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一、 考查沉淀溶解平衡的基本概念
例1 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,沉淀的速率与溶解的速率相等
C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中离子的浓度相等且保持不变
D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入该沉淀物,将促进溶解
分析 本题重点考查沉淀溶解平衡的建立与特征等知识。A项,反应开始时,溶液中各离子浓度无必然联系;C项,沉淀溶解达到平衡时,溶液中离子的浓度保持不变但未必相等;D项,沉淀溶解达到平衡时,如果再加入该沉淀物,固体的浓度为常数,平衡不移动。
答案 B
二、 考查沉淀溶解平衡的移动
分析 本题重点考查沉淀溶解平衡的移动知识,减小右边离子的浓度,沉淀溶解平衡向右移动,增大右边离子的浓度,沉淀溶解平衡向左移动,由此可知答案。
三、 考查沉淀溶解平衡中溶质浓度的计算
例3 已知:某温度时,Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=1.8×10-10,
试求:(1)此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度,并比较两者的大小。
(2)此温度下,在0.010 mol/L的AgNO3溶液中,AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度,并比较两者的大小。
四、 考查沉淀溶解平衡中溶度积和溶解度的相互换算
例4 氯化银在25 ℃时溶解度为0.000192 g每100 g H2O,求它的溶度积常数。
解 因为AgCl饱和溶液极稀,可以认为1 g H2O的体积和质量与1 mL AgCl溶液体积和质量相同,所以在1 L AgCl饱和溶液中含有AgCl0.00192 g,AgCl的摩尔质量为143.4 g/mol,将溶解度用物质的量浓度表示。
例5 在25 ℃时AgBr的Ksp=5.35×10-13,试计算AgBr的溶解度(以物质的量浓度表示)。
解 溴化银的溶解平衡为:
设AgBr的溶解度为S,则c(Ag+)=c(Br-)=S,
得Ksp=c(Ag+)·c(Br-)=S·S=5.35×10-13,
所以
即AgBr的溶解度为7.31×10-7 mol/L。
五、 考查沉淀溶解平衡中的溶度积规则
当难溶物溶解于水后,溶液中浓度积与溶度积有如下规则:
Qi>Ksp时,溶液为过饱和溶液,沉淀析出;
Qi=Ksp时,溶液为饱和溶液,处于平衡状态;
Qi<Ksp时,溶液为未饱和溶液,沉淀溶解。
例6 将等体积的4×10-3 mol/L的AgNO3和4×10-3 mol/L K2CrO4混合,有无Ag2CrO4沉淀产生?已知Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12。
解 等体积混合后,浓度为原来的一半。
所以有沉淀析出。
例7 向1.0 mol/L的CaCl2溶液中通入CO2达饱和有无CaCO3沉淀?通过计算说明。
所以无CaCO3?摇沉淀生成。
六、 考查沉淀溶解平衡中的同离子效应
例8 将足量BaCO3分别加入:①30 mL 水,②10 mL 0.2 mol/L Na2CO3溶液,③50 mL 0.01 mol/L?摇氯化钡溶液,④100 mL 0.01 mol/L盐酸中,溶解至溶液饱和。请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为:_____________________________。
答案 ③④①②
例9 已知室温下BaSO4在纯水中的溶解度为1.07×10-5 mol/L,BaSO4在0.010 mol/L Na2SO4溶液中的溶解度是在纯水中溶解度的多少倍?已知Ksp(BaSO4)=1.07×10-10。
因为溶解度x很小,所以
0.010+x≈0.010
0.010x=1.07×10-10
所以 x=1.07×10-8 mol/L,
七、 考查沉淀溶解平衡中的除杂和提纯
例10 在1.0 mol/L Co2+溶液中,含有少量Fe3+杂质。问应如何控制pH,才能达到除去Fe3+杂质的目的?Ksp[Co(OH)2]=1.09×10-15,Ksp[Fe(OH)3]=2.64×10-39。
解 (1)使Fe3+定量沉淀完全时的pH:
Fe(OH)3(s)=Fe3++3OH-
Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)
pH=14-(-lg 1.38×10-11)=3.14。
(2)使Co2+不生成Co(OH)2沉淀的pH:
Co(OH)2(s)=Co2++2OH-
Ksp[Co(OH)2]=c(Co2+)·c2(OH-)
不生成Co(OH)2沉淀的条件是:
c(Co2+)c2(OH-)<Ksp[Co(OH)2],
所以应将pH值控制在3.14~6.50之间才能保证除去Fe3+,而Co2+留在溶液中。
八、 考查沉淀溶解平衡中沉淀的转化
例11 BaS为原料制备Ba(OH)2·8H2O的过程是:BaS与HCl反应,所得溶液在70 ℃~90 ℃时与过量NaOH溶液作用,除杂、冷却后得到Ba(OH)2·8H2O晶体。据最新报道,生产效率高、成本低的Ba(OH)2·8H2O晶体的新方法是使BaS与CuO反应……
(1)新方法的反应方程式为:_____________________________。
(2)该反应反应物CuO是不溶物,为什么该反应还能进行?
