答案 D
解析 A项,Ksp只与温度有关,不正确;B项,混合后Ag+或Cl-可能有剩余,但不一定有c(Ag+)=c(Cl-);C项,Qc=Ksp时达到溶解平衡,没有AgCl沉淀析出;D项,比较物质的溶解度大小时,要注意物质的类型相同且化学式中阴阳离子的个数比相同,溶度积越小,其溶解度也越小。
如果不同,则不能直接利用溶度积的大小来比较其溶解性,需转化为溶解度进行比较,否则容易误判。
考点
溶度积常数及其应用
题点
溶度积的表达和简单计算
例4
(2018·吉林二中高二月考)Cu(OH)2在水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。
某CuSO4溶液中,c(Cu2+)=0.02mol·L-1,在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,需要向CuSO4溶液加入碱来调节pH,使溶液的pH大于( )
A.2B.3C.4D.5
答案 D
解析 在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,则Qc=c(Cu2+)·c2(OH-)>Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20,所以c2(OH-)>
,c(OH-)>10-9mol·L-1,故应调节pH大于5。
考点
溶度积常数及其应用
题点
溶度积常数的应用——计算氢氧化物形成沉淀与沉淀完全时的pH
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溶度积的应用
(1)比较难溶电解质在水中的溶解能力
①对于相同类型的难溶电解质,Ksp越大,在水中的溶解能力越强。
②对于不同类型的难溶电解质,Ksp差距不大时Ksp不能直接作为比较依据。
如25℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,虽然Mg(OH)2的Ksp较小,但不能认为Mg(OH)2比AgCl更难溶。
(2)计算饱和溶液中某种离子的浓度
如已知25℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,可根据Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10计算AgCl饱和溶液中的c(Ag+)或c(Cl-)。
(3)判断给定条件下沉淀能否生成或溶解
比较溶度积Ksp与溶液中有关离子的浓度幂之积Qc(离子积)的相对大小。
①Qc>Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出;
②Qc=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态;
③Qc<Ksp,溶液未饱和,无沉淀析出。
注意
(1)离子积Qc与溶度积Ksp的表达式相同,但意义不同。
Qc表达式中离子浓度是任意时刻的,所以其数值不定;但对某一难溶电解质,在一定温度下,Ksp为定值。
(2)Ksp与物质的量浓度无关;与温度有关。
1.(2018·北师大附中检测)下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( )
A.反应开始时,溶液中各离子浓度相等
B.沉淀溶解达到平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等
C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变
D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解
答案 B
解析 A项,反应开始时,各离子的浓度没有必然的关系;C项,沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度保持不变,但不一定相等;D项,沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,由于固体的浓度为常数,且溶液已达饱和故平衡不发生移动。
考点
沉淀溶解平衡
题点
沉淀溶解平衡与饱和溶液的特征
2.下列物质中,溶解度不随pH值变化的是( )
A.AgClB.CaCO3
C.Fe(OH)3D.Mg(OH)2
答案 A
解析 B、C、D中的物质溶解度均随pH的减小而增大。
考点
沉淀溶解平衡
题点
改变离子浓度引起的沉淀溶解平衡的移动
3.向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化),下列数值变小的是( )
A.c(CO
)B.c(Mg2+)
C.c(H+)D.Ksp(MgCO3)
答案 A
解析 含MgCO3固体的溶液中存在沉淀溶解平衡:
MgCO3(s)Mg2+(aq)+CO
(aq),滴加少许浓盐酸,H+与CO
反应,使平衡向右移动,则c(Mg2+)和c(H+)增大,c(CO
)减小,温度不变,Ksp(MgCO3)不变,故A正确。
考点
沉淀溶解平衡
题点
改变离子浓度引起的沉淀溶解平衡的移动
4.下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是( )
A.常温下,向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体,BaCO3的Ksp减小
B.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高Ksp一定减小
C.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高Ksp一定增大
D.常温下,向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体,Mg(OH)2的Ksp不变
答案 D
解析 温度不变,溶度积常数不变,故A项不正确,D项正确;大多数的难溶物随温度升高,Ksp增大,但也有少数物质相反,如Ca(OH)2,故B、C项均不正确。
考点
沉淀溶解平衡
题点
溶度积的影响因素
5.(2018·上海虹口质检)室温下,氢氧化钙固体在水溶液中达到溶解平衡:
Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),向其中加入以下物质,恢复到室温,Ca(OH)2固体减少的是( )
A.CH3COONaB.AlCl3
C.NaOHD.CaCl2
