跟蹤檢測(cè)（五十一）專(zhuān)題研究——溶度積的相關(guān)計(jì)算及溶解圖像1．25℃CaCO3固體溶于水達(dá)飽和時(shí)物質(zhì)的量濃度是9.327×10－5mol·L－1，則CaCO3在該溫度下的Ksp為(　　)A．9.3×10－5　　　　　　　B．9.7×10－9C．7.6×10－17D．8.7×10－9解析：選D　CaCO3飽和溶液中c(Ca2＋)＝c(CO)＝9.327×10－5mol·L－1，Ksp＝c(Ca2＋)·c(CO)＝9.327×10－5×9.327×10－5≈8.7×10－9。2．一定溫度下的難溶電解質(zhì)AmBn在水溶液中達(dá)到溶解平衡。已知下表數(shù)據(jù)：物質(zhì)Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3Ksp/25℃8.0×10－162.2×10－204.0×10－38完全沉淀時(shí)的pH≥9.6≥6.43～4對(duì)含等物質(zhì)的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)A．向該溶液中加入少量鐵粉不能觀察到紅色固體析出B．該溶液中c(SO)∶[c(Cu2＋)＋c(Fe2＋)＋c(Fe3＋)]>5∶4C．向該溶液中加入適量氯水，并調(diào)節(jié)pH至3～4后過(guò)濾，得到純凈的CuSO4溶液D．向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到紅褐色沉淀解析：選C　用氯水氧化Fe2＋，溶液中引入了Cl－，得不到純凈CuSO4溶液，C錯(cuò)誤。3．以硫鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸所得的酸性廢水中砷元素含量極高，為控制砷的排放，采用化學(xué)沉降法處理含砷廢水，相關(guān)數(shù)據(jù)如下表，若混合溶液中Ca2＋、Al3＋、Fe3＋的濃度均為1.0×10－3mol·L－1，c(AsO)最大是(　　)難溶物KspCa3(AsO4)26.8×10－19AlAsO41.6×10－16FeAsO45.7×10－21A.5.7×10－18mol·L－1B．2.6×10－5mol·L－1C．1.6×10－13mol·L－1D．5.7×10－24mol·L－1解析：選A　若混合溶液中Ca2＋、Al3＋、Fe3＋的濃度均為1.0×10－3mol·L－1，依據(jù)Ksp大小可以得到，c3(Ca2＋)·c2(AsO)＝6.8×10－19；c(Al3＋)·c(AsO)＝1.6×10－16；c(Fe3＋)·c(AsO)＝5.7×10－21；計(jì)算得到c(AsO)分別約為2.6×10－5mol·L－1、1.6×10－13mol·L－1、5.7×10－18mol·L－1；所以最大值不能超過(guò)5.7×10－18mol·L－1。4．已知25℃時(shí)，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。向100mL該條件下的CaSO4飽和溶液中加入400mL0.01mol·L－1Na2SO4溶液，下列敘述正確的是(　　) A．溶液中析出CaSO4固體沉淀，最終溶液中c(SO)比原來(lái)的大B．溶液中無(wú)沉淀析出，溶液中c(Ca2＋)、c(SO)都變小C．溶液中析出CaSO4固體沉淀，溶液中c(Ca2＋)、c(SO)都變小D．溶液中無(wú)沉淀析出，但最終溶液中c(SO)比原來(lái)的大解析：選D　由圖像可知，Ksp(CaSO4)＝9.0×10－6，當(dāng)加入400mL0.01mol·L－1Na2SO4溶液時(shí)，此時(shí)c(Ca2＋)＝＝6×10－4mol·L－1，c(SO)＝＝8.6×10－3mol·L－1，Qc＝5.16×10－6＜Ksp(CaSO4)，所以溶液中無(wú)沉淀析出，但最終溶液中c(SO)比原來(lái)大。5．(2021·南陽(yáng)模擬)某溫度下，向10mL0.1mol·L－1CuCl2溶液中滴加0.1mol·L－1的Na2S溶液，滴加過(guò)程中溶液中－lgc(Cu2＋)與Na2S溶液體積(V)的關(guān)系如圖所示，已知：lg2＝0.3，Ksp(ZnS)＝3×10－25。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　)A．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)中，水的電離程度最大的為b點(diǎn)B．Na2S溶液中，c(S2－)＋c(HS－)＋c(H2S)＝2c(Na＋)C．