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第04 讲 沉淀溶解平衡
目录
一、题型精
讲
题型01 沉淀溶解平衡及其影响因素.........................................................................................................................1
题型02 溶度积及其应用..............................................................................................................................................3
题型03 沉淀的生成与溶解..........................................................................................................................................5
题型04 沉淀的转化......................................................................................................................................................7
题型05 沉淀溶解曲线型平衡曲线...........................................................................................................................10
题型06 沉淀溶解对数型平衡曲线...........................................................................................................................13
题型07 沉淀溶解平衡滴定曲线...............................................................................................................................16
二、靶向突破
题型01 沉淀溶解平衡及其影响因素
【解题通法】
1.内因(决定因素):难溶电解质本身的性质。
2.外因:已知沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq)+2OH-(aq),请分析当改变下列条件时,对该沉淀
溶解平衡的影响,填写下表(浓度变化均指平衡后和原平衡比较):
条件改变
移动方向
c(Mg2+)
c(OH-)
加少量水
正向移动
不变
不变
升温
正向移动
增大
增大
加MgCl2(s)
逆向移动
增大
减小
加盐酸
正向移动
增大
减小
加NaOH(s)
逆向移动
减小
增大
1
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【例1】 下列说法正确的是( )
A.硫酸钡放入水中不导电,则硫酸钡是非电解质
B.物质溶于水达到饱和时,溶解过程就停止了
C.绝对不溶解的物质是不存在的
D.某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0
【答案】C
【解析】A 项,硫酸钡是强电解质,其在水中的溶解度比较小,错误;B 项,沉淀溶解平衡为动态平衡,
错误;D 项,残留离子浓度小于10-5 mol·L-1时,则认为该离子沉淀完全,错误。
【变式1-1】 下列有关AgCl 的沉淀溶解平衡的说法正确的是( )
A.AgCl 沉淀生成和沉淀溶解不断进行,且c(Cl-)一定等于c(Ag+)
B.AgCl 难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-
C.升高温度,AgCl 沉淀的溶解度增大
D.在有AgCl 沉淀生成的溶液中加入NaCl 固体,AgCl 沉淀溶解的量不变
【答案】C
【解析】沉淀溶解平衡是动态平衡,沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但c(Cl-)不一定等于c(Ag+),例如向硝
酸银溶液中加入过量氯化钠生成氯化银沉淀时,溶液中c(Cl-)大于c(Ag+),故A 错误;AgCl 在水中存在沉
淀溶解平衡,溶液中有极少量的Ag+和Cl-,故B 错误;AgCl 溶解是一个吸热过程,升高温度,AgCl 沉淀
的溶解度增大,故C 正确;向含AgCl 沉淀的溶液中加入NaCl 固体,增大了Cl-的浓度,会使AgCl 的沉淀
溶解平衡向左移动,减少了AgCl 的溶解量,故D 错误。
【变式1-2】 在一定温度下,当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时:Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq)+2OH-
(aq),要使Mg(OH)2固体减少而c(Mg2+)不变,可采取的措施是( )
A.加MgSO4固体
B.加HCl 溶液
C.加NaOH 固体
D.加少量水
【答案】D
【解析】Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq)+2OH-(aq),加MgSO4固体使该沉淀溶解平衡左移,Mg(OH)2固体增多,
c(Mg2+)变大;加HCl 溶液使该沉淀溶解平衡右移,Mg(OH)2固体减少,c(Mg2+)变大;加NaOH 固体使该沉
淀溶解平衡左移,Mg(OH)2固体增多,c(Mg2+)变小;加少量水,使沉淀溶解平衡右移,Mg(OH)2固体减少,
2
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因为加水后仍是饱和溶液,所以c(Mg2+)不变。
【变式1-3】在一定温度下,氯化银在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq),若把AgCl 分
别放入①100 mL 0.1 mol·L-1 NaNO3溶液中;②100 mL 0.1 mol·L-1NaCl 溶液中;③100 mL 0.1 mol·L-1AlCl3
溶液中;④100 mL 0.1 mol·L-1MgCl2溶液中。搅拌后在相同的温度下Ag+浓度由大到小的顺序是( )
A.
>
>
>
①②④③
B.
>
>
>
②①④③
C.
>
>
>
④③②①
D.
>
>
>
①④③②
【答案】A
【解析】因为氯化银在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq),相同的温度下,题给溶液中
的氯离子浓度越大,AgCl 的沉淀溶解平衡逆向移动的程度越大,银离子浓度越小;①中无Cl-,②、③、
④中c(Cl-)分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,因此Ag+浓度由大到小的顺序是①>
>
>
②④③。
题型02 溶度积及其应用
1.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与沉淀的量和溶液中的离子浓度无关。
2.对于同类型物质(如AgCl、AgBr、AgI 等),可直接用溶度积比较难溶电解质的溶解能力,Ksp越大,难溶
电解质在水中的溶解能力越强。
3.对于不同类型的物质,Ksp不能直接作为比较依据,而应通过计算将Ksp转化为饱和溶液中溶质的物质的
量浓度来确定溶解能力的强弱。
【解题通法】
离子积(Q):对于AmBn(s)
mAn+(aq)+nBm-(aq),任意时刻Q=cm(An+)·cn(Bm-)。
(1)Q>Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。
(2)Q=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态。
(3)Q<Ksp,溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。
【例2】下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是( )
A.溶度积常数Ksp与难溶电解质的性质和温度有关,温度升高Ksp一定增大
B.水溶液中,易溶于水的电解质不存在沉淀溶解平衡
C.同一温度下,Ksp(AB2)小于Ksp(CD),说明AB2的溶解度小于CD 的溶解度
D.常温下,向BaSO4饱和溶液中加入少量Na2CO3溶液,BaSO4的Ksp不变
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【答案】D
【解析】溶度积常数Ksp与难溶电解质的性质和温度有关,大多数难溶物随温度升高Ksp增大,但也有少数
物质随温度升高Ksp减小,A 错误;易溶于水的电解质的饱和溶液存在晶体时,晶体的析出和溶解也存在
平衡,B 错误;相同温度下,一般对于同类型的物质,Ksp越小,其溶解能力越小,C 错误;温度不变,Ksp
不变,D 正确。
【变式2-1】 下列说法正确的是( )
A.向AgCl 饱和溶液中加水,AgCl 的溶解度和Ksp均增大
B.难溶电解质的溶度积Ksp越小,则它的溶解度越小
C.AgBr 难溶于水,溶液中不存在Ag+和Br-
D.已知25 ℃时Ksp[Mg(OH )2]=1.8×10-11,在MgCl2溶液中加入氨水调混合液的pH=11,产生沉淀,则此
时溶液中的c(Mg2+)=1.8×10-5 mol·L-1
【答案】D
【解析】物质的溶解度和溶度积都是温度的函数,与溶液的浓度无关,故A 错误;AgBr 难溶于水,但存
在沉淀溶解平衡,溶液中仍存在Br-和Ag+,只是其浓度很小,故C 错误;pH=11,c(OH-)=10-3 mol·L-1,
c(Mg2+)=
K sp[Mg(OH )2]
c
2(O H
−)
=1.8×10
−11
1×10
−6 mol·L-1=1.8×10-5mol·L-1,故D 正确。
【变式2-2】下列难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小顺序正确的是[已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=
1.5×10-16,Ksp(AgBr)=7.7×10-13]( )
A.AgCl>AgI>AgBr
B.AgCl>AgBr>AgI
C.AgBr>AgCl>AgI
D.AgBr>AgI>AgCl
【答案】B
【解析】卤化银的化学式相似,所以溶度积越大,银离子的浓度越大,所以难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓
度大小顺序为AgCl>AgBr>AgI。
【变式2-3】 常温下几种难溶电解质的溶度积如表所示:
物质名称
硫化亚铁
硫化铜
硫化锌
4
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溶度积
6.3×10-18
6.3×10-36
1.6×10-24
向含有等物质的量浓度的FeCl2、CuSO4、ZnSO4 混合溶液中滴加0.01 mol·L-1Na2S 溶液时,Fe2+、Cu2+、
Zn2+沉淀的先后顺序为( )
A.Fe2+、Zn2+、Cu2+
B.Cu2+、Zn2+、Fe2+
C.Zn2+、Fe2+、Cu2+
D.Cu2+、Fe2+、Zn2+
【答案】B
【解析】生成硫化亚铁沉淀的最小c(Fe2+)=K sp( FeS)
c(S
2−)
=6.3×10
−18
0.01
mol·L-1=6.3×10-16 mol·L-1;生成硫
化铜沉淀需要的最小c(Cu2+)=
K sp(CuS)
c(S
2−)
=6.3×10
−36
0.01
mol·L-1=6.3×10-34 mol·L-1;生成硫化锌沉淀需要
的最小c(Zn2+)=
K sp(ZnS)
c(S
2−)
=1.6×10
−24
0.01
mol·L-1=1.6×10-22 mol·L-1。所以沉淀的先后顺序为Cu2+、
Zn2+、Fe2+。
题型03 沉淀的生成与溶解
【解题通法】
1.沉淀的生成
方法
举例
解释
调节
pH 法
除去CuCl2溶液中的FeCl3,可向溶液中加入CuO[或
Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3]
CuO 与H+反应,促进Fe3+水解生
成Fe(OH)3沉淀
除去NH4Cl 溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节
pH 至4 左右
Fe3+与NH3·H2O 反应生成Fe(OH)3
