1.某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。下列说法正确的是( )
(提示:BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO(aq)的平衡常数Ksp=c(Ba2+)·c(SO),称为溶度积常数。)
A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C.d点无BaSO4沉淀生成
D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
解析:选C。图中的曲线表示的是一定温度下,在饱和硫酸钡溶液中钡离子浓度与硫酸根离子浓度的关系。在温度不变时,无论是改变哪种离子的浓度,另一种粒子的浓度只能在曲线上变化,不能出现在曲线外(如b、d),A错;由d点变化到c点,表示溶液中硫酸根离子浓度不变,但钡离子浓度增大,但是蒸发时,溶液中两种离子的浓度变化有两种情况,原溶液不饱和时都增大,原溶液饱和时,都不变,B错;在d点,溶液中两种离子浓度都在曲线以下,说明溶液中硫酸钡未达到饱和,无硫酸钡沉淀生成,C对;溶度积常数与温度有关,而与溶液中溶质的离子浓度无关,在a点和c点的溶度积常数相同,D错。
2.已知25 ℃时,电离常数Ka(HF)=3.6×10-4 mol/L,溶度积常数Ksp(CaF2)=1.46×10-10 mol3·L-3。现向1 L 0.2 mol/L HF溶液中加入1 L 0.2 mol/L CaCl2溶液,则下列说法中,正确的是( )
A.25 ℃时,0.1 mol/L HF溶液的pH=1
B.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化
C.该体系中Ksp(CaF2)=
D.该体系中有CaF2沉淀产生
解析:选D。25 ℃时0.1 mol/L HF溶液中c(H+)==6×10-3 mol/L,pH=-lg6×10-3=2.2,A错;Ksp(CaF2)只与温度有关,而与浓度无关,B错;根据给定的数值,Ksp(CaF2)≠,C错;该体系中c(Ca2+)·c2(F-)=0.1 mol/L×(6×10-3 mol/L)2=3.6×10-6 mol3·L-3>Ksp(CaF2),因此有CaF2沉淀产生,D对。
3.(2012·山东日照高三第一次模拟)已知Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。现向pH=0,浓度均为0.04 mol·L-1的Al3+、Fe3+的溶液中加入NaOH溶液,以调节pH(设溶液体积不变),该过程中Al3+、Fe3+的浓度与pH的关系正确的是( )
解析:选B。由于原溶液的pH=0,所以首先加入NaOH溶液时,NaOH首先与H+反应,而不与Al3+、Fe3+反应,这一段时间内Al3+、Fe3+浓度不变。又因Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Al(OH)3],所以待溶液中的H+与OH-反应完毕后,Fe3+首先与OH-反应生成Fe(OH)3沉淀导致Fe3+浓度降低,此时溶液中的c(OH-)=,代入数据可得c(OH-)=10-12 mol·L-1,pH=2,当pH=2时,Al3+并没有沉淀,对照图示,只有选项B符合。
4.现将足量AgCl固体分别放入下列物质中,AgCl的溶解度(在对应溶液中的)由大到小的排列顺序为( )
①20 mL 0.01 mol·L-1 KCl(aq) ②30 mL 0.02 mol·L-1 CaCl2(aq) ③40 mL 0.03 mol·L-1 HCl(aq) ④10 mL 蒸馏水 ⑤50 mL 0.05 mol·L-1 AgNO3(aq)
A.①>②>③>④>⑤
B.④>①>③>②>⑤
C.⑤>④>②>①>③
D.④>③>⑤>②>①
解析:选B。①中c(Cl-)=0.01 mol/L,②中c(Cl-)=0.04 mol/L,③中c(Cl-)=0.03 mol/L,④中c(Cl-)=0,⑤中c(Ag+)=0.05 mol/L,Ag+或Cl-浓度越大,越能抑制AgCl溶解,AgCl的溶解度就越小。
5.已知在25 ℃的水溶液中,AgX、AgY、AgZ均难溶于水,但存在溶解平衡。当达到平衡时,溶液中离子浓度的乘积是一个常数(此常数用Ksp表示,Ksp和水的KW相似)。
如:AgX(s) Ag++X-
Ksp(AgX)===[Ag+]·[X-]=1.8×10-10
AgY(s) Ag++Y-
Ksp(AgY)===[Ag+]·[Y-]=1.0×10-12
AgZ(s) Ag++Z-
Ksp(AgZ)=[Ag+]·[Z-]=8.7×10-17
(1)根据以上信息,判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度(用已被溶解的溶质的物质的量/1 L溶液表示)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为:________。
(2)若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体,则[Y-]________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)在25 ℃时,若取0.188 g的 AgY(相对分子质量188)固体放入100 mL水中(忽略溶液体积的变化),则溶液中Y-的物质的量浓度为________。
(4)①由上述Ksp判断,在上述(3)的体系中,能否实现AgY向AgZ的转化,并简述理由________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②在上述(3)体系中,能否实现AgY向AgX的转化?
