
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文檔簡(jiǎn)介
必考點(diǎn)07鹽類(lèi)的水解與沉淀溶解平衡
經(jīng)典必考題
題型一水解規(guī)律及其應(yīng)用
例題1:2022年3月,神州十三號(hào)航天員在中國(guó)空間站進(jìn)行了“天宮課堂”授課活動(dòng)。其中太空“冰雪實(shí)驗(yàn)”
演示了過(guò)飽和醋酸鈉溶液的結(jié)晶現(xiàn)象。下列說(shuō)法正確的是()
A.醋酸鈉溶液中c(Na+)=c(CH3cOCT)
B.醋酸鈉溶液是強(qiáng)電解質(zhì)
C.常溫下,醋酸鈉溶液的pH<7
D.該溶液中加入少量醋酸鈉固體可以促進(jìn)醋酸鈉晶體析出
【答案】D
【詳解】A.醋酸鈉溶液中醋酸根離子能發(fā)生水解,所以c(Na+)>c(CH3coeF),故A錯(cuò)誤;B.醋酸鈉屬于
鹽,在水中完全電離,是強(qiáng)電解質(zhì),其溶液屬于混合物,既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì),故B錯(cuò)誤;C.醋
酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽,醋酸根離子水解使溶液顯堿性,常溫下,醋酸鈉溶液的pH>7,故C錯(cuò)誤;D.過(guò)飽和
醋酸鈉溶液處于亞穩(wěn)態(tài),加入少量醋酸鈉固體可以促進(jìn)醋酸鈉晶體析出,形成飽和溶液,故D正確;故選
D?
例題2:設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法正確的是()
A.lLpH=l的H2s溶液中,所含的H+離子總數(shù)為0-2NA
B.110.11110卜匚號(hào)6。3溶液中,所含的陽(yáng)離子總數(shù)大于01NA
C.一定條件下,在某一恒容密閉容器中,O.lmolN。和(UmolH?充分反應(yīng)后,生成的NH3分子總數(shù)為0.2NA
D.0.5L0.1mol[THN(7溶液中,所含的HNO?分子總數(shù)為0.05NA
【答案】B
【詳解】A.lLpH=l的H2sO4溶液中,所含的H+離子總數(shù)為°」NA,A錯(cuò)誤;B.1mol鐵離子水解會(huì)生
成3mol氫離子,故溶液中的陽(yáng)離子會(huì)大于0.INA,B正確;C.一定條件下,在某一恒容密閉容器中,0.ImolN2
和OJmolH?充分反應(yīng)后,由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng),生成的NH3分子總數(shù)小于0.2NA,C錯(cuò)誤;D.HNO?為
弱電解質(zhì),部分電離,所含的HNOz分子總數(shù)小于0O5NA,D錯(cuò)誤;答案選B。
【解題技巧提煉】
有弱才水解,越弱越水解;誰(shuí)強(qiáng)顯誰(shuí)性,同強(qiáng)顯中性。
是否溶液的
鹽的類(lèi)型實(shí)例水解的離子溶液的pH
水解酸堿性
強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽NaChKNO3否一中性pH=7
NH4CI、
強(qiáng)酸弱堿鹽是NH:、Cu2+酸性pH<7
CU(NO3)2
CH3coONa、
弱酸強(qiáng)堿鹽是CH3coer、coF堿性pH>7
Na2CO3
3.鹽類(lèi)水解離子方程式的書(shū)寫(xiě)
(1)由于水解是微弱的反應(yīng),因而反應(yīng)物與生成物用“K”連接,易揮發(fā)性物質(zhì)不標(biāo)“T”,難溶物不標(biāo)“廣,
易分解的物質(zhì)不拆開(kāi)書(shū)寫(xiě)(相互促進(jìn)水解者除外)。
+
如NaHCO3(aq):HCOr+H2OH2CO3+OH-;NH4cl(aq):NHt+H2ONH3H2O+HO
(2)多元弱酸鹽的水解分步寫(xiě):
2
如Na2s(aq):第一步:S+H20HS+0H~;
-
第二步:HS-+H2OH2S+OH,水解以第一步水解為主。
3++
(3)金屬陽(yáng)離子(弱堿的陽(yáng)離子)水解一步寫(xiě)到底:如AlCl3(aq):A1+3H2OAl(OH)3+3Ho
(4)相互促進(jìn)水解時(shí),由于反應(yīng)徹底,故生成物中出現(xiàn)的不溶于水的沉淀或氣體均要注明狀態(tài),即寫(xiě)上“廣或
3+
“T”符號(hào),中間用“=”連接。如NaHCCh與Ab(SO4)3混合反應(yīng):3HCOr+A1=A1(0H)3;+3C02TO
4.判斷酸式鹽的水溶液的酸堿性要看該鹽的構(gòu)成微粒的實(shí)際表現(xiàn)。
++
(1)強(qiáng)酸的酸式鹽只電離,不水解,溶液一定顯酸性,如:NaHSO4=Na+H+SOfo
(2)弱酸的酸式鹽溶液的酸堿性,取決于酸式酸根離子的電離程度和水解程度的相對(duì)大小。
①電離程度小于水解程度,溶液顯堿性,如NaHCCh溶液中:HCO,=H++CO5(次要);
HCO5+H2OH2co3+OJC(主要),使C(OJT)>C(H+),溶液顯堿性。
同理NaHS溶液、NazHPCU溶液顯堿性。
②電離程度大于水解程度,溶液顯酸性,如NaHSCh溶液中:HSO,=H++SO歹(主要),
HSO5+H2。H2so3+OH-(次要),使c(H+)>c(OH)溶液顯酸性。同理NaH2PCU溶液顯酸性。
5.NH]與CH3co0一、HCO,、CO歹等在水解時(shí)相互促進(jìn),其水解程度比單一離子的水解程度大,但水解
程度仍然比較弱,不能進(jìn)行完全,在書(shū)寫(xiě)水解方程式時(shí)用“一”。
題型二溶液中“粒子”濃度關(guān)系
例題3:常溫下,BaCC>3和Bas?!?分別為2.5義10一9、1.0x10-%將1moiBaSO4放入ILLOmoLUNa2cO3
溶液中,直至平衡(不考慮溶液體積變化)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
A.約有0O38molBaSC>4溶解
B.溶液中:c(OH_)+c(HCOj_c(H+)_c(Ba2+)=2mo].Iji_c(CO;)_c(SO;一)
C.溶液中:c(Na+)>c(COj-)>c(sot)>c(Ba2+)
D.溶液中:〃(H2co3)+〃(HCO;)+〃(BaCO3)+〃(CO『)=lmol
【答案】B
c(SO;[Km(BaSO.)
