2019版高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題8 水溶液中的離子反應(yīng) 第4講 難溶電解質(zhì)的溶解平衡學(xué)案 蘇教版.doc

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第4講　難溶電解質(zhì)的溶解平衡 【2019備考】 最新考綱：1.了解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡。2.理解溶度積的含義及其表達(dá)式，能進(jìn)行相關(guān)的計算。 考點一　沉淀的溶解平衡及應(yīng)用 (頻數(shù)：★☆☆　難度：★★★) 1．沉淀溶解平衡 (1)含義 在一定溫度下的水溶液中，當(dāng)沉淀溶解和生成的速率相等時，即建立了溶解平衡狀態(tài)。 (2)建立過程 固體溶質(zhì)溶液中的溶質(zhì) (3)特征 2．影響沉淀溶解平衡的因素 (1)內(nèi)因 難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)，這是決定因素。 (2)外因 ①濃度：加水稀釋，平衡向沉淀溶解的方向移動； ②溫度：絕大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過程，升高溫度，平衡向沉淀溶解的方向移動； ③同離子效應(yīng)：向平衡體系中加入難溶物溶解產(chǎn)生的離子，平衡向生成沉淀的方向移動； ④其他：向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶或更難電離或氣體的離子時，平衡向沉淀溶解的方向移動。 例如：以AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)為例，填寫外界條件對溶解平衡的影響。 外界條件 移動方向 平衡后c(Ag＋) 平衡后c(Cl－) Ksp 升高溫度 正向 增大 增大 增大 加水稀釋 正向 不變 不變 不變 加入少量 AgNO3 逆向 增大 減小 不變 通入HCl 逆向 減小 增大 不變 通入H2S 正向 減小 增大 不變 (3)電解質(zhì)在水中的溶解度 20 ℃時，電解質(zhì)在水中的溶解度與溶解性存在如下關(guān)系： AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)與AgCl===Ag＋＋Cl－所表示的意義不同。前者表示難溶電解質(zhì)AgCl在水溶液中的沉淀溶解平衡方程式，后者表示強(qiáng)電解質(zhì)AgCl在水溶液中的電離方程式。 3．沉淀溶解平衡的應(yīng)用 (1)沉淀的生成 ①調(diào)節(jié)pH法 如除去NH4Cl溶液中的FeCl3雜質(zhì)，可加入氨水調(diào)節(jié)pH至3～4，離子方程式為Fe3＋＋3NH3H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。 ②沉淀劑法 如用H2S沉淀Cu2＋，離子方程式為H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。 (2)沉淀的溶解 ①酸溶解法 如CaCO3溶于鹽酸，離子方程式為CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。 ②鹽溶液溶解法 如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，離子方程式為Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3H2O。 ③氧化還原溶解法 如不溶于鹽酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。 ④配位溶解法 如AgCl溶于氨水，離子方程式為AgCl＋2NH3H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。 (3)沉淀的轉(zhuǎn)化 ①實質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(沉淀的溶解度差別越大，越容易轉(zhuǎn)化)。 ②應(yīng)用：鍋爐除垢、礦物轉(zhuǎn)化等。 用沉淀法除雜不可能將雜質(zhì)離子全部通過沉淀除去。一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于110－5 molL－1時，沉淀已經(jīng)完全。 1．教材基礎(chǔ)知識判斷 (1)沉淀達(dá)到溶解平衡時，溶液中溶質(zhì)離子濃度一定相等，且保持不變(　　) (2)升高溫度，沉淀溶解平衡一定正向移動(　　) (3)室溫下，AgCl在水中的溶解度小于在食鹽水中的溶解度(　　) (4)BaSO4在同物質(zhì)的量濃度的Na2SO4溶液和Al2(SO4)3溶液中的溶解度相同(　　) (5)根據(jù)AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，CH3COOHCH3COO－＋H＋，可以判斷AgCl、CH3COOH均為弱電解質(zhì)(　　) 答案　(1)　(2)　(3)　(4)　(5) 2．