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专练47难溶电解质的沉淀溶解平衡原理及应用授课提示:对应学生用书93页1.[2024·湖北卷]CO2气氛下,Pb(ClO4)2溶液中含铅物种的分布如图。纵坐标(δ)为组分中铅占总铅的质量分数。已知c0(Pb2+
)=2.0×10-5mol·L-1,pKa1(H2CO3)=6.4、pKa2(H2CO3)=10.3,pKsp(PbCO3)=12.1。下列说法错误的是()A.pH=6.5时,溶液中c(CO2-3)<c(Pb2+)B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,c(Pb2+)
<1.0×10-5mol·L-1C.pH=7时,2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(CO2-3)+c(HCO-3)+c(ClO-4)D.pH=8时,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3会溶解答案
:D解析:由图可知,pH=6.5时δ(Pb2+)>75%,c(Pb2+)=c0(Pb2+)·δ(Pb2+)>1.5×10-5mol·L-1,此时体系中还没有PbCO3(s),则Ksp(PbCO3)≥c(
Pb2+)·c(CO2-3),c(CO2-3)≤Ksp(PbCO3)c(Pb2+)<10-12.11.5×10-5mol·L-1=23×10-7.1mol·L-1<1.5×10-5mol·L-1=c(Pb
2+),A正确;δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,体系中还存在Pb(OH)+,因此δ(Pb2+)=δ(PbCO3)<50%,则c(Pb2+)=c0(Pb2+)·δ(Pb2+)<1.0×10-5mol·L-1,B正确
;体系的初始状态为Pb(ClO4)2溶液和CO2气氛,由于ClO-4不水解,根据c0(Pb2+)=2.0×10-5mol·L-1可知c(ClO-4)=4.0×10-5mol·L-1,读图可知,pH=7时,δ(Pb2+)<50%,δ[Pb(OH)
+]<25%,则c(Pb2+)=c0(Pb2+)·δ(Pb2+)<2.0×10-5mol·L-1×50%=1.0×10-5mol·L-1,c[Pb(OH)+]=c0(Pb2+)·δ[Pb(OH)+]<2.0×10-5mol·L-
1×25%=5.0×10-6mol·L-1,则2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2×1.0×10-5mol·L-1+5.0×10-6mol·L-1=2.5×10-5mol·L-1<4.0×10-5mol·L-
1=c(ClO-4)<2c(CO2-3)+c(HCO-3)+c(ClO-4),C正确;pH=8时,含Pb物种主要以PbCO3(s)形式存在,溶解PbCO3有两种方式:将其转化为Pb2+或Pb(CO3)2-2,即使PbCO3⇌Pb2++
CO2-3正向移动,或使PbCO3+CO2-3⇌Pb(CO3)2-2正向移动,则需要补充CO2-3,若由HCO-3电离提供CO2-3,同时电离出的H+会降低溶液pH,与Pb(CO3)2-2存在时需要较高的pH矛盾,故D错误。
2.[2024·吉林卷]25℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。某实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl-水样、含Br-水样。已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀;②相同
条件下AgCl溶解度大于AgBr;③25℃时,pKa1(H2CrO4)=0.7,pKa2(H2CrO4)=6.5。下列说法错误的是()A.曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线B.反应Ag2CrO4+H+⇌2Ag++HCrO-4的