【詳解】4設(shè)轉(zhuǎn)化了
A.CO^+BaSO4.BaCOs+SOj,K==-4=T/";?";=0-Q'CO1xmoLL,
c(CO;)Ksp(BaCO3)
六=0.04,可得xu0.038,A項(xiàng)正確;B.2moi.廠可看作是c(Na+),不符合電荷守恒,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.溶
液中有大量Na2cO3和BaSO,固體,C項(xiàng)正確;D.根據(jù)碳原子守恒,D項(xiàng)正確;答案選B。
例題4:下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是()
A.使甲基橙顯黃色的溶液:Fe2+>CT、Mg2\SO:
c(H+)?
B.―,------r=1.0xl0-的溶液:Na-、A1O;、NO]、s"、SO|-
c(OHJ
C.c(NH:)=c(C「)的NHQ-NJVHQ混合液:刈+、Fe3+SO:、HCO;
D.常溫下,由水電離產(chǎn)生c(H+)=l()Smol-I7i的溶液中:Na+、Cl,CO:、SO:
【答案】B
【詳解】A.使甲基橙顯黃色的溶液,可能是酸性,也可能是中性或堿性,若是堿性,OH-與F/、Mg?+反
應(yīng)生成沉淀而不共存,故A錯(cuò)誤;B.常溫下,筌*;=1.0x10-2的溶液,則溶液顯堿性,Na+、A1O;、NO]、
S2->SO;-都不反應(yīng)而大量共存,故B正確;C.溶液中AP+、Fe3+、HCO;反應(yīng)生成生成沉淀和氣體而不
共存,故C錯(cuò)誤;D.常溫下,由水電離產(chǎn)生的c(H+)=l(T“mol-I7i的溶液,可能是酸性,也可能是堿性,
若是酸性條件下H+、CO:反應(yīng)生成氣體而不能共存,故D錯(cuò)誤。故選B。
【解題技巧提煉】
1.電離理論
①弱電解質(zhì)的電離是微弱的,電離產(chǎn)生的微粒都非常少,同時(shí)還要考慮水的電離,如氨水溶液中:NH3HO、
NH,OFT濃度的大小關(guān)系是c(NH3-H2O)>c(OH")>c(NHt)□
②多元弱酸的電離是分步進(jìn)行的,其主要是第一步電離(第一步電離程度遠(yuǎn)大于第二步電離)。如在H2s溶液
2
中:H2SXHS,S-xH+的濃度大小關(guān)系是C(H2S)>C(H+)>C(HS-)>C(S2-)。
2.水解理論
①弱電解質(zhì)離子的水解損失是微量的(雙水解除外),但由于水的電離,故水解后酸性溶液中c(H+)或堿性溶
液中C(OIT)總是大于水解產(chǎn)生的弱電解質(zhì)的濃度。如NH4cl溶液中:NH入C「、NH3H20XH卡的濃度大
+
小關(guān)系是c(CC)>c(NHt)>C(H)>C(NH3-H2O)?
②多元弱酸酸根離子的水解是分步進(jìn)行的,其主要是第一步水解,如在Na2cCh溶液中:C05、HC0”H2cCh
的濃度大小關(guān)系應(yīng)是c(COD>c(HCOr)>c(H2co3)□
3.把握三種守恒,明確等量關(guān)系
⑴電荷守恒規(guī)律
電解質(zhì)溶液中,無(wú)論存在多少種離子,溶液都呈電中性,即陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)一定等于陽(yáng)離子所帶正
電荷總數(shù)。如NaHCCh溶液中存在著Na*、才、HCO?、CO歹、0H「,存在如下關(guān)系:c(Na+)+c(H+)=c(HCO?)
+C(0H^)+2C(C0F)?
