高中化学人教版化学反应原理第三章水溶液中的离子平衡 优秀

03课后测评提实能1.下列说法正确的是()A．溶度积就是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的乘积B．溶度积常数是不受任何条件影响的常数，简称溶度积C．可用离子积Qc与溶度积Ksp的比较来判断沉淀溶解平衡进行的方向D．所有物质的溶度积都是随温度的升高而增大的答案C解析溶度积应是沉淀溶解平衡时难溶电解质在溶液中各离子浓度幂的乘积，A错；溶度积与温度有关，B错；Ca(OH)2的Ksp随温度升高而减小，D错。2．[2023·陕西模考]一定温度下，Mg(OH)2固体在水溶液中达到平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，要使Mg(OH)2悬浊液中Mg(OH)2固体的质量减少而c(Mg2＋)不变，可采取的措施是()A．加MgSO4(s) B．加适量盐酸C．加适量NaOH(s) D．加入适量水答案D解析加MgSO4(s)，增大c(Mg2＋)，Mg(OH)2固体的质量增加，A错误；加适量盐酸消耗OH－，沉淀溶解平衡右移，c(Mg2＋)增大，Mg(OH)2固体的质量减少，B错误；加适量NaOH(s)，增大c(OH－)，平衡左移，Mg(OH)2固体的质量增加，c(Mg2＋)减小，C错误；加入适量水，沉淀溶解平衡右移，Mg(OH)2固体的质量减少而c(Mg2＋)不变，D正确。3．下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是()A．Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，说明AB2的溶解度小于CD的溶解度B．在氯化银的沉淀溶解平衡体系中，加入蒸馏水，氯化银的Ksp增大C．已知25℃时，Ksp(AgCl)大于Ksp(AgI)，若向氯化银沉淀溶解平衡体系中，加入足量碘化钾固体，则有黄色沉淀生成D．在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中，加入稀盐酸，平衡不移动答案C解析由于AB2与CD分子组成形式不同，因此不能根据Ksp大小来比较溶解度的大小，故A错误；Ksp只与温度有关，与浓度无关，B错误；由于AgCl与AgI分子组成形式相同，故Ksp越大，溶解度越大，溶解度大的能转化为溶解度小的，因为Ksp(AgCl)大于Ksp(AgI)，故AgI的溶解度小，所以氯化银沉淀能转化为AgI黄色沉淀，故C正确；碳酸钙的沉淀溶解平衡为CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)，加入稀盐酸能与COeq\o\al(2－,3)反应，促进碳酸钙的沉淀溶解平衡向正方向移动，故D错误。4．已知CuSO4溶液分别与Na2CO3、Na2S溶液的反应情况如下。据此判断，下列几种物质溶解度大小的比较中正确的是()A．CuS＜Cu(OH)2＜CuCO3B．Cu(OH)2＜CuS＜CuCO3C．CuCO3＜Cu(OH)2＜CuSD．CuCO3＜CuS＜Cu(OH)2答案A解析离子互换型复分解反应发生的条件之一是向着溶解度更小的方向进行。因此，根据表格中CuSO4与Na2CO3的反应可知，CuCO3的溶解度大于Cu(OH)2的溶解度；根据CuSO4与Na2S的反应可知，Cu(OH)2的溶解度大于CuS的溶解度。5.已知：p(Ag)＝－lg{c(Ag＋)}，Ksp(AgCl)＝1×10－12。如图是向10mLAgNO3溶液中逐渐加入mol·L－1的NaCl溶液时，溶液的p(Ag)随着加入NaCl溶液的体积(单位mL)变化的图象(实线)。根据图象所得下列结论正确的是()提示：Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。A．原AgNO3溶液的物质的量浓度为mol·L－1B．图中X点的坐标为(100,6)C．图中X点表示溶液中Ag＋被恰好完全沉淀D．把mol·L－1的NaCl溶液换成mol·L－1NaI溶液，则图象在终点后变为虚线部分答案B解析从图中可看出原AgNO3溶液p(Ag)＝0，c(Ag＋)＝1mol·L－1，A错；X点的p(Ag)＝6，c(Ag＋)＝10－6mol·L－1，c(Cl－)＝eq\f(KspAgCl,cAg＋)＝10－6mol·L－1，所以n(AgNO3)＝n(NaCl)，V(NaCl)＝eq\f(nNaCl,cNaCl)＝eq\fmol·L－1×L,mol·L－1)＝L，B正确；完全沉淀指的是c(Ag＋)≤10－5mol·L－1，所以X点之前Ag＋早已完全沉淀，C错；由于Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)，所以加入同浓度同体积的NaI溶液时，c(Ag＋)会更小，p(Ag)更大，D错。