1.溫度為T時(shí),Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Fe(OH)3]=1.1×10-38。此溫度下要除去CuCl2溶液中的少量FeCl3,可以邊攪拌邊加入一種試劑,這種試劑是( )。
A.CuSO4溶液 B.NaOH溶液
C.氨水D.CuO
答案:D
解析:因?yàn)镵sp[Cu(OH)2]?Ksp[Fe(OH)3],所以可以通過提高溶液pH的方法將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,同時(shí)不使Cu2+沉淀以達(dá)到除雜的目的。加入硫酸銅溶液基本不會(huì)增大溶液的pH,A項(xiàng)錯(cuò)誤;加入NaOH或者氨水,都能增大pH將氯化鐵轉(zhuǎn)化為沉淀,但是不好控制加入的量,容易將溶液中的Cu2+也轉(zhuǎn)化為沉淀,B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤;加入CuO可以與溶液中的H+反應(yīng)以增大溶液的pH,將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,同時(shí)不會(huì)沉淀溶液中的Cu2+,D項(xiàng)正確。
2.下列說法不正確的是( )。
A.其他條件不變,離子濃度改變時(shí),Ksp不變
B.由于相同溫度時(shí)Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS在一定條件下可轉(zhuǎn)化為CuS
C.Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)
D.兩種難溶電解質(zhì)作比較時(shí),Ksp越小的電解質(zhì),其溶解度一定越小
答案:D
解析:Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和外界溫度有關(guān),故A、C兩項(xiàng)正確;由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS在一定條件下可轉(zhuǎn)化為CuS,故B項(xiàng)正確;同類型的難溶電解質(zhì)(如AgCl、AgBr、AgI),Ksp越小,溶解度越小,而不同類型的難溶電解質(zhì)(如Ag2SO4和AgI),Ksp小的溶解度不一定小,需要進(jìn)行換算,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.實(shí)驗(yàn):
①0.1 ml·L-1 AgNO3溶液和0.1 ml·L-1NaCl溶液等體積混合得到濁液a,過濾得到濾液b和白色沉淀c;
②向?yàn)V液b中滴加0.1 ml·L-1KI溶液,出現(xiàn)渾濁;
③向沉淀c中滴加0.1 ml·L-1KI溶液,沉淀變?yōu)辄S色。
下列分析不正確的是( )。
A.濁液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
B.濾液b中不含有Ag+
C.③中顏色變化說明AgCl轉(zhuǎn)化為AgI
D.實(shí)驗(yàn)可以證明AgI比AgCl更難溶
答案:B
解析:由②及沉淀溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)可知A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由③及難溶沉淀可以轉(zhuǎn)化為更難溶沉淀可知C、D兩項(xiàng)正確。
4.電鍍廢液中Cr2O72-可通過下列反應(yīng)轉(zhuǎn)化成鉻黃(PbCrO4):Cr2O72-(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l)2PbCrO4(s)+2H+(aq) ΔHKsp時(shí),有沉淀析出。溶液中Cl-、Br-、CrO42-的濃度均為0.010 ml·L-1,向該溶液中逐滴加入0.010 ml·L-1的AgNO3溶液時(shí),溶解度小的先滿足Q>Ksp,析出沉淀。比較Ksp,AgBr、AgCl同類型,溶解度:AgBrS(PbS)>S(CuS)
D.若溶液中c(Cu2+)=1×10-10 ml·L-1,則S2-已完全轉(zhuǎn)化成CuS
答案:B
解析:由Ksp(CuS)=6.0×10-36、Ksp(ZnS)=3.0×10-25知,CuS的溶解度小于ZnS的溶解度,硫化鋅可以轉(zhuǎn)化為硫化銅:ZnS(s)+Cu2+(aq)Zn2+(aq)+CuS(s),故A項(xiàng)正確。ZnS的溶解度大于PbS的溶解度,在白色硫化鋅濁液中滴加硝酸鉛溶液,可以生成黑色沉淀(PbS),故B項(xiàng)錯(cuò)誤。由題給信息可知,在水中的溶解度:S(ZnS)>S(PbS)>S(CuS),故C項(xiàng)正確。Ksp(CuS)=6.0×10-36,若溶液中c(Cu2+)=1×10-10 ml·L-1,則c(S2-)=6.0×10-361×10-10 ml·L-1=6.0×10-26 ml·L-1Ksp(BaSO4),溶解度較大的沉淀可以向溶解度更小的沉淀轉(zhuǎn)化,向Ba2+濃度為10-5 ml·L-1的廢水中加入CaSO4粉末,沉淀由CaSO4轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀,D項(xiàng)正確。
