沉淀溶解平衡计算专题a
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11.(16分)甲醇是新型的汽车动力燃料。工业上可通过H2和CO化合制备甲醇,该反应的热化学方程式为:2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)
(1)已知:
1 mol甲醇气体完全燃烧生成CO 和水蒸气的热化学方程式为。
(2)下列措施中有利于提高2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)反应速率的是(双选)。
(1)由于FeS饱和溶液中有[Fe2+]=[S2-],则[Fe2+]·[S2-]2=6.25×10-18,即有[Fe2+]=[S2-]=2.5×10-9mol·L-1,FeS饱和溶液的物质的量浓度也为2.5×10-9mol·L-1。
(2)要使[Fe2+]=1 mol·L-1,则[S2-]=6.25×10-18mol·L-1,有[H+]2·[S2-]=1×10-22,[H+]2×6.25×10-18=1×10-22,解得[H+]=4×10-3mol·L-1,pH=-1g4×10-3=3-2×0.3=2.4
【解析】⑴由Ag++Cl-=AgCl可知沉淀后
C(Cl-)=(0.02-0.018)50/(50+50)=0.001mol/L
所以C(Ag+)=1×10-10/0.001=1×10-7mol/L
⑵再加入50mL盐酸后
C(Ag+)=1×10-7×100/(100+50)=2/3×10-7mol/L
C(Cl-)=0.001mol/L
(3)在(1)题烧杯中需加入多少L 0.0268 mol/L BaCl2溶液,才能使原溶液中Ag+浓度降低至0.0200 mol/L
6.我们可以通过以下实验步骤来验证醋酸银(CH3COOAg)的溶度积KSP=2.0×10-3:将已知质量的铜片加入到CH3COOAg饱和溶液中(此饱和溶液中没有CH3COOAg固体),待充分反应之后,将铜片冲洗 干净、干燥、称重.
(1)沉淀生成后溶液中Cl-的浓度。
(2)沉淀生成后溶液中Ag+的浓度。
3.一定温度下,难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数,这个常数称为该难溶电解质的溶度积,用符号Ksp表示。
即:AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)[An+]m·[Bm-]n=Ksp
已知:某温度时,Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]=1.8×10-10
(3)CuS饱和溶液中,[Cu2+]·[S2-]=9.1×10-36,若要使[Cu2+]=0.01 mol·L-1,则[S2-]=9.1×10-36/0.01=9.4×10-34mol·L-1,此时[H+]2=1×1022/9.1×10-34,解得[H+]=3.3×105mol·L-1。由于一般酸溶液的[H+]远不可能达到该数值。故CuS在一般酸溶液中应该不能够溶解。
溶解平衡时:0.0 10+xx
(0.010+x)·x=1.8×10-10∵x很小,∴0.010+x≈0.010
x=1.8×10-8(mol·L-1)
c(AgCl)= 1.8×10-8(mol·L-1)(1分)
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO2-4(aq)
溶解平衡时:0.010+xx
(0.010+2x)2·x=1.1×10-12
D.向AgCl的悬浊液中加入适量的水,使AgCl再次达到溶解平衡,AgCl的Ksp不变,其溶解度也不变
Ⅱ.最近有人制造了一种燃料电池使汽油氧化直接产生电流,其中一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸气,电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-。回答下列问题:
(1)以辛烷为汽油的代表物,则这个电池放电时必发生反应的化学方程式是。
(2)这个电池负极的电极反应式为C8H18+ 25O2--50e-==8CO2+ 9H2O,,正极的电极反应式为。固体电解质里O2-的移动方向是,向外电路释放电子的电极是。
10.氢氧化镁难溶于水,但它所溶解的那一部分在溶液中完全电离。t℃时,某饱和氢氧化镁溶液的pH=11,若不考虑KW值的变化,则该温度下的氢氧化镁的溶解度是。
