高中化學人教版化學反應原理第三章水溶液中的離子平衡 優(yōu)秀

03課后測評提實能1.下列說法正確的是()A．溶度積就是溶解平衡時難溶電解質在溶液中的各離子濃度的乘積B．溶度積常數(shù)是不受任何條件影響的常數(shù)，簡稱溶度積C．可用離子積Qc與溶度積Ksp的比較來判斷沉淀溶解平衡進行的方向D．所有物質的溶度積都是隨溫度的升高而增大的答案C解析溶度積應是沉淀溶解平衡時難溶電解質在溶液中各離子濃度冪的乘積，A錯；溶度積與溫度有關，B錯；Ca(OH)2的Ksp隨溫度升高而減小，D錯。2．[2023·陜西?？糫一定溫度下，Mg(OH)2固體在水溶液中達到平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，要使Mg(OH)2懸濁液中Mg(OH)2固體的質量減少而c(Mg2＋)不變，可采取的措施是()A．加MgSO4(s) B．加適量鹽酸C．加適量NaOH(s) D．加入適量水答案D解析加MgSO4(s)，增大c(Mg2＋)，Mg(OH)2固體的質量增加，A錯誤；加適量鹽酸消耗OH－，沉淀溶解平衡右移，c(Mg2＋)增大，Mg(OH)2固體的質量減少，B錯誤；加適量NaOH(s)，增大c(OH－)，平衡左移，Mg(OH)2固體的質量增加，c(Mg2＋)減小，C錯誤；加入適量水，沉淀溶解平衡右移，Mg(OH)2固體的質量減少而c(Mg2＋)不變，D正確。3．下列有關沉淀溶解平衡的說法正確的是()A．Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，說明AB2的溶解度小于CD的溶解度B．在氯化銀的沉淀溶解平衡體系中，加入蒸餾水，氯化銀的Ksp增大C．已知25℃時，Ksp(AgCl)大于Ksp(AgI)，若向氯化銀沉淀溶解平衡體系中，加入足量碘化鉀固體，則有黃色沉淀生成D．在碳酸鈣的沉淀溶解平衡體系中，加入稀鹽酸，平衡不移動答案C解析由于AB2與CD分子組成形式不同，因此不能根據(jù)Ksp大小來比較溶解度的大小，故A錯誤；Ksp只與溫度有關，與濃度無關，B錯誤；由于AgCl與AgI分子組成形式相同，故Ksp越大，溶解度越大，溶解度大的能轉化為溶解度小的，因為Ksp(AgCl)大于Ksp(AgI)，故AgI的溶解度小，所以氯化銀沉淀能轉化為AgI黃色沉淀，故C正確；碳酸鈣的沉淀溶解平衡為CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)，加入稀鹽酸能與COeq\o\al(2－,3)反應，促進碳酸鈣的沉淀溶解平衡向正方向移動，故D錯誤。4．已知CuSO4溶液分別與Na2CO3、Na2S溶液的反應情況如下。據(jù)此判斷，下列幾種物質溶解度大小的比較中正確的是()A．CuS＜Cu(OH)2＜CuCO3B．Cu(OH)2＜CuS＜CuCO3C．CuCO3＜Cu(OH)2＜CuSD．CuCO3＜CuS＜Cu(OH)2答案A解析離子互換型復分解反應發(fā)生的條件之一是向著溶解度更小的方向進行。因此，根據(jù)表格中CuSO4與Na2CO3的反應可知，CuCO3的溶解度大于Cu(OH)2的溶解度；根據(jù)CuSO4與Na2S的反應可知，Cu(OH)2的溶解度大于CuS的溶解度。5.已知：p(Ag)＝－lg{c(Ag＋)}，Ksp(AgCl)＝1×10－12。如圖是向10mLAgNO3溶液中逐漸加入mol·L－1的NaCl溶液時，溶液的p(Ag)隨著加入NaCl溶液的體積(單位mL)變化的圖象(實線)。根據(jù)圖象所得下列結論正確的是()提示：Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。A．原AgNO3溶液的物質的量濃度為mol·L－1B．圖中X點的坐標為(100,6)C．圖中X點表示溶液中Ag＋被恰好完全沉淀D．把mol·L－1的NaCl溶液換成mol·L－1NaI溶液，則圖象在終點后變?yōu)樘摼€部分答案B解析從圖中可看出原AgNO3溶液p(Ag)＝0，c(Ag＋)＝1mol·L－1，A錯；X點的p(Ag)＝6，c(Ag＋)＝10－6mol·L－1，c(Cl－)＝eq\f(KspAgCl,cAg＋)＝10－6mol·L－1，所以n(AgNO3)＝n(NaCl)，V(NaCl)＝eq\f(nNaCl,cNaCl)＝eq\fmol·L－1×L,mol·L－1)＝L，B正確；完全沉淀指的是c(Ag＋)≤10－5mol·L－1，所以X點之前Ag＋早已完全沉淀，C錯；由于Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)，所以加入同濃度同體積的NaI溶液時，c(Ag＋)會更小，p(Ag)更大，D錯。6．