(RJ選修4P672改編)下列敘述中正確的是(　　) A．升高溫度，沉淀溶解平衡都是向促進(jìn)沉淀溶解的方向移動 B．絕對不溶解的物質(zhì)是不存在的 C．難溶電解質(zhì)在水溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡時，沉淀和溶解即停止 D．BaSO4(s)SO(aq)＋Ba2＋(aq)表示溶解平衡；H2O＋HSOSO＋H3O＋表示水解平衡 答案　B 3．(溯源題)(2016海南化學(xué)，5)向含有MgCO3固體的溶液中滴加少許濃鹽酸(忽略體積變化)，下列數(shù)值變小的是________，增大的是________。 ①c(CO) ②c(Mg2＋) ③c(H＋) ④Ksp(MgCO3) 答案?、佟、冖? 探源：本題源于SJ選修4 P88“問題解決”對沉淀的溶解過程進(jìn)行了分析和判斷。 題組一　沉淀溶解平衡過程及其影響因素 1．下列有關(guān)AgCl沉淀溶解平衡的說法中，正確的是(　　) A．升高溫度，AgCl的溶解度減小 B．在任何含AgCl固體的水溶液中，c(Ag＋)＝c(Cl－)且二者乘積是一個常數(shù) C．AgCl沉淀生成和溶解不斷進(jìn)行，但速率相等 D．向AgCl沉淀溶解平衡體系中加入NaCl固體，AgCl溶解的質(zhì)量不變 解析　升高溫度，AgCl的溶解度增大，A錯誤；在任何含AgCl固體的水溶液中，c(Ag＋)與c(Cl－)不一定相等，但二者乘積在一定溫度下是一個常數(shù)，B錯誤；當(dāng)達(dá)到平衡時，AgCl沉淀生成和溶解不斷進(jìn)行，但速率相等，C正確；向AgCl沉淀溶解平衡體系中加入NaCl固體，溶解平衡逆向移動，AgCl溶解的質(zhì)量減小，D錯誤。 答案　C 2．已知溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)　ΔH＜0，下列有關(guān)該平衡體系的說法正確的是(　　) ①升高溫度，平衡逆向移動 ②向溶液中加入少量碳酸鈉粉末能增大鈣離子的濃度 ③除去氯化鈉溶液中混有的少量鈣離子，可以向溶液中加入適量的NaOH溶液 ④恒溫下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高 ⑤給溶液加熱，溶液的pH升高 ⑥向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固體質(zhì)量增加 ⑦向溶液中加入少量NaOH固體，Ca(OH)2固體質(zhì)量不變 A．①⑥ B．①⑥⑦ C．②③④⑥ D．①②⑥⑦ 解析　加入碳酸鈉粉末會生成CaCO3，使Ca2＋濃度減小，②錯；加入氫氧化鈉溶液會使平衡左移，有Ca(OH)2沉淀生成，但Ca(OH)2的溶度積較大，要除去Ca2＋，應(yīng)把Ca2＋轉(zhuǎn)化為更難溶的CaCO3，③錯；恒溫下Ksp不變，加入CaO后，溶液仍為Ca(OH)2的飽和溶液，pH不變，④錯；加熱，Ca(OH)2的溶解度減小，溶液的pH降低，⑤錯；加入Na2CO3溶液，沉淀溶解平衡向右移動，Ca(OH)2固體轉(zhuǎn)化為CaCO3固體，固體質(zhì)量增加，⑥正確；加入NaOH固體平衡向左移動，Ca(OH)2固體質(zhì)量增加，⑦錯。 答案　A 題組二　溶解平衡原理的應(yīng)用 3．下列化學(xué)原理的應(yīng)用，主要用沉淀溶解平衡原理來解釋的是(　　) ①熱純堿溶液去油污能力強(qiáng) ②誤將鋇鹽[BaCl2、Ba(NO3)2]當(dāng)作食鹽混用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒 ③溶洞、珊瑚的形成 ④碳酸鋇不能作“鋇餐”而硫酸鋇則能 ⑤泡沫滅火器滅火的原理 A．②③④ B．①②③ C．③④⑤ D．①②③④⑤ 解析?、佗菔撬馄胶庠?。 答案　A 4．(2018湖南懷化期末)向MnCl2溶液中加入過量難溶電解質(zhì)MnS，可使溶液中含有的Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等金屬離子轉(zhuǎn)化為硫化物沉淀，從而得到純凈的MnCl2。下列分析正確的是(　　) A．MnS具有吸附性 B．MnS有還原性，可將Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋還原后除去 C．MnS溶解度大于CuS、PbS、CdS D．