第8章 水溶液中的离子平衡 第4讲练习题.docx

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第8章水溶液中的离子平衡第4讲练习题

课时规范训练

[单独成册]

1．下列有关沉淀溶解平衡的说法中正确的是（　　）

A．在AgCl的沉淀溶解平衡体系中加入蒸馏水，Ksp（AgCl）增大

B．在CaCO3的沉淀溶解平衡体系中加入稀盐酸，平衡不移动

C．可直接根据Ksp的数值大小比较难溶物在水中的溶解度大小

D．25℃时，Ksp（AgCl）＞Ksp（AgI），向AgCl的悬浊液中加入KI固体，有黄色沉淀生成

解析：

选D。

Ksp的大小只与温度有关，A项错误；CaCO3（s）Ca2＋（aq）＋CO

（aq），加入稀盐酸，CO

与H＋反应，导致溶解平衡正向移动，B项错误；只有比较相同温度下、相同组成形式的难溶电解质的Ksp的数值大小，才可比较难溶物在水中的溶解度大小，C项错误。

2．下列叙述正确的是（　　）

A．将HCl通入饱和食盐水中，溶液的c（Cl－）变小

B．常温下AgCl溶液中的Ag＋和Cl－浓度之积是个常数

C．常温下AgCl在饱和NaCl溶液中的Ksp比在水中的小

D．锅炉水垢中的CaSO4经饱和碳酸钠溶液浸泡可转化为CaCO3

答案：

D

3．下列说法正确的是（　　）

A．碳酸钙难溶于水，放入水中，液体也不导电，所以碳酸钙是非电解质

B．碳酸钡在水中溶解度很小，所以它是弱电解质

C．向1mol/L的氯化镁溶液中加入等体积的2mol/LNaOH溶液后，液体中c（Mg2＋）为0

D．向氯化钙的浓溶液中加入浓烧碱溶液，溶液会变浑浊

答案：

D

4．相同温度下，将足量氯化银固体分别放入相同体积的①蒸馏水　②0.1mol·L－1的盐酸　③0.1mol·L－1的氯化镁溶液　④0.1mol·L－1的硝酸银溶液中，其中Ag＋浓度最大的是（　　）

A．①　　　　B．②

C．③D．④

答案：

D

5．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MgSO4B．加HCl溶液

C．加NaOHD．加水

解析：

选D。

加MgSO4会使该溶解平衡左移，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使该溶解平衡左移，Mg（OH）2固体增多。

6．已知：

25℃时，Ksp[Mg（OH）2]＝5.61×10－12，Ksp[MgF2]＝7.42×10－11。

下列说法正确的是（　　）

A．25℃时，饱和Mg（OH）2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c（Mg2＋）大

B．25℃时，在Mg（OH）2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c（Mg2＋）增大

C．25℃时，Mg（OH）2固体在20mL0.01mol/L氨水中的Ksp比在20mL0.01mol/LNH4Cl溶液中的Ksp小

D．25℃时，在Mg（OH）2悬浊液中加入NaF溶液后，Mg（OH）2不可能转化为MgF2

解析：

选B。

A中氢氧化镁溶度积小，所以其c（Mg2＋）小；B中NH

结合OH－使氢氧化镁溶解平衡正移，Mg2＋增大。

C中Ksp不随浓度变化，只与温度有关。

D中二者Ksp接近，使用浓NaF溶液可以使氢氧化镁转化。

7．非结合胆红素（VCB）分子中有羟基，被氧化后（生成羧基）与钙离子结合形成胆红素钙的反应，就是一个沉淀生成的离子反应，从动态平衡的角度分析能预防胆结石的方法是（　　）

A．大量食用纯碱可使钙离子沉淀完全，防止胆结石生成

B．不食用含钙的食品

C．适量服用低维生素E、低维生素C等抗氧化自由基可防治胆结石

D．常喝水稀释钙离子，溶解沉淀

解析：

选C。

防止非结合胆红素（VCB）分子中的羟基被氧化。

8．现有含MgCl2、AlCl3均为nmol的混合溶液，向其中滴NaOH溶液至过量。

加入NaOH溶液的物质的量与生成沉淀的物质的量的关系正确的是（离子形成沉淀或沉淀的溶解与溶液pH的关系如下表）（　　）

离子

Mg2＋

Al3＋

物质

Al（OH）3

开始沉淀时的pH

8.93

3.56

开始溶解时的pH

8.04

完全沉淀时的pH

10.92

4.89

完全溶解时的pH

12.04

解析：

选C。

由表中数据知，当Al3＋沉淀完全时Mg2＋还没有开始形成沉淀，当生成的Al（OH）3开始溶解时Mg2＋仍没有形成沉淀，当加碱至溶液的pH＝8.93时，Al（OH）3部分溶解而Mg（OH）2开始形成沉淀，生成沉淀速率较前段生成沉淀速率小，当溶液pH＝10.92时，Mg（OH）2沉淀完全，Al（OH）3继续溶解至pH＝12.04时，沉淀只有Mg（OH）2，Al（OH）3全部溶解，故C对。