根据你的观点选答一项。
若不能,请简述理由:________________________________________________________________________。
若能,则实现转化的必要条件是:________________________________________________________________________。
解析:(1)因Ksp(AgX)>Ksp(AgY)>Ksp(AgZ),故三种物质溶解度由大到小顺序为S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)。
(2)由于AgY比AgX更难溶,则向AgY的饱和溶液中加入AgX固体,发生沉淀的转化,AgX(s)+Y-(aq)=AgY(s)+X-(aq),则[Y-]减小。
(3)25 ℃时,AgY的Ksp=1.0×10-12,即溶液达到饱和时[Ag+]=[Y-]=1.0×10-6 mol·L-1,而将0.188 g AgY溶于100 mL水中,形成的为饱和溶液(溶质还有未溶解的),则[Y-]=1.0×10-6 mol·L-1。
(4)由于Ksp(AgZ)<Ksp(AgY),可以实现AgY向AgZ的转化。在(3)中,[Ag+]=1.0×10-6mol·L-1,当[X-]>1.8×10-4 mol·L-1时,即可实现由AgY向AgX的转化。
答案:(1)S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ) (2)减小
(3)1.0×10-6 mol·L-1
(4)①能;Ksp(AgY)=1.0×10-12>Ksp(AgZ)=8.7×10-17
②能;当溶液中[X-]>1.8×10-4 mol·L-1时,AgY开始向AgX转化,若要实现AgY向AgX的完全转化,必须保持溶液中的[X-]>1.8×10-4 mol·L-1
1.(2009·高考广东卷)硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下。下列说法正确的是(双选)( )
A.温度一定时,Ksp(SrSO4)随c(SO)的增大而减小
B.三个不同温度中,313 K时Ksp(SrSO4)最大
C.283 K时,图中a点对应的溶液是不饱和溶液
D.283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液
解析:选BC。首先对图像分析,横轴自左向右c(SO)逐渐增大,纵轴自下而上c(Sr2+)也逐渐增大,即随着c(SO)的增大,c(Sr2+)逐渐减小,温度一定时,Ksp是一个定值,Ksp(SrSO4)=c(Sr2+)·c(SO)即为横坐标与纵坐标的乘积,积的大小不存在递变关系,所以A不正确;当c(SO)一定时,在313 K时,c(Sr2+)最大,B正确;283 K时,在a点,c(Sr2+)·c(SO)<Ksp(283 K),所以a点对应的溶液不饱和,C正确;SrSO4在283 K下饱和溶液升温至363 K时,Ksp减小,饱和溶液中析出SrSO4固体,D不正确。
2.(2010·高考江苏卷)下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是( )
选项
实验操作
实验目的或结论
A
某钾盐溶于盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体
说明该钾盐是K2CO3
B
向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末,搅拌一段时间后过滤
除去MgCl2溶液中少量FeCl3
C
常温下,向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末,过滤,向洗净的沉淀中加稀盐酸,有气泡产生
说明常温下Ksp(BaCO3)<Ksp(BaSO4)
D
C2H5OH与浓硫酸170 ℃共热,制得的气体通入酸性KMnO4溶液
检验制得气体是否为乙烯
解析:选B。A项中KHCO3也符合题意,A错;Mg(OH)2可与FeCl3反应,因为Ksp[Fe(OH)3]?Ksp[Mg(OH)2],所以可以利用调pH法将MgCl2中的Fe3+除去,B项正确;C项,实验目的应是:难溶沉淀在一定条件下也可以转化成易溶沉淀,C错;D项未注意“SO2”气体的干扰,D错。
3.(2010·高考江苏卷)以水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下:
(1)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成,已知常温下Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,若溶液中c(OH-)=3.0×10-6 mol·L-1,则溶液中c(Mg2+)=________。
(2)上述流程中的滤液浓缩结晶,所得主要固体物质的化学式为________。