MnS與Cu2＋反應(yīng)的離子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓ 解析　MnS是難溶物，它能將溶液中的Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋轉(zhuǎn)化為硫化物沉淀，發(fā)生的是沉淀的轉(zhuǎn)化，說明生成的硫化物是更難溶的物質(zhì)，即MnS溶解度大于CuS、PbS、CdS，故C項正確；A、B項錯誤；MnS與Cu2＋反應(yīng)的離子方程式應(yīng)為MnS＋Cu2＋CuS＋Mn2＋，D項錯誤。 答案　C 【規(guī)范模板】 某工廠用六水合氯化鎂和粗石灰制取的氫氧化鎂含有少量氫氧化鐵雜質(zhì)，通過如下流程進(jìn)行提純精制，獲得阻燃劑氫氧化鎂。 已知EDTA只能與溶液中的Fe2＋反應(yīng)生成易溶于水的物質(zhì)，不與Mg(OH)2反應(yīng)。雖然Fe(OH)2難溶于水，但步驟②中隨著EDTA的加入，最終能夠?qū)e(OH)2除去并獲得純度高的Mg(OH)2。請從沉淀溶解平衡的角度加以解釋：Fe(OH)2懸濁液中存在如下平衡：Fe(OH)2(s)Fe2＋(aq)＋2OH－(aq)，當(dāng)不斷滴入EDTA時，EDTA將結(jié)合Fe2＋促使平衡向右移動而使Fe(OH)2不斷溶解。 考點二　沉淀溶解平衡常數(shù)及其應(yīng)用 (頻數(shù)：★★★　難度：★★★) 1．溶度積和離子積 以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)為例： 溶度積 離子積 概念 沉淀溶解的平衡常數(shù) 溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積 符號 Ksp Qc 表達(dá)式 Ksp(AmBn)＝cm(An＋)cn(Bm－)，式中的濃度都是平衡濃度 Qc(AmBn)＝cm(An＋)cn(Bm－)，式中的濃度都是任意濃度 應(yīng)用 判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解 ①Q(mào)c＞Ksp：溶液過飽和，有沉淀析出 ②Qc＝Ksp：溶液飽和，處于平衡狀態(tài) ③Qc＜Ksp：溶液未飽和，無沉淀析出 2.Ksp的影響因素 (1)內(nèi)因：難溶物質(zhì)本身的性質(zhì)，這是主要決定因素。 (2)外因 ①濃度：加水稀釋，平衡向溶解方向移動，但Ksp不變。 ②溫度：絕大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過程，升高溫度，平衡向溶解方向移動，Ksp增大。 ③其他：向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶物質(zhì)或更難電離物質(zhì)或氣體的離子時，平衡向溶解方向移動，但Ksp不變。 (1)溶解平衡一般是吸熱的，溫度升高平衡右移，Ksp增大，但Ca(OH)2相反。 (2)對于沉淀溶解平衡：AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，Ksp＝cm(An＋)cn(Bm－)，對于相同類型的物質(zhì)，Ksp的大小反映了難溶電解質(zhì)在溶液中溶解能力的大小，也反映了該物質(zhì)在溶液中沉淀的難易。 1．教材基礎(chǔ)知識判斷 (1)Ksp既與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，也與沉淀的量和溶液中離子濃度有關(guān)(　　) (2)在一定條件下，溶解度較小的沉淀也可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的沉淀(　　) (3)常溫下，向BaCO3飽和溶液中加入Na2CO3固體，BaCO3的Ksp減小(　　) (4)溶度積常數(shù)Ksp只受溫度的影響，溫度升高Ksp增大(　　) (5)常溫下，向Mg(OH)2飽和溶液中加入NaOH固體，Mg(OH)2的Ksp不變(　　) (6)Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，則AB2的溶解度小于CD的溶解度(　　) (7)不可能使要除去的離子全部通過沉淀除去。一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1.010－5 molL－1時，沉淀已經(jīng)完全(　　) 答案　(1)　(2)√　(3)　(4)　(5)√　(6)　(7)√ 2．(溯源題)判斷下列說法是否正確。 (1) 實驗 現(xiàn)象 結(jié)論 向2支盛有2 mL相同濃度銀氨溶液的試管中分別加入2 滴相同濃度的NaCl和NaI溶液 一只試管中產(chǎn)生黃色沉淀，另一支中無明顯現(xiàn)象 Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl) (　　) (2017課標(biāo)全國Ⅱ，13C) (2)在同濃度的鹽酸中，ZnS可溶而CuS不溶，說明CuS的溶解度比ZnS的小(　　) (2016天津理綜，3D) (3)向AgCl、AgBr的飽和溶液中加入少量AgNO3，溶液中不變(　　) (2016課標(biāo)全國Ⅲ，13D) (4)室溫下，向濃度均為0.1 molL－1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液，出現(xiàn)白色沉淀?？