9．已知Ksp（BaSO4）＝1.0×10－10，Ksp（BaCO3）＝2.5×10－9。

若用10LNa2CO3溶液溶解1.0mol的BaSO4，则Na2CO3溶液的最初浓度不得低于（　　）

A．2.6mol/L　　B．2.5mol/L

C．2.3mol/LD．3.0mol/L

解析：

选A。

当BaSO4溶解完后溶液中c（SO

）≈0.1mol/L，设此时溶液中的c（CO

）＝xmol/L。

溶液中有BaSO4（s）＋CO

（aq）BaCO3（s）＋SO

（aq），故K＝

＝

＝

＝

＝0.04＝

，x＝2.5，因此Na2CO3溶液的最初浓度：

c（Na2CO3）≥（0.1＋2.5）mol/L＝2.6mol/L。

10．还原沉淀法是处理含铬（含Cr2O

和CrO

）工业废水的常用方法，过程如下：

CrO

Cr2O

Cr3＋

Cr（OH）3↓，已知转化过程中反应为：

2CrO

（aq）＋2H＋（aq）===Cr2O

（aq）＋H2O（l）。

转化后所得溶液中铬元素含量为28.6g·L－1，CrO

有10/11转化为Cr2O

。

下列说法不正确的是（　　）

A．若用绿矾（FeSO4·7H2O）（M＝278）作还原剂，处理1L废水，至少需要917.4g

B．溶液颜色保持不变，说明上述可逆反应达到平衡状态

C．常温下转换反应的平衡常数K＝1×1014，则转化后所得溶液的pH＝6

D．常温下Ksp[Cr（OH）3]＝1×10－32，要使处理后废水中c（Cr3＋）降至1×10－5mol·L－1，应调溶液的pH＝5

解析：

选A。

A.在1升废水中＋6价的铬的物质的量为28.6/52＝0.55mol，根据氧化还原反应中电子得失数目相等可知道，氧化硫酸亚铁的物质的量为3×0.55＝1.65mol，质量为1.65mol×278g·mol－1＝458.7g，错误；B.Cr2O

为橙色，CrO

为黄色，若颜色不变，说明反应达到平衡，正确；C.根据化学平衡常数公式c（CrO

）＝28.6÷52÷1＝0.55mol·L－1，c（Cr2O

）＝

c（CrO

）×

＝0.25mol·L－1，再由平衡常数公式K＝

＝1×1014，可以得到c（H＋）＝10－6mol·L－1，正确；D.c（Cr3＋）·c3（OH－）＝1×10－32，c3（OH－）＝1×10－32÷（1×10－5）＝1×10－27，c（OH－）＝1×10－9mol·L－1，c（H＋）＝10－5mol·L－1，pH＝5，正确。

11．常温下，取一定量的PbI2固体配成饱和溶液，T时刻改变某一条件，离子的浓度变化如图所示（注：

第一次平衡时c（I－）＝2×10－3mol·L－1，c（Pb2＋）＝1×10－3mol·L－1），下列有关说法正确的是（　　）

A．常温下，PbI2的Ksp＝2×10－6

B．温度不变，向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液，PbI2的溶解度不变，Pb2＋浓度不变

C．常温下Ksp（PbS）＝8×10－28，向PbI2的悬浊液中加入Na2S溶液，PbI2（s）＋S2－（aq）

PbS（s）＋2I－（aq）反应的化学平衡常数为5×1018

D．T时刻改变的条件是升高温度，PbI2的Ksp增大

解析：

选C。

由Ksp＝c（Pb2＋）·c2（I－）＝1×10－3×（2×10－3）2＝4×10－9，A错误；由于硝酸铅是强电解质，完全电离产生Pb2＋，温度不变，PbI2的溶度积不变，但Pb2＋浓度增大，B错误；PbI2（s）＋S2－（aq）

