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3.4.2 沉淀溶解平衡的应用 练习(解析版)
1.下列说法正确的是( )
A.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl﹣
B.温度一定时,当AgCl水溶液中Ag+ 和Cl﹣浓度的乘积等于K 值时,此溶液为AgCl的饱
sp
和溶液
C.AgCl水溶液的导电性很弱,所以AgCl为弱电解质
D.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,c(Cl﹣)增大,K 值变大
sp
【答案】B
【解析】A、AgCl难溶于水,溶解度很小,但是不为零,所以溶液中含有少量的Ag+和Cl﹣,故A
错误;
B、温度一定时,浓度熵Q =K 值时,此溶液为 AgCl的饱和溶液,故B正确;
C sp
C、氯化银为盐,故是强电解质,与导电性无关,故C错误;
D、K 值只与温度有关,温度不变K 值不变,所以向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,c(Cl﹣)增
sp sp
大,K 值不变,故D错误;故选:B。
sp
2.常温下,K (ZnS)=l.6×10﹣24,K (FeS)=6.4×10﹣18,其中FeS为黑色晶体,ZnS是一种
sp sp
白色颜料的组成成分。下列说法正确的是( )
A.向物质的量浓度相等的FeSO 和ZnSO 混合液中滴加Na S溶液,先产生黑色沉淀
4 4 2
B.常温下,反应FeS(s)+Zn2+(aq) ZnS(s)+Fe2+(aq)的平衡常数K=4.0×l06
C.在ZnS的饱和溶液中,加入FeSO
4
溶⇌液,一定不会产生FeS沉淀
D.向FeS悬浊液中通入少许HCl,c(Fe2+)与K (FeS)均增大
sp
【答案】B
【解析】A、K (ZnS)<K (FeS),根据K 小的先沉淀可知,先产生ZnS白色沉淀,故A错
sp sp sp
误;
B、反应 FeS(s)+Zn2+(aq) ZnS(s)+Fe2+(aq)的平衡常数 K= =
⇌
= = =4.0×l06,故B正确;
C、在ZnS的饱和溶液中,加入 FeSO 溶液,由于FeSO 浓度未知,则Q (FeS)可能大于K
4 4 c sp
(FeS),故可能产生FeS沉淀,故C错误;
D、K (FeS)只与温度有关,通入少许HCl,K (FeS)不变,故D错误;故选:B。
sp sp3.t℃时,Ag CrO 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( )
2 4
A.t℃时,Ag CrO 的K =1×10﹣8 B.d点有Ag CrO 沉淀生成
2 4 sp 2 4
C.a点对应的K 等于b点对应的K D.加入AgNO 可使溶液由b点变成c点
sp sp 3
【答案】C
【解析】A、曲线上的点是沉淀溶解平衡,Ag CrO 的沉淀溶剂平衡为Ag CrO (s) 2Ag+CrO 2
2 4 2 4 4
﹣,则Ksp=c2(Ag+)•c(CrO 2﹣)=(10﹣3)2×10﹣5=10﹣11,故A错误; ⇌
4
B、b为溶解平衡点,b在d的上方,则d点为Ag CrO 的不饱和溶液,没有Ag CrO 沉淀生成,故
2 4 2 4
B错误;
C、K 只与温度有关,a点温度与b点相同,所以K 相等,故C正确;
sp sp
D、Ag CrO 的沉淀溶剂平衡为Ag CrO (s) 2Ag+CrO 2﹣,加入AgNO 可使溶液c(Ag+)增大,
2 4 2 4 4 3
平衡逆向移动,最终c(Ag+)增大、c(CrO 2⇌﹣)减小,故D错误;故选:C。
4
4.一定温度下,BaSO 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( )
4
A.加入BaCl ,固体不能使溶液由d点变到b点
2
B.通过蒸发可以使溶液由a点变到c点
C.降低温度可以使溶液由e点变到c点
D.a、c点对应的K 不同
sp
【答案】A
【解析】A.加入BaCl ,c(Ba2+)和c(SO 2﹣)同时增加,b点的c(SO 2﹣)不变,不可能由d
2 4 4
点变到b点,故A正确;
B.蒸发,温度不变,溶液仍然为饱和溶液,则c(Ba2+)和c(SO 2﹣)不变,a点变到c点,c
4
