2025年大学《化学》专业题库- 化学反应中的溶解平衡分析

2025年大学《化学》专业题库——化学反应中的溶解平衡分析考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分）1.下列关于溶解平衡的说法中，正确的是（）A.溶解平衡是可逆的物理变化过程B.沉淀溶解时，溶解速率等于结晶速率C.溶度积常数(Ksp)仅与温度有关，与浓度有关D.溶度积常数越大的物质，其溶解度一定越大2.在室温下，某物质的饱和溶液中，其离子的浓度均为0.01mol/L，该物质的溶度积常数(Ksp)约为（）A.1×10⁻²B.1×10⁻⁴C.1×10⁻⁶D.1×10⁻⁸3.下列说法正确的是（）A.向饱和的硫酸钡(BaSO₄)溶液中滴加少量硫酸，BaSO₄的溶解度会增大B.沉淀反应是自发进行的放热反应，因此沉淀的溶解度积常数(Ksp)都很小C.在AgI和AgCl的饱和溶液中，Ag⁺的浓度相同D.同离子效应会降低盐的溶解度4.已知Ag₂CrO₄的溶度积常数(Ksp)=1.1×10⁻¹²。在0.01mol/L的Na₂CrO₄溶液中，Ag⁺的浓度约为（）A.1.1×10⁻⁶mol/LB.2.1×10⁻⁶mol/LC.3.3×10⁻⁶mol/LD.6.6×10⁻⁶mol/L5.下列各组离子在水中能大量共存的是（）A.Ba²⁺,SO₄²⁻,Cl⁻B.Ag⁺,Cl⁻,NO₃⁻C.Ca²⁺,CO₃²⁻,OH⁻D.Mg²⁺,OH⁻,Cl⁻6.将NaCl加入饱和的Ca(OH)₂溶液中，Ca(OH)₂的溶解度将（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定7.欲使溶液中沉淀转化成更难溶的沉淀，通常采取的措施是（）A.改变温度B.加入能改变离子浓度的物质C.加入与沉淀离子无关的沉淀剂D.降低溶液的pH值（针对含氢氧根离子的沉淀）8.在含有BaSO₄(s)的饱和溶液中，加入少量Na₂CO₃固体，若不考虑BaCO₃的生成，Ba²⁺的浓度将（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定9.已知Mg(OH)₂的溶度积常数(Ksp)=5.6×10⁻¹²。在pH=10的溶液中，Mg(OH)₂的溶解度约为（水的离子积Kw=1.0×10⁻¹⁴）（）A.1.1×10⁻⁶mol/LB.2.2×10⁻⁶mol/LC.4.4×10⁻⁶mol/LD.8.8×10⁻⁶mol/L10.下列关于沉淀溶解平衡的移动，说法错误的是（）A.根据勒夏特列原理，增大沉淀物浓度，平衡不移动B.加入同离子会使沉淀溶解平衡向左移动C.加入能产生异离子的盐，可能使沉淀溶解平衡向右移动D.改变温度会改变沉淀溶解平衡常数，从而可能改变沉淀的溶解度二、填空题（每空2分，共20分）1.溶度积常数(Ksp)是________时的平衡常数。对于沉淀反应BaSO₄(s)⇌Ba²⁺(aq)+SO₄²⁻(aq)，其Ksp表达式为________。2.向饱和的AgCl溶液中加入少量Na₂S溶液，会生成黑色的Ag₂S沉淀，此现象说明________的溶解度比AgCl更小。3.同离子效应是指________，它会使盐的溶解度________。4.盐效应是指________，它通常会使盐的溶解度________。5.判断沉淀是否生成，需要比较________与________的大小。如果________，则沉淀会生成。三、计算题（共30分）1.(10分)已知在25℃时，AgI的溶度积常数(Ksp)=8.5×10⁻¹⁷。计算：(1)AgI在纯水中的溶解度（单位：mol/L）。(2)若向AgI的饱和溶液中加人NaI，使I⁻的浓度为0.10mol/L，此时溶液中Ag⁺的浓度为多少？（假设AgI沉淀仍处于平衡状态）2.(10分)在25℃时，Mg(OH)₂的溶度积常数(Ksp)=5.6×10⁻¹²。计算：(1)Mg(OH)₂在纯水中的溶解度（单位：mol/L）。(2)若将Mg(OH)₂放入pH=2的溶液中，它是否会沉淀？说明理由。