6．已知25℃时，Mg(OH)2的Ksp＝×10－11，MgF2的Ksp＝×10－11。下列说法正确的是()A．25℃时，Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大B．25℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者c(Mg2＋)大C．25℃时，Mg(OH)2固体在同体积同浓度的氨水和NH4Cl溶液中的Ksp比较，前者小D．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入饱和NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成MgF2答案A解析Mg(OH)2悬浊液中存在平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)。加入NH4Cl后，NHeq\o\al(＋,4)与OH－结合生成弱电解质NH3·H2O，c(OH－)减小，平衡右移，c(Mg2＋)增大，A正确；因Mg(OH)2与MgF2结构类型相同，根据两者Ksp大小关系可知：后者c(Mg2＋)大，B错；Ksp只与难溶物性质和温度有关，所以25℃时Mg(OH)2固体在氨水和NH4Cl溶液中Ksp相同，C错；只要加入NaF溶液后，c2(F－)·c(Mg2＋)>Ksp(MgF2)就会发生Mg(OH)2转化为MgF2，D错。7．一定温度下的难溶电解质AmBn在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，其平衡常数Ksp＝cm(An＋)×cn(Bm－)，称为难溶电解质的溶度积。已知下表数据：物质Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3Ksp/25℃×10－16×10－20×10－38完全沉淀时的pH范围≥≥3～4对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法，不科学的是()A．向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到红褐色沉淀B．该溶液中c(SOeq\o\al(2－,4))∶[c(Cu2＋)＋c(Fe2＋)＋c(Fe3＋)]＞5∶4C．向该溶液中加入适量氯水，并调节pH到3～4后过滤，可获得纯净的CuSO4溶液D．在pH等于5的溶液中Fe3＋不能大量存在答案C解析根据溶度积常数可判断选项A正确；由于Cu2＋、Fe2＋和Fe3＋在溶液中均能发生水解反应使得金属阳离子浓度减小，因此选项B正确；选项C的操作可知溶液中必有氯离子存在，即溶液中溶质还存在CuCl2，C错；由表中数据知Fe3＋在pH＞4的环境中已沉淀完全，因此选项D也正确。8．海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：注：溶液中某种离子的浓度小于×10－5mol·L－1，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变。Ksp，CaCO3＝×10－9Ksp，MgCO3＝×10－6Ksp，Ca(OH)2＝×10－6Ksp，Mg(OH)2＝×10－12下列说法正确的是()A．沉淀物X为CaCO3B．滤液M中存在Mg2＋，不存在Ca2＋C．滤液N中存在Mg2＋、Ca2＋D．步骤②中若改为加入gNaOH固体，沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物答案A解析加入1mL1mol·L－1的NaOH溶液后，OH－与HCOeq\o\al(－,3)恰好完全反应生成COeq\o\al(2－,3)，此时，c(COeq\o\al(2－,3))＝mol·L－1，则Qc(CaCO3)＝×10－5>Ksp(CaCO3)，Qc(MgCO3)＝5×10－5>Ksp(MgCO3)，由于Ksp(CaCO3)<Ksp(MgCO3)，故先生成CaCO3沉淀，生成沉淀后溶液(滤液M)中：c(Ca2＋)＝mol·L－1，B错误；c(COeq\o\al(2－,3))＝eq\f(KspCaCO3,cCa2＋)＝×10－7<×10－5，所以COeq\o\al(2－,3)沉淀后，无MgCO3生成，A正确；向滤液M中加NaOH调节pH＝11时，c(OH－)＝10－3mol·L－1，此时，Qc[Ca(OH)2]＝1×10－8<Ksp[Ca(OH)2]，Qc[Mg(OH)2]＝5×10－8>Ksp[Mg(OH)2]，因此只有Mg(OH)2而无