng)D中Kc(Cl)/c(Br)Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr)，代入數(shù)據(jù)得K816，D項(xiàng)正確。答案B3已知25 時(shí)，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示，向100 mL該條件下的CaSO4飽和溶液中加入400 mL 0.01 molL1 Na2SO4溶液，下列敘述正確的是()A溶液中析出CaSO4固體沉淀，最終溶液中c(SO)比原來的大B溶液中無(wú)沉淀析出，溶液中c(Ca2)、c(SO)都變小C溶液中析出CaSO4固體沉淀，溶液中c(Ca2)、c(SO)都變小D溶液中無(wú)沉淀析出，但最終溶液中c(SO)比原來的大解析本題是一道考查沉淀溶解平衡的圖象題。由題意知，Ksp(CaSO4)c(Ca2)c(SO)3.01033.01039106，CaSO4飽和溶液中c(Ca2)c(SO)3.0103 molL1。加入400 mL 0.01 molL1 Na2SO4溶液后，c(Ca2)6104 (molL1)，c(SO)8.6103(molL1)，Qcc(Ca2)c(SO)61048.61035.16106<Ksp，所以沒有沉淀(CaSO4固體)析出，但溶液中c(SO)變大了，c(Ca2)變小了，故只有D項(xiàng)正確。答案D4(1)已知Ksp(AgCl)1.81010，則將AgCl放在蒸餾水中形成飽和溶液，溶液中的c(Ag)是多少？(已知1.3)(2)已知KspMg(OH)21.81011，則將Mg(OH)2放入蒸餾水中形成飽和溶液，溶液的pH為多少？(已知3.3)(3)在0.01 molL1的MgCl2溶液中，逐滴加入NaOH溶液，剛好出現(xiàn)沉淀時(shí)，溶液的pH是多少？當(dāng)Mg2完全沉淀時(shí)，溶液的pH為多少？解析(1)由AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)知c(Ag)c(Cl)所以Ksp(AgCl)1.81010c(Ag)c(Cl)c2(Ag)，解得c(Ag)1.3105 molL1(2)由Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)知KspMg(OH)21.81011c(Mg2)c2(OH)c2(OH)解得c(OH)3.3104molL1所以c(H)3.01011 molL1所以pH10.5(3)由KspMg(OH)21.81011c(Mg2)c2(OH)0.01c2(OH)c(OH)4.2105 molL1c(H)2.41010molL1所以pH9.6，即當(dāng)pH9.6時(shí)，開始出現(xiàn)Mg(OH)2沉淀。由于一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1105 molL1時(shí)，沉淀已經(jīng)完全。故Mg2完全沉淀時(shí)有：1105c2(OH)1.81011所以c(OH)1.34103molL1c(H)7.461012 molL1所以pH11.1答案(1)1.3105 molL1(2)10.5(3)9.611.15已知Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(Ag2CrO4)1.91012，現(xiàn)在向0.001 molL1 K2CrO4和0.01 molL1 KCl混合液中滴加0.01 molL1 AgNO3溶液，通過計(jì)算回答(已知4.36)：(1)Cl、CrO誰(shuí)先沉淀？(2)剛出現(xiàn)Ag2CrO4沉淀時(shí)，溶液中Cl濃度是多少？(設(shè)混合溶液在反應(yīng)中體積不變)解析由Ksp(AgCl)c(Ag)c(Cl)得c(Ag) molL11.8108 molL1。由Ksp(Ag2CrO4)c2(Ag)c(CrO)，得c(Ag) molL14.36105 molL1，生成AgCl沉淀需c(Ag)小于生成Ag2CrO4沉淀時(shí)所需c(Ag)，故Cl先沉淀。剛開始生成Ag2CrO4沉淀時(shí)，c(Cl) molL14.13106 molL1。答案(1)Cl先沉淀(2)4.13106 molL1歸納總結(jié)沉淀溶解平衡圖象題的解題策略1溶解平衡曲線類似于溶解度曲線，曲線上任一點(diǎn)都表示飽和溶液，曲線上方的任一點(diǎn)均表示過飽和，此時(shí)有沉淀析出，曲線下方的任一點(diǎn)，均表示不飽和。2從圖象中找到數(shù)據(jù)，根據(jù)Ksp公式計(jì)算得出Ksp的值。3比較溶液的Qc與Ksp的大小，判斷溶液中有無(wú)沉淀析出。4涉及Qc的計(jì)算時(shí)，所代入的離子濃度一定是混合溶液中的離子濃度，因此計(jì)算離子濃度時(shí)，所代入的溶液體積也必須是混合液的體積?？键c(diǎn)2 難溶電解質(zhì)的溶解平衡的應(yīng)用1.沉淀的生成(1)原理。若Qc大于Ksp，難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡向左移動(dòng)，生成沉淀。