2022高考化学一轮复习-专题十八-盐类水解和难溶电解质的溶解平衡1练习.docx

2022高考化学一轮复习 专题十八 盐类水解和难溶电解质的溶解平衡1练习

2022高考化学一轮复习 专题十八 盐类水解和难溶电解质的溶解平衡1练习

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- 10 -

专题十八　盐类水解和难溶电解质的溶解平衡
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考点1　盐类水解及其应用
1.[2020天津,7,3分]常温下,下列有关电解质溶液的说法错误的是(　　)
A.相同浓度的HCOONa和NaF两溶液,前者的pH较大,则Ka(HCOOH)>Ka(HF)
B.相同浓度的CH3COOH和CH3COONa两溶液等体积混合后pH约为4.7,则溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C.FeS溶于稀硫酸,而CuS不溶于稀硫酸,则Ksp(FeS)>Ksp(CuS)
D.在1 mol·L-1 Na2S溶液中,c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=1 mol·L-1
2.[2019北京,12,6分]实验测得0.5 mol·L-1 CH3COONa溶液、0.5 mol·L-1 CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.随温度升高,纯水中c(H+)>c(OH-)
B.随温度升高,CH3COONa溶液的c(OH-)减小
C.随温度升高,CuSO4溶液的pH变化是Kw改变与水解平衡移动共同作用的结果
D.随温度升高,CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低,是因为CH3COO-、Cu2+水解平衡移动方向不同
3.[2019江苏,14,4分][双选]室温下,反应HCO3-+H2OH2CO3+OH-的平衡常数K=2.2×10-8。将NH4HCO3溶液和氨水按一定比例混合,可用于浸取废渣中的ZnO。若溶液混合引起的体积变化可忽略,室温时下列指定溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是(　　)
A.0.2 mol·L-1氨水:c(NH3·H2O)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
B.0.2 mol·L-1NH4HCO3溶液(pH>7):c(NH4+)>c(HCO3-)>c(H2CO3)>c(NH3·H2O)
C.0.2 mol·L-1氨水和0.2 mol·L-1 NH4HCO3溶液等体积混合:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)
D.0.6 mol·L-1氨水和0.2 mol·L-1 NH4HCO3溶液等体积混合:c(NH3·H2O)+c(CO32-)+c(OH-)=0.3 mol·L-1+c(H2CO3)+c(H+)
考点2　沉淀溶解平衡
4.[2019全国卷Ⅱ,12,6分]绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度
B.图中各点对应的Ksp的关系为Ksp(m)=Ksp(n)<Ksp(p)<Ksp(q)
C.向m点的溶液中加入少量Na2S固体,溶液组成由m沿mpn线向p方向移动
D.温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
5.[2021上海徐汇区模拟]常温下,用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01 mol·L-1的KCl、K2C2O4溶液,所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考虑C2O42-的水解)。 下列叙述正确的是(　　)

A.Ksp(Ag2C2O4)的数量级为10-7
B.n点表示AgCl的不饱和溶液
C.向c(Cl-)=c(C2O42-)的混合液中滴入AgNO3溶液时,先生成Ag2C2O4沉淀
D.Ag2C2O4+2Cl-2AgCl+C2O42-的平衡常数为109.04
6.[2019全国卷Ⅲ,26节选,12分]高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如图所示。回答下列问题:

相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg2+
Zn2+
Ni2+
开始沉淀的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
8.9

(1)“滤渣1”含有S和　　　　;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是　　　　。 
(3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为　　　　~6之间。 
(4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是　　　　。 
(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(6)写出“沉锰”的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　。 
拓展变式
1.(1)已知SOCl2是一种液态化合物,沸点为77 ℃。遇水剧烈反应,液面上产生白雾,并有能使品红溶液褪色的有刺激性气味的气体产生。
①写出SOCl2与水反应的化学方程式:　　　　　　　　　。  
②直接蒸干AlCl3溶液不能得到无水AlCl3,使SOCl2与AlCl3·6H2O混合加热,可得到无水AlCl3,试解释原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 
(2)[人教版《化学》(选修4)第60页第10题改编]Sb2O3在工业中有着广泛用途,实验室可利用SbCl3的水解反应制取Sb2O3。请回答下列问题:
①SbCl3是无色晶体,在空气中微发烟,分子中所有原子都达到了8电子稳定结构,请写出SbCl3的电子式:　　　　　。 
②利用SbCl3的水解反应制取Sb2O3(SbCl3的水解分三步进行,中间产物有SbOCl等)时,其总反应可表示为2SbCl3+3H2OSb2O3+6HCl,为了促进水解反应趋于完全,可采取的措施:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写两点即可)。 
2.[2020浙江7月选考,23,2分]常温下,用0.1 mol·L-1氨水滴定10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合液,下列说法不正确的是(　　)
A.在氨水滴定前,HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl-)>c(CH3COO-)
B.当滴入氨水10 mL时,c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.当滴入氨水20 mL时,c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
D.当溶液呈中性时,氨水滴入量大于20 mL,c(NH4+)<c(Cl-)
3.[2020山东济宁质检]硒是典型的半导体材料,在光照下导电性可提高近千倍。图1所示是从某工厂的硒化银半导体废料(含Ag2Se、Cu单质)中提取硒、银的工艺流程图。