Ca(OH)2生成，生成沉淀后溶液(滤液N)中：c(Ca2＋)＝mol·L－1,c(Mg2＋)＝eq\f(Ksp[MgOH2],c2OH－)＝×10－6<1×10－5，因此Mg2＋完全沉淀，即滤液N中有Ca2＋而无Mg2＋，C错误；若改为加gNaOH固体，则c(OH－)＝mol·L－1，Qc[Mg(OH)2]＝×10－4>Ksp[Mg(OH)2]，Qc[Ca(OH)2]＝×10－4>Ksp[Ca(OH)2]，由于Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Ca(OH)2]，故先生成Mg(OH)2沉淀，生成沉淀后溶液中：c(OH－)＝－×2＝mol·L－1，此时，Qc[Ca(OH)2]＝×10－7<Ksp[Ca(OH)2]，故无Ca(OH)2生成，D错误。9．(1)向mol·L－1的AgNO3溶液中加入等体积mol·L－1的NaCl和mol·L－1的NaBr混合液，生成的沉淀主要是________。(2)现向含AgBr的饱和溶液中：①加入固体AgNO3，则c(Ag＋)________(填“变大”“变小”或“不变”，下同)；②加入更多的AgBr固体，则c(Ag＋)________；③加入AgCl固体，则c(Br－)________，c(Ag＋)________；④加入Na2S固体，则c(Br－)________，c(Ag＋)________。答案(1)AgBr(2)①变大②不变③变小变大④变大变小解析(1)AgNO3不足，先生成溶解度更小的AgBr。(2)①向AgBr饱和溶液中加入AgNO3，溶解平衡逆向移动，但c(Ag＋)增大。②加入AgBr固体，对溶解平衡无影响，c(Ag＋)不变。③因AgCl溶解度大于AgBr，加入AgCl固体时c(Ag＋)增大，溶解平衡向左移动，c(Br－)变小。④因Ag2S溶解度小于AgBr，加入Na2S固体时生成Ag2S，溶解平衡向右移动，c(Br－)增大，但c(Ag＋)减小。10．[2023·武汉月考]重金属离子会对河流和海洋造成严重污染。某化工厂废水(pH＝，ρ＝1g/mL)中含有Ag＋、Pb2＋等重金属离子，其浓度约为mol/L，排放前拟用沉淀法除去这两种离子，查找有关数据如下：(1)你认为往废水中加入________(填字母序号)，沉淀效果最好。A．NaOH B．Na2SC．KI D．Ca(OH)2(2)如果用生石灰处理上述废水，使溶液的pH＝8，处理后废水中c(Pb2＋)＝________。(3)如果用食盐处理只含Ag＋的废水，测得处理后的废水(ρ＝1g/mL)中NaCl的质量分数为%，若环境要求排放标准为c(Ag＋)低于10－8mol/L，问该工厂处理后的废水中Ag＋是否符合排放标准？要求写出计算过程。已知Ksp(AgCl)＝×10－10。答案(1)B(2)×10－3mol/L(3)见解析解析(1)由题表知，Ag2S、PbS的Ksp均最小，所以加入Na2S，沉淀效果最好。(2)pH＝8，c(OH－)＝10－6mol/L，因为用生石灰处理废水，故生成Pb(OH)2沉淀，由Pb(OH)2Pb2＋＋2OH－得Ksp＝c(Pb2＋)·c2(OH－)，c(Pb2＋)＝Ksp/(10－6)2＝×10－15/10－12mol/L＝×10－3mol/L。(3)取100g处理过的废水，因ρ＝1g/mL，故其体积相当于100mL，则m(NaCl)＝100g×%＝g。c(Cl－)＝c(NaCl)＝eq\fmol,L)＝2×10－2mol/L，c(Ag＋)＝Ksp/c(Cl－)＝eq\f×10－10,2×10－2)mol/L＝9×10－9mol/L，低于10－8mol/L，符合排放标准。11．蛇纹石可用于生产氢氧化镁，简要工艺流程如下：Ⅰ.制取粗硫酸镁：用酸液浸泡蛇纹石矿粉，过滤；并在常温常压下结晶，制得粗硫酸镁(其中常含有少量Fe3＋、Al3＋、Fe2＋等杂质离子)。Ⅱ.提纯粗硫酸镁：将粗硫酸镁在酸性条件下溶解，加入适量的mol·L－1H2O2溶液，再调节溶液pH至7～8，并分离提纯。Ⅲ.制取氢氧化镁：向步骤Ⅱ所得溶液中加入过量氨水。已知：金属离子氢氧化物沉淀所需pHFe3＋Al3＋Fe2＋Mg2＋开始沉淀时沉淀完全时请回答下列问题：(1)步骤Ⅱ中，可用于调节溶液pH至7～8的最佳试剂是________(填字母序号)。A．MgOB．Na2CO3C．蒸馏水(2)Fe2＋与H2O2溶液反应的离子方程式为____________________________。(3)工业上常以Mg2＋的转化率为考察指标，确定步骤Ⅲ制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件。其中，反应温度与Mg2＋转化率的关系如图所示。