2019-2020学年高二化学选修4(人教版)同步练习第三章第四节 难溶电解质的溶解平衡 (人教版)

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2019-2020学年高二化学选修4(人教版)同步练习第三章
第四节难溶电解质的溶解平衡
1. 下列说法中正确的是()
A.饱和石灰水中加入一定量生石灰,温度明显升高,所得溶液的pH增大
B.AgCl悬浊液中存在平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),往其中加入少量NaCl 粉末,平衡向左移动,溶液中离子的总浓度会减小
C.AgCl悬浊液中加入KI溶液,白色沉淀变成黄色,证明此条件下K sp(AgCl)>K sp(AgI)
D.硬水中含有较多的Ca2+、Mg2+、HCO-3、SO2-4,加热煮沸可以完全除去其中的Ca2+、Mg2+
解析:A项中温度升高,Ca(OH)2溶解度降低,碱性减弱,pH减小,A项错误;B项中加入NaCl,虽然平衡左移,但加入了NaCl粉末会使溶液中离子的总浓度会增大,B项错误;沉淀总是向溶解度更小的方向转化,C项中现象说明AgI的溶解度小于AgCl,对于同类型(阴、阳离子个数分别相等)的难溶物,K sp越小,溶解度越小,C项正确;D项加热煮沸,只能降低Ca2+、Mg2+的浓度,而不可能完全除去,D项错误。

答案:C
2.下列说法正确的是()
A.向Na2SO4溶液中加入过量BaCl2溶液,则SO2-4沉淀完全,溶液中只含Ba2+、
Na+和Cl-,不含SO2-4
B.K sp小的物质的溶解能力一定比K sp大的物质的小
C.为减小洗涤过程中固体的损失,最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀
D.洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好
解析:生成BaSO4沉淀后的溶液中仍然存在Ba2+和SO2-4,因为有BaSO4的沉淀溶解平衡存在,A 不正确;同类型物质的K sp数值越小,溶解能力越小,不同类型的物质则不能直接比较,B不正确。

从减小BaSO4沉淀损失的角度而言,用稀H2SO4洗涤效果好,因为H2SO4可以抑制BaSO4的溶解,C正确。

洗涤沉淀一般2~3次即可,次数过多会使沉淀溶解而减少。

答案:C
3.硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。

下列说法正确的是
()
A.温度一定时,K sp(SrSO4)随c(SO2-4)的增大而减小
B.三个不同温度中,313 K时K sp(SrSO4)最大
C.283 K时,图中a点对应的溶液是饱和溶液
D.283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液
解析:A项,K sp只与温度有关,与浓度的大小无关;283 K时对比线上所有的点为饱和溶液,而a 点在此温度下是不饱和溶液。

D项,283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后,因363 K时的K sp 小于283 K时的K sp,故溶液变为过饱和溶液。

答案:B
4.往含I-和Cl-的稀溶液中滴入AgNO3溶液,沉淀的质量与加入AgNO3溶液体积的关系如右图所示。

则原溶液中c(I-)/c(Cl-)的比值为()
A.(V2-V1)/V1B.V1/V2
C.V1/(V2-V1) D.V2/V1
解析:根据I-+Ag+===AgI↓(黄色),Cl-+Ag+===AgCl↓(白色),结合图示,可知
I-、Cl-消耗AgNO3溶液的体积分别为V1、(V2-V1),因此在原溶液中c(I-)/c(Cl-)=V1/(V2-V1)。

答案:C
5.已知AgCl为难溶于水和酸的白色固体,Ag2S为难溶于水和酸的黑色固体。

向AgCl和水形成的悬浊液中加入足量的Na2S溶液并振荡,结果白色固体完全转化为黑色固体:
(1)写出白色固体转化为黑色固体的离子方程式:
________________________________________________________________________。

(2)简要说明白色固体转化为黑色固体的原因。

解析:由于AgCl的溶解度远大于Ag2S的溶解度,即K sp(AgCl)>K sp(Ag2S),当在AgCl与水的悬浊
液中加入Na2S(aq)时,对Ag2S来说Q c>K sp,所以2Ag++S2-===Ag2S↓,使AgCl(s) Ag++Cl -溶解平衡向右移动,最终转化成Ag2S。