平衡常数K=10-5.2C.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2.0mol·L-1D.滴定Br-达终点时,溶液中c(Br-)c(CrO2-4)=10-0.5答案:D解析:AgCl、AgBr的阴、阳离子个数比相同,则曲线的斜率相同,结合已知②溶解度:AgCl>AgB
r,可确定③表示AgBr,②表示AgCl,则①表示Ag2CrO4。结合(6.1,6.1)可计算出Ksp(AgBr)=10-6.1×10-6.1=10-12.2,由(2.0,7.7)可计算出Ksp(Ag2CrO4)=(10
-2.0)2×10-7.7=10-11.7,Ksp(AgCl)=10-2.0×10-7.7=10-9.7。由以上分析可知,曲线②表示AgCl沉淀溶解平衡曲线,A正确;该反应的平衡常数K=c2(Ag+)×c(HCrO-4)c(H+)=c2(Ag+)×c(HCrO-4)×c(CrO2-4)c(H
+)×c(CrO2-4)=Ksp(Ag2CrO4)Ka2(H2CrO4)=10-11.710-6.5=10-5.2,B正确;Cl-沉淀完全时,CrO2-4才能开始沉淀,当离子浓度小于10-5mol·L
-1时可视为沉淀完全,当Cl-沉淀完全时,溶液中c(Ag+)=10-4.7mol·L-1,由Ksp(Ag2CrO4)=10-11.7可知,生成Ag2CrO4沉淀时c(CrO2-4)=10-11.7(10-4.7)2mol·L-1=10-0.3×10-2.0
mol·L-1<10-2.0mol·L-1,故滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2.0mol·L-1,C正确;滴定Br-达终点时,溶液中同时存在AgBr、Ag2CrO4沉淀,则溶液中c(Br-)c(CrO2-4)=Ksp(AgBr)·c(Ag+)Ksp(Ag2Cr
O4)=10-0.5c(Ag+),D错误。3.[2023·全国乙卷]一定温度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是()A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀B.b点时,c(Cl-)=
c(CrO2-4),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)C.Ag2CrO4+2Cl-⇌2AgCl+CrO2-4的平衡常数K=107.9D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀答案:C解析:根据图像,由(1.7
,5)可得到Ag2CrO4的溶度积Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO2-4)=(1×10-5)2×1×10-1.7=10-11.7。由(4.8,5)可得到AgCl的溶度积Ksp(Ag
Cl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1×10-5×1×10-4.8=10-9.8,据此数据计算各选项结果。假设a点坐标为(4,6.5),此时分别计算反应的浓度熵Q得,Q(AgCl)=10-10.5,Q(Ag2CrO4)=10
-17,二者的浓度熵均小于其对应的溶度积Ksp,二者不会生成沉淀,A错误;Ksp为难溶物的溶度积,是一种平衡常数,平衡常数只与温度有关,与浓度无关,根据分析可知,二者的溶度积不相同,B错误;该反应的平衡常数表达式为K=c(CrO2-4)c2(Cl-),将表达式转化为与两种难溶物的溶度积有关
的式子得K=c(CrO2-4)c2(Cl-)=c(CrO2-4)·c2(Ag+)c2(Cl-)·c2(Ag+)=Ksp(AgCrO4)K2sp(AgCl)=1×10-11.7(1×10-9.8)2=1×107.
9,C正确;向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3,开始沉淀时所需要的c(Ag+)分别为10-8.8和10-5.35,说明此时沉淀Cl-需要的银离子浓度更低,在这种情况
