2021届高考化学一轮复习难溶电解质的溶解平衡学案

2021届高考化学一轮复习难溶电解质的溶解平衡学案

第四节　难溶电解质的溶解平衡 考纲定位 要点网络 ‎1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。‎ ‎2.理解溶度积(Ksp)的含义，能进行相关的计算。‎ ‎ 沉淀溶解平衡及应用 ‎1．沉淀溶解平衡 ‎(1)含义：在一定温度下的水溶液中，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了溶解平衡。‎ ‎(2)沉淀溶解平衡的建立及特征 溶液中的溶质 ‎(3)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7～8，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)。‎ ‎[补短板]‎ ‎(1)‎20 ℃‎时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：‎ ‎(2)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；‎ ‎(1)沉淀达到溶解平衡时，溶液中溶质离子浓度一定相等，且保持不变。‎ ‎(　　)‎ ‎(2)在相同温度下，BaSO4在同物质的量浓度的Na2SO4溶液和Al2(SO4)3溶液中溶解度和Ksp均相同。(　　)‎ ‎(3)常温下，向Ca(OH)2的悬浊液中加少量CaO，充分反应后，恢复到常温，c(OH－)增大。(　　)‎ ‎(4)BaSO4(s)＋CO(aq) BaCO3(s)＋SO(aq)可说明BaCO3的溶解度比BaSO4的小。(　　)‎ ‎(5)向20 mL 0.1 mol·L－1的NaOH溶液中加10 mL 0.05 mol·L－1 MgCl2溶液，充分反应后，再加入FeCl3溶液，可发现白色沉淀变为红褐色沉淀，说明Mg(OH)2可以转化为Fe(OH)3沉淀。(　　)‎ ‎[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×‎ ‎1．试用平衡移动原理解释下列事实：‎ ‎(1)Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液。‎ ‎(2)分别用等体积的蒸馏水和0.01 mol·L－1的稀盐酸洗涤AgCl沉淀，用水洗涤造成AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。‎ ‎[答案]　(1)Mg(OH)2在水中存在Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入NH4Cl溶液，OH－与NH反应生成NH3·H2O，c(OH－)减小，平衡向右移动，使Mg(OH)2溶解。‎ ‎(2)用水洗涤AgCl，AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)平衡右移，AgCl的质量减少，用稀盐酸洗涤AgCl，稀释的同时HCl电离产生的Cl－会使平衡左移，AgCl减少的质量要小些。‎ ‎2．以AgCl为例：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　ΔH>0。请填表：‎ 外界条件 移动方向 c(Ag＋)‎ Ksp ‎①加AgCl固体 ‎________‎ ‎________‎ ‎________‎ ‎②加入Na2S ‎________‎ ‎________‎ ‎________‎ ‎③通入HCl ‎________‎ ‎________‎ ‎________‎ ‎[答案]　①不移动　不变　不变　②右　减小　不变 ‎③左　减小　不变　‎ 命题点1　沉淀溶解平衡及影响因素 ‎1．(2019·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，c(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，c(OH－)减小，pH减小，⑤错；加NaOH，平衡左移，Ca(OH)2的质量增大，⑦错。]‎ ‎2．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－1 CaCl2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＋)从大到小的顺序排列正确的是 (　　)‎ A．④③②① B．②③④①‎ C．①④③② D．①③②④‎ C　[溶液中c(Cl－)越大，AgCl溶解度越小。]‎ 命题点2　沉淀溶解平衡的应用 ‎3．实验：①0.1 mol·L－1 AgNO3溶液和0.1 mol·L－1 NaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c。‎ ‎②向滤液b中滴加0.1 mol·L－1 KI溶液，出现浑浊。‎ ‎③向沉淀c中滴加0.1 mol·L－1 KI溶液，沉淀变为黄色。下列分析不正确的是 ‎(　　)‎ A．浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)‎ B．滤液b中不含有Ag＋‎ C．③中颜色变化说明AgCl转化为AgI D．实验可以证明AgI比AgCl更难溶 ‎[答案]　B ‎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 ‎[答案]　A ‎5．工业上采用湿法炼锌过程中，以ZnSO4为主要成分的浸出液中，含有 Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋、Cl－等杂质，这些杂质对锌的电解工序有妨碍，必须事先除去。‎ 现有下列试剂可供选择：①酸性KMnO4溶液　②NaOH溶液　③ZnO　④H2O2溶液　⑤Zn　⑥Fe　⑦AgNO3　⑧Ag2SO4‎ 下列说法不正确的是 (　　)‎ A．用酸性KMnO4溶液将Fe2＋氧化成Fe3＋，再转化为Fe(OH)3沉淀除去 B．用ZnO调节浸出液的酸碱性，可使某些离子形成氢氧化物沉淀 C．在实际生产过程中，加入Ag2SO4可除去Cl－，是利用了沉淀转化的原理 D．也可以用ZnCO3代替ZnO调节溶液的酸碱性 A　[用酸性KMnO4氧化Fe2＋，会引入新杂质离子K＋、Mn2＋等，A错误。]‎ ‎ 溶度积常数及其应用 ‎1．溶度积和离子积 以AmBn(s) mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：‎ 溶度积 离子积 符号 Ksp Qc 表达式 Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度都是平衡时浓度 Qc(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 ‎①Qc＞Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出 ‎②Qc＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态 ‎③Qc＜Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出 ‎2．