图1
已知:①有关金属离子生成氢氧化物沉淀时溶液的pH如图2所示。
图2
②25 ℃时,NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10。HF的电离常数Ka=7.2×10,Ksp(MgF2)=7.4×10。 (1)加Na2CO3调节溶液的pH至5,得到废渣2的主要成分是 (填化学式)。
(2)Mg能与饱和NH4Cl溶液反应产生NH3,请用化学平衡移动原理加以解释: (用必要的文字和离子方程式回答)。
(3)25 ℃时,1 mol·L的NaF溶液中c(OH)= (列出计算式即可) mol·L。NH4F溶液呈 (填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(4)已知沉淀前溶液中c(Mg)=1.85×10 mol·L,当除镁率达到99%时,溶液中c(F)= mol·L。
课时规范练25 难溶电解质的溶解平衡
1.B 常温下向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,沉淀溶解平衡逆向移动,但是由于温度不变,所以Ksp的值不变,A项错误;用稀盐酸洗涤AgCl沉淀时由于沉淀溶解平衡逆向移动,所以溶解消耗的AgCl比
-用水洗涤损耗的AgCl小,B项正确;在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,由于c(SO24)增大,
-1
2+
-3
-1
--1
--1
-5
-4
-11
所以沉淀溶解平衡逆向移动,使溶液中的c(Ba)减小,C项错误;大多数物质的溶解度随温度的升高而增加,说明多数物质的溶解是吸热的,只有少数物质溶解度随温度的降低而增大,这类物质的溶解是放热的,D项错误。
-2-2.D 因胃酸可与CO23反应生成水和二氧化碳,使溶液中CO3浓度降低,从而使平衡BaCO3(s)-Ba(aq)+CO23(aq)向溶解方向移动,使Ba浓度增大,会造成人体中毒,与Ksp大小无关,故A项错
2+
2+
2+
误;BaCO3能溶于胃酸,起不到解毒的作用,故B项错误;c(Ba)=1.0×10mol·L的溶液钡离子浓度很小,不会引起钡离子中毒,故C项错误;用0.36mol·L的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃,反应后c(Ba)=
2+
-1
2+-5-1
1.1×10-10
0.36
mol·L,浓度很小,可起到解毒的作用,故D项正确。
2+
+
2+
-1
3.A 用酸性KMnO4溶液氧化Fe时,会引入K、Mn等新的杂质,这些离子在后续反应中难以除去。生产中应该使用H2O2溶液氧化Fe,然后加入ZnO或ZnCO3调节溶液的pH,使Fe等离子形成沉淀。 4.D A项中,三种物质均为AB型化合物,CuS的溶度积最小,因而溶解度最小;B项
中,c(Cu)=√??sp(CuS)=√1.3×10mol·L;C项中,Ksp(FeS)>Ksp(ZnS),应首先生成ZnS沉淀;D项中,K=
??(Zn2+)??(Cu2+)
2+
-18
-1
2+
3+
=
??sp(ZnS)??sp(CuS)
=
1.3×10-241.3×10
+
-36=1.0×10。
-1
+
-13
-1
12
5.D 溶液的pH=13,则c(H)=10mol·L,A项正确;溶液的pH=13,则c(H)=10mol·L,溶液中只有水电离产生H,水电离产生的H浓度c(H)=10mol·L,水电离产生的H和OH浓度相等,所以所得溶液中由水电离产生的c(OH)=10mol·L,B项正确;c(H)=10mol·L,则c(OH)=10mol·L,由于Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×10,所以所得溶液中的c(Mg)=
10
-1
-12
2+
--13
-1
+
-13
-1
--1
-1
+
+
+
-13
-1
+
-
-13
5.6×10-12(10)
-12mol·L=5.6×10
-1-
mol·L,C项正确;向MgCl2溶液加入一定量的烧碱溶液,发生反应后溶液的pH=13,所以所加NaOH
溶液的pH应大于13,D项错误。 6.答案:(1)将Fe氧化为Fe
(2)Fe+3OH
3+
-2+
3+
Fe(OH)3↓
10
(3)99% Fe2O3 (4)2×10
-(5)Mn+S2O28+2H2O
2+
-MnO2↓+2SO24+4H
+
2+
3+
解析:(1)加入双氧水的目的是将Fe氧化为Fe。
(2)第一次调pH使Fe完全沉淀,其反应的离子方程式为Fe+3OH
+
-7
-1
--7
-1
2+
3+
3+
-
Fe(OH)3↓。
??sp
-(3)pH控制为7时c(H)=10mol·L,c(OH)=10mol·L,c(Zn)=
1
??2(OH)
=1.2×10mol·L
-3-
,
1.2×10-30.12
×100%=1%,则Zn的沉淀率=1-1%=99%。第一次调pH使Fe完全沉淀时,有及其少量的Fe
2+3+3+
存在,所以利用滤渣Ⅱ制备高纯的ZnO时,必然含有极其微量的Fe2O3。
(4)根据题意可知,MnS(s)
Mn(aq)+S(aq)
2+
2-
Ksp(MnS)=3.0×10-14,ZnS(s)
Zn(aq)+S(aq)
ZnS(s)+Mn(aq),其平衡常
2+
2+2-
Ksp(ZnS)=1.5×10-24,在除锌时发生沉淀转化反应为MnS(s)+Zn2+(aq)
数K=
3.0×10-141.5×10
24
=2×10。
10
(5)沉锰反应在酸性条件下完成,由生成物为MnO2可知Mn化合价升高,则S化合价下降,根据得
-失电子守恒配平反应的离子方程式为Mn+S2O28+2H2O
2+
-MnO2↓+2SO24+4H。
+
2+
2+
7.B 题给温度下,Ksp[Cu(OH)2]
2+
2+
c(Cu
2+
??[Fe(OH)2]
)=sp
??sp[Cu(OH)2]
2+
=
10-15.110
-19.7=
110