(Ba2+)减小,c(SO 2﹣)增大,故B错误;
4
C.降低温度,使溶液由e点沿eO向O点方向移动,故C错误;
D.a、c点位于相同温度下的饱和溶液,其对应的溶度积K 相同,故D错误。故选:A。
sp5.已知:工业生产中可用 ZnS作为沉淀剂除去工业废水中的 Cu2+,可表示为Cu2+(aq)+ZnS
(s) Zn2+(aq)+CuS(s)。下列说法不正确的是( )
A.溶⇌解度:S(ZnS)>S(CuS) B.通入气体H
2
S后,c(Zn2+)变小
C.反应平衡常数K= D.反应达平衡时,c(Cu2+)=c(Zn2+)
【答案】D
【解析】A、溶解度大的物质能转化为溶解度小的物质,ZnS能转化为CuS,则溶解度:S(ZnS)
>S(CuS),故A正确;
B、通入硫化氢后,溶液中c(S2﹣)增大而抑制ZnS溶解,则c(Zn2+)变小,故B正确;
C、Cu2+(aq)+ZnS(s) Zn2+(aq)+CuS(s)的平衡常数K= =
⇌
= ,故C正确;
D、溶解度:S(ZnS)>S(CuS),所以反应达到平衡时c(Cu2+)<<c(Zn2+),故D错误;故
选:D。
6.下列关于溶液的说法中正确的是( )
A.pH=7的溶液中,Na+、NH +、CH COO﹣、NO ﹣可以大量共存
4 3 3
B.K (BaSO )=1.1×10﹣10,K (BaCO )=5.1×10﹣9,任何条件下二者不可能相互转化
sp 4 sp 3
C.1 mol/L Na SO 溶液中阴离子数目大于1 mol/L Na CO 溶液中阴离子数目
2 4 2 3
D.Na S 溶液与FeCl 溶液混合后产生沉淀,该沉淀定是Fe(OH)
2 3 3
【答案】A
【解析】A.NH +、CH COO﹣的水解程度相同,当二者浓度相等时溶液为中性,所以pH=7的溶
4 3
液中Na+、NH +、CH COO﹣、NO ﹣可以共存,故A正确;
4 3 3
B.BaSO 沉淀中加入饱和的碳酸钠溶液,若c(Ba2+)×c(CO 2﹣)>Ksp(BaCO )时,会生成
4 3 3
BaCO 沉淀,故B错误;
3
C.1mol/L Na SO 溶液和1 mol/L Na CO 溶液的体积未知,无法判断两溶液中阴离子数目大小,故
2 4 2 3
C错误;
D.Na S 溶液与FeCl 溶液混合发生反应:2Fe3++S2﹣=S↓+2Fe2+,生成的沉淀为S单质,故D错
2 3
误;故选:A。
7.现有下列溶液: 40mL0.4mol•L ﹣1AgNO 溶液 40mL0.4mol•L﹣1 CaCl 溶液 40mL蒸馏
3 2
① ② ③水。常温下,将足量的AgCl固体分别加入上述溶液中,AgCl固体在各溶液中的溶解度由大到
小的顺序为( )
A. > > B. > > C. > > D. > >
【答案】①B ② ③ ③ ① ② ③ ② ① ② ① ③
【解析】根据c(Ag+)或c(Cl﹣)大小比较AgCl的溶解度,c(Ag+)或c(Cl﹣)越小,AgCl的
溶解度越大,
40mL 0.4mol/L AgNO 溶液中c(Ag+)=0.4mol/L;
3
①50mL 0.4mol/L CaCl 溶液中c(Cl﹣)=0.8mol/L;
2
②20mL蒸馏水,c(Ag+)或c(Cl﹣)为0;
③则AgCl的溶解度由大到小排列顺序是: > > ,故选:B。
8.常温下,某PbI
2
悬浊液中存在平衡Pb③I
2
(s①) P②b2+(aq)+2I﹣(aq),加入少量KI固体并完全
溶解。下列说法错误的是( ) ⇌
A.溶度积常数K (PbI )减小 B.溶液中c(I﹣)增大
sp 2
C.沉淀溶解平衡向左移动 D.悬浊液中固体质量增大
【答案】A
【解析】A、溶度积常数K (PbI )只与温度有关,温度不变,则K (PbI )不变,故A错误;
sp 2 sp 2
B、加入少量KI固体并完全溶解,平衡逆向移动,但移动减少的量远小于加入的量,所以溶液中c
(I﹣)增大,故B正确;
C、含有大量PbI 的饱和溶液中存在着平衡PbI (s) Pb2+(aq)+2I﹣(aq),加入KI溶液,c(I
2 2
﹣)增大,沉淀溶解平衡左移,故C正确; ⇌
D、溶液中c(I﹣)增大,沉淀溶解平衡向左移动,生成沉淀,所以悬浊液中固体质量增大,故 D
正确;故选:A。
9.25℃时有关物质的颜色和溶度积(K )如表:下列叙述中不正确的是( )
sp
物质 AgCl AgBr AgI Ag S
2
颜色 白 淡黄 黄 黑