图1
回答下列问题:
(1)为提高反应①的浸出速率,可采取的措施为　　　(答出两条)。 
(2)已知反应③生成一种可参与大气循环的气体单质,写出该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　。 
(3)反应②的离子方程式为Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+SO42-(aq);常温下,Ag2SO4、AgCl的饱和溶液中Ag+和阴离子的浓度关系如图2所示[pAg+=-lg c(Ag+),pM=-lg c(阴离子),阴离子为SO42-、Cl-]。则Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+SO42-(aq)的化学平衡常数的数量级为　　　　。 

图2
(4)写出反应④的化学方程式:  　。 
(5)工业上电解精炼粗银时,电解液的pH为1.5~2,电流为5~10 A,若电解液pH太小,电解精炼过程中阴极除了银离子放电,还会发生　　　　　　　　　　(写电极反应式),若用10 A的电流电解60 min后,得到32.4 g Ag,则该电解池的电解效率为　　　　%。(保留3位有效数字。通过一定电荷量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电荷量时理论上应沉积的金属质量之比叫电解效率。法拉第常数为96 500 C·mol-1) 
4.常温下,向10 mL 0.1 mol·L-1 CuCl2溶液中滴加0.1 mol·L-1 Na2S溶液,滴加过程中-lg c(Cu2+)与Na2S溶液体积的关系如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.Ksp(CuS)的数量级为10-35
B.曲线上各点对应的溶液均满足关系式:c(S2-)·c(Cu2+)=Ksp(CuS)
C.a、b、c三点中,由水电离的c(H+)和c(OH-)的积最小的为b点
D.c点溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(S2-)>c(OH-)>c(H+)
答案
专题十八　盐类水解和难溶电解质的溶解平衡