(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁4.66 g,高温煅烧至恒重,得到固体2.00 g和标准状况下CO2 0.896 L,通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。
(4)若热水解不完全,所得碱式碳酸镁中将混有MgCO3,则产品中镁的质量分数________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
解析:(1)Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-),则c(Mg2+)===2.0 mol·L-1。
(2)滤液中的溶质主要成分为NH4Cl,可根据元素守恒解答该题。
(4)Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O中Mg的质量分数为:×100%=25.75%,
MgCO3中Mg的质量分数为:×100%=28.57%,
所以产品中Mg的质量分数升高。
答案:(1)2.0 mol·L-1
(2)NH4Cl
(3)n(CO2)==4.00×10-2 mol
n(MgO)==5.00×10-2 mol
n(H2O)==5.00×10-2 mol
n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)=5.00×10-2∶4.00×10-2∶5.00×10-2=5∶4∶5
碱式碳酸镁的化学式为:Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O
(4)升高
1.下列说法正确的是(双选)( )
A.生成难溶电解质的离子反应,不能完全进行到底,离子和沉淀等有关粒子共存于同一反应体系中
B.通常认为残留在溶液中离子浓度小于1×10-5 mol/L时已经沉淀完全
C.沉淀就是在水溶液中不溶解的物质
D.难溶电解质都能溶解于稀硝酸溶液中
解析:选AB。难溶物质并非绝对不溶,只是溶解度小而且存在溶解平衡,同时难溶电解质的溶解是有条件的,不一定能溶于稀硝酸中。所以C、D均不正确。
2.(2012·安徽蚌埠高三第一次模拟)已知Ag2SO4的Ksp为2.0×10-5,将适量Ag2SO4固体溶于100 mL水中至刚好饱和,该过程中Ag+和SO浓度随时间变化关系如图所示饱和Ag2SO4溶液中[Ag+]=0.034 mol·L-1。若t1时刻在上述体系中加入100 mL 0.020 mol·L-1 Na2SO4溶液,下列示意图中,能正确表示t1时刻后Ag+和SO浓度随时间变化关系的是( )
解析:选B。t1时刻c(Ag+)=0.034 mol·L-1,c(SO)=0.017 mol·L-1;当加入100 mL 0.020 mol·L-1的Na2SO4(aq)瞬间,c′(Ag+)=0.017 mol·L-1,c′(SO)=(0.017+0.02) mol·L-1=0.0185 mol·L-1,Qc=(0.017)2×0.0185=5.34×10-6<Ksp(Ag2SO4)=2.0×10-5,可见不会再有沉淀生成。B项符合题意。
3.已知常温下:Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-11、Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(Ag2CrO4)=1.9×10-12、Ksp(CH3COOAg)=2.3×10-3,下列叙述正确的是( )
A.等体积浓度均为0.02 mol/L的AgNO3溶液和CH3COONa溶液混合时一定产生CH3COOAg沉淀
B.将0.001 mol/L的AgNO3溶液滴入0.001 mol/L 的KCl和0.001 mol/L K2CrO4组成的混合溶液中先产生AgCl沉淀
C.在Mg2+浓度为0.12 mol/L的溶液中要产生Mg(OH)2沉淀,溶液的pH至少要控制在9以上
D.向饱和AgCl溶液中加入NaCl溶液,Ksp(AgCl)变大
解析:选C。根据Ksp的含义和溶解平衡的关系、外界因素对溶解平衡的影响解答。选项A,由于0.01×0.01=1×10-4<2.3×10-3,所以此条件下,Ag+与CH3COO-在溶液中能反应,但不能生成CH3COOAg沉淀。选项B,由AgCl的Ksp计算此条件下AgCl沉淀时c(Ag+)=1.8×10-7 mol/L,由Ag2CrO4的Ksp计算c(Ag+)=4.36×10-5 mol/L,可知先产生AgCl沉淀。选项C,Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=1.2×10-11,要产生Mg(OH)2沉淀,则c(Mg2+)·c2(OH-)>1.2×10-11,解得c(OH-)>10-5 mol/L,故pH>9。选项D,Ksp(AgCl)只是温度的函数,溶液中Ag+、Cl-浓度改变不会引起Ksp(AgCl)的改变。
4.已知Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低。将某温度下的饱和澄清石灰水进行如下处理:①加入少量生石灰后恢复到原来温度;②降低温度。这两种情况下,前后均保持不变的是( )