K 1.8×10﹣10 7.7×10﹣13 1.5×10﹣16 1.8×10﹣50
sp
A.向AgCl的白色悬浊液中加入0.1 mol/L KI溶液,有黄色沉淀产生
B.25℃时,利用表中的溶度积(K ),可以计算AgCl、AgBr、AgI、Ag S饱和水溶液中
sp 2
Ag+的浓度
C.25℃,AgCl固体分别在等物质的量浓度NaCl、CaCl 溶液中溶解达到平衡,两溶液中,c
2
(Ag+)和溶度积均相同D.在5 mL 1.8×10﹣6 mol/L NaCl溶液中,加入1滴(20滴约为1 mL)1×10﹣3 mol/L
AgNO 溶液,不能产生白色沉淀
3
【答案】C
【解析】A.溶度积常数表达式相同时,溶度积常数大的物质能转化为溶度积常数小的物质,K
sp
(AgCl)>K (AgI),所以AgCl沉淀能转化为AgI沉淀,故A正确;
sp
B.AgB型难溶性银盐溶液中c(Ag+)=c(酸根离子),Ag B型银盐溶液中c(Ag+)=2c(酸根
2
离子),所以温度一定时可以利用溶度积常数计算饱和银盐水溶液中c(Ag+),故B正确;
C.溶度积常数只与温度有关,含有氯离子的盐抑制AgCl溶解,所以温度一定K (AgCl)不变,
sp
但是等物质的量浓度NaCl、CaCl 溶液都抑制AgCl溶解且抑制水解程度:前者小于后者,所以两
2
种溶液中c(Ag+):前者大于后者,但是两种溶液中溶度积常数不变,故C错误;
D.如果溶液中浓度积<K ,则没有沉淀生成,如果浓度积>K ,则生成沉淀,如果浓度积=
sp sp
K ,则恰好为饱和溶液c(Ag+)×c(Cl﹣)= × × ≈1.25×10﹣11<
sp
1.8×10﹣10,所以没有沉淀生成,故D正确;故选:C。
10.一定温度下,向AgCl饱和溶液中加水,下列叙述正确的是( )
A.AgCl的溶解度减小 B.AgCl的溶解度增大,K 不变
sp
C.[Ag+]增大 D.AgCl的溶解度、K 均不变
sp
【答案】D
【解析】Ksp为温度的函数,温度不变,Ksp不变,因温度不变,且只加入水,则溶解度也不变,
因为体积增大导致溶液中[Ag+]减小,只有D正确,故选:D。
11.在一定条件下,Ma S溶液中存在水解平衡:S2﹣+H O HS﹣+OH﹣,在溶液中加入少量CuSO
2 2 4
固体,HS﹣浓度减小。下列说法正确的是( ) ⇌
A.稀释溶液,水解平衡常数增大 B.K (CuS)<K [Cu(OH) ]
sp sp 2
C.升高温度 增大 D.加入MgCl 固体,HS﹣浓度减小
2
【答案】C
【解析】A.水解平衡常数只与温度有关,温度不变水解平衡常数不变,水解平衡常数与溶液浓度
无关,故A错误;
B.生成CuS沉淀而不是Cu(OH) ,说明溶解度:CuS<Cu(OH) ,因为二者溶度积常数表达
2 2
式不同,不能根据溶解度确定溶度积常数相对大小,故B错误;C.盐类水解是吸热反应,升高温度促进水解,则 c(S2﹣)减小、c(HS﹣)增大,所以升高温度
增大,故C正确;
D.Mg2+、S2﹣发生双水解反应生成Mg(OH) 沉淀和H S,H S电离程度大于S2﹣水解程度,则溶
2 2 2
液中c(HS﹣)增大,故D错误;故选:C。
12.某酸性化工废水中含有Ag+、Pb2+等重金属离子。有关数据如表:在废水排放之前,用沉淀法
除去这两种离子,应该加入的试剂是( )
难溶电解质 AgI Ag S PbI Pb(OH) PbS
2 2 2
K (25℃) 8.3×10﹣15 6.3×10﹣50 7.1×10﹣6 1.2×10﹣15 3.4×10﹣25
sp
A.氢氧化钠 B.硫化钠 C.碘化钾 D.氢氧化钙
【答案】B
【解析】不溶物的溶解度越小,沉淀越完全,除杂效果越好:
Ag S存在沉淀溶解平衡:Ag S(s) 2Ag+(aq)+S2﹣(aq),饱和溶液中c(Ag+)=2c(S2
2 2
① ⇌
﹣),即Ksp(Ag S)=c2(Ag+)•c(S2﹣)=4c3(S2﹣),c(S2﹣)= mol/L,并
2
且饱和溶液中c(Ag S)=c(S2﹣)= mol/L,溶解度S(Ag S)=
2 2
×M(Ag S)g/L,所以Ag S的溶解度为 ×248g/L=2.9×10﹣8g/L,AgI的溶解度为
2 2
×235g/L=10﹣5g/L,所以沉淀Ag+选择S2﹣较好;
PbI 和Pb(OH) 的阴阳离子个数比相同,根据Ksp越小、溶解度越小可知,Pb(OH) 的溶解
