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课时跟踪检测(二十九) 难溶电解质的溶解平衡

发布时间:2013-12-04 10:24:57  

课时跟踪检测(二十九) 难溶电解质的溶解平衡

一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)

1.下列叙述正确的是( )

A.一般认为沉淀离子浓度小于105mol/L时,则认为已经沉淀完全 -

B.反应AgCl+NaBr===AgBr+NaCl能在水溶液中进行,是因为AgCl比AgBr更难溶于水

C.Al(OH)3(s)Al3(aq)+3OH(aq)表示沉淀溶解平衡,Al(OH)3Al3+3OH表+-+-示水解平衡

D.只有反应速率很高的化学反应才能应用于工业生产

2.下列说法正确的是( )

A.水的离子积常数KW随温度改变而改变,随外加酸碱浓度改变而改变

B.一元弱酸的电离常数Ka越小,表示此温度下该一元弱酸电离程度越大

C.对已达到化学平衡的反应,仅改变浓度,若平衡移动,则平衡常数(K)一定改变

D.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与溶液中的离子浓度无关

3.(2012·杭州师大附中模拟)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的ZnS或PbS,慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是( )

A.CuS的溶解度大于PbS的溶解度

B.原生铜的硫化物具有还原性,而铜蓝没有还原性

C.CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2+S2===CuS↓ +-

D.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应

4.(2013·华师附中模拟)已知:pAg=-lg{c(Ag)},Ksp(AgCl)=

1×10-12+。如图是向10 mL AgNO3溶液中逐渐加入0.1 mol/L的NaCl

溶液时,溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积(单位:mL)变化的图

像(实线)。根据图像所得下列结论不正确的是(提示:

Ksp(AgCl)>Ksp(AgI))( )

A.原AgNO3溶液的物质的量浓度为1 mol·L1 -

B.图中x点的坐标为(100,6)

C.图中x点可认为溶液中Ag被沉淀完全

D.把0.1 mol·L-1+的NaCl换成0.1 mol·L1NaI则图像在终点后变为虚线部分 -

++5.化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2:Cu2(aq)+MnS(s)CuS(s)

+Mn2(aq),下列说法错误的是( ) +

A.MnS的Ksp比CuS的Ksp大

B.该反应达平衡时c(Mn2)=c(Cu2) ++

C.往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c(Mn2)变大 +

K?MnS?D.该反应的平衡常数K Ksp?CuS?

6.(2012·嘉兴模拟)右图表示的是难溶氢氧化物在不同pH下

的溶解度(S/mol·L1)。下列说法中正确的是( ) -

A.pH=3时溶液中铁元素的主要存在形式是Fe3 +

B.若Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2杂质,可通过调节溶+

液pH的方法来除去

C.若分离溶液中的Fe3和Cu2,可调节溶液的pH在4左++

D.若在含有Cu2和Ni2的溶液中加入烧碱,Ni(OH)2优先沉淀 ++

7.(2013·淄博质检)已知25℃时,AgI饱和溶液中c(Ag)为1.23×108 mol/L,AgCl的+-

饱和溶液中c(Ag)为1.25×105 mol/L。若在5 mL含有KCl和KI各为0.01 mol/L的溶液中,+-

加入8 mL 0.01 mol/L AgNO3溶液,下列叙述正确的是( )

A.混合溶液中c(K)>c(NO3)>c(Ag)>c(Cl)>c(I)

B.混合溶液中c(K)>c(NO3)>c(Cl)>c(Ag)>c(I)

C.加入AgNO3溶液时首先生成AgCl沉淀

c?Cl?-D.混合溶液中约为1.02×103 c?I?

8.(2012·衡阳模拟)某温度时,Ag2SO4在水中沉淀溶解平衡曲线

如图所示。该温度下,下列说法正确的是( )

A.含有大量SO24的溶液中肯定不存在Ag -+-+--+-+-+--

B.Ag2SO4的溶度积常数(Ksp)为1×103 -

C.0.02 mol/L的AgNO3溶液与0.2 mol/L的Na2SO4溶液等体积

混合不会生成沉淀

D.a点可能为Ag2SO4的饱和溶液

9.(2013·宝鸡模拟)常温下,有关物质的溶度积如下

下列有关说法不正确的是( ) .

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Na2CO3溶液比NaOH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.无法利用Ca(OH)2制备NaOH

10.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×l0-10,下列说法不正确的是( ) .

