2019届一轮复习人教版难溶电解质的溶解平衡学案(4)

2019届一轮复习人教版难溶电解质的溶解平衡学案(4)

第30讲　难溶电解质的溶解平衡 ‎1．沉淀溶解平衡 ‎(1)概念 在一定温度下，当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时，沉淀溶解速率和沉淀生成速率相等的状态。‎ ‎(2)溶解平衡的建立 ‎ ‎ ‎(3)特点 ‎(4)表示 AgCl在水溶液中的电离方程式为AgCl===Ag＋＋Cl－。‎ AgCl的溶解平衡方程式为AgCl(s)??Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。‎ ‎2．沉淀溶解平衡的影响因素 ‎3．溶度积常数 ‎(1)溶度积和离子积 以AmBn(s)??mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：‎ ‎(2)影响Ksp的因素 ‎①内因：难溶物质本身的性质，直接决定Ksp的大小。‎ ‎②外因：Ksp只受温度影响，与其他外界条件无关。绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。‎ ‎　正误判断，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(1)沉淀达到溶解平衡状态，溶液中各离子浓度一定相等。(　　)‎ ‎(2)某物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水。(　　)‎ ‎(3)因溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化，故ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀。(　　)‎ ‎(4)25℃时Cu(OH)2在水中的溶解度大于其在Cu(NO3)2溶液中的溶解度。(　　)‎ ‎(5)在一定条件下，溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀。(　　)‎ ‎(6)常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小。(　　)‎ ‎(7)溶度积常数Ksp只受温度的影响，温度升高Ksp增大。(　　)‎ ‎(8)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变。(　　)‎ ‎(9)Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，则AB2的溶解度小于CD的溶解度。(　　)‎ 答案　 (1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√　(6)×‎ ‎(7)×　(8)√　(9)×‎ 考点1　沉淀溶解平衡 典例1　(2017·甘谷模拟)下列有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中，正确的是(　　)‎ A．升高温度，AgCl的溶解度减小 B．在任何含AgCl固体的水溶液中，c(Ag＋)＝c(Cl－)且二者乘积是一个常数 C．AgCl沉淀生成和溶解不断进行，但速率相等 D．向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体，AgCl溶解的质量不变 解析　升高温度，AgCl的溶解度增大，A错误；在任何含AgCl固体的水溶液中，c(Ag＋)与c(Cl－)不一定相等，但二者乘积在一定温度下是一个常数，B错误；当达到平衡时，AgCl沉淀生成和溶解不断进行，但速率相等，C正确；向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体，溶解平衡逆向移动，AgCl溶解的质量减小，D错误。‎ 答案　 C 名师精讲 沉淀溶解平衡的几点说明 ‎(1)沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡的移动也同样遵循勒夏特列原理。‎ ‎(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。‎ ‎1．已知Ca(OH)2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 答案　 A 解析　②会生成CaCO3，使Ca2＋浓度减小，错误；加入氢氧化钠溶液，有Ca(OH)2沉淀生成，但Ca(OH)2的溶度积较大，要除去Ca2＋，应把Ca2＋转化为更难溶的CaCO3，③错误；恒温下Ksp不变，加入CaO后，溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液，pH不变，④错误；加热，Ca(OH)2 的溶解度减小，溶液的pH降低，⑤错误；加入Na2CO3溶液，沉淀溶解平衡向右移动，Ca(OH)2固体转化为CaCO3固体，固体质量增加，⑥正确；加入NaOH固体平衡向左移动，Ca(OH)2固体质量增加，⑦错误。‎ ‎2．为研究沉淀的生成及其转化，某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是(　　)‎ A．①浊液中存在平衡：AgSCN(s)??Ag＋(aq)＋SCN－(aq)‎ B．②中颜色变化说明上层清液中含有SCN－‎ C．③中颜色变化说明有AgI生成 D．该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶 答案　 D 解析　溶液变红说明生成了Fe(SCN)3‎ ‎，产生黄色沉淀说明生成了AgI，由于加入的KI溶液的浓度相对KSCN大很多，KI过量，所以无法比较AgSCN和AgI的溶解度，D错误。