（通用版）2020高考化學一輪復習 跟蹤檢測（五十一）專題研究 溶度積的相關計算及溶解圖像（含解析）.doc

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跟蹤檢測（五十一）專題研究——溶度積的相關計算及溶解圖像 1．25 ℃ CaCO3固體溶于水達飽和時物質(zhì)的量濃度是9.32710－5 molL－1，則CaCO3在該溫度下的Ksp為(　　) A．9.310－5　　　　　　 　B．9.710－9 C．7.610－17 D．8.710－9 解析：選D　CaCO3飽和溶液中c(Ca2＋)＝c(CO)＝9.32710－5 molL－1，Ksp＝ c(Ca2＋)c(CO)＝9.32710－59.32710－5≈8.710－9。 2．一定溫度下的難溶電解質(zhì)AmBn在水溶液中達到溶解平衡。已知下表數(shù)據(jù)： 物質(zhì) Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3 Ksp/25 ℃ 8.010－16 2.210－20 4.010－38 完全沉淀時的pH ≥9.6 ≥6.4 3～4 對含等物質(zhì)的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的說法錯誤的是(　　) A．向該溶液中加入少量鐵粉不能觀察到紅色固體析出 B．該溶液中c(SO)∶[c(Cu2＋)＋c(Fe2＋)＋c(Fe3＋)]>5∶4 C．向該溶液中加入適量氯水，并調(diào)節(jié)pH至3～4后過濾，得到純凈的CuSO4溶液 D．向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到紅褐色沉淀 解析：選C　用氯水氧化Fe2＋，溶液中引入了Cl－，得不到純凈CuSO4溶液，C錯誤。 3．以硫鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸所得的酸性廢水中砷元素含量極高，為控制砷的排放，采用化學沉降法處理含砷廢水，相關數(shù)據(jù)如下表，若混合溶液中Ca2＋、Al3＋、Fe3＋的濃度均為1.010－3 molL－1，c(AsO)最大是(　　) 難溶物 Ksp Ca3(AsO4)2 6.810－19 AlAsO4 1.610－16 FeAsO4 5.710－21 A.5.710－18 molL－1 B．2.610－5 molL－1 C．1.610－13 molL－1 D．5.710－24 molL－1 解析：選A　若混合溶液中Ca2＋、Al3＋、Fe3＋的濃度均為1.010－3 molL－1，依據(jù)Ksp大小可以得到，c3(Ca2＋)c2(AsO)＝6.810－19；c(Al3＋)c(AsO)＝1.610－16；c(Fe3＋)c(AsO) ＝5.710－21；計算得到c(AsO)分別約為2.610－5 molL－1、1.610－13 molL－1、5.7 10－18 molL－1；所以最大值不能超過5.710－18 molL－1。 4．已知25 ℃時，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。向100 mL該條件下的CaSO4飽和溶液中加入400 mL 0.01 molL－1 Na2SO4溶液，下列敘述正確的是(　　) A．溶液中析出CaSO4固體沉淀，最終溶液中c(SO)比原來的大 B．溶液中無沉淀析出，溶液中c(Ca2＋)、c(SO)都變小 C．溶液中析出CaSO4固體沉淀，溶液中c(Ca2＋)、c(SO)都變小 D．溶液中無沉淀析出，但最終溶液中c(SO)比原來的大 解析：選D　由圖像可知，Ksp(CaSO4)＝9.010－6，當加入400 mL 0.01 molL－1 Na2SO4溶液時，此時c(Ca2＋)＝＝610－4 molL－1，c(SO)＝＝8.610－3 molL－1，Qc＝5.1610－6＜Ksp(CaSO4)，所以溶液中無沉淀析出，但最終溶液中c(SO)比原來大。 