2 2 2
②
度小于 PbI ,Pb(OH) 的溶解度为 ×241g/L=1.6×10﹣3g/L,PbS 的溶解度为
2 2
×239g/L=1.4×10﹣10g/L,所以沉淀Pb2+选择S2﹣较好,综上选择B;故选:B。
13.在下列溶液中,BaSO 的溶解度最大的是( )
4
A.0.1mol/L稀硫酸 B.纯水
C.0.3mol/LBaCl 溶液 D.0.2mol/LNa SO 溶液
2 2 4
【答案】B
【解析】BaSO 在水中电离出Ba2+、SO 2﹣,改变条件如果溶液中c(Ba2+)或c(SO 2﹣)增大都抑
4 4 4
制BaSO 溶解,ABD都抑制BaSO 溶解,只有纯水不影响BaSO 溶解,BaSO 的溶解度大小顺序
4 4 4 4
是C<D<A<B,
所以BaSO 的溶解度最大的是纯水,故选:B。
4
14.常温下三种难溶电解质的溶度积如表所示:则表中难溶盐的饱和溶液中,Ag+的物质的量浓度
大小顺序正确的是( )
物质名称 氯化银 碘化银 溴化银
溶度积 1.8×10﹣10 1.5×10﹣16 7.7×10﹣13
A.AgC1>AgI>AgBr B.AgBr>AgI>AgCl
C.AgBr>AgC1>AgI D.AgC1>AgBr>AgI
【答案】D
【解析】饱和溶液中,c(Ag+)= ,Ksp越大,则c(Ag+)越大,由表中数据可知
Ksp:AgC1>AgBr>AgI,则Ag+的物质的量浓度大小顺序为AgC1>AgBr>AgI,故选:D。
15.一定温度下,难溶电解质 CaCO 在水中的沉淀溶解平衡:CaCO Ca2++CO 2﹣,其平衡常数
3 3 3
K =c(Ca2+)•c(CO 2﹣),称为CaCO 的溶度积。该温度下,向⇌CaCO 悬浊液中加入少量水,
sp 3 3 3
下列叙述正确的是( )
A.CaCO 的溶解平衡不移动 B.CaCO 的K 不变
3 3 sp
C.c(Ca2+)增大 D.CaCO 的溶解度增大
3
【答案】B
【解析】A、沉淀溶解平衡:CaCO Ca2++CO 2﹣,悬浊液中加入少量水,瞬间溶液中c(Ca2+)和
3 3
c(CO 2﹣)降低,平衡正向移动,故⇌A错误;
3
B、Ksp只受温度的影响,与其他因素无关,温度不变,则CaCO 的K 不变,故B正确;
3 sp
C、加水瞬间溶液中c(Ca2+)和c(CO 2﹣)降低,平衡正向移动,最终溶液中c(Ca2+)不变,故
3
C错误;
D、溶解度是指在一定温度下,在100g水中达到饱和时所能溶解的溶质的质量,与水的量无关,故
D错误;故选:B。16.某实验小组探究常温下难溶电解质的溶解平衡,查得如表资料,依据上述数据进行的预测不合
理的是( )
难溶电解质 FeS CuS Mg(OH) Fe(OH)
2 3
K (溶解平衡常数) 6.3×10﹣18 6.3×10﹣36 1.8×10﹣11 4.0×10﹣38
sp
A.向饱和FeS溶液中加入少量Na S固体,有浑浊出现
2
B.除去FeSO 溶液中的CuSO ,可选用FeS做沉淀剂
4 4
C.向含等物质的量的MgCl 和FeCl 的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先出现的沉淀是Mg
2 3
(OH)
2
D.向1mL 0.1 mol•L﹣1MgCl 溶液中滴加2mL0.1mol•L﹣1 NaOH溶液,取澄清溶液滴加2滴
2
0.1mol•L﹣1 FeCl 溶液,有浑浊出现
3
【答案】C
【解析】A.饱和FeS溶液中存在沉淀溶解平衡,FeS(s) Fe2+(aq)+S2﹣(aq),加入少量
Na S固体溶解后硫离子浓度增大,平衡逆向进行,有浑浊出现⇌,故A正确;
2
B.FeS的溶度积大于CuS的溶度积,除去FeSO 溶液中的CuSO ,可选用FeS做沉淀剂,故B正
4 4
确;
C.Ksp(Mg(OH) )=c(Mg2+)c2(OH﹣)=1.8×10﹣11,c(OH﹣)= mol/L
2
= ×10﹣4mol/L,Ksp(Fe(OH) )=4.0×10﹣38,c(OH﹣)= mol/L=
3
×10﹣9mol/L,则氢氧化铁沉淀所需pH小于氢氧化镁,则先生成氢氧化铁沉淀,故C错误;
D.向 1mL 0.1 mol•L﹣1MgCl 溶液中滴加 2mL0.1mol•L﹣1 NaOH 溶液,取澄清溶液滴加 2滴
2
0.1mol•L﹣1 FeCl 溶液,恰好反应生成氢氧化镁沉淀,饱和溶液中存在氢氧化镁的沉淀溶解平衡,