【解析】考查溶度积常数的有关计算。c(Fe2+)达到1mol/L,则根据FeS的Ksp=6.25×10-18可知硫离子的浓度为c(S2-)=6.25×10-18mol/L。又因为c2(H+)·c(S2-)=1.0×10-22,所以c(H+)= ,所以pH=3-2lg2= 2.4。
2.⑴1×10-7mol/L⑵不产生沉淀
7.(1)0.0536 mol/L (2)0.0536 mol/L (3)0.489L
【解析】(1)25℃时,Ag2SO4的溶解度为0.836g,故200g水在25℃最多可溶解Ag2SO42×0.836=1.672g,即烧杯中加入6.24gAg2SO4实
0.0536mol/L。
(2)在烧杯中加入50mL,0.0268 mol/L BaCl2溶液后,由于发生反应:Ag2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2AgCl↓,消耗了溶液中的Ag+和SO42-,使未溶解的Ag2SO4固体继续溶解。消耗的Ag2SO4质量为0.05×0.0268
5.硫酸银的溶解度较小,25℃时,每100g水仅溶解0.836g。
(1)25℃时,在烧杯中放入6.24克硫酸银固体,加200克水,经充分溶解后,所得饱和溶液的体积为200mL,计算溶液中Ag+的物质的量浓度。
(2)若在上述烧杯中加入50mL0.0268 mol/LBaCl2溶液,充分搅拌,溶液中Ag+的物质的量浓度是多少?
C(Ag+)×C(Cl-)=2/3×10-7х10-3=2/3•10-10<1×10-10
所以不产生沉淀
3.(1)c(Cl-) =1×10-3mol/L(2分)(2)c(Ag+)=1×10-7mol/L(2分)
【解析】略
4.(8分)(1)10︰1 5×10-3a(2)2 0.0616(每空2分)
【解析】
②若改加更多的AgCl固体,则c(Ag+);
③若改加更多的KBr固体,则c(Ag+),c(Cl的是;
A.将难溶电解质放入纯水中,溶解达到平衡时,升高温度, Ksp 一定增大
B.两种难溶盐电解质,其中Ksp小的溶解度也一定小
C.难溶盐电解质的Ksp与温度有关
4.与水的离子积Kw=[H+]·[OH-]相似,FeS饱和溶液中也有离了积KSP=[Fe2+]·[S2-]。已知t℃时FeS的KSP=6.25×10-18,则t℃时饱和FeS溶液的物质的量浓度为____。又知t℃时H2S饱和溶液中[H+]2[S2-]=1.0×10-22,现将适量FeS投入H2S饱和溶液中要使[Fe2+]达到1mol·L-1,则应将溶液的pH调节到____。如已知CuS的离子积KSP=9.1×10-36,现将适量CuS放入H2S饱和溶液中,要使[Cu2+]达到0.01 mol·L-1时,应使该溶液的[H+]达到____。由此说明CuS在一般酸中能否溶解?
Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO2- 4]=1.1×10-12
1.81/2=1.3 2751/3=6.5
试求:
(1)此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度,并比较两者的大小。
(2)此温度下,在0.010mo1·L-1的AgNO3溶液中,AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度,并比较两者的大小。
∵x很小,∴0.010+2x≈0.010
x=1.1×10-8(mol·L-1)
∴c(Ag2CrO4)=1.1×10-8(mol·L-1)(1分)
∴c(AgCl)>c(Ag2CrO4)(1分)
【解析】
6.2.5×10-9mol/L;pH=2.4;[H+]=3.3×105mol/L不能
【解析】本题也考查了学生的推理运算能力。解答本题时,只要熟悉水的电离、水的离子积的有关知识,迁移应用于其它的弱酸电离和不溶物质的溶解上来,就能很容易解答出本题。
5.①AgCl(s) Ag+(a q)+Cl-(aq)
(1分)
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO42-(aq)
2xx
(2x)2·x=Ksp
(1分)
∴c(AgCl)<c(Ag2CrO4)(1分)
②在0.010 mol·L-1 AgNO3溶液中,c(Ag+)=0.010 mol·L-1
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
溶度积专题
1.向50ml0.018mol/L的AgNO3溶液中加入50ml0.02mol/L的盐酸,生成了沉淀。如果溶液中C(Ag+)和C(Cl-)的乘积是一个常数,C(Ag+)· C(Cl-)=1.0×10-10,当溶液中C(Ag+)· C(Cl-)>常数,则有沉淀产生,反之沉淀溶解,求
(1)沉淀生成后溶液中C(Ag+)是多少?
