1、第 4节 难溶电解质的溶解平衡(45分钟 100 分)一、选择题(本题包括 7小题,每小题 6分,共 42分)1.已知几种难溶电解质的溶度积常数 Ksp(25)见下表:难溶电解质AgCl AgBr AgIAg2SO4Ag2CrO4Ksp1.810-105.410-138.510-171.410-51.1210-12下列叙述不正确的是 ( )A.由溶度积常数可判断在相同条件下一些物质的溶解性大小B.将等体积的 410-3molL-1的 AgNO3溶液和 410-3molL-1的K2CrO4溶液混合,有 Ag2CrO4沉淀产生C.向 AgCl的悬浊液中滴加饱和 NaBr溶液可以得到黄色 AgBr悬
2、浊液D.向 100 mL 0.1 molL-1的 Na2SO4溶液中加入 1 mL 0.1 molL-1的 AgNO3溶液,有白色沉淀生成【解析】选 D。D项,混合溶液中 c(Ag+)=0.1 molL-1 0.001 1 101 molL-1,c2(Ag+)c(S )=0.00120.1=110-7Ksp(BaSO4),但存在 BaSO4(s) Ba2+(aq)+S (aq),因为 Na2CO3溶液浓度大,也有可能生成少部分 BaCO3沉O24淀,错误;D 选项,Ag 2CrO4的溶解度大,错误。【易错提醒】(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离子的浓度无关。(2
3、)同温条件时,对于同类型物质,K sp数值越大,难溶电解质在水中的溶解能力越强。(3)不同 类型的物 质,K sp差距不大时不能直接作为比较依据。3.(2016三明高二检测)已知:25时,K spMg(OH)2=5.6110-12,Ksp(MgF2)=7.4210-11。下列说法正确的是 ( )A.25时,饱和 Mg(OH)2溶液与饱和 MgF2溶液相比,前者的 c(Mg2+)大B.25时,在 Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的 NH4Cl固体,c(Mg 2+)增大C.25时,Mg(OH) 2固体在 20 mL 0.01 molL-1氨水中的 Ksp比在 20 mL0.01 molL-1NH4
4、Cl溶液中的 Ksp小D.25时,在 Mg(OH)2的悬浊液中加入 NaF溶液后,Mg(OH) 2不可能转化成为 MgF2【解析】选 B。A项,Mg(OH) 2的溶度积小,故其电离的 Mg2+浓度要小一些,错;B项,N 可以结合 Mg(OH)2电离出的 OH-离子 ,从而促使 Mg(OH)2的H+4电离平衡正向移动,c(Mg 2+)增大,正确;C 项,K sp仅与温度有关,故错;D项,二者 Ksp接近,使用 浓 NaF 溶液可以使 Mg(OH)2转化成为 MgF2,故 D错。4.(2016赤峰高二检测)已知难溶性物质K2SO4MgSO42CaSO4在水中存在如下平衡:K2SO4MgSO42Ca
5、SO4(s) 2Ca2+2K+Mg2+4S ,不同温度下,K +的O24浸出浓度与溶浸时间的关系如图所示,则下列说法错误的是 ( )A.向该体系中加入饱和 NaOH溶液,溶解平衡向右移动B.向该体系中加入饱和碳酸钠溶液,溶解平衡向右移动C.该平衡的 Ksp=c(Ca2+)c(K+)c(Mg2+)c(S )O24D.升高温度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动【解析】选 C。A、B选项,OH -与 Mg2+结合生成 Mg(OH)2沉淀、C 与O23Ca2+结合生成 CaCO3沉淀,均能使平衡右移,正确;C 选项,Ca 2+、K+、S的化学计量数分别为 2、2、4,错误;由图 象可知升高温度 K+
6、的浸O24出浓度增大,所以此反应为吸热反应,D 选项正确。5.(2016长沙高二检测)实验:向盛有 1 mL 0.1 molL-1MgCl2溶液试管中加1 mL 0.2 molL-1NaOH溶液,得到浊液 a,过滤得到滤液 b和白色沉淀 c。向沉淀 c中滴加 0.1 molL-1FeCl3溶液,沉淀变为红褐色。下列分析不正确的是 ( )A.浊液 a中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH) 2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)B.滤液 b中不含有 Mg2+C.中颜色变化说明 Mg(OH)2转化为 Fe(OH)3D.实验可以证明 Fe(OH)3比 Mg(OH)2更难溶【解析】选 B。绝对不溶的物质