-4.6=10∶1,B正确;Ksp[Cu(OH)2] 2+ 4.6 淀,在含有Fe的CuSO4溶液中,加入适量CuO,不能生成Fe(OH)2沉淀,所以Fe浓度不变,C错误;向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH,溶液中会生成Cu(OH)2沉淀,溶液中铜离子的浓度会减小,而从X点到Y点铜离子浓度不变,D错误。 8.D HF为弱酸,不能完全电离,则25℃时,0.1mol·LHF溶液中pH>1,A项错误;Ksp(CaF2)只与温度有关,B项错误;由已知得Ksp(CaF2)≠ -3 -1 1 ??a(HF) -1 ,C项错误;两溶液混合后,c(Ca)=0.1mol·L,c(F 2 -2+ -6 2+-1- )=√??a(HF)×??(HF)=6×10mol·L,则Qc=c(F)·c(Ca)=3.6×10>Ksp(CaF2),故体系中有CaF2沉淀产生,D项正确。 9.B 起始时,pAg=0,即-lg[c(Ag)]=0,则c(Ag)=1mol·L,A项错误;x点时pAg=5,则 + + -1 c(Ag+)=1×10-5mol·L-1,根据Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1×10-10,可得c(Cl-)=1×10-5mol·L-1,B项 正确;x点表示溶液中c(Ag)=c(Cl)=1×10mol·L,说明Ag沉淀完全,由A项分析可知原溶液中 + --5 -1 + c(Ag+)=1mol·L-1,则消耗的n(NaCl)=n(Cl-)=n(AgCl)≈1mol·L-1×0.01L=0.01mol,V(NaCl溶 液)= 0.01mol -10.1mol·L =0.1L=100mL,故x点的坐标为(100,5),C项错误;Ksp(AgI) -1 + -1 的NaCl溶液换成0.1mol·L的NaI溶液,则终点后溶液中c(Ag)更小,pAg更大,虚线应在实线的上方,D项错误。 10.C 稀硝酸具有强氧化性,与FeO发生氧化还原反应生成Fe(NO3)3、NO和H2O,A项说法正确;酸浸时产生的尾气为NO,要循环利用,可通入O2(或空气)将NO再转化为HNO3,即4NO+3O2+2H2O 4HNO3,B 项说法正确;酸浸液中含有Fe3、Zn、Cu,再加入ZnO调节pH使Fe3转化为Fe(OH)3沉淀而过滤 2+ 2+ ++ 除去,加入Zn置换出Cu,故滤渣2中的成分是Zn和Cu,C项说法错误;当Qc>Ksp(ZnS)时才生成ZnS沉淀,即c(S)> 2- ??sp(ZnS)??(Zn2+) = 1.6×10-241.0×10 -5mol·L=1.6×10mol·L,D项说法正确。 -1-19-1 11.答案:(1)8Al+3Mn3O44Al2O3+9Mn 2+ (2)①C6H12O6 升高反应温度(或将软锰矿研细等其他合理答案) ②> ③Ca (3)Mn+2HCO-3 2+ MnCO3↓+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+3Mn3O4 4Al2O3+9Mn。 2+ 3+ 2+ (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Ca、Fe、Cu 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沉淀出来,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,再加入MnF2,形成CaF2沉淀,除去Ca,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+12H2SO4 12MnSO4+6CO2↑+18H2O,该反应中,锰元素化合价由+4价变为+2 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大,所以能提高还原浸出速率的措施是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 2-Mn、Ca、NH+4、SO4,加入MnF2的目的是形成CaF2沉淀,除去Ca。 2+ 2+ 2+ (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Mn+2HCO-3 2+ MnCO3↓+H2O+CO2↑;由MnCO3(s)+2OH(aq) 10-10.710-12.7 - -??(CO2-3) Mn(OH)2(s)+CO2(aq)可知,K=3??2(OH-) = ??sp(MnCO3) ??(Mn2+)??sp[Mn(OH)2]??(Mn2+) = =100。 12.答案:(1)Fe(OH)3、Al(OH)3 (2)NH4Cl水解反应的方程式为NH+4+H2O NH3·H2O+H,Mg与H反应产生H2,使c(H)减小,促进 + + + 水解平衡向右移动,生成的NH3·H2O部分分解产生NH3,总反应的离子方程式为Mg+2NH+4Mg+2NH3↑+H2↑ 2+ (3)√ 10-147.2×10 -4 酸性 (4)2.0×10 2+ 3+ 2+ 2+ 3+ -3 解析:(1)酸浸液中的杂质金属离子有Fe、Al、Mg,H2O2可将Fe氧化为Fe,调节溶液的pH为5,根据图2可知,Al、Fe都形成沉淀。 (3)F在溶液中发生水解反应F+H2O似取1mol·L,c(HF)=c(OH),则c(OH)=√ -1 -----3+ 3+ HF+OH,水解常数Kh=??W= a - ????(HF)·??(OH-) ,水解平衡时??(F-) F近 - 10-14 -4 7.2×10 mol·L。根据电离常数可知,电离能力 -1 HF>NH3·H2O,故水解能力NH+4>F,所以NH4F溶液呈酸性。 (4)c(Mg)·c(F)=Ksp,沉淀后c(Mg)=1.85×10mol·L,则c(F)= 2+ 2 -2+ -5 -1 2 - 7.4×10-11 -51.85×10 mol·L,解得 2-2 c(F-)=2.0×10-3mol·L-1。
2021人教版版高考化学一轮复习-暑假专题练习25.难溶电解质的溶解平衡