5．(2019南陽模擬)某溫度下，向10 mL 0.1 molL－1 CuCl2溶液中滴加0.1 molL－1的Na2S溶液，滴加過程中溶液中－lg c(Cu2＋)與Na2S溶液體積(V)的關系如圖所示，已知：lg 2＝0.3，Ksp(ZnS)＝310－25。 下列有關說法正確的是(　　) A．a(chǎn)、b、c三點中，水的電離程度最大的為b點 B．Na2S溶液中，c(S2－)＋c(HS－)＋c(H2S)＝2c(Na＋) C．該溫度下Ksp(CuS)＝410－36 D．向100 mL Zn2＋、Cu2＋濃度均為10－5 molL－1的混合溶液中逐滴加入10－4 molL－1的Na2S溶液，Zn2＋先沉淀 解析：選C　CuCl2、Na2S水解促進水電離，b點是CuCl2與Na2S溶液恰好完全反應的點，溶質(zhì)是NaCl，不影響水的電離，a點存在Cu2＋，促進水的電離，c點存在S2－，促進水的電離，水的電離程度最小的為b點，故A錯誤；根據(jù)物料守恒Na2S溶液中：2c(S2－)＋2c(HS－)＋2c(H2S)＝c(Na＋)，故B錯誤；b點是CuCl2與Na2S溶液恰好完全反應的點，c(Cu2＋)＝c(S2－)，根據(jù)b點數(shù)據(jù)，c(Cu2＋)＝210－18 molL－1，該溫度下Ksp(CuS)＝410－36，故C正確；Ksp(ZnS)＝3 10－25大于Ksp(CuS)，所以向100 mL Zn2＋、Cu2＋濃度均為10－5 molL－1的混合溶液中逐滴加入10－4 molL－1的Na2S溶液，Cu2＋先沉淀，故D錯誤。 6．(2019鄭州第二次質(zhì)檢)常溫下，用AgNO3溶液分別滴定濃度均為0.01 molL－1的KCl、K2C2O4溶液，所得的沉淀溶解平衡圖像如圖所示(不考慮C2O的水解)。下列敘述正確的是(　　) A．Ksp(Ag2C2O4)的數(shù)量級等于10－7 B．N點表示AgCl的不飽和溶液 C．向c(Cl－)＝c(C2O)的混合液中滴入AgNO3溶液時，先生成Ag2C2O4沉淀 D．Ag2C2O4＋2Cl－===2AgCl＋C2O的平衡常數(shù)為109.04 解析：選D　從題圖看出，當c(C2O)＝10－2.46 molL－1時，c(Ag＋)＝10－4 molL－1，Ksp(Ag2C2O4)＝10－2.46(10－4)2＝10－10.46，A錯誤；分析題圖可知，當c(Cl－)相同時，N點表示溶液中c(Ag＋)大于平衡時溶液中c(Ag＋)，則N點表示AgCl的過飽和溶液，B錯誤；由題圖可以看出c(Ag＋)一定時，c(C2O)＞c(Cl－)，故先生成AgCl沉淀，C錯誤；根據(jù)題圖可知c(Ag＋)＝10－4 molL－1時，c(Cl－)＝10－5.75 molL－1，所以Ksp(AgCl)＝10－410－5.75＝10－9.75，Ag2C2O4＋2Cl－===2AgCl＋C2O的平衡常數(shù)為＝＝＝109.04，D正確。 7．(2017全國卷Ⅲ)在濕法煉鋅的電解循環(huán)溶液中，較高濃度的Cl－會腐蝕陽極板而增大電解能耗。可向溶液中同時加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀從而除去Cl－。根據(jù)溶液中平衡時相關離子濃度的關系圖，下列說法錯誤的是(　　) A．Ksp(CuCl)的數(shù)量級為10－7 B．除Cl－反應為Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl C．加入Cu越多，Cu＋濃度越高，除Cl－效果越好 D．2Cu＋===Cu2＋＋Cu平衡常數(shù)很大，反應趨于完全 解析：選C　由題圖可知，當－lg＝0時，lg約為－7，即c(Cl－)＝1 molL－1，c(Cu＋)＝10－7 molL－1，則Ksp(CuCl)＝c(Cu＋)c(Cl－)的數(shù)量級為10－7，A項正確；根據(jù)題目信息可知B項正確；Cu為固體，濃度視為常數(shù)，只要滿足反應用量即可，過多的銅也不會影響平衡狀態(tài)的移動，C項錯誤；由題圖可知，交點處c(Cu＋)＝c(Cu2＋)≈10－6molL－1，則2Cu＋=== Cu2＋＋Cu的平衡常數(shù)K＝≈106，該平衡常數(shù)很大，因而反應趨于完全，D項正確。 