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易错点10沉淀溶解平衡易错分析
易错题【01】沉淀溶解平衡图像
(1)明确图像中纵、横坐标的含义:纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
(2)理解图像中线上点、线外点的含义:难溶电解质(以BaSO4沉淀曲线为例说明)Qc和Ksp间的关系有以下三种可能:在曲线上任何一点,Qc=Ksp,沉淀与溶解达到动态平衡,溶液是饱和溶液。
在曲线右上方Qc>Ksp,溶液处于过饱和,有沉淀析出,直至Qc=Ksp。
在曲线左下方Qc<Ksp,为不饱和溶液,无沉淀析出,直至Qc=Ksp。
(3)抓住Ksp的特点,结合选项分析判断:溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同。原溶液不饱和时,离子浓度都增大,原溶液饱和时,离子浓度都不。
易错题【02】有关Ksp的相关计算
(1)已知溶度积,求溶液中的某种离子的浓度,如Ksp(AgCl)=a的饱和AgCl溶液中,c(Ag+)=a mol·L-1。
(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中的另一种离子的浓度,如某温度下AgCl的Ksp=a,在0.1 mol·L-1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,达到平衡后c(Ag+)=10a mol·L-1。
(3)计算反应的平衡常数,如对于反应Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),Ksp(MnS)=c(Mn2+)·c(S2-),Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-),该反应的平衡常数K=c(Mn2+)c(Cu2+)=Ksp(MnS)Ksp(CuS)。
易错题【03】沉淀的生成
(1)利用生成沉淀分离或除去某种离子,首先要使生成沉淀的反应能够发生,其次沉淀生成的反应进行的越完全越好。如除去溶液中的Mg2+,用NaOH溶液比使用Na2CO3溶液好,原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。
(2)若一种沉淀剂可使溶液中多种离子产生沉淀时,则可以控制条件,使这些离子先后分别沉淀。
①对同一类型的沉淀,Ksp越小越先沉淀,且Ksp相差越大分步沉淀效果越好。例如在浓度相差不大的Cl-、Br-、I-的混合溶液中,由于AgCl、AgBr、AgI的Ksp相差较大,可向混合溶液中逐渐滴加AgNO3溶液,可按AgI、AgBr、AgCl的顺序先后沉淀。
②对不同类型的沉淀,其沉淀先后顺序要通过计算才能确定
典例分析
例题1、t ℃时,两种碳酸盐MCO3(M表示X2+或Y2+)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:pM=-lgc(M2+),p(CO)=-lgc(CO),Ksp(XCO3)<Ksp(YCO3)。下列说法正确的是( )
A.线a表示YCO3的溶解平衡曲线
B.Ksp(XCO3)=1.0×10-8
C.t ℃时,向XCO3悬浊液中加入饱和Y(NO3)2溶液,可能有YCO3生成
D.t ℃时,向饱和YCO3溶液中加入Na2CO3溶液,一定能产生YCO3沉淀
C【解析】Ksp(XCO3)=c(X2+)c(CO),Ksp(YCO3)=c(Y2+)c(CO);又因Ksp(XCO3)<Ksp(YCO3),所以c(CO)相同时,c(X2+)<c(Y2+),pc(X2+)>pc(Y2+),所以a为XCO3的溶解平衡曲线,b为YCO3的溶解平衡曲线,A错误;Ksp(XCO3)=c(X2+)c(CO)=10-4 mol·L-1×100 mol·L-1=10-4,B错误;虽然Ksp(XCO3)<Ksp(YCO3),溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现,沉淀转化的平衡移动原理为X2+(aq)+YCO3(s)⇌XCO3(s)+Y2+(aq),但加入饱和Y(NO3)2溶液,增大了c(Y2+),使平衡逆向移动,可能会有YCO3生成,C正确;YCO3沉淀溶解的原理,YCO3(s)CO(aq)+Y2+(aq),向饱和YCO3溶液中加入Na2CO3溶液,不知Na2CO3溶液的浓度,无法确定是否一定能产生YCO3沉淀,D错误。
例题2、25 ℃时,下列4种盐的溶度积常数(Ksp)分别如下表,结合相关数据分析,下列说法错误的是 ( )
Ag2SO4(白色)
Ag2S(黑色)
FeS(黑色)
MnS(肉色)
1.4×10-5
mol3·L-3
6.3×10-50
mol3·L-3
3.3×10-18
mol2·L-2
2.5×10-13
mol2·L-2
A.除去某溶液中的Ag+用Na2S溶液比Na2SO4溶液效果好