A.溶液的质量
B.Ca(OH)2的Ksp
C.溶液中Ca2+的数目
D.溶液中溶质的质量分数
解析:选D。加入生石灰后发生反应,CaO+H2O===Ca(OH)2,显然恢复到原来温度后,饱和溶液质量减少且有Ca(OH)2析出,但溶液仍是饱和溶液;降低温度后,饱和溶液变成不饱和溶液;显然A、B、C均不符合题意。
5.(2012·山东青岛高三月考)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的ZnS或PbS,慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是( )
A.相同温度下,CuS的溶解度大于PbS的溶解度
B.原生铜的硫化物具有还原性,而铜蓝没有还原性
C.CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2++S2-===CuS↓
D.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应
解析:选D。CuS的溶解度小于PbS的溶解度,A错;铜蓝中的S不处于最高价,也具有还原性,B错;ZnS难溶于水,应写化学式,C错;原生铜的硫化物变成硫酸铜是氧化还原反应,硫化物间的转化为复分解反应,D对。
6.向ZnSO4溶液中加入Na2S溶液,得到白色沉淀,然后向白色沉淀中滴加CuSO4溶液,发现沉淀变为黑色,则下列说法不正确的是( )
A.白色沉淀为ZnS,而黑色沉淀为CuS
B.上述现象说明ZnS的Ksp小于CuS的Ksp
C.利用该原理可实现将一种沉淀转化为另一种更难溶的沉淀
D.该过程破坏了ZnS的溶解平衡
解析:选B。发生的反应依次是①Zn2++S2-===ZnS↓;
②ZnS(s) Zn2+(aq)+S2-(aq);③Cu2++ZnS===CuS↓+S2-,显然反应③的发生破坏了②的平衡,说明了Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)。
7.常温下二价锌在水溶液中的存在形式与pH的关系如图,纵坐标为Zn2+或Zn(OH)物质的量浓度的对数。下列说法正确的是(双选)( )
A.pH<12的溶液中不存在Zn(OH)
B.如果溶液中c(Zn2+)=0.1 mol·L-1,则c(H+)≥1×10-6 mol·L-1
C.控制pH在8~12可以分离出溶液中的锌离子
D.Zn(OH)2(s) Zn2+(aq)+2OH-(aq)的溶解平衡常数为1×10-10
解析:选AC。由图像可知,pH<12的溶液中不存在Zn(OH),A正确;pH在8~12,锌离子以Zn(OH)2形式沉淀可分离出,C正确;由a点可确定Zn(OH)2(s) Zn2+(aq)+2OH-(aq)的溶解平衡常数为1×10-17,D错;则B中c(H+)=1×10-6 mol·L-1,B错。
8.已知:25 ℃时,Ksp[R(OH)2]=5.61×10-12,Ksp(RF2)=7.42×10-11。下列说法正确的是( )
A.25 ℃时,饱和R(OH)2溶液与饱和RF2溶液相比,前者的c(R2+)大
B.25 ℃时,在R(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(R2+)增大
C.25 ℃时,R(OH)2固体在20 mL 0.01 mol/L氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol/L NH4Cl溶液中的Ksp小
D.25 ℃时,在R(OH)2悬浊液中加入NaF浓溶液后,R(OH)2不可能转化为RF2
解析:选B。R(OH)2的溶度积小,所以A错;B中NH结合OH-使R(OH)2的溶解平衡右移,c(R2+)增大;C中Ksp不随浓度变化,只与温度有关;D中使用浓NaF溶液可以使R(OH)2转化为RF2。
9.向50 mL 0.018 mol/L 的AgNO3溶液中加入50 mL 0.02 mol/L的盐酸生成沉淀。已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,则生成沉淀后的溶液中c(Ag+)与pH分别为( )
A.1.8×10-7 mol/L, 2
B.1×10-7 mol/L, 2
C.1.8×10-7 mol/L, 3
D.1×10-7 mol/L, 3
解析:选A。两种溶液混合后,则c(AgNO3)=0.009 mol/L,c(HCl)=0.01 mol/L,显然Ag+全部沉淀,溶液中剩余的c(Cl-)=0.001 mol/L。根据Ksp(AgCl),则生成沉淀后的溶液中c(Ag+)== mol/L=1.8×10-7 mol/L;由于H+没有参与反应,c(H+)=0.01 mol/L,故pH=2。
10.下列说法中正确的是( )
A.钡中毒患者可尽快使用苏打溶液洗胃,随即导泻使Ba2+转化为BaCO3而排出
B.工业上可以用NaHS、(NH4)2S等可溶性硫化物做沉淀剂除去废水中的Hg2+、Cu2+等,但不能使用FeS等不溶性硫化物做沉淀剂
