2020版高考化学复习课时规范练 (25)
课时规范练25 难溶电解质的沉淀溶解平衡
一、选择题(本题共9小题,每小题6分,共54分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2018天津五区县期中)下列说法中正确的是( )
A.用等体积的蒸馏水或0.01 mol·L-1盐酸洗涤AgCl沉淀,AgCl损失量相同
B.向MgCO3沉淀中滴加NaOH溶液可以得到Mg(OH)2沉淀
C.向氨水中加入NH4Cl或NaOH固体,溶液的pH均增大
D.盐溶液加水稀释时,c(H+)、c(OH-)均减小
2.工业上向锅炉里注入Na2CO3溶液浸泡,将水垢中的CaSO4转化为CaCO3,而后用盐酸去除。下列叙述不正确的是( )
A.温度升高,Na2CO3溶液的KW和c(OH-)均会增大
B.沉淀转化的离子方程式为C(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+S(aq)
C.在盐酸中,CaCO3的溶解性大于CaSO4
D.Na2CO3溶液遇CO2后,阴离子浓度均减小
3.(2018河南林州一中月考)已知常温下Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5×10-13,下列有关说法错误的是( )
A.在饱和AgCl、AgBr的混合溶液中:=360
B.向AgCl悬浊液中滴加浓NaBr溶液会产生淡黄色沉淀
C.AgCl在水中的Ksp比在NaCl溶液中的大
D.AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解度不相同
4.(2018湖北武汉部分重点学校调研)在t ℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t ℃时AgCl的Ksp=4×10-10,下列说法不正确的是( )
A.在t ℃时,AgBr的Ksp为4.9×10-13
B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点
C.图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D.在t ℃时,AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K≈816
5.溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化的曲线如下图所示。下列说法错误的是( )
A.溴酸银的溶解是放热过程
B.温度升高时溴酸银溶解速率增大
C.60 ℃时溴酸银的Ksp约等于6×10-4
D.若硝酸钾中含有少量溴酸银,可用重结晶方法提纯
6.(2018河南信阳高中月考)已知25 ℃时,电离常数Ka(HF)=3.6×10-4,溶度积常数Ksp(CaF2)=1.46×10-10。现向1 L 0.2 mol·L-1HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L-1 CaCl2溶液,下列说法正确的是( )
A.25 ℃时,0.1 mol·L-1 HF溶液中pH=1
B.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化
C.该体系中Ksp(CaF2)=
D.该体系中有CaF2沉淀产生
7.(2018湖北武汉重点高中联考)25 ℃时,Fe(OH)2和Cu(OH)2的饱和溶液中,金属阳离子的物质的量浓度的负对数[-lgc(M2+)]与溶液pH的变化关系如图所示,已知该温度下Ksp[Cu(OH)2]
1 B.4左右 C.<6
(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+杂质, (填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去,理由是 。
(4)要使氢氧化铜沉淀溶解,除了加入酸之外,还可以加入氨水生成[Cu(NH3)4]2+,写出反应的离子方程式: 。
(5)已知一些难溶物的溶度积常数如表所示:
物质
FeS
MnS
CuS
Ksp
6.3×10-18
2.5×10-13
1.3×10-35
物质
PbS
HgS
ZnS
Ksp
3.4×10-28
6.4×10-33
1.6×10-24
为除去某工业废水中含有的Cu2+、Pb2+、Hg2+杂质,最适宜向此工业废水中加入过量的 。
A.NaOH B.FeS C.Na2S
12.(2018山东日照模拟)(16分)软锰矿(主要成分为MnO2)可用于制备锰及其化合物。
(1)早期冶炼金属锰的一种方法是先煅烧软锰矿生成Mn3O4,再利用铝热反应原理制得锰,该铝热反应的化学方程式为 。
(2)现代冶炼金属锰的一种工艺流程如下图所示:
下表为t ℃时,有关物质的pKsp(注:pKsp=-lg Ksp)。
物质
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
软锰矿还原浸出的反应为12MnO2+C6H12O6+12H2SO412MnSO4+6CO2↑+18H2O
①该反应中,还原剂为 。写出一种能提高还原浸出速率的措施: 。
②滤液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溶液中加入过量NH4HCO3溶液,该反应的离子方程式为 ;
若往MnSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液,还会产生Mn(OH)2,可能的原因有:MnCO3(s)+2OH-(aq)Mn(OH)2(s)+C(aq),t ℃时,计算该反应的平衡常数K= (填数值)。
课时规范练25 难溶电解质的沉淀溶解平衡
1.B AgCl沉淀在水中存在溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),用盐酸洗涤时,c(Cl-)较大,使平衡逆向移动,故用蒸馏水洗涤AgCl时损失量比用盐酸洗涤AgCl时损失量要大,A项错误。MgCO3沉淀存在溶解平衡:MgCO3(s)Mg2+(aq)+C(aq),由于Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3,滴加NaOH溶液时,Mg2+与OH-结合生成Mg(OH)2沉淀,B项正确。氨水中存在电离平衡:NH3·H2ON+OH-,加入NH4Cl固体,平衡逆向移动,溶液的pH减小;加入NaOH固体,平衡逆向移动,但溶液中OH-的浓度增大,pH增大,C项错误。因为温度不变,则水的离子积KW=c(H+)·c(OH-)的值不变,故加水稀释时,c(H+)、c(OH-)不可能同时减小,D项错误。