答案:(1)2AgCl+S2-===Ag2S+2Cl-
(2)因为Ag2S的溶解度比AgCl的溶解度小,根据平衡移动原理,沉淀溶解平衡向离子浓度减小的方
向移动
6. 与c(H+)·c(OH-)=K w类似,FeS饱和溶液中存在:FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq),
c(Fe2+)·c(S2-)=K sp。

常温下K sp=8.1×10-17。

(1)理论上FeS的溶解度为____________________________________________。

(2)又知FeS饱和溶液中c(H+)与c(S2-)之间存在以下限量关系:[c(H+)]2·c(S2-)=1.0×10-22,为了
使溶液中c(Fe2+)达到1 mol/L,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调节溶液中的c(H+)为______。

解析:(1)由FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq)
c(Fe2+)=K sp=8.1×10-17=9×10-9 mol·L-1
即1 L溶液中可溶解9×10-9 mol的FeS(令所得溶液的密度为1 g·cm-3)
由(100 g+S)∶S=1 000 g∶(9×10-9×88)g
所以S=7.92×10-8 g
(2)c(Fe2+)=1 mol·L-1,则c(S2-)=K sp
c(Fe2+)=
8.1×10-17
1 mol·L-1
=8.1×10-17mol·L-1,c(H+)=
1.0×10-22
8.1×10-17
=1.11×10-3 mol·L-1。

答案:(1)7.92×10-8 g(2)1.11×10-3 mol·L-1
一、选择题
1.有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是()
A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但速率为0
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.向AgCl沉淀中加入NaCl固体,AgCl沉淀的溶解度不变
解析:溶解平衡为动态平衡,是沉淀生成的速率和沉淀溶解的速率达到相等而并非速率为0的状态,物质的难溶是相对的,因此AgCl溶液中Ag+、Cl-非常少,向AgCl沉淀中加NaCl,增大c(Cl-),使平衡向逆方向移动,则溶解度减小。

答案:C
2.下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是()
A.反应开始时,溶液中各离子浓度相等
B.沉淀溶解达到平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等
C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变
D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解
解析:本题考查了沉淀溶解平衡的建立与特征。

A项:反应开始时,各离子的浓度没有必然的关系。

B项正确。

C项沉淀溶解达到平衡时溶液中溶质的离子浓度保持不变,但不一定相等。

D项:沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,由于固体的浓度为常数,故平衡不发生移动。

答案:B
3.一定温度下,在氢氧化钡的悬浊液中,存在氢氧化钡固体与其电离的离子间的溶解平衡关系:
Ba(OH)2(s)Ba2+(aq)+2OH-(aq)。

向此种悬浊液中加入少量的氧化钡粉末,下列叙述正确的是()
A.溶液中钡离子数目减小B.溶液中钡离子浓度减小
C.溶液中氢氧根离子浓度增大D.pH减小
解析:在Ba(OH)2悬浊液中,加入BaO粉末,使溶液中水量减少,部分Ba2+和OH-结合为Ba(OH)2固体析出,使Ba2+、OH-数目减小,但由于温度没有改变,溶解度不变,Ba2+和OH-的浓度不变,溶液的pH不变。

答案:A
4. 纯净的NaCl并不潮解,但家庭所用的食盐因含有MgCl2杂质而易于潮解。

为得到纯净的氯化钠,有
人设计这样一个实验:把买来的食盐放入纯NaCl的饱和溶液中一段时间,过滤即得纯净的NaCl固体。

对此有下列说法,其中正确的是()
A.食盐颗粒大一些有利于提纯
B.设计实验的根据是MgCl2比NaCl易溶于水
C.设计实验的根据是NaCl的溶解平衡
D.在整个过程中,NaCl的物质的量浓度会变大
解析:饱和食盐水已不再溶解食盐,但对于MgCl 2并未达到饱和。

NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq),当MgCl2被溶解时,c(Cl-)增大,平衡左移,还可得到比原来更多的食盐。

答案:C
5.已知:K sp(AgCl)=1.8×10-10,K sp(AgBr)=7.8×10-13。

现将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合,再加入足量浓AgNO3溶液,发生的反应为()
A.只有AgBr沉淀
B.AgCl和AgBr沉淀等量生成
C.AgCl和AgBr沉淀都有,但以AgCl沉淀为主
D.AgCl和AgBr沉淀都有,但以AgBr沉淀为主
解析:在AgCl和AgBr两饱和溶液中,前者c(Ag+)大于后者c(Ag+),c(Cl-)>c(Br-)。

