2023版高考化学一轮复习8.4难溶电解质的溶解平衡练习含解析新人教版.doc

难溶电解质的溶解平衡
闻名于世的桂林溶洞、北京石花洞、娄底梅山龙宫，它们就是由于水和二氧化碳的缓慢侵蚀而创造出来的杰作。
石灰石的主要成分为CaCO3，当它遇到溶有CO2的水时就会发生反响变成可溶性的碳酸氢钙，溶有碳酸氢钙的水，当从溶洞顶滴到洞底时，由于水分的蒸发或压强减小，以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙的沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋等，洞顶的钟乳石与地面的石笋连接起来了，就会形成奇特的石柱。反响的化学方程式为
CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2，
Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O。
在自然界中不断发生上述反响于是就形成了溶洞中的各种景观。
问题1.CaCO3难溶于水，属于电解质吗？(素养角度——宏观辨识与微观探析)
提示：是。CaCO3难溶于水，但其属于盐类，属于强电解质。
问题2.试从溶解平衡的角度解释碳酸钙溶于含有CO2的水的原理？(素养角度——变化观念与平衡思想)
提示：CaCO3溶于水的溶解平衡为CaCO3(s)Ca2+(aq)+C(aq)，当遇到含有CO2的水时发生：CO2+H2O+C2 HC，促进碳酸钙的溶解平衡向右进行，逐渐溶解，生成Ca(HCO3)2溶液。
问题3.“滴水石穿〞是物理变化还是化学变化？你能解释其道理吗？(素养角度——变化观念与平衡思想)
提示：化学变化。原理同问题2。
问题4.碳酸钙可以溶于强酸(如硝酸)，但硫酸钡不能溶于强酸，为什么？(素养角度——变化观念与平衡思想)
提示：CaCO3的溶解平衡为CaCO3(s)Ca2+(aq)+C(aq)，参加硝酸后C与H+反响生成CO2，使c(C)减小，溶解平衡右移，碳酸钙逐渐溶解；BaSO4的溶解平衡为BaSO4(s)Ba2+(aq)+S(aq)，参加硝酸后， Ba2+、S都不与H+和N反响，两者浓度都不改变，平衡不移动，故BaSO4不溶解。
1.镁在自然界中以化合态存在，主要分布于镁矿石(白云石矿、菱镁矿等)、盐湖、海水等资源中。
某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：
模拟海水中
的离子浓度
/mol·L-1
Na+
Mg2+
Ca2+
Cl-
HC
0.439
0.050
0.011
0.560
0.001
注：溶液中某种离子的浓度小于1.0×10-5 mol·L-1，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变。：
Ksp(CaCO3)=4.96×10-9，Ksp(MgCO3)=6.82×10-6 ，
Ksp[Ca(OH)2]=4.68×10-6，Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12。
以下说法中正确的选项是 (　　)
A.沉淀物X为CaCO3
B.滤液M中存在Mg2+，不存在Ca2+
C.滤液N中存在Mg2+、Ca2+
D.步骤②中假设改为参加4.2 g NaOH固体，沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物
【解析】选A。参加NaOH溶液， HC与OH-反响生成C，此时c(Ca2+)·c(C)=0.011×0.001=1.1×10-5>Ksp(CaCO3)，c(Mg2+)·c(C)=0.050×0.001=5×10-5>Ksp(MgCO3)，由于Ksp(CaCO3)<Ksp(MgCO3)，因此先生成CaCO3沉淀，生成沉淀后溶液中c(C)==4.5×10-7<1×10-5，因此C完全沉淀，那么无MgCO3沉淀生成，A对；滤液M中c(Ca2+)=0.010 mol·L-1，c(Mg2+)=0.050 mol·L-1，B错；pH=
11时，c(OH-)=10-3 mol·L-1，c(Ca2+)·c2(OH-)=10-2×10-6=10-8<4.68×10-6，Ca2+不沉淀，c(Mg2+)·c2(OH-)=5×10-2×10-6=5×10-8>5.61×10-12，Mg2+沉淀，故滤液N中存在Ca2+，不存在Mg2+，C错；假设改为参加4.2 g NaOH固体，那么c(OH-)=