B.25 ℃时,MnS的溶解度大于FeS的溶解度
C.向少量FeS悬浊液中加入足量饱和MnCl2溶液,沉淀颜色会由黑色变为肉色
D.向Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)平衡体系中加入少量Na2S固体,溶液中c(Ag+)不变
D【解析】Ksp(Ag2S)<Ksp(Ag2SO4),除去某溶液中的Ag+用Na2S溶液比Na2SO4溶液效果好,A正确;根据表中数据,25 ℃时,MnS的溶解度大于FeS的溶解度,B正确;向少量FeS悬浊液中,即FeS的饱和溶液,加入足量饱和MnCl2溶液,发生沉淀的转化,沉淀颜色会由黑色变为肉色,C正确;向Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)平衡体系中加入少量Na2S固体,溶液中c(S2-)增大,平衡逆向移动,则溶液中c(Ag+)减小,D错误。
例题3、为研究沉淀的生成及其转化,某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是( )
A.①浊液中存在平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq)
B.②中颜色变化说明上层清液中含有SCN-
C.③中颜色变化说明有AgI生成
D.该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶
D【解析】0.01 mol·L-1 AgNO3溶液中加入0.005 mol·L-1 KSCN溶液,产生白色沉淀AgSCN,该沉淀在溶液中存在溶解平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq),A正确;取①上层清液加入2 mol·L-1 Fe(NO3)3溶液,溶液变成红色,说明有Fe(SCN)3生成,从而推知上层清液中含有SCN-,B正确;①中余下浊液中加入2 mol·L-1KI溶液,产生黄色沉淀,该沉淀应为AgI,C正确;①中反应后AgNO3溶液有剩余,则余下浊液中除含有AgSCN外,还有AgNO3,再加入2 mL 2 mol·L-1 KI溶液生成AgI沉淀,不能说明AgSCN转化为AgI,故不能证明AgI比AgSCN更难溶,D错误。
1.天然水体中的H2CO3与空气中的CO2保持平衡。已知Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,某溶洞水体中lgc(X)(X为H2CO3、HCO、CO或Ca2+)与pH的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线①代表CO
B.H2CO3的一级电离常数为10-8.3
C.c(Ca2+)随pH升高而增大
D.pH=10.3时,c(Ca2+)=2.8×10-7.9 mol·L-1
2.常温下,有关物质的溶度积如下,下列有关说法不正确的是 ( )
物质
CaCO3
MgCO3
Ca(OH)2
Mg(OH)2
Fe(OH)3
Ksp
4.96×
10-9
6.82×
10-6
4.68×
10-6
5.61×
10-12
2.64×
10-39
A.常温下,除去NaCl溶液中的MgCl2杂质,选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好
B.常温下,除去NaCl溶液中的CaCl2杂质,选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好
C.向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg2+)∶c(Fe3+)=2.125×1021
D.将适量的Ca(OH)2固体溶于100 mL水中,刚好达到饱和[c(Ca2+)=1.0×10-2 mol·L-1],若保持温度不变,向其中加入100 mL 0.012 mol·L-1的NaOH,则该溶液变为不饱和溶液
3.某实验小组探究常温下难溶电解质的溶解平衡,查得如表资料。
难溶电解质
FeS
CuS
Mg(OH)2
Fe(OH)3
Ksp(溶解平衡常数)
6.3×10-18
6.3×10-36
1.8×10-11
4.0×10-38
依据上述数据进行的预测不合理的是( )
A.向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体,有浑浊出现
B.除去FeSO4溶液中的CuSO4,可选用FeS作为沉淀剂
C.向含等物质的量的MgCl2和FeCl3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先出现的沉淀是Mg(OH)2
D.向1 mL 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液中滴加2 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,取澄清溶液滴加2滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,有浑浊出现