-13A.在t℃时,AgBr的Ksp为4.9×l0

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

二、非选择题(本题包括4小题,共50分)

11.(9分)(2013·南昌质检)沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。难溶物在水中溶解达到饱和时,即建立沉淀溶解平衡,平衡常数称为溶度积(Ksp)。

已知25℃时,Ksp(BaSO4)=1×10-10--,Ksp(BaCO3)=1×109。 -

(1)将浓度均为0.1 mol/L的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合,充分搅拌后过滤,滤液中c(Ba2)=________mol/L。 +

(2)医学上进行消化系统的X射线透视时,常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸酸性很强(pH约为1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是(用溶解平衡原理解释)________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 万一误服了少量BaCO3,应尽快用大量0.5 mol/L Na2SO4溶液给患者洗胃,如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化,残留在胃液中的Ba2浓度仅为________mol/L。 +

12.(12分)以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度:

在无机化合物的提纯中,常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如: ①为了除去氯化铵中的杂质Fe3,先将混合物溶于水,加入一定量的试剂反应,过滤+后结晶。

②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3,先将混合物溶于水,加入足量的Mg(OH)2,充+

分反应,过滤后结晶。

③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2,先将混合物溶于水,加入一定量的H2O2,将Fe2+

+氧化成Fe3,调节溶液的pH=4,过滤后结晶。请回答下列问题: +

(1)上述三种除杂方案都能够达到很好的效果,Fe2、Fe3都被转化为________而除去。 ++

(2)①中加入的试剂应该选择________为宜。

(3)②中除去Fe3所发生的总反应的离子方程式为_____________________________ +

________________________________________________________________________。

(4)下列与方案③相关的叙述中,正确的是____________(填字母)。

A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质、不产生污染

B.将Fe2氧化为Fe3的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤 ++

C.调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜

D.Cu2可以大量存在于pH=4的溶液中 +

E.在pH>4的溶液中Fe3一定不能大量存在 +

13.(14分)(2011·福建高考)四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料—钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意图如下:

回答下列问题:

(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生: 2Fe3+Fe===3Fe2 ++

2TiO2( 无色)+Fe+4H===2Ti3(紫色)+Fe2+2H2O ++++

Ti3(紫色)+Fe3+H2O===TiO2(无色)+Fe2+2H +++++

加入铁屑的作用是________。

(2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶,该溶胶的分散质微粒直径大小在________范围。

(3)若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质,还可制得钛白粉。已知25°C时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10

平衡常数K=________。

(4)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(l)+O2(g)

ΔH=+140 kJ·mol1 --39,该温度下反应Fe(OH)3+3HFe3+3H2O的++

2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol1 -

写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式:________________________________________________________________________。

(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是________(只要求写出一项)。

(6)依据下表信息,要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4,可采用________方法。

14.(15分)(2012·实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下:

(1)①铜帽溶解

时加入H2O2的目的是________________________________________(用化学方程式表示)。②铜帽溶解完全后,需将溶液中过量的H2O2除去。除去H2O2的简便方法是__________。

(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物)的量,实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2的含量。实验操作为:准确量取一定体积的含有Cu2的溶液于带塞++

锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH=3~4,加入过量的KI,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下:

2Cu2+4I===2CuI(白色)↓+I2 +-

22S2O23+I2===2I+S4O6 ---

①滴定选用的指示剂为________,滴定终点观察到的现象为________________________________________________________________________。

②若滴定前溶液中的H2O2没有除尽,所测定的Cu2含量将会________(填“偏高”、+

“偏低”或“不变”)。

(3)已知pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2。下表列出了几种离子生-

成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L

-1计算)。

实验中可选用的试剂:30%H2O2、1.0 mol·L1HNO3、1.0 mol·L1NaOH。由除去铜的滤--

液制备ZnO的实验步骤依次为:①________;②__________;③过滤;④________;⑤过滤、洗涤、干燥;⑥900℃煅烧。

答 案

课时跟踪检测(二十九)

1.选A 反应AgCl+NaBr===AgBr+NaCl在水溶液中进行说明AgBr比AgCl更难溶于水,B项错误;Al(OH)3Al3+3OH表示Al(OH)3的电离平衡,C项错误;化学反应+-