7、是不存在的,B 选项错误。6.(2016青岛高二检测)工业上常用还原沉淀法处理含铬废水(Cr 2和 Cr ),其流程为O27 O24Cr Cr2 Cr3+ Cr(OH)3O24 O27(黄色) (橙色) (绿色)已知:步骤生成的 Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH-(aq)Ksp=c(Cr3+)c3(OH-)=10-32下列有关说法不正确的是 ( )A.步骤中当 v 正 (Cr )=2v 逆 (Cr2 )时 ,说明反应:O24 O272Cr +2H+ Cr2 +H2O达到平衡状态O24 O27B.若向 K2Cr2O7溶液中加入 NaOH浓
8、溶液,溶液可由橙色变为黄色C.步骤中,若要还原 1 mol Cr2 离子,需要 12 mol(NH4)2Fe(SO4)O272D.步骤中,当将溶液的 pH调节至 5时,可认为废水中的铬元素已基本除尽当溶液中 c(Cr3+)10 -5molL-1时,可视作该离子完全沉淀【解析】选 C。C项,Cr 2 +6Fe2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2O,1 mol Cr2O27可氧化 6 mol(NH4)2Fe(SO4)2;D项,c(OH -)= molL-1=10-O27 310321059molL-1,则 c(H+)= molL-1=10-5molL-1,pH=5。10141097.常温下有关
9、物质的溶度积如下,下列说法不正确的是 ( )物质 CaCO3 MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3Ksp4.9610-96.8210-64.6810-65.6110-122.6410-39A.常温下,除去 NaCl溶液中的 MgCl2杂质,选用 NaOH溶液比 Na2CO3溶液效果好B.常温下,除去 NaCl溶液中的 CaCl2杂质,选用 Na2CO3溶液比 NaOH溶液效果好C.向含有 Mg2+、Fe 3+的溶液中滴加 NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的 pH=8时,c(Mg 2+)c(Fe 3+)=2.1251021D.无法利用 Ca(OH)2制备 NaOH【解析】选 D
10、。KspMg(OH)2KspCaCO3,所以用 Na2CO3溶液可使Ca2+沉淀更完全,B 正确;pH=8 即 c(OH-)=110-6molL-1,当两种沉淀共存时,有 = ,代入数据,则有上述c(2+)2()(3+)3() K()2()3结果,C 正确;制备 NaOH 可用下述反应实现:Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3+2NaOH,D错误。二、非选择题(本题包括 3小题,共 58分)8.(19分)(1)(2016全国卷)在化学分析中采用 K2CrO4为指示剂,以 AgNO3标准溶液滴定溶液中的 Cl-,利用 Ag+与 Cr 生成砖红色沉O24淀,指示到达滴定终点。当溶液中 Cl-恰
11、好沉淀完全(浓度等于1.010-5molL-1)时,溶液中 c(Ag+)为_molL -1,此时溶液中 c(Cr )等于_molL -1。( 已知 Ag2CrO4、AgCl 的O24Ksp分别为 2.010-12和 2.010-10)(2)(2015全国卷)浓缩液中主要含有 I-、Cl -等离子。取一定量的浓缩液,向其中滴加 AgNO3溶液,当 AgCl开始沉淀时,溶液中为_。已知 Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgI)=8.510-c()()17。(3)(2015海南高考)已知 Ksp(AgCl)=1.810-10,若向 50 mL 0.018 molL-1的 AgNO3溶液
12、中加入 50 mL 0.020 molL-1的盐酸,混合后溶液中 Ag+的浓度为_molL -1,pH为_。(4)(2015江苏高考)已知:K spAl(OH)3=110-33,KspFe(OH)3=310-39,pH=7.1时 Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除去 MnSO4溶液中的 Fe3+、Al 3+(使其浓度均小于 110-6molL-1),需调节溶液 pH范围为_。【解析】(1) 当溶液中 Cl-恰好沉淀完全(浓度等于 1.010-5molL-1)时,溶液中 c(Ag+)=Ksp(AgCl)c(Cl-)=2.010-10(1.010-5)=2.010-5(molL-1);此时溶液中