赏瞥鯧sp(BaSO4)Ksp(AgI) D．硬水中含有較多的Ca2＋、Mg2＋、HCO、SO，加熱煮沸可以完全除去其中的Ca2＋、Mg2＋ 解析　飽和石灰水中加入一定量生石灰，溶液溫度明顯升高，但Ca(OH)2的溶解度降低，溶液中c(OH－)減小，溶液的pH減小，A錯；AgCl懸濁液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移動，但離子的總濃度增大，B錯；由沉淀的轉(zhuǎn)化規(guī)律可得，Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，C對；加熱煮沸硬水，只能軟化具有暫時硬度的硬水，D錯。 答案　C 2．現(xiàn)將足量的AgCl分別放入下列物質(zhì)中，AgCl的溶解度由大到小的順序是(　　) ①30 mL 0.03 molL－1 AgNO3溶液 ②30 mL 0.02 molL－1 CaCl2溶液 ③30 mL 0.03 molL－1 HI溶液 ④30 mL蒸餾水 A．①＞②＞③＞④ B．③＞④＞①＞② C．②＞①＞④＞③ D．④＞③＞②＞① 解析　溶液中Cl－或Ag＋濃度越大，AgCl在該溶液中的溶解度越小，另外Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)，故在HI溶液里HI會促進(jìn)AgCl的溶解，B符合題意。 答案　B 3．工業(yè)上向鍋爐里注入Na2CO3溶液浸泡，將水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3，而后用鹽酸去除。下列敘述不正確的是(　　) A．溫度升高，Na2CO3溶液的Kw和c(OH－)均會增大 B．沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式為CO(aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋SO(aq) C．鹽酸溶液中，CaCO3的溶解性大于CaSO4 D．Na2CO3溶液遇CO2后，陰離子濃度均減小 解析　溫度升高，Kw增大，溫度升高促進(jìn)碳酸鈉溶液水解，c(OH－)增大，A選項正確；加入碳酸鈉溶液，把硫酸鈣轉(zhuǎn)化為碳酸鈣：CO(aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋SO(aq)，B選項正確；因為碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)，而硫酸鈣不與鹽酸反應(yīng)，所以在鹽酸溶液中碳酸鈣的溶解性大于硫酸鈣，C選項正確；根據(jù)CO＋CO2＋H2O===2HCO知，HCO濃度增大，D選項錯誤。 答案　D 4．某些鹽能溶解沉淀，利用下表三種試劑進(jìn)行實驗，相關(guān)分析不正確的是(　　) 編號 ① ② ③ 分散質(zhì) Mg(OH)2 HCl NH4Cl 備注 懸濁液 1 molL－1 1 molL－1 A.向①中加入酚酞溶液顯紅色，說明物質(zhì)的“不溶性”是相對的 B．分別向少量Mg(OH)2沉淀中加入適量等體積的②、③，沉淀均能快速徹底溶解 C．①③混合后發(fā)生反應(yīng)：Mg(OH)2(s)＋2NH(aq)Mg2＋(aq)＋2NH3H2O(l) D．向①中加入②，c(OH－)減小，Mg(OH)2溶解平衡正向移動 解析　使酚酞顯紅色的溶液呈堿性，說明Mg(OH)2在水中有一定的溶解，溶解后的Mg(OH)2電離使溶液呈堿性，A正確；Mg(OH)2與NH4Cl溶液反應(yīng)速率較小，沉淀不能快速徹底溶解，B錯誤；NH結(jié)合Mg(OH)2懸濁液中的OH－，促進(jìn)Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移動，促使Mg(OH)2沉淀溶解，C正確；鹽酸能夠與Mg(OH)2發(fā)生中和反應(yīng)，促使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移動，D正確。 答案　B 5．已知AgCl的溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，下列說法不正確的是(　　) A．除去溶液中Ag＋加鹽酸鹽比硫酸鹽好 B．加入H2O，溶解平衡不移動 C．用NaCl溶液代替蒸餾水洗滌AgCl，可以減少沉淀損失 D．反應(yīng)2AgCl(s)＋Na2S(aq)Ag2S(s)＋2NaCl(aq)說明溶解度：AgCl>Ag2S 解析　AgCl難溶于水、Ag2SO4微溶于水，因此除去溶液中的Ag＋加鹽酸鹽比加硫酸鹽好，A項正確；加水稀釋，Ag＋和Cl－濃度均減小，平衡正向移動，B項錯誤；NaCl溶液中Cl－的濃度較大，洗滌沉淀時可以減少氯化銀的溶解損失，C項正確。