当将AgCl、AgBr两饱和溶液混合时,发生沉淀的转化:生成AgBr沉淀。

当加入足量的浓AgNO3溶液时,AgBr 沉淀有所增多,但AgCl沉淀增加更多。

答案:C
6.大理石可以用作墙面、地面和厨房桌面,其主要成分是碳酸钙。

食醋不慎滴在大理石桌面上,会使其失去光泽,变得粗糙。

下列能正确解释此现象的是()
A.食醋中的水使碳酸钙溶解
B.食醋中的醋酸将碳酸钙氧化
C.食醋中的醋酸与碳酸钙反应并放出大量的二氧化碳气体
D.食醋中的醋酸与碳酸钙发生了复分解反应
解析:CaCO3难溶于水,但能与比碳酸酸性强的酸发生复分解反应,如醋酸的酸性就比碳酸强,又由于食醋中含醋酸的浓度很低,所以几滴食醋与大理石反应不可能放出大量的CO2,本题实际也是对难溶性物质的转化考查,一般来说,强酸可以与弱酸盐反应,生成相应的强酸盐和弱酸的规律,从溶解平衡角度看,由于生成了更弱的酸,而导致平衡向溶解的方向移动。

答案:D
7.在BaSO4饱和溶液中,加入Na2SO4(s),达平衡时()
A.c(Ba2+)=c(SO2-4)
B.c(Ba2+)=c(SO2-4)=[K sp(BaSO4)]1/2
C.c(Ba2+)≠c(SO2-4),c(Ba2+)·c(SO2-4)=K sp(BaSO4)
D.c(Ba2+)≠c(SO2-4),c(Ba2+)·c(SO2-4)≠K sp(BaSO4)
解析:BaSO4饱和溶液中存在溶解平衡,c(Ba2+)=c(SO2-4)且c(Ba2+)·c(SO2-4)=K sp(BaSO4)。

加入Na2SO4(s),Na2SO4溶于水中电离出SO2-4使c(SO2-4)增大,溶解平衡逆向移动,使c(Ba2+)减小,但达到平衡时溶度积不变,仍然有c(Ba2+)·c(SO2-4)=K sp(BaSO4)。

答案:C
8.在100 mL 0.01 mol·L-1 KCl溶液中,加入1 mL 0.01 mol· L-1 AgNO3溶液,下列说法正确的是(已知AgCl的K sp=1.8×10-10)()
A.有AgCl沉淀析出B.无AgCl沉淀析出
C.无法确定D.有沉淀但不是AgCl
解析:Q c=c(Cl-)·c(Ag+)=0.01 mol·L-1×100
101×0.01/101 mol·L-
1≈10-6×1.8×10-10=K
sp
,故有
AgCl沉淀生成。

答案:A
9.已知25℃时,K a (HF)=3.6×10-
4,K sp (CaF 2)=
1.46×10
-10。

现向1 L 0.2 mol·L -
1 HF 溶液中加入1 L 0.
2 mol·L -
1 CaCl 2溶液,则下列说法中,正确
的是( )
A .25℃时,0.1 mol·L -
1 HF 溶液中pH =1
B .K sp (CaF 2)随温度和浓度的变化而变化
C .该体系中没有沉淀产生
D .该体系中HF 与CaCl 2反应产生沉淀
解析:两溶液混合后,c (HF)=0.1 mol·L -1,则有c (H +)·c (F -)c (HF)=[c (F
-)]20.1=3.6×10-4,[c (F -)]2=3.6×10
-5。

c (Ca 2+)=0.1 mol·L -1。

[c (F -)]2·c (Ca 2+)=3.6×10-6>1.46×10-10,体系中有
CaF 2沉淀析出。

答案:D
10. 已知同温度下的溶解度:Zn(OH)2>ZnS ,MgCO 3>Mg(OH)2。

就溶解或电离出S 2-
的能力而言,
FeS>H 2S>CuS ,则下列离子方程式错误的是( )
A .Mg 2+
+2HCO -
3+2Ca 2+
+4OH -
===Mg(OH)2↓+2CaCO 3↓+2H 2O
B .Cu 2+
+H 2S===CuS ↓+2H +
C .Zn 2+
+S 2-
+2H 2O===Zn(OH)2↓+H 2S ↑
D .FeS +2H +
===Fe 2+
+H 2S ↑
解析:因为溶解度:Zn(OH)2>ZnS ,溶液中离子反应往往是生成更难溶的物质,则Zn 2+和S 2-结合时更容易生成ZnS ,Zn 2++S 2-===ZnS ↓,C 项错误。