（水的离子积Kw=1.0×10⁻¹⁴）3.(10分)在25℃时，PbSO₄的溶度积常数(Ksp)=1.6×10⁻⁸，PbI₂的溶度积常数(Ksp)=7.1×10⁻⁹。(1)判断向饱和的PbSO₄溶液中滴加少量KI溶液，是否会生成PbI₂沉淀。(2)判断向饱和的PbI₂溶液中滴加少量Na₂SO₄溶液，是否会生成PbSO₄沉淀。4.(10分)将体积为V₁、pH=2的盐酸与体积为V₂、pH=12的NaOH溶液混合，恰好完全反应（假设混合后体积为V₁+V₂，且忽略体积变化）。向混合后的溶液中加入少量Na₂CO₃固体，判断是否能生成沉淀，并简述理由。（已知：HCO₃⁻的Kb=2.2×10⁻⁸，CO₃²⁻的Kb=2.2×10⁻¹³，BaCO₃的Ksp=5.1×10⁻⁹）四、简答题（共30分）1.(10分)简述同离子效应和盐效应的区别。各举一个实例说明其对物质溶解度的影响。2.(10分)解释为什么在含有Ca²⁺和Mg²⁺的混合溶液中，可以通过加入NaOH溶液沉淀出Mg(OH)₂，而Ca(OH)₂却溶解度较大，不易沉淀出来？（已知Ksp[Mg(OH)₂]=5.6×10⁻¹²，Ksp[Ca(OH)₂]=5.5×10⁻⁵）3.(10分)简述溶解平衡与酸碱平衡、氧化还原平衡之间可能存在怎样的联系？请各举一个简单的例子说明。试卷答案一、选择题1.B2.C3.D4.A5.D6.B7.B8.B9.B10.A二、填空题1.沉淀溶解平衡达到时；Ksp=c(Ba²⁺)·c(SO₄²⁻)2.Ag₂S3.在沉淀溶液中加入含有同离子的强电解质；降低4.在沉淀溶液中加入不含同离子但能电离出与沉淀离子形成沉淀的离子的强电解质；升高5.离子浓度幂的乘积（Qc）；溶度积常数(Ksp)；Qc>Ksp三、计算题1.(1)解：设AgI在纯水中的溶解度为cmol/L，则平衡时c(Ba²⁺)=c，c(SO₄²⁻)=c。Ksp=c²=8.5×10⁻¹⁷c=√(8.5×10⁻¹⁷)≈9.2×10⁻⁹mol/L答：AgI在纯水中的溶解度约为9.2×10⁻⁹mol/L。(2)解：在含NaI的溶液中，设平衡时c(Ag⁺)=xmol/L。c(I⁻)=0.10mol/L(来自NaI，浓度基本不变)Ksp=c(Ag⁺)·c(I⁻)=x×0.10=8.5×10⁻¹⁷x=8.5×10⁻¹⁷/0.10=8.5×10⁻¹⁶mol/L答：此时溶液中Ag⁺的浓度约为8.5×10⁻¹⁶mol/L。解析思路：利用Ksp表达式计算溶解度。对于含有同离子的体系，计算非同离子浓度时，该离子浓度近似等于其初始浓度（来自易溶盐）。2.(1)解：设Mg(OH)₂在纯水中的溶解度为cmol/L，则平衡时c(Mg²⁺)=c，2c(OH⁻)=c。Ksp=c(Mg²⁺)·[c(OH⁻)]²=c×(c/2)²=c³/4c³=4×5.6×10⁻¹²=2.24×10⁻¹¹c=∛(2.24×10⁻¹¹)≈2.9×10⁻⁴mol/L答：Mg(OH)₂在纯水中的溶解度约为2.9×10⁻⁴mol/L。(2)解：pH=2，则c(H⁺)=10⁻²mol/L。c(OH⁻)=Kw/c(H⁺)=1.0×10⁻¹⁴/10⁻²=1.0×10⁻¹²mol/LMg(OH)₂开始沉淀时需满足c(Mg²⁺)≥Ksp/[c(OH⁻)]²=5.6×10⁻¹²/(1.0×10⁻¹²)²=5.6mol/L而在此溶液中，c(Mg²⁺)=0，远小于5.6mol/L。答：不会沉淀。理由：溶液中H⁺浓度很高，导致OH⁻浓度极低，Mg²⁺的浓度远小于Mg(OH)₂开始沉淀所需的临界浓度。解析思路：计算溶解度需要列Ksp表达式并解方程。判断沉淀是否发生，需计算溶液中离子的浓度乘积（Qc）并与Ksp比较。在此例中，OH⁻浓度极低是关键因素。3.(1)解：在饱和PbSO₄溶液中，c(Pb²⁺)=√Ksp[SO₄²⁻]=√(1.6×10⁻⁸)≈1.26×10⁻⁴mol/L。向其中加入KI，设生成PbI₂沉淀时c(Pb²⁺)=1.26×10⁻⁴mol/L，此时c(I⁻)需满足Qc=c(Pb²⁺)·c(I⁻)≥Ksp[PbI₂]。