2020化学人教版选修4作业第三章第4节难溶电解质的溶解平衡综合训练解析

第4节难溶电解质的溶解平衡[综合训练]对应学生用书P53一、选择题1．现将足量的AgCl分别放入下列物质中，溶解度由大到小的排列顺序是()①20mL0．01mol·L－1KCl溶液②30mL0．02mol·L－1CaCl2溶液③40mL0．03mol·L－lHCl溶液④10mL蒸馏水⑤50mL0．05mol·L－1AgNO3溶液A．①②③④⑤B．④①③②⑤C．⑤④②①③D．④③⑤②①答案B解析溶解度与溶液的体积无关，由AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)可知，溶液中c(Ag＋)或c(Cl－)越大，上述平衡逆向移动程度越大，溶解度越小，故溶解度由大到小的顺序即是c(Ag＋)或c(Cl－)由小到大的顺序。2．在AgCl饱和溶液中尚有AgCl固体存在，当向溶液中加入0．1mol/L的盐酸时，下列说法正确的是()A．AgCl沉淀溶解平衡向溶解方向移动B．AgCl的溶解度增大C．溶液中c(Ag＋)增大D．溶液中c(Cl－)增大答案D解析加入盐酸后，c(Cl－)增大，使沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动，溶液中c(Ag＋)降低，AgCl的溶解度减小，故A、B、C三项均错误；根据勒夏特列原理可推知，加入盐酸后溶液中c(Cl－)增大。3．常温下有关物质的溶度积如下，下列说法不正确的是()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＋)＝2．125×1021D．无法利用Ca(OH)2制备NaOH答案D解析Ksp[Mg(OH)2]Ksp[MgCO3]，当Mg2＋除尽时(≤10－5mol·L－1)，所需OH－浓度小于CO2－3浓度，所以用NaOH溶液可使Mg2＋沉淀更完全，A正确；同理B正确；pH＝8即c(OH－)＝1×10－6mol·L－1，当两种沉淀共存时，有cMg2＋·c2OH－cFe3＋·c3OH－＝Ksp[MgOH2]Ksp[FeOH3]，代入数据，则有题述结果，C正确；制备NaOH可用下述反应实现：Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH，D错误。比较难溶电解质的溶解度大小的误区误区：难溶电解质的Ksp越小，其溶解度越小。分析：①Ksp可以反映难溶电解质在水中的溶解能力，但不能直接依据Ksp比较其溶解度的大小，要考虑难溶电解质的组成。②当难溶电解质的阴、阳离子个数比相同时(如AB、AB2型等)，Ksp越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强，其溶解度越大，不同时则不能直接比较，要换算成溶解度再比较。4．已知如下物质的溶度积常数：FeS：Ksp＝6．3×10－18；CuS：Ksp＝6．3×10－36。下列说法正确的是()A．同温度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度B．同温度下，向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后，Ksp(FeS)变小C．向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出现的沉淀是FeSD．除去工业废水中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂答案D解析A项由于FeS的Ksp大，且FeS与CuS的Ksp表达式是相同类型的，因此同温下FeS的溶解度比CuS的大；B项Ksp不随浓度变化而变化，它只与温度有关；C项先达到CuS的Ksp，先出现CuS沉淀；D项向含有Cu2＋的工业废水中加入FeS，FeS会转化为更难溶的CuS，可以用FeS作沉淀剂。5．在25℃时，碳酸钙在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知25℃时硫酸钙的Ksp＝9．1×10－6。下列说法不正确的是()A．除去锅炉水垢中硫酸钙的办法是将其转化为碳酸钙，然后用酸去除B．图中b点碳酸钙的结晶速率大于其溶解速率C．通过蒸发，可使溶液由a点变化到c点D．在25℃时，反应CaSO4(s)＋CO2－3(aq)CaCO3(s)＋SO2－4(aq)的平衡常数K＝3250答案C解析CaSO4存在溶解平衡：CaSO4(s)Ca2＋(aq)＋SO2－4(aq)，加入较浓的Na2CO3溶液，Ca2＋与CO2－3结合生成CaCO3沉淀，使CaSO4转化为CaCO3，并与稀盐酸等反应生成可溶性钙盐而除去，A正确。图中b点位于溶解平衡曲线的上面，此时c(Ca2＋)、c(CO2－3)均大于该条件下的平衡浓度，应生成CaCO3沉淀，使c(Ca2＋)及c(CO2－3)减小，故b点CaCO3的结晶速率大于溶解速率，B正确。图中a→c点转化，c(CO2－3)不变，c(Ca2＋)增大，而蒸发浓缩时，c(Ca2＋)、c(CO2－3)均增大，故不能使溶液由a点变化到c点，C错误。由图可得Ksp(CaCO3)＝c(Ca2＋)·c(CO2－3)＝7．0×10－5×4．0×10－5＝2．8×10－9；25℃时，反应CaSO4(s)＋CO2－3(aq)CaCO3(s)＋SO2－4(aq)的平衡常数K＝cSO2－4cCO2－3＝KspCaSO4KspCaCO3＝9.1×10－62.8×10－9＝3250，D正确。沉淀溶解平衡图像的分析(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，有的是离子浓度的负对数。①以氯化银为例，在如图所示的该沉淀溶解平衡图像上，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，不会出现在曲线外。②曲线上方区域的点均为饱和溶液与沉淀共存的体系，此时QcKsp。③曲线下方区域的点均为不饱和溶液，此时QcKsp。(2)抓住Ksp的特点，结合选项分析判断。①溶液在蒸发时，溶质离子浓度的变化情况分为两种：原溶液不饱和时，离子浓度都增大；原溶液饱和时，离子浓度都不变。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。