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课时提能演练(二十七)
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分)
1.(2021·广州模拟)化学平衡常数(K)、弱酸的电离平衡常数(Ka)、难溶物的溶度积常数(Ksp)是推断物质性质或变化的重要的平衡常数。下列关于这些常数的说法中,正确的是( )
A.平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等有关
B.当温度上升时,弱酸的电离平衡常数Ka变小
C.Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),由此可以推断AgCl(s)+ I-(aq)====AgI(s)+ Cl-(aq)能够发生
D.Ka(HCN)<Ka(CH3COOH),说明物质的量浓度相同时,氢氰酸的酸性比醋酸强
2.已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10mol2·L－2，Ksp(AgI)＝1.0×10－16mol2·L－2。下列关于难溶物之间转化的说法中错误的是( )
A.AgCl不溶于水，不能转化为AgI
B.两种难溶物的Ksp相差越大，难溶物就越简洁转化为更难溶的物质
C.AgI比AgCl更难溶于水，所以AgCl可以转化为AgI
D.常温下，AgCl若要在NaI溶液中开头转化为AgI，则NaI的浓度必需不低于×10－11 mol·L－1
3.(2022·龙岩模拟)在［Pb2+］为0.200 mol·L-1的溶液中，若每升加入0.201 mol的Na2SO4(设条件不变)，留在溶液中的Pb2+的百分率是(已知PbSO4的Ksp=1.8×
10-8 mol2·L-2)( )
A.1×10-3% B.2×10-4%
C.9×10-3% D.2.5×10-20%
4.下表是五种银盐的溶度积常数(25 ℃)：
化学式
AgCl
Ag2SO4
Ag2S
AgBr
AgI
溶度积
1.8×10－10
mol2·L－2
1.4×10－5
mol3·L－3
6.3×10－50
mol3·L－3
7.7×10－13
mol2·L－2
8.51×10－16
mol2·L－2
下列说法不正确的是( )
A.五种物质在常温下Ag2SO4饱和溶液中[Ag＋]最大
B.将氯化银溶解于水后，向其中加入Na2S，则可以生成黑色沉淀
C.对于氯化银、溴化银和碘化银三种物质在常温下的饱和溶液中[Ag＋]随着氯、溴、碘的挨次增大
D.沉淀溶解平衡的建立是有条件的，外界条件转变时，平衡也会发生移动
5.(2022·福州模拟)在自然界存在溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。已知Ksp(CuS)＝6×10-36 mol2·L-2，Ksp(ZnS)＝2×10-24 mol2·L-2。下列关于不溶物之间转化的说法中错误的是( )
A．ZnS不溶于水和盐酸，也不能转化为CuS
B．两种不溶物的Ksp相差倍数越大，不溶物就越简洁转化为更难溶的不溶物
C．CuS比ZnS更难溶于水，所以ZnS在确定条件下可以转化为CuS
D．常温下，ZnS若要在CuCl2溶液中开头转化为CuS，则CuCl2的浓度必需不低于3×10-24 mol·L-1
6.(猜想题)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＝4×10－10mol2·L－2，下列说法不正确的是( )
A.在t ℃时，AgBr的Ksp为4.9×10－13mol2·L－2
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)平衡常数K≈816
7.向50 mL 0.018 mol·L－1 AgNO3溶液中加入50 mL 0.02 mol·L－1盐酸。已知AgCl(s)的溶度积常数Ksp＝1×10－10mol2·L－2，混合后溶液的体积变化忽视不计。下列说法不正确的是( )
A.混合后，溶液中确定有沉淀生成
B.沉淀生成后溶液中Ag＋的浓度为10－5 mol·L－1
C.沉淀生成后溶液的pH＝2
D.混合后，上升温度，溶液中Ag＋的浓度增大
8.确定温度下，在氢氧化钡的悬浊液中，存在氢氧化钡固体与其电离的离子间的沉淀溶解平衡关系：Ba(OH)2(s)Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)，向此悬浊液中加入少量的氧化钡粉末，下列叙述正确的是( )
A.溶液中钡离子数目削减