已知25℃時，Mg(OH)2的Ksp＝×10－11，MgF2的Ksp＝×10－11。下列說法正確的是()A．25℃時，Mg(OH)2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體，c(Mg2＋)增大B．25℃時，飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比，前者c(Mg2＋)大C．25℃時，Mg(OH)2固體在同體積同濃度的氨水和NH4Cl溶液中的Ksp比較，前者小D．25℃時，在Mg(OH)2的懸濁液中加入飽和NaF溶液后，Mg(OH)2不可能轉化成MgF2答案A解析Mg(OH)2懸濁液中存在平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)。加入NH4Cl后，NHeq\o\al(＋,4)與OH－結合生成弱電解質NH3·H2O，c(OH－)減小，平衡右移，c(Mg2＋)增大，A正確；因Mg(OH)2與MgF2結構類型相同，根據(jù)兩者Ksp大小關系可知：后者c(Mg2＋)大，B錯；Ksp只與難溶物性質和溫度有關，所以25℃時Mg(OH)2固體在氨水和NH4Cl溶液中Ksp相同，C錯；只要加入NaF溶液后，c2(F－)·c(Mg2＋)>Ksp(MgF2)就會發(fā)生Mg(OH)2轉化為MgF2，D錯。7．一定溫度下的難溶電解質AmBn在水溶液中達到沉淀溶解平衡時，其平衡常數(shù)Ksp＝cm(An＋)×cn(Bm－)，稱為難溶電解質的溶度積。已知下表數(shù)據(jù)：物質Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3Ksp/25℃×10－16×10－20×10－38完全沉淀時的pH范圍≥≥3～4對含等物質的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的說法，不科學的是()A．向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到紅褐色沉淀B．該溶液中c(SOeq\o\al(2－,4))∶[c(Cu2＋)＋c(Fe2＋)＋c(Fe3＋)]＞5∶4C．向該溶液中加入適量氯水，并調節(jié)pH到3～4后過濾，可獲得純凈的CuSO4溶液D．在pH等于5的溶液中Fe3＋不能大量存在答案C解析根據(jù)溶度積常數(shù)可判斷選項A正確；由于Cu2＋、Fe2＋和Fe3＋在溶液中均能發(fā)生水解反應使得金屬陽離子濃度減小，因此選項B正確；選項C的操作可知溶液中必有氯離子存在，即溶液中溶質還存在CuCl2，C錯；由表中數(shù)據(jù)知Fe3＋在pH＞4的環(huán)境中已沉淀完全，因此選項D也正確。8．海水中含有豐富的鎂資源。某同學設計了從模擬海水中制備MgO的實驗方案：注：溶液中某種離子的濃度小于×10－5mol·L－1，可認為該離子不存在；實驗過程中，假設溶液體積不變。Ksp，CaCO3＝×10－9Ksp，MgCO3＝×10－6Ksp，Ca(OH)2＝×10－6Ksp，Mg(OH)2＝×10－12下列說法正確的是()A．沉淀物X為CaCO3B．濾液M中存在Mg2＋，不存在Ca2＋C．濾液N中存在Mg2＋、Ca2＋D．步驟②中若改為加入gNaOH固體，沉淀物Y為Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物答案A解析加入1mL1mol·L－1的NaOH溶液后，OH－與HCOeq\o\al(－,3)恰好完全反應生成COeq\o\al(2－,3)，此時，c(COeq\o\al(2－,3))＝mol·L－1，則Qc(CaCO3)＝×10－5>Ksp(CaCO3)，Qc(MgCO3)＝5×10－5>Ksp(MgCO3)，由于Ksp(CaCO3)<Ksp(MgCO3)，故先生成CaCO3沉淀，生成沉淀后溶液(濾液M)中：c(Ca2＋)＝mol·L－1，B錯誤；c(COeq\o\al(2－,3))＝eq\f(KspCaCO3,cCa2＋)＝×10－7<×10－5，所以COeq\o\al(2－,3)沉淀后，無MgCO3生成，A正確；向濾液M中加NaOH調節(jié)pH＝11時，c(OH－)＝10－3mol·L－1，此時，Qc[Ca(OH)2]＝1×10－8<Ksp[Ca(OH)2]，Qc[Mg(OH)2]＝5×10－8>Ksp[Mg(OH)2]，因此只有Mg(OH)2而無Ca(OH)2生成，生成沉淀后溶液(濾液N)中：c(Ca2＋)＝mol·L－1,c(Mg2＋)＝eq\f(Ksp[MgOH2],c2OH－)＝×10－6<1×10－5，因此Mg2＋完全沉淀，即濾液N中有Ca2＋而無Mg2＋，C錯誤；若改為加gNaOH固體，則c(OH－)＝mol·L－1，Qc[Mg(OH)2]＝×10－4>Ksp[Mg(OH)2]，Qc[Ca(OH)2]＝×10－4>Ksp[Ca(OH)2]，由于Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Ca(OH)2]，故先生成Mg(OH)2沉淀，生成沉淀后溶液中：c(OH－)＝－×2＝mol·L－1，此時，Qc[Ca(OH)2]＝×10－7<Ksp[Ca(OH)2]，故無Ca(OH)2生成，D錯誤。