___________________________________________________。
(3)简述新方法生产效率高、成本低的原因。
___________________________________________________。
解
(1)BaS+CuO+9H2O=Ba(OH)2·8H2O+CuS[也可写Ba(OH)2]。
(2)CuS的溶度积比CuO小得多(更难溶),有利于该反应正向进行。
(3)CuS为难溶物(未反应的CuO也不溶),过滤后,将滤液浓缩、冷却,就可在溶液中析出Ba(OH)2·8H2O晶体,故生产效率高;CuS在空气中焙烧氧化可得CuO与SO2,故CuO可反复使用(SO2可用于制硫的化合物),因而成本低。
例12 通过计算说明水垢的主要成分是Mg(OH)2而不是MgCO3。
例1 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,沉淀的速率与溶解的速率相等
C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中离子的浓度相等且保持不变
D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入该沉淀物,将促进溶解
分析 本题重点考查沉淀溶解平衡的建立与特征等知识。A项,反应开始时,溶液中各离子浓度无必然联系;C项,沉淀溶解达到平衡时,溶液中离子的浓度保持不变但未必相等;D项,沉淀溶解达到平衡时,如果再加入该沉淀物,固体的浓度为常数,平衡不移动。
答案 B
二、 考查沉淀溶解平衡的移动
分析 本题重点考查沉淀溶解平衡的移动知识,减小右边离子的浓度,沉淀溶解平衡向右移动,增大右边离子的浓度,沉淀溶解平衡向左移动,由此可知答案。
三、 考查沉淀溶解平衡中溶质浓度的计算
例3 已知:某温度时,Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=1.8×10-10,
试求:(1)此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度,并比较两者的大小。
(2)此温度下,在0.010 mol/L的AgNO3溶液中,AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度,并比较两者的大小。
四、 考查沉淀溶解平衡中溶度积和溶解度的相互换算
例4 氯化银在25 ℃时溶解度为0.000192 g每100 g H2O,求它的溶度积常数。
解 因为AgCl饱和溶液极稀,可以认为1 g H2O的体积和质量与1 mL AgCl溶液体积和质量相同,所以在1 L AgCl饱和溶液中含有AgCl0.00192 g,AgCl的摩尔质量为143.4 g/mol,将溶解度用物质的量浓度表示。
例5 在25 ℃时AgBr的Ksp=5.35×10-13,试计算AgBr的溶解度(以物质的量浓度表示)。
解 溴化银的溶解平衡为:
设AgBr的溶解度为S,则c(Ag+)=c(Br-)=S,
得Ksp=c(Ag+)·c(Br-)=S·S=5.35×10-13,
所以
即AgBr的溶解度为7.31×10-7 mol/L。
五、 考查沉淀溶解平衡中的溶度积规则
当难溶物溶解于水后,溶液中浓度积与溶度积有如下规则:
Qi>Ksp时,溶液为过饱和溶液,沉淀析出;
Qi=Ksp时,溶液为饱和溶液,处于平衡状态;
Qi<Ksp时,溶液为未饱和溶液,沉淀溶解。
例6 将等体积的4×10-3 mol/L的AgNO3和4×10-3 mol/L K2CrO4混合,有无Ag2CrO4沉淀产生?已知Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12。
解 等体积混合后,浓度为原来的一半。
所以有沉淀析出。
例7 向1.0 mol/L的CaCl2溶液中通入CO2达饱和有无CaCO3沉淀?通过计算说明。
所以无CaCO3?摇沉淀生成。
六、 考查沉淀溶解平衡中的同离子效应
例8 将足量BaCO3分别加入:①30 mL 水,②10 mL 0.2 mol/L Na2CO3溶液,③50 mL 0.01 mol/L?摇氯化钡溶液,④100 mL 0.01 mol/L盐酸中,溶解至溶液饱和。请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为:_____________________________。
答案 ③④①②
例9 已知室温下BaSO4在纯水中的溶解度为1.07×10-5 mol/L,BaSO4在0.010 mol/L Na2SO4溶液中的溶解度是在纯水中溶解度的多少倍?已知Ksp(BaSO4)=1.07×10-10。
因为溶解度x很小,所以
0.010+x≈0.010
0.010x=1.07×10-10
所以 x=1.07×10-8 mol/L,
七、 考查沉淀溶解平衡中的除杂和提纯
例10 在1.0 mol/L Co2+溶液中,含有少量Fe3+杂质。问应如何控制pH,才能达到除去Fe3+杂质的目的?Ksp[Co(OH)2]=1.09×10-15,Ksp[Fe(OH)3]=2.64×10-39。
解 (1)使Fe3+定量沉淀完全时的pH:
Fe(OH)3(s)=Fe3++3OH-
Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)
pH=14-(-lg 1.38×10-11)=3.14。
(2)使Co2+不生成Co(OH)2沉淀的pH:
Co(OH)2(s)=Co2++2OH-
Ksp[Co(OH)2]=c(Co2+)·c2(OH-)
不生成Co(OH)2沉淀的条件是:
c(Co2+)c2(OH-)<Ksp[Co(OH)2],
所以应将pH值控制在3.14~6.50之间才能保证除去Fe3+,而Co2+留在溶液中。
八、 考查沉淀溶解平衡中沉淀的转化
例11 BaS为原料制备Ba(OH)2·8H2O的过程是:BaS与HCl反应,所得溶液在70 ℃~90 ℃时与过量NaOH溶液作用,除杂、冷却后得到Ba(OH)2·8H2O晶体。据最新报道,生产效率高、成本低的Ba(OH)2·8H2O晶体的新方法是使BaS与CuO反应……
(1)新方法的反应方程式为:_____________________________。
(2)该反应反应物CuO是不溶物,为什么该反应还能进行?
___________________________________________________。
(3)简述新方法生产效率高、成本低的原因。
___________________________________________________。
解
(1)BaS+CuO+9H2O=Ba(OH)2·8H2O+CuS[也可写Ba(OH)2]。
(2)CuS的溶度积比CuO小得多(更难溶),有利于该反应正向进行。
(3)CuS为难溶物(未反应的CuO也不溶),过滤后,将滤液浓缩、冷却,就可在溶液中析出Ba(OH)2·8H2O晶体,故生产效率高;CuS在空气中焙烧氧化可得CuO与SO2,故CuO可反复使用(SO2可用于制硫的化合物),因而成本低。
例12 通过计算说明水垢的主要成分是Mg(OH)2而不是MgCO3。