高中化學(xué)人教版化學(xué)反應(yīng)原理第三章水溶液中的離子平衡 優(yōu)秀_第1頁
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文檔簡介

03課后測評(píng)提實(shí)能1.下列說法正確的是()A.溶度積就是溶解平衡時(shí)難溶電解質(zhì)在溶液中的各離子濃度的乘積B.溶度積常數(shù)是不受任何條件影響的常數(shù),簡稱溶度積C.可用離子積Qc與溶度積Ksp的比較來判斷沉淀溶解平衡進(jìn)行的方向D.所有物質(zhì)的溶度積都是隨溫度的升高而增大的答案C解析溶度積應(yīng)是沉淀溶解平衡時(shí)難溶電解質(zhì)在溶液中各離子濃度冪的乘積,A錯(cuò);溶度積與溫度有關(guān),B錯(cuò);Ca(OH)2的Ksp隨溫度升高而減小,D錯(cuò)。2.[2023·陜西模考]一定溫度下,Mg(OH)2固體在水溶液中達(dá)到平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),要使Mg(OH)2懸濁液中Mg(OH)2固體的質(zhì)量減少而c(Mg2+)不變,可采取的措施是()A.加MgSO4(s) B.加適量鹽酸C.加適量NaOH(s) D.加入適量水答案D解析加MgSO4(s),增大c(Mg2+),Mg(OH)2固體的質(zhì)量增加,A錯(cuò)誤;加適量鹽酸消耗OH-,沉淀溶解平衡右移,c(Mg2+)增大,Mg(OH)2固體的質(zhì)量減少,B錯(cuò)誤;加適量NaOH(s),增大c(OH-),平衡左移,Mg(OH)2固體的質(zhì)量增加,c(Mg2+)減小,C錯(cuò)誤;加入適量水,沉淀溶解平衡右移,Mg(OH)2固體的質(zhì)量減少而c(Mg2+)不變,D正確。3.下列有關(guān)沉淀溶解平衡的說法正確的是()A.Ksp(AB2)小于Ksp(CD),說明AB2的溶解度小于CD的溶解度B.在氯化銀的沉淀溶解平衡體系中,加入蒸餾水,氯化銀的Ksp增大C.已知25℃時(shí),Ksp(AgCl)大于Ksp(AgI),若向氯化銀沉淀溶解平衡體系中,加入足量碘化鉀固體,則有黃色沉淀生成D.在碳酸鈣的沉淀溶解平衡體系中,加入稀鹽酸,平衡不移動(dòng)答案C解析由于AB2與CD分子組成形式不同,因此不能根據(jù)Ksp大小來比較溶解度的大小,故A錯(cuò)誤;Ksp只與溫度有關(guān),與濃度無關(guān),B錯(cuò)誤;由于AgCl與AgI分子組成形式相同,故Ksp越大,溶解度越大,溶解度大的能轉(zhuǎn)化為溶解度小的,因?yàn)镵sp(AgCl)大于Ksp(AgI),故AgI的溶解度小,所以氯化銀沉淀能轉(zhuǎn)化為AgI黃色沉淀,故C正確;碳酸鈣的沉淀溶解平衡為CaCO3(s)Ca2+(aq)+COeq\o\al(2-,3)(aq),加入稀鹽酸能與COeq\o\al(2-,3)反應(yīng),促進(jìn)碳酸鈣的沉淀溶解平衡向正方向移動(dòng),故D錯(cuò)誤。4.已知CuSO4溶液分別與Na2CO3、Na2S溶液的反應(yīng)情況如下。據(jù)此判斷,下列幾種物質(zhì)溶解度大小的比較中正確的是()A.CuS<Cu(OH)2<CuCO3B.Cu(OH)2<CuS<CuCO3C.CuCO3<Cu(OH)2<CuSD.CuCO3<CuS<Cu(OH)2答案A解析離子互換型復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件之一是向著溶解度更小的方向進(jìn)行。因此,根據(jù)表格中CuSO4與Na2CO3的反應(yīng)可知,CuCO3的溶解度大于Cu(OH)2的溶解度;根據(jù)CuSO4與Na2S的反應(yīng)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。如圖是向10mLAgNO3溶液中逐漸加入mol·L-1的NaCl溶液時(shí),溶液的p(Ag)隨著加入NaCl溶液的體積(單位mL)變化的圖象(實(shí)線)。根據(jù)圖象所得下列結(jié)論正確的是()提示:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。A.原AgNO3溶液的物質(zhì)的量濃度為mol·L-1B.圖中X點(diǎn)的坐標(biāo)為(100,6)C.圖中X點(diǎn)表示溶液中Ag+被恰好完全沉淀D.把mol·L-1的NaCl溶液換成mol·L-1NaI溶液,則圖象在終點(diǎn)后變?yōu)樘摼€部分答案B解析從圖中可看出原AgNO3溶液p(Ag)=0,c(Ag+)=1mol·L-1,A錯(cuò);X點(diǎn)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正確;完全沉淀指的是c(Ag+)≤10-5mol·L-1,所以X點(diǎn)之前Ag+早已完全沉淀,C錯(cuò);由于Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),所以加入同濃度同體積的NaI溶液時(shí),c(Ag+)會(huì)更小,p(Ag)更大,D錯(cuò)。