9．(1)向mol·L－1的AgNO3溶液中加入等體積mol·L－1的NaCl和mol·L－1的NaBr混合液，生成的沉淀主要是________。(2)現(xiàn)向含AgBr的飽和溶液中：①加入固體AgNO3，則c(Ag＋)________(填“變大”“變小”或“不變”，下同)；②加入更多的AgBr固體，則c(Ag＋)________；③加入AgCl固體，則c(Br－)________，c(Ag＋)________；④加入Na2S固體，則c(Br－)________，c(Ag＋)________。答案(1)AgBr(2)①變大②不變③變小變大④變大變小解析(1)AgNO3不足，先生成溶解度更小的AgBr。(2)①向AgBr飽和溶液中加入AgNO3，溶解平衡逆向移動，但c(Ag＋)增大。②加入AgBr固體，對溶解平衡無影響，c(Ag＋)不變。③因AgCl溶解度大于AgBr，加入AgCl固體時c(Ag＋)增大，溶解平衡向左移動，c(Br－)變小。④因Ag2S溶解度小于AgBr，加入Na2S固體時生成Ag2S，溶解平衡向右移動，c(Br－)增大，但c(Ag＋)減小。10．[2023·武漢月考]重金屬離子會對河流和海洋造成嚴重污染。某化工廠廢水(pH＝，ρ＝1g/mL)中含有Ag＋、Pb2＋等重金屬離子，其濃度約為mol/L，排放前擬用沉淀法除去這兩種離子，查找有關數(shù)據(jù)如下：(1)你認為往廢水中加入________(填字母序號)，沉淀效果最好。A．NaOH B．Na2SC．KI D．Ca(OH)2(2)如果用生石灰處理上述廢水，使溶液的pH＝8，處理后廢水中c(Pb2＋)＝________。(3)如果用食鹽處理只含Ag＋的廢水，測得處理后的廢水(ρ＝1g/mL)中NaCl的質量分數(shù)為%，若環(huán)境要求排放標準為c(Ag＋)低于10－8mol/L，問該工廠處理后的廢水中Ag＋是否符合排放標準？要求寫出計算過程。已知Ksp(AgCl)＝×10－10。答案(1)B(2)×10－3mol/L(3)見解析解析(1)由題表知，Ag2S、PbS的Ksp均最小，所以加入Na2S，沉淀效果最好。(2)pH＝8，c(OH－)＝10－6mol/L，因為用生石灰處理廢水，故生成Pb(OH)2沉淀，由Pb(OH)2Pb2＋＋2OH－得Ksp＝c(Pb2＋)·c2(OH－)，c(Pb2＋)＝Ksp/(10－6)2＝×10－15/10－12mol/L＝×10－3mol/L。(3)取100g處理過的廢水，因ρ＝1g/mL，故其體積相當于100mL，則m(NaCl)＝100g×%＝g。c(Cl－)＝c(NaCl)＝eq\fmol,L)＝2×10－2mol/L，c(Ag＋)＝Ksp/c(Cl－)＝eq\f×10－10,2×10－2)mol/L＝9×10－9mol/L，低于10－8mol/L，符合排放標準。11．蛇紋石可用于生產(chǎn)氫氧化鎂，簡要工藝流程如下：Ⅰ.制取粗硫酸鎂：用酸液浸泡蛇紋石礦粉，過濾；并在常溫常壓下結晶，制得粗硫酸鎂(其中常含有少量Fe3＋、Al3＋、Fe2＋等雜質離子)。Ⅱ.提純粗硫酸鎂：將粗硫酸鎂在酸性條件下溶解，加入適量的mol·L－1H2O2溶液，再調節(jié)溶液pH至7～8，并分離提純。Ⅲ.制取氫氧化鎂：向步驟Ⅱ所得溶液中加入過量氨水。已知：金屬離子氫氧化物沉淀所需pHFe3＋Al3＋Fe2＋Mg2＋開始沉淀時沉淀完全時請回答下列問題：(1)步驟Ⅱ中，可用于調節(jié)溶液pH至7～8的最佳試劑是________(填字母序號)。A．MgOB．Na2CO3C．蒸餾水(2)Fe2＋與H2O2溶液反應的離子方程式為____________________________。(3)工業(yè)上常以Mg2＋的轉化率為考察指標，確定步驟Ⅲ制備氫氧化鎂工藝過程的適宜條件。其中，反應溫度與Mg2＋轉化率的關系如圖所示。①步驟Ⅲ中制備氫氧化鎂反應的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②根據(jù)圖中所示50℃前溫度與Mg2＋轉化率之間的關系，可判斷此反應是________(填“吸熱”或“放熱”)反應。