下,先沉淀的是AgCl,D错误;故答案选C。4.[2024·全国甲卷]将0.10mmolAg2CrO4配制成1.0mL悬浊液,向其中滴加0.10mol·L-1的NaCl溶液。lg[cM/(mol·L-1)](M代表Ag+、Cl-或CrO2-4
)随加入NaCl溶液体积(V)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是()A.交点a处:c(Na+)=2c(Cl-)B.Ksp(AgCl)Ksp(Ag2CrO4)=10-2.21C.V≤2.0mL时c(CrO
2-4)c(Cl-)不变D.y1=-7.82,y2=-lg34答案:D解析:Ag2CrO4转化为AgCl需消耗2.0mLNaCl溶液,结合题图知,交点a处c(Na+)≈3.0×0.104.0mol·L-1,c(Cl-)≈(3.0-2.0)×0.104.0mol·L-
1,因此c(Na+)≠2c(Cl-),A错误;V(NaCl)=1.0mL时,溶液中存在Ag2CrO4沉淀,因此溶液中满足Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO2-4),即lg[Ksp(Ag2CrO4)]=2lg[c(Ag+)]+lg[c(CrO2
-4)]=2×(-5.18)+(-1.60)=-11.96,Ksp(Ag2CrO4)=10-11.96,则Ksp(AgCl)Ksp(Ag2CrO4)=10-9.7510-11.96=102.21,B错误;在滴加NaCl溶液的最初阶段,滴入的
Cl-的量极少,尚不足以生成AgCl沉淀,滴入的Cl-全部以离子形式存在,其浓度随着NaCl溶液的滴入而增大,由于Cl-未与Ag+发生作用,此时溶液仍为Ag2CrO4的饱和溶液,其中c(CrO2-4)=3Ksp(Ag2CrO4
)4,为定值,因此在此阶段,c(CrO2-4)c(Cl-)随着NaCl溶液的滴入而减小,当Ag2CrO4转化为AgCl后,结合沉淀转化反应为可逆反应知,当V(NaCl)≤2.0mL时,体系中仍存在Ag2CrO4沉淀,溶液中满足Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c
(CrO2-4)、Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),两式相除得c(CrO2-4)c(Cl-)=Ksp(Ag2CrO4)Ksp(AgCl)·c(Ag+),其中c(Ag+)在滴加NaCl溶液的过程中会随着c(Cl-)
的增加而减少,因此c(CrO2-4)c(Cl-)会随着NaCl溶液的滴加而增大,C错误;V(NaCl)=2.4mL时,体系中有AgCl沉淀,溶液中满足lg[Ksp(AgCl)]=lg[c(Ag+)]+lg[c(Cl-)],代入数据-9.75=y1+(-1.93),得y1=-7.82,假
设此时溶液中仍存在Ag2CrO4,则lg[Ksp(Ag2CrO4)]=2lg[c(Ag+)]+lg[c(CrO2-4)],代入数据-11.96=2×(-7.82)+lg[c(CrO2-4)],得lg[c(CrO2-4)]=3.68,即c(CrO2-4)=1
03.68mol·L-1,远超过Ag2CrO4全部溶解所得CrO2-4的浓度,因此此时溶液中不存在Ag2CrO4沉淀,Ag2CrO4已全部溶解,故c(CrO2-4)=0.10mmol3.4mL=134mol·L-1,lg[c(Cr
O2-4)]=lg134=-lg34,D正确。5.[2024·浙江1月]常温下,将等体积、浓度均为0.40mol·L-1BaCl2溶液与新制H2SO3溶液混合,出现白色浑浊;再滴加过量的H2O2溶液,振荡,出现白色沉淀。已知:H2SO3Ka1=1.4×10-2,Ka2=6
.0×10-8Ksp(BaSO3)=5.0×10-10,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10下列说法不正确的是()A.H2SO3溶液中存在c(H+)>c(HSO-3)>c(SO2-3)>c(OH-)B.将
0.40mol·L-1H2SO3溶液稀释到0.20mol·L-1,c(SO2-3)几乎不变C.BaCl2溶液与H2SO3溶液混合后出现的白色浑浊不含有BaSO3D.存在反应Ba2++H2SO3+H2O2===BaSO4↓+2H++H2O是出现白