B.溶液中钡离子浓度减小
C.溶液中氢氧根离子浓度增大
D.溶液的pH减小
9.(易错题)将氨水滴加到盛有AgCl浊液的试管中，AgCl渐渐溶解，再加入NaBr溶液又产生了浅黄色沉淀。对上述过程，下列理解或解释中正确的是( )
A.Ksp(AgCl)＜Ksp(AgBr)
B.若在AgCl浊液中直接加入NaBr溶液，也会产生浅黄色沉淀
C.上述试验说明AgCl没有NaBr稳定
D.由于Ksp(AgCl)＞Ksp(AgOH)，故氨水能使AgCl溶解
10.(力气挑战题)(2021·三明模拟)取确定量的PbI2固体用蒸馏水配成饱和溶液,量取25.00 mL PbI2饱和溶液,分次渐渐加入交换柱,进行如下离子交换反应:Pb2+(aq)+2RH(s)====R2Pb(s)+2H+(aq),用洁净的锥形瓶接流出液,待溶液流出后,再用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性,将洗涤液一并放在锥形瓶中,加入指示剂,用0.002 5 mol·L-1NaOH溶液滴定,当达到滴定终点时,用去氢氧化钠溶液20.00 mL。结合上述试验数据(已知lg2=0.3),下列有关说法正确的是( )
A.常温下,0.002 5 mol·L-1NaOH溶液pH=11.6
B.在温度不变时,向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液,PbI2的Ksp减小
C.温度不变,T时刻,向PbI2饱和溶液中加入少量KI浓溶液,离子浓度变化如右图所示
D.本次试验测得的t℃PbI2的Ksp=4×10-9mol3·L-3
二、非选择题(本题包括3小题，共40分)
11.(14分)如图所示,有T1、T2两种温度下两条BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线,回答下列问题:
(1)T1 T2(填>、=、<),T2温度时Ksp(BaSO4)= 。
(2)争辩T1温度时BaSO4的沉淀溶解平衡曲线,下列说法正确的是 。
A.加入Na2SO4可使溶液由a点变为b点
B.在T1曲线上方区域(不含曲线)任意一点时,均有BaSO4沉淀生成
C.蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、b之间的某一点(不含a、b)
D.升温可使溶液由b点变为d点
(3)T2时,现有0.2 mol的BaSO4沉淀,每次用1 L饱和Na2CO3溶液(浓度为
1.7 mol·L-1)处理。若使BaSO4中的S全部转化到溶液中,需要反复处理 次。
[提示:BaSO4(s)+C(aq) BaCO3(s)+S(aq),
K=Ksp(BaSO4)/Ksp(BaCO3);Ksp(BaCO3)=1.0×10-7]
12.(10分)(2011·新课标全国卷)(1)在0.10 mol·L－1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH＝8时，[Cu2＋]＝
mol·L－1(Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20mol3·L－3)。
(2)若在0.1 mol·L－1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2＋完全沉淀为CuS，此时溶液中的H＋浓度是 mol·L－1。
13.(16分)(2021·鹤岗模拟)氧化铁是一种重要的无机材料,化学性质稳定,催化活性高,具有良好的耐光性、耐热性和对紫外线的屏蔽性,从某种工业酸性废液(主要含Na+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+、Cl-、S)中回收氧化铁流程如下:
已知:常温下Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-11;Ksp[(Fe(OH)2]=2.2×10-16;
Ksp[Fe(OH)3]=3.5×10-38;Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33
(1)写出在该酸性废液中通入空气时发生的离子反应方程式:_______________;
指出访用空气的优点是:______________________________________________;
(2)已知Fe3+(aq)+3OH-(aq)====Fe(OH)3(s) ΔH=-Q1kJ·mol-1,题(1)中每生成
1 mol含铁微粒时,放热Q2,请你计算1 mol Fe2+全部转化为Fe(OH)3(s)的热效应
