(全国通用)高考化学一轮复习全程跟踪检测51专题研究__溶度积的相关计算及溶解图像含解析.docx

专题研究溶度积的相关计算及溶解图像125 CaCO3固体溶于水达饱和时物质的量浓度是9.327×105 mol·L1，则CaCO3在该温度下的Ksp为()A9.3×105B9.7×109C7.6×1017 D8.7×109解析：选DCaCO3饱和溶液中c(Ca2)c(CO)9.327×105 mol·L1，Kspc(Ca2)·c(CO)9.327×105×9.327×1058.7×109。2一定温度下的难溶电解质AmBn在水溶液中达到溶解平衡。已知下表数据：物质Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3Ksp/25 8.0×10162.2×10204.0×1038完全沉淀时的pH9.66.434对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法错误的是()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(SO)c(Cu2)c(Fe2)c(Fe3)>54C向该溶液中加入适量氯水，并调节pH至34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解析：选C用氯水氧化Fe2，溶液中引入了Cl，得不到纯净CuSO4溶液，C错误。3以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高，为控制砷的排放，采用化学沉降法处理含砷废水，相关数据如下表，若混合溶液中Ca2、Al3、Fe3的浓度均为1.0×103 mol·L1，c(AsO)最大是()难溶物KspCa3(AsO4)26.8×1019AlAsO41.6×1016FeAsO45.7×1021A.5.7×1018 mol·L1 B2.6×105 mol·L1C1.6×1013 mol·L1 D5.7×1024 mol·L1解析：选A若混合溶液中Ca2、Al3、Fe3的浓度均为1.0×103 mol·L1，依据Ksp大小可以得到，c3(Ca2)·c2(AsO)6.8×1019；c(Al3)·c(AsO)1.6×1016；c(Fe3)·c(AsO)5.7×1021；计算得到c(AsO)分别约为2.6×105 mol·L1、1.6×1013 mol·L1、5.7×1018 mol·L1；所以最大值不能超过5.7×1018 mol·L1。4已知25 时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。向100 mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400 mL 0.01 mol·L1 Na2SO4溶液，下列叙述正确的是()A溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中c(SO)比原来的大B溶液中无沉淀析出，溶液中c(Ca2)、c(SO)都变小C溶液中析出CaSO4固体沉淀，溶液中c(Ca2)、c(SO)都变小D溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c(SO)比原来的大解析：选D由图像可知，Ksp(CaSO4)9.0×106，当加入400 mL 0.01 mol·L1 Na2SO4溶液时，此时c(Ca2)6×104 mol·L1，c(SO)8.6×103 mol·L1，Qc5.16×106Ksp(CaSO4)，所以溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c(SO)比原来大。5(2021·南阳模拟)某温度下，向10 mL 0.1 mol·L1 CuCl2溶液中滴加0.1 mol·L1的Na2S溶液，滴加过程中溶液中lg c(Cu2)与Na2S溶液体积(V)的关系如图所示，已知：lg 20.3，Ksp(ZnS)3×1025。下列有关说法正确的是()Aa、b、c三点中，水的电离程度最大的为b点BNa2S溶液中，c(S2)c(HS)c(H2S)2c(Na)C该温度下Ksp(CuS)4×1036D向100 mL Zn2、Cu2浓度均为105 mol·L1的混合溶液中逐滴加入104 mol·L1的Na2S溶液，Zn2先沉淀解析：选CCuCl2、Na2S水解促进水电离，b点是CuCl2与Na2S溶液恰好完全反应的点，溶质是NaCl，不影响水的电离，a点存在Cu2，促进水的电离，c点存在S2，促进水的电离，水的电离程度最小的为b点，故A错误；根据物料守恒Na2S溶液中：2c(S2)2c(HS)2c(H2S)c(Na)，故B错误；b点是CuCl2与Na2S溶液恰好完全反应的点，c(Cu2)c(S2)，根据b点数据，c(Cu2)2×1018 mol·L1，该温度下Ksp(CuS)4×1036，故C正确；Ksp(ZnS)3×1025大于Ksp(CuS)，所以向100 mL Zn2、Cu2浓度均为105 mol·L1的混合溶液中逐滴加入104 mol·L1的Na2S溶液，Cu2先沉淀，故D错误。6(2021·郑州第二次质检)常温下，用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01 mol·L1的KCl、K2C2O4溶液，所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考虑C2O的水解)。