1.A　相同浓度的HCOONa和NaF两溶液,前者的pH较大,说明醋酸根离子的水解能力强于氟离子,酸根离子的水解能力越强,对应酸的酸性越弱,HF的酸性比HCOOH强,A项错误;等浓度的CH3COOH和CH3COONa混合溶液呈酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则离子浓度关系:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),B项正确;FeS溶于稀硫酸,而CuS不溶于稀硫酸,说明FeS的溶解度大于CuS,Ksp(FeS)>Ksp(CuS),C项正确;根据物料守恒可知,c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=1 mol·L-1,D项正确。
2.C　任何温度时,纯水中H+浓度与OH-浓度始终相等,A项错误;随温度升高,CH3COONa的水解程度增大,溶液中c(OH-)增大,且温度升高,水的电离程度增大,c(OH-)也增大,B项错误;温度升高,水的电离程度增大,c(H+)增大,又CuSO4水解使溶液显酸性,温度升高,水解平衡正向移动,故c(H+)增大,C项正确;温度升高,能使电离平衡和水解平衡均向正反应方向移动,而CH3COONa溶液随温度升高pH降低的原因是水的电离程度增大得多,而CuSO4溶液随温度升高pH降低的原因是Cu2+水解程度增大得多,D项错误。
3.BD　A项,氨水中存在NH3·H2ONH4++OH-,H2OH++OH-,氨水中NH3·H2O部分电离,主要以NH3·H2O分子的形式存在,两个电离方程式均电离出OH-,所以c(OH-)>c(NH4+),错误;B项,NH4HCO3溶液显碱性,说明HCO3-的水解程度大于NH4+的水解程度,所以c(NH4+)>c(HCO3-)>c(H2CO3)>c(NH3·H2O),正确;C项,由物料守恒可知,n(N)∶n(C)=2∶1,则有c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)],错误;D项,由物料守恒可知,n(N)∶n(C)=4∶1,则有c(NH4+)+c(NH3·H2O)=4[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)]①,电荷守恒关系式为c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)②,结合①②消去c(NH4+),得c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(H+)+4c(H2CO3)+3c(HCO3-)+2c(CO32-)③,0.2 mol·L-1NH4HCO3溶液与0.6 mol·L-1氨水等体积混合后,c(NH4HCO3)=0.1 mol·L-1,由C守恒可知,c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)=0.1 mol·L-1④,将③两边各加一个c(CO32-),则有c(NH3·H2O)+c(OH-)+c(CO32-)=c(H+)+c(H2CO3)+3c(H2CO3)+3c(HCO3-)+3c(CO32-)⑤,将④代入⑤中得c(NH3·H2O)+c(OH-)+c(CO32-)=c(H+)+c(H2CO3)+0.3 mol·L-1,正确。
4.B　a、b分别表示温度为T1、T2时溶液中Cd2+和S2-的物质的量浓度,可间接表示对应温度下CdS在水中的溶解度,A项正确。m、p、n点均为温度为T1的曲线上的点,q为温度为T2的曲线上的点,结合p、q两点对应阴、阳离子物质的量浓度可确定对应温度下Ksp的大小,一般来说,Ksp随温度升高而逐渐增大,由此可确定温度:T1<T2。Ksp只受温度影响,即m、n、p三点对应的Ksp相同,又T1<T2,故Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p)<Ksp(q),B项错误。向m点的溶液中加入少量Na2S固体,溶液中c(S2-)增大,温度不变,Ksp不变,则溶液中c(Cd2+)减小,溶液组成由m点沿mpn线向p方向移动,C项正确。温度降低时,CdS的溶解度减小,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动,D项正确。
5.D　根据Ksp(Ag2C2O4)=c2(Ag+)·c(C2O42-),可得lg Ksp(Ag2C2O4)=2lg c(Ag+)+lg c(C2O42-),由题图可知,-lg c(Ag+)=4时,lg c(C2O42-)=-2.46,则lg Ksp(Ag2C2O4)=2×(-4)-2.46=-10.46,Ksp(Ag2C2O4)=10-10.46=100.54×10-11,故Ksp(Ag2C2O4)的数量级为10-11,A项错误;通过n点向纵轴作垂线,该垂线与AgCl的沉淀溶解平衡曲线的交点为沉淀溶解平衡状态,即为AgCl的饱和溶液,而n点与该交点相比,纵坐标相同,但横坐标大于该交点的横坐标,即n点c(Cl-)大于该交点的c(Cl-),故n点Qc>Ksp(AgCl),有沉淀产生,B项错误;由题图可知当lg c(Cl-)与lg c(C2O42-)相等时,达到饱和溶液时,AgCl对应的-lg c(Ag+)大,即c(Ag+)小,因此产生沉淀时,AgCl对应的c(Ag+)小,故滴入AgNO3溶液时先产生AgCl沉淀,C项错误;该反应的平衡常数K=c(C2O42-)c2(Cl-),两边取对数,lg K=lg c(C2O42-)-2lg c(Cl-),当-lg c(Ag+)=4时,lg c(Cl-)=-5.75,lg c(C2O42-)=-2.46,lg K=-2.46-2×(-5.75)=9.04,故K=109.04,D项正确。
6.(除标明外,每空2分)(1)SiO2(不溶性硅酸盐)(1分)　MnO2+MnS+2H2SO42MnSO4+S+2H2O　(2)将Fe2+氧化为Fe3+(1分)　(3)4.7　(4)NiS和ZnS　(5)F-与H+结合形成弱电解质HF,MgF2Mg2++2F-平衡向右移动　(6)Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O
【解析】　

(1)硫化锰矿中硅元素主要以SiO2或不溶性硅酸盐形式存在,则“滤渣1”的主要成分为S和SiO2(或不溶性硅酸盐)。结合“滤渣1”中含S,可知“溶浸”时MnO2与MnS在酸性条件下发生氧化还原反应生成MnSO4和S,根据得失电子守恒、原子守恒可配平该反应。(2)“溶浸”后溶液中含Fe2+,“氧化”中加入的适量MnO2能将Fe2+氧化为Fe3+。(3)“调pH”除去Fe3+和Al3+时,结合表格中数据信息可知需控制溶液的pH在4.7~6之间。(4)“除杂1”中加入Na2S能将Zn2+和Ni2+分别转化为沉淀除去,故“滤渣3”的主要成分为NiS和ZnS。(5)“除杂2”中F-与Mg2+反应生成MgF2沉淀,若溶液酸度过高,则F-与H+结合生成弱电解质HF,导致MgF2(s)Mg2+(aq)+2F-(aq)平衡向右移动,Mg2+不能完全除去。(6)“沉锰”时Mn2+与HCO3-反应生成MnCO3并放出CO2,由此可写出离子方程式。

