2018届一轮复习鲁科版沉淀溶解平衡教案

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第4节　沉淀溶解平衡 考纲定位 考情播报 ‎1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡及沉淀转化的本质。‎ ‎2.理解溶度积(Ksp)的含义，能进行相关的计算。‎ ‎3.了解溶液的含义，了解溶解度、饱和溶液的概念。‎ ‎4.了解溶解度曲线。‎ ‎2016·全国乙卷T27(9)/全国丙卷T13(D)、T27(4)‎ ‎2015·全国卷ⅠT10(D)、T28(2)/全国卷ⅡT12、T26(4)‎ ‎2014·全国卷ⅠT11、T13(A)/全国卷ⅡT28‎ ‎2013·全国卷ⅠT11/全国卷ⅡT10(D)、T13、T27(1)‎ 考点1| 沉淀溶解平衡及应用 ‎[基础知识自查]‎ ‎1．沉淀溶解平衡 ‎(1)含义：在一定温度下的水溶液中，当沉淀溶解和生成速率相等时，即建立了溶解平衡。‎ ‎(2)沉淀溶解平衡的建立 固体溶质溶液中的溶质 ‎(3)沉淀溶解平衡的四大特征 等—动—定—变。‎ ‎(4)沉淀溶解平衡的影响因素 ‎2. 沉淀溶解平衡的应用 ‎(1)沉淀的生成 ‎①调节pH法 如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至4左右，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。‎ ‎②沉淀剂法 如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋。‎ ‎(2)沉淀的溶解 ‎①酸溶解法 如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。‎ ‎②盐溶液溶解法 如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O。‎ ‎(3)沉淀的转化 ‎①实质：沉淀溶解平衡的移动。‎ ‎②规律：一般说来，溶解度小的沉淀容易转化成溶解度更小的沉淀。沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。但溶解度小的沉淀在一定条件下也可以转化为溶解度大的沉淀。‎ ‎③应用 a．锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为 CaSO4(s)＋CO(aq)===CaCO3(s)＋SO(aq)。‎ b．矿物转化：‎ CuSO4溶液遇PbS转化为CuS，离子方程式为 Cu2＋(aq)＋PbS(s)===CuS(s)＋Pb2＋(aq)。‎ ‎[应用体验]‎ ‎1．以AgCl为例：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　ΔH>0。‎ 外界条件 移动方向 ‎[Ag＋]‎ Ksp ‎①升高温度 ‎________‎ ‎________‎ ‎________‎ ‎②加入少量的 AgNO3‎ ‎________‎ ‎________‎ ‎________‎ ‎③加入Na2S ‎________‎ ‎________‎ ‎________‎ ‎④通入HCl ‎________‎ ‎________‎ ‎________‎ ‎[提示]　①正向　增大　增大　②逆向　增大　不变　③正向　减小　不变　④逆向　减小　不变 ‎2．从沉淀溶解平衡的角度解释Mg(OH)2溶于醋酸铵溶液的原理。‎ ‎[提示]　Mg(OH)2在水中存在Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)平衡，加入醋酸铵，NH与OH－结合为弱碱NH3·H2O，导致[OH－]减小，上述平衡向右移动，使Mg(OH)2逐渐溶解。‎ ‎[考点多维探究]‎ 角度1　沉淀溶解平衡及其影响因素 ‎1．CaCO3是一种难溶性盐，下列有关CaCO3的溶解平衡的说法中，不正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：99682281】‎ A．CaCO3沉淀析出和沉淀溶解不断进行，但速率相等 B．CaCO3难溶于水，其饱和溶液不导电，CaCO3是弱电解质 C．升高温度，CaCO3的溶解度增大 D．向CaCO3饱和溶液中加入纯碱固体，CaCO3的溶解度降低 B　[虽然CaCO3难溶于水，其饱和溶液导电性较弱，但溶于水的部分能完全电离，CaCO3是强电解质。]‎ ‎2．(2017·江西景德镇调研)已知Ca(OH)2的饱和溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)　ΔH<0，下列有关该平衡体系的说法正确的是(　　)‎ ‎①升高温度，平衡逆向移动　②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度　③除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子，可以向溶液中加入适量的NaOH溶液 ‎④恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高　⑤给溶液加热，溶液的pH升高　⑥向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加　⑦向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变 A．