沉淀
沉淀法
以Na2S 等沉淀污水中的Hg2+、Cu2+等重金属离子
Na2S 与Cu2+、Hg2+反应生成沉淀
2.沉淀的溶解
①原理:不断减少溶解平衡体系中的相应离子,使Q< Ksp,平衡向沉淀溶解的方向移动。
②溶解方法
a.酸溶解法,如CaCO3溶于盐酸;
b.盐溶液溶解法,如Mg(OH)2溶于NH4Cl 溶液;
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c.配位溶解法,如AgCl 溶于氨水。
【例3】沈括《梦溪笔谈》记载:“石穴中水,所滴者皆为钟乳。”溶洞与钟乳石的形成涉及反应为Ca
( HC O3)2(aq)
CaCO3(s)+H2O(l)+CO2(g),下列分析错误的是( )
A.溶有CO2的水流经石灰岩区域,生成可溶于水的Ca( HC O3)2
B.钟乳石的形成经历CaCO3的溶解和析出
C.酸雨条件下,上述平衡右移,加速钟乳石的形成
D.由于形成钟乳石的水动力及其沉积部位不同,钟乳石形状各异
【答案】C
【解析】溶有二氧化碳的水流经石灰岩区域,会使平衡向逆反应方向移动,有利于生成可溶的碳酸氢钙,
故A 正确。
【变式3-1】探究Mg(OH)2的沉淀溶解平衡时,利用下表三种试剂进行试验,下列说法不正确的是( )
编号
①
②
③
分散质
Mg(OH)2
HCl
NH4Cl
备注
悬浊液
1 mol·L-1
1 mol·L-1
A.向①中滴入几滴酚酞溶液后,溶液显红色说明Mg(OH)2是一种弱电解质
B.为使Mg(OH)2悬浊液溶解得更快,加入过量的NH4Cl 浓溶液并充分振荡,效果更好
C.①③混合后发生反应:Mg(OH)2(s)+2NH 4
+(aq)
Mg2+(aq)+2NH3·H2O(aq)
D.向①中加入②,H+与OH-反应生成H2O,使c(OH-)减小,Mg(OH)2沉淀溶解平衡向溶解的方向移动
【答案】A
【解析】向Mg(OH)2悬浊液中滴入几滴酚酞溶液后,溶液显红色,只能说明Mg(OH)2能电离,但不能判断
是部分电离还是完全电离,A 项不正确;Mg(OH)2电离出来的OH-与NH4Cl 电离出来的NH 4
+结合生成一水
合氨,所以加入过量的NH4Cl 浓溶液,可使Mg(OH)2 悬浊液溶解得更快,①③混合后发生反应:
Mg(OH)2(s)+2NH 4
+(aq)
Mg2+(aq)+2NH3·H2O(aq),B、C 项正确;在Mg(OH)2悬浊液中存在沉淀溶解平衡:
Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq)+2OH-(aq),所以向①中加入②,c(OH-)减小,Mg(OH)2沉淀溶解平衡正向移动,D
项正确。
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【变式3-2】实验室里制备FeCO3的流程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.过滤需要使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
B.沉淀过程的离子方程式为Fe2++2HCO3
−===FeCO3↓+CO2↑+H2O
C.若沉淀时改用Na2CO3溶液,则产品中可能混有Fe(OH)3
D.将FeCO3在空气中灼烧可以制备FeO
【答案】D
【解析】根据题干工艺流程图可知,沉淀过程发生反应的离子方程式为Fe2++2HCO3
−
===FeCO3↓+CO2↑+H2O,B 正确;由于Na2CO3溶液呈碱性,则可能生成Fe(OH)2,Fe(OH)2易被空气中的O2
氧化为Fe(OH)3,若沉淀时改用Na2CO3溶液,则产品中可能混有Fe(OH)3,C 正确;将FeCO3在空气中灼
烧将被O2氧化成Fe2O3,不可以制备FeO,D 错误。
【变式3-3】室温下,将0.1 mol·L-1AgNO3溶液和0.1 mol·L-1NaCl 溶液等体积充分混合,一段时间后过
滤,得滤液a 和沉淀b。取等量的滤液a 于两支试管中,分别滴加相同体积、浓度均为0.1 mol·L-1的
Na2S 溶液和Na2SO4溶液,前者出现浑浊,后者溶液仍澄清;再取少量的沉淀b,滴加几滴氨水,沉淀
逐渐溶解。下列说法正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 Na2S 溶液中存在:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+c(H2S)
B.过滤后所得清液中一定存在:c(Ag+)=
K sp( AgCl)
c(C l
−)
且c(Ag+)>√
K sp( A g2SO4)
c(SO4
2−)
C.沉淀b 中滴加氨水发生反应的离子方程式:AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
D.从实验现象可以得出该温度下Ksp(Ag2S)>Ksp(Ag2SO4)
【答案】C
【解析】Na2S 溶液中存在质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),A 错误;滤液为氯化银的饱和溶液,
所以清液中一定存在:c(Ag+)=K sp( AgCl)
c(C l
−)
,但加入硫酸钠后溶液仍然澄清,说明反应后c(Ag+)<
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√
K sp( A g2SO4)
c(SO4
2−)
,B 错误;沉淀b 为氯化银,氯化银中滴加氨水会生成二氨合银离子,其离子方程式为
AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O,C 正确;从实验现象可以得出硫化银比硫酸银更难溶,
Ksp(Ag2SO4)>Ksp(Ag2S),D 错误。
题型04 沉淀的转化
【解题通法】
(1)沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程,其实质是沉淀溶解平衡的移动。
(2)条件:一般来说,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现,两者的溶解度相差越大,转
化越容易。
(3)当两种沉淀的溶解度相差不太大时,也可通过提高转化试剂的浓度实现溶解度小的沉淀转化为溶解
度较大的沉淀。
【例4】已知:Ksp(CuS)=1.3×10-36,Ksp(MnS)=2.6×10-13。工业生产中常用MnS 作为沉淀剂除去工业废水
中的Cu2+:Cu2+(aq)+MnS(s)
CuS(s)+Mn2+(aq)。下列说法错误的是( )
A.反应达平衡后,继续加入MnS,废水中Cu2+的去除率增加
B.该反应可将工业废水中的Cu2+沉淀完全
C.向平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c(Mn2+)增大
D.该反应的平衡常数K=2.0×1023
【答案】A
【解析】达到平衡后,增加MnS 的用量,平衡不移动,废水中Cu2+的去除率不变,故A 错误;利用此反
应可将工业废水中的Cu2+沉淀完全,故B 正确;c(Cu2+)增大,平衡正向移动,所以c(Mn2+)增大,故C 正确;
该反应的平衡常数K=c( M n
2+)
c(C u
2+)
=K sp( MnS)
K sp(CuS) =2.0×1023,故D 正确。
【变式4-1】用Na2CO3溶液可以处理锅炉水垢中的CaSO4,使其转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,再用酸
除去。下列说法正确的是( )
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A.Na2CO3溶液显碱性的原因:C O3
2−+2H2O
H2CO3+2OH-
B.加入Na2CO3溶液充分反应后的上层清液中存在:c(Ca2+)·c(C O3
2−)<Ksp(CaCO3)
C.CaSO4转化为CaCO3的离子方程式:CaSO4(s)+C O3
2−(aq)
CaCO3(s)+ SO4
2−(aq)
D.充分反应后的上层清液中存在:c(Na+)=2c(C O3
2−)+2c(HC O3
−)+2c(H2CO3)
【答案】C
【解析】Na2CO3溶液显碱性的原因:C O3
2−+H2O
HC O3
−+OH-,故A 错误;加入Na2CO3溶液充分反应
后的上层清液为碳酸钙的饱和溶液,c(Ca2+)·c(C O3
2−)=Ksp(CaCO3),故B 错误;充分反应后的上层清液中
含碳酸钠和硫酸钠,根据元素守恒可知c(Na+)=2c(C O3
2−)+2c(HC O3
−)+2c(H2CO3)+2c(SO4
2−),故D 错误。
【变式4-2】为探究沉淀转化的规律,取1 mL 0.1 mol·L-1AgNO3溶液进行如下实验(实验中所用试剂浓度均
为0.1 mol·L-1):
下列说法不正确的是( )
A.实验①中改为“滴加少量NaCl 溶液”也能得出沉淀转化规律
B.若在实验①的混合物中滴加少量浓盐酸,c(Ag+)变小
C.实验①②说明Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)
D.实验③说明AgI 转化为Ag2S
【答案】A
【解析】如果实验①中改为“滴加少量NaCl 溶液”,溶液中将剩余过量的Ag+,继续加入KI、Na2S 溶液
无法得出沉淀转化规律,故A 错误;若在实验①的混合物中滴加少量浓盐酸,使得溶液中Cl-浓度升高,
此时Ksp(AgCl)不变,所以c(Ag+)变小,故B 正确;由实验①②可知,AgCl 转化为AgI,说明
Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),故C 正确;黄色沉淀为AgI,加入Na2S 溶液生成黑色沉淀Ag2S,故D 正确。
【变式4-3】常温下探究Mg(OH)2沉淀溶解平衡的形成及移动情况,实验过程中溶液pH 变化情况如图所示。
已知Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12。下列说法错误的是( )
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A.a 点对应时刻在蒸馏水中加入过量Mg(OH)2固体
B.加入少量蒸馏水,可实现b~c 段变化
C.b 点对应溶液中c(Mg2+)=5.6×10-5 mol·L-1
D.常用Mg(OH)2处理废水中的Cu2+,可推测Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]
【答案】B
【解析】a 点前溶液的pH=7,为纯水,a 点后,溶液的pH 逐渐增大,保持pH=10.5,表示a 点中蒸馏水
加入过量Mg(OH)2固体,故A 正确;加入少量水,平衡右移,但溶液为Mg(OH)2饱和溶液,pH 不变,故
B 错误;饱和Mg(OH)2溶液中,此时pH=10.5,则c(OH-)=
K w
c( H
+)
=10
−14
10
−10.5 mol·L-1=10-3.5 mol·L-1,
c(Mg2+)=K sp[ Mg(OH )2]
c
2(O H
−)
=5.6×10
−12
(10
−3.5)
2 mol·L-1=5.6×10-5 mol·L-1,故C 正确;用Mg(OH)2处理废水中
的Cu2+,Mg(OH)2可转化为Cu(OH)2,根据难溶电解质可转化为更难溶电解质可知,
Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],故D 正确。
题型05 沉淀溶解曲线型平衡曲线
第一步:明确图像中纵、横坐标的含义
纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第二步:理解图像中线上点、线外点的含义
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(1)以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Q=Ksp。
在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线以外。
(2)曲线上方区域的点均为过饱和溶液,此时Q>Ksp。
(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Q<Ksp 。
【例5】绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的
黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.图中a 和b 分别为T1、T2温度下CdS 在水中的溶解度
B.图中各点对应的Ksp的关系为:Ksp(m)=Ksp(n)<Ksp(p)<Ksp(q)
C.向m 点的溶液中加入少量Na2S 固体,溶液组成由m 沿mpn 线向p 方向移动
D.温度降低时,q 点的饱和溶液的组成由q 沿qp 线向p 方向移动
【答案】B
