?能力課時落實(十) 沉淀溶解平衡
(建議用時:40分鐘)
1.下列說法不正確的是(  )
A.在同濃度的鹽酸中,ZnS可溶而CuS不溶,說明CuS的溶解度比ZnS的小
B.向AgCl、AgBr的飽和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不變
C.將0.1 mol·L-1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀產(chǎn)生,再滴加0.1 mol·L-1CuSO4溶液,先有白色沉淀生成,后變?yōu)闇\藍(lán)色沉淀,說明Cu(OH)2的溶度積比Mg(OH)2的小
D.0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入1 L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)
D [飽和AgCl、AgI混合溶液中,因為AgCl的溶解度大于AgI,溶液中c(Cl-)>c(I-),故D項不正確。]
2.已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.0×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12,則下列難溶鹽的飽和溶液中,Ag+濃度大小順序正確的是(  )
A.AgCl>AgI>Ag2CrO4
B.AgCl>Ag2CrO4>AgI
C.Ag2CrO4>AgCl>AgI
D.Ag2CrO4>AgI>AgCl
C [AgCl飽和溶液中Ag+濃度和Cl-濃度相等,所以c(Ag+)==mol·L-1=×10-5mol·L-1,AgI飽和溶液中Ag+濃度和I-濃度相等,所以c(Ag+)==mol·L-1=1.0×10-8mol·L-1,Ag2CrO4飽和溶液中Ag+濃度是CrO濃度的2倍,因此Ksp(Ag2CrO4)=[c(Ag+)]2·c(CrO)=[c(Ag+)]2·=1.1×10-12mol3·L-3,解得c(Ag+)=×10-4mol·L-1,因此Ag+濃度大小順序為Ag2CrO4>AgCl>AgI,故C正確。]
3.常溫時,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,Ksp(CH3COOAg)=1.94×10-3;下列敘述不正確的是(  )
A.將0.001 mol·L-1 AgNO3溶液滴入濃度均為0.001 mol·L-1的KCl和K2CrO4的混合溶液中,先產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀
B.濃度均為0.2 mol·L-1AgNO3溶液和CH3COONa溶液等體積混合一定生成CH3COOAg沉淀
C.c(Mg2+)為0.56 mol·L-1的溶液要產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀,溶液的pH應(yīng)控制在8.5以上
D.在其他條件不變的情況下,向飽和AgCl溶液中加入NaCl溶液,Ksp(AgCl)不變
A [A.0.001 mol·L-1的KCl溶液開始產(chǎn)生沉淀的Ag+濃度為c(Ag+)==mol·L-1=1.8×10-7mol·L-1,0.001 mol·L-1的K2CrO4溶液開始產(chǎn)生沉淀的Ag+濃度為c(Ag+)==mol·L-1=mol·L-1,c(Ag+)小的先沉淀,所以先產(chǎn)生AgCl沉淀,故A選;
B.濃度均為0.2 mol·L-1AgNO3溶液和CH3COONa溶液等體積混合,c(Ag+)·c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1×0.1 mol·L-1=0.01(mol·L-1)2>Ksp(CH3COOAg),所以一定生成CH3COOAg沉淀,故B不選;
C.c (Mg2+)為0.56 mol·L-1的溶液開始產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀的c(OH-)===1.0×10-5.5mol·L-1,此時溶液的pH值為14-5.5=8.5,所以溶液的pH應(yīng)控制在8.5以上,故C不選;