13、c(Cr )=Ksp(Ag2CrO4)c2(Ag+)=2.010-12(2.010-5)O242=5.010-3(molL-1)。(2 代入数据可得= 4.710-7。c()() 8.510171.81010(3)根据反 应 中 HCl 和硝酸银的物质的量可知 HCl 过量,则计算剩余的氯离子的物质的量浓度为 =0.001 molL-1,根0.020.018)12据 AgCl 的溶度积的表达式计算即可,即 c(Ag+)= =molL-1=1.810-7molL-1;因为该 反应中氢离子未参加反1.810100.001应,所以溶液的体积变为 100 mL 时,氢离子的 浓度为0.01 molL-
14、1,则 pH=2;(4)除去 Fe3+时,c(OH -)= = 1.4410-11, 3310391106pH=-lg 3.2,除去 Al3+时,c(OH -)= =10141.441011=110-9,pH=-lg =5.0,故需要控制溶液 pH 范围3110331106 10141109为 5.0S(AgY)S(AgZ)。(2)由于 AgY 比 AgX 更 难溶,则向 AgY 饱和溶液中加入 AgX 固体,会发生沉淀的转化:AgX(s)+Y -(aq) AgY(s)+X-(aq),c(Y-)减小。(3)25时,K sp(AgY)=1.010-12,即溶液达到饱和时,c(Ag +)=c(Y-
15、)=1.010-6molL-1,可知 100 mL 水溶解 AgY 的质量约为 0.10 L1.010-6molL-1188 gmol-1=1.8810-5gKsp(AgY),但当 c(X-)=1.810-4molL-1时,也可实现 AgY 向 AgX 的转化。1.810101.0106答案:(1)S(AgX)S(AgY)S(AgZ)(2)减小 (3)1.010-6molL-1(4)能;K sp(AgY)=1.010-12Ksp(AgZ)=8.710-17必须 保持溶液中的 c(X-)1.810-4molL-110.(20分)(能力挑战题)(2016海口高二检测)以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸
16、性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。表 1 几种砷酸盐的 Ksp难溶物 KspCa3(AsO4)2 6.810-19AlAsO4 1.610-16FeAsO4 5.710-21表 2 工厂污染物排放浓度及允许排放标准污染物 H2SO4 As浓度 28.42 gL-11.6 gL-1排放标准 pH=69 0.5 mgL-1回答以下问题:(1)该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度 c(H2SO4)=_molL-1。(2)写出难溶物 Ca3(AsO4)2的 Ksp表达式:KspCa3(AsO4)2=_。若混合液中 Al3+、Fe 3+的浓度均为1.
17、010-4molL-1时,_先沉淀。(3)在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入生石灰调节 pH到 2,再投入生石灰将 pH调节到 8左右使五价砷以 Ca3(AsO4)2形式沉降。将 pH调节到 2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为_。Ca 3(AsO4)2在 pH调节到 8左右才开始沉淀的原因为_。【解析】(1)H 2SO4 的浓度为 28.42 gL-1,转化为物质的量浓度为 c= =n=0.29 molL-1。28.42 198 1(2)Ksp的表达式为离子浓度的幂次方的乘积,K sp小的物质先生成沉淀,所以 Fe3+先沉淀。(3)当 Ca2+浓度增大时,Ca 2+与 S 可生成 CaSO4 沉淀。酸与碱O24发生中和反应,c(As )增大,当 Ca2+与 As 浓度次方的乘积达到O34 O34Ca3(AsO4)2 的 Ksp时,开始沉淀。答案:(1)0.29 (2)c3(Ca2+)c2(As ) Fe3+O34(3)CaSO4 H3AsO4 是弱酸,当溶液中 pH 调节到 8 左右时,酸碱反应,使溶液中,As 浓度增大,至 QcKsp,Ca3(AsO4)2 开始沉淀O34