9.(2023新課標(biāo)卷)向AgCl飽和溶液(有足量AgCl固體)中滴加氨水,發(fā)生反應(yīng)Ag++NH3[Ag(NH3)]+和[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+。lg[c(M)/(ml·L-1)]與lg[c(NH3)/(ml·L-1)]的關(guān)系如下圖所示(其中M代表Ag+、Cl-、[Ag(NH3)]+或[Ag(NH3)2]+)。
下列說法錯(cuò)誤的是( )。
A.曲線Ⅰ可視為AgCl溶解度隨NH3濃度變化曲線
B.AgCl的溶度積常數(shù)Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-9.75
C.反應(yīng)[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常數(shù)K的值為103.81
D.c(NH3)=0.01 ml·L-1時(shí),溶液中c([Ag(NH3)2]+)>c([Ag(NH3)]+)>c(Ag+)
答案:A
解析:溶液中存在足量的AgCl固體,根據(jù)平衡移動(dòng)原理,隨著氨水的滴加AgCl溶解度逐漸增大,則Cl-濃度增大、Ag+濃度減小,[Ag(NH3)]+開始占優(yōu)勢(shì),而隨著氨水的滴加[Ag(NH3)2]+濃度會(huì)逐漸超過[Ag(NH3)]+,結(jié)合圖像可知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表[Ag(NH3)2]+、[Ag(NH3)]+、Ag+、Cl-。
曲線Ⅰ代表[Ag(NH3)2]+濃度隨NH3濃度變化曲線,A錯(cuò)誤;根據(jù)lg[c(NH3)/(ml·L-1)]=-1相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,AgCl的溶度積常數(shù)Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-7.40×10-2.35=10-9.75,B正確;根據(jù)lg[c(NH3)/(ml·L-1)]=-1相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算反應(yīng)[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常數(shù),可得K=10-2.3510-5.16×10-1=103.81,C正確;c(NH3)=0.01 ml·L-1時(shí),lg[c(NH3)/(ml·L-1)]=-2,溶液中c([Ag(NH3)2]+)>c([Ag(NH3)]+)>c(Ag+),D正確。
10.某溫度下,分別向10.00 mL 0.1 ml·L-1的KCl和K2CrO4溶液中滴加0.1 ml·L-1 AgNO3溶液,滴加過程中-lg c(A)(A為Cl-或CrO42-)與AgNO3溶液體積(V)的變化關(guān)系如圖所示(忽略溶液體積變化)。下列說法不正確的是( )。
A.曲線l1表示-lg c(Cl-)與V(AgNO3溶液)的變化關(guān)系
B.M點(diǎn)溶液中:c(NO3-)>c(K+)>c(Ag+)>c(H+)>c(OH-)
C.該溫度下,Ksp(Ag2CrO4)=4.0×10-12
D.相同實(shí)驗(yàn)條件下,若改為0.05 ml·L-1的KCl和K2CrO4溶液,則曲線l2中N點(diǎn)移到Q點(diǎn)
答案:D
解析:KCl與硝酸銀反應(yīng)的化學(xué)方程式為KCl+AgNO3AgCl↓+KNO3,鉻酸鉀與硝酸銀反應(yīng)的化學(xué)方程式為K2CrO4+2AgNO3Ag2CrO4↓+2KNO3,根據(jù)化學(xué)方程式可知,在相同濃度的KCl和K2CrO4溶液中加入相同濃度的硝酸銀溶液,氯離子濃度減小得更快,所以l1表示-lg c(Cl-)與V(AgNO3溶液)的變化關(guān)系,故 A項(xiàng)正確。M點(diǎn)加入的硝酸銀溶液的體積是15 mL,根據(jù)化學(xué)方程式KCl+AgNO3AgCl↓+KNO3可知,生成0.001 ml硝酸鉀和0.001 ml氯化銀,剩余0.000 5 ml硝酸銀,則c(NO3-)>c(K+)>c(Ag+),銀離子水解使溶液顯酸性,則c(H+)>c(OH-),所以M點(diǎn)溶液中,離子濃度為c(NO3-)>c(K+)>c(Ag+)>c(H+)>c(OH-),故 B項(xiàng)正確。