2.D 温度升高,KW增大,温度升高促进碳酸钠溶液水解,c(OH-)增大,A项正确;加入碳酸钠溶液,把硫酸钙转化为碳酸钙:C(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+S(aq),B项正确;因为碳酸钙与盐酸反应,而硫酸钙与盐酸不反应,所以在盐酸中碳酸钙的溶解性大于硫酸钙,C项正确;根据C+CO2+H2O2HC知,HC浓度增大,D项错误。
3.C 同一溶液中,c(Ag+)相同,溶液中同时存在两种关系式:c(Ag+)·c(Br-)=Ksp(AgBr),c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl),所以=360,A项正确;由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),氯化银容易转化为淡黄色溴化银沉淀,B项正确;同一物质的溶度积常数只与温度有关,C项错误;由于在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中c(Cl-)不同,由AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)知,AgCl固体在两溶液中的溶解度不同,D项正确。
4.B 根据溶度积的定义,Ksp(AgBr)=c(Ag+)×c(Br-)=7×10-7×7×10-7=4.9×10-13,故A项说法正确;AgBr饱和溶液中有如下沉淀溶解平衡:AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq),加入溴化钠固体后,c(Br-)增大,促使平衡向逆反应方向移动,c(Ag+)减小,故B项说法错误;a点时Qc1,A项错误;Ksp(CaF2)只与温度有关,B项错误;由已知得Ksp(CaF2)≠,C项错误;两溶液混合后,c(Ca2+)=0.1 mol·L-1,c(F-)==6×10-3mol·L-1,则Qc=c2(F-)·c(Ca2+)=3.6×10-6>Ksp(CaF2),故体系中有CaF2沉淀产生,D项正确。
7.C 25 ℃时Ksp[Cu(OH)2]c(Cu2+);c(M2+)越大,则-lgc(M2+)的值越小,故曲线a表示Cu(OH)2饱和溶液,曲线b表示Fe(OH)2饱和溶液,A项错误;由于Ksp[Cu(OH)2]Ksp(ZnS)时才生成ZnS沉淀,即c(S2-)> mol·L-1=1.6×10-19mol·L-1,D项说法正确。
10.答案 (1)大
(2)Na2CO3(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+Na2SO4(aq)
(3)洗去沉淀中附着的S
(4)向沉淀中加入足量的盐酸,沉淀完全溶解,并放出无色无味的气体
(5)将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸除去
解析 同类型的物质Ksp越大,表示电解质的溶解度越大,溶解度大的沉淀会向溶解度小的沉淀转化,要证明CaSO4完全转化为CaCO3,可以加入盐酸,因为CaSO4不与盐酸反应,而CaCO3可完全溶于盐酸。在实际生活、生产中利用此反应可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸除去。
11.答案 (1)C (2)B (3)不能 Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小
(4)Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O (5)B
解析 (1)由图可知,在pH=3时溶液中铜元素的主要存在形成是Cu2+,不会出现Cu(OH)2沉淀。(2)要除去F的同时必须保证Cu2+不能沉淀,因此pH应保持在4左右。(3)从图示关系可看出,Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小,不能通过调节溶液pH而达到分离的目的。(4)Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),加入氨水后生成难电离的[Cu(NH3)4]2+,促进Cu(OH)2的溶解。(5)要使三种离子生成沉淀,最好选择难溶于水的FeS,使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀,而不引入新的杂质。
12.答案 (1)8Al+3Mn3O44Al2O3+9Mn
(2)①C6H12O6 升高反应温度(或将软锰矿研细等其他合理答案)
②> ③Ca2+
(3)Mn2++2HCMnCO3↓+H2O+CO2↑ 100
解析 (1)高温下,Al和Mn3O4发生铝热反应生成Mn,根据反应物、生成物及反应条件可知反应的化学方程式为8Al+3Mn3O44Al2O3+9Mn。
(2)软锰矿还原浸出得到硫酸锰溶液,说明浸取液为稀硫酸,同时溶液中还含有Ca2+、Fe3+、Cu2+等杂质,调节溶液的pH,Fe(OH)3的pKsp为37.4,与其他氢氧化物相比最大,调节pH可以将Fe(OH)3沉淀下来,向滤液中加入硫化铵,CuS的pKsp为35.2,可以将铜离子转化为硫化物沉淀下来,再加入MnF2,形成CaF2沉淀,除去Ca2+,最后将得到的含有锰离子的盐溶液电解,可以得到金属锰。
①软锰矿还原浸出的反应为12MnO2+C6H12O6+12H2SO412MnSO4+6CO2↑+18H2O,该反应中,锰元素化合价由+4价变为+2价、碳元素化合价由0价变为+4价,失电子化合价升高的反应物是还原剂,所以C6H12O6为还原剂;反应物接触面积越大、温度越高反应速率越快,所以能提高还原浸出速率的措施:升高反应温度或将软锰矿研细等。
②由软锰矿还原浸出的反应可知,MnSO4浸出液呈强酸性,而后调节pH将Fe(OH)3沉淀下来,过滤得到滤液1,则滤液1的pH>MnSO4浸出液的pH。
③CaF2难溶于水,滤液2中主要含有Mn2+、Ca2+、N、S,加入MnF2的目的是形成CaF2沉淀,除去Ca2+。
(3)锰离子和碳酸氢根离子反应生成碳酸锰沉淀、水和二氧化碳气体,离子方程式为Mn2++2HCMnCO3↓+H2O+CO2↑;由MnCO3(s)+2OH-(aq)Mn(OH)2(s)+C(aq)可知,K==100。
