人教版高考化学一轮复习难溶电解质的溶解平衡限时测试教师版附答案.docx
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人教版高考化学一轮复习难溶电解质的溶解平衡限时测试教师版附答案
难溶电解质的溶解平衡限时测试
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题6分,共60分)
1.常温下,Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数依次为Ksp(Ag2SO4)=7.7×10-5、Ksp(AgCl)
=1.8×10-10、Ksp(AgI)=8.3×10-17。
下列有关说法中,错误的是( )
A.常温下,Ag2SO4、AgCl、AgI在水中的溶解能力依次减弱
B.在AgCl饱和溶液中加入NaI固体,有AgI沉淀生成
C.Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数之比等于它们饱和溶液的物质的量浓度之比
D.在Ag2SO4饱和溶液中加入Na2SO4固体有Ag2SO4沉淀析出
2.一定温度下的难溶电解质AmBn在水溶液中达到溶解平衡时。
已知下表数据:
物质
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Ksp/25℃
8.0×10-16
2.2×10-20
4.0×10-38
完全沉淀时的pH
≥9.6
≥6.4
3~4
对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法中错误的是( )
A.向该溶液中加入少量铁粉不能观察到红色固体析出
B.该溶液中c(S
)∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]>5∶4
C.向该溶液中加入适量氯水,并调节pH到3~4后过滤,得到纯净的CuSO4溶液
D.向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到红褐色沉淀
3.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=4×10-10,下列说法中不正确的是( )
A.在t℃时,AgBr的Ksp为4.9×10-13
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
4.化学平衡常数(K)、弱酸的电离平衡常数(Ka)、难溶物的溶度积常数(Ksp)是判断物质性质或变化的重要的平衡常数。
下列关于这些常数的说法中,正确的是( )
A.平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等有关
B.当温度升高时,弱酸的电离平衡常数Ka变小
C.Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),由此可以判断AgCl(s)+I-(aq)====AgI(s)+Cl-(aq)能够发生
D.Ka(HCN) 5.已知25℃时BaSO4饱和溶液中存在BaSO4(s) Ba2+(aq)+S (aq),Ksp=1.1025×10-10,下列有关BaSO4的溶度积和溶解平衡的叙述中正确的是( ) A.25℃时,向c(S )=1.05×10-5mol·L-1的BaSO4饱和溶液中,加入BaSO4固体, c(S )增大 B.向该饱和溶液中加入Ba(NO3)2固体,则BaSO4的溶度积常数增大 C.向该饱和溶液中加入Na2SO4固体,则该溶液中c(Ba2+)>c(S ) D.向该饱和溶液中加入BaCl2固体,则该溶液中c(S )减小 6.Cu(OH)2在水溶液中存在着如下沉淀溶解平衡: Cu(OH)2(s) Cu2+(aq)+2OH-(aq),在常温下Ksp=2×10-20。 在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,需要向0.02mol·L-1的CuSO4溶液中加入碱溶液来调整溶液的pH,使溶液的pH大于( ) A.2 B.3 C.4 D.5 7.已知: Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.5×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,则下列难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小顺序正确的是( ) A.AgCl>AgI>Ag2CrO4 B.AgCl>Ag2CrO4>AgI C.Ag2CrO4>AgCl>AgI D.Ag2CrO4>AgI>AgCl 8.可溶性钡盐有毒,医院中常用硫酸钡这种钡盐作为内服造影剂。 医院抢救钡离子中毒患者时,除催吐外,还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。 已知: Ksp(BaCO3)=5.1×10-9;Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 下列推断中正确的是( ) A.