【解析】a、b 分别表示温度为T1、T2时溶液中Cd2+和S2-的物质的量浓度,可间接表示对应温度下CdS 在
水中的溶解度,A 项正确;Ksp只受温度影响,即m、n、p 三点对应的Ksp相同,又T1<T2,故Ksp(m)=
【解题通法】
1.c(Bn+)~c(An-)图像[以BaSO4的沉淀溶解平衡为例分析]
(1)a、c 均为曲线上的点,Q=Ksp,a 点,c(Ba2+)>c(SO4
2−),c 点,c(Ba2+)=c(SO4
2−)。
(2)b 点在曲线的上方,Q>Ksp,溶液处于过饱和状态,有沉淀析出,直至Q=Ksp。
(3)d 点在曲线的下方,Q<Ksp,为不饱和溶液,还能继续溶解BaSO4。
(4)m 点c(Ba2+)=c(SO4
2−),大于c 点二者的浓度,因而m 点与c 点溶液的温度不同。
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Ksp(n)=Ksp(p)<Ksp(q),B 项错误;向m 点的溶液中加入少量Na2S 固体,溶液中c(S2-)增大,温度不变,Ksp
不变,则溶液中c(Cd2+)减小,溶液组成由m 沿mpn 线向p 方向移动,C 项正确;温度降低时,CdS 的溶解
度减小,q 点的饱和溶液的组成由q 沿qp 线向p 方向移动,D 项正确。
【变式5-1】在t ℃时,AgBr 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t ℃时AgCl 的Ksp=4×10-10,下
列说法不正确的是( )
A.在t ℃时,AgBr 的Ksp为4.9×10-13
B.在AgBr 饱和溶液中加入NaBr 固体,可使溶液由c 点到b 点
C.图中a 点对应的是AgBr 的不饱和溶液
D.在t ℃时,AgCl(s)+Br-(aq)
AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K≈816
【答案】B
【解析】沉淀溶解平衡曲线上的点均表示AgBr 的饱和溶液,再结合溶度积的定义,则Ksp=c(Ag+)·c(Br-)
=7×10-7×7×10-7=4.9×10-13,A 项正确;根据AgBr(s)
Ag+(aq)+Br-(aq),加入NaBr 固体,溶液中
c(Br-)增大,平衡向逆反应方向移动,c(Ag+)减小,而c 点到b 点,c(Ag+)不变,故B 项错误;a 点的离子
积小于Ksp,说明此溶液为不饱和溶液,故C 项正确;K====≈816,故D 项正确。
【变式5-2】如图所示,有T1、T2两种温度下两条BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线,在T1温度下,下列
说法不正确的是( )
A.加入Na2SO4可使溶液由a 点变到b 点
B.在T1曲线上方区域(不含曲线)任意一点时,均有BaSO4沉淀生成
C.蒸发溶剂可能使溶液由d 点变为曲线上a、b 之间的某一点(不含a、b)
D.升温可使溶液由b 点变为d 点
【答案】D
【解析】硫酸钡溶液中存在着溶解平衡,a 点在平衡曲线上,加入Na2SO4,会增大c(SO),平衡左移,
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c(Ba2+)应降低,A 正确;在曲线上方区域(不含曲线)任意一点时,Q>Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出,B
正确;d 点时溶液不饱和,蒸发溶剂水,c(SO)、c(Ba2+)均增大,所以可能使溶液变饱和、由d 点变为曲线
上a、b 之间的某一点(不含a、b),C 正确;升高温度, 促进溶解平衡右移,c(SO)、c(Ba2+)均增大,不会
使溶液由b 点变为d 点,D 错误。
【变式5-3】如图所示,有T1、T2两种温度下两条BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线,下列说法不正确的
是( )
A.加入Na2SO4可使溶液由a 点变到b 点
B.在T1曲线上方区域(不含曲线)任意一点时,均有BaSO4沉淀生成
C.蒸发溶剂可能使溶液由d 点变为曲线上a、b 之间的某一点(不含a、b)
D.升温可使溶液由b 点变为d 点
【答案】D
【解析】加入Na2SO4,c(SO)增大,Ksp不变,c(Ba2+)减小,A 项正确;在T1曲线上方任意一点,由于
Q>Ksp,所以均有BaSO4沉淀生成,B 项正确;不饱和溶液蒸发溶剂,c(SO)、c(Ba2+)均增大,C 项正确;
升温,Ksp增大,c(SO)、c(Ba2+)均增大,D 项错误。
题型06 沉淀溶解对数型平衡曲线
【解题通法】
解题时要理解pH、pOH、pC 的含义,以及图像横坐标、纵坐标代表的含义,通过曲线的变化趋势,找到
图像与已学化学知识间的联系。
(1)pH(或pOH)—pC 图
横坐标:将溶液中c(H+)取负对数,即pH=-lg c(H+),反映到图像中是c(H+)越大,则pH 越小,pOH 则
相反。
纵坐标:将溶液中某一微粒浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取负对数,即pC=-lg c(A),反映到图像
中是c(A-)越大,则pC 越小。
例如:常温下,几种难溶氢氧化物的饱和溶液中金属离子浓度的负对数与溶液的pH 关系如图所示。
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①直线上的任意一点都达到溶解平衡,②由图像可得Fe3+、Al3+、Fe2+、Mg2+完全沉淀的pH 分别为4、
4.8、8.3、11.2。
(2)pC—pC 图
纵横坐标均为一定温度下,溶解平衡粒子浓度的负对数。
例如:已知p(Ba2+)=-lg c(Ba2+),p(酸根离子)=-lgc(酸根离子),酸根离子为SO 或CO。某温度下
BaSO4、BaCO3的沉淀溶解关系如图所示,
①直线上的任意一点都达到溶解平衡,②p(Ba2+)=a 时,即c(Ba2+)=10-a mol·L-1时,p(SO)>p(CO),从
而可知Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3);M 点在BaCO3平衡曲线上方,p(Ba2+)、p(CO)均大于平衡值,此时溶液中
c(Ba2+)、c(CO)均小于平衡线上的值,故不能生成BaCO3 沉淀;M 点在BaSO4 平衡曲线下方,p(SO)、
p(Ba2+)小于平衡值,此时溶液中c(Ba2+)、c(SO)均大于平衡线上的值,故能生成BaSO4沉淀。此类图像沉
淀溶解平衡直线,直线上任意一点都表示饱和溶液,直线上方或下方的任一点则表示不饱和溶液或过饱和
溶液。
【例6】25 ℃时,用Na2SO4溶液沉淀Ba2+、Pb2+、Ca2+三种金属离子(M2+),所需SO 最低浓度的负对数
值p(SO)=-lg c(SO)与p(M2+)=-lg c(M2+)关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.Ksp(CaSO4)<Ksp(PbSO4)<Ksp(BaSO4)
B.a 点可表示CaSO4的饱和溶液,且c(Ca2+)<c(SO)
C.b 点可表示PbSO4的不饱和溶液,且c(Pb2+)<c(SO)
D.向Ba2+浓度为10-5 mol·L-1的废水中加入足量CaSO4粉末,会有BaSO4沉淀析出
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【答案】D
【解析】根据负对数值p(SO)=-lg c(SO)与p(M2+)=-lg c(M2+)计算式可知,负对数值越高,则对应离
子浓度越低,图中直线代表对应硫酸盐的饱和溶液,直线上方离子浓度较低,代表不饱和溶液,直线下方
离子浓度较高,代表过饱和溶液。由图可以看出,当p(SO)=-lg c(SO)相同时,p(Ba2+)>p(Pb2+)>p(Ca2
+),则形成沉淀时c(Ba2+)<c(Pb2+)<c(Ca2+),所以Ksp(CaSO4)>Ksp(PbSO4)>Ksp(BaSO4),A 错误;a 点
p(SO)>p(Ca2+),所以c(Ca2+)>c(SO),B 错误;b 点有Q(PbSO4)=c(SO)·c(Pb2+)>Ksp(PbSO4),因此b 点代表
过饱和溶液,C 错误;由于Ksp(CaSO4)>Ksp(BaSO4),故向Ba2+浓度为10-5 mol·L-1的废水中加入足量
CaSO4粉末,会有BaSO4沉淀析出,D 正确。
【变式6-1】一定温度下,AgCl 和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.a 点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl 沉淀
B.b 点时,c(Cl-)=c(CrO4
2−),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.Ag2CrO4+2Cl-
2AgCl+CrO4
2−的平衡常数K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀
【答案】C
【解析】a 点在两曲线右上方,对应的c(Ag+)·c(Cl-)<Ksp(AgCl),c2(Ag+)·c(CrO4
2−)<Ksp(Ag2CrO4),故不会生
成沉淀,A 错误;b 点时,c(Cl-)=c(CrO4
2−),且c(Ag+)相等,但两沉淀的溶度积表达式不同,
Ksp(AgCl)≠Ksp(Ag2CrO4),B 错误;该反应的平衡常数K=
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c(Cr O4
2−)
c
2(C l
−)
=c(Cr O4
2−)·c
2( A g
+)
c
2(C l
−)·c
2( A g
+)
=K sp( A g2Cr O4)
K sp
2 ( AgCl)
=(10
−5)
2×10
−1.7
(10
−5×10
−4.8)
2
=107.9,C 正确;向NaCl、
Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,开始沉淀时所需要的c(Ag+)分别为10-8.8 mol·L-1和
10-5.35 mol·L-1,说明此时沉淀Cl-需要的银离子浓度更低,先产生AgCl 沉淀,D 错误。
【变式6-2】一定温度下,三种碳酸盐MCO3(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:
pM=-lg c(M),p(CO)=-lg c(CO)。下列说法正确的是( )
A.MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大
B.a 点可表示MnCO3的饱和溶液,且c(Mn2+)=c(CO)
C.b 点可表示CaCO3的饱和溶液,且c(Ca2+)<c(CO)
D.c 点可表示MgCO3的不饱和溶液,且c(Mg2+)>c(CO)
【答案】B
【解析】pM 相等时,图线中p(CO)数值越大,实际浓度越小,因此,MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次
减小,A 项错误;a 点pM=p(CO),c(Mn2+)=c(CO),可表示MnCO3的饱和溶液,B 项正确;b 点在线上,
可表示CaCO3的饱和溶液,pM<p(CO),所以c(Ca2+)>c(CO),C 项错误;c 点表示MgCO3的不饱和溶液,
pM>p(CO),所以c(Mg2+)<c(CO),D 项错误。
【变式6-3】25 ℃时,Fe(OH)2和Cu(OH)2的饱和溶液中,金属阳离子的物质的量浓度的负对数[-lg c(M2+)]
与溶液pH 的变化关系如图所示,已知该温度下Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]。下列说法正确的是( )
A.曲线a 表示Fe(OH)2饱和溶液中的变化关系
B.除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2+,可加入适量CuO
C.当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时,溶液中c(Fe2+)∶c(Cu2+)=104.6 1∶
D.向X 点对应的饱和溶液中加入少量NaOH 固体,可转化为Y 点对应的溶液
【答案】C
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【解析】根据图示,pH 相同时,曲线a 对应的c(M2+)小,因Fe(OH)2与Cu(OH)2属于同类型沉淀,一定温
度下,Ksp越大,c(M2+)越大,故曲线a 表示Cu(OH)2饱和溶液中的变化关系,A 项错误;
Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2],则调节pH 过程中,Cu2+先沉淀,除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2+,应先加