(2)物料守恒規(guī)律
電解質(zhì)溶液中,由于某些離子能夠水解,離子種類(lèi)增多,但元素總是守恒的。如K2s溶液中S2-、HS-都能
水解,故S元素以S2「、HS-xH2s三種形式存在,它們之間有如下守恒關(guān)系:C(K+)=2C(S2-)+2C(HS-)+
2C(H2S)O
(3)質(zhì)子守恒規(guī)律
如Na2s水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移情況圖示如下:
(得質(zhì)子)(基準(zhǔn)態(tài)物質(zhì))(失質(zhì)子)
HS~*+H+
2
口?T+2H+s-
+H+-H+A”
H2O------?OH
+
由圖可得Na2s水溶液中質(zhì)子守恒式可表示:c(H3O+)+2c(H2S)+c(HS-)=c(OH-)或c(H)+2c(H2S)+c(HS-)
=c(OJT)。質(zhì)子守恒的關(guān)系式也可以由電荷守恒式與物料守恒式推導(dǎo)得到。
【拓展】弱酸、弱堿的電離和鹽的水解是微弱的,但水的電離程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于弱酸、弱堿的電離和鹽的水解。
+""+
所以在稀醋酸溶液中:C(CH3COOH)>C(H)>C(CH3COO)>C(OH);CH3coONa溶液中:c(Na)>c(CH3COO
+
")>C(OH-)>C(CH3COOH)>C(H)O
(2)電荷守恒式中不只是各離子濃度的簡(jiǎn)單相加,如2c(COr)的化學(xué)計(jì)量數(shù)2代表一個(gè)COr帶2個(gè)負(fù)電荷,
不可漏掉;物料守恒式中,離子濃度系數(shù)不能漏寫(xiě)或顛倒,如Na2s溶液中的物料守恒式中,“2”表示c(Na+)
是溶液中各種硫元素存在形式的硫原子總濃度的2倍。
題型三水解常數(shù)與電離常數(shù)的關(guān)系與應(yīng)用
例題5:常溫下,向20mL0.1mol/L一元堿MOH溶液中滴加等濃度的一元酸HX溶液,滴定過(guò)程中溶液pH
值的變化曲線如下圖所示,已知4Vm<6,下列說(shuō)法正確的是()
A.
C.溶液中水的電離程度:b>a>cD.c點(diǎn)溶液中:c(M+)>c(X-)>c(H+)>c(OH)
【答案】A
【詳解】A.由分析可知,滴定終點(diǎn)的溶液顯堿性,而甲基橙的變色范圍為3.1~4.4,酚麟的變色范圍為
8.2~10。則該滴定過(guò)程中應(yīng)選用酚醐作指示劑以減小實(shí)驗(yàn)誤差,A正確;B.由b點(diǎn)可知,此時(shí)溶液中pH=8.5,
1014
c(X)?0.05mol/L>c(OHA1。*'mol/L,,根據(jù)水解平衡可知,X+H2O'HX+OH,c(HX)?c(OH);
z1014
c(OH)c(HX)(記)KWIO"
Kh="XI=0.05=2x10-1。,故Ka=Kh=2x10J°=5x1。-$,B錯(cuò)誤;C.由分析可知,a點(diǎn)為MOH
強(qiáng)堿溶液,對(duì)水的電離起抑制作用,b點(diǎn)為MX強(qiáng)堿弱酸鹽溶液,對(duì)水的電離起促進(jìn)作用,c點(diǎn)為等濃度混
合的MX和HX溶液,MX對(duì)水電離起促進(jìn)作用,HX對(duì)水的電離起抑制作用,故溶液中水的電離程度:b>
c>a,C錯(cuò)誤;D.c點(diǎn)為等濃度混合的MX和HX溶液,溶液顯酸性,即HX的電離程度大于X-的水解程
度,則。點(diǎn)溶液中:C(X>C(M+)>C(H+)>C(OH)口錯(cuò)誤;故選A。
例題6:25。(3時(shí),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
A.HCO,的電離常數(shù)和水解常數(shù)關(guān)系:Ka(HCODKh(HCOJ=Kw=LOxlO-i4
B.已知二元弱酸H2A電離平衡常數(shù)Kai=5.0xl(y2,Ka2=5.2xl0-5,則NaHA溶液的pH<7
C.pH=l的HNO3和pH=13的Ba(OH)2溶液等體積混合后,溶液pH=7
D.pH=2的醋酸和pH=2的鹽酸溶液等體積混合后溶液pH仍為2
【答案】A
【詳解】A.HCO;的水解常數(shù)Kh(HCO;)=K.=K(HCO;)*K,(H2coJ,A錯(cuò)誤;B.HA的水解
:,h
常數(shù)10~14
Kh=3==2xlO13<K=5.2xlCf5,HA-的水解程度小于電離程度,NaHA溶液的pH<7,呈
—5.0x10"a2
酸性,B正確;C.pH=l的HNO3中n(H+)=10」V,pH=13的Ba(OH)2溶液中n(OT)=10TV,兩者等體積混合
后,氫離子和氫氧根離子恰好完全反應(yīng),溶液呈中性,溶液pH=7,C正確;D.pH=2的醋酸和pH=2的鹽
酸溶液等體積混合后溶液中氫離子的濃度仍然為10汽pH=2,D正確;答案選A。
【解題技巧提煉】
1.水解常數(shù)的概念
(1)含義:鹽類(lèi)水解的平衡常數(shù),稱(chēng)為水解常數(shù),用Kh表示。
+
(2)表達(dá)式:對(duì)于A+HOHA+OH-;對(duì)于B+HOBOH+H+,&=。刃泮。
2Ci\2Cij
⑶意義和影響因素:Kh越大,表示相應(yīng)鹽的水解程度越大;
②&只受溫度的影響,升高溫度,的值增大。
2.水解常數(shù)(題)與電離常數(shù)的定量關(guān)系(以CH3coONa為例)
CH3coONa溶液中存在如下水解平衡:CH3COO+H2OCH3COOH+OH