Ksp的影响因素 ‎(1)内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。‎ ‎(2)外因 ‎①浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。‎ ‎②温度：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。‎ ‎③其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。‎ ‎[补短板]‎ Ksp认识的两误区 ‎(1)误认为只要Ksp越大，其溶解度就会越大。Ksp还与难溶物化学式中的各离子配比有关，只有同类型的难溶物的Ksp大小才可用于比较其溶解度大小。‎ ‎(2)误认为Ksp小的不能转化为Ksp大的，只能实现Ksp大的向Ksp小的转化。实际上当两种难溶电解质的Ksp相差不是很大时，通过调节某种离子的浓度，可实现难溶电解质由Ksp小的向Ksp大的转化。‎ ‎(1)Fe(OH)3的溶度积Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－)。(　　)‎ ‎(2)已知：Ksp(Ag2CrO4)Ksp(Ag2S)。(　　)‎ ‎(4)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变。‎ ‎(　　)‎ ‎(5)溶度积常数Ksp只受温度的影响，温度升高Ksp增大。(　　)‎ ‎[答案]　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×‎ ‎1．室温下，向2 mol·L－1 CuSO4溶液中加入NaOH固体调节溶液的pH至多少时开始沉淀？(Ksp[Cu(OH)2]＝2.0×10－20写出解题步骤)‎ ‎[答案]　Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝2×c2(OH－)＝2.0×10－20，c(OH－)＝ mol·L－1＝10－10 mol·L－1，‎ c(H＋)＝＝ mol·L－1＝10－4 mol·L－1，‎ pH＝－lgc(H＋)＝－lg10－4＝4。‎ ‎2．(1)已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度，如Ksp＝a的饱和AgCl溶液中c(Ag＋)＝________。‎ ‎(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度，如某温度下AgCl的Ksp＝a，在0.1 mol·L－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝________。‎ ‎[答案]　(1) mol·L－1　(2)‎10a mol·L－1‎ ‎3．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，Ksp(AgI)＝8.5×10－17。‎ ‎[答案]　4.7×10－7‎ 命题点1　溶度积(Ksp)的计算与应用 ‎1．可溶性钡盐有毒，医院中常用硫酸钡这种钡盐作为内服造影剂。医院抢救钡离子中毒患者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：某温度下，Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9；Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10。下列推断正确的是 ‎ (　　)‎ A．不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)‎ B．抢救钡离子中毒患者时，若没有硫酸钠，可以用碳酸钠溶液代替 C．若误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒 D．可以用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃 D　[因胃酸可与CO反应生成水和二氧化碳，使CO浓度降低，从而使平衡BaCO3(s) Ba2＋(aq)＋CO(aq)向溶解方向移动，使Ba2＋浓度增大，Ba2＋有毒，与Ksp大小无关，故A错误；BaCO3溶于胃酸，起不到解毒的作用，故B错误；c(Ba2＋)＝1.0×‎ ‎10－5 mol·L－1的溶液钡离子浓度很小，不会引起钡离子中毒，故C错误；用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃，反应后c(Ba2＋)＝ ‎ mol·L－1，浓度很小，可起到解毒的作用，故D正确。]‎ ‎2．已知在Ca3(PO4)2的饱和溶液中c(Ca2＋)＝2.0×10－6 ‎ mol·L－1，c(PO)＝1.58×10－6 mol·L－1，则Ca3(PO4)2的Ksp为(　　)‎ A．2.0×10－29　　　　 B．3.2×10－12‎ C．6.3×10－18 D．5.1×10－27‎ ‎[答案]　A ‎3．已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。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Qc>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Qc>Ksp，有沉淀析出。比较Ksp，AgBr、AgCl同类型，溶解度：AgBr，故溶解度顺序为AgBrKsp(BaCO3)‎ B．加入Na2CO3固体，立即有BaCO3固体生成 C．BaCO3的Ksp＝2.5×10－10‎ D．曲线BC段内，c(CO)∶c(SO)＝25‎ D　[当c(CO)＝0时，c(SO)＝c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1，BaSO4的溶度积Ksp＝1.0×10－5×1.0×10－5＝1.0×10－10。由图可知当c(CO)>2.5×10－4 ‎ mol·L－1时，开始有BaCO3生成，BaCO3的溶度积Ksp＝2.5×10－4×1.0×10－5＝2.5×10－9，A、C错误；根据A选项分析，当加入Na2CO3浓度为2.5×10－4 ‎ mol·L－1时，才有BaCO3沉淀，B错误；曲线BC段内，BaSO4(s)和BaCO3(s)在溶液中都达到了沉淀溶解平衡状态，故＝＝＝25，D正确。]‎ ‎7．(2019·十堰市模拟)已知298 K时，Ksp(NiS)＝1.0×10－21，Ksp(NiCO3)＝1.0×10－7；pNi＝－lg c(Ni2＋)，pB＝－lg c(S2－)或－lg c(CO)。在含物质的量浓度相同的Na2S和Na2CO3的混合溶液中滴加Ni(NO3)2溶液产生两种沉淀，溶液中pNi与pB之间的关系如图所示。下列说法错误的是 (　　)‎ A．常温下NiCO3的溶解度大于NiS的溶解度 B．向d点对应的溶液中加入对应阴离子的钠盐，d点向b点移动 C．对于曲线Ⅰ，在b点加热，b点向c点移动 D．p为3.5且对应的阴离子是CO C　[常温下，Ksp(NiS)

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