以共又溶解了0.418+0.418=0.836<6.24-1.672。即溶液仍为饱和溶液,所以溶液中[Ag+]=0.0536mol/L。
假设烧杯中6.24g Ag2SO4被刚好溶解完,则溶液中Ag2SO4的物
(3)室温下如果取0.2mol/LMOH溶液与0.1mol/L盐酸等体积混合,测得混合溶液的pH<7,则说明MOH的电离程度________MCl的水解程度(填“<”、“>”、“=”),溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_____________________________
8.难溶化合物的饱和溶液存在溶解平衡,例如:AgCl(s) Ag++Cl-,Ag2CrO4(s) 2Ag++ 。在一定温度下,已知:Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=[c(Ag+)]2·c( )=1.9×10-12,现用0.01 mol·L-1AgNO3溶液滴定0.01 mol·L-1KCl和0.001 mol·L-1K2CrO4混合溶液,通过计算回答:
(1)写出表示CH3COOAg沉淀溶解平衡的方程式.
(2)刚开始铜片的质量为23.4 g,将铜片放在100 mL的CH3COOAg饱和溶液中,通过 计算说明当充分反应 后铜片的质量为何值时,CH3COOAg的KSP=2.0×10-3可以得到证实.( =2.24, =1.41)
7.温室下取0.2mol/L的盐酸与0.2mol/LMOH等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=6,试回答下列问题
①曲线X对应的温度是。
②从图中可以得出的结论有(任写一条)。
(4)若往反应的容积中加入1.5molH2和1.0molCO,在曲线Z对应温度下反应达平衡。利用上述图中a点对应的CO平衡转化率,计算2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)的平衡常数。(写出计算过程)
参考答案
1.pH=3-2lg2= 2.4
(1)混合溶液中由水电离出的c(H+)_______0.2mol/L盐酸中水电离出的c(H+)(填“<”、“>”、“=”)。
(2)求出混合溶液中下列算式的精确计算结果(填具体数字,忽略混合后溶液体积的变化),c(Cl—)-c(M+)=_____________mol/L,c(H+)-c(MOH)=_______________ mol/L
A.分离出CH3OH B.升高温度C.减小压强D.加入合适的催化剂
(3)(3)用H2和CO化合制备甲醇的反应中,若反应的容积为1L的恒容容器,分别在230℃、250℃和270℃下,改变H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量固定为1mol)进行实验,结果如下图所示(图中曲线上的点都为一定温度下、一定组成下的平衡点):
(2)如果向沉淀生成后的溶液中再加入50mL0.001mol/L的盐酸,是否产生沉淀,为什么?
2.向100mL 0.018mol/L的AgNO3溶液中加入100mL 0.02mol/L的盐酸,生成沉淀。已知AgCl(s) 的溶度积常数Ksp=c(Ag+)×c(Cl-)=1×10-10。(混合后溶液的体积变化忽略不计)。试计算:
(1)Cl-、 谁先沉淀?