0.105 mol·L-1，那么c(Mg2+)·c2(OH-)=0.050×(0.105)2=5.51×10-4>Ksp[Mg(OH)2]，c(Ca2+)·c2(OH-)=0.010×(0.105)2=1.10×10-4>Ksp[Ca(OH)2]，由于Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Ca(OH)2]，那么先生成Mg(OH)2沉淀，并且沉淀完全，生成沉淀后溶液中c(OH-)=(0.105-0.05×2) mol·L-1=0.005 mol·L-1，此时c(Ca2+)·c2(OH-)=0.010×(0.005)2=2.5×10-7<Ksp[Ca(OH)2]，故无Ca(OH)2沉淀生成，D错。
2.一种废料的主要成分是铁镍合金，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备纯度较高的氢氧化镍(常温下Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15)，工艺流程如图。以下表达错误的选项是 (　　)
A.废渣的主要成分为二氧化硅
B.黄钠铁矾渣中铁元素为+3价
C.除钙镁过程中，为了提高钙镁的去除率，氟化钠实际用量应该越多越好
D.“沉镍〞过程中为了将镍沉淀完全，需调节溶液pH>9
【解析】选C。酸溶后过滤所得废渣的主要成分为二氧化硅，A正确；双氧水具有强氧化性，参加双氧水将Fe2+全部氧化为Fe3+，所以黄钠铁矾渣中铁元素为+3价，B正确；根据流程图可知除铜后的滤液应显酸性，假设NaF的用量过大，会生成剧毒物质HF，污染环境，还会浪费原料、增加本钱，故氟化钠的用量不是越多越好，C错误；Ksp[Ni(OH)2]=c(Ni2+)c2(OH-)=1.0×10-5×c2(OH-)=2.0×10-15，那么c(OH-)=×10-5 mol·L-1，c(H+)=×10-9 mol·L-1，那么“沉镍〞过程中为了将镍沉淀完全，需调节溶液pH>9，D正确。
【加固训练】
　　1.杂卤石是主要的固体钾矿物。
杂卤石中含有K2SO4·MgSO4·2CaSO4，其在水中存在如下平衡： K2SO4·MgSO4·
2CaSO4(s)2Ca2+(aq)+2K+(aq)+Mg2+(aq)+4S (aq)，不同温度下，K+的浸出浓度与溶浸时间的关系如下图。那么以下说法错误的选项是 (　　)
A.向该体系中分别参加饱和NaOH溶液和饱和碳酸钠溶液，沉淀溶解平衡均向右移动
B.分析可知T1>T2>T3
C.升高温度，溶浸速率增大，平衡向右移动
D.该物质的Ksp=c2(Ca2+)·c2(K+)·c(Mg2+)·c4(S)/c(K2SO4·MgSO4·2CaSO4)
【解析】选D。参加饱和NaOH溶液和饱和碳酸钠溶液，Ca2+和Mg2+浓度减小，那么溶解平衡向右移动，故A正确；温度越高，溶浸速率越快，到达平衡所需要时间越短，据题干图示可知温度由高到低的顺序为T1>T2>T3，故B正确；由题图可知，溶解平衡吸热，那么升高温度，溶浸速率增大，平衡向正反响方向移动，故C正确；K2SO4·MgSO4·2CaSO4是纯固体，那么由反响可知，该平衡的Ksp=c2(Ca2+)·c2(K+)·c(Mg2+)·c4(S)，故D错误。
2.溶洞的形成与碳酸钙的溶解平衡有关。如图是碳酸钙(CaCO3)在25 ℃和100 ℃两种情况下，在水中的沉淀溶解平衡曲线。以下有关说法正确的选项是 (　　)
A.CaCO3(s)Ca2+(aq)+C(aq)　ΔH<0
B.a、b、c、d四点对应的溶度积Ksp相等
C.25 ℃时，CaCO3的Ksp=2.8×10-9
D.温度不变，挥发水分，可使溶液由a点变到c点
【解析】选C。由题干图象可知，100 ℃时碳酸钙的溶度积大于25 ℃时的溶度积，故其溶解过程吸热，即ΔH>0，A项错误；Ksp仅与温度有关，但a、d点温度不确定，B项错误；25 ℃时，用c点数据计算，Ksp=c(Ca2+)·c(C)=2.0×10-5
×1.4×10-4=2.8×10-9，C项正确；挥发水分，c(Ca2+)、c(C)均增大，而a点到c点，c(Ca2+)不变，D项错误。
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