該溫度下Ksp(CuS)＝4×10－36D．向100mLZn2＋、Cu2＋濃度均為10－5mol·L－1的混合溶液中逐滴加入10－4mol·L－1的Na2S溶液，Zn2＋先沉淀解析：選C　CuCl2、Na2S水解促進(jìn)水電離，b點(diǎn)是CuCl2與Na2S溶液恰好完全反應(yīng)的點(diǎn)，溶質(zhì)是NaCl，不影響水的電離，a點(diǎn)存在Cu2＋，促進(jìn)水的電離，c點(diǎn)存在S2－，促進(jìn)水的電離，水的電離程度最小的為b點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)物料守恒Na2S溶液中：2c(S2－)＋2c(HS－)＋2c(H2S)＝c(Na＋)，故B錯(cuò)誤；b點(diǎn)是CuCl2與Na2S溶液恰好完全反應(yīng)的點(diǎn)，c(Cu2＋)＝c(S2－)，根據(jù)b點(diǎn)數(shù)據(jù)，c(Cu2＋)＝2×10－18mol·L－1，該溫度下Ksp(CuS)＝4×10－36，故C正確；Ksp(ZnS)＝3×10－25大于Ksp(CuS)，所以向100mLZn2＋、Cu2＋濃度均為10－5mol·L－1的混合溶液中逐滴加入10－4mol·L－1的Na2S溶液，Cu2＋先沉淀，故D錯(cuò)誤。 6．(2021·鄭州第二次質(zhì)檢)常溫下，用AgNO3溶液分別滴定濃度均為0.01mol·L－1的KCl、K2C2O4溶液，所得的沉淀溶解平衡圖像如圖所示(不考慮C2O的水解)。下列敘述正確的是(　　)A．Ksp(Ag2C2O4)的數(shù)量級(jí)等于10－7B．N點(diǎn)表示AgCl的不飽和溶液C．向c(Cl－)＝c(C2O)的混合液中滴入AgNO3溶液時(shí)，先生成Ag2C2O4沉淀D．Ag2C2O4＋2Cl－===2AgCl＋C2O的平衡常數(shù)為109.04解析：選D　從題圖看出，當(dāng)c(C2O)＝10－2.46mol·L－1時(shí)，c(Ag＋)＝10－4mol·L－1，Ksp(Ag2C2O4)＝10－2.46×(10－4)2＝10－10.46，A錯(cuò)誤；分析題圖可知，當(dāng)c(Cl－)相同時(shí)，N點(diǎn)表示溶液中c(Ag＋)大于平衡時(shí)溶液中c(Ag＋)，則N點(diǎn)表示AgCl的過(guò)飽和溶液，B錯(cuò)誤；由題圖可以看出c(Ag＋)一定時(shí)，c(C2O)＞c(Cl－)，故先生成AgCl沉淀，C錯(cuò)誤；根據(jù)題圖可知c(Ag＋)＝10－4mol·L－1時(shí)，c(Cl－)＝10－5.75mol·L－1，所以Ksp(AgCl)＝10－4×10－5.75＝10－9.75，Ag2C2O4＋2Cl－===2AgCl＋C2O的平衡常數(shù)為＝＝＝109.04，D正確。7．(全國(guó)卷Ⅲ)在濕法煉鋅的電解循環(huán)溶液中，較高濃度的Cl－會(huì)腐蝕陽(yáng)極板而增大電解能耗?？上蛉芤褐型瑫r(shí)加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀從而除去Cl－。根據(jù)溶液中平衡時(shí)相關(guān)離子濃度的關(guān)系圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)A．Ksp(CuCl)的數(shù)量級(jí)為10－7B．除Cl－反應(yīng)為Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuClC．加入Cu越多，Cu＋濃度越高，除Cl－效果越好D．2Cu＋===Cu2＋＋Cu平衡常數(shù)很大，反應(yīng)趨于完全解析：選C　由題圖可知，當(dāng)－lg＝0時(shí)，lg約為－7，即c(Cl－)＝1mol·L－ 1，c(Cu＋)＝10－7mol·L－1，則Ksp(CuCl)＝c(Cu＋)·c(Cl－)的數(shù)量級(jí)為10－7，A項(xiàng)正確；根據(jù)題目信息可知B項(xiàng)正確；Cu為固體，濃度視為常數(shù)，只要滿足反應(yīng)用量即可，過(guò)多的銅也不會(huì)影響平衡狀態(tài)的移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖可知，交點(diǎn)處c(Cu＋)＝c(Cu2＋)≈10－6mol·L－1，則2Cu＋===Cu2＋＋Cu的平衡常數(shù)K＝≈106，該平衡常數(shù)很大，因而反應(yīng)趨于完全，D項(xiàng)正確。