PbS（s）＋2I－（aq）反应的平衡常数K＝c2（I－）/c（S2－）＝Ksp（PbI2）/Ksp（PbS）＝4×10－9/8×10－28＝5×1018，C正确；T时刻若改变的条件是升高温度，c（Pb2＋）、c（I－）均呈增大趋势，D错误。

12．不同温度（T1和T2）时，硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。

下列说法正确的是（　　）

A．T1＞T2

B．加入BaCl2固体，可使a点变成c点

C．c点时，在T1、T2两个温度下均有固体析出

D．a点和b点的Ksp相等

解析：

选D。

A.在T2时硫酸钡的Ksp大，故T2＞T1，错误。

B.硫酸钡溶液中存在着溶解平衡，a点在平衡曲线上，加入BaCl2，会增大c（Ba2＋），平衡左移，c（SO

）应降低，所以不能使溶液由a点变到c点，错误；C.在T1时c点表示Qc＞Ksp，溶液饱和，有沉淀析出，在T2时c点表示Qc＜Ksp，溶液不饱和，没有沉淀析出，错误；D.Ksp是一常数，温度不变Ksp不变，在曲线上的任意一点Ksp都相等，正确。

13．盐泥是氯碱工业中的废渣，主要成分是镁的硅酸盐和碳酸盐（含少量铁、铝、钙的盐）。

实验室以盐泥为原料制取MgSO4·7H2O的实验过程如下：

已知：

①室温下Ksp[Mg（OH）2]＝6.0×10－12。

②在溶液中，Fe2＋、Fe3＋、Al3＋从开始沉淀到沉淀完全的pH范围依次为7.1～9.6、2.0～3.7、3.1～4.7。

③三种化合物的溶解度（S）随温度变化的曲线如图所示。

（1）在盐泥中加入稀硫酸调pH为1～2以及煮沸的目的是。

（2）若室温下的溶液中Mg2＋的浓度为6.0mol·L－1，则溶液pH≥才可能产生Mg（OH）2沉淀。

（3）由滤液Ⅰ到滤液Ⅱ需先加入NaClO调溶液pH约为5，再趁热过滤，则趁热过滤的目的是，

滤渣的主要成分是。

（4）从滤液Ⅱ中获得MgSO4·7H2O晶体的实验步骤依次为①向滤液Ⅱ中加入；②过滤，得沉淀；③；④蒸发浓缩，降温结晶；⑤过滤、洗涤得产品。

（5）若获得的MgSO4·7H2O的质量为24.6g，则该盐泥中镁[以Mg（OH）2计]的百分含量约为（MgSO4·7H2O的相对分子质量为246）。

解析：

（1）加入H2SO4可以使Mg的硅酸盐或碳酸盐充分转化成Mg2＋。

（2）c（OH－）＝

mol·L－1＝10－6mol·L－1，所以pH＝8。

（3）加入NaClO，可以把Fe2＋氧化成Fe3＋，当pH大约为5时，Fe3＋、Al3＋转化成沉淀；根据溶解度曲线，温度高时，CaSO4·2H2O的溶解度更小，所以滤渣的主要成分为Al（OH）3、Fe（OH）3和CaSO4·2H2O。

（4）使Mg2＋转化成MgSO4·7H2O的步骤为①加入NaOH溶液。

②过滤得Mg（OH）2沉淀。

③加入稀H2SO4。

④蒸发浓缩、降温结晶、过滤得产品。

（5）根据镁元素守恒得

×100%＝20%。

答案：

（1）提高Mg2＋的浸取率（其他合理答案均可）

（2）8

（3）温度较高时钙盐与镁盐分离得更彻底（或高温下CaSO4·2H2O溶解度小等合理答案均可）

Al（OH）3、Fe（OH）3、CaSO4·2H2O

（4）NaOH溶液　向沉淀中加足量稀硫酸（合理答案均可）

（5）20.0%

14．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0.1mol·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pH

Fe3＋

Al3＋

Fe2＋

Mg2＋

开始沉淀时

1.5

3.3

6.5

9.4

沉淀完全时

3.7

5.2

9.7

12.4

请回答：

（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．MgO　　　B．Na2CO3　　　C．蒸馏水

（2）工业上，常通过测定使铁氰化钾（K3[Fe（CN）6]）溶液不变色所需H2O2溶液的量来确定粗硫酸镁中Fe2＋的含量。

已知：

测定123g粗硫酸镁样品所消耗的0.1mol·L－1H2O2溶液的体积如下表所示。

实验编号

平行测定数据

平均值

1

2

3

4

消耗H2O2溶液的体积/mL

0.32

0.30

0.30

0.32

0.31

①Fe2＋与H2O2溶液反应的离子方程式为。

②根据该表数据，可计算出123g粗硫酸镁样品中含Fe2＋mol。

（3）步骤Ⅲ中制备氢氧化镁反应的离子方程式为

。

（4）已知：

Ksp[Mg（OH）2]＝5.6×10－12、Ksp[Ca（OH）2]＝4.7×10－6

若用石灰乳替代氨水，（填“能”或“不能”）制得氢氧化镁，理由是

。

解析：

（1）B掺入了新的杂质、C对溶液pH几乎不影响，只有A选项符合；

（2）n（H2O2）＝3.1×10－5mol，依据2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O可知n（Fe2＋）＝6.2×10－5mol。