cCH3coOHCOITcCH3coOHCOIT.CH+。011二田+K*
Kh=+
-cCH3coeT-=-cCH3COOcH-=cCH3co0-石廣元
cCH3coOH
因而Ka(或Kh)與Kw的定量關(guān)系:
⑴Ka-Kh=Kw或Kb-Kh=Kw
⑵Na2cO3的水解常數(shù)心=合
Aa2
⑶NaHCCh的水解常數(shù)&=導(dǎo)
Aal
【拓展】可以用電離平衡常數(shù)與水解平衡常數(shù)的大小關(guān)系判斷弱酸的酸式鹽溶液的酸堿性,以HCO,為例,
「“cHCOr<?H+
已知&1=cH2c。3:
電離方程式:HCO5=H++COF;乂2=":'渭
CHCU3
水解方程式:HCO5+H2O=H2co3+OH「;Kh='H*.OH=M只需比較Ka?和K^^的大小即
CHCC)3KalKal
可判斷弱酸的酸式鹽溶液的酸堿性。
題型四鹽類(lèi)水解的影響因素及應(yīng)用
例題7:對(duì)于O.lmoLLTNa2s。3溶液,下列說(shuō)法正確的是()
A.升高溫度,溶液pH降低(不考慮SOV的氧化)
B.c(Na+)=2c(SO:)+c(HSO3)+c(H2SO3)
+
C.c(Na)+c(H+尸2c(SO:)+2c(HSO3)+c(OR-)
+
D.c(OH-)=c(H)+C(HSO-)+2C(H2SO3)
【答案】D
【詳解】A.水解吸熱,升高溫度,促進(jìn)水解,堿性增強(qiáng),溶液的pH增大,A錯(cuò)誤;B.根據(jù)物料守恒可知,c(Na+)=2c(S°;)+2c
HS0
(HS°3)+2c(H2so3),B錯(cuò)誤;C.根據(jù)電荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=2c(S03)+(3)+c(0H),C錯(cuò)誤;D.根據(jù)質(zhì)子守
恒可知,C(OH-)=C(H+)+C(HS03)+2C(H2so3),D正確;
故選D。
例題8:在O.lmol/LFeCb溶液中存在Fe3++3H2O-Fe(OH)3+3H+的水解平衡,下列說(shuō)法中正確的是()
A.加FeCb固體,平衡正向移動(dòng),水解程度增大
B.稍微加熱,促進(jìn)水解,c(H+)增大,pH減小
C.加NaOH固體,與鐵離子反應(yīng),平衡逆向移動(dòng)
D.通入HC1氣體,平衡逆向移動(dòng),鐵離子水解常數(shù)減小
【答案】B
【詳解】A.加FeCb固體,平衡正向移動(dòng),但由于溶液濃度增大,所以水解程度減小,故A錯(cuò)誤;B.鹽
的水解一般是吸熱的,微熱,水解平衡正向移動(dòng),c(H+)增大,pH減小,故B正確;C.加NaOH固體,0H
與H+反應(yīng),平衡正向移動(dòng),故C錯(cuò)誤;D.通入HC1氣體,c(H+)增大,平衡逆向移動(dòng),但水解常數(shù)只與溫
度有關(guān),鐵離子的水解常數(shù)不變,故D錯(cuò)誤;故選B。
【解題技巧提煉】
1.影響鹽類(lèi)水解平衡的因素
(1)內(nèi)因:生成鹽的弱酸或弱堿越弱,其對(duì)應(yīng)的弱酸酸根離子或弱堿陽(yáng)離子的水解程度越大,溶液的堿性或
酸性越強(qiáng)。如水解程度:Na2CO3>Na2SO3,Na2CO3>NaHCO3o
〃溶液的濃度:濃度越小水解程度越大
溫度:溫度越高水解程度越大
「酸:弱酸酸根離子的水解程度增大,
外因《
('2)”,弱堿陽(yáng)離子的水解程度減小
外加酸堿<
堿:弱酸酸根離子的水解程度減小,
、〔弱堿陽(yáng)離子的水解程度增大
3++
⑶以FeCb水解為例:Fe+3H2OFe(OH)3+3H,外界條件對(duì)水解平衡的影響。
條件平衡移動(dòng)方向H+數(shù)PH現(xiàn)象
71/日皿向右增多減小顏色變深
通HC1向左增多減小顏色變淺
加H2O向右增多增大顏色變淺
力口NaHCCh向右減小增大生成紅褐色沉淀,放出氣體
2.鹽類(lèi)水解的應(yīng)用
⑴判斷溶液的酸堿性
Na2cCh溶液呈堿性的原因:COF+HoO=HCOr+OH-
(2)配制或貯存易水解的鹽溶液:如配制FeCb溶液時(shí),先將它溶解在較濃的鹽酸中,再加水至指定濃度;配
制CuSCU溶液時(shí),加入少量的H2so4,以抑制C/+水解。
(3)判斷鹽溶液蒸干灼燒時(shí)所得的產(chǎn)物:如將AlCb、FeCb溶液蒸干后得到Al(OH)3、Fe(OH)3,灼燒得到Al2O3x
FezCh;CuSC)4溶液蒸干后得到CuSCU固體。
⑷離子共存:如AF+、Fe3+與HCO,、COfxA10二因相互促進(jìn)水解而不共存。AF+與S?一因相互促進(jìn)水解
而不共存,但Fe3+與S2一發(fā)生氧化還原反應(yīng),不共存。
(5)解釋生活中的現(xiàn)象:如明州凈水、熱純堿溶液除油污,草木灰不能與鐵鹽混用、泡沫滅火器工作原理等。
(6)離子濃度大小的比較:如碳酸氫鈉溶液中離子濃度大小順序?yàn)閏(Na+)>c(HCOr)>c(OH^)>c(H+)0
⑺物質(zhì)的提純(水解除雜):如MgCb溶液中混有少量Fe3+雜質(zhì)時(shí),因Fe3+的水解程度比Mg?+的水解程度大,
可加入MgO或Mg(OH)2等,使水解平衡右移,生成Fe(OH)3沉淀而除去。
在酸性較強(qiáng)的環(huán)境中Fe3+比AF+、Mg2+、C/+更易發(fā)生水解,可采用加入CuO、Cu(OH)2等調(diào)節(jié)pH的方
法生成Fe(0H)3沉淀除去,但不能用會(huì)引入雜質(zhì)離子的物質(zhì)。