(2)当刚出现Ag2CrO4沉淀时,溶液中Cl-的物质的量浓度是多少?(设混合溶液在反应中体积不变)
9.Ⅰ.已知常温下,AgCl的Ksp=1.8×10-10,AgBr的Ksp=4.9×10-13。
(1)现向AgCl的悬浊液中:
①加入AgNO3固体,则c(Cl-)(填“变大”、“变小”或“不变”,下同);
(1)已知:
1 mol甲醇气体完全燃烧生成CO 和水蒸气的热化学方程式为。
(2)下列措施中有利于提高2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)反应速率的是(双选)。
(1)由于FeS饱和溶液中有[Fe2+]=[S2-],则[Fe2+]·[S2-]2=6.25×10-18,即有[Fe2+]=[S2-]=2.5×10-9mol·L-1,FeS饱和溶液的物质的量浓度也为2.5×10-9mol·L-1。
(2)要使[Fe2+]=1 mol·L-1,则[S2-]=6.25×10-18mol·L-1,有[H+]2·[S2-]=1×10-22,[H+]2×6.25×10-18=1×10-22,解得[H+]=4×10-3mol·L-1,pH=-1g4×10-3=3-2×0.3=2.4
【解析】⑴由Ag++Cl-=AgCl可知沉淀后
C(Cl-)=(0.02-0.018)50/(50+50)=0.001mol/L
所以C(Ag+)=1×10-10/0.001=1×10-7mol/L
⑵再加入50mL盐酸后
C(Ag+)=1×10-7×100/(100+50)=2/3×10-7mol/L
C(Cl-)=0.001mol/L
(3)在(1)题烧杯中需加入多少L 0.0268 mol/L BaCl2溶液,才能使原溶液中Ag+浓度降低至0.0200 mol/L
6.我们可以通过以下实验步骤来验证醋酸银(CH3COOAg)的溶度积KSP=2.0×10-3:将已知质量的铜片加入到CH3COOAg饱和溶液中(此饱和溶液中没有CH3COOAg固体),待充分反应之后,将铜片冲洗 干净、干燥、称重.
(1)沉淀生成后溶液中Cl-的浓度。
(2)沉淀生成后溶液中Ag+的浓度。
3.一定温度下,难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数,这个常数称为该难溶电解质的溶度积,用符号Ksp表示。
即:AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)[An+]m·[Bm-]n=Ksp
已知:某温度时,Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]=1.8×10-10
(3)CuS饱和溶液中,[Cu2+]·[S2-]=9.1×10-36,若要使[Cu2+]=0.01 mol·L-1,则[S2-]=9.1×10-36/0.01=9.4×10-34mol·L-1,此时[H+]2=1×1022/9.1×10-34,解得[H+]=3.3×105mol·L-1。由于一般酸溶液的[H+]远不可能达到该数值。故CuS在一般酸溶液中应该不能够溶解。
溶解平衡时:0.0 10+xx
(0.010+x)·x=1.8×10-10∵x很小,∴0.010+x≈0.010
x=1.8×10-8(mol·L-1)
c(AgCl)= 1.8×10-8(mol·L-1)(1分)
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO2-4(aq)
溶解平衡时:0.010+xx
(0.010+2x)2·x=1.1×10-12
D.向AgCl的悬浊液中加入适量的水,使AgCl再次达到溶解平衡,AgCl的Ksp不变,其溶解度也不变
Ⅱ.最近有人制造了一种燃料电池使汽油氧化直接产生电流,其中一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸气,电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-。回答下列问题:
(1)以辛烷为汽油的代表物,则这个电池放电时必发生反应的化学方程式是。
(2)这个电池负极的电极反应式为C8H18+ 25O2--50e-==8CO2+ 9H2O,,正极的电极反应式为。固体电解质里O2-的移动方向是,向外电路释放电子的电极是。
10.氢氧化镁难溶于水,但它所溶解的那一部分在溶液中完全电离。t℃时,某饱和氢氧化镁溶液的pH=11,若不考虑KW值的变化,则该温度下的氢氧化镁的溶解度是。
【解析】考查溶度积常数的有关计算。c(Fe2+)达到1mol/L,则根据FeS的Ksp=6.25×10-18可知硫离子的浓度为c(S2-)=6.25×10-18mol/L。又因为c2(H+)·c(S2-)=1.0×10-22,所以c(H+)= ,所以pH=3-2lg2= 2.4。
