5.
(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。
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。
2.(2020·郑州期中)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固体的质量不变
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,AgCl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固体的质量增大,D错误。
题组二 外界条件对沉淀溶解平衡的影响
3.一定温度下,Mg(OH)2固体在水中达到沉淀溶解平衡:
Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)。
要使Mg(OH)2固体质量减少而c(Mg2+)不变,采取的措施可能是( )
A.加适量水B.通HCl气体
C.加NaOH固体D.加MgSO4固体
答案 A
解析 加适量水,会使溶解平衡右移,从而固体质量会减少,但由于温度不变,饱和溶液的浓度就不变。
4.在AgCl、CaCO3、Fe(OH)3、Mg(OH)2这些物质中,溶解度不随pH变化的是( )
A.AgClB.CaCO3
C.Fe(OH)3D.Mg(OH)2
答案 A
5.(2019·重庆高二检测)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。
6.(2020·济南高二检测)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。
题组三 溶度积及应用
7.(2020·济南期中)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。
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。
9.(2019·合肥联考)在2L含有物质的量均为0.1mol的Ca2+、Mg2+的某溶液中,加入一定量的NaOH固体使溶液的pH=11,有沉淀生成,过滤。
已知:
Ksp[Ca(OH)2]=4.68×10-6;Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12。
当离子浓度小于10-5mol·L-1认为已经除净,下列说法正确的是( )
A.此沉淀是Mg(OH)2、Ca(OH)2的混合物
B.此沉淀只有Mg(OH)2
C.过滤后滤液中存在Ca2+、Mg2+
D.向原溶液中加入8.8gNaOH固体,不可以使Ca2+部分转化为沉淀
答案 B
解析 加入NaOH固体调至pH=11,此时滤液中c(OH-)=1×10-3mol·L-1,则Qc[Ca(OH)2]=c(Ca2+)×(10-3)2=0.05×(10-3)2=5×10-8Ksp[Mg(OH)2],有Mg(OH)2沉淀生成;在滤液中由于Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×(10-3)2=5.61×10-12,c(Mg2+)=5.61×10-6<10-5,滤液中不存在Mg2+;若改为加入8.8gNaOH固体,则n(NaOH)=0.22mol,与0.1molMg2+反应消耗OH-0.2mol,剩余0.02molOH-,Qc[Ca(O