答案：

（1）A

（2）①2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　②6.2×10－5

（3）Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg（OH）2↓＋2NH

（4）能　Mg（OH）2的溶度积小于Ca（OH）2，可发生沉淀的转化（其他合理答案均可）

15．某碳素钢锅炉内水垢的主要成分是碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁、铁锈、二氧化硅等。

水垢会形成安全隐患，需及时清洗除去。

清洗流程如下：

Ⅰ.加入NaOH和Na2CO3混合液，加热，浸泡数小时；

Ⅱ.放出洗涤废液，清水冲洗锅炉，加入稀盐酸和少量NaF溶液，浸泡；

Ⅲ.向洗液中加入Na2SO3溶液；

Ⅳ.清洗达标，用NaNO2溶液钝化锅炉。

（1）用NaOH溶解二氧化硅的化学方程式是。

（2）已知：

20℃时溶解度/g

CaCO3

CaSO4

Mg（OH）2

MgCO3

1.4×10－3

2.55×10－2

9×10－4

1.1×10－2

根据数据，结合化学平衡原理解释清洗CaSO4的过程

。

（3）在步骤Ⅱ中：

①被除掉的水垢除铁锈外，还有。

②清洗过程中，溶解的铁锈会加速锅炉腐蚀，用离子方程式解释其原因

。

（4）步骤Ⅲ中，加入Na2SO3的目的是

。

（5）步骤Ⅳ中，钝化后的锅炉表面会覆盖一层致密的Fe3O4保护膜。

①完成并配平其反应的离子方程式：

Fe＋

NO

＋

H2O===

N2↑＋

＋

②下面检测钝化效果的方法合理的是（　　）

a．在炉面上滴加浓H2SO4，观察溶液出现棕黄色的时间

b．在炉面上滴加酸性CuSO4溶液，观察蓝色消失的时间

c．在炉面上滴加酸性K3[Fe（CN）6]溶液，观察出现蓝色沉淀的时间

d．在炉面上滴加浓HNO3，观察出现红棕色气体的时间

解析：

（1）NaOH与二氧化硅反应生成硅酸钠和水，化学方程式是SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。

（2）根据表格中的数据知碳酸钙更难溶，CaSO4在水中存在平衡CaSO4（s）

Ca2＋（aq）＋SO

（aq），用Na2CO3溶液浸泡后，Ca2＋与CO

结合成更难溶的CaCO3，使上述平衡右移，CaSO4转化成CaCO3，然后用盐酸除去。

（3）①加入稀盐酸和少量NaF溶液，浸泡；碳酸钙和氢氧化镁、铁锈均溶解，二氧化硅溶于氢氟酸，均被除掉。

②清洗过程中，溶解的铁锈会加速锅炉腐蚀，发生铁与铁离子的反应，离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。

（4）步骤Ⅲ中，加入Na2SO3的目的是将Fe3＋还原成Fe2＋，防止Fe3＋腐蚀锅炉。

（5）①根据所给部分反应，氮被还原，铁被氧化得Fe3O4，利用质量守恒和电荷守恒得：

9Fe＋8NO

＋4H2O===4N2↑＋3Fe3O4＋8OH－。

②钝化后生成一层致密的氧化膜，阻止铁反应，浓硫酸和浓硝酸有强氧化性，不能检测，选bc。

答案：

（1）SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O

（2）CaSO4在水中存在平衡CaSO4（s）

Ca2＋（aq）＋SO

（aq），用Na2CO3溶液浸泡后，Ca2＋与CO

结合成更难溶的CaCO3，使上述平衡右移，CaSO4转化成CaCO3，然后用盐酸除去

（3）①CaCO3、Mg（OH）2、SiO2

②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

（4）将Fe3＋还原成Fe2＋，防止Fe3＋腐蚀锅炉

（5）①9　8　4　4　3Fe3O4　8OH－　②bc