能否应用于工业生产与反应速率无必然联系,D项错误。

2.选D 水的离子积常数Kw只与温度有关,不随外加酸碱浓度的改变而改变,故A错误;电离常数Ka是表示弱电解质电离程度大小的物理量,Ka值越大,表示该一元弱酸电离程度越大,B错误;平衡常数(K)只与温度有关,与浓度无关,故C错误。

3.选D 由溶解度小的生成溶解度更小的,所以CuS的溶解度小于PbS的溶解度,A错;铜蓝(CuS)中的硫为-2价,处于硫的最低价,故铜蓝肯定有还原性,B错;C.CuSO4与ZnS反应,ZnS是难溶的,写离子方程式时不能拆,C错;原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,这过程有氧化还原反应,CuSO4溶液遇到难溶的ZnS或PbS,慢慢转变为铜蓝(CuS)这是复分解反应,故D对。

4.选D 根据图像可知:pAg=-lg{c(Ag)}=0,则c(Ag)=1 mol·L1,A项正确;++-

当x=1 00 mL时,Ag被恰好完全沉淀,此时溶液中c(Ag)=c(Cl)=106mol·L1,则pAg++---

=6,B项正确;残留溶液中的离子浓度小于105 mol·L--1时,沉淀就达完全,x点时c(Ag)

-1+=10-6 mol·L-1,故C正确;把0.1 mol·L

+-1的NaCl换成0.1 mol·LNaI,因为Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),则溶液中的c(Ag)应更小,pAg应更大,故虚线应高于实线,故D不

正确。

5.选B 根据沉淀转化向溶度积小的方向进行,Ksp(MnS)>Ksp(CuS),A对;该反应达平衡时c(Mn2)、c(Cu2)保持不变,但不一定相等,B错;往平衡体系中加入少量CuSO4++

固体后,平衡向正方向移动,c(Mn

c?Mn2?·c?S2?Ksp?MnS?,D对。 c?Cu?·c?S?Ksp?CuS?+-2+c?Mn2?)变大,C对;该反应的平衡常数K=+=c?Cu?+

6.选C 当pH=3时,Fe3已沉淀完全,A错。由于Ni2和Co2完全沉淀时pH相差+++

不大,故不宜采用调节溶液pH的方法来除去,B错。根据图示可知在含有Cu2和Ni2的溶++液中加入烧碱,Cu(OH)2优先沉淀,D错。

7.选B KCl、KI混合溶液中加入AgNO3溶液,先生成AgI,再生成AgCl,AgNO3+KI===AgI↓+KNO3,n(KCl)=n(KI)=0.01 mol/L×5 mL=5.0×105mol,生成AgI消耗-

n(AgNO3)=5.0×105mol,与KCl发生反应,剩余的AgNO3为0.01 mol/L×8 mL×103---5.0×105mol=3.0×105mol,与KCl发生反应则KCl过量,生成AgCl为3.0×105mol,---

由此得出反应后溶液中的溶质为KNO3、KCl,生成AgCl、AgI沉淀,由上所述,A、C错

c?Cl?误,B正确;混合溶液中c(Cl)>c(I),1,D错误。 c?I?---

8.选C Ag2SO4在水溶液中存在如下平衡:Ag2SO4(s)2Ag(aq)+SO24(aq),含有+-

大量SO24的溶液中仍可存在Ag,故A项不正确;曲线上的b点代表溶解平衡点,此点时-+

22c(Ag)=2×102 mol/L,c(SO2c(SO24)=5×10mol/L,根据Ksp=c(Ag)·4)=(2×10+---+--

22)×5×102=2×105,故B项不正确;(0.01)2×0.1=1×10--

----5 <Ksp,不会生成Ag2SO4沉淀,故C项正确;a点处(2×102)2×1×102=4×106<Ksp,溶液未达到饱和,故D项不正确。

9.选D A项中Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[MgCO3],所以用NaOH溶液可使Mg2沉淀更完+

全;同理可知B项正确;C项中pH=8即c(OH)=1×106mol/L,当两种沉淀共存时,有--

c?Mg2?·c2?OH?K[Mg?OH?],代入数据,则有上述结果,C项正确;D项可用下述反应+-c?Fe?·c?OH?Ksp[Fe?OH?3]+-

实现:Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH,D项错误。

10.选B 根据图中c点的c(Ag)和c(Br)可得,该温度下AgBr的Ksp为4.9×l0

-+--13,A正确;在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后,c(Br)增大,沉淀溶解平衡逆向移动,c(Ag

+)减小,平衡点仍在曲线上,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=c(Cl)/c(Br)=Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr),代入数据得K≈816,D正确。

11.解析:(1)由于BaCl2溶液与Na2SO4溶液反应生成硫酸钡沉淀,则剩余溶液中c(Ba2+)与c(SO 24)相同,则 -

c(Ba2)=Ksp?BaSO4?=1×105mol/L。 +-

22(2)BaSO4(s)Ba2(aq)+SO24(aq),由于Ba、SO4均不与H反应,无法使平衡移+-+-+

Ksp?BaSO4?+-动。c(Ba2)==2×1010mol/L。 c?SO4?