下列叙述正确的是()AKsp(Ag2C2O4)的数量级等于107BN点表示AgCl的不饱和溶液C向c(Cl)c(C2O)的混合液中滴入AgNO3溶液时，先生成Ag2C2O4沉淀DAg2C2O42Cl=2AgClC2O的平衡常数为109.04解析：选D从题图看出，当c(C2O)102.46 mol·L1时，c(Ag)104 mol·L1，Ksp(Ag2C2O4)102.46×(104)21010.46，A错误；分析题图可知，当c(Cl)相同时，N点表示溶液中c(Ag)大于平衡时溶液中c(Ag)，则N点表示AgCl的过饱和溶液，B错误；由题图可以看出c(Ag)一定时，c(C2O)c(Cl)，故先生成AgCl沉淀，C错误；根据题图可知c(Ag)104 mol·L1时，c(Cl)105.75 mol·L1，所以Ksp(AgCl)104×105.75109.75，Ag2C2O42Cl=2AgClC2O的平衡常数为109.04，D正确。7(全国卷)在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是()AKsp(CuCl)的数量级为107B除Cl反应为CuCu22Cl=2CuClC加入Cu越多，Cu浓度越高，除Cl效果越好D2Cu=Cu2Cu平衡常数很大，反应趋于完全解析：选C由题图可知，当lg0时，lg约为7，即c(Cl)1 mol·L1，c(Cu)107 mol·L1，则Ksp(CuCl)c(Cu)·c(Cl)的数量级为107，A项正确；根据题目信息可知B项正确；Cu为固体，浓度视为常数，只要满足反应用量即可，过多的铜也不会影响平衡状态的移动，C项错误；由题图可知，交点处c(Cu)c(Cu2)106mol·L1，则2Cu=Cu2Cu的平衡常数K106，该平衡常数很大，因而反应趋于完全，D项正确。8(2021·广东茂名一模)已知：pClg c，KspCu(OH)22.2×1020和KspMg(OH)21.8×1011，常温下，测得两种金属离子的pC与pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是()A加入氨水调节pH，可除去MgSO4溶液中的CuSO4杂质BpH调到Q点，则Mg2和Cu2都已完全沉淀C在浓度均为1 mol·L1 CuSO4和MgSO4的混合溶液中，存在：c(Cu2)c(Mg2)c(SO)DL1代表pc(Cu2)随pH的变化，L2代表pc(Mg2)随pH的变化解析：选D由于KspCu(OH)2KspMg(OH)2，则前者的溶解度小于后者，含有Mg2、Cu2的溶液中加入氨水，先产生Cu(OH)2沉淀，通过过滤可除去Cu2，但引入了新杂质NH，应加入MgO调节pH，A错误。图中Q点溶液的pH约为9，此时c(OH)1.0×105 mol·L1，则c(Cu2) mol·L12.2×1010 mol·L11.0×105 mol·L1，则Cu2沉淀完全；c(Mg2) mol·L11.8×101 mol·L11.0×105 mol·L1，则Mg2未沉淀完全，B错误。由于Cu2、Mg2均能发生水解反应，则根据物料守恒可得，c(Cu2)c(Mg2)c(SO)，C错误。由图可知，当金属离子的浓度为1.0 mol·L1，即pC0时，开始生成沉淀的pH分别约为4、9，又KspCu(OH)2KspMg(OH)2，故L1代表pc(Cu2)随pH的变化，L2代表pc(Mg2)随pH的变化，D正确。9已知锌及其化合物的性质与铝及其化合物的性质相似。常温下，如图横坐标为溶液的pH，纵坐标为Zn2或Zn(OH)42的物质的量浓度的对数。下列说法中错误的是()A在该温度下，Zn(OH)2的溶度积(Ksp)为1×1017B往1.0 L 1.0 mol·L1 ZnCl2溶液中加入NaOH固体至pH6.0，需NaOH 2.0 molC往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，反应的离子方程式为Zn24OH=Zn(OH)42D某废液中含Zn2，为提取Zn2可以控制溶液pH的范围为8.012.0解析：选B当Zn2的物质的量浓度的对数等于5.0时，即Zn2的浓度为1×105 mol·L1时，Zn2已沉淀完全，此时溶液的pH8.0，即c(OH)1×106 mol·L1，所以Zn(OH)2的溶度积Kspc(Zn2)·c2(OH)1×105×(1×106)21×1017，A项说法正确；根据图像知，pH7时，Zn2的物质的量浓度的对数等于3.0，即c(Zn2)1×103 mol·L1，当pH6.0时，c(Zn2)>1×103 mol·L1，即ZnCl2溶液中只有部分Zn2生成Zn(OH)2沉淀，则加入的n(NaOH)<2n(ZnCl2)，即n(NaOH)<2.0 mol，B项说法错误；结合图像可知，当NaOH溶液足量时，锌的存在形式为Zn(OH)42，所以反应的离子方程式为Zn24OH=Zn(OH)42，C项说法正确；由图像可知，当Zn2完全转化为沉淀时，需控制溶液的pH为8.012.0，D项说法正确。10资源综合利用既符合绿色化学理念，也是经济可持续发展的有效途径。一种难溶的废弃矿渣杂卤石，其主要成分可表示为K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O，已知它在水溶液中存在如下平衡：K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O2K4SOMg22Ca22H2O为了充分利用钾资源，一种溶浸杂卤石制备K2SO4的工艺流程如图所示：(1)操作的名称是_。(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解出杂卤石中K的原因：_。(3)除杂质环节，为除去Ca2，可先加入_溶液，经搅拌等操作后，过滤，再向滤液中滴加稀H2SO4，调节溶液pH至_(填“酸性”“中性”或“碱性”)。