3
取澄清溶液滴加2滴0.1mol•L﹣1 FeCl 溶液,会生成氢氧化铁沉淀有浑浊出现,故D正确;故选:
3
C。
17.水垢的主要成分包括CaCO 、CaSO 等,下列说法错误的是( )
3 4
A.容易产生水垢的水﹣般是硬水
B.盐酸去除水垢的能力比醋酸更好
C.可用小苏打去除电水壶中的水垢,因为小苏打溶液显酸性
D.水垢中的CaSO 可先用Na CO 溶液浸泡,再用酸去除
4 2 3
【答案】C【解析】A.硬水中含较多钙离子和镁离子的化合物,长期使用硬水会形成水垢,故A正确;
B.盐酸为强酸,醋酸为弱酸,盐酸去除水垢的能力比醋酸更好,故B正确;
C.小苏打为碳酸氢钠,水溶液中碳酸氢根离子水解程度大于其电离程度,溶液显碱性,不能用来
除水垢,故C错误;
D.硫酸钙可转化为较为疏松的碳酸钙,碳酸钙可溶于盐酸等酸,次方法可用于处理锅炉水垢,故
D正确;故选:C。
18.将AgCl分别加入盛有: 5mL水 6mL 0.5 mol•L﹣1NaCl溶液 10mL 0.2 mol•L﹣1CaCl
2
溶液 5mL 0.1 mol•L﹣1 ①AlCl 溶液②的烧杯中均有固体剩余,各溶液③中c(Ag+)从小到大顺序
3
排列正④确的是( )
A. B. C. D.
【答案】④B③②① ②③④① ①④③② ①③②④
【解析】在AgCl饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)=Ag+(aq)+Cl﹣(aq),加入Cl﹣平
衡逆向移动c(Ag+)会减小,加入Cl﹣的浓度越大,c(Ag+)越小,即c(Ag+)与c(Cl﹣)大小
顺序相反, 5mL水, 6mL 0.5 mol•L﹣1NaCl溶液中氯离子浓度0.5mol/L, 10mL 0.2 mol•L
﹣1CaCl 溶液①中氯离子浓②度0.4mol/L, 5mL 0.1 mol•L﹣1 AlCl 溶液中氯离子③浓度0.3mol/L,Cl﹣
2 3
的浓度从大到小顺序为: ,④则c(Ag+)浓度从小到大顺序排列为: ,故选:
B。 ②③④① ②③④①
19.已知K (CaCO )=2.8×10﹣9,K (H CO )=4.2×10﹣7、K (H CO )=5.6×10﹣11.溶洞
sp 3 a1 2 3 a2 2 3
是碳酸盐类岩石受到溶有 CO 的流水长年累月的溶蚀而形成的,反应的原理可表示为
2
CaCO
3
+H
2
CO
3
Ca2++2HCO
3
﹣,该反应的平衡常数为( )
A.3.7×10﹣13
⇌
B.6.7×10﹣3 C.5×10﹣3 D.2.1×10﹣5
【答案】D
【解析】K (CaCO )=2.8×10﹣9,K (H CO )=4.2×10﹣7、K (H CO )=5.6×10﹣11,反应
sp 3 a1 2 3 a2 2 3
CaCO
3
+H
2
CO
3
Ca2++2HCO
3
﹣ 的 平 衡 常 数 K = =
⇌
= = = 2.1×10﹣
5,故D正确;故选:D。
20.已知常温下,AgBr的K ═4.9×10﹣13、AgI的K ═8.3×10﹣17。
sp sp
(1)现向含有AgI的饱和溶液中:加入固体AgNO ,则c(I﹣)____________(填“变大”“变小”或“不变”,下同);
3
①若加入更多的AgI固体,则c(Ag+)____________;
②若加入大量的NaBr固体,则c(I﹣)____________。
③(2)现向含有NaBr、KI均为0.002 mol•L﹣1的溶液中加入等体积的浓度为4×10﹣3mol•L﹣1的
AgNO 溶液,则产生的沉淀是___________(填化学式);若向其中再加入适量的NaI固体,则
3
最终可发生沉淀转化的总离子方程式为____________。
【答案】(1) 变小;
不变; ①
②变大;
③(2)AgI、AgBr;AgBr(s)+I﹣(aq)═AgI(s)+Br﹣(aq)。
【解析】(1) 向含有AgI的饱和溶液中加入固体AgNO ,Ag+浓度增大,则溶液中c(I﹣)=
3
①
减小,
故答案为:变小;
AgI已经达到饱和,无法再溶解更多的AgI,所以加入更多的AgI固体,则c(Ag+)不变,
②故答案为:不变;
向含有AgI的饱和溶液中加入大量的 NaBr固体,可以发生沉淀转化:AgI(s)+Br﹣(aq)
③AgBr(s)+I﹣,则溶液中c(I﹣)增大,
⇌故答案为:变大;