8．(2021·廣東茂名一模)已知：pC＝－lgc，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20和Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，常溫下，測(cè)得兩種金屬離子的pC與pH的變化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　)A．加入氨水調(diào)節(jié)pH，可除去MgSO4溶液中的CuSO4雜質(zhì)B．pH調(diào)到Q點(diǎn)，則Mg2＋和Cu2＋都已完全沉淀C．在濃度均為1mol·L－1CuSO4和MgSO4的混合溶液中，存在：c(Cu2＋)＋c(Mg2＋)＞c(SO)D．L1代表pc(Cu2＋)隨pH的變化，L2代表pc(Mg2＋)隨pH的變化解析：選D　由于Ksp[Cu(OH)2]＜Ksp[Mg(OH)2]，則前者的溶解度小于后者，含有Mg2＋、Cu2＋的溶液中加入氨水，先產(chǎn)生Cu(OH)2沉淀，通過(guò)過(guò)濾可除去Cu2＋，但引入了新雜質(zhì)NH，應(yīng)加入MgO調(diào)節(jié)pH，A錯(cuò)誤。圖中Q點(diǎn)溶液的pH約為9，此時(shí)c(OH－)≈1.0×10－5mol·L－1，則c(Cu2＋)＝＝mol·L－1＝2.2×10－10mol·L－1＜1.0×10－5mol·L－1，則Cu2＋沉淀完全；c(Mg2＋)＝＝mol·L－1＝1.8×10－1mol·L－1＞1.0×10－5mol·L－1，則Mg2＋未沉淀完全，B錯(cuò)誤。由于Cu2＋、Mg2＋均能發(fā)生水解反應(yīng)，則根據(jù)物料守恒可得，c(Cu2＋)＋c(Mg2＋)＜c(SO)，C錯(cuò)誤。由圖可知，當(dāng)金屬離子的濃度為1.0mol·L－1，即pC＝0時(shí)，開(kāi)始生成沉淀的pH分別約為4、9，又Ksp[Cu(OH)2]＜Ksp[Mg(OH)2]，故L1代表pc(Cu2＋)隨pH的變化，L2代表pc(Mg2＋)隨pH的變化，D正確。9．已知鋅及其化合物的性質(zhì)與鋁及其化合物的性質(zhì)相似。常溫下，如圖橫坐標(biāo)為溶液的pH，縱坐標(biāo)為Zn2＋或[Zn(OH)4]2－的物質(zhì)的量濃度的對(duì)數(shù)。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　) A．在該溫度下，Zn(OH)2的溶度積(Ksp)為1×10－17B．往1.0L1.0mol·L－1ZnCl2溶液中加入NaOH固體至pH＝6.0，需NaOH2.0molC．往ZnCl2溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，反應(yīng)的離子方程式為Zn2＋＋4OH－===[Zn(OH)4]2－D．某廢液中含Zn2＋，為提取Zn2＋可以控制溶液pH的范圍為8.0～12.0解析：選B　當(dāng)Zn2＋的物質(zhì)的量濃度的對(duì)數(shù)等于－5.0時(shí)，即Zn2＋的濃度為1×10－5mol·L－1時(shí)，Zn2＋已沉淀完全，此時(shí)溶液的pH＝8.0，即c(OH－)＝1×10－6mol·L－1，所以Zn(OH)2的溶度積Ksp＝c(Zn2＋)·c2(OH－)＝1×10－5×(1×10－6)2＝1×10－17，A項(xiàng)說(shuō)法正確；根據(jù)圖像知，pH＝7時(shí)，Zn2＋的物質(zhì)的量濃度的對(duì)數(shù)等于－3.0，即c(Zn2＋)＝1×10－3mol·L－1，當(dāng)pH＝6.0時(shí)，c(Zn2＋)>1×10－3mol·L－1，即ZnCl2溶液中只有部分Zn2＋生成Zn(OH)2沉淀，則加入的n(NaOH)<2n(ZnCl2)，即n(NaOH)<2.0mol，B項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；結(jié)合圖像可知，當(dāng)NaOH溶液足量時(shí)，鋅的存在形式為[Zn(OH)4]2－，所以反應(yīng)的離子方程式為Zn2＋＋4OH－===[Zn(OH)4]2－，C項(xiàng)說(shuō)法正確；由圖像可知，當(dāng)Zn2＋完全轉(zhuǎn)化為沉淀時(shí)，需控制溶液的pH為8.0～12.0，D項(xiàng)說(shuō)法正確。10．資源綜合利用既符合綠色化學(xué)理念，也是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。