答案 B
解析 加入CH3COONa,CH3COO-水解产生OH-,溶液中OH-浓度增大,平衡向左移动,Ca(OH)2固体析出,A项错误;加入AlCl3,Al3+与OH-反应,OH-浓度减小,平衡向右移动,Ca(OH)2固体减少,B项正确;加入NaOH,溶液中OH-浓度增大,平衡左移,则Ca(OH)2固体的量增加,C项错误;加入CaCl2,Ca2+浓度增大,平衡左移,Ca(OH)2固体增加,D项错误。
考点
沉淀溶解平衡
题点
改变离子浓度引起的沉淀溶解平衡的移动
6.(2018·河北邯郸质检)常温下,Ksp(PbI2)=8.5×10-9。
取适量黄色PbI2粉末溶于水中,充分搅拌后得到浊液,过滤。
在滤液中加入少量KI,测得c(I-)=1.0×10-2mol·L-1。
下列说法正确的是( )
A.Ksp(PbI2)减小
B.溶液中c(I-)减小
C.产生黄色沉淀
D.溶液中c(Pb2+)=8.5×10-7mol·L-1
答案 C
解析 常温下,Ksp(PbI2)=8.5×10-9。
取适量黄色PbI2粉末溶于水中,充分搅拌后得到浊液,过滤。
在滤液中,Ksp(PbI2)=c(Pb2+)·c2(I-)=4c3(Pb2+)=8.5×10-9,c(Pb2+)≈1.3×10-3mol·L-1,c(I-)≈2.6×10-3mol·L-1。
在滤液中加入少量KI,测得c(I-)=1.0×10-2mol·L-1,则若产生PbI2沉淀,Pb2+的最小浓度c(Pb2+)=
mol·L-1=8.5×10-5mol·L-1<1.3×10-3mol·L-1,所以溶液中一定会产生PbI2黄色沉淀。
Ksp(PbI2)只与温度有关,温度不变,其值不变,A项错误;溶液中c(I-)明显增大了,B项错误;产生黄色沉淀,C项正确;溶液中c(Pb2+)=8.5×10-5mol·L-1,D项错误。
考点
沉淀溶解平衡
题点
改变离子浓度引起的沉淀溶解平衡的移动
7.
(1)工业废水中常含有一定量的Cr2O
和CrO
,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理。
Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:
Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq),常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,要使c(Cr3+)降低为10-5mol·L-1,溶液的pH应调至。
(2)在0.10mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌,有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当溶液的pH=8时,c(Cu2+)=mol·L-1(Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)。
若在0.10mol·L-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体,使Cu2+完全沉淀为CuS,此时溶液中的H+浓度是mol·L-1。
答案
(1)5
(2)2.2×10-8 0.20
解析
(1)Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=10-32,
则c(OH-)=
=
mol·L-1=10-9mol·L-1,
c(H+)=
=
mol·L-1=10-5mol·L-1,
pH=-lgc(H+)=-lg10-5=5。
(2)pH=8时c(OH-)=10-6mol·L-1,由氢氧化铜的溶度积常数可知:
Ksp=2.2×10-20=10-12
×c(Cu2+),得c(Cu2+)=2.2×10-8mol·L-1;使Cu2+完全沉淀为CuS,已知c(Cu2+)=0.10mol·L-1,根据反应关系式:
Cu2+~2H+得c(H+)=0.20mol·L-1。
考点
溶度积常数及其应用
题点
溶度积常数的应用——计算氢氧化物开始沉淀与沉淀完全时的pH
题组一 沉淀溶解平衡的含义
1.下列关于沉淀溶解平衡的说法正确的是( )
A.只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程
B.沉淀溶解平衡过程是可逆的
C.在平衡状态时,v(溶解)=v(沉淀)=0
D.达到沉淀溶解平衡的溶液不一定是饱和溶液
答案 B
解析 无论是难溶电解质还是易溶电解质,都可存在沉淀溶解平衡过程,A项错误;沉淀溶解平衡过程是可逆的,B项正确;沉淀溶解达平衡状态时,v(溶解)=v(沉淀)≠0,C项错误;沉淀溶解过程达到平衡时,溶液也达到饱和状态,D项错误。
考点
沉淀溶解平衡
题点
沉淀溶解平衡与饱和溶液的特征
2.(2018·湖南永州期中)下列有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是( )
A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解达平衡后不再进行
B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-
C.升高温度,AgCl沉淀的溶解度增大
D.向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl沉淀的溶解度不变
答案 C
解析 难溶物达到溶解平衡时沉淀的生成和溶解都不停止,但溶解速率和生成速率相等,A错误;没有绝对不溶的物质,B错误;温度越高,一般物质的溶解度越大,C正确;向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体,使溶解平衡左移,AgCl的溶解度减小,D错误。
考点
沉淀溶解平衡
题点
沉淀溶解平衡与饱和溶液的特征
题组二 外界条件对沉淀溶解平衡的影响
3.25℃时,在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq),加入KI溶液,下列说法正确的是( )
A.溶液中Pb2+和I-浓度都增大
B.溶度积常数Ksp增大
C.沉淀溶解平衡向右移动
D.溶液中Pb2+浓度减小
答案 D
解析 加入KI溶液时,溶液中c(I-)增大,使PbI2的沉淀溶解平衡逆向移动,因此溶液中c(Pb2+)减小,但由于溶液温度未发生改变,故PbI2的溶度积常数Ksp不发生变化。
考点