8．(2019廣東茂名一模)已知：pC＝－lg c，Ksp[Cu(OH)2]＝2.210－20和Ksp[Mg(OH)2]＝1.810－11，常溫下，測得兩種金屬離子的pC與pH的變化關系如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．加入氨水調(diào)節(jié)pH，可除去MgSO4溶液中的CuSO4雜質(zhì) B．pH調(diào)到Q點，則Mg2＋和Cu2＋都已完全沉淀 C．在濃度均為1 molL－1 CuSO4和MgSO4的混合溶液中，存在：c(Cu2＋)＋c(Mg2＋)＞c(SO) D．L1代表pc(Cu2＋)隨pH的變化，L2代表pc(Mg2＋)隨pH的變化 解析：選D　由于Ksp[Cu(OH)2]＜Ksp[Mg(OH)2]，則前者的溶解度小于后者，含有Mg2＋、Cu2＋的溶液中加入氨水，先產(chǎn)生Cu(OH)2沉淀，通過過濾可除去Cu2＋，但引入了新雜質(zhì)NH，應加入MgO調(diào)節(jié)pH，A錯誤。圖中Q點溶液的pH約為9，此時c(OH－)≈1.010－5 molL－1，則c(Cu2＋)＝＝ molL－1＝2.210－10 molL－1＜1.010－5 molL－1， 則Cu2＋沉淀完全；c(Mg2＋)＝＝ molL－1＝1.810－1 molL－1＞1.0 10－5 molL－1，則Mg2＋未沉淀完全，B錯誤。由于Cu2＋、Mg2＋均能發(fā)生水解反應，則根據(jù)物料守恒可得，c(Cu2＋)＋c(Mg2＋)＜c(SO)，C錯誤。由圖可知，當金屬離子的濃度為1.0 molL－1，即pC＝0時，開始生成沉淀的pH分別約為4、9，又Ksp[Cu(OH)2]＜Ksp[Mg(OH)2]，故L1代表 pc(Cu2＋)隨pH的變化，L2代表pc(Mg2＋)隨pH的變化，D正確。 9．已知鋅及其化合物的性質(zhì)與鋁及其化合物的性質(zhì)相似。常溫下，如圖橫坐標為溶液的pH，縱坐標為Zn2＋或[Zn(OH)4]2－的物質(zhì)的量濃度的對數(shù)。下列說法中錯誤的是(　　) A．在該溫度下，Zn(OH)2的溶度積(Ksp)為110－17 B．往1.0 L 1.0 molL－1 ZnCl2溶液中加入NaOH固體至pH＝6.0，需NaOH 2.0 mol C．往ZnCl2溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，反應的離子方程式為Zn2＋＋4OH－===[Zn(OH)4]2－ D．某廢液中含Zn2＋，為提取Zn2＋可以控制溶液pH的范圍為8.0～12.0 解析：選B　當Zn2＋的物質(zhì)的量濃度的對數(shù)等于－5.0時，即Zn2＋的濃度為1 10－5 molL－1時，Zn2＋已沉淀完全，此時溶液的pH＝8.0，即c(OH－)＝110－6 molL－1，所以Zn(OH)2的溶度積Ksp＝c(Zn2＋)c2(OH－)＝110－5(110－6)2＝110－17，A項說法正確；根據(jù)圖像知，pH＝7時，Zn2＋的物質(zhì)的量濃度的對數(shù)等于－3.0，即c(Zn2＋)＝1 10－3 molL－1，當pH＝6.0時，c(Zn2＋)>110－3 molL－1，即ZnCl2溶液中只有部分Zn2＋生成Zn(OH)2沉淀，則加入的n(NaOH)<2n(ZnCl2)，即n(NaOH)<2.0 mol，B項說法錯誤；結(jié)合圖像可知，當NaOH溶液足量時，鋅的存在形式為[Zn(OH)4]2－，所以反應的離子方程式為Zn2＋＋4OH－===[Zn(OH)4]2－，C項說法正確；由圖像可知，當Zn2＋完全轉(zhuǎn)化為沉淀時，需控制溶液的pH為8.0～12.0，D項說法正確。 