N點(diǎn)縱坐標(biāo)的數(shù)值是4.0,則Ag2CrO4在沉淀溶解平衡中c(CrO42-)=10-4 ml·L-1,c(Ag+)=2×10-4 ml·L-1,Ksp(Ag2CrO4)=c(CrO42-)·c2(Ag+)=10-4×(2×10-4)2=4.0×10-12 ,故C項(xiàng)正確。相同實(shí)驗(yàn)條件下,同一種溶液的Ksp相同,KCl和K2CrO4溶液的濃度是原來(lái)的一半,故加入10 mL AgNO3溶液就可以沉淀完全,Q點(diǎn)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)數(shù)值應(yīng)是4.0,即c(CrO42-)=10-4ml·L-1,曲線l2中N點(diǎn)移到Q點(diǎn)上方,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
二、非選擇題
11.(2022全國(guó)乙)廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb,還有少量Ba、Fe、Al的鹽或氧化物等。為了保護(hù)環(huán)境、充分利用鉛資源,通過下圖流程實(shí)現(xiàn)鉛的回收。
一些難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)如下表:
一定條件下,一些金屬氫氧化物沉淀時(shí)的pH如下表:
回答下列問題:
(1)在“脫硫”中PbSO4轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式為 。用沉淀溶解平衡原理解釋選擇Na2CO3的原因 。
(2)在“脫硫”中,加入Na2CO3不能使鉛膏中BaSO4完全轉(zhuǎn)化,原因是 。
(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(CH3COOH),還要加入H2O2。
(ⅰ)能被H2O2氧化的離子是 ;
(ⅱ)H2O2促進(jìn)了金屬Pb在醋酸中轉(zhuǎn)化為(CH3COO)2Pb,其化學(xué)方程式為 ;
(ⅲ)H2O2也能使PbO2轉(zhuǎn)化為(CH3COO)2Pb,H2O2的作用是 。
(4)“酸浸”后溶液的pH約為4.9,濾渣的主要成分是 。
(5)“沉鉛”的濾液中,金屬離子有 。
答案:(1)PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq) PbSO4飽和溶液中存在平衡PbSO4(s)Pb2+(aq)+SO42-(aq),當(dāng)加入碳酸鈉溶液時(shí),因?yàn)镵sp(PbCO3)105,所以幾乎可以完全轉(zhuǎn)化
(2)BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常數(shù)K=c(SO42-)c(CO32-)=Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)=1.1×10-102.6×10-9≈0.04,遠(yuǎn)小于105,因此該反應(yīng)進(jìn)行的程度較小,不能使BaSO4完全轉(zhuǎn)化
(3)(ⅰ)Fe2+
(ⅱ)Pb+H2O2+2CH3COOH(CH3COO)2Pb+2H2O (ⅲ)作還原劑
(4)Al(OH)3、Fe(OH)3 (5)Na+
解析:(1)由工藝流程圖可知,“脫硫”過程的反應(yīng)物為PbSO4和Na2CO3,由題給溶度積常數(shù)可知,生成物應(yīng)為PbCO3,因此另一種生成物應(yīng)為Na2SO4,所以該反應(yīng)的離子方程式為PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)。該反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是難溶物易轉(zhuǎn)化為更難溶的物質(zhì),因?yàn)槠胶獬?shù)K=Ksp(PbSO4)Ksp(PbCO3)=2.5×10-87.4×10-14>105,所以幾乎可以完全轉(zhuǎn)換。題目要求用沉淀溶解平衡原理解釋,因此應(yīng)基于PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)的平衡移動(dòng)分析以及根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)一步分析移動(dòng)的程度。
(2)根據(jù)第(1)小題的解題思路,仍然根據(jù)題給溶度積常數(shù)分析,與(1)不同的是,BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3的平衡常數(shù)非常小,因此反應(yīng)程度較小。
(3)(ⅰ)H2O2有較強(qiáng)的氧化性,是工業(yè)生產(chǎn)中較為優(yōu)良的氧化劑,由鉛膏中含有的雜質(zhì)元素可知,該步反應(yīng)氧化的離子應(yīng)為Fe2+。