①⑥ 　　　 B．①⑥⑦‎ C．②③④⑥ D．①②⑥⑦‎ A　[向溶液中加Na2CO3，与Ca2＋反应生成沉淀CaCO3，[Ca2＋]减小，②错；③引入OH－，③错；恒温下，Ca(OH)2饱和溶液的浓度不变，pH不变，④错；加热，平衡左移，[OH－]减小，pH减小，⑤错；加NaOH，平衡左移，Ca(OH)2的质量增大，⑦错。]‎ ‎3．将AgCl分别加入盛有：①5 mL水；②6 mL 0.5 mol·L－1 NaCl溶液；③10 mL 0.2 mol·L－1CaCl2溶液；‎ ‎④50 mL 0.1 mol·L－1盐酸的烧杯中，均有固体剩余，各溶液中c(Ag＋)从大到小的顺序________(填序号)。‎ ‎[解析]　根据沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)知，溶液中[Cl－]越大，越利于平衡逆向移动，[Ag＋]越小。[Cl－]：②>③>④>①，故[Ag＋]：②<③<④<①。‎ ‎[答案]　①>④>③>②‎ ‎(1)沉淀达到溶解平衡时，加水，沉淀溶解平衡右移，但沉淀剩余时，离子浓度不变。‎ ‎(2)沉淀溶解达到平衡时，再加入该难溶物对平衡无影响。‎ ‎(3)用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，沉淀已经完全。‎ 角度2　沉淀溶解平衡的应用 ‎4．要使工业废水中的Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：‎ 化合物 PbSO4‎ PbCO3‎ PbS 溶解度/g ‎1.03×10－4‎ ‎1.81×10－7‎ ‎1.84×10－14‎ 由上述数据可知，沉淀剂最好选用(　　)‎ A．硫化物 B．硫酸盐 C．碳酸盐 D．以上沉淀剂均可 A　[沉淀工业废水中的Pb2＋时，生成沉淀的反应进行得越完全越好，由于PbS的溶解度最小，故选硫化物作为沉淀剂。]‎ ‎5．水是人类生存和发展的宝贵资源，而水质的污染问题却越来越严重。目前，世界各国已高度重视这个问题，并积极采取措施进行治理。‎ ‎(1)工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法都正确的是________(填字母，下同)。‎ 选项 污染物 处理措施 方法类别 A 废酸 加生石灰中和 物理法 B Cu2＋等重金属离子 加硫化物沉降 化学法 C 含纯碱的废水 加石灰水反应 化学法 ‎(2)下图是某市污水处理的工艺流程示意图：‎ ‎①下列物质中不可以作为混凝剂(沉降剂)使用的是________。‎ A．四羟基合铝酸钠　　 B．氧化铝 C．碱式氯化铝 D．氯化铁 ‎②混凝剂除去悬浮物质的过程是________。‎ A．物理变化 B．化学变化 C．既有物理变化又有化学变化 ‎[答案]　(1)BC　(2)①B　②C 考点2| 溶解度(S)与溶度积(Ksp)‎ ‎[基础知识自查]‎ ‎1．溶解度及其影响因素 ‎(1)固体的溶解度(S)‎ 在一定温度下，某固体物质在100_g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在该溶剂里的溶解度，其单位为g。‎ 固体物质溶解度(饱和溶液)S＝×‎100 g。‎ 影响溶解度大小的因素 ‎ ‎①内因：物质本身的性质(由结构决定)。‎ ‎②外因 a．溶剂的影响(如NaCl易溶于水不易溶于汽油)。‎ b．温度的影响：升温，大多数固体物质的溶解度增大，少数物质却相反，如Ca(OH)2；温度对NaCl的溶解度影响不大。‎ ‎(2)气体的溶解度 通常指该气体(其压强为101 kPa)在一定温度时溶解于1体积水里达到饱和状态时气体的体积，常记为1∶x。如NH3、HCl、SO2、CO2等气体常温时的溶解度分别为1∶700、1∶500、1∶40、1∶1。 ‎ 气体溶解度的大小与温度和压强有关，温度越高，溶解度越小；压强越大，溶解度越大。‎ ‎(3)利用溶解度受温度影响不同除杂的方法 ‎①溶解度受温度影响较小的物质(如NaCl)采取蒸发结晶的方法。如NaCl溶液中含有KNO3，应采取蒸发结晶，趁热过滤的方法。‎ ‎②溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水)采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法。如KNO3溶液中含有NaCl，应采取加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。‎ ‎2．