10．資源綜合利用既符合綠色化學理念，也是經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。一種難溶的廢棄礦渣雜鹵石，其主要成分可表示為K2SO4MgSO42CaSO42H2O，已知它在水溶液中存在如下平衡： K2SO4MgSO42CaSO42H2O2K＋＋4SO＋Mg2＋＋2Ca2＋＋2H2O 為了充分利用鉀資源，一種溶浸雜鹵石制備K2SO4的工藝流程如圖所示： (1)操作①的名稱是________。 (2)用化學平衡移動原理解釋Ca(OH)2溶液能溶解出雜鹵石中K＋的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)除雜質(zhì)環(huán)節(jié)，為除去Ca2＋，可先加入________溶液，經(jīng)攪拌等操作后，過濾，再向濾液中滴加稀H2SO4，調(diào)節(jié)溶液pH至________(填“酸性”“中性”或“堿性”)。 (4)操作②的步驟包括(填操作過程)：________________、過濾、洗滌、干燥。 (5)有人用可溶性碳酸鹽作為溶浸劑，浸溶原理可表示為CaSO4(s)＋CO(aq)CaCO3(s)＋SO(aq)。 已知：常溫下，Ksp(CaCO3)＝2.8010－9，Ksp(CaSO4)＝4.9510－5。 則常溫下該反應的平衡常數(shù)K＝__________。(保留3位有效數(shù)字) 解析：(1)通過操作①實現(xiàn)固體和液體分離，操作①的名稱是過濾。(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2＋轉(zhuǎn)化成Mg(OH)2沉淀，SO與Ca2＋結(jié)合轉(zhuǎn)化為CaSO4沉淀，K2SO4MgSO42CaSO42H2O2K＋＋4SO＋Mg2＋＋2Ca2＋＋2H2O平衡正向移動，促使雜鹵石中的K＋溶解。(3)為除去Ca2＋，可先加入K2CO3溶液，生成碳酸鈣沉淀，過濾后再向濾液中滴加稀H2SO4，調(diào)節(jié)溶液pH至中性除去過量的碳酸鉀。(4)為從溶液中得到溶質(zhì)，需依次經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等步驟。(5)該反應的平衡常數(shù)K＝＝＝≈1.77104。 答案：(1)過濾 (2)Mg2＋轉(zhuǎn)化成Mg(OH)2沉淀，SO與Ca2＋結(jié)合轉(zhuǎn)化為CaSO4沉淀，平衡右移，促使雜鹵石溶解 (3)K2CO3　中性 (4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 (5)1.77104 11．請按要求回答下列問題： (1)已知25 ℃時，Ksp[Mg(OH)2]＝1.810－11，Ksp[Cu(OH)2]＝2.210－20。在25 ℃下，向濃度均為0.1 molL－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成________沉淀(填化學式)，生成該沉淀的離子方程式為_________________________________________。 (2)25 ℃時，向0.01 molL－1的MgCl2溶液中，逐滴加入濃NaOH溶液，剛好出現(xiàn)沉淀時，溶液的pH為________；當Mg2＋完全沉淀時，溶液的pH為________(忽略溶液體積變化，已知lg 2.4＝0.4，lg 7.5＝0.9)。 (3)已知25 ℃時，Ksp(AgCl)＝1.810－10，則將AgCl放在蒸餾水中形成飽和溶液，溶液中的c(Ag＋)約為______ molL－1。 (4)已知25 ℃時，Ksp[Fe(OH)3]＝2.7910－39，該溫度下反應Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常數(shù)K＝________。 