答案:C 二、非选择题
11.已知25℃时,K sp [Cu(OH)2]=2×10
-20。

(1)某CuSO 4溶液里c (Cu 2+
)=0.02 mol/L ,如要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH ,使之大于________。

(2)要使0.2 mol·L -
1 CuSO 4溶液中Cu 2+
沉淀较为完全(使Cu 2+
浓度降至原来的千分之一),则应向溶液
里加入NaOH 溶液,使溶液的pH 为________。

解析:(1)根据题意:当c (Cu 2+)·c (OH -)2=2×10-20时开始出现沉淀,则c (OH -)=
2×10-20
c (Cu 2+)

2×10-20
0.02=10-9 mol·L -1,c (H +)=10-5 mol·L -1,pH =5,所以要生成Cu(OH)2沉淀,应调整pH ≥5。

(2)要使Cu 2+浓度降至0.2 mol·L -1/1 000=2×10-4 mol·L -1,c (OH -)=
2×10-20
2×10-
4
=10-8 mol·L
-1,c(H+)=10-6 mol·L-1。

此时溶液的pH=6。

答案:(1)5(2)6
12.已知在25℃的水溶液中,AgX、AgY、AgZ均难溶于水,但存在沉淀溶解平衡。

当达到平衡时,溶液中离子浓度的乘积是一个常数(此常数用K sp表示,K sp和水的K w相似)。

如:AgX(s)Ag+(aq)+X-(aq)
K sp(A gX)===c(Ag+)·c(X-)=1.8×10-10
AgY(s)Ag+(aq)+Y-(aq)
K sp(AgY)===c(Ag+)·c(Y-)=1.0×10-12
AgZ(s)Ag+(aq)+Z-(aq)
K sp(AgZ)=c(Ag+)·c(Z-)=8.7×10-17
(1)根据以上信息,判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度(用已被溶解的溶质的物质的量/1 L溶液表
示)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为
________________________________________________________________________。

(2)若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体,则c(Y-)________(填“增大”、“减小”或“不
变”)。

(3)在25℃时,若取0.188 g的AgY(相对分子质量188)固体放入100 mL水中(忽略溶液体积的变化),
则溶液中Y-的物质的量浓度为________。

(4)①由上述K sp判断,在上述(3)的体系中,能否实现AgY向AgZ的转化?________,并简述理由:
_________________________________________________________。

②在上述(3)体系中,能否实现AgY向AgX的转化?________,根据你的观点选答一项。

若不能,请简述理由:________________________________________________。

若能,则实现转化的必要条件是_________________________________________。

解析:(2)由于AgY比AgX更难溶,则向AgY的饱和溶液中加入AgX固体,发生沉淀的转化,AgX(s)+Y-(aq)===AgY(s)+X-(aq),则c(Y-)减小。

(3)25℃时,AgY的K sp=1.0×10-12,即溶液达到饱和时,c(Ag+)=c(Y-)=1.0×10-6mol·L-1,而
将0.188 g AgY溶于100 mL水中,形成的为饱和溶液(溶质还有未溶解的),则c(Y-)=1.0×10-6 mol·L -1。

(4)由于K sp(AgZ)<K sp(AgY),可以实现AgY向AgZ的转化。

在(3)中,c(Ag+)=
1.0×10-6 mol·L-1,当c(X-)>1.8×10-4 mol·L-1时,即可由AgY向AgX的转化。

答案:(1)S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)(2)减小
(3)1.0×10-6 mol·L-1
(4)①能K sp(AgY)=1.0×10-12>K sp(AgZ)=8.7×10-17②能当溶液中
c(X-)>1.8×10-4 mol·L-1时,AgY开始向AgX转化,若要实现AgY向AgX的转化,必须保持溶液
中的c (X -
)>1.8×10-
4 mol·L
-1
13.水体中重金属铅的污染问题备受关注。