色沉淀的主要原因答案:C解析:亚硫酸是二元弱酸,电离方程式为H2SO3⇌H++HSO-3、HSO-3⇌H++SO2-3,且以第一步电离为主,则溶液中c(H+)>c(HSO-3)>c(SO2-3)>c(OH-),A项正确;H2SO
3的第二步电离很微弱,可近似认为溶液中c(H+)≈c(HSO-3),则Ka2=c(H+)·c(SO2-3)c(HSO-3)≈c(SO2-3),温度不变,平衡常数不变,故稀释时亚硫酸根离子浓度几乎不变,B
项正确;两溶液等体积混合后,溶液中c(Ba2+)=0.20mol·L-1,根据B项分析知,溶液中c(SO2-3)≈6.0×10-8mol·L-1,则c(Ba2+)·c(SO2-3)≈1.2×10-8(mol·L-1)2>Ksp(BaSO3),故BaCl2溶液与H2SO3溶液混合后出现
的白色浑浊含有BaSO3,C项错误;结合上述分析知,溶液中大量存在的微粒是Ba2+、H2SO3,加入H2O2溶液后,三者发生氧化还原反应生成BaSO4,故D项正确。6.[2024·河北武邑中学高三月考]某温度下,向10mL0.1mol·L-1CuCl2溶液中滴加0.1
mol·L-1的Na2S溶液,滴加过程中溶液中-lgc(Cu2+)与Na2S溶液体积(V)的关系如图所示,下列有关说法正确的是()已知:lg2=0.3,Ksp(ZnS)=3×10-25mol2·L-2。A.a、b、c三点中,
水的电离程度最大的为b点B.Na2S溶液中:c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=2c(Na+)C.该温度下Ksp(CuS)=4×10-36mol2·L-2D.向100mLZn2+、Cu2+浓度均为10-5mol·L-1的混合溶液中逐滴加入
10-4mol·L-1的Na2S溶液,Zn2+先沉淀答案:C解析:CuCl2、Na2S水解促进水电离,b点是CuCl2与Na2S溶液恰好完全反应的点,溶质是氯化钠,对水的电离没有作用,水的电离程度最小,A错误;根据物料守恒,Na
2S溶液中:2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)=c(Na+),故B错误;b点是CuCl2与Na2S溶液恰好完全反应的点,c(Cu2+)=c(S2-),根据b点数据,c(Cu2+)=2×10-18mol·L-1,该温度下Ksp(CuS)=4×
10-36mol2·L-2,故C正确;Ksp(ZnS)=3×10-25mol2·L-2大于Ksp(CuS),所以向100mLZn2+、Cu2+浓度均为10-5mol·L-1的混合溶液中逐滴加入10-4mol·L-1的
Na2S溶液,Cu2+先沉淀,D错误。7.[2023·新课标卷]向AgCl饱和溶液(有足量AgCl固体)中滴加氨水,发生反应Ag++NH3⇌[]Ag(NH3)+和[]Ag(NH3)++NH3⇌[]Ag(NH
3)2+,lg[c(M)/(mol·L-1)]与lg[c(NH3)/(mol·L-1)]的关系如下图所示(其中M代表Ag+、Cl-、[]Ag(NH3)+或[Ag(NH3)2]+)。下列说法错误的是()A.曲线Ⅰ可视为AgCl溶解度随NH3浓度变化曲线B.AgCl的溶度积常数Ksp
=c(Ag+)·c(Cl-)=10-9.75C.反应[]Ag(NH3)++NH3⇌[Ag(NH3)2]+的平衡常数K的值为103.81D.c(NH3)=0.01mol·L-1时,溶液中c([Ag(NH3)2]+)>c([]Ag(NH3)+)>c(Ag+)
答案:A解析:氯化银饱和溶液中银离子和氯离子的浓度相等,向饱和溶液中滴加氨水,溶液中银离子浓度减小,氯离子浓度增大、一氨合银离子增大,继续滴加氨水,一氨合银离子增大的幅度小于二氨合银离子,则曲线Ⅰ、Ⅱ、
Ⅲ、Ⅳ分别表示二氨合银离子、一氨合银离子、银离子、氯离子与氨气浓度对数变化的曲线。由分析可知,曲线Ⅳ表示Cl-,曲线Ⅳ可视为AgCl的溶解度随NH3浓度变化曲线,故A错误;AgCl的溶度积常数Ksp仅与温度有关,由图可知,当