(2)等体积混合后c(Br﹣)=c(I﹣)=0.001mol/L,c(Ag+)=2×10﹣3 mol/L.因K (AgI)<
sp
K (AgBr),AgI先沉淀,当 I﹣完全沉淀时,消耗 c(Ag+)=c(I﹣)=0.001mol/L,剩余 c
sp
(Ag+)=2×10﹣3 mol/L﹣0.001mol/L=0.001mol/L,Q(AgBr)=0.001mol/L×0.001mol/L=1×10﹣6
>4.9×10﹣13,所以有AgBr沉淀生成;而再向其中加入适量NaI固体时,会有AgBr转化为AgI。
故答案为:AgI、AgBr;AgBr(s)+I﹣(aq)═AgI(s)+Br﹣(aq)。
21.根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题:
(1)已知25℃时,K [Mg(OH) ]=5.6×10﹣12;酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下:
sp 2
pH <8.0 8.0~9.6 >9.6
颜色 黄色 绿色 蓝色
25℃时,在Mg(OH) 饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液的颜色为____________.
2
(2)向50mL0.018mol•L﹣1的AgNO 溶液中加入50mL0.020mol•L﹣1的盐酸,生成沉淀.已知
3
该温度下AgCl的K =1.0×10﹣10,忽略溶液的体积变化,请计算:
sp完全沉淀后,溶液中c(Ag+)=___________.
①完全沉淀后,溶液的pH=___________.
②如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50mL0.001mol•L﹣1的盐酸,是否有白色沉淀生成?
③____________(填“是”或“否”).
(3)在某温度下,K (FeS)=6.25×10﹣18,FeS饱和溶液中c(H+)与c(S2﹣)之间存在关系:
sp
c2(H+)•c(S2﹣)=1.0×10﹣22,为了使溶液里c(Fe2+)达到1mol•L﹣1,现将适量FeS投入其
饱和溶液中,应调节溶液中的c(H+)约为__________.
【答案】(1)蓝色;
(2)) 1.0×10﹣7 mol•L﹣1;
2; ①
②否;
②(3)4×10﹣3mol/L.
【解析】(1)25℃时,Mg(OH) 的溶度积K =5.6×10﹣12,根据反应Mg(OH) (s) Mg2+
2 sp 2
+2OH﹣可得:c(Mg2+)c2(OH﹣)=5.6×10﹣12, ⇌
设c(OH﹣)=2c(Mg2+)=x,则:0.5x×x2=5.6×10﹣12,
解得:x=2.24×10﹣4mol/L,
c(H+)= mol/L=4.5×10﹣11mol/L,
溶液的pH=10.4>9.6,所以溶液呈蓝色,
故答案为:蓝色;
(2)) 反应前,n(Ag+)=0.018 mol•L﹣1×0.05 L=0.9×10﹣3 mol,n(Cl﹣)=0.020 mol•L﹣
1×0.05 L①=1×10﹣3 mol;反应后剩余的Cl﹣为0.1×10﹣3 mol,则混合溶液中,c(Cl﹣)=1.0×10﹣3
mol•L﹣1,c(Ag+)=K (AgCl)/c(Cl﹣)=1.0×10﹣7 mol•L﹣1,
sp
故答案为:1.0×10﹣7 mol•L﹣1;
H+没有参与反应,完全沉淀后,c(H+)=0.010 mol•L﹣1,溶液的pH=﹣lg0.01=2,
②故答案为:2;
再向反应后的溶液中加入50mL0.001mol•L﹣1盐酸,不发生反应时c(Ag+)= ×1.8×10﹣7mol•L
②
﹣1=1.2×10﹣7mol•L﹣1、c(Cl﹣)= ×[(0.001+1.8×10﹣7+0.001]mol•L﹣1≈0.001mol•L﹣1,而离子
浓度积=0.001×1.2×10﹣7=1.2×10﹣10<1.8×10﹣10,所以没有沉淀产生,
故答案为:否;(3)溶液中c(S2﹣)= = =6.25×10﹣18mol/L,c2(H+)•c(S2﹣)=
1.0×10﹣22,则c(H+)= mol/L=4×10﹣3mol/L,
故答案为:4×10﹣3mol/L.
22.已知常温下,Mg(OH) 在水中的溶解度为6.38×103g/L.(说明:Mg(OH) 相对分子质量
2 2
为58).