一種難溶的廢棄礦渣雜鹵石，其主要成分可表示為K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O，已知它在水溶液中存在如下平衡：K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O2K＋＋4SO＋Mg2＋＋2Ca2＋＋2H2O為了充分利用鉀資源，一種溶浸雜鹵石制備K2SO4的工藝流程如圖所示：(1)操作①的名稱(chēng)是________。(2)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋Ca(OH)2溶液能溶解出雜鹵石中K＋的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)除雜質(zhì)環(huán)節(jié)，為除去Ca2＋，可先加入________溶液，經(jīng)攪拌等操作后，過(guò)濾，再向?yàn)V液中滴加稀H2SO4，調(diào)節(jié)溶液pH至________(填“酸性”“中性”或“堿性”)。(4)操作②的步驟包括(填操作過(guò)程)：________________、過(guò)濾、洗滌、干燥。(5)有人用可溶性碳酸鹽作為溶浸劑，浸溶原理可表示為CaSO4(s)＋CO(aq)CaCO3(s)＋SO(aq)。已知：常溫下，Ksp(CaCO3)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝4.95×10－5。則常溫下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝__________。(保留3位有效數(shù)字)解析：(1)通過(guò)操作①實(shí)現(xiàn)固體和液體分離，操作①的名稱(chēng)是過(guò)濾。(2)加入Ca(OH)2溶液， Mg2＋轉(zhuǎn)化成Mg(OH)2沉淀，SO與Ca2＋結(jié)合轉(zhuǎn)化為CaSO4沉淀，K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O2K＋＋4SO＋Mg2＋＋2Ca2＋＋2H2O平衡正向移動(dòng)，促使雜鹵石中的K＋溶解。(3)為除去Ca2＋，可先加入K2CO3溶液，生成碳酸鈣沉淀，過(guò)濾后再向?yàn)V液中滴加稀H2SO4，調(diào)節(jié)溶液pH至中性除去過(guò)量的碳酸鉀。(4)為從溶液中得到溶質(zhì)，需依次經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥等步驟。(5)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝＝≈1.77×104。答案：(1)過(guò)濾(2)Mg2＋轉(zhuǎn)化成Mg(OH)2沉淀，SO與Ca2＋結(jié)合轉(zhuǎn)化為CaSO4沉淀，平衡右移，促使雜鹵石溶解(3)K2CO3　中性(4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶(5)1.77×10411．請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題：(1)已知25℃時(shí)，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20。在25℃下，向濃度均為0.1mol·L－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成________沉淀(填化學(xué)式)，生成該沉淀的離子方程式為_(kāi)________________________________________。(2)25℃時(shí)，向0.01mol·L－1的MgCl2溶液中，逐滴加入濃NaOH溶液，剛好出現(xiàn)沉淀時(shí)，溶液的pH為_(kāi)_______；當(dāng)Mg2＋完全沉淀時(shí)，溶液的pH為_(kāi)_______(忽略溶液體積變化，已知lg2.4＝0.4，lg7.5＝0.9)。(3)已知25℃時(shí)，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，則將AgCl放在蒸餾水中形成飽和溶液，溶液中的c(Ag＋)約為_(kāi)_____mol·L－1。