D.任何沉淀的Ksp只與溫度有關(guān),所以向飽和AgCl溶液中加入NaCl溶液,溫度不變,Ksp(AgCl)也不變,故D不選。]
4.已知①相同溫度下:Ksp[Zn(OH)2]>Ksp(ZnS),Ksp(MgCO3)>Ksp[Mg(OH)2];②電離出S2-的能力:FeS>H2S>CuS。則下列離子方程式錯誤的是(  )
A.將FeS加入稀鹽酸中:FeS+2H+===Fe2++H2S↑
B.向CuSO4溶液中通H2S氣體:Cu2++H2S===CuS↓+2H+
C.將ZnCl2溶液和Na2S溶液混合:Zn2++S2-+2H2O===Zn(OH)2↓+H2S↑
D.向少量Mg(HCO3)2溶液中加入足量NaOH溶液:Mg2++2HCO+4OH-===Mg(OH)2↓+2CO+2H2O
C [A.由②可知,電離出S2-的能力:FeS>H2S,則FeS+2H+===H2S↑+Fe2+,故A正確;
B.由②可知,Cu2+易結(jié)合S2-,則Cu2++H2S===CuS↓+2H+,故B正確;
C.因溶解度Zn(OH)2>ZnS,則Zn2++S2-+2H2O===Zn(OH)2↓+H2S↑不能發(fā)生,且ZnS不溶于水,故C錯誤;
D.由①可知,Mg(OH)2更難溶,則碳酸氫鎂與足量NaOH溶液反應(yīng)生成碳酸鈉、氫氧化鎂、水,離子反應(yīng)為Mg2++2HCO+4OH-===Mg(OH)2↓+2CO+2H2O,故D正確。]
5.某溫度下向含AgCl固體的AgCl飽和溶液中加少量稀鹽酸,下列說法正確的是(  )
A.AgCl的溶解度、Ksp均減小
B.AgCl的溶解度、Ksp均不變
C.AgCl的溶解度減小、Ksp不變
D.AgCl的溶解度不變、Ksp減小
C [在含AgCl固體的AgCl飽和溶液中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag++Cl-,當(dāng)加入少量稀鹽酸時,c(Cl-)增大,平衡逆向移動,c(Ag+)減小,溶解的氯化銀質(zhì)量減小,AgCl的溶解度減?。籄gCl的Ksp只受溫度影響,溫度不變,Ksp不變。]
6.某化學(xué)興趣小組進(jìn)行下列實驗:
①將0.1 mol·L-1的MgCl2溶液和0.5 mol·L-1的NaOH溶液等體積混合得到濁液
②取少量①中濁液,滴加0.1 mol·L-1的FeCl3溶液,出現(xiàn)紅褐色沉淀
③過濾①中濁液,取少量白色沉淀,滴加0.1 mol·L-1的FeCl3溶液,白色沉淀變?yōu)榧t褐色沉淀
④另取少量白色沉淀,滴加飽和NH4Cl溶液,沉淀溶解
下列說法中錯誤的是(  )
A.將①中濁液過濾,所得濾液中有微量的Mg2+存在
B.實驗②和③均能說明Fe(OH)3比Mg(OH)2難溶
C.③中沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)式為:3Mg(OH)2(s)+2Fe3+2Fe(OH)3(s)+3Mg2+
D.NH4Cl溶液中的NH水解可能是④中沉淀溶解的原因
B [將0.1 mol/L MgCl2溶液和0.5 mol/L NaOH溶液等體積混合得到氫氧化鎂懸濁液和氯化鈉以及剩余氫氧化鈉的混合物。
A.將①中所得濁液氫氧化鎂過濾,氫氧化鎂存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-,所得濾液中含少量Mg2+,故A正確;
B.實驗②中是因為剩余的氫氧化鈉和氯化鐵之間反應(yīng)生成氫氧化鐵的緣故,不能說明Fe(OH)3比Mg(OH)2難溶,故B錯誤;
C.氫氧化鎂懸濁液中滴加氯化鐵,白色沉淀變?yōu)榧t褐色沉淀,轉(zhuǎn)化反應(yīng)式為:3Mg(OH)2(s)+2Fe3+2Fe(OH)3(s)+3Mg2+,故C正確;
D.氫氧化鎂存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-,加氯化銨會和氫氧根離子之間反應(yīng),所以平衡正向移動,沉淀溶解,故D正確。]