c(NH3)=10-1mol·L-1时c(Cl-)=10-2.35mol·L-1,c(Ag+)=10-7.40mol·L-1,则Ksp(AgCl)=c(Cl-)·c(Ag+)=10-2.35×10-7.40=10-9.75,B正确;由图可知,氨分子浓度对数为-1时,溶液中二氨合银离子和一氨合
银离子的浓度分别为10-2.35mol·L-1和10-5.16mol·L-1,则[]Ag(NH3)++NH3⇌[Ag(NH3)2]+的平衡常数K=c([]Ag(NH3)2+)c([]Ag(NH3)+)c(NH3)=10
-2.3510-5.16×10-1=103.81,故C正确;由分析可知,当c(NH3)=0.01mol·L-1时,溶液中c([]Ag(NH3)2+)>c([]Ag(NH3)+)>c(Ag+),故D正确。8.[2024·辽宁省实验中学月考]用0.1000m
ol·L-1AgNO3溶液滴定50.00mL0.0500mol·L-1KI溶液的滴定曲线如图所示。已知:Ksp(AgI)=4×10-16,lg2≈0.3。下列说法正确的是()A.曲线x代表lgc(Ag+)随V(AgNO3溶液)变
化而变化的曲线B.a点表示反应终点,其坐标是(25.00,-7.7)C.相同实验条件下,若改为0.0500mol·L-1KCl溶液,反应终点由a向e方向移动D.相同实验条件下,若改为0.0500mol·L-1AgNO3溶液,反应终点由a向b方向移动答案:B解析:KI溶液中,未加入A
gNO3时,c(I-)=0.05mol·L-1,lgc(I-)=lg0.05=lg5-2>-2,随着AgNO3溶液的加入,c(I-)减少,lgc(I-)降低,故曲线x代表lgc(I-),曲线y代表lgc(Ag+),A项错误;a点时,Ag
NO3与KI恰好完全反应生成AgI沉淀,为反应终点,根据沉淀溶解平衡AgI(s)⇌Ag+(aq)+I-(aq),Ksp(AgI)=c(I-)·c(Ag+)=c2(Ag+)=4×10-16,c(Ag+)=2×1
0-8mol·L-1,lgc(Ag+)=-8+lg2≈-7.7,此时加入的AgNO3溶液的体积为25mL,故坐标为(25.00,-7.7),B项正确;由于AgCl的溶解度大于AgI,故Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),AgNO3与KCl恰好
完全反应时V(AgNO3溶液)=25.00mL,Ksp增大,则c(Ag+)增大,lgc(Ag+)增大,反应终点应由a点向d点移动,C项错误;改为0.0500mol·L-1AgNO3溶液时,V(AgNO3溶液)=50.00mL时恰好完全反应,横坐标右移,纵坐标不变,反应终点应由a点向c
点方向移动,D项错误。9.[2023·全国甲卷]下图为Fe(OH)3、Al(OH)3和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡时的pMpH关系图(pM=-lg[c(M)/(mol·L-1)];c(M)≤10-5mol·L-1可认为M离子沉淀完全)。下列叙述正确的是()A.由a点可求得Ksp
[Fe(OH)3]=10-8.5B.pH=4时Al(OH)3的溶解度为10-103mol·L-1C.浓度均为0.01mol·L-1的Al3+和Fe3+可通过分步沉淀进行分离D.Al3+、Cu2+混合溶液中c(Cu2+)=0.2mol·L-1时二者不会同时沉淀答案:C解析:由点a(2,2.5)可知,
此时pH=2,pOH=12,pM=2.5,则Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=10-2.5×10-12×3=10-38.5,故A错误;pH=4时Al3+对应的pM=3,即c(Al3+)=10-3mol·L-1,故Al(OH)3的溶
解度为10-3mol·L-1,故B错误;由图可知,当铁离子完全沉淀时,铝离子尚未开始沉淀,可通过调节溶液pH的方法分步沉淀Al3+和Fe3+,故C正确;由图可知,pH约为4.7,Cu2+开始沉淀,此时c
(Cu2+)=0.1mol·L-1,若c(Cu2+)=0.2mol·L-1>0.1mol·L-1,c(Al3+)>10-5mol·L-1,则Al3+、Cu2+会同时沉淀,故D错误;答案选C。