③圖中，溫度升高至50℃以上Mg2＋轉化率下降的可能原因是________________________________________________________________________。④Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常數(shù)。已知：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)Ksp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝×10－12Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)Ksp＝c(Ca2＋)·c2(OH－)＝×10－6若用石灰乳替代氨水，________(填“能”或“不能”)制得氫氧化鎂，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)A(2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O(3)①Mg2＋＋2NH3·H2O=Mg(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)②吸熱③溫度過高時，氨水受熱分解，濃度降低，Mg2＋轉化率下降④能Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2，可發(fā)生沉淀的轉化解析(1)步驟Ⅱ中，調節(jié)溶液pH至7～8的目的是和酸反應提高溶液pH，使Fe3＋、Al3＋等雜質離子沉淀分離除去，A項加入氧化鎂和酸反應能提高溶液pH，生成鎂離子，不加入雜質離子，可選；B項加入碳酸鈉能調節(jié)溶液pH，但加入了鈉離子，引入雜質，故不選；C項蒸餾水對提高溶液pH不利，故不選；(2)Fe2＋與H2O2溶液反應，亞鐵離子被過氧化氫氧化為三價鐵離子，便于完全沉淀，過氧化氫被還原為水，反應的離子方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O；(3)①氨水沉淀鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，反應的離子方程式為Mg2＋＋2NH3·H2O=Mg(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)；②根據(jù)圖中所示50℃前溫度與Mg2＋轉化率之間的關系是隨溫度升高鎂離子轉化率增大，反應是吸熱反應；③圖中，溫度升高至50℃以上Mg2＋轉化率下降的可能原因是溫度過高時，氨水受熱分解，濃度降低，Mg2＋轉化率下降；④氫氧化鈣和氫氧化鎂陰陽離子比相同，可以用溶度積常數(shù)比較溶解性強弱，氫氧化鈣溶解性大于氫氧化鎂，溶液中加入石灰乳可以實現(xiàn)沉淀轉化，生成氫氧化鎂分離出來。12．[2023·長沙檢測]已知在25℃的水溶液中，AgX、AgY、AgZ均難溶于水，但存在溶解平衡。當達到平衡時，溶液中離子濃度的乘積是一個常數(shù)(此常數(shù)用Ksp表示，Ksp和水的Kw相似)。如：AgX(s)Ag＋(aq)＋X－(aq)Ksp(AgX)＝c(Ag＋)·c(X－)＝×10－10AgY(s)Ag＋(aq)＋Y－(aq)Ksp(AgY)＝c(Ag＋)·c(Y－)＝×10－12AgZ(s)Ag＋(aq)＋Z－(aq)Ksp(AgZ)＝c(Ag＋)·c(Z－)＝×10－17(1)根據(jù)以上信息，判斷AgX、AgY、AgZ三者的溶解度(用已被溶解的溶質的物質的量的濃度表示)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小順序為______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若向AgY的飽和溶液中加入少量的AgX固體，則c(Y－)________(填“增大”“減小”或“不變”)。(3)在25℃時，若取g的AgY(相對分子質量為188)固體放入100mL水中(忽略溶液體積的變化)，則溶液中Y－的物質的量濃度為________。(4)①由上述Ksp判斷，在上述(3)的體系中，能否實現(xiàn)AgY向AgZ的轉化，并簡述理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②在上述(3)體系中，能否實現(xiàn)AgY向AgX的轉化？根據(jù)你的觀點選答一項。若不能，請簡述理由：__________________________________