c(I⁻)≥Ksp[PbI₂]/c(Pb²⁺)=7.1×10⁻⁹/1.26×10⁻⁴≈5.6×10⁻⁵mol/LI⁻来自KI，只要KI少量，溶液中I⁻的浓度很容易达到或超过5.6×10⁻⁵mol/L。因此，会生成PbI₂沉淀。答：会生成PbI₂沉淀。解析思路：判断沉淀转化，即在一种沉淀（PbSO₄）存在的饱和溶液中，加入另一种沉淀剂（KI）能否生成更难溶的沉淀（PbI₂）。方法是比较新加入的离子与原沉淀离子形成的另一种化合物的Qc是否大于其Ksp。在此例中，由于PbSO₄已饱和，Pb²⁺浓度确定，只需计算在此Pb²⁺浓度下，需要多高的I⁻浓度才会使PbI₂沉淀，然后判断此浓度是否容易在加入少量KI时达到。(2)解：在饱和PbI₂溶液中，c(Pb²⁺)=√Ksp[PbI₂]=√(7.1×10⁻⁹)≈8.4×10⁻⁵mol/L。向其中加入Na₂SO₄，设生成PbSO₄沉淀时c(SO₄²⁻)=xmol/L，此时c(Pb²⁺)需满足Qc=c(Pb²⁺)·c(SO₄²⁻)≥Ksp[PbSO₄]。x≥Ksp[PbSO₄]/c(Pb²⁺)=1.6×10⁻⁸/8.4×10⁻⁵≈0.19mol/LSO₄²⁻来自Na₂SO₄，只要Na₂SO₄少量，溶液中SO₄²⁻的浓度很难达到或超过0.19mol/L。因此，不会生成PbSO₄沉淀。答：不会生成PbSO₄沉淀。解析思路：类似第(1)问，判断沉淀转化。在此例中，PbI₂饱和溶液中Pb²⁺浓度确定，计算在此Pb²⁺浓度下，需要多高的SO₄²⁻浓度才会使PbSO₄沉淀，然后判断此浓度是否容易在加入少量Na₂SO₄时达到。由于所需SO₄²⁻浓度较高，少量加入Na₂SO₄通常不足以引起沉淀。4.解：pH=2的盐酸中c(H⁺)=10⁻²mol/L；pH=12的NaOH溶液中c(OH⁻)=10⁻²mol/L。混合后，若恰好完全反应，则n(H⁺)=n(OH⁻)。V₁×10⁻²=V₂×10⁻²，即V₁=V₂。混合后溶液呈中性，c(H⁺)=c(OH⁻)=10⁻⁷mol/L。向中性溶液中加入Na₂CO₃，CO₃²⁻会与水反应生成HCO₃⁻和OH⁻：CO₃²⁻+H₂O⇌HCO₃⁻+OH⁻由于CO₃²⁻的碱性比HCO₃⁻强（Kb(CO₃²⁻)<<Kb(HCO₃⁻)），此反应会正向移动，导致溶液中OH⁻浓度升高（远高于10⁻⁷mol/L）。溶液中存在Ba²⁺（来自Na₂CO₃，假设不与CO₃²⁻反应，或即使反应，平衡仍会存在少量Ba²⁺），且OH⁻浓度很高。判断BaCO₃是否会沉淀：需比较c(Ba²⁺)·c(CO₃²⁻)是否大于Ksp[BaCO₃]。即使溶液中Ba²⁺浓度很低（例如，Na₂CO₃少量），由于c(CO₃²⁻)会因水解而显著升高，并且c(OH⁻)也极高，使得c(Ba²⁺)·c(CO₃²⁻)很容易超过Ksp[BaCO₃](5.1×10⁻⁹)。答：会生成BaCO₃沉淀。理由：加入Na₂CO₃后，CO₃²⁻浓度因水解而显著升高，同时溶液中Ba²⁺存在，且OH⁻浓度也因水解而升高，导致Ba²⁺和CO₃²⁻的浓度乘积超过BaCO₃的溶度积常数。四、简答题1.解：同离子效应是指向沉淀溶液中加入含有与沉淀物相同离子的强电解质，使沉淀物中该离子浓度降低，从而使沉淀溶解平衡向沉淀方向移动，降低沉淀物溶解度的现象。例如，在饱和AgCl溶液中加入NaCl，Cl⁻浓度增大，AgCl溶解度降低。盐效应是指向沉淀溶液中加入不含同离子的强电解质，由于离子强度增大，可能使沉淀溶解平衡向溶解方向移动，从而可能增大沉淀物溶解度的现象。例如，在饱和AgCl溶液中加入NaNO₃，虽然Na⁺和NO₃⁻与AgCl无关，但离子强度增大，可能略微增大AgCl的溶解度。解析思路：明确同离子效应和盐效应的定义、条件以及对溶解度的影响方向。并各举一个具体的例子进行说明。2.解：向混合溶液中加入NaOH，OH⁻浓度会升高。对于Mg²⁺：当c(OH⁻)≥∛(Ksp[Mg(OH)₂]/4)=∛(5.6×10⁻¹²/4)≈1.3×10⁻⁴mol/L时，Mg(OH)₂开始沉淀。对于Ca²⁺：当c(OH⁻)≥∛(Ksp[Ca(OH)₂]/4)=