6．硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，下列说法正确的是()A．283K时，图中a点对应的溶液是不饱和溶液B．三个不同温度下，363K时Ksp(SrSO4)最大C．温度一定时，Ksp(SrSO4)随c(SO2－4)的增大而减小D．283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液答案A解析由图可知，a点离子积QcKsp(283K)，故a点对应的溶液是不饱和溶液，A正确；由图可知，363K时Ksp(SrSO4)最小，B错误；Ksp(SrSO4)只与温度有关，温度不变，Ksp(SrSO4)不变，与c(SO2－4)无关，C错误；由图及分析可知温度由283K升高到363K时，SrSO4饱和溶液中会析出SrSO4沉淀，且溶液仍饱和，D错误。7．在t℃时，Ag2CrO4(橘红色)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知AgCl的Ksp(AgCl)＝1．8×10－10，下列说法不正确的是()A．t℃时，Ag2CrO4的Ksp(Ag2CrO4)为1．0×10－8B．在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4，不能使溶液由Y点变为X点C．t℃时，Y点和Z点时的Ksp(Ag2CrO4)相等D．t℃时，将0．01mol·L－1AgNO3溶液滴入20mL0．01mol·L－1KCl和0．01mol·L－1K2CrO4的混合溶液中，Cl－先沉淀答案A解析由图可知，c(Ag＋)＝1×10－3mol·L－1时，c(CrO2－4)＝1×10－5mol·L－1，则有Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO2－4)＝(1×10－3)2×1×10－5＝1×10－11，A错误；由Y→X点变化过程中，c(Ag＋)不变，c(CrO2－4)增大，而饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4，c(CrO2－4)增大，溶解平衡逆向移动，c(Ag＋)减小，与图像不符合，B正确；Ksp(Ag2CrO4)只与温度有关，Y和Z点的温度均为t℃，则两点的Ksp(Ag2CrO4)相等，C正确；由于混合液中c(Cl－)＝c(CrO2－4)＝0．01mol·L－1，产生AgCl沉淀时c(Ag＋)＝KspAgClcCl－＝1.8×10－100.01mol·L－1＝1．8×10－8mol·L－1，产生Ag2CrO4沉淀时c(Ag＋)＝KspAg2CrO4cCrO2－4＝1×10－4．5mol·L－1(加入的AgNO3溶液体积忽略不计)，显然生成AgCl沉淀时c(Ag＋)较小，故先产生AgCl沉淀，D正确。8．依据下表有关铁难溶化合物的溶度积，说法正确的是()化合物溶度积(25℃)化合物溶度积(25℃)FeCO33．2×10－11Fe(OH)34．0×10－38Fe(OH)28．0×10－11FeS6．3×10－18A．在c(CO2－3)＝0．1mol·L－1溶液中，c(Fe2＋)≥3．2×10－10mol·L－1B．将FeCl2和FeCl3溶液分别调至pH＝10，则c(Fe2＋)c(Fe3＋)C．增加溶液的酸性，有利于将Fe2＋沉淀为FeS和FeCO3D．将反应液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，有利于将铁从溶液中除净答案D解析FeCO3的溶度积常数为Ksp(FeCO3)＝c(Fe2＋)·c(CO2－3)，溶液中c(CO2－3)＝0．1mol·L－1，则有c(Fe2＋)≤KspFeCO3cCO2－3＝3.2×10－110.1mol·L－1＝3．2×10－10mol·L－1，A错误；Ksp[Fe(OH)2]＝8．0×10－11，Ksp[Fe(OH)3]＝4．0×10－38，故将FeCl2和FeCl3溶液分别调至pH＝10，c(Fe2＋)＝Ksp[FeOH2]c2OH－＝8．0×10－3mol·L－1，c(Fe3＋)＝Ksp[FeOH3]c3OH－＝4．0×10－26mol·L－1，则有c(Fe2＋)c(Fe3＋)，B错误；增加溶液的酸性，不利于Fe2＋沉淀为FeCO3，C错误；将Fe2＋氧化为Fe3＋，有利于生成Fe(OH)3沉淀而除去，D正确。二、非选择题9．痛风是以关节炎反复发作及产生肾结石为特征的一类疾病，关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠(NaUr)晶体，有关平衡如下：①HUr(尿酸，aq)Ur－(尿酸根，aq)＋H＋(aq)(37℃时，Ka＝4．0×10－6)②NaUr(s)Ur－(aq)＋Na＋(aq)(1)37℃时，1．0L水中最多可溶解8．0×10－3mol尿酸钠，此温度下尿酸钠的Ksp为______________。(2)关节炎发作多在冬天，这说明温度降低时，尿酸钠的Ksp________(填“增大”“减小”或“不变”)，生成尿酸钠晶体的反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。(3)37℃时，某尿酸结石病人尿液中尿酸分子和尿酸根离子的总浓度为2．0×10－3mol·L－1，其中尿酸分子的浓度为5．0×10－4mol·L－1，该病人尿液的c(H＋)为________，pH________(填“”“”或“＝”)7。答案(1)6．4×10－5(2)减小放热(3)1．33×10－6mol·L－1解析(1)尿酸钠的Ksp＝c(Na＋)·c(Ur－)＝8．0×10－3×8．0×10－3＝6．4×10－5。(2)由题给信息，关节炎是因为形成了尿酸钠晶体，说明反应②的平衡向逆反应方向移动，Ksp减小。温度降低平衡逆向移动，说明生成尿酸钠晶体的反应是放热反应。(3)c(HUr)＝5．0×10－4mol·L－1，c(Ur－)＝2．0×10－3mol·L－1－5．0×10－4mol·L－1＝1．5×10－3mol·L－1，根据Ka＝cH＋·cUr－cHUr，c(H＋)＝4.0×10－6×5.0×10－41.5×10－3mol·L－1≈1．33×10－6mol·L－1。