1.(1)①SOCl2+H2OSO2↑+2HCl↑　②SOCl2与水反应,一方面消耗水,另一方面生成酸抑制AlCl3的水解
(2)①　②加大量的水、加热(或加氨水等其他合理答案)
【解析】　(1)①根据题给信息,可写出SOCl2与水反应的化学方程式,即SOCl2+H2OSO2↑+2HCl↑。②AlCl3溶液易水解,AlCl3·6H2O与SOCl2混合加热,SOCl2与AlCl3·6H2O中的结晶水作用,生成无水AlCl3、SO2和HCl气体,SO2和HCl溶于水呈酸性抑制AlCl3水解。(2)①SbCl3是无色晶体,在空气中微发烟,说明其是共价化合物,分子中所有原子都达到了8电子稳定结构,则SbCl3的电子式为。②SbCl3的水解反应属于吸热反应,加大量的水、加热或加氨水等,都可以促进水解反应趋于完全。
2.D　HCl是强电解质,完全电离,醋酸是弱电解质,部分电离,浓度相同的HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl-)>c(CH3COO-),A项正确;当滴入氨水10 mL时,加入的氨水的体积、浓度和初始醋酸溶液的体积、浓度均相等,由物料守恒可知,c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),B项正确;当滴入氨水20 mL时,溶液中溶质为CH3COONH4和NH4Cl,根据电荷守恒式c(NH4+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(OH-),物料守恒式c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(Cl-),可得c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-),C项正确;恰好反应时,生成等物质的量的氯化铵和醋酸铵,此时溶液呈酸性,若溶液呈中性,则氨水滴入量大于20 mL,c(NH4+)>c(Cl-),D项错误。
3.(1)加热、增大硫酸的浓度(或粉碎固体废料、搅拌等,合理即可)　(2)4AgCl+N2H4·H2O+4OH-4Ag+4Cl-+N2↑+5H2O　(3)1014　(4)H2SeO3+2SO2+H2O2H2SO4+Se↓　(5)2H++2e-H2↑　80.4
【解析】　(1)为了提高浸出速率,可以采取的措施有加热、增大硫酸的浓度、粉碎固体废料、搅拌等。(2)反应③中AgCl转化为Ag,Ag的化合价降低,则N2H4·H2O中N的化合价升高,结合题意知N2H4·H2O转化为N2,反应的离子方程式为4AgCl+N2H4·H2O+4OH- 4Ag+4Cl-+N2↑+5H2O。(3)根据题图2,可以计算出Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-5×10-4.75=10-9.75,Ksp(Ag2SO4)=c2(Ag+)·c(SO42-)=(10-2)2×10-1=10-5。该反应的平衡常数K=c(SO42-)c2(Cl-)=c2(Ag+)·c(SO42-)c2(Ag+)·c2(Cl-)=Ksp(Ag2SO4)Ksp2(AgCl)=10-5(10-9.75)2=1014.5=100.5×1014,1<100.5<10,故该反应的平衡常数的数量级为1014。(4)反应④为SO2和H2SeO3的反应,H2SeO3转化为Se,被还原,则SO2被氧化,转化为H2SO4,根据得失电子守恒和原子守恒,配平化学方程式,即H2SeO3+2SO2+H2O2H2SO4+Se↓。(5)若电解液的pH太小,则阴极上除了Ag+放电,H+也会放电,H+放电的电极反应式为2H++2e-H2↑。60 min通过的电荷量为3 600 s×10 A=36 000 C,通过的电子的物质的量为 36000C96500C·mol-1≈0.373 mol,理论上应沉积Ag的质量为0.373 mol×108 g·mol-1≈40.29 g,故该电解池的电解效率为32.4g40.29g×100%≈80.4%。
4.A　从题图中可以看出,达到滴定终点时溶液中c(Cu2+)=c(S2-)=10-17.7 mol·L-1,则Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=10-17.7×10-17.7=10-35.4=100.6×10-36,故Ksp(CuS)的数量级为10-36,A项错误;该曲线为Na2S溶液滴定CuCl2溶液的滴定曲线,滴定过程中发生反应S2-+Cu2+CuS↓,CuS发生沉淀溶解平衡,故曲线上任意一点均满足c(S2-)·c(Cu2+)=Ksp(CuS),B项正确;Cu2+单独存在或S2-单独存在时均会水解,水解促进水的电离,b点时恰好完全反应,此时水的电离程度最小,即由水电离的c(H+)和c(OH-)的积最小,C项正确;c点溶液中含0.002 mol NaCl和0.001 mol Na2S,由于S2-水解使溶液显碱性,故c点溶液中有c(Na+)>c(Cl-)>c(S2-) >c(OH-) >c(H+),D项正确。