溶度积(Ksp)及其应用 ‎(1)溶度积和浓度商 以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：‎ 溶度积 浓度商 符号 Ksp Q 表达式 Ksp(AmBn)＝[An＋]m[Bm－]n，式中的浓度都是平衡时浓度 Q(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度是任意时刻的浓度 应用 判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解 ‎①Q＞Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出 ‎②Q＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态 ‎③Q＜Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出 ‎(2)影响Ksp的因素 ‎①内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。‎ ‎②外因 Ksp只与温度有关，绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大(选填“增大”“减小”或“不变”)。‎ ‎[应用体验]‎ ‎1．‎25 ℃‎时，AgCl在0.1 mol/L的NaCl溶液中溶解度和在0.1 mol/L的CaCl2溶液中溶解度谁大？为什么？‎ ‎[提示]　在0.1 mol/L的NaCl溶液大，因为c(Cl－)小，对AgCl的溶解抑制程度小。‎ ‎2．‎25 ℃‎时，AgCl的Ksp＝1.80×10－10 mol2·L－2，将0.002 mol·L－1的NaCl和0.002 mol·L－1的AgNO3溶液等体积混合，是否有AgCl沉淀生成？写出分析过程。‎ ‎[提示]　Q＝ mol·L－1× mol·L－1＝1×10－6 mol2·L－2>Ksp，有沉淀生成。‎ ‎[考点多维探究]‎ 角度1　有关Ksp和S的计算和应用 ‎1．已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10 mol2·L－2，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13 mol2·L－2，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12 mol3·L－3。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO，浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为(　　)‎ A．Cl－、Br－、CrO　　　 B．CrO、Br－、Cl－‎ C．Br－、Cl－、CrO D．Br－、CrO、Cl－‎ C　[利用沉淀溶解平衡原理，当Q>Ksp时，有沉淀析出。‎ 溶液中Cl－、Br－、CrO的浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，溶解度小的先满足Q>Ksp，有沉淀析出。比较Ksp，AgBr、AgCl同类型，溶解度：AgBr，故推知三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br－、Cl－、CrO。]‎ ‎2．(1)(2016·全国乙卷节选)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3‎ 标准溶液滴定溶液中Cl－，利用Ag＋与CrO生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl－恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10－5 mol·L－1)时，溶液中[Ag＋]为________mol·L－1，此时溶液中[CrO]等于________mol·L－1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10－12 mol3·L－3和2.0×10－10 mol2·L－2)‎ ‎(2)(2015·全国卷Ⅰ节选)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，该浓缩液中主要含有I－、Cl－等离子。取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中为________。已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10 mol2·L－2，Ksp(AgI)＝8.5×10－17 mol2·L－2。