沉淀溶解平衡
题点
改变离子浓度引起的沉淀溶解平衡的移动
4.(2018·济南高二测试)在一定温度下,当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时:
Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),要使Mg(OH)2固体减少而c(Mg2+)不变,可采取的措施是( )
A.加MgSO4固体B.加HCl溶液
C.加NaOH固体D.加少量水
答案 D
解析 Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),加MgSO4固体使该溶解平衡左移,Mg(OH)2固体增多,c(Mg2+)变大;加HCl溶液使该溶解平衡右移,Mg(OH)2固体减少,c(Mg2+)变大;加NaOH固体使该溶解平衡左移,Mg(OH)2固体增多,c(Mg2+)变小。
考点
沉淀溶解平衡
题点
改变离子浓度引起的沉淀溶解平衡的移动
5.(2018·哈尔滨高二检测)把Ca(OH)2放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡:
Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)。
下列说法正确的是( )
A.恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高
B.给溶液加热,溶液的pH升高
C.向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加
D.向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变
答案 C
解析 恒温下Ksp不变,加入CaO后,溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液,pH不变,A错误;加热,Ca(OH)2的溶解度减小,溶液的pH降低,B错误;加入Na2CO3溶液,沉淀溶解平衡向右移动,Ca(OH)2固体转化为CaCO3固体,固体质量增加,C正确;加入NaOH固体平衡向左移动,Ca(OH)2固体质量增加,D错误。
考点
沉淀溶解平衡
题点
沉淀溶解平衡的综合
6.(2018·渝北高二检测)一定温度下,将足量的AgCl分别放入下列物质中,AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是( )
①20mL0.01mol·L-1KCl溶液 ②30mL0.02mol·L-1CaCl2溶液 ③40mL0.03mol·L-1HCl溶液 ④10mL蒸馏水 ⑤50mL0.05mol·L-1AgNO3溶液
A.①>②>③>④>⑤B.④>①>③>②>⑤
C.⑤>④>②>①>③D.④>③>⑤>②>①
答案 B
解析 AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),c(Cl-)或c(Ag+)越大,对AgCl的溶解抑制作用越大,AgCl的溶解度就越小。
注意AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag+或Cl-的浓度有关,而与溶液体积无关。
①c(Cl-)=0.01mol·L-1,②c(Cl-)=0.04mol·L-1,③c(Cl-)=0.03mol·L-1,④c(Cl-)=0mol·L-1,⑤c(Ag+)=0.05mol·L-1;Ag+或Cl-浓度由小到大的顺序为④<①<③<②<⑤,故AgCl的溶解度由大到小的排列顺序为④>①>③>②>⑤。
考点
溶度积常数及其应用
题点
难溶物在同离子溶液中的溶解
题组三 溶度积及应用
7.(2018·临川二中期中)下列说法正确的是( )
A.难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时,沉淀和溶解立即停止
B.Ksp越小,难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱
C.Ksp的大小与离子浓度无关,只与难溶电解质的性质和温度有关
D.相同温度下,AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的溶解能力相同
答案 C
解析 难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡,沉淀溶解平衡是动态平衡,沉淀和溶解的速率相同,故A项错误;Ksp可用来判断相同类型的化合物在水中的溶解度大小,但如果化合物的类型不同,就不能直接进行判断,故B项错误;沉淀溶解平衡存在溶度积常数,Ksp的大小与离子浓度无关,只与难溶电解质的性质和温度有关,故C项正确;相同温度下,AgCl在水中的溶解能力大于在NaCl溶液中的溶解能力,因为在NaCl溶液中氯离子对氯化银的溶解起到抑制作用,故D项错误。
考点
溶度积常数及其应用
题点
溶度积的影响因素
8.下列说法正确的是( )
A.含有AgCl和AgI固体的悬浊液中c(Ag+)>c(Cl-)=c(I-)
B.25℃时,Cu(OH)2在水中的溶解度大于在Cu(NO3)2溶液中的溶解度
C.在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,c(Ba2+)增大
D.25℃时,AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同
答案 B
解析 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),所以含AgCl和AgI固体的悬浊液中c(Ag+)>c(Cl-)>c(I-),A项不正确;Cu(NO3)2溶液中含有Cu2+,使Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq)逆向移动,溶解度比在水中的小,B项正确;在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,c(SO
)增大,沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动,c(Ba2+)减小,C项不正确;溶液中c(Cl-)越大,AgCl的溶解度越小,D项不正确。
考点
溶度积常数及其应用
题点
难溶物在同离子溶液中的溶解
9.在100mL0.01mol·L-1KCl溶液中,加入1mL