入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,再调节pH,B 项错误;根据图知pH=10 时,-lg c(Cu2+)=11.7,-lg c(Fe2
+)=7.1,可以计算出该温度下Ksp[Cu(OH)2]=10-11.7×(10-4)2=10-19.7,Ksp[Fe(OH)2]=10-7.1×(10-4)2=10-
15.1,当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时,溶液中c(Fe2+)∶c(Cu2+)=∶=Ksp[Fe(OH)2]∶Ksp[Cu(OH)2]=104.6 1∶,C
项正确;X 点转化为Y 点时,c(Cu2+)不变,c(OH-)增大,但当加入少量NaOH 固体后,c(OH-)增大,
Cu(OH)2的沉淀溶解平衡向逆反应方向移动,c(Cu2+)减小,故X 点不能转化为Y 点,D 项错误。
题型07 沉淀溶解平衡滴定曲线
沉淀溶解平衡滴定曲线,一般横坐标为滴加溶液的体积;纵坐标为随溶液体积增加,相应离子浓度的变化。
突跃点表示恰好完全反应,曲线上的点都处于沉淀溶解平衡状态。利用突跃点对应的数据可计算对应沉淀
的Ksp。
已知:pAg=-lgc(Ag+),Ksp(AgCl)=1.8×10-10,如图是向10 mL AgNO3溶液中逐滴加入
0.1 mol·L-1 的NaCl 溶液时,溶液的pAg 随着加入NaCl 溶液的体积(单位:mL)变化的图像。[提示:
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)]
①由于:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),b 线为AgNO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaCl 溶液时,溶液的pAg 随着
加入NaCl 溶液的体积(单位:mL)变化的图像。a 线则为相同实验条件下,把0.1 mol·L-1的NaCl 换成0.1
mol·L-1 NaI 的滴定图像。
②同理滴加NaI 滴定终点的pAg 值大于6。
【解题通法】
1.沉淀溶解平衡滴定曲线,一般横坐标为滴加溶液的体积,纵坐标为随溶液体积增加,相应离子浓度
的变化。突跃点表示恰好完全反应,曲线上的点都处于沉淀溶解平衡状态。利用突跃点对应的数据可
计算对应沉淀的Ksp。
2.沉淀溶解平衡图像突破方法
第一步,识图像。认识图像横坐标、纵坐标表示什么,如表示离子浓度、pM 等。
第二步,想原理。涉及的原理主要有溶度积表达式书写、影响沉淀溶解平衡的因素以及溶度积常数的
影响因素。如浓度不会改变溶度积,溶度积只与温度有关,多数情况下,温度越高,溶度积越大。
第三步,找联系。将图像与溶度积原理联系起来,分析题目设置的问题,如求离子浓度、判断沉淀溶
解平衡状态等。
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【例7】某温度下,分别向10.00 mL 0.1 mol/L 的KCl 和K2CrO4溶液中滴加0.1 mol/L AgNO3溶液,滴加过
程中-lg c(M)(M 为Cl-或CrO)与AgNO3溶液体积(V)的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法
不正确的是( )
A.曲线L1表示-lg c(Cl-)与V(AgNO3溶液)的变化关系
B.M 点溶液中:c(NO)>c(K+)>c(Ag+)>c(H+)>c(OH-)
C.该温度下,Ksp(Ag2CrO4)=4.0×10-12
D.相同实验条件下,若改为0.05 mol/L 的KCl 和K2CrO4溶液,则曲线L2中N 点移到Q 点
【答案】D
【解析】A.KCl 和硝酸银反应的化学方程式为KCl+AgNO3===AgCl↓+KNO3,铬酸钾和硝酸银反应的化学
方程式为K2CrO4+2AgNO3===Ag2CrO4↓+2KNO3,根据反应方程式可知在相同浓度的KCl 和K2CrO4溶液
中加入相同浓度的硝酸银溶液,氯离子浓度减小的更快,所以L1代表是-lg c(Cl-)与V(AgNO3溶液)的变
化关系,故 A 正确;B.M 点加入的硝酸银溶液体积是15 mL,根据反应方程式KCl+AgNO3===AgCl↓+
KNO3可知,生成0.001 mol 硝酸钾和0.001 mol 氯化银,剩余0.000 5 mol 硝酸银,则c(NO)>c(K+)>c(Ag
+),银离子水解使溶液表现酸性,则c(H+)>c(OH-),所以M 点溶液中,离子浓度为:c(NO)>c(K+)>c(Ag
+)>c(H+)>c(OH-),故 B 正确;C.N 点纵坐标的数值是4,则Ag2CrO4在沉淀溶解平衡中c(CrO)=10-4
mol·L-1,c(Ag+)=2×10-4 mol/L,Ksp(Ag2CrO4)=c(CrO)×c2(Ag+)=10-4×(2×10-4)2=4.0×10-12,故C 正确;
D.相同实验条件下同一种溶液的Ksp相同,平衡时溶液中c(CrO)=10-4 mol·L-1,Q 对应的纵坐标数值是
4.0,即c(CrO)=10-4 mol·L-1,曲线L2中N 点移到Q 点上方,故D 错误。
【变式7-1】已知:pBa=-lg c,pKa=-lg Ka。向20 mL 0.1 mol·L-1BaCl2溶液中滴加0.2 mol·L-1Na2CO3
溶液的滴定曲线如图所示。常温下,H2CO3的pKal=6.4,pKa2=10.3,Ksp=6.8×10-6。下列说法正确的是(
)
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A.只有F 点对应的溶液中存在 BaCO3的沉淀溶解平衡
B.其他条件相同,用 MgCl2溶液代替 BaCl2溶液,可使F 点向G 点迁移
C.常温下,Ksp=1.0×10-9
D.常温下,Na2CO3溶液的pKh1=7.6
【答案】C
【解析】向 BaCl2溶液中滴加Na2CO3溶液即有BaCO3沉淀生成,曲线上各点对应溶液中均存在BaCO3的
沉淀溶解平衡,A 错误;V=10 mL 时,n=n,二者恰好完全反应生成BaCO3沉淀,达到滴定终点,此时
pBa=4.5,则溶液中c=c=1.0×10-4.5 mol·L-1,常温下,Ksp(BaCO3)=c·c=1.0×10-4.5×1.0×10-4.5=1.0×10-
9,用同浓度等体积的MgCl2溶液代替BaCl2溶液,恰好完全反应时,二者消耗的Na2CO3溶液体积相等,但
由于Ksp=6.8×10-6>Ksp=1.0×10-9,所以滴定终点时溶液中c>c,则pMg<pBa,即F 点向正下方迁移,B 错
误、C 正确;Na2CO3溶液中存在水解平衡:CO+H2O
HCO+OH-,Khl==·=,由pKa2=-lg Ka2=
10.3 可得Ka2=10-10.3,故常温下,Na2CO3溶液的Kh1==10-3.7,则pKh1=-lg Kh1=3.7,D 错误。
【变式7-2】用0.100 mol·L-1 AgNO3溶液滴定50.0 mL 0.050 0 mol·L-1含Cl-溶液的滴定曲线如图所示。
回答下列问题:
(1)根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为 。
(2)滴定终点c 点为饱和AgCl 溶液,c(Ag+) (填“>”“<”或“=”)c(Cl-)。
(3)相同实验条件下,若改为0.040 0 mol·L-1含Cl-溶液,反应终点c 向 (填 “a”或“b”,下
同)方向移动。
(4)相同实验条件下,若改为0.050 0 mol·L-1 Br-,反应终点c 向 方向移动。
【答案】(1)10-10 (2)= (3)a (4)b
【解析】(1)由题图可知,当AgNO3溶液的体积为50.0 mL 时,溶液中的c(Cl-)略小于10-8 mol·L-1,此时混
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合溶液中c(Ag+)=0.100mol· L
−1×50.0 mL−0.050 0 mol· L
−1×50.0 mL
100 mL
=2.5×10-2 mol·L-1,故
Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)≈
2.5×10-2×10-8=2.5×10-10。(3)根据Ag++Cl-===AgCl↓可知,达到滴定终点时,消耗AgNO3溶液的体积为
0.040 0mol· L
−1×50.0 mL
0.100mol· L
−1
=20.0 mL,反应终点c 向a 方向移动。(4)相同实验条件下,沉淀相同物质
的量的Cl-和Br-消耗的AgNO3的量相同,由于Ksp(AgBr)<Ksp(AgCl),当滴加相同量的Ag+时,溶液中
c(Br-)<c(Cl-),故反应终点c 向b 方向移动。
1.(2025·湖南益阳·一模)某含锶(Sr)废渣主要含有SiO2、SrSO4、SrCO3、CaCO3和MgCO3等,一种提取该
废渣中锶的流程如下图所示。已知25℃时,K sp(SrSO4)=10
−6.46,K sp(BaSO4)=10
−9.97;Sr 的化学性质与
Ba 类似。下列说法错误的是
A.“浸出液”中主要的金属离子有Sr
2+、Ca
2+、Mg
2+
B.“盐浸”中沉淀转化的离子方程式为SrSO4 (s)+ Ba
2+ (aq)⇌BaSO4 (s)+Sr
2+ (aq),其平衡常数
K =10
3.51
C.BaCl2溶液不可用Ba(NO3)2溶液替代
D.由SrCl2⋅6 H2O制备无水SrCl2时需在HCl 气流中加热
【答案】D
【分析】含锶(Sr)废渣主要含有SrSO4、SiO2、CaCO3、SrCO3和MgCO3等,加入稀盐酸酸浸,碳酸盐溶
解进入浸出液,浸出渣1 中含有SrSO4、SiO2,加入BaCl2溶液,发生沉淀转化,
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SrSO4(s)+Ba
2+(aq)⇌BaSO4(s)+Sr
2+(aq),得到SrCl2
溶液,经过系列操作得到SrCl2·6H2O晶体。
【解析】由分析可知,碳酸盐均能溶于盐酸,“浸出液”中主要的金属离子有Sr
2+、Ca
2+、Mg
2+,A 正
确;由分析可知,“盐浸”中沉淀转化的离子方程式为SrSO4 (s)+ Ba
2+ (aq)⇌BaSO4 (s)+Sr
2+ (aq),该反
应的平衡常数K = c(Sr
2+)
c(Ba
2+)
= c(Sr
2+)·c(SO4
2−)
c(Ba
2+)·c(SO4
2−)
=Ksp(SrSO4)
K sp(BaSO4) = 10
-6.46
10
-9.97 =10
3.51,B 正确;使用Ba(NO3)2溶
液会引入NO3
−杂质,所以不能用Ba(NO3)2溶液替代BaCl2溶液,C 正确;Sr 的化学性质与Ba 类似,
Ba (OH)2为强碱,则Sr(OH)2也是强碱,Sr
2+不水解,故由SrCl2⋅6 H2O制备无水SrCl2时无需在HCl 气流
中加热,D 错误;故选D。
2.(2025·云南·一模)Na2S等某些硫化物可与镉(Cd
2+)反应生成硫化镉,用于含镉(Cd
2+)废水的处理。
已知:ⅰ.一定温度下,硫化镉(CdS)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(T 2>T 1);
ⅱ.K sp(FeS)=6.3×10
−18 K sp(CdS)=7.9×10
−27。
下列说法正确的是
A.Na2S溶液中:2c (Na
+)=c(H2S)+c(HS
−)+c(S
2−)
B.向n点的溶液中加入少量Na2S固体,溶液组成由n沿npm线向m方向移动
C.图中各点对应的K sp的关系为K sp(m )< K sp(p)< K sp(q)
D.含镉废水中加入FeS后,发生反应的离子方程式为Cd
2+ (aq)+ FeS(s)=CdS(s)+ Fe
2+ (aq)
【答案】D
【分析】硫化镉在溶液中存在溶解平衡:CdS(s)⇌Cd2+(aq)+S2-(aq),硫化镉的溶度积是温度函数,温度不
变,溶度积不变,升高温度,溶度积增大,据此分析;
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【解析】Na2S溶液中物料守恒:1
2 c(Na
+)=c(H2S)+c(HS
-)+c(S
2-),A 错误;向n 点的溶液中加入少量
Na2S固体,硫化钠溶解,硫离子浓度增大,平衡逆向移动,镉离子浓度减小,则溶液组成由n 沿mpn 线向
右下方向移动,B 错误;硫化镉的溶度积是温度函数,温度不变,溶度积不变,升高温度,溶度积增大,
m、p、q 三点的温度相同,且小于q 点,则溶度积的关系为Ksp(m)=Ksp(p)<Ksp(q),C 错误;因
Ksp(FeS)=6.3×10
−18,Ksp(CdS)=7.9×10
−27,含镉废水中加入FeS后,发生离子反应为
Cd