(2)方法。調(diào)節(jié)溶液pH法：使雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀。加沉淀劑法：如除去溶液中的Cu2、Hg2，可加入Na2S、H2S等作為沉淀劑。2沉淀的溶解(1)原理。當(dāng)Qc小于Ksp，使難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡向右移動(dòng)，沉淀會(huì)溶解。(2)方法。酸堿溶解法：如難溶于水的CaCO3溶于鹽酸中。發(fā)生氧化還原反應(yīng)使沉淀溶解：如CuS溶于硝酸中，HgS溶解度更小，只能用王水使其溶解。生成配合物使沉淀溶解：向沉淀體系中加入適當(dāng)配合劑，使溶液中的某些離子生成穩(wěn)定的配合物，減小其濃度，從而使沉淀溶解。如AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)、Ag2NH3(加氨水)=Ag(NH3)2，此法對(duì)用酸堿法不能溶解的難溶電解質(zhì)尤其具有重要意義。3沉淀的轉(zhuǎn)化(1)實(shí)質(zhì)。沉淀溶解平衡的移動(dòng)。若難溶電解質(zhì)類型相同，則Ksp較大的沉淀易于轉(zhuǎn)化為Ksp較小的沉淀。(2)應(yīng)用。利用此原理可以解釋自然界的某些現(xiàn)象及在工業(yè)上進(jìn)行廢水處理、物質(zhì)的制備等。如鍋爐除水垢：CaSO4(s)Na2CO3,CaCO3(s)鹽酸,Ca2(aq)其反應(yīng)如下：CaSO4Na2CO3CaCO3Na2SO4，CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O。題組訓(xùn)練6.(xx南昌模擬)化工生產(chǎn)中常用MnS(s)作沉淀劑除去含Cu2廢水中的Cu2，其反應(yīng)原理為：Cu2(aq)MnS(s)CuS(s)Mn2(aq)。下列有關(guān)該反應(yīng)的推理不正確的是()A該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)：c(Cu2)c(Mn2)BCuS的溶解度比MnS的溶解度小C向平衡體系中加入少量Cu(NO3)2(s)后，c(Mn2)變大D該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K解析A項(xiàng)，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(Mn2)、c(Cu2)保持不變，但不一定相等；B項(xiàng)，MnS(s)能夠轉(zhuǎn)化為CuS(s)，說明CuS比MnS更難溶；C項(xiàng)，向平衡體系中加入少量Cu(NO3)2固體后，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，c(Mn2)變大；D項(xiàng)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K。答案A7(xx昆明一中月考)在pH為45的環(huán)境中，Cu2、Fe2不能生成沉淀，而Fe3幾乎完全沉淀。工業(yè)上制取CuCl2是將濃鹽酸用蒸汽加熱到80 左右，再慢慢加入粗氧化銅(含雜質(zhì)FeO)，充分?jǐn)嚢枋怪芙?，欲除去溶液中的雜質(zhì)離子，下列方法正確的是()A加入純Cu將Fe2還原B向溶液中加入(NH4)2S使Fe2沉淀C直接加水加熱使雜質(zhì)離子水解除去D在溶液中通入Cl2，再加入CuO粉末調(diào)節(jié)pH為45解析A項(xiàng)，Cu與Fe2不反應(yīng)；B項(xiàng)，引入新雜質(zhì)，且Cu2轉(zhuǎn)化為CuS；C項(xiàng)，直接加水加熱Cu2也會(huì)發(fā)生水解；D項(xiàng)，通入Cl2，把Fe2氧化為Fe3，再加入CuO調(diào)節(jié)pH為45，使Fe3沉淀完全即可。答案D8海水中含有豐富的鎂資源。某同學(xué)設(shè)計(jì)了從模擬海水中制備MgO的實(shí)驗(yàn)方案：注：溶液中某種離子的濃度小于1.0105 mol/L，可認(rèn)為該離子不存在；實(shí)驗(yàn)過程中，假設(shè)溶液體積不變。Ksp(CaCO3)4.96109Ksp(MgCO3)6.82106KspCa(OH)24.68106KspMg(OH)25.611012下列說法正確的是()A沉淀物X為CaCO3B濾液M中存在Mg2，不存在Ca2C濾液N中存在Mg2、Ca2D步驟中若改為加入4.2 g NaOH固體，沉淀物Y為Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物解析本題考查對(duì)海水制備MgO的實(shí)驗(yàn)方案的分析，意在考查考生運(yùn)用化學(xué)原理分析化學(xué)工藝流程的能力。