‎ 考点2　Ksp的计算 典例2　(2016·全国卷Ⅰ)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的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1.0×10－5mol·L－1)时，溶液中c(Ag＋)为________mol·L－1，此时溶液中c(CrO)等于________mol·L－1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10－12和2.0×10－10)。‎ 解析　当溶液中Cl－恰好完全沉淀时c(Cl－)＝1.0×10－5 mol·L－1，Ksp(AgCl)＝c(Cl－)·c(Ag＋)＝2.0×10－10，可以求出c(Ag＋)＝2.0×10－5 mol·L－1，再根据Ksp(Ag2CrO4)＝c(CrO)·c2(Ag＋)＝2.0×10－12，求出c(CrO)＝5.0×10－3 mol·L－1。‎ 答案　 2.0×10－5　5.0×10－3‎ 名师精讲 溶度积Ksp的计算 ‎(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＋)＝ mol·L－1。‎ ‎(2)已知溶度积及溶液中某离子的浓度，求溶液中另一种离子的浓度，如某温度下AgCl的Ksp＝a，在含0.1 mol·L－1 Cl－的NaCl溶液中c(Ag＋)＝10a mol·L－1。‎ ‎(3)计算反应的平衡常数，如对于反应Cu2＋(aq)＋MnS(s)??CuS(s)＋Mn2＋(aq)，Ksp(MnS)＝c(Mn2＋)·c(S2－)，Ksp(CuS)＝c(Cu2＋)·c(S2－)，而平衡常数K＝＝。‎ ‎3．下列说法正确的是(　　)‎ A．向Cl－、CrO浓度均为0.010 mol·L－1的溶液中逐滴加入 ‎0.010 mol·L－1 AgNO3溶液，先有Ag2CrO4沉淀生成[Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝9×10－11]‎ B．一般认为沉淀离子浓度小于1.0×10－5 mol·L－1时沉淀就达完全 C．用饱和Na2CO3溶液可以将BaSO4转化为BaCO3，说明Ksp(BaCO3)＜Ksp(BaSO4)‎ D．向含AgCl沉淀的悬浊液中加入NaCl饱和溶液，AgCl的溶解度和溶度积常数都变小 答案　 B 解析　Ag2CrO4、AgCl为不同类型沉淀，不能直接根据Ksp的大小比较，AgCl沉淀时所需c(Ag＋)＝＝ mol·L－1＝1.56×10－8 mol ·L－1，Ag2CrO4沉淀时所需c(Ag＋)＝＝ mol·L－1＝9.49×10－5 mol·L－1，故先有AgCl沉淀生成，A错误，B正确；Ksp(BaCO3)大于Ksp(BaSO4)，但相差不大，故可用饱和Na2CO3溶液将BaSO4转化为BaCO3，C错误；向含AgCl沉淀的悬浊液中加入NaCl饱和溶液，AgCl(s)??Ag＋＋Cl－，平衡逆向移动，AgCl的溶解度变小，溶度积常数不变，D错误。‎ ‎4．根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题：‎ ‎(1)已知25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12；酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下：‎ pH ‎<8.0‎ ‎8.0～9.6‎ ‎>9.6‎ 颜色 黄色 绿色 蓝色 ‎25 ℃时，在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为________________。‎ ‎(2)25 ℃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＝1.8×10－10，忽略溶液的体积变化，请计算：‎ ‎①完全沉淀后，溶液中c(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”)。‎ ‎(3)在某温度下，Ksp(FeS)＝6.25×10－18，FeS饱和溶液中c(H＋)与c(S2－)之间存在关系：c2(H＋)·c(S2－)＝1.0×10－22，为了使溶液里c(Fe2＋)达到1 mol·L－1，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的c(H＋)约为______________。‎ 答案　 (1)蓝色 ‎(2)①1.8×10－7 mol·L－1　②2　③否 ‎(3)4×10－3 mol·L－1‎ 解析　(1)设Mg(OH)2饱和溶液中c(OH－)为x mol·L－1，则0.5x3＝5.6×10－12，x>1×10－4，c(H＋)<1×10－10 mol·L－1，pH>10，溶液为蓝色。‎ ‎(2)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，c(Cl－)＝1.0×10－3 mol·L－1，c(Ag＋)＝Ksp(AgCl)/c(Cl－)＝1.8×10－7 mol·L－1。②H＋没有参与反应，完全沉淀后，c(H＋)＝0.010 mol·L－1，pH＝2。③因为加入的盐酸中，c(Cl－)和反应后所得溶液中的c(Cl－)相同，c(Cl－)没有改变，c(Ag＋)变小，所以Qc＝c(Ag＋)·c(Cl－)Ksp[Cu(OH)2]‎ C．pH＝4时溶液中的阳离子为H＋和Cu2＋‎ D．加入4.8 g NaOH时，Fe3＋、Cu2＋沉淀完全 答案　 D 解析　pH在0～2之间时，溶液中只发生H＋与OH－的中和反应，A错误；Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝0.04×(10－14÷10－2)3＝4.0×10－38；Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝0.04×(10－14÷10－5)2＝4.0×10－20，故Ksp[Fe(OH)3]c(CO)‎ B．M点对应的溶液中Ba2＋、CO能形成BaCO3沉淀 C．相同条件下，SO比CO更易与Ba2＋结合形成沉淀 D．BaSO4不可能转化为BaCO3‎ 答案　 C 解析　由图像信息知Ksp(BaSO4)c(SO)，A错误，C正确；M点时，Q(BaCO3)Ksp(AgI)，则AgCl的溶解度大于AgI，往含I－和Cl－的稀溶液中逐滴加入AgNO3溶液，先生成溶解度较小的AgI沉淀，后生成AgCl沉淀。