7.常溫下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,在pH=4的Fe(OH)3飽和溶液中,c(Fe3+)為(  )
A.1.0×10-8mol·L-1
B.4.0×10-8mol·L-1
C.1.0×10-26mol·L-1
D.1.3×10-28mol·L-1
B [常溫下,pH=4的Fe(OH)3飽和溶液中,c(H+)=1×10-4mol/L,根據(jù)Kw=c(H+)·c(OH-)=10-14,則c(OH-)==mol/L=1×10-10mol/L,根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=4.0×10-38,c(Fe3+)==mol/L=4.0×10-8mol/L,故選:B。]
8.已知部分鉛鹽的溶度積如表,從溶度積角度分析,沉淀Pb2+時的最佳沉淀劑為(  )
化合物
PbSO4
PbCO3
PbS
PbCrO4
Ksp
1.8×10-8
7.4×10-14
8.0×10-28
2.8×10-13
A.硫酸鹽    B.碳酸鹽
C.硫化物 D.鉻酸鹽
C [A.當(dāng)沉淀劑為硫酸鹽時,若c(SO)=0.1 mol·L-1,則c(Pb2+)==mol·L-1=1.8×10-7mol·L-1;
B.當(dāng)沉淀劑為碳酸鹽時,若c(CO)=0.1 mol·L-1,則c(Pb2+)==mol·L-1=7.4×10-13mol·L-1;
C.當(dāng)沉淀劑為硫化物時,若c(S2-)=0.1 mol·L-1,則c(Pb2+)==mol·L-1=8.0×10-27mol·L-1;
D.當(dāng)沉淀劑為鉻酸鹽時,若c(CrO)=0.1 mol·L-1,則c(Pb2+)===2.8×10-12mol·L-1;
由上述推導(dǎo)可知,當(dāng)陰離子濃度相同時,加入硫化物后,溶液中剩余的Pb2+濃度最小。]
9.已知20 ℃時,Ksp[Mg(OH)2]=1.6×10-11,Ksp[Co(OH)2]=6.4×10-15,Co(OH)2為玫瑰紅色難溶物,某同學(xué)進(jìn)行下列實驗,依據(jù)上述實驗操作及現(xiàn)象,下列說法錯誤的是(  )

實驗操作
現(xiàn)象
實驗一
將鎂條用砂紙打磨光亮后置于飽和氯化鈉溶液中,滴加幾滴酚酞
有無色氣體和較多白色沉淀產(chǎn)生,溶液變紅色
實驗二
取出鎂條,將懸濁液加熱
紅色加深
實驗三
冷卻后滴加適量CoCl2溶液
部分白色難溶物變成玫瑰紅色難溶物
A.鎂條和水發(fā)生置換反應(yīng)生成H2和Mg(OH)2
B.NaCl增大了Mg(OH)2(s)在20 ℃水中的溶解度
C.Mg(OH)2(s)Mg2++2OH- ΔH>0
D.加入適量CoCl2溶液后,c(Mg2+)∶c(Co2+)=2 500∶1
B [A.由實驗一的現(xiàn)象知,鎂條和水反應(yīng)產(chǎn)生了H2和難溶物Mg(OH)2,故A正確;
B.氯化鈉對Mg(OH)2在水中的溶解度無影響,故B錯誤;
C.由實驗二加熱懸濁液,紅色更深,可知Mg(OH)2(s)在水中的溶解過程是吸熱的,故C正確;
D.在Mg(OH)2飽和溶液中滴加適量CoCl2溶液后,發(fā)生反應(yīng)Mg(OH)2(s)+Co2+Co(OH)2(s)+Mg2+,則c(Mg2+)∶c(Co2+)=[c(Mg2+)·c2(OH-)]∶[c(Co2+)·c2(OH-)]=Ksp[Mg(OH)2]∶Ksp[Co(OH)2]=2 500∶1,故D正確。]
10.某溫度下,向10 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液和10 mL 0.1 mol·L-1K2CrO4溶液中分別滴加0.1 mol·L-1AgNO3溶液。滴加過程中pM[pM=-lg M,M為c(Cl-)或c(CrO)]與所加AgNO3溶液體積之間的關(guān)系如圖所示。已知Ag2CrO4為深紅色沉淀,100.1≈1.259,≈1.265。下列說法錯誤的是(  )

A.a(chǎn)1、b、c三點所示溶液中c(Ag+):b>c>a1
B.若將上述NaCl溶液的濃度改為0.2 mol·L-1,則a1點會平移至a2點