AgCl能夠生成硫化銀沉淀，說明硫化銀更難溶，D項正確。 答案　B 6．已知Fe2＋結(jié)合S2－的能力大于結(jié)合OH－的能力，而Al3＋則正好相反，I2的氧化性比S強(qiáng)。在Fe2(SO4)3和AlCl3的混合溶液中，先加入過量的KI溶液，再加入足量的Na2S溶液，所得沉淀是(　　) A．FeS、Al(OH)3和S B．Fe(OH)3和Al(OH)3 C．Fe2S3和Al(OH)3 D．Al2S3、FeS和S 解析　加入過量的KI溶液后，F(xiàn)e3＋和I－發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2＋和I2。接著生成的I2把Na2S氧化：I2＋S2－===S↓＋2I－，同時Fe2＋＋S2－===FeS↓，還發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)：2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，所以最終的沉淀是FeS、Al(OH)3和S。 答案　A 7．25 ℃時，PbCl2固體在不同濃度鹽酸中的溶解度曲線如圖。在制備PbCl2的實驗中，洗滌PbCl2固體最好選用(　　) A．蒸餾水 B．1.00 molL－1鹽酸 C．5.00 molL－1鹽酸 D．10.00 molL－1鹽酸 解析　觀察題圖知，PbCl2固體在濃度為1.00 molL－1的鹽酸中溶解度最小，為了減少PbCl2固體的溶解，應(yīng)選擇1 molL－1鹽酸來洗滌PbCl2固體。 答案　B 8．已知25 ℃時BaSO4飽和溶液中存在BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)，Ksp＝1.102 510－10，下列有關(guān)BaSO4的溶度積和溶解平衡的敘述正確的是(　　) A．25 ℃時，向c(SO)＝1.0510－5 molL－1的BaSO4溶液中，加入BaSO4固體，c(SO)增大 B．向該飽和溶液中加入Ba(NO3)2固體，則BaSO4的溶度積常數(shù)增大 C．向該飽和溶液中加入Na2SO4固體，則該溶液中c(Ba2＋)＞c(SO) D．向該飽和溶液中加入BaCl2固體，則該溶液中c(SO)減小 解析　BaSO4的溶度積等于c(Ba2＋)和c(SO)的乘積，故飽和溶液中c(SO)＝1.0510－5molL－1，再加入BaSO4固體不溶解，c(SO)不變，A項錯誤；溶度積常數(shù)只與溫度有關(guān)，B項錯誤；加入Na2SO4固體，BaSO4的溶解平衡向左移動，c(Ba2＋)減小，應(yīng)為c(SO)>c(Ba2＋)，C項錯誤；加入BaCl2固體，BaSO4的溶解平衡向左移動，c(SO)減小。 答案　D 9．298 K時，AgSCN的沉淀溶解平衡曲線如圖所示，下列判斷錯誤的是(　　) A．298 K時，Ksp(AgSCN)＝1.010－12 B．b點溶液蒸發(fā)部分水后恢復(fù)至室溫可移動到c點 C．向a點溶液中加入等物質(zhì)的量的AgNO3、KSCN固體后，可能使a點移動到 c點 D．欲使溶液由c點移到d點，可滴入少量KSCN濃溶液 解析　由c點可知Ksp(AgSCN)＝1.010－12，A項不符合題意。b、c點的c(Ag＋)相等，由于b點c(Ag＋)c(SCN－)＜Ksp(AgSCN)，b點表示AgSCN的不飽和溶液，當(dāng)蒸發(fā)部分水時c(Ag＋)、c(SCN－)均增大，B項符合題意。a點為AgSCN的不飽和溶液，加入等物質(zhì)的量的AgNO3、KSCN固體時，c(Ag＋)、c(SCN－)同時增大，a點可能移動到c點，C項不符合題意。向c點溶液中滴入KSCN濃溶液時生成AgSCN沉淀，c(Ag＋)減小，可使c點移到d點，D項不符合題意。 答案　B 10．工業(yè)上常用還原沉淀法處理含鉻廢水(Cr2O和CrO)，其流程為 已知：步驟③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 下列有關(guān)說法不正確的是(　　) A．步驟①中當(dāng)v正(CrO)＝2v逆(Cr2O)時，說明反應(yīng)：2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O達(dá)到平衡狀態(tài) B．若向K2Cr2O7溶液中加NaOH濃溶液，溶液可由橙色變黃色 C．步驟②中，若要還原1 mol Cr2O，需要12 mol (NH4)2Fe(SO4)2 D．步驟③中，當(dāng)將溶液的pH調(diào)節(jié)至5時，可認(rèn)為廢水中的鉻元素已基本除盡[當(dāng)溶液中c(Cr3＋)≤10－5 molL－1時，可視作該離子沉淀完全] 解析　C項，Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，1 mol Cr2O可氧化6 mol (NH4)2Fe(SO4)2；D項，c(OH－)＝ molL－1＝10－9 molL－1，則c(H＋)＝ molL－1＝10－5 molL－1，pH＝5。 