2+ (aq)+ FeS(s)=CdS(s)+ Fe
2+ (aq),D 正确;故选D。
3.(25-26 高三上·安徽·开学考试)已知25℃时,Ⅰ.饱和H2S溶液浓度为0.1mol⋅L
−1,且其酸性主要来
自第一步电离;
Ⅱ.反应R
2+(aq)+ H2S(aq)⇌RS(s)+2H
+(aq) K(平衡常数);
K =c
2(H
+)
c(R
2+)⋅c(H2S)
=c(H
+)⋅c(HS
−)⋅c(H
+)⋅c(S
2−)
c(H2S)⋅c(HS
−)⋅c(R
2+)⋅c(S
2−) = Kal(H2S)⋅Ka2(H2S)
Ksp(RS)
当K>10
3,认定正向反应基本完全;当K<10
−5或接近10
−5认定正向基本不能反应。
Ⅲ.
H2S
FeS
CuS
Ka1=1.0×10
−7 Ka2=7.1×10
−15 Ksp=6.3×10
−18 Ksp=6.3×10
−36
据此判断,下列说法错误的是
A.25℃时,NaHS溶液呈碱性
B.25℃时,饱和H2S溶液的pH 约为4
C.H2S溶液中c(H
+)=c(OH
−)+c(HS
−)+2c(S
2−)
D.分别向浓度均为0.1mol⋅L
−1的FeSO4和CuSO4溶液中滴加饱和H2S溶液,二者均出现黑色沉淀
【答案】D
【解析】NaHS溶液中HS
−的水解常数Kh=Kw
Ka1
=1.0×10
−7,电离常数Ka2=7.1×10
−15, HS
−水解程度大于
其电离程度,溶液呈碱性,A 正确;饱和H2S溶液浓度为0.1mol⋅L
−1,以第一步电离为主,
Kal(H2S)=c(H
+)⋅c(HS
−)
c(H2S)
=c
2(H
+)
c(H2S)
≈c
2(H
+)
0.1mol⋅L
−1 =1.0×10
−7,计算得c(H
+)≈1.0×10
−4 mol⋅L
−1,pH
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约为4,B 正确;H2S溶液中的电荷守恒式为c(H
+)=c(OH
−)+c(HS
−)+2c(S
2−),C 正确;FeSO4与H2S反应
的K=Kal(H2S)⋅Ka2(H2S)
Ksp(FeS)
= 1.0×10
−7×7.1×10
−15
6.3×10
−18
=1.1×10
−4,反应基本不发生;CuSO4与H2S反应的
K=Kal(H2S)⋅Ka2(H2S)
Ksp(CuS)
= 1.0×10
−7×7.1×10
−15
6.3×10
−36
=1.1×10
14,远大于10
3,反应完全,故滴加饱和H2S溶
液后,FeSO4溶液中无沉淀,CuSO4溶液中有沉淀,D 错误;故选D。
4.(2025·北京·三模)某冶金过程产生的废渣主要成分有可表示为SiO2、CuO、NiO、ZnO,还含有
Fe2O3、FeO、CaO 等,具有较好的资源利用价值,可获得产品Cu2O、NiO 和ZnO,研究过程如下。
资料:
ⅰ.某些不溶物的Ksp
物质
Ni(OH)2
Zn(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
CaSO4
ZnC2O4
NiC2O4
Ksp
2.0×10
−1 4.2×10
−1 2.2×10
−20 4×10
−38
9.1×10
−6 3.0×10
−8 4.0×10
−1
ⅱ.黄钠铁矾Na2[Fe6(SO4)4(OH)12]是一种晶体,颗粒较大,容易过滤和洗涤。
Fe(OH)3是一种胶状多孔沉淀,有较强的吸附其它离子能力。
ⅲ.焙烧后固体为NiO 和ZnO 的混合物。
下列有关研究过程的说法正确的是
A.酸浸过程中不会发生氧化还原反应
B.沉铁时,调pH 为4 时Zn 和Ni 会有损失,是因为生成了Zn (OH)2和Ni(OH)2
C.酸浸时如果硫酸过量程度不够,还原沉铜时Cu2O中可能会混有CaSO4
D.由转化流程可以判断NiO 和ZnO 均是两性氧化物
【答案】C
【分析】冶金废渣中的SiO2不与硫酸反应、CaO 与硫酸反应生成微溶于水的CaSO4,故废渣中有CaSO4和
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SiO2;进入“沉铁”中的微粒主要有Cu
2+、Ni
2+、Zn
2+、Fe
3+、Fe
2+等,H2O2将Fe2+氧化,通过该流程
Fe3+以黄钠铁矾沉淀,进入“还原沉铜”中的离子有Cu
2+、Ni
2+、Zn
2+等,该流程将Cu2+以Cu2O的形式分
离出;进入“锌镍同沉”的离子有Na
+、Ni
2+、Zn
2+等,Zn2+、Ni2+以ZnC2O4、NiC2O4进入“焙烧”,
滤液中应该有Na
+等Ca
2+;焙烧后固体为NiO 和ZnO 的混合物,用NaOH 溶液浸锌,ZnO 生成Zn(OH )4
2−
,在“沉锌”时加入硫酸生成Zn (OH)2。
【解析】酸浸过程中,金属氧化物与硫酸反应生成硫酸盐和水,均为复分解反应,生成的Fe
2+有还原性,
会与空气中的氧气发生氧化还原反应,A 错误;沉铁调pH=4 时,c(OH
−)=10
−10mol· L
−1,c2(OH-)=10-
20,K sp[ Zn(OH )2]= 4.2×10
−17,K sp[ Ni(OH )2]=2.0×10
−15,若产生Zn(OH)2和Ni(OH)2,溶液中
Zn2+和Ni2+浓度必须很大,分别大于4200mol/L、2×105mol/L,故不会生成Zn(OH)2和Ni(OH)2沉淀,损失
原因并非生成氢氧化物,B 错误;CaSO4微溶,酸浸时硫酸过量程度不够,会导致SO4
2−浓度低,溶液中
Ca
2+不能完全沉淀,还原沉铜时,溶液中Ca
2+与HSO3
−氧化生成的SO4
2−结合生成CaSO4沉淀,混入Cu2O,
C 正确;根据流程“酸浸”、“浸锌”可知ZnO 既与硫酸反应,又与NaOH 溶液反应,故ZnO 为两性氧化
物,而NiO 仅与酸反应为碱性氧化物,D 错误;故选C。
5.(2025·安徽·三模)室温下,用含少量Fe
3+的MnSO4原料溶液制备MnCO3的过程如下图所示。已知:
25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=10
−38.55,Ksp[Mn(OH)2]=10
−12.72;
Ka1(H2CO3)= 4.2×10
−7,Kb(NH3⋅H2O)=1.8×10
−5。下列说法正确的是
A.原料溶液中:2c(Mn
2+)+c(H
+)=2c(SO4
2−)+c(OH
−)
B.“除铁”得到的上层清液中,c(Mn
2+)
c(Fe
3+) =10
25.83
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C.0.1mol⋅L
−1NH4 HCO3溶液中:c(NH4
+)>c(HCO3
−)
D.“沉锰”后的滤液中:c(NH4
+)+c(NH3⋅H2O)=c(HCO3
−)+c(H2CO3)+c(CO3
2−)
【答案】C
【分析】在含有少量Fe
3+的MnSO4溶液中加入Mn(OH )2进行除铁:
2 Fe
3+(aq)+ Mn(OH )2(s)⇌3 Mn
2+(aq)+2 Fe(OH )3(s),过滤后在含Mn
2+的滤液中加入NH 4 HCO3进
行沉锰:Mn
2++2 HCO3
−= MnCO3↓+CO2↑+ H 2O,过滤得到产品MnCO3,据此分析解答。
【解析】原料溶液含Mn
2+、Fe
3+、H
+等阳离子,根据电荷守恒有:
2c(Mn
2+)+3c(Fe
3+)+c(H
+)=2c(SO4
2−)+c(OH
−),A 错误;“除铁”后上层清液中,Fe(OH )3和
Mn(OH )2
的溶度积表达式分别为:K sp[Fe(OH )3]=c(Fe
3+)·c
3(OH
−)、
K sp[Mn(OH )2]=c(Mn
2+)·c
2(OH
−),则
c(Mn
2+)
c(Fe
3+)
=
K sp[Mn(OH )2]
c
2(OH
−)
K sp[Fe (OH )3]
c
3(OH
−)
= K sp[Mn(OH )2]·c(OH
−)
K sp[Fe (OH )3]
= 10
−12.72×c(OH
−)
10
−38.55
=10
25.83×c(OH
−),因
c(OH⁻)≠1mol/L,该比值不为10
25.83,B 错误;0.1mol· L
−1 NH 4 HCO3
溶液中,NH 4
+水解常数
K h= K w
K b
= 1.0×10
−14
1.8×10
−5 ≈5.56×10
−10,HCO3
−水解常数K h= K w
K a1
= 1.0×10
−14
4.2×10
−7 ≈2.38×10
−8,则得到
HCO3
−水解程度更大,剩余浓度更小,故有c(NH 4
+)>c(HCO3
−),C 正确;“沉锰”时部分C 元素进入
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MnCO3沉淀,使得滤液中N 元素总量[c(NH 4
+)+c(NH 3· H 2O)]大于C 元素总量
[c(HCO3
−)+c(H 2CO3)+c(CO3
2−)],D 错误;故选C。
6.(2025·湖北武汉·三模)利用平衡移动的原理,分析常温下Ni
2+在不同pH 的K2CO3体系中的可能产物。
图1 为K2CO3体系中各含碳微粒的物质的量分数与pH 的关系。图2 中曲线I 的离子浓度关系符合
c(Ni
2+)⋅c
2(OH
−)= Ksp[Ni(OH)2];曲线II 的离子浓度关系符合c(CO3
2−)⋅c(Ni
2+)=Ksp(NiCO3)[初始时
c(K2CO3)=0.1mol⋅L
−1,不同pH 下的c(CO3
2−)可由图1 得到]。下列说法错误的是
A.Kh1(CO3
2−)的数量级为10
−4
B.Ksp(NiCO3)≈5×10
−6.5
C.pH =7、lgc(Ni
2+)=−2时存在c(CO3
2−)+c(HCO3
−)+c(H2CO3)=0.1mol⋅L
−1
D.沉淀Ni
2+制备NiCO3时,选用KHCO3(aq)比等物质的量浓度的K2CO3(aq)效果好
【答案】C
【分析】由图1 可知c(CO3
2−)=c(HCO3
−)时pH=10.25,则Ka2(H2CO3)=10
−10.25,c(H2CO3
❑)=c(HCO3
−)时
pH=6.37,则Ka1(H2CO3)=10
−6.37;
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【解析】c(CO3
2−)的第一步水解Kh1=c(HCO3
−)⋅c(OH
−)
c(CO3
2−)
;由图1 可知,pH=10.25 时c(CO3
2−)=c(HCO3
−),
此时c(OH
−)=10
−3.75≈1.78×10
−4 mol/L,数量级为10-4,A 正确;图1 中pH=10.25 时
c(CO3
2−)=0.1mol/L×0.5=0.05 mol/L,图2 曲线II 此时lgc(Ni
2+)=−4.5,即c(Ni
2+)=10
−4.5 mol/L,
Ksp(NiCO3)=0.05×10
−4.5=5×10
−6.5,B 正确;pH=7 时c(Ni
2+)=10
−2mol/L,
Qc(NiCO3)=10
−2×c(CO3
2−)。因图1 中pH=7 时c(CO3
2−)虽小,但Qc>Ksp(NiCO3)会生成沉淀,导致溶液中
含碳微粒总浓度小于0.1mol/L,C 错误;KHCO3溶液pH 较低,OH-浓度小,可减少Ni(OH)2生成,更利于
NiCO3沉淀,D 正确;故选C。
7.(2025·浙江·高考真题)已知:AgCl(s)⇌Ag
+(aq)+Cl
−(aq) K sp=1.8×10
−10
Ag
+(aq)+2Cl
−(aq)⇌[AgCl2]
−(aq) K =1.1×10
5
下列有关说法不正确的是
A.过量AgCl在1.0 mol/LNaCl溶液中c (Ag
+)=1.8×10
−10 mol/L
B.过量AgCl在水中所得的饱和溶液中滴加0.0010 mol/LAgNO3溶液,有AgCl生成
C.过量AgCl在水中溶解的质量大于在相同体积3.0 mol/LNaCl溶液中溶解的质量
D.0.010 molAgCl在1L10 mol/L的盐酸中不能完全溶解
【答案】C
【解析】在 NaCl溶液中,[Cl
−]=1.0 mol/L(近似,忽略溶解 AgCl 的影响)。根据AgCl 的溶度积规
则,当固体AgCl 存在时,[ Ag
+][Cl
−]= K sp,因此:[ Ag
+]= K sp
[Cl
−]
= 1.8×10
−10
1.0
=1.8×10
−10 mol/L,尽
管存在络合反应Ag
++2Cl
−⇌[ AgCl2]
−,但自由Ag
+浓度仍由溶度积常数,A 正确;AgCl 在纯水中的饱
和溶液中,[ Ag
+]=[Cl
−]=√K sp=√1.8×10
−10≈1.34×10
−5 mol/L。滴加 AgNO3 溶液会引入 Ag
+,使
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局部 [ Ag
+] 增大,导致离子积 [ Ag
+][Cl
−]> K sp,从而生成 AgCl 沉淀,络合反应在低 [Cl
−] 下影响
很小,可忽略,B 正确;在纯水中:溶解度 s水=√K sp=√1.8×10
