难溶电解质的沉淀溶解平衡
沉淀平衡曲线分析
1.(2019·全国卷Ⅱ)绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是
( )
A.图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度 B.图中各点对应的Ksp的关系为Ksp(m)=Ksp(n) C.向m点的溶液中加入少量Na2S固体,溶液组成由m沿mpn线向p方向移动 D.温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动 【解析】选B。图中p、q对应纵横坐标数值相等,即c(Cd)=c(S),则a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度,A正确;图中m、n、p点对应的温度相同,小于q点对应的温度,对应的Ksp的关系为Ksp(m)=Ksp(n) =Ksp(p) Ksp[Pb(OH)2]=2×10,Ksp[Fe(OH)2]=8×10。当溶液中金属离子浓度小于 10 mol·L视为沉淀完全。向20 mL含0.10 mol·L Pb和0.10 mol·L Fe的混合溶液中滴加0.10a mol·L NaOH溶液,金属阳离子浓度与滴入NaOH溶液体积的关系曲线如图所示,则下列说法正确的是 ( ) -1 -5 -1 -1 2+ -1 2+ -15 -15 2+ 2-2+ 2- - 1 - A.曲线A表示c(Pb)的曲线 B.当溶液pH=8时,Fe开始沉淀,Pb沉淀完全 C.滴入NaOH溶液体积大于30 mL时,溶液中c(Fe)=4c(Pb) 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ D.室温下,滴加NaOH溶液过程中,比值不断增大 【解析】选C。Pb(OH)2的Ksp小于Fe(OH)2的Ksp,则等pH时,Fe浓度较大,则曲线A表示c(Fe)的曲线,故A错误; 当溶液pH=8时,c(OH)=10 mol·L,此时 --6 -1 2+2+ c(Pb)= 2+ ==2×10>10,Pb未沉淀完全,故B错误; 滴入NaOH溶液 -3-52+ 体积大于30 mL时,曲线发生变化,溶液中c(Fe)∶c(Pb) 2+2+ ==4∶1,故C正确; =,为定值,不发 生变化,故D错误。 【归纳提升】 解沉淀溶解平衡图象题三步骤 第一步:明确图象中纵、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。 第二步:理解图象中线上点、线外点的含义 - 2 - (1)以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图象上,曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Qc=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线以外。 (2)曲线上方区域的点均为过饱和溶液,此时Qc>Ksp。 (3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Qc (2)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。 有关溶度积的计算 3.(2019·衡水模拟)已知常温下Ksp(AgCl)=1.8×10,Ksp(AgBr)=5×10,下列有关说法错误的是 ( ) -10 -13 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在水中溶解度及Ksp均比在NaCl溶液中的大 D.欲用1 L NaCl溶液将0.01 mol AgBr转化为AgCl,则c(NaCl)≥3.61 mol·L 【解析】选C。已知常温下Ksp(AgCl)=1.8×10,Ksp(AgBr)=5×10,在饱和AgCl,AgBr的混合 -10 -13 -1 溶液中:==360,A正确;已知Ksp(AgCl)> Ksp(AgBr),溶度积大的沉淀容易转化为溶度积小的沉淀,所以向AgCl悬浊液中滴加NaBr溶液会产生淡黄色AgBr沉淀,B正确;AgCl在水中的Ksp与在NaCl溶液中的相同,C错误;用1 L NaCl - 3 - 溶液将0.01 mol AgBr转化为AgCl,则溶液中Br浓度变为0.01mol·L,则 --1 c(Ag)= + ==5×10 mol·L,则c(Cl)= -11-1- =3.6 mol·L,AgBr -1 转化过程中消耗了0.01 mol·L的NaCl,所以c(NaCl)≥3.61 mol·L,D正确。 4.毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca、Mg、Fe等杂质),实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下: 2+ 2+ 3+ -1-1 已知: 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH Ca 11.9 13.9 2+Mg 9.1 11.1 2+Fe 1.9 3.2 3+加入NH3· H2O调节pH=8可除去____________(填离子符号),滤渣Ⅱ中含______(填化学式)。加入H2C2O4时应避免过量,原因是______________。 (已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10,Ksp(CaC2O4)=2.3×10。) 【解析】根据流程图和表中数据可知,加入NH3·H2O调pH为8,只有Fe完全沉淀,故可除去Fe;加入NaOH调pH=12.5,Mg完全沉淀,Ca部分沉淀,所以滤渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2;根据Ksp(BaC2O4)=1.6×10可知,H2C2O4过量时Ba转化为BaC2O4沉淀,BaCl2·2H2O产品的产量会减少。 答案:Fe Mg(OH)2、Ca(OH)2 H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀,产品的产量减少 5.(2016·全国卷Ⅰ节选)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的 3+ -7 2+ 2+ 2+ 3+ 3+ -7 -9 Cl,利用Ag与Cr -+ 生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl恰好完全沉淀(浓度 - 等于1.0×10 mol·L)时,溶液中c(Ag)为____________mol·L,此时溶液中c(Cr于____________mol·L。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10和2.0×10) -1 -12 -10 -5-1+-1 )等 - 4 - 【解析】结合Ksp(AgCl)和溶液中c(Cl)=1.0×10 mol·L,可求出溶液中 --5-1 c(Ag)= + =2.0×10 mol·L。结合溶液中c(Ag)=2.0×10 mol·L和Ksp(Ag2CrO4) -5-1+-5-1 可求出溶液中c(Cr)==5.0×10 mol·L。 -3-1 答案:2.0×10 5.0×10 【归纳提升】 沉淀开始和沉淀完全时溶液pH的计算方法 [以Cu(OH)2为例]。 室温下,向2 mol·L CuSO4溶液中逐滴加入NaOH溶液调节溶液的pH至多少时开始沉淀?调节溶液pH至多少时Cu沉淀完全? (已知:室温下Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10,离子浓度小于10 mol·L时视为Cu沉淀完全) ①沉淀开始时pH的求算。 Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu)·c(OH)=2×c(OH)=2.0×10, 2+ 2 -2 --20 -20 -5 -1 2+ 2+-1 -5-3 c(OH)= - =10(mol·L), -10-1 c(H)= + ==10(mol·L), -4-1 pH=-lgc(H)=-lg10=4。 ②沉淀完全时pH的求算。 Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu)·c(OH)=10·c(OH)=2.0×10, 2+ 2 --5 2 --20 +-4 c(OH)= - =×10≈4.47×10(mol·L), -8-8-1 c(H)= + =≈2.24×10(mol·L), -7-1 pH=-lgc(H)=-lg(2.24×10)=7-lg2.24≈6.6。 - 5 - +-7
2021高考化学一轮复习8.4难溶电解质的沉淀溶解平衡题组训练过关2(含解析)苏教版