ΔH=______;
(3)常温下,依据已知条件计算在pH=5的溶液中,理论上下列微粒在该溶液中可存在的最大浓度[Fe3+]=_________,[Mg2+]=_________;
(4)有人用氨水调整溶液pH,在pH=5时将Fe(OH)3沉淀出来,此时可能混有的杂质是______(填化学式,下同),用________试剂可将其除去。
答案解析
1.【解析】选C。平衡常数的大小仅与温度有关,A不正确;弱酸的电离是吸热过程,温度上升,电离平衡常数增大,B不正确;溶度积常数大的难溶电解质易向溶度积常数小的难溶电解质转化,C正确;电离平衡常数越大,对应酸的酸性越强,D不正确。
2.【解题指南】解答本题应留意以下两点：
(1)两种化学组成相像的难溶物可通过Ksp大小比较溶解度。
(2)混合溶液中计算时可合理利用Ksp表达式求解。
【解析】选A。Ksp(AgI)小于Ksp(AgCl)，AgI比AgCl更难溶于水，AgCl可以转化为AgI，饱和AgCl溶液中Ag＋浓度为×10－5 mol·L－1，依据Qc>Ksp，I－的浓度必需不低于 mol·L－1。
3.【解析】选C。反应后剩余的［SO42-］=0.001 mol·L-1，据Ksp=［Pb2+］·［SO42-］=1.8×10-8 mol2·L-2，得［Pb2+］=1.8×10-5 mol·L-1，故留在溶液中的Pb2+的百分率为×100%=9×10-3%。
4.【解析】选C。对于同类型的沉淀，Ksp越大，饱和溶液中[Ag＋]越大。对于
AgCl、AgBr、AgI，AgCl饱和溶液中[Ag＋]最大，AgI最小，C错误；对于Ag2SO4和Ag2S，Ag2SO4饱和溶液中[Ag＋]大,设AgCl饱和溶液中[Ag＋]为x,则x2＝1.8×10－10 mol2·L－2,设Ag2SO4饱和溶液中[Ag＋]为y,则y2·＝1.4×10－5 mol3·L－3,通过计算，发觉x<y，A正确；B项：由于Ag2S比AgCl更难溶，将氯化银溶解于水后，向其中加入Na2S，则可以生成黑色沉淀，B正确；D项沉淀溶解平衡的建立也是有条件的，外界条件转变，平衡会发生移动，D正确。
5.【解析】选A。由于Ksp(CuS)Ksp(ZnS)，溶解度CuS比ZnS小，所以ZnS能转化为CuS，A项错误，B、C两项正确；在ZnS饱和溶液中［S2-］＝ =
mol·L-1，在此条件下，需要Cu2+浓度为＝=3×
10-24 mol·L-1时，刚好开头转化为CuS沉淀，D项正确。
6.【解题指南】解答本题时应留意以下两点：
(1)曲线上的点为溶解平衡点，找准关键点求Ksp。
(2)结合Qc与Ksp的大小比较a、b的状态。
【解析】选B。依据图中c点的[Ag＋]和[Br－]可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×
10－13 mol2·L－2，A正确。在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后，[Br－]增大，溶解平衡逆向移动，[Ag＋]减小，故B错。在a点时Qc＜Ksp，故为AgBr的不饱和溶液，C正确。选项D中K＝[Cl－]/[Br－]＝Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr)，代入数据得K≈816，D正确。
【方法技巧】巧用沉淀溶解平衡曲线解决问题
(1)沉淀溶解平衡曲线上各个点都是平衡点。各个点对应的横坐标和纵坐标分别为此平衡状态时的离子浓度。
(2)曲线外各点都不是平衡状态，若在曲线以下，是不饱和状态，可以推断使之达到平衡的方法；曲线以上的各点，已经过饱和，必定有固体析出。
(3)利用曲线中的数据，依据Ksp公式计算得出Ksp的值。
7.【解析】选B。混合后，溶液中的[Cl－]＝0.01 mol·L－1，[Ag＋]＝
0.009 mol·L－1，则Qc＝[Cl－]·[Ag＋]＝0.01mol·L－1×0.009mol·L－1＝9×
10－5mol2·L－2>1×10－10mol2·L－2，故确定有沉淀生成，A正确；Cl－过量，则生成沉淀后，溶液中的[Cl－]＝＝0.001 mol·L－1，故[Ag＋]＝ mol·L－1＝10－7 mol·L－1，B错误；混合液中的[H＋]＝0.01 mol·L－1，故pH＝2，C正确；AgCl的沉淀溶解平衡是吸热反应，上升温度，平衡向溶解的方向移动，溶液中Ag＋的浓度增大，D正确。
8.【解析】选A。原溶液已饱和，加入的BaO粉末与水反应生成的Ba(OH)2不会再溶解，但由于消耗了水，使得平衡逆向移动，Ba2＋与OH－的数目削减，但它们的浓度不变，溶液pH也不变。