2.⑴1×10-7mol/L⑵不产生沉淀
7.(1)0.0536 mol/L (2)0.0536 mol/L (3)0.489L
【解析】(1)25℃时,Ag2SO4的溶解度为0.836g,故200g水在25℃最多可溶解Ag2SO42×0.836=1.672g,即烧杯中加入6.24gAg2SO4实
0.0536mol/L。
(2)在烧杯中加入50mL,0.0268 mol/L BaCl2溶液后,由于发生反应:Ag2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2AgCl↓,消耗了溶液中的Ag+和SO42-,使未溶解的Ag2SO4固体继续溶解。消耗的Ag2SO4质量为0.05×0.0268
5.硫酸银的溶解度较小,25℃时,每100g水仅溶解0.836g。
(1)25℃时,在烧杯中放入6.24克硫酸银固体,加200克水,经充分溶解后,所得饱和溶液的体积为200mL,计算溶液中Ag+的物质的量浓度。
(2)若在上述烧杯中加入50mL0.0268 mol/LBaCl2溶液,充分搅拌,溶液中Ag+的物质的量浓度是多少?
C(Ag+)×C(Cl-)=2/3×10-7х10-3=2/3•10-10<1×10-10
所以不产生沉淀
3.(1)c(Cl-) =1×10-3mol/L(2分)(2)c(Ag+)=1×10-7mol/L(2分)
【解析】略
4.(8分)(1)10︰1 5×10-3a(2)2 0.0616(每空2分)
【解析】
②若改加更多的AgCl固体,则c(Ag+);
③若改加更多的KBr固体,则c(Ag+),c(Cl的是;
A.将难溶电解质放入纯水中,溶解达到平衡时,升高温度, Ksp 一定增大
B.两种难溶盐电解质,其中Ksp小的溶解度也一定小
C.难溶盐电解质的Ksp与温度有关
4.与水的离子积Kw=[H+]·[OH-]相似,FeS饱和溶液中也有离了积KSP=[Fe2+]·[S2-]。已知t℃时FeS的KSP=6.25×10-18,则t℃时饱和FeS溶液的物质的量浓度为____。又知t℃时H2S饱和溶液中[H+]2[S2-]=1.0×10-22,现将适量FeS投入H2S饱和溶液中要使[Fe2+]达到1mol·L-1,则应将溶液的pH调节到____。如已知CuS的离子积KSP=9.1×10-36,现将适量CuS放入H2S饱和溶液中,要使[Cu2+]达到0.01 mol·L-1时,应使该溶液的[H+]达到____。由此说明CuS在一般酸中能否溶解?
Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO2- 4]=1.1×10-12
1.81/2=1.3 2751/3=6.5
试求:
(1)此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度,并比较两者的大小。
(2)此温度下,在0.010mo1·L-1的AgNO3溶液中,AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度,并比较两者的大小。
∵x很小,∴0.010+2x≈0.010
x=1.1×10-8(mol·L-1)
∴c(Ag2CrO4)=1.1×10-8(mol·L-1)(1分)
∴c(AgCl)>c(Ag2CrO4)(1分)
【解析】
6.2.5×10-9mol/L;pH=2.4;[H+]=3.3×105mol/L不能
【解析】本题也考查了学生的推理运算能力。解答本题时,只要熟悉水的电离、水的离子积的有关知识,迁移应用于其它的弱酸电离和不溶物质的溶解上来,就能很容易解答出本题。
5.①AgCl(s) Ag+(a q)+Cl-(aq)
(1分)
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO42-(aq)
2xx
(2x)2·x=Ksp
(1分)
∴c(AgCl)<c(Ag2CrO4)(1分)
②在0.010 mol·L-1 AgNO3溶液中,c(Ag+)=0.010 mol·L-1
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
溶度积专题
1.向50ml0.018mol/L的AgNO3溶液中加入50ml0.02mol/L的盐酸,生成了沉淀。如果溶液中C(Ag+)和C(Cl-)的乘积是一个常数,C(Ag+)· C(Cl-)=1.0×10-10,当溶液中C(Ag+)· C(Cl-)>常数,则有沉淀产生,反之沉淀溶解,求
(1)沉淀生成后溶液中C(Ag+)是多少?