6.已知25℃時(shí),Mg(OH)2的Ksp=×10-11,MgF2的Ksp=×10-11。下列說法正確的是()A.25℃時(shí),Mg(OH)2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體,c(Mg2+)增大B.25℃時(shí),飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比,前者c(Mg2+)大C.25℃時(shí),Mg(OH)2固體在同體積同濃度的氨水和NH4Cl溶液中的Ksp比較,前者小D.25℃時(shí),在Mg(OH)2的懸濁液中加入飽和NaF溶液后,Mg(OH)2不可能轉(zhuǎn)化成MgF2答案A解析Mg(OH)2懸濁液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)。加入NH4Cl后,NHeq\o\al(+,4)與OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)NH3·H2O,c(OH-)減小,平衡右移,c(Mg2+)增大,A正確;因Mg(OH)2與MgF2結(jié)構(gòu)類型相同,根據(jù)兩者Ksp大小關(guān)系可知:后者c(Mg2+)大,B錯(cuò);Ksp只與難溶物性質(zhì)和溫度有關(guān),所以25℃時(shí)Mg(OH)2固體在氨水和NH4Cl溶液中Ksp相同,C錯(cuò);只要加入NaF溶液后,c2(F-)·c(Mg2+)>Ksp(MgF2)就會(huì)發(fā)生Mg(OH)2轉(zhuǎn)化為MgF2,D錯(cuò)。7.一定溫度下的難溶電解質(zhì)AmBn在水溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí),其平衡常數(shù)Ksp=cm(An+)×cn(Bm-),稱為難溶電解質(zhì)的溶度積。已知下表數(shù)據(jù):物質(zhì)Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3Ksp/25℃×10-16×10-20×10-38完全沉淀時(shí)的pH范圍≥≥3~4對(duì)含等物質(zhì)的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的說法,不科學(xué)的是()A.向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到紅褐色沉淀B.該溶液中c(SOeq\o\al(2-,4))∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]>5∶4C.向該溶液中加入適量氯水,并調(diào)節(jié)pH到3~4后過濾,可獲得純凈的CuSO4溶液D.在pH等于5的溶液中Fe3+不能大量存在答案C解析根據(jù)溶度積常數(shù)可判斷選項(xiàng)A正確;由于Cu2+、Fe2+和Fe3+在溶液中均能發(fā)生水解反應(yīng)使得金屬陽離子濃度減小,因此選項(xiàng)B正確;選項(xiàng)C的操作可知溶液中必有氯離子存在,即溶液中溶質(zhì)還存在CuCl2,C錯(cuò);由表中數(shù)據(jù)知Fe3+在pH>4的環(huán)境中已沉淀完全,因此選項(xiàng)D也正確。8.海水中含有豐富的鎂資源。某同學(xué)設(shè)計(jì)了從模擬海水中制備MgO的實(shí)驗(yàn)方案:注:溶液中某種離子的濃度小于×10-5mol·L-1,可認(rèn)為該離子不存在;實(shí)驗(yàn)過程中,假設(shè)溶液體積不變。Ksp,CaCO3=×10-9Ksp,MgCO3=×10-6Ksp,Ca(OH)2=×10-6Ksp,Mg(OH)2=×10-12下列說法正確的是()A.沉淀物X為CaCO3B.濾液M中存在Mg2+,不存在Ca2+C.濾液N中存在Mg2+、Ca2+D.