題型五沉淀溶解平衡及應(yīng)用
例題9:下列反應(yīng)的發(fā)生與“鹽類(lèi)水解平衡”或“難溶電解質(zhì)的溶解平衡”無(wú)去的是()
A.鎂條與NH4cl溶液反應(yīng)生成H2
B.NaHSO4溶液與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SO4
C.鹽酸與CaCCh反應(yīng)生成CO2
D.Fe2(SO4)3溶液和Na2c。3溶液反應(yīng)生成CO2
【答案】B
+
【詳解】A.NH4cl溶液中NH:發(fā)生水解NH:+H2。NH3H2O+H,鎂與水解產(chǎn)生的H+發(fā)生反應(yīng)生成
H2,故A項(xiàng)不選;B.NaHSCU溶液與NaOH溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成Na2so4,與“鹽類(lèi)水解平衡”或“難溶
電解質(zhì)的溶解平衡”均無(wú)關(guān),故B項(xiàng)選;C.CaCCh為難溶電解質(zhì),HC1電離的氫離子與CaCCh電離的碳酸
根離子反應(yīng),難溶電解質(zhì)的溶解平衡正向移動(dòng),故C項(xiàng)不選;D.Fe3+與CO:之間發(fā)生相互促進(jìn)的雙水解
反應(yīng)生成CO2,故D項(xiàng)不選;綜上所述,答案為B。
例題10:25℃時(shí),CaCC>3在水中沉淀溶解平衡曲線如圖。25℃時(shí)CaSO,的Ksp=9.1xKT\下列說(shuō)法正確的
是()
A.通過(guò)蒸發(fā),可使溶液由a點(diǎn)變化到c點(diǎn)
B.圖中b點(diǎn)碳酸鈣的結(jié)晶速率小于其溶解速率
C.在25℃時(shí),從CaCOs⑸轉(zhuǎn)化為CaSOJs)更容易實(shí)現(xiàn)
D.可將鍋爐中的Cas。,轉(zhuǎn)化為CaCOs,再用酸去除
【答案】D
【詳解】A.溶液a點(diǎn)通過(guò)蒸發(fā),溶液碳酸根、鈣離子濃度都增大,因此不可能由a點(diǎn)變化到c點(diǎn),故A錯(cuò)
誤;B.根據(jù)圖中分析b點(diǎn),b點(diǎn)的濃度商大于Ksp,因此碳酸鈣的結(jié)晶速率大于其溶解速率,故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)c點(diǎn)分析25℃時(shí)CaCC>3的4P=7x10-5*4x10-5=2.8x10-,^sp(CaCO3)<^sp(CaSO4),因此在25℃
時(shí),從CaCC)3(s)轉(zhuǎn)化為CaSO/s)不容易實(shí)現(xiàn),故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)C選項(xiàng)分析得到^sp(CaCO3)<^sp(CaSO4),
因此可將鍋爐中的Cas。,轉(zhuǎn)化為CaCC)3,再用酸去除,故D正確。綜上所述,答案為D。
【解題技巧提煉】
1.難溶、可溶、易溶界定:20°。時(shí),電解質(zhì)在水中的溶解度與溶解性存在如下關(guān)系:
難溶微溶可溶易溶
00.01110S/g
2.沉淀溶解平衡:在一定溫度下,當(dāng)沉淀溶解和生成的速率相等時(shí),形成飽和溶液,達(dá)到平衡狀態(tài),把這
種平衡稱(chēng)為沉淀溶解平衡。
3.沉淀溶解平衡的特點(diǎn)(適用勒夏特列原理)
逆)一可逆過(guò)程
一〃沉淀三V溶解些°
彥―達(dá)到平衡時(shí),固體質(zhì)量、離子濃度不變
⑥一外界條件改變時(shí),平衡將發(fā)生移動(dòng)
4.影響沉淀溶解平衡的因素
⑴內(nèi)因:難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì),這是決定因素。
⑵外因
①濃度:加水稀釋?zhuān)胶庀虺恋砣芙獾姆较蛞苿?dòng);
②溫度:絕大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過(guò)程,升高溫度,平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng);
③同離子效應(yīng):向平衡體系中加入難溶物溶解產(chǎn)生的離子,平衡向生成沉淀的方向移動(dòng);
④其他:向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶或更難電離或氣體的離子時(shí),平衡向沉淀
溶解的方向移動(dòng)。
5.沉淀溶解平衡的應(yīng)用
(1)沉淀的生成:當(dāng)&>Ksp時(shí),難溶電解質(zhì)的溶解平衡向左移動(dòng),生成沉淀;可利用生成沉淀來(lái)達(dá)到分離或
除去溶液中雜質(zhì)離子的目的。
①調(diào)節(jié)pH法,如除去NH4cl溶液中的FeCb雜質(zhì),可加入氨水調(diào)節(jié)pH,離子方程式為Fe3++
3NH3-H2O=Fe(OH)3;+3NH九
②沉淀劑法:如用H2s沉淀CP,離子方程式為CU2++H2S=CUSJ+2H+。
(2)沉淀的溶解:當(dāng)QcVKsp時(shí),難溶電解質(zhì)的溶解平衡向右移動(dòng),沉淀溶解;
①酸溶解法:CaCCh溶于鹽酸,離子方程式為CaCO3+2H+=Ca2++CChT+H2O。
2+