‎ ‎[解析]　(1)由AgCl的Ksp＝[Ag＋][Cl－]，当溶液中Cl－恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10－5mol·L－1)时，溶液中[Ag＋]＝ mol·L－1＝2.0×10－5 mol·L－1；由Ag2CrO4的Ksp＝[Ag＋]2[CrO]，此时溶液中[CrO]＝mol·L－1＝5.0×10－3mol·L－1。‎ ‎(2)当AgCl开始沉淀时，溶液中＝＝＝≈4.7×10－7。‎ ‎[答案]　(1)2.0×10－5　5.0×10－3‎ ‎(2)4.7×10－7‎ ‎3．向50 mL 0.018 mol·L－1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L－1的盐酸，生成沉淀。已知该温度下AgCl的Ksp＝1.0×10－10 mol2·L－2，忽略溶液混合后体积的变化，请计算： ‎ ‎【导学号：99682282】‎ ‎(1)完全沉淀后，溶液中[Ag＋]＝________。‎ ‎(2)完全沉淀后，溶液的pH＝________。‎ ‎(3)如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L－1的盐酸，是否有白色沉淀生成？________(填“是”或“否”)。‎ ‎(4)该温度下，AgCl饱和溶液的密度为‎1 g/cm3，则该温度下，AgCl在水中的溶解度约为________ g。‎ ‎[解析]　(1)反应前，n(Ag＋)＝0.018 mol·L－1×‎0.05 L＝0.9×10－3 mol，n(Cl－)＝0.020 mol·L－1×‎0.05 L＝1×10－3 mol；反应后剩余的Cl－为0.1×10－3 mol，则混合溶液中，[Cl－]＝1.0×10－3 mol·L－1，[Ag＋]＝＝1.0×10－7 mol·L－1。(2)H＋没有参与反应，沉淀完全后，[H＋]＝0.010 mol·L－1，pH＝2。(3)因为加入的盐酸中[Cl－]和反应后所得溶液中的[Cl－]相同，[Cl－]没有改变，[Ag＋]变小，所以Q＝c(Ag＋)·c(Cl－)c(CO)‎ B　[结合沉淀溶解平衡曲线及溶度积常数进行分析。碳酸盐MCO3的溶度积可表示为Ksp(MCO3)＝[M2＋][CO]，由图像可知，MgCO3、CaCO3、MnCO3的pM为一定值时，其p(CO)逐渐增大，由溶度积表达式可知三种物质的Ksp逐渐减小，A错。a点在MnCO3的沉淀溶解平衡曲线上，为其饱和溶液，结合MnCO3图中曲线可知，[CO]＝[Mn2＋]，B对。b点在CaCO3的沉淀溶解平衡曲线上，为其饱和溶液，结合CaCO3图中曲线可知，[CO]<[Ca2＋]，C错。c点在MgCO3的沉淀溶解平衡曲线的上方，为其不饱和溶液，溶液中c(CO )>c(Mg2＋)，D错。]‎ 沉淀溶解平衡图像题的分析 ‎(1)沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点，均表示不饱和溶液。‎ ‎(2)从图像中找到数据，根据Ksp公式计算得出Ksp的值。‎ ‎[课堂小结·反馈达标1＋1]　　　　　　全新理念　探究高考　明确考向　　　‎ ‎1．一组判断，展示高考易误点 ‎(1)(2016·全国丙卷)向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中不变。(　　)‎ ‎(2)(2015·全国卷Ⅱ)粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯。(　　)‎ ‎(3)(2014·全国卷Ⅰ)将Na2S与稀H2SO4反应生成的气体通入AgNO3与AgCl的溶液中，根据现象可得出Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)。(　　)‎ ‎(4)(2013·全国卷Ⅱ)向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2反应的方程式为3Mg(OH)2＋2Fe3＋===2Fe(OH)3＋3Mg2＋。(　　)‎ ‎(5)0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入‎1 L水中，所得溶液中[Cl－]＝[I－]。(　　)‎ ‎(6)已知Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2CrO4)故溶解度S(AgCl)>S(Ag2CrO4)。(　　)‎ ‎(7)常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，Ksp(BaCO3)减小。(　　)‎ ‎(8)AgCl(s)＋I－AgI(s)＋Cl－的化学平衡常数K＝。(　　)‎ ‎(9)(2013·安徽高考)室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。(　　)‎ ‎(10)向NaOH溶液中加入几滴MgCl2溶液，溶液中有白色沉淀，然后再加入FeCl3溶液，又生成红褐色沉淀，可证明Ksp[Fe(OH)3]Ksp[Fe(OH)3]　有Fe(OH)3沉淀生成