−10≈1.34×10
−5 mol/L。溶解质量正比
于溶解度(相同体积)。在 3.0 mol/L NaCl 溶液中:高[Cl
−]促进络合反应Ag
++2Cl
−⇌[ AgCl2]
−。设
总溶解银浓度为S,近似[Cl
−]≈3.0 mol/L,则:[ Ag
+]= K sp
[Cl
−]
= 1.8×10
−10
3.0
≈6.0×10
−11mol/L,
[ AgCl2]
−= K ⋅[ Ag
+]⋅[Cl
−]
2=1.1×10
5×(6.0×10
−11)×(3.0)
2≈5.94×10
−5 mol/L,总溶解度
S =[ Ag
+]+[ AgCl2]
−≈6.0×10
−11+5.94×10
−5≈5.94×10
−5 mol/L。比较可知:s水≈1.34×10
−5 mol/L
,SNaCl≈5.94×10
−5 mol/L,故在 3.0 mol/L NaCl 中溶解的质量更大,C 错误;盐酸中
[Cl
−]=10 mol/L。若假设0.010 mol AgCl完全溶解,则总银浓度S =0.010 mol/L。由C 选项分析可知,
S =[ Ag
+]+[ AgCl2]
−=[ Ag
+]+ K ⋅[ Ag
+]⋅[Cl
−]
2,合并得到[ Ag
+]{1+ K ⋅[Cl
−]
2}= S,近似
[Cl
−]≈10 mol/L,则:[ Ag
+]=
0.010
1+1.1×10
5×(10)
2 =
0.010
1+1.1×10
7 ≈
0.010
1.1×10
7 ≈9.09×10
−10 mol/L,Q=
[ Ag
+][Cl
−]≈(9.09×10
−10)×10=9.09×10
−9> K sp=1.8×10
−10,故会沉淀,不能完全溶解,D 正确;
故选C。
8.(2025·重庆·三模)室温下,通过下列实验探究有关AgNO3的性质。
实验1:向10 mL0.1mol⋅L
−1的AgNO3溶液中滴加1mL0.1mol⋅L
−1的NaCl 溶液,产生白色沉淀,过滤。
实验2:向实验1 所得滤液中滴加1mL0.1mol⋅L
−1NaBr溶液,产生淡黄色沉淀,过滤。
实验3:向实验2 所得滤液中逐滴滴加氨水,产生沉淀先变多后变少,直至消失。
下列说法正确的是
A.实验1 过滤后滤液中c(Ag
+)=0.09 mol⋅L
−1
B.通过实验1 和实验2 可得出Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)
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C.实验2 所得滤液中c(Ag
+)+c(H
+)+c(Na
+)=c(Cl
−)+c(Br
−)+c(NO3
−)+c(OH
−)
D.实验3 滴加氨水过程中,c(Ag
+)先减小后增大
【答案】C
【解析】向10 mL0.1mol⋅L
−1的AgNO3溶液中滴加1mL0.1mol⋅L
−1的NaCl 溶液,发生反应
AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3,反应后AgNO3过量,过滤后所得滤液中
c(Ag
+)=0.1mol·L
-1×10 mL−0.1mol·L
-1×1mL
10 mL+1mL
≈0.082mol·L
-1,故A 错误;实验1 所得滤液中含过
量的AgNO3、NaNO3和饱和AgCl,滴加1mL0.1mol⋅L
−1NaBr溶液,AgNO3直接与NaBr发生沉淀反应生成
淡黄色的AgBr沉淀,不能说明发生了沉淀的转化,不能比较AgCl、AgBr的Ksp,故B 错误;实验2 中发生
的反应为AgNO3+NaBr=AgBr↓+NaNO3,反应后AgNO3仍过量,所以实验2 的滤液中存在的离子有:Ag
+、
Na
+、H
+、Cl
-、Br
-、NO3
−、OH
-,根据电荷守恒
c(Ag
+)+c(H
+)+c(Na
+)=c(Cl
−)+c(Br
−)+c(NO3
−)+c(OH
−),故C 正确;向实验2 所得滤液中逐滴滴加氨
水,随着氨水的滴入,依次发生反应:AgNO3+NH3·H2O=AgOH↓+NH4 NO3、
AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]OH+2H2O,故产生沉淀先变多后变少,直至消失,c(Ag
+)一直减小,故D
错误;故选C。
9.(2025·山西吕梁·三模)常温下,向浓度均为1mol⋅L
−1的NaCl、KI、K2S的混合溶液中加入AgNO3固
体,测得溶液中c(Cl
−)、c(I
−)、c(S
2−)的负对数值p(M)与c(Ag
+)的负对数值p(Ag
+)的关系如图所示。已
知常温下Ksp(AgCl)=1.8×10
−10,Ksp(AgI)=8.5×10
−17。下列说法错误的是
A.曲线I 与横轴的交点坐标为(24.6,0)
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B.曲线Ⅲ表示p(Cl
−)随p(Ag
+)的变化关系
C.当溶液中c(Ag
+)=c(I
−)时,有c(Cl
−)<c(S
2−)
D.随着AgNO3加入,溶液中c(S
2−)/c(Cl
−)减小
【答案】C
【分析】AgCl、AgI 为1:1 型沉淀,p(M)=pKsp-p(Ag+)(斜率-1),Ag2S 为2:1 型(斜率-2),其
Ksp(Ag2S)=c2(Ag+)·c(S2-),取负对数得p(S2-)=pKsp(Ag2S)-2p(Ag+),令p(Ag+)=0 可得曲线分别代表的物质,据
此解答。
【解析】曲线I 为Ag2S 的溶解平衡曲线,其p(S2-)=pKsp(Ag2S)-2p(Ag+)。曲线I 纵轴起点p(S2-)=49.2
(p(Ag+)=0 时),即pKsp(Ag2S)=49.2。与横轴交点为p(S2-)=0 时,0=49.2-2p(Ag+),解得p(Ag+)=24.6,交点
坐标(24.6,0),A 正确;AgCl 的Ksp最大(pKsp最小≈9.7),曲线III 在p(Ag+)=0 时p(M)最小,对应p(Cl-),
B 正确;当c(Ag+)=c(I-)=x 时,对AgI:Ksp(AgI)=x2,x=[Ksp(AgI)]0.5。c(Cl-)=Ksp(AgCl)/
x=Ksp(AgCl)/[Ksp(AgI)]0.5≈(1.8×10-10)/[(8.5×10-17)]0.5≈0.02 mol/L;c(S2-)=Ksp(Ag2S)/x2=Ksp(Ag2S)/Ksp(AgI)≈10-
49.2/(8.5×10-17)≈10-33 mol/L,故c(Cl-)>>c(S2-),C 错误;
c(S2-)/c(Cl-)=[Ksp(Ag2S)/c2(Ag+)]/[Ksp(AgCl)/c(Ag+)]=Ksp(Ag2S)/[Ksp(AgCl)·c(Ag+)],加入AgNO3使c(Ag+)增
大,比值减小,D 正确;故选C。
10.(2025·湖南长沙·二模)为了节约资源,减少重金属对环境的污染,研究小组对某有色金属冶炼厂的高
氯烟道灰(主要含有(CuCl2、ZnCl2、CuO、ZnO、PbO、Fe2O3、SiO2等)进行研究,设计如下工艺流
程,实现了铜和锌的分离回收。
已知:①“碱浸脱氯”使可溶性铜盐、锌盐转化为碱式碳酸盐沉淀;
②Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10
−39,当金属离子浓度≤10
−5 mol⋅L
−1时,认为该离子沉淀完全。
下列说法错误的是
A.Cu 位于元素周期表中第四周期ds 区
B.“中和除杂”步骤,调控溶液pH=3.5 左右,发生反应的离子方程式为
4 Fe
3++Zn2(OH)2CO3+3 H2O = 4 Fe(OH)3+6Zn
2++3CO2↑
C.加入过量Zn 粉有利于“深度脱氯”步骤中生成CuCl 沉淀
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D.“电解分离”步骤中当阴极产生大量气泡,说明铜、锌分离已完成
【答案】C
【分析】烟道灰先通过“碱浸脱氯”,使可溶性铜盐、锌盐转化为碱式碳酸盐沉淀,即把CuCl2和ZnCl2转
化为碱式碳酸盐沉淀,再用稀硫酸进行酸浸,除去PbO 和SiO2。“中和除杂”通过调节pH 值使Fe3+转化
为氢氧化铁沉淀而除去(c(Fe3+)= K sp[Fe(OH )3]
c
3(OH
−)
= 2.6×10
−39
(10
−10.5)
3 <10
−5)。“深度脱氯”时,发生的反应为
Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl,Zn+ Cu2+=Zn2++Cu,可通过比例关系计算出需要锌粉的量。CuCl 要溶解并返回到前
面的流程中,就不能引入新的杂质离子。“电解分离”时离子的放电顺序Cu2+在H+之前,Zn 2+在H+之
后,产生大量气泡时,说明H+开始放电,即Cu2+已经全部反应完,铜、锌分离已完成。
【解析】Cu 的原子序数为29,电子排布式为[Ar]3d104s1,位于第四周期ⅠB 族,属于ds 区,A 正确;由上
述分析可知,“中和除杂”步骤加入Zn2(OH)2CO3的目的是调节pH 除去Fe3+(转化为Fe(OH)3),反应的
离子方程式为4 Fe
3++Zn2(OH)2CO3+3 H2O= 4 Fe(OH)3+6Zn
2++3CO2↑,B 正确;由上述分析可知,“深
度脱氯”中Zn 粉还原Cu2+生成Cu,故过量Zn 粉不利于促进CuCl 沉淀生成,C 错误;电解时阴极先析出
Cu(Cu2+氧化性强于H+),当Cu2+耗尽后,H+放电产生H2气泡,说明Cu 已完全析出,Zn2+仍在溶液中,
分离完成,D 正确;故选C。
11.(25-26 高三上·安徽·一模)HA 是一元弱酸,难溶盐MA 的饱和溶液中c (M
+)随c (H
+)而变化,M
+不发生
水解。实验发现,298K 时c
2(M
+)−c (H
+)为线性关系,如下图中实线所示。
下列叙述错误的是
A.向含有MA 固体的饱和溶液中滴入少量盐酸溶液,溶液中c (M
+)增大
B.MA 的溶度积常数K sp与HA 的电离常数K a数值之比为2.5×10
4
C.若调节pH 所用的强酸为HnX,溶液中存在:c (M
+)+c (H
+)=c(A
−)+c(OH
−)+nc(X
n−)
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D.c
2(M
+)与c (H
+)之间存在:c
2(M
+)= K sp
K a
c (H
+)+ K sp
【答案】B
【分析】K sp(MA)=c(M
+)⋅c(A
−),当c(H⁺)=0 时,c(M
+)=c(A
−),则K sp(MA)=c
2(M
+),由图像纵轴截距为
5.0×10-8,可知K sp(MA)=5.0×10
−8,由图中线性关系可得关系式c
2(M
+)=2.5×10
−4×c(H
+)+5.0×10
−8,
当c(A-)=c(HA)时,HA 的电离常数K a=c(H
+)⋅c(A
-)
c(HA)
=c(H
+),根据物料守恒c(A-)+c(HA)=c(M+),则
c(M+)=2c(A-),根据K sp(MA)=c(M
+)⋅c(A
−)= 1
2 c
2(M
+)=5.0×10
−8,则c
2(M
+)=1.0×10
−7,代入线性关系
式c
2(M
+)=2.5×10
−4×c(H
+)+5.0×10
−8,可得c(H+)=2.0×10-4mol/L,所以K a (HA)=2.0×10
−4,据此分析
作答。
【解析】向饱和溶液中滴入少量盐酸溶液,c(H
+)增大,根据图示关系可知溶液中c (M
+)增大,A 正确;由
分析可得K sp(MA)=5×10
−8,K a=2×10
−4,所以比值为2.5×10
−4,B 错误;若调节pH 所用的强酸为
HnX,根据电荷守恒式为:c (M
+)+c (H
+)=c(A
−)+c(OH
−)+nc(X
n−)成立,C 正确;由MA 溶解平衡
K sp(MA)=c(M
+)⋅c(A
−)、HA 电离平衡K a=c(H
+)⋅c(A
−)
c(HA)
、及物料守恒c(A-)+c(HA)=c(M+),推导:
c
2(M
+)=c (M
+)·[c( A
−)+c( HA )]= K sp(MA)+ c (M
+)·c( HA )·c( A
−)·c(H
+)
c( A
−)·c(H
+)
= K sp(MA)+ K sp(MA)
K a
c (H
+),D 正确;故选B。
12.(2025·河南·三模)一定温度下,向c(Ce
3+),c(Ca
2+)均为0.01mol⋅L
−1的混合溶液中持续通入CO2,
始终保持CO2分压固定,体系中lgc−pH关系如图所示。其中,c 表示
32
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Ce
3+、Ca
2+、H2CO3、HCO3
−、CO3
2−的浓度。已知Ce(OH)3
的Ksp=1×10
−20。下列说法正确的是
A.Ce
3+、Ca
2+随pH 逐渐增大时,溶液中优先析出的沉淀为CaCO3
B.L1代表lgc(CO3
2−)随pH 的变化曲线
C.