(4)操作的步骤包括(填操作过程)：_、过滤、洗涤、干燥。(5)有人用可溶性碳酸盐作为溶浸剂，浸溶原理可表示为CaSO4(s)CO(aq)CaCO3(s)SO(aq)。已知：常温下，Ksp(CaCO3)2.80×109，Ksp(CaSO4)4.95×105。则常温下该反应的平衡常数K_。(保留3位有效数字)解析：(1)通过操作实现固体和液体分离，操作的名称是过滤。(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2转化成Mg(OH)2沉淀，SO与Ca2结合转化为CaSO4沉淀，K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O2K4SOMg22Ca22H2O平衡正向移动，促使杂卤石中的K溶解。(3)为除去Ca2，可先加入K2CO3溶液，生成碳酸钙沉淀，过滤后再向滤液中滴加稀H2SO4，调节溶液pH至中性除去过量的碳酸钾。(4)为从溶液中得到溶质，需依次经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤。(5)该反应的平衡常数K1.77×104。答案：(1)过滤(2)Mg2转化成Mg(OH)2沉淀，SO与Ca2结合转化为CaSO4沉淀，平衡右移，促使杂卤石溶解(3)K2CO3中性(4)蒸发浓缩、冷却结晶(5)1.77×10411请按要求回答下列问题：(1)已知25 时，KspMg(OH)21.8×1011，KspCu(OH)22.2×1020。在25 下，向浓度均为0.1 mol·L1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离子方程式为_。(2)25 时，向0.01 mol·L1的MgCl2溶液中，逐滴加入浓NaOH溶液，刚好出现沉淀时，溶液的pH为_；当Mg2完全沉淀时，溶液的pH为_(忽略溶液体积变化，已知lg 2.40.4，lg 7.50.9)。(3)已知25 时，Ksp(AgCl)1.8×1010，则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液，溶液中的c(Ag)约为_ mol·L1。(4)已知25 时，KspFe(OH)32.79×1039，该温度下反应Fe(OH)33HFe33H2O的平衡常数K_。解析：(1)Mg(OH)2、Cu(OH)2的结构类型相同，Cu(OH)2溶度积更小，溶解度小，加入相同的浓度的氨水，Cu(OH)2最先析出，反应离子方程式为Cu22NH3·H2O=Cu(OH)22NH。(2)已知c(MgCl2)0.01 mol·L1，逐滴加入浓NaOH溶液，当刚好出现沉淀时，c(Mg2)0.01 mol·L1，故c(OH) mol·L14.2×105 mol·L1，c(H)2.4×1010 mol·L1，故pH9.6；一般认为溶液中离子浓度小于1.0×105 mol·L1时沉淀完全，故Mg2完全沉淀时有c(Mg2)1.0×105 mol·L1，故c(OH) mol·L11.34×103 mol·L1，c(H) mol·L17.5×1012 mol·L1，故pH11.1。(3)将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液，应满足c(Cl)·c(Ag)Ksp(AgCl)，则c(Cl)c(Ag) mol·L11.3×105 mol·L1。(4)KspFe(OH)3c(Fe3)·c3(OH)2.79×1039，反应Fe(OH)33HFe3H2O的平衡常数Kc(Fe3)·c3(OH)×10422.79×1039×10422.79×103。答案：(1)Cu(OH)2Cu22NH3·H2O=Cu(OH)22NH(2)9.611.1(3)1.3×105(4)2.79×10312(1)硫元素有多种化合价，可形成多种化合物。H2S和SO2在工农业生产中具有重要应用。H2S气体溶于水形成的氢硫酸是一种二元弱酸，25 时，在0.10 mol·L1 H2S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S2)关系如图所示(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。pH13时，溶液中的c(H2S)c(HS)_mol·L1。某溶液含0.01 mol·L1 Fe2、未知浓度的Mn2和0.10 mol·L1 H2S，当溶液pH_时，Fe2开始沉淀；当Mn2开始沉淀时，溶液中_。已知：Ksp(FeS)1.4×1019，Ksp(MnS)2.8×1013(2)已知钼酸钠(Na2MoO4)溶液中c(MoO)0.40 mol·L1，c(CO)0.52 mol·L1，由钼酸钠溶液制备钼酸钠晶体时，需加入Ba(OH)2固体以除去CO，当BaMoO4开始沉淀时，CO的去除率为_。已知：Ksp(BaCO3)2.6×109，Ksp(BaMoO4)4.0×108，忽略溶液的体积变化解析：(1)根据溶液pH与c(S2)关系图，pH13时，c(S2)5.7×102 mol·L1，在0.10 mol·L1 H2S溶液中根据硫守恒c(H2S)c(HS)c(S2)0.10 mol·L1，所以c(H2S)c(HS)(0.105.7×102)mol·L10.043 mol·L1。当QcKsp(FeS)时开始沉淀，所以c(S2) mol·L11.4×1017 mol·L1，结合图像得出此时的pH2；溶液中2×106。(2)当BaMoO4开始沉淀时溶液中c(Ba2) mol·L11×107 mol·L1，溶液中碳酸根离子浓度c(CO)2.6×102 mol·L1，所以CO的去除率为×100%95%。答案：(1)0.04322.0×106(2)95%