C.若將a1與b點溶液混合,則有AgCl與Ag2CrO4固體析出
D.用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定NaCl溶液時,可用K2CrO4溶液作指示劑
C [a1點NaCl恰好完全反應(yīng),為AgCl的飽和溶液,-lg c(Cl-)=4.9,則c(Cl-)=c(Ag+)=10-4.9 mol·L-1=100.1×10-3 mol·L-1=1.259×10-5 mol·L-1,b點K2CrO4恰好完全反應(yīng),為Ag2CrO4的飽和溶液,-lg c(CrO)=4.0,c(CrO)=10-4 mol·L-1,則c(Ag+)=2×10-4 mol·L-1,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO)=(2×10-4)2×10-4=4×10-12,c點c(CrO)約為原來的,即c(CrO)=0.025 mol·L-1,則c(Ag+)== mol·L-1=×10-5 mol·L-1=1.265×10-5 mol·L-1,故a1、b、c三點所示溶液中c(Ag+):b>c>a1,A項正確;溫度不變,氯化銀的溶度積不變,若將NaCl溶液濃度改為0.2 mol·L-1,恰好完全沉淀時得到AgCl飽和溶液,-lg c(Cl-)=4.9,但需要的硝酸銀溶液的體積變成原來的2倍,因此a1點會平移至a2點,B項正確;若將a1與b點溶液混合,則混合溶液中c(Ag+)= mol·L-1=1.25×10-4 mol·L-1,c(Cl-)= mol·L-1=5×10-6 mol·L-1,c(CrO)= mol·L-1=6×10-5 mol·L-1,則Qc(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1.25×10-4×5×10-6=6.25×10-10>Ksp(AgCl)=10-9.8,Qc(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO)=(1.25×10-4)2×6×10-5=9.4×10-13105,反應(yīng)平衡常數(shù)較大,反應(yīng)趨于完全,正確。]
13.在t℃時,AgCl(s)與AgI(s)分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡,相關(guān)離子濃度的關(guān)系如下圖所示。下列說法正確的是(  )

A.曲線Y表示-lg 與-lg 的變化關(guān)系
B.在t℃時,向Z點對應(yīng)的溶液中加入蒸餾水,可使溶液變?yōu)榍€X對應(yīng)的飽和溶液
C.在t℃時,AgCl(s)+I(xiàn)-AgI(s)+Cl-的平衡常數(shù)K=1×103
D.在t℃時,向濃度均為0.1 mol·L-1的KI與KCl混合溶液中加入AgNO3 溶液,當(dāng)Cl-剛好完全沉淀時,此時c(I-)=1×10-11 mol·L-1
D [A.-lg =16時,c(Ag+)=10-16 mol·L-1,Ksp(AgI)=10-16,-lg =10時,c(Ag+)=10-10 mol·L-1,Ksp(AgCl)=10-10,由于碘化銀的溶度積小于氯化銀,故曲線Y表示-lg 與-lg 的變化關(guān)系,選項A錯誤;B.在t ℃時,向Z點對應(yīng)的溶液中加入蒸餾水,銀離子濃度及鹵離子濃度均減小,-lg 與-lg 均增大,可使溶液變?yōu)榍€Y對應(yīng)的飽和溶液,選項B錯誤;C、在t ℃時,AgCl(s)+I(xiàn)-AgI(s)+Cl-的平衡常數(shù)K====1×106,選項C錯誤;D、在t ℃時,向濃度均為0.1 mol·L-1的KI與KCl混合溶液中加入AgNO3 溶液,當(dāng)Cl-剛好完全沉淀時,c(Cl-)=1×10-5 mol·L-1,c(Ag+)= mol·L-1=1×10-5 mol·L-1,此時c(I-)= mol·L-1=1×10-11 mol·L-1,選項D正確。]
14.按要求進(jìn)行下列關(guān)于Ksp的計算。
(1)(溶解度與Ksp的換算)在60 ℃時,溴酸銀(AgBrO3)的溶解度為0.6 g,則Ksp約等于________。