以共又溶解了0.418+0.418=0.836<6.24-1.672。即溶液仍为饱和溶液,所以溶液中[Ag+]=0.0536mol/L。
假设烧杯中6.24g Ag2SO4被刚好溶解完,则溶液中Ag2SO4的物
(3)室温下如果取0.2mol/LMOH溶液与0.1mol/L盐酸等体积混合,测得混合溶液的pH<7,则说明MOH的电离程度________MCl的水解程度(填“<”、“>”、“=”),溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_____________________________
8.难溶化合物的饱和溶液存在溶解平衡,例如:AgCl(s) Ag++Cl-,Ag2CrO4(s) 2Ag++ 。在一定温度下,已知:Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=[c(Ag+)]2·c( )=1.9×10-12,现用0.01 mol·L-1AgNO3溶液滴定0.01 mol·L-1KCl和0.001 mol·L-1K2CrO4混合溶液,通过计算回答:
(1)写出表示CH3COOAg沉淀溶解平衡的方程式.
(2)刚开始铜片的质量为23.4 g,将铜片放在100 mL的CH3COOAg饱和溶液中,通过 计算说明当充分反应 后铜片的质量为何值时,CH3COOAg的KSP=2.0×10-3可以得到证实.( =2.24, =1.41)
7.温室下取0.2mol/L的盐酸与0.2mol/LMOH等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=6,试回答下列问题
①曲线X对应的温度是。
②从图中可以得出的结论有(任写一条)。
(4)若往反应的容积中加入1.5molH2和1.0molCO,在曲线Z对应温度下反应达平衡。利用上述图中a点对应的CO平衡转化率,计算2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)的平衡常数。(写出计算过程)
参考答案
1.pH=3-2lg2= 2.4
(1)混合溶液中由水电离出的c(H+)_______0.2mol/L盐酸中水电离出的c(H+)(填“<”、“>”、“=”)。
(2)求出混合溶液中下列算式的精确计算结果(填具体数字,忽略混合后溶液体积的变化),c(Cl—)-c(M+)=_____________mol/L,c(H+)-c(MOH)=_______________ mol/L
A.分离出CH3OH B.升高温度C.减小压强D.加入合适的催化剂
(3)(3)用H2和CO化合制备甲醇的反应中,若反应的容积为1L的恒容容器,分别在230℃、250℃和270℃下,改变H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量固定为1mol)进行实验,结果如下图所示(图中曲线上的点都为一定温度下、一定组成下的平衡点):
(2)如果向沉淀生成后的溶液中再加入50mL0.001mol/L的盐酸,是否产生沉淀,为什么?
2.向100mL 0.018mol/L的AgNO3溶液中加入100mL 0.02mol/L的盐酸,生成沉淀。已知AgCl(s) 的溶度积常数Ksp=c(Ag+)×c(Cl-)=1×10-10。(混合后溶液的体积变化忽略不计)。试计算:
(1)Cl-、 谁先沉淀?
(2)当刚出现Ag2CrO4沉淀时,溶液中Cl-的物质的量浓度是多少?(设混合溶液在反应中体积不变)
9.Ⅰ.已知常温下,AgCl的Ksp=1.8×10-10,AgBr的Ksp=4.9×10-13。
(1)现向AgCl的悬浊液中:
①加入AgNO3固体,则c(Cl-)(填“变大”、“变小”或“不变”,下同);