①步骤Ⅲ中制备氢氧化镁反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②根据图中所示50℃前温度与Mg2＋转化率之间的关系，可判断此反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。③图中，温度升高至50℃以上Mg2＋转化率下降的可能原因是________________________________________________________________________。④Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常数。已知：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)Ksp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝×10－12Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)Ksp＝c(Ca2＋)·c2(OH－)＝×10－6若用石灰乳替代氨水，________(填“能”或“不能”)制得氢氧化镁，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)A(2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O(3)①Mg2＋＋2NH3·H2O=Mg(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)②吸热③温度过高时，氨水受热分解，浓度降低，Mg2＋转化率下降④能Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2，可发生沉淀的转化解析(1)步骤Ⅱ中，调节溶液pH至7～8的目的是和酸反应提高溶液pH，使Fe3＋、Al3＋等杂质离子沉淀分离除去，A项加入氧化镁和酸反应能提高溶液pH，生成镁离子，不加入杂质离子，可选；B项加入碳酸钠能调节溶液pH，但加入了钠离子，引入杂质，故不选；C项蒸馏水对提高溶液pH不利，故不选；(2)Fe2＋与H2O2溶液反应，亚铁离子被过氧化氢氧化为三价铁离子，便于完全沉淀，过氧化氢被还原为水，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O；(3)①氨水沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀，反应的离子方程式为Mg2＋＋2NH3·H2O=Mg(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)；②根据图中所示50℃前温度与Mg2＋转化率之间的关系是随温度升高镁离子转化率增大，反应是吸热反应；③图中，温度升高至50℃以上Mg2＋转化率下降的可能原因是温度过高时，氨水受热分解，浓度降低，Mg2＋转化率下降；④氢氧化钙和氢氧化镁阴阳离子比相同，可以用溶度积常数比较溶解性强弱，氢氧化钙溶解性大于氢氧化镁，溶液中加入石灰乳可以实现沉淀转化，生成氢氧化镁分离出来。12．[2023·长沙检测]已知在25℃的水溶液中，AgX、AgY、AgZ均难溶于水，但存在溶解平衡。当达到平衡时，溶液中离子浓度的乘积是一个常数(此常数用Ksp表示，Ksp和水的Kw相似)。如：AgX(s)Ag＋(aq)＋X－(aq)Ksp(AgX)＝c(Ag＋)·c(X－)＝×10－10AgY(s)Ag＋(aq)＋Y－(aq)Ksp(AgY)＝c(Ag＋)·c(Y－)＝×10－12AgZ(s)Ag＋(aq)＋Z－(aq)Ksp(AgZ)＝c(Ag＋)·c(Z－)＝×10－17(1)根据以上信息，判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度(用已被溶解的溶质的物质的量的浓度表示)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体，则c(Y－)________(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)在25℃时，若取g的AgY(相对分子质量为188)固体放入100mL水中(忽略溶液体积的变化)，则溶液中Y－的物质的量浓度为________。(4)①由上述Ksp判断，在上述(3)的体系中，能否实现AgY向AgZ的转化，并简述理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②在上述(3)体系中，能否实现AgY向AgX的转化？根据你的观点选答一项。若不能，请简述理由：__________________________________