4.化工生产中常用MnS作沉淀剂除去工业废水中的Cu2+:
Cu2+(aq)+MnS(s)⇌CuS(s)+Mn2+(aq)。下列有关叙述中正确的是( )
A.该反应的平衡常数K=
B.MnS的Ksp小于CuS的Ksp
C.达到平衡时c(Mn2+)=c(Cu2+)
D.向溶液中加入少量Na2S固体后,溶液中c(Cu2+)、c(Mn2+)保持不变
5.向废水中加入硫化物可以依次获得CuS、ZnS纳米粒子。常温下,H2S的Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15,溶液中平衡时相关离子浓度的关系如图,下列说法错误的是( )
A.Ksp(CuS)的数量级为10-37
B.a点对应的CuS溶液为不饱和溶液
C.向p点的溶液中加入少量NaS固体,溶液组成由p向q方向移动
D.H2S+Zn2+⇌ZnS+2H+平衡常数很大,反应趋于完全
6.某电子厂排放的酸性废液中含有Fe3+、Cu2+、Fe2+和Cl-等离子,以这种废液为原料设计制备高纯Fe2O3的工艺流程如图所示(部分操作和条件略)。已知:①HCl(浓)+FeCl3HFeCl4 (易溶于有机溶剂)②Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38,1g2≈0.3。下列说法不正确的是
A.反应1所发生的反应中存在氧化还原反应
B.在反萃取过程中利用了平衡移动原理,可用水作为反萃取剂
C.氨水的作用是调节pH使Fe3+沉淀,相关反应离子方程式为:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
D.为使Fe3+沉淀完全(浓度小于1×10-5mol•L-1),需调节溶液pH>3.3
7.室温下,通过下列实验探究0.1mol/L的H2S溶液的性质
实验
实验操作及现象
1
用pH计测定其pH约为3.9
2
向溶液中通入SO2发生反应2H2S+SO2=3S+2H2O
3
向溶液中加入硫酸铜溶液,产生黑色沉淀,再加入硫酸锰溶液,沉淀量增加
下列有关说法错误的是
A. Ka1(H2S)约为10-6.8
B. 实验2中的溶液pH先增大后减小,最终保持不变
C. 实验3可以说明Ksp(CuS)>Ksp(MnS)
D. 实验1中溶液存在c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)
8.常温下,取一定量的PbI2固体配成饱和溶液,T时刻改变某一条件,离子的浓度变化如图所示[注:第一次平衡时c(I-)=2×10-3 mol·L-1,c(Pb2+)=1×10-3 mol·L-1],下列有关说法正确的是 ( )
A.常温下,PbI2的Ksp=2×10-6
B.温度不变,向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液,PbI2的溶解度不变,Pb2+浓度不变
C.常温下Ksp(PbS)=8×10-28,向PbI2的悬浊液中加入Na2S溶液,PbI2(s)+S2-(aq)PbS(s)+2I-(aq)反应的化学平衡常数为5×1018
D.T时刻改变的条件是升高温度,PbI2的Ksp增大
9.某温度时,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法中,不正确的是
A.CaSO4在水中存在沉淀溶解平衡:CaSO4Ca2+(aq)+SO(aq)
B.a点表示CaSO4在水中达到沉淀溶解平衡
C.b点有CaSO4沉淀生成
D.由图可知,含大量SO的溶液中不存在Ca2+
10.常温下,向20mL0.1mol·L-1H2S溶液中缓慢加入少量MSO4粉末(已知MS难溶,忽略溶液体积变化),溶液中c(H+)与c(M2+)变化如图所示(坐标未按比例画出),已知:Ka1(H2S)=1.0×10-9,Ka2(H2S)=1.0×10-13。下列有关说法正确的是
A.a点溶液中c(H+)约为10-5mol·L-1
B.a、b、c三点中由水电离的c(H+)最大的是c点
C.Ksp(MS)数量级为10-20
D.c点溶液中 c(H2S)+ c(HS-)+c(S2-)=0.1mol·L-1
11.硒酸钡()为特种玻璃的添加剂,制取原理为,在饱和溶液中与关系如图所示(溶于水时吸收热量)。下列叙述错误的是
A.升温:M点上移 B.X点:
C.M点: D.:
12.用0.1000mol·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。下列有关描述正确的是
A.曲线x代表lgc(Ag+)随v(AgNO3)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a向b方向移动
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