c
2(HCO3
−)
c(H2CO3)⋅c(CO3
2−)
=10
−4
D.2Ce
3+ (aq)+3CaCO3(s)=Ce2(CO3)3(s)+3Ca
2+ (aq)K =10
10.3
【答案】D
【分析】Ce(OH)3的Ksp(Ce(OH)3)=c(Ce
3+)c
3(OH
-)=c(Ce
3+)Kw
3
c
3(H
+) ,c(Ce
3+)=Ksp(Ce(OH)3)
Kw
3
c
3(H
+),
lgc(Ce
3+)=-3pH+lg Ksp(Ce(OH)3)
Kw
3
,同理lgc(Ca
2+)=-2pH+lg Ksp(Ca (OH)2)
Kw
2
,结合图斜率可知,L1 L2分
别为lgc(Ce
3+)、lgc(Ca
2+)随pH 的变化曲线;保持CO2分压固定,则L5为lgc(H2CO3)随pH 的变化曲线,
酸性较强时HCO3
−浓度大于CO3
2−,则L3 L4分为lgc(HCO3
−)、lgc(CO3
2−)随pH 的变化曲线;
【解析】由L1
L4
、L2
L4
交点所需的pH 值大小可知,pH 逐渐增大时,溶液中优先析出的沉淀为Ce2(CO3)3
,A 错误;L1为lgc(Ce
3+)随pH 的变化曲线,B 错误;由L3 L4交点,c(HCO3
−)=c(CO3
2-),pH=10.3,则
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Ka2=c(CO3
2-)c(H
+)
c(HCO3
-)
=c(H
+)=10
−10.3,c
2(HCO3
−)
c(H2CO3)⋅c(CO3
2−)
=c(H
+)c(HCO3
−)c(HCO3
−)
c(H2CO3)c(H
+)c(CO3
2−)
=Ka1
Ka2
=Ka1
10
−10.3;由L4
L5交点,c(H2CO3)=c(CO3
2-),pH=8.3,则Ka1Ka2=c
2(H
+)c(CO3
2−)
c(H2CO3)
=10
−8.3×2,Ka1=10
−6.3,则Ka1
10
−10.3 =10
4
,C 错误;2Ce
3+ (aq)+3CaCO3(s)=Ce2(CO3)3(s)+3Ca
2+ (aq)
K=c
3(Ca
2+)
c
2(Ce
3+) =c
3(Ca
2+)c
3(CO3
2-)
c
2(Ce
3+)c
3(CO3
2-)
=Ksp
3(CaCO3)
Ksp(Ce2(CO3)3)
,由L1 L4交点可知,
Ksp(Ce2(CO3)3)=10
−7.1×2×10
−7.1×3=10
−35.5,由L2 L4交点可知,Ksp(CaCO3)=10
−4.2×10
−4.2=10
−8.4,则
Ksp
3(CaCO3)
Ksp(Ce2(CO3)3)
=10
−8.4×2
10
−35.5
=10
10.3,D 正确;故选D。
13.(2025·河北沧州·三模)向AgCl 饱和溶液(有足量AgCl 固体)中滴加氨水,发生反应
Ag
++ NH3⇌[Ag(NH3)]
+和[Ag(NH3)]
++ NH3⇌[Ag(NH3)2]
+,lgc(M)与lgc(NH3)的关系如下图所示{其中M 代
表Ag
+、Cl
−、[Ag(NH3)]
+或[Ag(NH3)2]
+}。
下列说法错误的是
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A.曲线Ⅰ表示lgc{[Ag(NH3)2]
+}的变化曲线
B.AgCl的溶度积常数Ksp=10
-9.75
C.任意c(NH3)下均存在:c(Cl
-)=c(Ag
+)+c{[Ag(NH3)]
+}+c{[Ag(NH3)2]
+}
D.c(NH3)=0.1mol⋅L
−1时,AgCl的溶解度为10
−7.40 mol⋅L
−1
【答案】D
【分析】在氯化银饱和溶液中,银离子和氯离子的浓度相等,当lgc(NH3)很小时,lgc(Cl-)、lgc(Ag+)基本相
等;向饱和氯化银溶液中滴加氨水,溶液中银离子浓度减小,氯离子浓度增大、一氨合银离子的浓度增
大,即lgc(Cl-)增大、lgc(Ag+)减小,lgc[Ag(NH3)]
+增大;继续滴加氨水,第二个配位平衡右移,
lgc[Ag(NH3)2]
+持续增大,且lgc[Ag(NH3)]
+增大的幅度小于lgc[Ag(NH3)2]
+增大的幅度,所以Ⅰ、Ⅱ、
Ⅲ、Ⅳ分别表示lgc[Ag(NH3)2]
+、lgc[Ag(NH3)]
+、lgc(Ag+)、lgc(Cl-)随lgc(NH3)变化的曲线。
【解析】由分析可知,曲线Ⅰ表示lgc{[Ag(NH3)2]
+}的变化曲线,A 正确;lgc(NH3)=-1 时,
lgc(Ag+)=-7.40,lgc(Cl-)=-2.35,c(Ag+)=10-7.40mol/L、c(Cl-)=10-2.35mol/L,则Ksp(AgCl)= c(Ag+)∙c(Cl-)=10-
7.40×10-2.35=10-9.75,B 正确;根据物料守恒,AgCl 溶解生成的Cl-全部以游离态存在,而Ag 元素以Ag+、
[Ag(NH3)]+、[Ag(NH3)2]+三种形式存在,故c(Cl-)=c(Ag+)+c([Ag(NH3)]+)+c([Ag(NH3)2]+),C 正确;AgCl 的溶
解度等于c(Cl-),而c(NH3)=0.1 mol/L[lgc(NH3)=-1]时,c(Cl-)>c(Ag+)=10-7.40mol/L,所以c(NH3)=0.1 mol/L
时,c(Cl-)>10
−7.40 mol⋅L
−1,D 错误;故选D。
14.(2025·河南·三模)依据反应a:CaSO4 (s)+CO3
2−(aq)⇌CaCO3(s)+SO4
2−(aq),实验模拟去除锅炉水垢中
的CaSO4。①向CaSO4固体中加入一定量pH =12的Na2CO3溶液,测得pH 随时间变化如图所示;②pH 不变
时,过滤。向滤渣中加入过量盐酸,产生气泡,固体全部溶解,取上层清液加入BaCl2溶液,无明显变
化。已知:常温下,K sp(CaSO4)= 4.9×10
−5,K sp(CaCO3)=3.4×10
−9。下列分析错误的是
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A.上述实验表明溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化
B.常温下,反应a 平衡常数可表示为K = 4.9×10
−5
3.4×10
−9
C.溶液的pH 不变时,反应a 达到平衡状态
D.①中加入Na2CO3溶液后,始终存在:c(Na
+)=2[c(CO3
2−)+c(HCO3
−)+c(H2CO3)]
【答案】D
【解析】实验中CaSO4(溶解度较大,Ksp=4.9×10-5)转化为CaCO3(溶解度更小,Ksp=3.4×10-9)(溶度积
反映了难溶电解质的溶解能力,溶度积越小,溶解度通常越小),这表明溶解度小的沉淀易向溶解度更小
的沉淀转化,A 正确;反应a 的平衡常数K = c(SO4
2−)
c(CO3
2−)
,结合K sp(CaSO4)=c(Ca
2+)⋅c(SO4
2−
❑)、
K sp(CaCO3)=c(Ca
2+)⋅c(CO3
2−),可得K = K sp(CaSO4)
K sp(CaCO3) = 4.9×10
−5
3.4×10
−9
,B 正确;反应a 中CO3
2−水解使
溶液显碱性,随着反应进行CO3
2−浓度减小,pH 降低;当pH 不变时,CO3
2−和SO4
2−浓度不再变化,反应
达到平衡,C 正确;①中加入Na2CO3溶液,Na2CO3溶液中存在物料守恒:
c(Na
+)=2[c(CO3
2−)+c(HCO3
−)+c(H2CO3)],但反应CaSO4 (s)+CO3
2−(aq)⇌CaCO3(s)+SO4
2−(aq)发生
后,反应中CO3
2−转化为CaCO3固体,溶液中C 元素减少,所以不再满足
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c(Na
+)=2[c(CO3
2−)+c(HCO3
−)+c(H2CO3)],D 错误;故选D。
15.(2025·内蒙古·三模)某废水中含有Ni
2+和Cd
2+,可通过保持c(H2S)=0.1mol/L时调节pH 使Ni
2+和
Cd
2+形成硫化物而分离,体系pH 与lgc关系如图所示,c表示HS
−、S
2−、Ni
2+、Cd
2+的浓度,单位为
mol/L。下列说法正确的是
A.调节pH 的过程中,始终有c(H2S)+c(HS
−)+c(S
2−)=0.1mol⋅L
−1
B.Ka1(H2S)=10
−14.7
C.反应NiS(s)+Cd
2+ (aq)⇌CdS(s)+ Ni
2+ (aq)的平衡常数K =10
7.6
D.除杂后的上层清液中一定存在:c(Ni
2+)<Ksp(NiS)
c(S
2−)
【答案】C
【分析】氢硫酸是二元弱酸,在溶液中分步电离,溶液pH 增大,电离平衡右移,溶液中氢硫酸根离子、
硫离子的浓度增大,酸性条件下,溶液pH 相同时,氢硫酸根离子的浓度大于硫离子,则图中偏上实线代
表氢硫酸根离子与体系pH 变化、偏下实线代表硫离子与体系pH 变化。
【解析】调节pH 过程中,Ni2+和Cd2+会形成硫化物沉淀,导致溶液中硫元素(H2S、HS-、S2-)总浓度小于
0.1mol/L,A 错误;由分析可知,图中偏上实线代表氢硫酸根离子与体系pH 变化,由图可知,氢硫酸浓度
恒定为0.1mol/L 溶液中,溶液pH 为1.6 时,溶液中氢硫酸根离子浓度为10-6.5,则氢硫酸的一级电离常数
为10
−1.6×10
−6.5
0.1
=10-7.1,故B 错误;由图可知,溶液pH 为4.9 时,溶液中硫离子和镉离子浓度都为10-13,
则硫化镉的溶度积为10-26,同理可知硫化镍的溶度积为10—18.4,则调节溶液pH 沉淀溶液中的镉离子和镍离
子时,反应NiS(s)+Cd
2+ (aq)⇌CdS(s)+ Ni
2+ (aq)的平衡常数为:
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K = c(Ni
2+)
c(Cd
2+)
= c(Ni
2+)·c(S
2−)
c(Cd
2+)·c(S
2−)
= K sp(NiS)
K sp(CdS) = 10
−18.4
10
−26 =10
7.6,故C 正确;除杂后的上层清液是硫化镍的
饱和溶液,溶液中存在:c(Ni
2+)= K sp( NiS)
c(S
2−)
,故D 错误;故选C。
16.(25-26 高三上·湖南·开学考试)碳酸锰常用作脱硫的催化剂及瓷釉、涂料和清漆的颜料。室温下,用
含少量Mg
2+的MnSO4溶液制备MnCO3的过程如图所示。已知K sp(MgF2)=5.2×10
−11,K a(HF)=6.3×10
−4
下列说法正确的是
A.长期储存NaF 溶液应密封于玻璃容器并置于阴凉通风处
B.“除镁”得到的上层清液中:c(F
−)=√5.2×10
−3 mol/L
C.“沉锰”的离子方程式为Mn
2++2HCO3
−= MnCO3↓+ H2O+CO2↑
D.“沉锰”后的滤液中:c (Na
+)+c (H
+)=c(OH
−)+c(HCO3
−)+2c(CO3
2−)+c(F
−)
【答案】C
【分析】含少量Mg
2+的MnSO4溶液中加氟化钠溶液“除镁”,将Mg
2+转化为MgF2沉淀;过滤后,所得滤液
中加入碳酸氢钠溶液“沉锰”,得到MnCO3。
【解析】NaF 为强碱弱酸盐,溶液中F
-易水解生成HF 和OH
-,水解产物能与玻璃中的SiO2反应,故不能用
玻璃容器储存NaF 溶液,A 错误;“除镁”得到的上层清液中镁离子沉淀完全,则c (Mg
2+)=10
−5 mol/L
,因此c(F
−)=√
K sp(MgF2)
c (Mg
2+) =√
5.2×10
−11
10
−5
=√5.2×10
−3 mol/L,若加入的氟化钠溶液过量,则F
-浓度大
于√5.2×10
−3 mol/L,B 错误;“沉锰”时锰离子和碳酸氢根离子反应生成碳酸锰沉淀和二氧化碳,离
子方程式为Mn
2++2HCO3
−= MnCO3↓+ H2O+CO2↑,C 正确;“沉锰”后的滤液中含SO4
2-,则电荷守恒式应
为c (Na
+)+c (H
+)=c(OH
−)+c(HCO3
−)+2c(CO3
2−)+c(F
−)+2c(SO4
2−),D 错误;故选C。
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17.(25-26 高三上·重庆·开学考试)Al(OH)3在水溶液中存在平衡:Al(OH)3(s)⇌Al
3+ (aq)+3OH
−(aq);
Al(OH)3(s)+OH
−(aq)⇌[Al(OH)4]
−(aq)。常温下,−lgc(Al
3+)、−lgc([Al(OH)4]
−)与pH的关系如下图所
示。下列说法正确的是
A.曲线①代表-−lgc([Al(OH)4]
−)与pH的关系
B.Ksp[Al(OH)3]=10
−21
C.Al
3+ (aq)+ 4 OH
−(aq)⇌[Al(OH)4]
−(aq) K =10
33.6
D.向0.1mol/L的AlCl3溶液加入NaOH固体,pH =5.6时,Al
3+恰好沉淀完全
【答案】C
【分析】由平衡可知,随着溶液的碱性增强,铝离子转化为氢氧化铝、氢氧化铝转化为Al(OH)4
−,因此随
着pH 的增大,铝离子的浓度逐渐减小,而Al(OH)4
−的浓度逐渐增大,结合图像可知,曲线①代表pc(Al
3+)
与pH 的关系、曲线②代表pc[Al(OH)4
-]与pH 的关系,据此分析;
【解析】由分析可知,曲线①代表pc(Al
3+)与pH 的关系,A 错误;通过曲线①可计算
Al(OH)3(s)⇌Al
3+ (aq)+3OH
-(aq)的Ksp=1×(10
−11)
3=10
−33,B 错误;曲线②代表pc[Al(OH)4
-]与pH 的
关系,当pH=10 时,c[Al(OH)4
-]=10
-3.4 mol/L,则Al(OH)3(s)+OH
-(aq)⇌Al(OH)4
-(aq)的平衡常数为
K=c[Al(OH)4
-]
c(OH
-)
=10
-3.4
10
-4