(1)求Mg(OH) 饱和溶液中的溶度积K 为__________(各空均保留1位有效数字);
2 sp
(2)求Mg(OH) 在0.001mol/L的NaOH溶液中的溶解度为__________mol/L,若该溶液密度
2
为1g/L,则Mg(OH) 溶解度为__________g;
2
(3)求0.01mol/L的MgCl 溶液与0.01mol/L的NaOH溶液按体积比为1:3混合,求反应后溶
2
液中c(OH﹣)、c(Mg2+)分别为____________.
(4)求要使Mg(OH) 饱和溶液中沉淀转化为MgCO 沉淀,加入碳酸钠固体使碳酸根离子浓
2 3
度至少为__________mol/L(说明:已知K (MgCO )=6.6×10.
sp 3
【答案】(1)5.3×10﹣12;
(2)5.3×10﹣6;9.1×10﹣9;
(32.5×10﹣3mol/L;8.5×10﹣7mol/L;
(4)0.06.
【解析】(1)Mg(OH) 在水中的溶解度为6.38×103g/L,则Mg(OH) 在水中的摩尔溶解度为c
2 2
= =1.1×10﹣4mol/L,所以Mg(OH) 饱和溶液中的溶度积K 为K =c(Mg2+)
2 sp sp
c2(OH﹣)=4c3=5.3×10﹣12,
故答案为:5.3×10﹣12;
(2)0.001mol/L的NaOH溶液中c(OH﹣)=0.001mol/L,则Mg(OH) 在此溶液中c(Mg2+)=
2
=5.3×10﹣6mol/L,所以 Mg(OH) 在0.001mol/L的NaOH溶液中的溶解度为
2
5.3×10﹣6mol/L,若该溶液密度为1g/L,则0.1L就是100g水,因此则Mg(OH) 溶解度为s= =9.1×10﹣
2
9g,
故答案为:5.3×10﹣6;9.1×10﹣9;
(3)0.01mol/L的MgCl 溶液与0.01mol/L的NaOH溶液按体积比为1:3混合,不妨取MgCl 溶液
2 2
1L,NaOH溶液3L,混合后总体积近似看成二者溶液体积之和,混合后发生反应:Mg2++2OH﹣
═Mg(OH) ↓,则溶液中剩余量c(OH﹣)= =2.5×10﹣3mol/L,此时溶
2
液中c(Mg2+)= =8.5×10﹣7mol/L,所以求反应后溶液中 c(OH﹣)=2.5×10﹣
3mol/L,c(Mg2+)=8.5×10﹣7mol/L,
故答案为:2.5×10﹣3mol/L;8.5×10﹣7mol/L;
(4)要使Mg(OH) 饱和溶液中沉淀转化为MgCO 沉淀,发生沉淀转化的反应:Mg(OH)
2 3
+CO 2﹣ MgCO +2OH﹣,根据多重平衡规则,该反应的化学平衡常数为 K= =
2 3 3
⇌
=8×10﹣7,可见正向进行的趋势不大,因此需要加入一定量的 Na CO 固体,此
2 3
时平衡时溶液中c(OH﹣)=1.1×10﹣4mol/L×2=2.2×10﹣4mol/L,所以达到平衡时溶液中c(CO 2
3
﹣)= =0.06mol/L,因此至少要使溶液中的初始 CO 2﹣浓度达到 0.06mol/L+1.1×10﹣
3
4mol/L=0.06mol/L,
故答案为:0.06.
23.我国规定生活用水中镉排放的最大允许浓度为 0.005mg•L﹣1,铊排放的最大允许浓度为
0.0001mg•L﹣1.处理含镉废水可采用化学沉淀法.铊的化合物极毒,处理含铊废水可先用酸调
废水的pH至2~5,然后用氧化剂(NaClO等)把废水中的一价铊氧化为三价铊,再加人共沉淀
剂,生成氢氧化物沉淀去除.
(1)已知一些化合物在某温度的K 如表:
ap化合物 CdS Cd(OH) CdCO Cd (PO ) Tl(OH)
2 3 3 4 2 3
K 7.9×10﹣27 3.2×10﹣14 4.0×10﹣12 3.6×10﹣32 1.68×10﹣44
ap
试回答下列问题:
磷酸镉沉淀溶解平衡常数的表达式K =___________.
ap
①已知一定温度下,CdCO 的K =4.0×10﹣12,Cd(OH) 的K =3.2×10﹣14,那么它们在水中
3 ap 2 ap
②的溶解度(mol•L﹣1)____________较大.
在某含镉废水中加入 Na S,当 S2﹣浓度达到 7.9×10﹣8mg•L﹣1 时,水体中浓度为
2
③Cd2+____________;已知Ar(Cd)=112,此时是否符合水源标准?____________(填“是”或
“否”).
