沉淀溶解平衡的应用、溶度积的相关计算及溶解图像
突破训练(一)
1.有关AgCl沉淀的溶解平衡的说法中,不正确的是( )
A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但速率相等
B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-
C.升高温度,AgCl沉淀的溶解度增大
D.向AgCl沉淀中加入NaCl固体,AgCl沉淀的溶解度降低
解析:选B 沉淀溶解平衡的实质是v(沉淀)=v(溶解)≠0,A对。AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)是动态平衡,B错。溶解过程吸热,C对。加入NaCl固体,c(Cl-)增大,AgCl溶解平衡左移,D对。
2.在一定温度下,当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),要使Mg(OH)2固体减少而c(Mg2+)不变,可采取的措施是( )
A.加MgSO4 B.加HCl溶液
C.加NaOH D.加水
解析:选D 加MgSO4会使该溶解平衡左移,Mg(OH)2 固体增多,c(Mg2+)变大;加HCl溶液使该溶解平衡右移,Mg(OH)2固体减少,c(Mg2+)变大;加NaOH使该溶解平衡左移,Mg(OH)2固体增多,c(Mg2+)变小。
3.25 ℃,向100 mL 0.09 mol·L-1 BaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol·L-1 H2SO4溶液生成BaSO4沉淀。已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,且溶液的温度和体积的变化都忽略不计,则生成沉淀后的体系中c(Ba2+)和pH分别为( )
A.1.1×10-9 mol·L-1、1 B.1.1×10-9 mol·L-1、2
C.2.2×10-8 mol·L-1、1 D.2.2×10-8 mol·L-1、2
解析:选C BaCl2与H2SO4溶液发生反应:BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+2HCl,n(BaCl2)=0.09 mol·L-1×0.1 L=0.009 mol,n(H2SO4)=0.1 L×0.1 mol·L-1=0.01 mol,故两溶液反应后剩余0.001 mol H2SO4,此时c(H2SO4)=
=0.005 mol·L-1,故生成沉淀后的体系中c(Ba2+)== mol·L-1=2.2×10-8 mol·L-1。溶液中H+未参与离子反应,则有c(H+)=0.1 mol·L-1×2×=0.1 mol·L-1,故溶液的pH=-lg c(H+)=-lg 0.1=1。
4.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-1 HF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
解析:选D HF为弱酸,不能完全电离,则25 ℃时,0.1 mol·L-1 HF溶液中pH>1,A项错误;Ksp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-)==6×10-3 mol·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。
5.要使工业废水中的Pb2+沉淀,可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂,已知Pb2+与这些离子形成的化合物的溶解度如下:
化合物
PbSO4
PbCO3
PbS
溶解度/g
1.03×10-4
1.81×10-7
1.84×10-14
由上述数据可知,沉淀剂最好选用( )
A.硫化物 B.硫酸盐
C.碳酸盐 D.以上沉淀剂均可
解析:选A 沉淀工业废水中的Pb2+时,生成沉淀的反应进行得越完全越好,由于PbS的溶解度最小,故选硫化物作为沉淀剂。
6.已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。某溶液中含有Cl-、Br-和CrO,浓度均为0.010 mol·L-1,向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )
A.Cl-、Br-、CrO B.Br-、Cl-、CrO
C.CrO、Br-、Cl- D.Br-、CrO、Cl-
[解析] 当溶液中c(Cl-)为0.01 mol·L-1时,产生沉淀AgCl时所需Ag的浓度为c(Ag+)== mol·L-1=1.56×10-8 mol·L-1,同理含Br-溶液中所需c(Ag+)== mol·L-1=7.7×10-11 mol·L-1,含CrO溶液中所需c(Ag+)= = mol·L-1=3×10-5 mol·L-1,c(Ag+)越小,则越先生成沉淀,所以三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br-、Cl-、CrO。
7..下列说法正确的是 ( )
A.难溶电解质作比较时,Ksp小的,溶解度一定小
B.Ksp大小取决于难溶电解质的浓度,所以离子浓度改变时沉淀溶解平衡会发生移动
C.所谓沉淀完全就是用沉淀剂将溶液中某一离子完全除去
D.温度一定,当溶液中Ag+和Cl-浓度的乘积等于Ksp时,溶液为AgCl的饱和溶液
[解析] 只有具有相同结构的难溶物(如AgCl、AgBr、AgI)Ksp小的溶解度小,而不同结构的(如Ag2SO4和AgI)Ksp小的溶解度不一定小,A错误;Ksp
的大小与温度有关,与难溶电解质的浓度无关,而平衡移动与离子浓度有关,B错误;难溶电解质在溶液中存在溶解平衡,不可能加入沉淀剂将溶液中某一离子除净,C错误;当溶液中的离子浓度幂之积等于溶度积常数时,为饱和溶液,D正确。
8.某酸性化工废水中含有Ag+、Pb2+等重金属离子。有关数据如下:
难溶电解质
AgI
Ag2S
PbI2
Pb(OH)2
PbS
Ksp
8.3×10-12
6.3×10-50
7.1×10-9
1.2×10-15
3.4×10-26
在废水排放之前,用沉淀法除去这两种离子,应该加入的试剂是( )
A.氢氧化钠 B.硫化钠 C.碘化钾 D.氢氧化钙
[解析] 溶度积越小越易转化为沉淀;若要把Ag+、Pb2+等重金属离子转化为沉淀除去,由表格中的数据可知,它们的硫化物的溶度积最小,所以应选择硫化钠作沉淀剂。
9.25 ℃时,在氢氧化镁悬浊液中存在下列沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)。
已知25 ℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,
Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。下列说法错误的是 ( )
A.若向Mg(OH)2悬浊液中加入少量NH4Cl(s),c(Mg2+)会增大
B.若向Mg(OH)2悬浊液中滴加CuSO4溶液,沉淀将由白色逐渐变为蓝色
C.若向Mg(OH)2悬浊液中加入适量蒸馏水,Ksp保持不变,故上述平衡不发生移动
D.若向Mg(OH)2悬浊液中加入少量Na2CO3(s),固体质量将增大
[解析] 向Mg(OH)2悬浊液中加入少量NH4Cl(s),c(OH-)减小,平衡正向移动,促进氢氧化镁的溶解,c(Mg2+)会增大,A正确;向Mg(OH)2悬浊液中滴加CuSO4 溶液,由于Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11
Ksp(Ag2S)
B
向盛有2 mL 0.1 mol/L AgNO3溶液的试管中滴加1 mL 0.1 mol/L NaCl溶液,再向其中滴加4~5滴0.1 mol/L KI溶液
先有白色沉淀生成,后又产生黄色沉淀
Ksp(AgCl)
>Ksp(AgI)
C
AgI悬浊液中滴入Na2S溶液
固体变黑
Ksp(Ag2S)>Ksp(AgI)
D
将H2S气体通入浓度均为0.01 mol·L-1的ZnSO4和CuSO4溶液中
先出现CuS黑色沉淀
Ksp(CuS)