答案　C 11．一定溫度下，三種硫化物MS(M2＋指Pb2＋、Cu2＋或Hg2＋)的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。已知：pM＝－lg c(M2＋)，pS＝－lg c(S2－)。下列說法正確的是(　　) A．PbS、CuS、HgS的Ksp依次增大 B．b點可以表示HgS的不飽和溶液，向b點溶液中加入Na2S固體可達(dá)a點 C．b點可以表示CuS的飽和溶液，且c(Cu2＋)＜c(S2－) D．c點可以表示CuS的不飽和溶液，也可以表示PbS的過飽和溶液 解析　由pM、pS的計算公式可知，Ksp(PbS)＞Ksp(CuS)＞Ksp(HgS)，A項錯誤。b點、a點對應(yīng)的c(Hg2＋)相等，但b點對應(yīng)的c(S2－)大于a點對應(yīng)的c(S2－)，故b點c(Hg2＋)c(S2－)大于Ksp(HgS)，是過飽和溶液，B項錯誤。b點在CuS的沉淀溶解平衡曲線上，pM＞pS，說明c(Cu2＋)＜c(S2－)，C項正確。c點在PbS和CuS沉淀溶解平衡曲線之間，有Ksp(CuS)＜c(M2＋)c(S2－)＜Ksp(PbS)，故c點表示CuS的過飽和溶液，表示PbS的不飽和溶液，D項錯誤。 答案　C 12．某溶液中含SO、CO的濃度均為0.01 molL－1。已知Ksp(CaCO3)＝4.810－9，Ksp(CaSO4)＝2.410－5，離子濃度小于或等于110－5 molL－1時認(rèn)為沉淀完全，下列敘述不正確的是(　　) A．向該溶液中逐滴滴加CaCl2溶液，形成沉淀的先后順序為CO、SO B．混合溶液中SO完全沉淀時，c(SO)∶c(CO)＝5103∶1 C．CaSO4(s)＋CO(aq)CaCO3(s)＋SO(aq)，其平衡常數(shù)K＝5103 D．向CaCO3懸濁液中加入飽和Na2SO4溶液，CaCO3不能轉(zhuǎn)化為CaSO4 解析　CO沉淀時的c(Ca2＋)＝4.810－7 molL－1，SO沉淀時的c(Ca2＋)＝2.410－3 molL－1，故CO先形成沉淀，A項不符合題意。SO完全沉淀時，c(Ca2＋)＝2.4 molL－1，溶液中c(CO)＝210－9 molL－1，則c(SO)∶c(CO)＝5103∶1，B項不符合題意。結(jié)合B項，K＝＝5103，C項不符合題意。由兩種鹽的Ksp大小可知，CaCO3能轉(zhuǎn)化為CaSO4，D項符合題意。 答案　D 二、填空題 13．已知：25 ℃時，Ksp(BaSO4)＝110－10，Ksp(BaCO3)＝110－9。 (1)醫(yī)學(xué)上進(jìn)行消化系統(tǒng)的X射線透視時，常使用BaSO4作內(nèi)服造影劑。胃酸酸性很強(qiáng)(pH約為1)，但服用大量BaSO4仍然是安全的，BaSO4不溶于酸的原因是(用溶解平衡原理解釋)____ ____________________________________________ ______________________________________________________________。 萬一誤服了少量BaCO3，應(yīng)盡快用大量0.5 molL－1Na2SO4溶液給患者洗胃，如果忽略洗胃過程中Na2SO4溶液濃度的變化，殘留在胃液中的Ba2＋濃度僅為________molL－1。 (2)長期使用的鍋爐需要定期除水垢，否則會降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO4，可先用Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去。 ①CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3的離子方程式為_______________________________ _________________________________________________________________。 ②請分析CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3的原理：______________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 解析　(1)BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)，由于Ba2＋、SO均不與H＋反應(yīng)，無法使平衡移動。c(Ba2＋)＝＝210－10molL－1。 答案　(1)對于平衡BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)，H＋不能減少Ba2＋或SO的濃度，平衡不能向溶解的方向移動　210－10 (2)①CaSO4(s)＋CO(aq)===CaCO3(s)＋SO(aq) ②CaSO4存在沉淀溶解平衡，加入Na2CO3溶液后，CO與Ca2＋結(jié)合生成CaCO3沉淀，Ca2＋濃度減小，使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移動 14．