加入NaOH溶液，HCO與OH反應(yīng)生成CO，此時(shí)c(Ca2)c(CO)0.0110.0011.1105>Ksp(CaCO3)，c(Mg2)c(CO)0.0500.0015105>Ksp(MgCO3)，由于Ksp(CaCO3)<Ksp(MgCO3)，因此先生成CaCO3沉淀，生成沉淀后溶液中c(CO)Ksp(CaCO3)/c(Ca2)4.96107<1105，因此CO完全沉淀，則無(wú)MgCO3沉淀生成，A項(xiàng)對(duì)；濾液M中c(Ca2)0.010 mol/L，c(Mg2)0.050 mol/L，B項(xiàng)錯(cuò)；濾液M加NaOH固體調(diào)節(jié)pH11，此時(shí)c(Mg2)c2(OH)0.050(103)25108>KspMg(OH)2，c(Ca2)c2(OH)0.010(103)21108<KspCa(OH)2，因此只有Mg(OH)2沉淀生成，而無(wú)Ca(OH)2沉淀生成，生成沉淀后溶液中c(Mg2)KspMg(OH)2/c2(OH)5.61106<1105，因此Mg2完全沉淀，故濾液N中只有Ca2而無(wú)Mg2，C項(xiàng)錯(cuò)；若改為加入4.2 g NaOH固體，則c(OH)0.105 mol/L，則c(Mg2)c2(OH)0.050(0.105)25.51104KspMg(OH)2，c(Ca2)c2(OH)0.010(0.105)21.10104>KspCa(OH)2，由于KspMg(OH)2<KspCa(OH)2，則先生成Mg(OH)2沉淀，并且沉淀完全，生成沉淀后溶液中c(OH)0.1050.0520.005 (mol/L)，此時(shí)c(Ca2)c2(OH)0.010(0.005)22.5107<KspCa(OH)2，故無(wú)Ca(OH)2沉淀生成，D項(xiàng)錯(cuò)。答案A9(xx廣東)難溶性雜鹵石(K2SO4MgSO42CaSO42H2O)屬于“呆礦”，在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO42CaSO42H2O(s)2Ca22KMg24SO2H2O為能充分利用鉀資源，用飽和Ca(OH)2溶液溶浸雜鹵石制備硫酸鉀，工藝流程如下：(1)濾渣主要成分有_和_以及未溶雜鹵石。(2)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋Ca(OH)2溶液能溶解雜鹵石浸出K的原因：_。(3)“除雜”環(huán)節(jié)中，先加入_溶液，經(jīng)攪拌等操作后，過濾，再加入_溶液調(diào)濾液pH至中性。(4)不同溫度下，K的浸出濃度與溶浸時(shí)間的關(guān)系見下圖。由圖可得，隨著溫度升高，_，_。(5)有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑，則溶浸過程中會(huì)發(fā)生：CaSO4(s)COCaCO3(s)SO已知298 K時(shí)，Ksp(CaCO3)2.80109，Ksp(CaSO4)4.90105，求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。解析(1)加入飽和Ca(OH)2溶液，c(Ca2)、c(OH)增大，使雜鹵石溶解產(chǎn)生的Mg2、SO形成沉淀：Mg22OH=Mg(OH)2、Ca2SO=CaSO4，所以濾渣的主要成分中有Mg(OH)2和CaSO4以及未溶雜鹵石。(2)由于發(fā)生(1)中所述的離子反應(yīng)，使c(Mg2)、c(SO)減小，雜鹵石的溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)，從而能浸出K。(3)雜質(zhì)離子有Ca2、OH，應(yīng)加入稍過量的K2CO3溶液，使Ca2形成CaCO3：Ca2CO=CaCO3。將CaCO3濾出后，再加入稀H2SO4溶液調(diào)濾液pH至中性：HOH=H2O，CO2H=CO2H2O。(4)由圖可知，隨溫度升高，達(dá)到溶解平衡所需的時(shí)間變短，同一時(shí)間內(nèi)K的浸出濃度逐漸增大。(5)方法一：CaSO4(s)Ca2SOKsp(CaSO4)4.90105CaCO3(s)Ca2COKsp(CaCO3)2.80109得：CaSO4(s)COCaCO3(s)SO則K1.75104方法二：CaCO3(s)Ca2COKsp(CaCO3)2.80109得：c(CO)CaSO4(s)Ca2SOKsp(CaSO4)4.90105c(SO)又因?yàn)橥唤鲆褐衏(Ca2)相同，故c1(Ca2)c2(Ca2)由式得：K1.75104。答案(1)Mg(OH)2CaSO4(二者位置互換也正確)(2)加入Ca(OH)2溶液后，生成Mg(OH)2、CaSO4沉淀，溶液中Mg2濃度減小，使平衡右移(3)K2CO3H2SO4(4)溶浸達(dá)到平衡的時(shí)間縮短平衡時(shí)K的浸出濃度增大(其他合理答案也可以)(5)解：CaSO4(s)Ca2SOKsp(CaSO4)c(Ca2)c(SO)CaCO3(s)Ca2COKsp(CaCO3)c(Ca2)c(CO)K1.75104