②鹽溶解法:Mg(OH)2溶于NH4C1溶液,離子方程式為Mg(OH)2+2NHt=Mg+2NH3-H2Oo
③氧化還原溶解法:不溶于鹽酸的硫化物(如Ag2S)溶于稀HNO3o
+
④配位溶解法:AgCl溶于氨水,離子方程式為AgCl+2NH3-H2O=[Ag(NH3)2]+Cr+2H2Oo
(3)沉淀的轉(zhuǎn)化:沉淀溶解平衡的移動(dòng)。一般說(shuō)來(lái),溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)。
①鍋爐除水垢:將CaSCU轉(zhuǎn)化為CaCCh,離子方程式為CaSOd+COT-CaCCh+SO?,
②礦物轉(zhuǎn)化:ZnS遇CuSO4溶液轉(zhuǎn)化為CuS,離子方程式為ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+。
題型六溶度積常數(shù)及其應(yīng)用
例題11:以菱鎂礦(主要成分MgCC>3,含少量Si。?、FezOs和ALO,)為原料制備高純鎂砂的工藝流程如下:
氯化錢(qián)溶液氨水
菱鎂礦輕燒粉高純鎂砂
廢渣氨氣濾液
已知:浸出時(shí)產(chǎn)生的廢渣中有空。2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列說(shuō)法不正確的是(
A.浸出和沉鎂的操作均應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行
B.浸出鎂的反應(yīng)為MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3T+H2O
C.流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有N&
D.分離Mg?+與AP+、Fe,+是利用了它們氫氧化物K,的不同
【答案】A
【詳解】A.一水合氨受熱易分解,沉鎂時(shí)在較高溫度下進(jìn)行會(huì)造成一水合氨大量分解,揮發(fā)出氨氣,降低
利用率,故A錯(cuò)誤;B.高溫燃燒后碳酸鎂分解生成氧化鎂,氧化鎂和鍍根水解產(chǎn)生的氫離子反應(yīng),促進(jìn)鏤
A-
MgO+2NH4Cl^MgCl2+2NH3T+H.O
根水解,得到氯化鎂、氨氣和水,其浸出鎂的反應(yīng)為一,故B正確;
C.浸出時(shí)產(chǎn)生的氨氣可以用在沉鎂的流程中,因此流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有NH3,故C正確;D.Fe(OH)3
和N(°")3的溶度積遠(yuǎn)小于Mg(OH)2的溶度積,所以當(dāng)pH值達(dá)到一定值時(shí),Al3\Fe3+產(chǎn)生沉淀,而Mg?+
不沉淀,因此分離Mg"與A產(chǎn)、Fe"是利用了它們氫氧化物的不同,故D正確。綜上所述,答案為A。
例題12:已知Ag2s04的Ksp為2.0x10-5,將適量Ag2s04固體溶于100mL水中至剛好飽和,其中
c(Ag+)=0.034mol-LI,若ti時(shí)刻在上述體系中加入lOOmLO.O20moi1一】Na2SC)4溶液,下列示意圖中,能正確
表示ti時(shí)刻后Ag+和SOj濃度隨時(shí)間變化關(guān)系的是()
+
【詳解】根據(jù)Ag2SO4(s);2Ag(aq)+SO;-(aq),飽和溶液中銀離子濃度為硫酸根離子濃度的2倍;其中
c(Ag+)=0.034mol-L1,則c(SO:)=0.017mol-L1;ti時(shí)亥1|在上述體系中力口入lOOmLO.O20moiL」Na2SC)4溶液,
c(SO;)=烏°1;001moi.L"=0.0185mol.L?,c(Ag+)=0.017mol-L-1,止匕時(shí)Q=c(SO:)
2+
c(Ag)=5.346xlO-6<KsP,沒(méi)有沉淀生成;故此時(shí)銀離子濃度等于初始飽和溶液中硫酸根離子濃度,硫酸根
離子濃度略大于初始飽和溶液硫酸根離子濃度;故選Bo
【解題技巧提煉】
1.溶度積和離子積
以A,"B〃(s)機(jī)A"+(aq)+〃B"L(aq)為例:
(1)溶度積:沉淀溶解平衡的平衡常數(shù),表達(dá)式為:Ksp(A,,B“)=d"(A"+>c〃(B"L),式中的濃度是平衡濃度;
)!!n+nm
(2)離子積:溶液中有關(guān)離子濃度幕的乘積,表達(dá)式為:ec(AmB,1)=c(A)<(B-),式中的濃度是任意濃
度;
(3)溶度積和離子積的應(yīng)用:判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解
①。c>Ksp:溶液過(guò)飽和,有沉淀析出
②。c=Ksp:溶液飽和,處于平衡狀態(tài)
③QcVKsp:溶液未飽和,無(wú)沉淀析出
2.Ksp的意義:&p可以反映難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。當(dāng)化學(xué)式所表示的組成中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同
時(shí),及「越大的難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng),一般溶解度也越大;但陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比不相同時(shí),&p
大的難溶電解質(zhì)的溶解度不一定大。