不用碳酸钡作为内服造影剂,是因为Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4) B.抢救钡离子中毒患者时,若没有硫酸钠,可以用碳酸钠溶液代替 C.若误饮c(Ba2+)=1.0×10-5mol·L-1的溶液时,会引起钡离子中毒 D.可以用0.36mol·L-1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃 9.将氨水滴加到盛有AgCl浊液的试管中,AgCl逐渐溶解,再加入NaBr溶液又产生了浅黄色沉淀。 对上述过程,下列理解或解释中正确的是( ) A.Ksp(AgCl) B.若在AgCl浊液中直接加入NaBr溶液,也会产生浅黄色沉淀 C.上述实验说明AgCl没有NaBr稳定 D.因为Ksp(AgCl)>Ksp(AgOH),故氨水能使AgCl溶解 10.(挑战能力题)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-)=1.8×10-10 AgY(s) Ag+(aq)+Y-(aq),Ksp(AgY)=c(Ag+)·c(Y-)=1.0×10-12 AgZ(s) Ag+(aq)+Z-(aq),Ksp(AgZ)=c(Ag+)·c(Z-)=8.7×10-17 下列说法错误的是( ) A.这三种物质在常温下溶解度最小的是AgZ B.将AgY溶解于水后,向其中加入AgX,则c(Y-)减小 C.在25℃时,取0.188gAgY(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c(Y-)=1.0×10-4mol·L-1 D.沉淀溶解平衡的建立是有条件的,外界条件改变时,平衡也会发生移动 二、非选择题(本题包括3小题,共40分) 11.(15分)钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用,它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在,BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。 工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。 已知: SrSO4(s) Sr2+(aq)+S (aq) Ksp=2.5×10-7 SrCO3(s) Sr2+(aq)+C (aq) Ksp=2.5×10-9 (1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为 ,该反应的平衡常数表达式为 ;该反应能发生的原因是 。 (用沉淀溶解平衡的有关理论解释) (2)对于上述反应,实验证明增大C 的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。 判断在下列两种情况下,平衡常数K的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”): ①升高温度,平衡常数K将 ; ②增大C 的浓度,平衡常数K将 。 (3)已知,SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似,设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。 实验所用的试剂为 ;实验现象及其相应结论为 。 12.(15分)氧化铁是一种重要的无机材料,化学性质稳定,催化活性高,具有良好的耐光性、耐热性和对紫外线的屏蔽性,从某种工业酸性废液(主要含Na+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+、Cl-、S )中回收氧化铁流程如下: 已知: 常温下Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-11;Ksp[Fe(OH)2]=2.2×10-16;Ksp[Fe(OH)3]= 3.5×10-38;Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33 (1)写出在该酸性废液中通入空气时发生的离子反应方程式: , 指出使用空气的优点是: ; (2)已知Fe3+(aq)+3OH-(aq)====Fe(OH)3(s) ΔH=-Q1kJ·mol-1,题 (1)中每生成 1mol含铁微粒时,放热Q2,请你计算1molFe2+全部转化为Fe(OH)3(s)的热效应ΔH= ; (3)常温下,根据已知条件计算在pH=5的溶液中,理论上下列微粒在该溶液中可存在的最大浓度c(Fe3+)= ,c(Mg2+)= ; (4)有人用氨水调节溶液pH,在pH=5时将Fe(OH)3沉淀出来,此时可能混有的杂质是 (填化学式,下同),用 试剂可将其除去。 13.(10分)(能力挑战题)金属氢氧化物在酸中溶解度不同,因此可以利用这一性质,控制溶液的pH,达到分离金属离子的目的。 难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol·L-1)如图所示: (1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是 。 (2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+,应该控制溶液的pH 。 A.<1 B.4左右 C.>6 (3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+杂质, ______(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去,理由是 。 (4)已知一些难溶物的溶度积常数如下表: 物质 FeS MnS CuS Ksp 6.3×10-18 2.5×10-13 1.3×10-35 Ksp 3.4×10-28 6.4×10-33 1.6×10-24 为除去某工业废水中含有的Cu2+、Pb2+、Hg2+杂质,最适宜向此工业废水中加入过量的 。 A.NaOH B.FeS C.Na2S 答案解析 1.【解析】选C。 由溶度积数据可知A选项正确; Ksp(AgI) ),Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-),Ksp(AgI)=c(Ag+)×c(I-),显然C选项错误; Ag2SO4饱和溶液中存在沉淀溶解平衡: Ag2SO4(s) 2Ag+(aq)+S (aq),加入Na2SO4固体,S 的浓度增大,平衡逆向移动,有Ag2SO4固体析出,D项正确。 2.【解题指南】解答本题应注意以下两点: (1)多种氧化剂与多种还原剂反应时,强氧化剂与强还原剂优先反应; (2)一种沉淀剂沉淀溶液中的多种离子时,所需沉淀剂浓度越小的越先沉淀。 【解析】选C。 混合溶液中Fe3+的氧化性大于Cu2+的氧化性,加入少量铁粉时,铁粉先与Fe3+反应,得不到单质铜,A项正确;考虑溶液中离子的水解可知B项正确;通入氯气,Fe2+被氧化成Fe3+,调pH到3~4时,Fe3+绝大部分形成Fe(OH)3沉淀,所得溶液中含有的离子有S 、Cl-、Cu2+、H+及少量Fe3+、OH-,不是纯净的CuSO4溶液,C项错;向混合溶液中加入NaOH溶液时,Fe(OH)3首先沉淀,D项正确。 3.【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)曲线上的点为溶解平衡点,找准关键点求Ksp。 (2)结合Qc与Ksp的大小比较a、b的状态。 【解析】选B。 根据图中c点的c(Ag+)和c(Br-)可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×10-13,A正确;在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后,c(Br-)增大,溶解平衡逆向移动,c(Ag+)减小,故B错;在a点时Qc 【方法技巧】巧用沉淀溶解平衡曲线解决问题 (1)沉淀溶解平衡曲线上各个点都是平衡点。 各个点对应的横坐标和纵坐标分别为此平衡状态时的离子浓度。 (2)曲线外各点都不是平衡状态,若在曲线以下,是不饱和状态,可以判断使之达到平衡的方法;曲线以上的各点,已经过饱和,必然有固体析出。 (3)利用曲线中的数据,根据Ksp公式计算得出Ksp的值。 4.【解析】选C。 平衡常数的大小仅与温度有关,A不正确;弱酸的电离是吸热过程,温度升高,电离平衡常数增大,B不正确;溶度积常数大的难溶电解质易向溶度积常数小的难溶电解质转化,C正确;电离平衡常数越大,对应酸的酸性越强,D不正确。 5.【解析】选D。 BaSO4的溶度积等于c(Ba2+)和c(S )的乘积,故饱和溶液中c(S )=1.05×10-5mol·L-1,再加入的BaSO4固体不溶解,c(S )不变,A项错 误;溶度积常数只与温度有关,B项错误;加入Na2SO4固体,BaSO4的溶解平衡向左移动,c(Ba2+)减小,应为c(S )>c(Ba2+),C项错误;加入BaCl2固体,BaSO4的溶解平衡向左移动,c(S )减小。 6.【解析】选D。 由溶度积的公式有Ksp=c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20,若要使 0.02mol·L-1的Cu2+沉淀,则需c(OH-)=1×10-9,再根据水的离子积常数得,c(H+)= 1×10-14/(1×10-9)=1×10-5(mol·L-1),则pH=5。 7.【解析】选C。 AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),AgCl饱和溶液中Ag+和Cl-的浓度相等,Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-)=c2(Ag+),故AgCl饱和溶液中c(Ag+)= ×10-5mol·L-1;同理AgI饱和溶液中c(Ag+)= ×10-8mol·L-1;Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+Cr (aq),Ag2CrO4饱和溶液中2c(Cr ) =c(Ag+),Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)×c(Cr )=c3(Ag+)/2,故Ag2CrO4饱和溶液中c(Ag+)= ×10-4mol·L-1;Ag+浓度大小顺序是Ag2CrO4>AgCl>AgI。 