答案:(1)1×105 -

22(2)对于平衡BaSO4(s) Ba2(aq)+SO24(aq),H不能减少Ba或SO4的浓度,平衡+-++-

不能向溶解的方向移动 2×10-10

+12.解析:①中为了不引入杂质离子,应加入氨水使Fe3沉淀,而不能用NaOH溶液。

②中根据溶解度表可明确Mg(OH)2能较容易转化为Fe(OH)3,因此在MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2可除去Fe3,然后将沉淀一并过滤。③中利用高价阳离子Fe3极易水解的特点,++

据题意可知调节溶液的pH=4可使Fe3沉淀完全,为了不引入杂质离子,因此可使用CuO、+

Cu(OH)2、CuCO3等调节溶液的pH。

答案:(1)氢氧化铁 (2)氨水 (3)2Fe3+3Mg(OH)2===3Mg2+2Fe(OH)3 (4)A、C、D、++

E

13.解析:(1)由流程图知,加铁是为了将Fe3还原成Fe2,将TiO2还原成Ti3,由题++++

中所给三个方程知Ti3还原性强于Fe2,故Ti3的存在还可避免Fe2被氧化(因为要得到绿++++

c?Fe3?矾)。(3)反应Fe(OH)3+3HFe+3H2O的平衡常数K+Fe(OH)3的溶度积c?H?++3+

常数Ksp=c(Fe3)·c3(OH),再结合常温下KW=c(H)·c(OH)=1×10+-+--14,求出K=Ksp=KW

2.79×103。(4)将题中已知的两个热化学方程式同向相加得,TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=-81 kJ·mol1。(5)由生产流程图知转化过程中有废渣、废-

液和废气产生,直接排放会污染环境。(6)因SiCl4、TiCl4是液态物质且沸点相差较大,故可利用蒸馏的方法分离。

答案:(1)将Fe3还原成Fe2,生成Ti3,保护Fe2不被氧化 ++++

(2)109~107m(或其他合理答案) (3)2.79×103 --

(4)TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g)

ΔH=-81 kJ·mol1 -

(5)产生三废(或其他合理答案)

(6)蒸馏(或分馏、精馏)

14.解析:(1)铜与稀硫酸不反应,加入H2O2可以将铜氧化为CuO,CuO与稀H2SO4反应。H2O2不稳定,受热分解生成水和氧气,氧气逸出。(2)根据碘遇淀粉变蓝色的性质,可用淀粉作指示剂。在锥形瓶中加入淀粉溶液,溶液变为蓝色,滴入Na2S2O3标准溶液至溶液的蓝色完全褪去,即证明I2全部反应。若溶液中的H2O2没有除尽,H2O2具有强氧化性,会氧化I生成I2,导致Na2S2O3标准溶液使用量偏多,从而算出的Cu2含量偏高。(3)Fe2-+

++与Zn2完全沉淀时的pH相差不大,直接沉淀会使生成的Zn(OH)2不纯,故可先加入氧化剂H2O2(使用该氧化剂不引入杂质离子)将Fe2氧化为Fe3,调节pH至3.2~5.9之间,目的是++

将Fe3全部沉淀,保证Zn2不沉淀。过滤后,再调节pH大于8.9,使Zn2全部沉淀,但是+++

pH不能超过11,否则Zn(OH)2会被溶解。最后煅烧Zn(OH)2使其分解得ZnO。

答案:(1)①Cu+H2O2+H2SO4===CuSO4+2H2O

②加热(至沸)

(2)①淀粉溶液 蓝色褪去 ②偏高

(3)①向滤液中加入适量30% H2O2,使其充分反应

②滴加1.0 mol ·L1NaOH,调节溶液pH约为5(或3.2≤pH<5.9),使Fe3沉淀完全 -+

④向滤液中滴加1.0 mol·L1NaOH,调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2沉-+淀完全

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