步驟②中若改為加入gNaOH固體,沉淀物Y為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-與HCOeq\o\al(-,3)恰好完全反應(yīng)生成COeq\o\al(2-,3),此時(shí),c(COeq\o\al(2-,3))=mol·L-1,則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(濾液M)中:c(Ca2+)=mol·L-1,B錯(cuò)誤;c(COeq\o\al(2-,3))=eq\f(KspCaCO3,cCa2+)=×10-7<×10-5,所以COeq\o\al(2-,3)沉淀后,無MgCO3生成,A正確;向?yàn)V液M中加NaOH調(diào)節(jié)pH=11時(shí),c(OH-)=10-3mol·L-1,此時(shí),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而無Ca(OH)2生成,生成沉淀后溶液(濾液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,即濾液N中有Ca2+而無Mg2+,C錯(cuò)誤;若改為加gNaOH固體,則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,此時(shí),Qc[Ca(OH)2]=×10-7<Ksp[Ca(OH)2],故無Ca(OH)2生成,D錯(cuò)誤。9.(1)向mol·L-1的AgNO3溶液中加入等體積mol·L-1的NaCl和mol·L-1的NaBr混合液,生成的沉淀主要是________。(2)現(xiàn)向含AgBr的飽和溶液中:①加入固體AgNO3,則c(Ag+)________(填“變大”“變小”或“不變”,下同);②加入更多的AgBr固體,則c(Ag+)________;③加入AgCl固體,則c(Br-)________,c(Ag+)________;④加入Na2S固體,則c(Br-)________,c(Ag+)________。答案(1)AgBr(2)①變大②不變③變小變大④變大變小解析(1)AgNO3不足,先生成溶解度更小的AgBr。(2)①向AgBr飽和溶液中加入AgNO3,溶解平衡逆向移動(dòng),但c(Ag+)增大。②加入AgBr固體,對(duì)溶解平衡無影響,c(Ag+)不變。③因AgCl溶解度大于AgBr,加入AgCl固體時(shí)c(Ag+)增大,溶解平衡向左移動(dòng),c(Br-)變小。④因Ag2S溶解度小于AgBr,加入Na2S固體時(shí)生成Ag2S,溶解平衡向右移動(dòng),c(Br-)增大,但c(Ag+)減小。10.[2023·武漢月考]重金屬離子會(huì)對(duì)河流和海洋造成嚴(yán)重污染。某化工廠廢水(pH=,ρ=1g/mL)中含有Ag+、Pb2+等重金屬離子,其濃度約為mol/L,排放前擬用沉淀法除去這兩種離子,查找有關(guān)數(shù)據(jù)如下:(1)你認(rèn)為往廢水中加入________(填字母序號(hào)),沉淀效果最好。A.NaOH B.Na2SC.KI D.Ca(OH)2(2)如果用生石灰處理上述廢水,使溶液的pH=8,處理后廢水中c(Pb2+)=________。(3)如果用食鹽處理只含Ag+的廢水,測得處理后的廢水(ρ=1g/mL)中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為%,若環(huán)境要求排放標(biāo)準(zhǔn)為c(Ag+)低于10-8mol/L,問該工廠處理后的廢水中Ag+是否符合排放標(biāo)準(zhǔn)?要求寫出計(jì)算過程。已知Ksp(AgCl)=×10-10。答案(1)B(2)×10-3mol/L(3)見解析解析(1)由題表知,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?yàn)橛蒙姨幚韽U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處理過的廢水,因ρ=1g/mL,故其體積相當(dāng)于100mL,則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,符合排放標(biāo)準(zhǔn)。11.蛇紋石可用于生產(chǎn)氫氧化鎂,簡要工藝流程如下:Ⅰ.制取粗硫酸鎂:用酸液浸泡蛇紋石礦粉,過濾;并在常溫常壓下結(jié)晶,制得粗硫酸鎂(其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等雜質(zhì)離子)。Ⅱ.提純粗硫酸鎂:將粗硫酸鎂在酸性條件下溶解,加入適量的mol·L-1H2O2溶液,再調(diào)節(jié)溶液pH至7~8,并分離提純。Ⅲ.制取氫氧化鎂:向步驟Ⅱ所得溶液中加入過量氨水。已知:金屬離子氫氧化物沉淀所需pHFe3+Al3+Fe2+Mg2+開始沉淀時(shí)沉淀完全時(shí)請(qǐng)回答下列問題:(1)步驟Ⅱ中,可用于調(diào)節(jié)溶液pH至7~8的最佳試劑是________(填字母序號(hào))。A.MgOB.Na2CO3C.蒸餾水(2)Fe2+與H2O2溶液反應(yīng)的離子方程式為____________________________。(3)工業(yè)上常以Mg2+的轉(zhuǎn)化率為考察指標(biāo),確定步驟Ⅲ制備氫氧化鎂工藝過程的適宜條件。其中,反應(yīng)溫度與Mg2+轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖所示。