C.水中的Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2受热易分解生成难溶性的MgCO3、CaCO3,故水垢的主要成分是MgCO3、CaCO3
D.珊瑚虫从周围海水中获取Ca2+和HCO,经反应形成石灰石(CaCO3)外壳,从而逐渐形成珊瑚
解析:选D。BaCO3可溶于胃酸或者说使用苏打溶液洗胃时不会有BaCO3生成,A项错;因为Ksp(FeS)?Ksp(HgS)、Ksp(FeS)?Ksp(CuS),所以可使FeS做沉淀剂将废水中的Hg2+、Cu2+除去,B项不正确;水垢的主要成份为Mg(OH)2和CaCO3,C项不正确。
11.(2012·上海闸北区高三四校联考)(1)室温时氢氧化钙的溶度积Ksp=4.7×10-6,室温时将9 mL 0.02 mol·L-1的氯化钙溶液与1 mL pH=13的氢氧化钠溶液混合后(溶液体积可直接加和),溶液中________沉淀析出(填有或无)。
(2)2.24 升(标准状态)氨气通入250 mL 浓度为0.1 mol·L-1的硫酸溶液中,充分反应后溶液中各离子浓度大小为________(按由大到小的顺序写出各离子符号)。
(3)人体血液含Ca2+。现抽取某人血样10 mL,稀释后用草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液处理。使Ca2+完全转变为草酸钙(CaC2O4)沉淀;过滤,洗涤,将得到的沉淀用稀硫酸溶解得到草酸(H2C2O4)溶液,用5.0×10-3 mol·L-1 KMnO4溶液滴定得到的草酸至终点,共耗去2.0 mL KMnO4溶液。由上述实验数据可求得此人血液中Ca2+的物质的量浓度为________。(提示:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O)
(4)用右图完成相应实验。
①断开K1,闭合K2接通直流电源,写出阳极的电极反应______________,电解的总反应方程式________________________。
②电解一段时间后,当两石墨棒均有气体包围时,切断K2闭合K1,发现电路中有电流通过,写出a极的电极反应式__________________。
解析:本题考查溶度积的计算、盐溶液中离子浓度关系、滴定法测定溶液中Ca2+的浓度、电化学知识,综合性强,学生在解答本题时要利用好NH3和硫酸反应时量的关系,2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4,NH3过量,此时溶液中有0.2 mol/L NH3·H2O和0.1 mol/L (NH4)2SO4,NH3·H2ONH+OH-,NH+H2ONH3·H2O+H+相互影响,且以电离为主。所以浓度关系为[NH]>[SO]>[OH-]>[H+],用惰性电极电解NaOH溶液时产生H2和O2,实质是电解水,断开K2,闭合K1构成氢氧燃料电池,碱性条件下负极反应为2H2+4OH--4e-===4H2O。
答案:(1)无 (2)NH、SO、OH-、H+
(3)2.5×10-3 mol·L-1
(4)①4OH--4e-===2H2O+O2↑ 2H2O2H2↑+O2↑
②2H2+4OH--4e-===4H2O
12.某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性,查得如下资料:(25 ℃)
难溶电解质
CaCO3
CaSO4
MgCO3
Mg(OH)2
Ksp
2.8×10-9
9.1×10-6
6.8×10-6
1.8×10-11
实验步骤如下:
①往100 mL 0.1 mol·L-1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol·L-1的Na2SO4溶液,立即有白色沉淀生成。
②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g,搅拌,静置,沉淀后弃去上层清液。
③再加入蒸馏水搅拌,静置,沉淀后再弃去上层清液。
④________________________________________________________________________。
(1)由题中信息Ksp越大,表示电解质的溶解越________(填“易”或“难”)。
(2)写出第②步发生反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
(3)设计第③步的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)请补充第④步操作及发生的现象:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:由Ksp表达式不难看出其与溶解度的关系,在硫酸钙的悬浊液中存在着:CaSO4(s) SO(aq)+Ca2+(aq),而加入Na2CO3后,溶液中CO浓度较大,由于CaCO3的Ksp较小,故CO与Ca2+结合生成沉淀,即CO+Ca2+===CaCO3↓。既然是探究性实验,必须验证所推测结果的正确性,设计③④步操作,即验证所得固体是否为碳酸钙。
答案:(1)易