(2)(平衡常數(shù)與Ksp的關(guān)系)在1.0 L Na2CO3溶液中溶解0.01 mol BaSO4,列式計算Na2CO3溶液的最初濃度不得低于________mol·L-1(忽略溶液體積變化)[已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10、Ksp(BaCO3)=5.1×10-9]。
(3)(Ksp與Ka的計算關(guān)系)汽車尾氣中的SO2可用石灰水吸收,生成亞硫酸鈣濁液。常溫下,測得某純CaSO3與水形成的濁液pH為9,忽略SO的第二步水解,則Ksp(CaSO3)=________(保留3位有效數(shù)字)。[已知:Ka1(H2SO3)=1.54×10-2,Ka2(H2SO3)=1.02×10-7]
[解析] (1)在60 ℃時,c(AgBrO3)=≈2.5×10-2 mol·L-1,其Ksp=c(Ag+)·c(BrO)=6.25×10-4。(2)沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式為CO+BaSO4(s)BaCO3(s)+SO。K====≈0.022,c(CO)==≈0.45 mol·L-1,Na2CO3溶液的最初濃度:c(Na2CO3)≥(0.01+0.45) mol·L-1=0.46 mol·L-1。(3)pH=9,c(OH-)=1×10-5 mol·L-1,由SO+H2OHSO+OH-知,c(HSO)=c(OH-)=1×10-5 mol·L-1。Kh(SO)==,則=,c(SO)=1.02×10-3 mol·L-1。由物料守恒知:c(Ca2+)=c(SO)+c(HSO)=1.02×10-3 mol·L-1+1×10-5 mol·L-1=1.03×10-3 mol·L-1。則Ksp(CaSO3)=c(Ca2+)·c(SO)≈1.05×10-6。
[答案] (1)6.25×10-4 (2)0.46 (3)1.05×10-6
15.一定溫度下,三種碳酸鹽MCO3(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。[已知:pM=-lg c(M),p(CO)=-lg c(CO)]

(1)MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次________(填“增大”或“減小”)。
(2)a點可表示MnCO3的________溶液(填“飽和”或“不飽和”),c(Mn2+)________c(CO)(填“大于”“等于”或“小于”)。
(3)b點可表示CaCO3的________溶液(填“飽和”或“不飽和”),且c(Ca2+)________c(CO)(填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)c點可表示MgCO3的________溶液(填“飽和”或“不飽和”),且c(Mg2+)________c(CO)(填“大于”“等于”或“小于”)。
[解析] (1)碳酸鹽MCO3的溶度積表達(dá)式為Ksp(MCO3)=c(M2+)·c(CO),pM相等時,曲線上p(CO)數(shù)值越大CO濃度越小,因此MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次減小。
(2)直線上任意一點均表示該溫度下的飽和溶液,a點p(Mn2+)=p(CO),所以c(Mn2+)=c(CO)。
(3)b點為飽和溶液,p(Ca2+)c(CO)。
(4)該溫度下,直線下方任意一點有p(CO)+p(M2+)Ksp(MCO3),也就是Qc>Ksp(MCO3),所以在該溫度下,直線下方的任意一點所表示的溶液均為過飽和溶液且有溶質(zhì)析出;而直線上方任意一點均為該溫度下的不飽和溶液,所以c點表示MgCO3的不飽和溶液,且c(Mg2+)

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第四單元 沉淀溶解平衡

版本: 蘇教版 (2019)

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