(ⅱ)由題給信息“H2O2促進(jìn)了金屬Pb在醋酸中轉(zhuǎn)化為(CH3COO)2Pb”可知,反應(yīng)物為Pb、H2O2、CH3COOH,生成物中有(CH3COO)2Pb,由此可寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:Pb+H2O2+2CH3COOH(CH3COO)2Pb+2H2O。
(ⅲ)PbO2中Pb的化合價(jià)為+4價(jià),(CH3COO)2Pb中Pb的化合價(jià)為+2價(jià),PbO2中Pb的化合價(jià)降低作氧化劑,因此該反應(yīng)中H2O2作還原劑。
(4)由題給金屬氫氧化物沉淀時(shí)的pH可知,當(dāng)pH=4.9時(shí),Fe3+、Al3+可完全沉淀,因此濾渣的主要成分是Al(OH)3、Fe(OH)3。
(5)雜質(zhì)中的Ba元素轉(zhuǎn)化為硫酸鋇,Fe、Al元素轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀,而反應(yīng)過程中引入的金屬離子只有Na+,因此沉鉛后濾液中的金屬離子為Na+。
12.某鉻鹽廠凈化含Cr(Ⅵ)廢水并提取Cr2O3的一種工藝流程如圖所示。
已知:Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31
Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39
Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17
(1)步驟Ⅰ中,發(fā)生的反應(yīng)為2H++2CrO42-Cr2O72-+H2O,B中含鉻元素的離子有 (填離子符號(hào))。
(2)當(dāng)清液中Cr3+的濃度≤1.5 mg·L-1時(shí),可認(rèn)為已達(dá)鉻的排放標(biāo)準(zhǔn)。若測(cè)得清液的pH=5,則清液尚不符合鉻的排放標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)榇藭r(shí)Cr3+的濃度= mg·L-1。
(3)步驟Ⅱ還可用其他物質(zhì)代替NaHSO3做還原劑。
①若用FeSO4·7H2O做還原劑,步驟Ⅲ中參加反應(yīng)的陽(yáng)離子一定有 (填離子符號(hào))。
②若用鐵屑做還原劑,當(dāng)鐵的投放量相同時(shí),經(jīng)計(jì)算,C溶液的pH與c(Cr2O72-)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示:
有人認(rèn)為pH=6時(shí),c(Cr2O72-)變小的原因是Cr2O72-基本上都已轉(zhuǎn)化為Cr3+。這種說法是否正確,為什么?
。
③用鐵屑做還原劑時(shí),為使所得產(chǎn)品中含鐵元素雜質(zhì)的含量盡可能低,需要控制的條件有 。
答案:(1)CrO42-、Cr2O72-
(2)32.76
(3)①Cr3+、Fe3+、H+ ②不正確,c(H+)減小,化學(xué)平衡2H++2CrO42-Cr2O72-+H2O向逆反應(yīng)方向移動(dòng),溶液中Cr(Ⅵ)主要以CrO42-形式存在 ③鐵屑過量;將溶液的pH控制在使Cr3+完全沉淀而Fe2+不沉淀的范圍內(nèi)
解析:(1)根據(jù)反應(yīng)可知,B中含鉻元素的離子有CrO42-、Cr2O72-。(2)清液的pH=5,則c(OH-)=10-9 ml·L-1,c(Cr3+)=Ksp[Cr(OH)3]c3(OH-)=6.3×10-4 ml·L-1,6.3×10-4 ml·L-1×52×103 mg·ml-1=32.76 mg·L-1。(3)①若用FeSO4·7H2O作還原劑,則C中的陽(yáng)離子有Fe2+、Fe3+、Cr3+、H+,Ksp[Fe(OH)2]較大,步驟Ⅲ中參加反應(yīng)的陽(yáng)離子一定有Fe3+、Cr3+、H+。②c(H+)減小,化學(xué)平衡2H++2CrO42-Cr2O72-+H2O向逆反應(yīng)方向移動(dòng),溶液中Cr(Ⅵ)主要以CrO42-形式存在。難溶電解質(zhì)
PbSO4
PbCO3
BaSO4
BaCO3
Ksp
2.5×
10-8
7.4×
10-14
1.1×
10-10
2.6×
10-9
金屬氫
氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
Pb(OH)2
開始沉
淀的pH
2.3
6.8
3.5
7.2
完全沉
淀的pH
3.2
8.3
4.6
9.1
pH
3
4
5
6
c(Cr2O72-)(ml·L-1)
7.02×
10-21
7.02×
10-7
1.25×
10-3
2.21×
10-34

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