①步驟Ⅲ中制備氫氧化鎂反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②根據(jù)圖中所示50℃前溫度與Mg2+轉(zhuǎn)化率之間的關(guān)系,可判斷此反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。③圖中,溫度升高至50℃以上Mg2+轉(zhuǎn)化率下降的可能原因是________________________________________________________________________。④Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常數(shù)。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”)制得氫氧化鎂,理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)A(2)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O(3)①M(fèi)g2++2NH3·H2O=Mg(OH)2↓+2NHeq\o\al(+,4)②吸熱③溫度過高時(shí),氨水受熱分解,濃度降低,Mg2+轉(zhuǎn)化率下降④能Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,可發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化解析(1)步驟Ⅱ中,調(diào)節(jié)溶液pH至7~8的目的是和酸反應(yīng)提高溶液pH,使Fe3+、Al3+等雜質(zhì)離子沉淀分離除去,A項(xiàng)加入氧化鎂和酸反應(yīng)能提高溶液pH,生成鎂離子,不加入雜質(zhì)離子,可選;B項(xiàng)加入碳酸鈉能調(diào)節(jié)溶液pH,但加入了鈉離子,引入雜質(zhì),故不選;C項(xiàng)蒸餾水對(duì)提高溶液pH不利,故不選;(2)Fe2+與H2O2溶液反應(yīng),亞鐵離子被過氧化氫氧化為三價(jià)鐵離子,便于完全沉淀,過氧化氫被還原為水,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;(3)①氨水沉淀鎂離子生成氫氧化鎂沉淀,反應(yīng)的離子方程式為Mg2++2NH3·H2O=Mg(OH)2↓+2NHeq\o\al(+,4);②根據(jù)圖中所示50℃前溫度與Mg2+轉(zhuǎn)化率之間的關(guān)系是隨溫度升高鎂離子轉(zhuǎn)化率增大,反應(yīng)是吸熱反應(yīng);③圖中,溫度升高至50℃以上Mg2+轉(zhuǎn)化率下降的可能原因是溫度過高時(shí),氨水受熱分解,濃度降低,Mg2+轉(zhuǎn)化率下降;④氫氧化鈣和氫氧化鎂陰陽離子比相同,可以用溶度積常數(shù)比較溶解性強(qiáng)弱,氫氧化鈣溶解性大于氫氧化鎂,溶液中加入石灰乳可以實(shí)現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化,生成氫氧化鎂分離出來。12.[2023·長沙檢測]已知在25℃的水溶液中,AgX、AgY、AgZ均難溶于水,但存在溶解平衡。當(dāng)達(dá)到平衡時(shí),溶液中離子濃度的乘積是一個(gè)常數(shù)(此常數(shù)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)根據(jù)以上信息,判斷AgX、AgY、AgZ三者的溶解度(用已被溶解的溶質(zhì)的物質(zhì)的量的濃度表示)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小順序?yàn)開_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若向AgY的飽和溶液中加入少量的AgX固體,則c(Y-)________(填“增大”“減小”或“不變”)。(3)在25℃時(shí),若取g的AgY(相對(duì)分子質(zhì)量為188)固體放入100mL水中(忽略溶液體積的變化),則溶液中Y-的物質(zhì)的量濃度為________。(4)①由上述Ksp判斷,在上述(3)的體系中,能否實(shí)現(xiàn)AgY向AgZ的轉(zhuǎn)化,并簡述理由:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②在上述(3)體系中,能否實(shí)現(xiàn)AgY向AgX的轉(zhuǎn)化?根據(jù)你的觀點(diǎn)選答一項(xiàng)。若不能,請(qǐng)簡述理由:__________________________________

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