解析：(1)Mg(OH)2、Cu(OH)2的結(jié)構類型相同，Cu(OH)2溶度積更小，溶解度小，加入相同的濃度的氨水，Cu(OH)2最先析出，反應離子方程式為Cu2＋＋2NH3H2O===Cu(OH)2↓＋2NH。 (2)已知c(MgCl2)＝0.01 molL－1，逐滴加入濃NaOH溶液，當剛好出現(xiàn)沉淀時， c(Mg2＋)＝0.01 molL－1，故c(OH－)＝ molL－1＝4.210－5 molL－1，c(H＋) ＝＝2.410－10 molL－1，故pH＝9.6；一般認為溶液中離子濃度小于1.0 10－5 molL－1時沉淀完全，故Mg2＋完全沉淀時有c(Mg2＋)＝1.010－5 molL－1，故c(OH－)＝ molL－1＝1.3410－3 molL－1，c(H＋)＝ molL－1＝7.5 10－12 molL－1，故pH＝11.1。 (3)將AgCl放在蒸餾水中形成飽和溶液，應滿足c(Cl－)c(Ag＋)＝Ksp(AgCl)，則c(Cl－)＝c(Ag＋)＝ molL－1＝1.310－5 molL－1。 (4)Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)c3(OH－)＝2.7910－39，反應Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋H2O的平衡常數(shù)K＝＝＝c(Fe3＋)c3(OH－)1042＝2.7910－391042＝2.79103。 答案：(1)Cu(OH)2　Cu2＋＋2NH3H2O===Cu(OH)2↓＋2NH　(2)9.6　11.1　(3)1.310－5　(4)2.79103 12．(1)硫元素有多種化合價，可形成多種化合物。H2S和SO2在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要應用。 H2S氣體溶于水形成的氫硫酸是一種二元弱酸，25 ℃時，在0.10 molL－1 H2S溶液中，通入HCl氣體或加入NaOH固體以調(diào)節(jié)溶液pH，溶液pH與c(S2－)關系如圖所示(忽略溶液體積的變化、H2S的揮發(fā))。 ①pH＝13時，溶液中的c(H2S)＋c(HS－)＝______molL－1。 ②某溶液含0.01 molL－1 Fe2＋、未知濃度的Mn2＋和0.10 molL－1 H2S，當溶液pH＝________時，F(xiàn)e2＋開始沉淀；當Mn2＋開始沉淀時，溶液中＝________。 [已知：Ksp(FeS)＝1.410－19，Ksp(MnS)＝2.810－13] (2)已知鉬酸鈉(Na2MoO4)溶液中c(MoO)＝0.40 molL－1，c(CO)＝0.52 molL－1，由鉬酸鈉溶液制備鉬酸鈉晶體時，需加入Ba(OH)2固體以除去CO，當BaMoO4開始沉淀時，CO的去除率為________。[已知：Ksp(BaCO3)＝2.610－9，Ksp(BaMoO4)＝4.010－8，忽略溶液的體積變化] 解析：(1)①根據(jù)溶液pH與c(S2－)關系圖，pH＝13時，c(S2－)＝5.710－2 molL－1，在0.10 molL－1 H2S溶液中根據(jù)硫守恒c(H2S)＋c(HS－)＋c(S2－)＝0.10 molL－1，所以c(H2S)＋c(HS－)＝(0.10－5.710－2)molL－1＝0.043 molL－1。②當Qc＝Ksp(FeS)時開始沉淀，所以 c(S2－)＝＝ molL－1＝1.410－17 molL－1，結(jié)合圖像得出此時的pH＝2；溶液中＝＝＝2106。 (2)當BaMoO4開始沉淀時溶液中c(Ba2＋)＝＝ molL－1＝1 10－7 molL－1，溶液中碳酸根離子濃度c(CO)＝＝2.610－2 molL－1，所以 CO的去除率為100%＝95%。 答案：(1)①0.043?、?　2.0106　(2)95%