水溶液中铅的存在形态主要有Pb 2+
、Pb(OH)+
、Pb(OH)2、
Pb(OH)-
3、Pb(OH)2-
4,各形态的浓度分数α随溶液pH 变化的关系如下图所示:
(1)Pb(NO 3)2溶液中,c (NO -
3)c (Pb 2+)________2(填“>”“=”或“<”);往该溶液中滴入氯化铵溶液后,
c (NO -
3)
c (Pb 2+)
增加,可能的原因是________________________________。

(2)往Pb(NO 3)2溶液中滴入稀NaOH 溶液,pH =8时溶液中存在的阳离子(Na +
除外)有__________,pH =9时主要反应的离子方程式为_______________________。

(3)某课题组制备了一种新型脱铅剂,能有效去除水中的痕量铅,实验结果如下表:
上表中除Pb 2+
(4)如果 该脱铅剂(用EH 表示)脱铅过程中主要发生的反应为:2EH(s)+Pb 2+
E 2Pb(s)+2H +
则脱铅的最
合适pH 范围为( )
A .4~5
B .6~7
C .9~10
D .11~12
解析:(1)根据题中铅的多种存在方式,可知Pb 2+易水解:Pb 2++H 2O Pb(OH )++H +,Pb(OH)+
+H 2O
Pb(OH)2+H +……故在Pb(NO 3)2溶液中c (NO -3)/c (Pb
2+
)>2,当加入NH 4Cl 后Pb 2+与Cl -反应先成微溶性的PbCl 2使Pb 2+浓度降低,故c (NO -3
)/c (Pb 2+)增加。

(2)由题所给图示可知当pH =8时溶液中存在的阳离子为Pb 2+、Pb(OH)+和H +,而在pH =9时图中c [Pb(OH)+]迅速降低,而Pb(OH)2浓度增大,故发生的反应为Pb(OH)++OH -===Pb(OH)2。

(3)分析比较表中所给数据可知Cu 2+、Mn 2
+、Cl -的浓度都降低不到原浓度的
1/2,而Fe 3+却降低为原浓度的1/3,故对
Fe 3+的去除效果最好。

(4)由所给平衡可知,要使脱铅效果好,铅应以Pb 2+的形式存在,pH<7,而
c (H +)增大时2EH(s)+Pb 2+E 2Pb(s)+2H +又会向逆反应方向移动,c (H +)不宜过大,所以脱铅最
适宜的pH 为6~7。

答案:(1)>Pb2+与Cl-反应,Pb2+浓度减少
(2)Pb2+、Pb(OH)+、H+Pb(OH)++OH-Pb(OH)2
(3)Fe3+(4)B
14.已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡:
M m A n(s)m M n+(aq)+n A m-(aq)
K sp=c(M n+)m·c(A m-)n,称为溶度积。

某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性,查得如下资料:(25℃)
①往100 mL 0.1 mol·L-1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol ·L-1的Na2SO4溶液,立即有白色沉淀
生成。

②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g,搅拌,静置,沉淀后弃去上层清液。

③再加入蒸馏水搅拌,静置,沉淀后再弃去上层清液。

④______________________________________________________________________。

(1)由题中信息K sp越大,表示电解质的溶解度越________(填“大”或“小”)。

(2)写出第②步发生反应的化学方程式:_____________________________。

(3)设计第③步的目的是________________________________________。

(4)请补充第④步操作及发生的现象:_________________________________。

解析:由K sp表达式不难看出其与溶解度的关系,在硫酸钙的悬浊液中存在着:CaSO4(s) SO2-4(aq)+Ca2+(aq),而加入Na2CO3后,溶液中CO2-3浓度较大,而CaCO3的K sp较小,故CO2-3与Ca2+结合生成沉淀,即CO2-3+Ca2+===CaCO3。

既然是探究性实验,必须验证所推测结果的正确性,故设计了③④步操作,即验证所得固体是否为碳酸钙。

答案:(1)大
(2)Na2CO3+CaSO4===Na2SO4+CaCO3
(3)洗去沉淀中附着的SO2-4
(4)向沉淀中加入足量的盐酸,沉淀完全溶解。

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