已知：I2＋2S2O===S4O＋2I－ 相關(guān)物質(zhì)的溶度積常數(shù)見下表： 物質(zhì) Cu(OH)2 Fe(OH)3 CuCl CuI Ksp 2.210－20 2.610－39 1.710－7 1.310－12 (1)某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，為得到純凈的CuCl22H2O晶體，加入________，調(diào)至pH＝4，使溶液中的Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，此時溶液中的c(Fe3＋)＝________。過濾后，將所得濾液低溫蒸發(fā)、濃縮結(jié)晶，可得到CuCl22H2O晶體。 (2)在空氣中直接加熱CuCl22H2O晶體得不到純的無水CuCl2，原因是_________________________________________________________________ (用化學(xué)方程式表示)。由CuCl22H2O晶體得到純的無水CuCl2的合理方法是________________________________________________________________。 (3)某學(xué)習(xí)小組用“間接碘量法”測定含有CuCl22H2O晶體的試樣(不含能與I－發(fā)生反應(yīng)的氧化性雜質(zhì))的純度，過程如下：取0.36 g試樣溶于水，加入過量KI固體，充分反應(yīng)，生成白色沉淀。用0.100 0 molL－1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，到達(dá)滴定終點時，消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL。 ①可選用________作滴定指示劑，滴定終點的現(xiàn)象是__________________ __________________________________________________________________。 ②CuCl2溶液與KI反應(yīng)的離子方程式為_____________________________ _________________________________________________________________。 ③該試樣中CuCl22H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。 解析　(1)考慮到不引入新的雜質(zhì)，調(diào)節(jié)至溶液pH為4，使Fe3＋沉淀的試劑可以是Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、CuO等。pH＝4時，c(OH－)＝＝10－10molL－1，此時溶液中c(Fe3＋)＝＝molL－1＝2.610－9molL－1。 (2)CuCl22H2O在空氣中加熱會發(fā)生水解反應(yīng)： 2CuCl22H2OCu(OH)2CuCl2＋2HCl＋2H2O或CuCl22H2OCuO＋2HCl＋H2O，要得到無水CuCl2，應(yīng)將CuCl22H2O晶體在干燥的HCl氣流中加熱脫水以抑制其水解。 (3)依題給信息，用“間接碘量法”測定CuCl22H2O晶體試樣純度的反應(yīng)原理是：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I(xiàn)2，I2＋2S2O===S4O＋2I－，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的I2，指示劑選擇淀粉溶液，終點時溶液藍(lán)色褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色。由2Cu2＋～I(xiàn)2～2S2O得CuCl22H2O試樣的純度為100%＝95%。 答案　(1)Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3　2.610－9molL－1 (2)2CuCl22H2OCu(OH)2CuCl2＋2HCl＋2H2O[主要產(chǎn)物寫成Cu(OH)2、Cu(OH)Cl、CuO均可] 在干燥的HCl氣流中加熱脫水 (3)①淀粉溶液　藍(lán)色褪去，放置30 s后不恢復(fù)原色 ②2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I(xiàn)2　③95% 15．(2018日照模擬)軟錳礦(主要成分為MnO2)可用于制備錳及其化合物。 (1)早期冶煉金屬錳的一種方法是先煅燒軟錳礦生成Mn3O4，再利用鋁熱反應(yīng)原理制得錳，該鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________。 (2)現(xiàn)代冶煉金屬錳的一種工藝流程如下圖所示： 下表為t ℃時，有關(guān)物質(zhì)的pKsp(注：pKsp＝－lg Ksp)。 物質(zhì) Fe(OH)3 Cu(OH)2 Ca(OH)2 Mn(OH)2 CuS CaS MnS MnCO3 pKsp 37.4 19.32 5.26 12.7 35.2 5.86 12.6 10.7 軟錳礦還原浸出的反應(yīng)為12MnO2＋C6H12O6＋12H2SO4===12MnSO4＋6CO2↑＋18H2O ①該反應(yīng)中，還原劑為________。寫出一種能提高還原浸出速率的措施：__________________________________________________________________。 ②濾液1的pH________(填“＞”“＜”或“＝”)MnSO4浸出液的pH。 ③加入MnF2的主要目的是除去________(填“Ca2＋”“Fe3＋”或“Cu2＋”)。 (3)由MnSO4制取MnCO3。 往MnSO4溶液中加入過量NH4HCO3溶液，該反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________________________________； 若往MnSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液，還會產(chǎn)生Mn(OH)2，可能的原因有：MnCO3(s)＋2OH－(aq)Mn(OH)2(s)＋CO(aq)，t ℃時，計算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________(填數(shù)值)。 解析　(1)高溫下，Al和Mn3O4發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成Mn，根據(jù)反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件可知反應(yīng)的化學(xué)方程式為8Al＋3Mn3O44Al2O3＋9Mn； (2)軟錳礦還原浸出得到硫酸錳溶液，說明浸取液為稀硫酸，同時溶液中還含有Ca2＋、Fe3＋、Cu2＋等雜質(zhì)，調(diào)節(jié)溶液的pH，F(xiàn)e(OH)3的pKsp為37.4，與其他離子相比最大，調(diào)節(jié)pH可以將Fe(OH)3沉淀下來，向濾液中加入硫化銨，CuS的pKsp為35.2，可以將銅離子形成硫化物沉淀下來，再加入MnF2，形成CaF2沉淀，除去Ca2＋，最后對得到的含有錳離子的鹽電解，可以得到金屬錳。 ①軟錳礦還原浸出的反應(yīng)為12MnO2＋C6H12O6＋12H2SO4===12MnSO4＋6CO2↑＋18H2O，該反應(yīng)中，錳元素化合價由＋4價變?yōu)椋?價、碳元素化合價由0價變?yōu)椋?價，失電子化合價升高的反應(yīng)物是還原劑，所以C6H12O6為還原劑；反應(yīng)物接觸面積越大、溫度越高反應(yīng)速率越快，所以能提高還原浸出速率的措施：升高反應(yīng)溫度或?qū)④涘i礦研細(xì)等。 ②軟錳礦還原浸出的反應(yīng)為12MnO2＋C6H12O6＋12H2SO4===12MnSO4＋6CO2↑＋18H2O，溶液呈強(qiáng)酸性，還原浸出液中含有Mn2＋、Ca2＋、Fe3＋、Cu2＋，此時未形成沉淀，Ksp為電離平衡常數(shù)，pKsp＝－lgKsp，pKsp越大，沉淀溶解平衡常數(shù)越小，濾液1為形成Fe(OH)3沉淀，pKsp＝－lgKsp＝37.4，Ksp＝10－37.4，Ksp＝c(Fe3＋)c3(OH－)＝10－37.4，c(OH－)≈10－10 molL－1，c(H＋)＝110－4 molL－1，pH＝4，所以濾液1的pH大于MnSO4浸出液的pH＝4，才能形成氫氧化鐵沉淀。 ③CaF2難溶于水，濾液2為Mn2＋、Ca2＋、NH、SO，加入MnF2的目的是形成CaF2沉淀，除去Ca2＋。 (3)錳離子和碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸錳沉淀、水和二氧化碳?xì)怏w，離子方程式為Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋H2O＋CO2↑；由MnCO3(s)＋2OH－(aq)Mn(OH)2(s)＋CO(aq)可知，K＝c(CO)/c2(OH－)＝＝10－10.7/10－12.7＝100。 答案　(1)8Al＋3Mn3O44Al2O3＋9Mn (2)①C6H12O6　升高反應(yīng)溫度(或?qū)④涘i礦研細(xì)等其他合理答案) ②＞?、跜a2＋ (3)Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋H2O＋CO2↑　100