=10
0.6,则Al
3+ (s)+4OH
-(aq)⇌Al(OH)4
-(aq)的
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K=c[Al(OH)4
-]
c(Al
3+)c
4(OH
-)
=c[Al(OH)4
-]
c(OH
-)c(Al
3+)c
3(OH
-)
= 10
0.6
10
−33 =10
33.6,C 项正确;
Al(OH)3(s)⇌Al
3+(aq)+3OH
-(aq) Ksp=10
−33,pH=6 时,Al3+的浓度为10
-9mol/L;
Al(OH)3(s)+OH
-(aq)⇌Al(OH)4
-(aq)的平衡常数为K=c[Al(OH)4
-]
c(OH
-)
=10
0.6,pH=6 时,Al(OH)4
−的浓度
为10
−7.4,所以向c(Al
3+)=0.1mol⋅L
−1溶液中加入NaOH 至pH=6 时,Al 元素主要以Al(OH)3
存在,D 错
误;故选C。
18.(25-26 高三上·浙江·开学考试)电镀工厂的废水中常含有一定量的[Ag(CN)2]
−,配离子生成反应的平
衡常数称为稳定常数用K f表示;已知常温下:
K sp(Ag2S)=6.3×10
−50, K sp(AgI)=8.3×10
−17, K a(HCN)=6.25×10
−10,
Ag
++2CN
−=[Ag(CN)2]
−K f=1.3×10
21。下列说法正确的是
A.向电镀废水中加入一定量Na2S除去[Ag(CN)2]
−后,滤液可直接排放
B.处理后的废液中若仅含0.01mol/LNaCN,则溶液pH 约为11.4(lg 4≈0.6)
C.NaCN 溶液可以显著溶解AgI:AgI+2CN
−⇌[Ag(CN)2]
−+I
−K =1.1×10
5
D.向废水中加入稀硫酸调至pH =2,溶液中存在c(CN
−)>c(HCN)
【答案】C
【解析】处理后的滤液含有CN⁻,直接排放可能仍存在毒性,A 错误;设水解了x mol/L CN-,
Kh(HCN)=c(OH
-)c(HCN
❑)
c(CN
-)
≈x
2
0.01 =
10
−14
6.25×10
−10,计算得
x= 4×10
−4=c(OH
-)⇒c(H
+)=Kw
c(OH
-) = 1
4 ×10
−10 mol/L,0.01mol/LNaCN 溶液的pH 约为10.6,B 错误;
40
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反应K=c([Ag(CN)2]
-)c(I
-)
c
2(CN
-)
=Ksp(AgI)×Kf=8.3×10
−17×1.3×10
21≈1.1×10
5,C 正确;pH=2,
c(H+)=10-2mol/L,Ka(HCN)=c( H
+)×c(CN
−)
c( HCN )
= 10
−2×c(CN
−)
c( HCN )
=6.25×10-10,得出c(CN⁻)<c(HCN),D 错
误;故选C。
19.(25-26 高三上·江西·开学考试)25℃下AgCl、AgBr 和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。某实验
小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl
−水样和含Br
−水样。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀;
②相同条件下,AgCl 溶解度大于AgBr;溶液中的离子浓度小于或等于1×10
−5mol·L-1时可认为沉淀完
全。
下列说法错误的是
A.曲线①为Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线
B.滴定Cl
−达到终点时,溶液中c(CrO4
2−)
c(Cl
−) =10
3.85
C.滴定Cl
−时,若指示剂浓度超过10
−2.0mol·L-1,所测结果受影响
D.向相同浓度的NaCl 和NaBr 混合溶液中,滴加硝酸银溶液,Br
−先沉淀
【答案】B
【解析】由于AgCl 和AgBr 中阴、阳离子个数比均为1 1∶,即两者图象平行,所以①代表Ag2CrO4沉淀溶
解平衡曲线,由于相同条件下,AgCl 溶解度大于AgBr,即K sp( AgCl)> K sp( AgBr ),所以②代表AgCl
沉淀溶解平衡曲线,则③代表AgBr 沉淀溶解平衡曲线,A 正确;根据②上的点(2.0,7.7),可求得
41
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K sp( AgCl)=c( Ag
+)·c(Cl
−)=10
−2.0×10
−7.7=10
−9.7、
K sp( Ag2CrO4)=c
2( Ag
+)·c(Cl
−)=(10
−2.0)
2×10
−7.7=10
−11.7,当Cl-到达滴定终点时,
c( Ag
+)=c(Cl
−)=√K sp( AgCl)=10
−4.85mol· L
−1,即
c(CrO4
2−)= K sp( Ag2CrO4)
c
2( Ag
+)
= 10
−11.7
(10
−4.85)
2 =10
−2mol· L
−1,c(Cl
−)
c(CrO4
2−)
= 10
−4.85
10
−2 =10
−2.85,B 错误;根据②
上的点(2.0,7.7),可求得K sp( AgCl)=c( Ag
+)·c(Cl
−)=10
−2×10
−7.7=10
−9.7,当Cl-恰好滴定完全时,
c( Ag
+)=√K sp( AgCl)=10
−4.85mol· L
−1,c(CrO4
2−)= K sp( Ag2CrO4)
c
2( Ag
+)
=10
−2mol· L
−1,因此指示剂的
浓度不宜超过10
−2mol· L
−1,若指示剂浓度超过10
−2mol· L
−1,所测结果受影响,C 正确;AgBr 的Ksp小
于AgCl,相同浓度的Cl-和Br-中,Br-所需Ag+浓度更低,先沉淀,D 正确;故选B。
20.(25-26 高三上·浙江·开学考试)25℃时,某工业废水中存在浓度均为0.01mol/LAg
+与Cd
2+,某小组进
行如下实验研究。
物
质
H2S
H2CO3
Ag
+相关
Cd
2+相关
相
关
常
数
Ka1=1.0×10
-7
Ka2=1.0×10
-13
Ka1=4.5×10
-7
Ka2= 4.7×10
-11
Ksp(Ag2S)=1.0×10
-4
Ksp(AgCl)=2.0×10
-1
Ksp(CdS)=1.5×10
-29
Ksp(CdCO3)=1.0×10
-12
Ksp[Cd (OH)2]=5.0×10
-15
实验Ⅰ:取10mL 废水,先加适量稀盐酸溶液,再通入H2S气体,观察现象;
实验Ⅱ:取10mL 废水,先加入足量的浓度为0.01mol/LNaCl 溶液,过滤得AgCl 沉淀,在滤液中继续加入
过量的NH4 HCO3溶液沉镉(CdCO3),完成Ag
+、Cd
2+的有效分离。
下列说法不正确的是
A.Ag2S饱和溶液中存在:c(OH
-)>c(H
+)>c(HS
-)>c(S
2-)
B.实验Ⅱ加入过量NH4 HCO3溶液后产生CdCO3沉淀,该反应可保证Cd
2+沉淀完全
C.实验Ⅰ中存在反应:2AgCl+ H2S⇌Ag2S↓+2H
++2Cl
− K=4×10
9
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D.在浓度为0.02mol/LCdCl2溶液中,等体积加入0.02mol/LNa2S溶液,反应初始生成Cd (OH)2沉淀
【答案】D
【解析】Ag2S 的Ksp极小,溶液中S2-浓度极低,其水解生成HS-和OH-,导致c(OH-) > c(H+),且HS-浓度高
于S2-,S2-的水解常数为K W
K a2
= 10
−14
10
−13 =0.1,水解程度较大,则存在::c(OH
-)>c(H
+)>c(HS
-)>c(S
2-),A
正确;CdCO3的Ksp=1.0×10-12,过量NH4HCO3提供足够CO3
2−,使c(CO3
2−)≥1.0×10-7mol/L,此时Cd2+浓度
≤1×10-5mol/L,沉淀完全,B 正确;实验Ⅰ中存在反应:2AgCl+ H2S⇌Ag2S↓+2H
++2Cl
−,该反应的
平衡常数K= c
2(Cl
−)c
2(H
+)
c(H 2S)
= c
2(Cl
−)c
2( Ag
+)c
2(H
+)c(S
2−)
c(H 2S)c
2( Ag
+)c(S
2−)
=
[K sp( AgCl)]
2 K a1· K a2
[K sp( Ag2S)]
= (2×10
−10)
2×1×10
−20
1×10
−49
=4×109,C 正确;混合后Cd2+和S2-浓度均为0.01mol/L,
Qc=c(Cd2+)c(S2-)=10-4,远大于CdS 的Ksp和Cd(OH)2的Ksp,且CdS 的Ksp远小于Cd(OH)2的Ksp,优先生成
CdS 而非Cd(OH)2,D 错误;故选D。
21.(25-26 高三上·内蒙古·开学考试)某工业酸性废水(含H
+、Cl
−、NO3
−、Na
+)可采用流过石灰石滤床法处
理。CaCO3在不同酸碱条件下的溶解平衡体系中pH 与-lgc关系如下图所示,c 为H2CO3、HCO3
−、CO3
2-的浓
度,单位mol⋅L
−1。A、B、C 点CaCO3均近似达溶解平衡。下列说法错误的是
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A.Ka2(H2CO3)=10
-10.3
B.①是pH 与-lgc(CO3
2-)关系曲线
C.Ksp(CaCO3)的数量级为10
−9
D.pH =6.3时,c(Ca
2+)约为10
-2.4
【答案】D
【分析】CO3
2−浓度随pH增大而增大,−lgc(CO3
2−)随pH增大而减小,图像中曲线①随pH增大,−lgc减
小,故①为CO3
2−的曲线;HCO3
−、H2CO3
❑浓度随pH增大而减小,−lgc(HCO3
−)、−lgc(H2CO3)随pH增大而增
大,pH相同时,c(HCO3
−)>c(H2CO3),故②为H2CO3
❑的曲线;③为HCO3
−的曲线。
【解析】H2CO3的Ka2表达式为Ka2=c(H
+)c(CO3
2−)
c(HCO3
−)
,当c(HCO3
−)=c(CO3
2−)时,Ka2=c(H
+),图像中C 点
(10.3,4.4)为HCO3
−与CO3
2−曲线交点,此时pH=10.3,即c(H
+)=10
−10.3,故Ka2=10
−10.3,A 正确;CO3
2−
浓度随pH增大而增大,−lgc(CO3
2−)随pH增大而减小,图像中曲线①随pH增大,−lgc减小,故①为CO3
2−
的曲线,B 正确;取C 点(10.3,4.4),此时c(HCO3
−)=c(CO3
2−)=10
−4.4 mol⋅L
−1(−lgc = 4.4),总碳
浓度≈c(HCO3
−)+c(CO3
2−)=2×10
−4.4 mol⋅L
−1,由物料守恒c(Ca
2+)=总碳浓度=2×10
−4.4 mol⋅L
−1,
Ksp=c(Ca
2+)c(CO3
2−)=2×10
−4.4×10
−4.4=2×10
−8.8≈10
−9,数量级为10
−9,C 正确;A 点(6.3,2.4)
为H2CO3
❑与HCO3
−交点,c(H2CO3
❑)=c(HCO3
−)=10
−2.4 mol⋅L
−1,总碳浓度=2×10
−2.4 mol⋅L
−1,由物料守
恒c(Ca
2+)=总碳浓度=2×10
−2.4 mol⋅L
−1≈10
−2.1mol⋅L
−1,D 错误;故选D。
22.(25-26 高三上·重庆·开学考试)已知常温下Ksp(LiF)=1.8×10
−3。Li+-HF 水溶液体系中,初始浓度
c0(Li
+)=c0(HF)=0.10 mol⋅L
−1,c(Li
+)与pH 变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。
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下列说法不正确的是
A.ab 段存在关系:c(Li
+)⋅c(F
−)= Ksp(LiF)
B.HF 的电离常数Ka数量级为10
−4
C.c 点溶液中c(HF)= 3.6×10
−6
Ka (HF)
mol⋅L
−1
D.d 点溶液中存在c(Li
+)=c(F
−)+c(HF)
【答案】A
【解析】ab 段c(Li
+)保持初始浓度0.10mol⋅L
−1,说明此时LiF未沉淀,溶液中c(Li
+)⋅c(F
−)<Ksp(LiF)
,A 错误;c 点pH= 4,c(H
+)=10
−4 mol⋅L
−1,c(Li
+)=0.05 mol⋅L
−1,由Ksp(LiF)=c(Li
+)⋅c(F
−)得
c(F
−)=Ksp(LiF)
c(Li
+)
= 1.8×10
−3
0.05
mol⋅L
−1=0.036 mol⋅L
−1,根据物料守恒
c(F
−)+c(HF)=c(Li
+)=0.05 mol⋅L
−1,故c(HF)=(0.05−0.036)mol⋅L
−1=0.014 mol⋅L
−1,HF的
Ka=c(H
+)c(F
−)
c(HF)
= 10
−4×0.036
0.014
≈2.57×10
−4,数量级为10
−4,B 正确;由Ka=c(H
+)c(F
−)
c(HF)
得
c(HF)=c(H
+)c(F
−)
Ka
,c 点c(H
+)=10
−4 mol⋅L
−1、c(F
−)=0.036 mol⋅L
−1,
c(HF)= 10
−4×0.036
Ka
mol⋅L
−1= 3.6×10
−6
Ka
mol⋅L
−1,C 正确;溶液中F 元素总浓度=初始HF浓度-沉淀
F
−浓度,沉淀F
−浓度=初始Li
+浓度-c(Li
+),故c(F
−)+c(HF)=0.10−[0.10−c(Li
+)]=c(Li
+),D 正确;
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