(4)已知25℃時(shí)，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，該溫度下反應(yīng)Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常數(shù)K＝________。解析：(1)Mg(OH)2、Cu(OH)2的結(jié)構(gòu)類(lèi)型相同，Cu(OH)2溶度積更小，溶解度小，加入相同的濃度的氨水，Cu(OH)2最先析出，反應(yīng)離子方程式為Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH。(2)已知c(MgCl2)＝0.01mol·L－1，逐滴加入濃NaOH溶液，當(dāng)剛好出現(xiàn)沉淀時(shí)，c(Mg2＋)＝0.01mol·L－1，故c(OH－)＝mol·L－1＝4.2×10－5mol·L－1，c(H＋)＝＝2.4×10－10mol·L－1，故pH＝9.6；一般認(rèn)為溶液中離子濃度小于1.0×10－5mol·L－1時(shí)沉淀完全，故Mg2＋完全沉淀時(shí)有c(Mg2＋)＝1.0×10－5mol·L－1，故c(OH－)＝ mol·L－1＝1.34×10－3mol·L－1，c(H＋)＝mol·L－1＝7.5×10－12mol·L－1，故pH＝11.1。(3)將AgCl放在蒸餾水中形成飽和溶液，應(yīng)滿足c(Cl－)·c(Ag＋)＝Ksp(AgCl)，則c(Cl－)＝c(Ag＋)＝mol·L－1＝1.3×10－5mol·L－1。(4)Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝2.79×10－39，反應(yīng)Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋H2O的平衡常數(shù)K＝＝＝c(Fe3＋)·c3(OH－)×1042＝2.79×10－39×1042＝2.79×103。答案：(1)Cu(OH)2　Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH　(2)9.6　11.1　(3)1.3×10－5　(4)2.79×10312．(1)硫元素有多種化合價(jià)，可形成多種化合物。H2S和SO2在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要應(yīng)用。H2S氣體溶于水形成的氫硫酸是一種二元弱酸，25℃時(shí)，在0.10mol·L－1H2S溶液中，通入HCl氣體或加入NaOH固體以調(diào)節(jié)溶液pH，溶液pH與c(S2－)關(guān)系如圖所示(忽略溶液體積的變化、H2S的揮發(fā))。①pH＝13時(shí)，溶液中的c(H2S)＋c(HS－)＝______mol·L－1。②某溶液含0.01mol·L－1Fe2＋、未知濃度的Mn2＋和0.10mol·L－1H2S，當(dāng)溶液pH＝________時(shí)，F(xiàn)e2＋開(kāi)始沉淀；當(dāng)Mn2＋開(kāi)始沉淀時(shí)，溶液中＝________。[已知：Ksp(FeS)＝1.4×10－19，Ksp(MnS)＝2.8×10－13](2)已知鉬酸鈉(Na2MoO4)溶液中c(MoO)＝0.40mol·L－1，c(CO)＝0.52mol·L－1，由鉬酸鈉溶液制備鉬酸鈉晶體時(shí)，需加入Ba(OH)2固體以除去CO，當(dāng)BaMoO4開(kāi)始沉淀時(shí)，CO的去除率為_(kāi)_______。[已知：Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9，Ksp(BaMoO4)＝4.0×10－8，忽略溶液的體積變化]解析：(1)①根據(jù)溶液pH與c(S2－)關(guān)系圖，pH＝13時(shí)，c(S2－)＝5.7×10－2mol·L－1，在0.10mol·L－1H2S溶液中根據(jù)硫守恒c(H2S)＋c(HS－)＋c(S2－)＝0.10mol·L－1，所以c(H2S)＋c(HS－)＝(0.10－5.7×10－2)mol·L－1＝0.043mol·L－1。②當(dāng)Qc＝Ksp(FeS)時(shí)開(kāi)始沉淀，所以c(S2－)＝＝mol·L－1＝1.4×10－17mol·L－1，結(jié)合圖像得出此時(shí)的pH＝2 ；溶液中＝＝＝2×106。(2)當(dāng)BaMoO4開(kāi)始沉淀時(shí)溶液中c(Ba2＋)＝＝mol·L－1＝1×10－7mol·L－1，溶液中碳酸根離子濃度c(CO)＝＝2.6×10－2mol·L－1，所以CO的去除率為×100%＝95%。答案：(1)①0.043　②2　2.0×106　(2)95%