3.的影響因素:溶度積只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān),而與沉淀的量和溶液中離子的濃度無(wú)關(guān)。絕
大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過(guò)程,升高溫度,平衡向溶解方向移動(dòng),Ksp增大。
對(duì)點(diǎn)變式練
題型一水解規(guī)律及其應(yīng)用
1.下列離子能大量共存,且加入或通入少量相應(yīng)試劑后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式正確的是()
加入試劑后發(fā)生反應(yīng)的離子方程
選項(xiàng)離子加入試劑
式
ANH;、Na+、SO*、HCO3NaOH
NH4+OH=NH3*H2O
鹽酸+
BK+、HCO3、A。、Cl'H+A1O^+H2O=A1(OH)3;
CNa+、Fe2+>Br\Mg2+氯氣2Br+Cb=Bi2+2Cr
DFe3\Cl\SO;、Cu2+鐵粉2Fe3++Fe=3Fe2+
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【詳解】A.應(yīng)先發(fā)生HCO[+OH-=H2O+CO;,故A錯(cuò)誤;B.HCO]、A1O£不能大量共存,碳酸氫根離
子的酸性大于氫氧化鋁,反應(yīng)生成氫氧化鋁和二氧化碳,HCO3+A1O;=A1(OH)31+CO2T,故B錯(cuò)誤;C.亞
鐵離子的還原性比澳離子強(qiáng),Na+、Fe2+、Br、Mg2+能共存,能入氯氣后將亞鐵離子氧化,故C錯(cuò)誤;D.Fe3\
Cl、SO:、CM+能大量共存,加鐵粉后與鐵離子反應(yīng),2Fe3++Fe=3Fe2+,故D正確;故選D。
2.部分弱酸的電離平衡常數(shù)如下表:
弱酸HCOOHHC1OH2CO3H2SO3
電離平衡常數(shù)K,=4.3xlO-7K,=L5xl(y2
降=1.8x10"S=4.0x10-8alal
K=4.7x1O-11K=1.0x10”
(25℃)a2a2
下列選項(xiàng)正確的是()
-
A.2C1O+H2O+CO2=2HClO+COt
B.2HCOOH+CO^=2HCOO+H2O+CO2T
C.H2so3+2CKT=2HClO+SO;-
-
D.SO2(>£S)+H2O+CO;-=2H2O+CO2+SO|
【答案】B
【詳解】A.因?yàn)镵*(H2co3)=4.7xl0-iyK〃(HClO)=4.07xl0-8,所以反應(yīng)2clO+HZO+COLZHCIO+CO:不
能發(fā)生,A不正確;B.因?yàn)镵a(HCOOH)=L8xlO-4>K〃/(H2co3)=4.3X10-7,所以反應(yīng)
2HCOOH+CO;-=2HCOO+H2O+CO2?B正確;C.因?yàn)镃IO、HC10都具有強(qiáng)氧化性,所以
+
H2SO3+C1O=2H+Cr+SOf,C不正確;D.因?yàn)镵°2(H2so3)=LOxlO-7<Ka/(H2co3)=43x10-7,所以反應(yīng)
SC)2(足量)+H2O+COj=2H2O+CO2+SOj不能發(fā)生,D不正確;故選B。
題型二溶液中“粒子”濃度關(guān)系
3.25℃時(shí),下列有關(guān)溶液中微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是()
A.20mL0.1nio卜L-iCH3coONa溶液與10mL0.1mol-L"鹽酸混合得到的溶液:
c(CH3coOH)+2c(H+)+c(Na+)=c(CH3coO-)+2c(OH)+2c(C1)
B.O.lmolL4NaOH溶液中通入SC)2氣體至pH=7:c(Na+)=c(HSCQ+2c(SO;)+c(H2so3)
C.等物質(zhì)的量濃度的CH3COOH溶液與NaOH溶液等體積混合后所得pH=9的溶液:
51+1
1x10-molL-c(CH3COOH)+c(Na)=1x1O^molL
1+
D.0.1molL-NH4Cl溶液和O.lmoHJ氨水等體積混合后,溶液中c(C]-)>c(NH:)>c(OH)>c(H)
【答案】A
【詳解】A.20mL0.1mol-L-iCH3coONa溶液與lOmLSlmolI」鹽酸混合得到的溶液中含等物質(zhì)的量的
CH3coOH、NaCl和CH3coONa,則c(Na+)=2c(C(),根據(jù)質(zhì)子守恒可知,
c(CH3coOH)+2c(H+)=c(CH3coO)+2c(OH),綜上所述,
c(CH3co0H)+2c(H+)+c(Na+)=c(CH3coO-)+2c(OH-)+2c(C「),A正確;
B.().lmo卜LTNaOH溶液中通入SO2氣體至pH=7:溶液中氫離子濃度等于氫氧根離子,根據(jù)電荷守恒可知,
c(Na+)+c(H+)=c(HSO-)+2c(SO^)+c(OH),B錯(cuò)誤;
C.等物質(zhì)的量濃度的CH3COOH溶液與NaOH溶液等體積混合后得到pH=9的CH3COONa溶液,則
+91+
c(H)=lxlO-mol-L,c(OH-)=lxl()-5mo卜L/,根據(jù)質(zhì)子守恒可知,c(OH)-c(CH3COOH)=c(H),則
511
1x10-mol-L-c(CH3COOH)=IxlO^molL,C錯(cuò)誤;
D.O.lmolI/NH4cl溶液和O.lmo卜[J氨水等體積混合后,一水合氨的電離大于錢(qián)根離子的水解,則溶液顯