9.【解析】选B。AgCl沉淀转化为AgBr沉淀，说明Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)，A错；一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀，B正确；AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，氨水中的NH3结合Ag＋生成[Ag(NH3)2]＋，从而使沉淀溶解，D错。
【误区警示】一般来讲，化学反应向着生成更难溶的物质的方向进行，即难溶解的物质能转化为更难溶解的物质。但不能认为更难溶解的物质就确定不能转化犯难溶解的物质，如在确定条件下AgI也可转化为AgCl。
10.【解析】选D。A项,常温下,0.002 5 mol·L-1NaOH溶液的pOH=3- lg2.5=2.6,所以pH=11.4,错误;B项,Ksp只受温度的影响,温度不变时,PbI2的Ksp不变,错误;C项,温度不变,T时刻,向PbI2饱和溶液中加入少量KI浓溶液,PbI2的沉淀溶解平衡PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)逆向移动,离子浓度变化如图所示:,错误;D项,PbI2饱和溶液中n(Pb2+)=n(H+)=n(OH-)=×0.002 5 mol·L-1×0.020 00 L=2.5×10-5mol,[Pb2+]=1.0×10-3mol·L-1,[I-]=
2.0×10-3mol·L-1,所以本次试验测得的t℃PbI2的Ksp=4×10-9mol3·L-3,正确。
11.【解析】(1)难溶电解质的溶解都是吸热的,Ksp越大,说明温度越高,故T1<T2。
T2温度时Ksp(BaSO4)=5.0×10-5×1.0×10-4=5.0×10-9s
(2)升温可使溶液离子浓度增大,而不会减小,故D不正确。
(3)BaSO4(s)+C(aq) BaCO3(s)+S(aq),K=Ksp(BaSO4)/Ksp(BaCO3)=
5.0×10-9÷1.0×10-7=0.05
设每次处理S的浓度为x
BaSO4(s)+C(aq)BaCO3(s)+S(aq)
1.7 mol·L-1 0
1.7 mol·L-1-x x
K=c(S)/c(C)=x/(1.7 mol·L-1-x)=0.05
解得:x≈0.08 mol·L-1,即每次可溶解BaSO40.08 mol,若使BaSO4中的S全部转化到溶液中,需要反复处理3次。
答案:(1)< 5.0×10-9 (2)A、B、C (3)3
12.【解析】(1)依据溶度积的概念可以直接计算。pH＝8时，[OH－]＝
10－6 mol·L－1，由[Cu2＋]·[OH－]2＝Ksp[Cu(OH)2]可得，[Cu2＋]＝2.2×10－20/
10－12 mol·L－1＝2.2×10－8 mol·L－1。(2)在0.1 mol·L－1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2＋完全沉淀为CuS，溶液中溶质为硫酸，[SO]不变，为
0.1 mol·L－1，[H＋]为0.2 mol·L－1。
答案：(1)2.2×10－8 (2)0.2
13.【解析】(1)酸性废液中通入空气时,Fe2+被空气中的氧气所氧化,离子方程式为4Fe2++O2+4H+====4Fe3++2H2O。该方法的优点是耗费少且无污染。
(2)依据盖斯定律:1 mol Fe2+全部转化为Fe(OH)3(s)的热效应
ΔH=-(Q2+Q1)kJ·mol-1
(3)溶液pH=5,则[OH-]=10-9mol·L-1,依据Ksp[Fe(OH)3]=3.5×10-38,
Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-11,可计算出[Fe3+]、[Mg2+]分别为3.5×10-11mol·L-1、
1.2×107mol·L-1。
(4)依据Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,可计算出溶液pH=5时,[Al3+]<1.0×10-5,Al3+也几乎完全沉淀,故可能混有的杂质是Al(OH)3。Al(OH)3溶于强碱,而Fe(OH)3不溶,故可用NaOH溶液除去。
答案:(1)4Fe2++O2+4H+====4Fe3++2H2O 耗费少且无污染
(2)-(Q2+Q1)kJ·mol-1
(3)3.5×10-11mol·L-1 1.2×107mol·L-1
(4)Al(OH)3 NaOH
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