(2)Na2CO3+CaSO4===Na2SO4+CaCO3↓
(3)洗去沉淀中附着的SO
(4)向沉淀中加入足量的盐酸,沉淀完全溶解并且有气体产生
13.有关物质存在如图所示的转化关系(部分产物已省略)。通常C为气体单质,G为紫黑色固体单质。实验室中,常用固体E在B的催化下加热制取气体单质H。
请回答下列问题:
(1)反应①的化学方程式是________________________________________________________________________。
(2)反应②的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)写出另外一种实验室制取H的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)D溶液与Pb(NO3)2溶液混合可形成沉淀,此沉淀的Ksp=7.0×10-9。将等体积的D溶液与Pb(NO3)2溶液混合,若D的浓度为1.0×10-2 mol/L,则生成沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小浓度为________。
解析:由G是一种紫黑色的固体单质,推出G是I2;由C是一种气体单质,通过A的浓溶液与B反应而得到,结合B在E的分解中作催化剂,推出A为HCl,B为MnO2,C为Cl2,D为KI,E为KClO3,H为O2,F为KCl。(4)c(Pb2+)·c2(I-)≥Ksp才会有沉淀生成,等体积混合后,溶液的浓度减半,则c(Pb2+)·c2(I-)=c(Pb2+)×()2≥7.0×10-9,解得c(Pb2+)≥2.8×10-4 mol/L,即混合前c(Pb2+)≥5.6×10-4 mol/L。
答案:(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)6I-+6H++ClO===Cl-+3I2+3H2O
(3)2H2O22H2O+O2↑或2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(其他合理答案也可)
(4)5.6×10-4 mol/L
14.沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。已知25 ℃时,Ksp(BaSO4)=1×10-10 mol2·L-2,Ksp(BaCO3)=1×10-9 mol2·L-2。
(1)将浓度均为0.1 mol·L-1的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合,充分搅拌后过滤,滤液中c(Ba2+)=________mol·L-1。取100 mL 滤液与100 mL 2 mol·L-1Na2SO4溶液混合,混合溶液中c(Ba2+)=________mol·L-1。
(2)医学上进行消化系统的X射线透视时,常使用BaSO4做内服造影剂。胃酸酸性很强(pH约为1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是______________________________________(用溶解平衡原理解释)。
(3)长期使用的锅炉需要定期除水垢,否则会降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO4可先用Na2CO3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。
①CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②请分析CaSO4转化为CaCO3的原理________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)c(Ba2+)== mol·L-1=1×10-5 mol·L-1,滤液和Na2SO4的溶液混合后c(SO)=1 mol·L-1,则c(Ba2+)===1×10-10 mol·L-1。
(2)对于平衡BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO(aq),H+不能减少Ba2+或SO的浓度,平衡不能向溶解方向移动。
(3)CaSO4的溶度积大于CaCO3的溶度积,加入Na2CO3溶液后CaSO4会逐渐转化为CaCO3。
答案:(1)1×10-5 1×10-10
(2)对于平衡BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO(aq),H+不能减少Ba2+或SO的浓度,平衡不能向溶解方向移动。
(3)①CaSO4(s)+CO(aq)===CaCO3(s)+SO(aq)
②CaSO4存在沉淀溶解平衡,加入Na2CO3溶液后,CO与Ca2+结合生成CaCO3沉淀,Ca2+浓度减小,使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动
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