堿性,即離子濃度大小為:c(NH:)>c(Cl-)>c(OH)>c(H+),D錯(cuò)誤;故選A。
11
4.已知CH3coOH的K.=1.7x10-3;H2CO3Kal=4.5x10^,^=4.7xW;HCN的Ka=6.2x107°,下
列分析錯(cuò)誤的是()
+
A.NaHCC)3溶液中:c(Na)=C(CO1-)+c(HCO')+c(H2CO3)
B.等濃度的四種溶液,pH由大到小的順序?yàn)椋篘a2CO3>NaCN>NaHCO3>CH3COONa
C.向NaCN溶液中通入少量CO?,離子方程式為:2CN-+CO2+H2O=2HCN+CO:
D.10mLpH=2的鹽酸與醋酸溶液分別加水稀釋至1000mL,稀釋后溶液的pH,前者大于后者
【答案】C
【詳解】根據(jù)電離常數(shù)得到酸的強(qiáng)弱順序?yàn)镃H38OH>H2CO3>HCN>HCO;0
+
A.根據(jù)物料守恒,NaHCOs溶液中:c(Na)=c(COlj+c(HCO-)+C(H2CO3),選項(xiàng)A正確;B.等濃度的
四種溶液,根據(jù)越弱越水解,堿性更強(qiáng),因此pH由大到小的順序?yàn)椋?/p>
Na2CO3>NaCN>NaHCO3>CH3COONa,選項(xiàng)B正確;C.向NaCN溶液中通入少量CO2,由于
HCN>HCO;,貝ij反應(yīng)的離子方程式為:CN-+C02+H2O=HCN+HCO;,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.10mLpH=2的鹽酸與醋酸溶液分別加水稀釋至1000mL,由于醋酸稀釋過(guò)程中又電離,因此稀釋后醋
酸中氫離子濃度大于鹽酸中氫離子濃度,則稀釋后溶液的pH,前者大于后者,選項(xiàng)D正確;答案選C。
題型三水解常數(shù)與電離常數(shù)的關(guān)系與應(yīng)用
5.常溫下,向10mL0.10mol.LTHA溶液中滴入O.lOmoLLTiNaOH溶液,所加堿的體積與—gc水恒+)關(guān)
38
系如圖所示。已知常溫下,^sp[Fe(OH)J=1.0xl0-o下列說(shuō)法正確的是()
A.向a點(diǎn)溶液加入0.1625gFeCL;固體,無(wú)沉淀生成
B.b點(diǎn)溶液中存在:c(A-)-c(HA)=2x(10-5'2-IQ-88)mol-IT1
C.a到e過(guò)程中,水的電離程度逐漸增大
D.e點(diǎn)溶液的pH=7
【答案】B
0.1625g
【詳解】A.0.1625gFeCl3固體加入a點(diǎn)溶液后,F(xiàn)eCl3的物質(zhì)的量濃度為162.5g/mol_0.入Imol1mol/L,
~0.01L-0.01L-m°
此時(shí)溶液顯酸性,水電離出的氫離子濃度與氫氧根濃度相同,為1.0/10‘1110171,
Qc=0.1x(l()T)3=103>Ksp,有氫氧化鐵沉淀生成,A錯(cuò)誤;B.b點(diǎn)溶液中水電離出的氫離子和氫氧根
濃度相同,為1.0x10電8mol/L,溶質(zhì)成分為HA和NaA,且物質(zhì)的量之比為1:1,由于A-的水解程度小于HA
的電離程度,溶液顯酸性,氫離子濃度為1.0x10$2mol/L。根據(jù)電荷守恒:c(A-)+c(OH)=c(H+)+c(Na+)和物料
+
守恒:c(A-)+c(HA)=2c(Na),整理得出上)-"1扭)=2[9(11+)&0口)]=2><(10-52_10-&8)11101.17,B正確;
C.由a點(diǎn)到d點(diǎn),水的電離程度逐漸增大,到d點(diǎn)時(shí)恰好生成正鹽,水的電離程度最大,隨著NaOH溶液
的繼續(xù)加入,d點(diǎn)到e點(diǎn),水的電離程度減小,C錯(cuò)誤;D.加入lOmLNaOH溶液時(shí),達(dá)到滴定終點(diǎn),溶質(zhì)
為NaA,溶液顯堿性,e點(diǎn)加入的NaOH溶液體積大于10mL,故溶液顯堿性,pH>7,D錯(cuò)誤;故選B。
6.室溫下,向20mL0.10mol/LCH3coOH溶液中逐滴加入O.lOmol/LNaOH溶液,溶液中由水電離出H+濃度
的負(fù)對(duì)數(shù)Hgc(H})]與所加NaOH溶液體積關(guān)系如圖所示(忽略溶液混合引起的體積變化),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的
是()
+
A.d點(diǎn)溶液中:c(Na)+c(CH3COO)=0.Imol/L
B.c、e兩點(diǎn)溶液:c點(diǎn)顯中性,e點(diǎn)顯堿性
C.室溫下,CH3co0-的水解平衡常數(shù)的為1.0x10-9
D.b、f點(diǎn)溶液中均有:C(CH3COO)>C(CH3COOH)
【答案】A
【詳解】A.d點(diǎn)時(shí),CH3coOH與NaOH剛好完全反應(yīng),生成CH3coONa和水,此時(shí)c(CH3COONa)=0.05mol/L,
+
但CH3coey發(fā)生水解,濃度減小,所以溶液中:c(Na)+c(CH3COO)<0.Imol/L,A錯(cuò)誤;
B.c點(diǎn)時(shí),CH3coONa與CH3coOH共存,此時(shí)可認(rèn)為CH3coO不水解、CH3coOH不電離,溶液呈中性;
e點(diǎn)溶液中,CH3coONa與NaOH共存,-lgc(H條)=7,表明NaOH電離產(chǎn)生的OFT剛好抑制CH3coCT水解,
1f)-3
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