(2)常温下,向含0.1mg•L﹣1Cd2+和0.1mg•L﹣1Tl3+的废水中,逐滴加入饱和石灰水,首先产生
沉淀的离子是____________,当溶液pH=8时,此时溶液中(Tl3+)=____________mg•L﹣1.
【答案】(1) c3(Cd2+)c2(PO 3﹣);
4
Cd(OH)
2
;①
②1.0×10﹣19mol/L;是;
③(2)Tl3+;1.68×10﹣26.
【解析】(1) 磷酸镉沉淀溶解平衡方程式为:Cd (PO ) (s) 3Cd2++2PO 3﹣,则其沉淀溶
3 4 2 4
解平衡常数表达①式为K =c3(Cd2+)c2(PO 3﹣), ⇌
sp 4
故答案为:c3(Cd2+)c2(PO 3﹣);
4
当CdCO 达到沉淀溶解平衡时有 CdCO (s) Cd2++CO 2﹣,则其平衡时摩尔溶解度为 s=
3 3 3
② ⇌
=2×10﹣6mol/L,当Cd(OH) 达到沉淀溶解平衡时有 Cd(OH) (s) Cd2+
2 2
⇌
+2OH﹣,则其平衡时摩尔溶解度为s= =2×10﹣5mol/L,因此溶解度更大的是Cd
(OH) ,
2
故答案为:Cd(OH) ;
2
含镉废水中加入Na S,当S2﹣浓度达到7.9×10﹣8mg•L﹣1时,溶液中c(Cd2+)= =
2
③
1.0×10﹣19mol/L,即水体系中的Cd2+质量摩尔浓度为1.0×10﹣19×112×103mg/L=1.12×10﹣14mg/L<
0.005mg/L,因此符合标准,
故答案为:1.0×10﹣19mol/L;是;(2)在0.1mol/L的含Cd2+溶液中,加入饱和石灰水产生Cd(OH) 时所需最小的OH﹣浓度为c
2
(OH﹣)= =5.66×10﹣7mol/L,在0.1mol/L的含Tl3+溶液中,加入饱和石灰水产
生Tl(OH) 时所需最小的OH﹣浓度为c(OH﹣)= =5.52×10﹣15mol/L,因此
3
沉淀 Tl3+所需的 OH﹣浓度更小,优先产生 Tl(OH) 沉淀,当溶液 pH=8 时,此时溶液中 c
3
(Tl3+)= =1.68×10﹣26mol/L,
故答案为:Tl3+;1.68×10﹣26.
24.常温时,K [Mg(OH) ]=4×10﹣12,K [Fe(OH) ]=8.0×10﹣38;通常认为某离子残留在溶
sp 2 sp 3
液中的浓度小于1×10﹣5mol•L﹣1时就认为该离子已经沉淀完全.
假定原溶液中c(Mg2+)=1mol•L﹣1,c(Fe3+)=0.01mol•L﹣1.(已知lg2=0.3)
(1)使Fe3+开始沉淀时溶液中pH约为____________.
(2)当Fe3+沉淀完全时溶液中c(OH﹣)约为_____________mol/L;此时Mg2+____________
A.尚未开始沉淀 B.已经开始沉淀 C.已经沉淀完全
(3)结论:在含有少量Fe3+的Mg2+ 溶液中,____________(填A:可以;B:不可以)用调节
pH的方法来除杂.
【答案】(1)2.3;
(2)2.0×10﹣11;A;
(3)A.
【解析】(1)Fe3+开始沉淀时,必须满足c(Fe3+)•c(OH﹣)3>K [Fe(OH) ]=8.0×10﹣38,此
sp 3
时c(OH﹣)> mol/L=2.0×10﹣12mol/L,
所以使Fe3+开始沉淀时溶液中氢离子浓度至少为:c(H+)= mol/L=5×10﹣3mol/L,
溶液的pH=﹣lg5×10﹣3=3﹣lg5=3﹣(1﹣lg2)=2.3,
故答案为:2.3;(2)当Fe3+沉淀完全时,c(Fe3+)<1×10﹣5mol•L﹣1,c(Fe3+)•c(OH﹣)3>K [Fe(OH) ]=
sp 3
8.0×10﹣38,溶液中c(OH﹣)> mol/L=2.0×10﹣11mol/L;
c(Mg2+)=1mol•L﹣1,Mg2+开始沉淀时,c(OH﹣)= mol/L=2.0×10﹣6mol/L,则铁
离子沉淀完全时c(OH﹣)>2.0×10﹣11mol/L,此时
此时Mg2+尚未开始沉淀,故A正确,
故答案为:2.0×10﹣11;A;
(3)根据(2)可知,Mg2+开始沉淀时,c(OH﹣)至少为2.0×10﹣6mol/L,而此时Fe3+已经沉淀完
全,所以在含有少量Fe3+的Mg2+ 溶液中,可以用调节pH的方法来除杂,故A正确,
故答案为:A.