由题图可知，沉淀I－消耗AgNO3溶液的体积为V1 mL，沉淀Cl－消耗AgNO3溶液的体积为(V2－V1) mL，则原溶液中c(I－)/c(Cl－)的值为V1/(V2－V1)，C正确。‎ 二、非选择题(共28分)‎ ‎10．(14分)以下是25 ℃时几种难溶电解质的溶解度：‎ 难溶电解质 Mg(OH)2‎ Cu(OH)2‎ Fe(OH)2‎ Fe(OH)3‎ 溶解度/g ‎9×10－4‎ ‎1.7×10－6‎ ‎1.5×10－4‎ ‎3.0×10－9‎ 在无机化合物提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些杂质离子。例如：‎ ‎①为了除去氯化铵中的杂质Fe3＋，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂反应，过滤结晶即可；‎ ‎②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3＋，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶即可；‎ ‎③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2＋‎ ‎，先将混合物溶于水，加入一定量的H2O2，将Fe2＋氧化Fe3＋，调节溶液的pH＝4，过滤结晶即可。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果，Fe3＋、Fe2＋都被转化为________(填化学式)而除去。‎ ‎(2)①中加入的试剂应该选择________为宜，其原因是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)②中除去Fe3＋所发生的总反应的离子方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)下列与③相关的叙述中，正确的是________(填字母)。‎ A．H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质，不产生污染 B．将Fe2＋氧化为Fe3＋的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤 C．调节溶液pH＝4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜 D．Cu2＋可以大量存在于pH＝4的溶液中 E．在pH＞4的溶液中Fe3＋一定不能大量存在 答案　 (1)Fe(OH)3　(2)氨水　不会引入新的杂质 ‎(3)2Fe3＋＋3Mg(OH)2===3Mg2＋＋2Fe(OH)3‎ ‎(4)ACDE 解析　①中为了不引入其他杂质离子，应加氨水使Fe3＋沉淀，生成Fe(OH)3；②根据溶解度表可知Mg(OH)2易转化为Fe(OH)3,2Fe3＋＋3Mg(OH)2===3Mg2＋＋2Fe(OH)3，因此在氯化镁溶液中加入足量的Mg(OH)2可除去Fe3＋；③由于Fe(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3，所以一般将Fe2＋先氧化成Fe3＋，再调节溶液的pH＝4，形成Fe(OH)3沉淀。‎ ‎(4)H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中被还原成水，不引进杂质、不产生污染，A正确；根据Fe(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3，形成 Fe(OH)2沉淀Fe2＋沉淀不完全，B错误；原来溶液是酸性较强，加入氢氧化铜或碱式碳酸铜可以与H＋反应，H＋反应后，pH增大，当pH＝4的时候，Fe(OH)3完全沉淀，而Cu2＋还没沉淀，氢氧化铜或碱式碳酸铜是固体，不会引入新的杂质，C、D正确；在pH＞4的溶液中Fe3＋全部以Fe(OH)3沉淀，则Fe3＋一定不能大量存在，E正确。‎ ‎11．(2017·西安一中月考)(14分)T1、T2两种温度下BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，请回答下列问题：‎ ‎(1)T1______________T2(填“>”“<”或“＝”)，T2时Ksp(BaSO4)＝________。‎ ‎(2)根据T1温度时BaSO4的沉淀溶解平衡曲线，判断下列说法正确的是________(填序号)。‎ A．加入Na2SO4可由a点变为b点 B．在T1曲线上方区域(不含曲线)的任意一点时，均有BaSO4沉淀生成 C．蒸发溶剂可能由d点变为T1曲线上a、b之间的某一点(不含a、b)‎ D．升温可由b点变为d点 ‎(3)沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯及科研等领域有着广泛应用。已知25 ℃时，Ksp(BaSO4)＝1×10－10，Ksp(BaCO3)＝1×10－9。‎ 医学上进行消化系统的X射线透视时，常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸酸性很强(pH约为1)，但服用大量BaSO4仍然是安全的，‎ BaSO4不溶于酸的原因是_________________________ _____________________(用沉淀溶解平衡原理解释)。万一误服了少量BaCl2，应尽快用大量0.5 mol·L－1 Na2SO4溶液洗胃，如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化，残留在胃液中的Ba2＋浓度仅为________ mol·L－1。‎ 答案　 (1)<　5.0×10－9　(2)ABC　(3)对于沉淀溶解平衡BaSO4(s)??Ba2＋(aq)＋SO(aq)，H＋不能减小Ba2＋或SO的浓度，溶解平衡不移动　2×10－10‎ 解析　(1)温度越高BaSO4的溶解度越大，T1温度下的离子积较小，所以T1

查看更多