8.【解析】选D。 胃液中存在盐酸,难溶碳酸盐在胃液中能溶解,故A、B错;硫 酸钡作内服造影剂说明硫酸钡电离出的钡离子浓度是安全的,此时c(Ba2+) = =1.05×10-5mol·L-1>1.0×10-5mol·L-1,故误饮c(Ba2+)=1.0× 10-5 mol·L-1的溶液时,不会引起钡离子中毒,C错;用0.36mol·L-1的Na2SO4 溶液洗胃时,胃液中c(Ba2+)=Ksp(BaSO4)/c(S )=1.1×10-10÷0.36=3.1×10-10(mol·L-1)<1.05×10-5mol·L-1,故D正确。 9.【解析】选B。 AgCl沉淀转化为AgBr沉淀,说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),A错;一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀,B正确;AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),氨水中的NH3结合Ag+生成[Ag(NH3)2]+,从而使沉淀溶解,D错。 【误区警示】一般来讲,化学反应向着生成更难溶的物质的方向进行,即难溶解的物质能转化为更难溶解的物质。 但不能认为溶解度较小的物质就一定不能转化为溶解度较大的物质,如在一定条件下AgI也可转化为AgCl。 10.【解析】选C。 常温下溶解度最小的是AgZ,A正确;由于Ksp(AgY) c(Y-)=1.0×10-6mol·L-1,而将0.188gAgY溶于100mL水中,形成的是饱和溶液(溶质还有未溶解的),则c(Y-)=1.0×10-6mol·L-1,故C错;沉淀溶解平衡是化学平衡的一种,外界条件改变时,平衡也会发生移动,故D正确。 11.【解析】 (1)SrSO4转化成SrCO3的离子反应为 SrSO4(s)+C (aq) SrCO3(s)+S (aq),平衡常数表达式为K= 根据沉淀转化的原理,该反应能够发生,是因为Ksp(SrCO3) (2)①降低温度有利于提高SrSO4的转化率,说明降温平衡向正反应方向移动,因此升高温度,平衡向逆反应方向移动,故平衡常数K减小。 ②平衡常数只与温度有关,增大C 的浓度,平衡常数不变。 (3)根据提供的信息,可以推断SrSO4难溶于盐酸,而SrCO3可溶于盐酸,因此向溶液中加入盐酸,若沉淀全部溶解,则SrSO4完全转化成SrCO3,若沉淀没有全部溶解,则SrSO4没有完全转化成SrCO3,需要注意的是,不能选择稀硫酸,因为SrCO3与稀硫酸反应生成SrSO4。 答案: (1)SrSO4(s)+C (aq) SrCO3(s)+S (aq) K= Ksp(SrCO3) 后,平衡SrSO4(s) Sr2+(aq)+S (aq)正向移动,生成SrCO3 (2)①减小 ②不变 (3)盐酸 若沉淀完全溶解,则证明SrSO4完全转化成SrCO3,否则,未完全转化 12.【解析】 (1)酸性废液中通入空气时,Fe2+被空气中的氧气所氧化,离子方程式为 4Fe2++O2+4H+====4Fe3++2H2O。 该方法的优点是耗费少且无污染。 (2)根据盖斯定律: 1molFe2+全部转化为Fe(OH)3(s)的热效应ΔH= -(Q2+Q1)kJ·mol-1 (3)溶液pH=5,则c(OH-)=10-9mol·L-1,根据Ksp[Fe(OH)3]=3.5×10-38,Ksp[Mg(OH)2]= 1.2×10-11,可计算出c(Fe3+)、c(Mg2+)分别为3.5×10-11mol·L-1、1.2×107mol·L-1 (4)根据Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,可计算出溶液pH=5时,c(Al3+)<1.0×10-5,Al3+也几乎完全沉淀,故可能混有的杂质是Al(OH)3。 Al(OH)3溶于强碱,而Fe(OH)3不溶,故可用NaOH溶液除去。 答案: (1)4Fe2++O2+4H+====4Fe3++2H2O 耗费少且无污染 (2)-(Q2+Q1)kJ·mol-1 (3)3.5×10-11mol·L-1 1.2×107mol·L-1 (4)Al(OH)3 NaOH 13.【解析】 (1)由图可知,在pH=3时溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀。 (2)要除去Fe3+的同时必须保证Cu2+不能沉淀,因此pH应保持在4左右。 (3)从图示关系可看出,Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小,不能通过调节pH而达到分离的目的。 (4)要使三种离子生成沉淀,最好选择难溶于水的FeS,使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀,同时又不会引入其他离子。 答案: (1)Cu2+ (2)B (3)不能 Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小 (4)B
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