2018届一轮复习鲁科版难溶电解质的溶解平衡学案

2018届一轮复习鲁科版难溶电解质的溶解平衡学案

难溶电解质的溶解平衡 考点一　沉淀溶解平衡及应用 ‎【基础知识梳理】‎ ‎1．沉淀溶解平衡 ‎(1)沉淀溶解平衡的概念 在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成__________时，溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。‎ ‎(2)溶解平衡的建立 固体溶质溶液中的溶质 ‎①v溶解>v沉淀，固体________；‎ ‎②v溶解＝v沉淀，溶解________；‎ ‎③v溶解＜v沉淀，________晶体。‎ ‎(3)溶解平衡的特点 ‎2．影响沉淀溶解平衡的因素 ‎(1)内因 难溶电解质本身的性质，这是决定因素。‎ ‎(2)外因 ‎①浓度：加水稀释，平衡向____________的方向移动；‎ ‎②温度：绝大多数难溶盐的溶解是________过程，升高温度，平衡向____________的方向移动；‎ ‎③同离子效应：向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子，平衡向____________的方向移动；‎ ‎④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或更难电离或气体的离子时，平衡向________________的方向移动。‎ 例如：以AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)为例，填写外界条件对溶解平衡的影响。‎ 外界条件 移动方向 平衡后[Ag＋]‎ 平衡后[Cl－]‎ Ksp 升高温度 加水稀释 加入少量AgNO3‎ 通入HCl 增大 不变 通入H2S ‎(3)电解质在水中的溶解度 ‎20℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：‎ ‎3．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________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②沉淀剂法 如：用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)沉淀的溶解 ‎①酸溶解法 如：CaCO3溶于盐酸，离子方程式为________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②盐溶液溶解法 如：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③氧化还原溶解法 如：不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。‎ ‎④配位溶解法 如：AgCl溶于氨水，离子方程式为__________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)沉淀的转化 ‎①实质：__________________的移动(沉淀的溶解度差别________，越容易转化)。‎ ‎②应用：锅炉除垢、矿物转化等。‎ 深度思考 正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(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)升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动(　　)‎ ‎(3)室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度(　　)‎ ‎(4)BaSO4在同物质的量浓度的Na2SO4溶液和Al2(SO4)3溶液中的溶解度相同(　　)‎ ‎(5)根据AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，CH3COOHCH3COO－＋H＋，可以判断AgCl、CH3COOH均为弱电解质(　　)‎ ‎【解题探究】‎ 题组一　沉淀溶解平衡及其影响因素 ‎1．已知溶液中存在平衡：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的浓度 ‎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 ‎2．下列说法正确的是(　　)‎ ‎①难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，溶液中各种离子的溶解(或沉淀)速率都相等 ‎②难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动 ‎③向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液，则SO沉淀完全，溶液中只含Ba2＋、Na＋和Cl－，不含SO ‎④Ksp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小 ‎⑤为减少洗涤过程中固体的损耗，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀 ‎⑥洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好 A．①②③ B．①②③④⑤⑥‎ C．⑤ D．①⑤⑥‎ 题组二　实验探究沉淀转化的原因 ‎3．实验：①0.1mol·L－1AgNO3溶液和0.1mol·L－1NaCl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0.1mol·L－1KI溶液，出现浑浊；‎ ‎③向沉淀c中滴加0.1mol·L－1KI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 ‎4．(2016·北京东城区高三期末)为研究沉淀的生成及转化，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 考点二　溶度积常数及其应用 ‎【基础知识梳理】‎ ‎1．溶度积和离子积 以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：‎ 溶度积 离子积 概念 沉淀溶解的平衡常数 溶液中有关离子浓度幂的乘积 符号 Ksp Qc 表达式 Ksp(AmBn)＝________________，式中的浓度都是平衡浓度 Qc(AmBn)＝______________，式中的浓度都是任意浓度 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______析出 ‎②Qc＝Ksp：溶液饱和，处于______状态 ‎③Qc＜Ksp：溶液________，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__________方向移动，但Ksp__________。‎ ‎②温度：绝大多数难溶盐的溶解是________过程，升高温度，平衡向________方向移动，Ksp________。‎ ‎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。‎ 深度思考 ‎1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，则AB2的溶解度小于CD的溶解度(　　)‎ ‎(2)不可能使要除去的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1.0×10－5mol·L－1时，已经完全沉淀(　　)‎ ‎(3)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(　　)‎ ‎(4)常温下，向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小(　　)‎ ‎(5)溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高，Ksp增大(　　)‎ ‎(6)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变(　　)‎ ‎2．已知25℃时BaSO4饱和溶液中存在：BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)，Ksp＝1.1025×10－10mol2·L－2，向c(SO)为1.05×10－5mol·L－1的BaSO4溶液中加入BaSO4固体，SO的浓度怎样变化？试通过计算说明。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ 反思归纳 ‎(1)溶解平衡一般是吸热的，温度升高平衡右移，Ksp增大，但Ca(OH)2相反。‎ ‎(2)对于沉淀溶解平衡：AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，Ksp＝[An＋]m[Bm－]n，对于相同类型的物质，Ksp的大小反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小，也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。与平衡常数一样，Ksp与温度有关。不过温度改变不大时，Ksp变化也不大，常温下的计算可不考虑温度的影响。‎ ‎【解题探究】‎ 题组一　沉淀溶解平衡曲线 ‎1．在t℃时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t℃时AgCl的Ksp＝4×10－10mol2·L－2，下列说法不正确的是(　　)‎ A．在t℃时，AgBr的Ksp为4.9×10－13mol2·L－2‎ B．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点变到b点 C．图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液 D．在t℃时，AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)的平衡常数K≈816‎ ‎2．(2016·邯郸一中高考保温试题)已知25℃时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。向100mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400mL0.01mol·L－1Na2SO4溶液，下列叙述正确的是(　　)‎ A．溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中[SO]比原来的大 B．溶液中无沉淀析出，溶液中[Ca2＋]、[SO]都变小 C．溶液中析出CaSO4固体沉淀，溶液中[Ca2＋]、[SO]都变小 D．溶液中无沉淀析出，但最终溶液中[SO]比原来的大 ‎3．(2016·豫晋冀三调)某温度时，可用K2S沉淀Cu2＋、Mn2＋、Zn2＋三种离子(M2＋)，所需S2－最低浓度的对数值lgc(S2－)与lgc(M2＋)的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．三种离子对应的硫化物中Ksp(CuS)最小，约为1×10－20mol2·L－2‎ B．向MnS的悬浊液中加入少量水，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，[S2－]增大 C．可用MnS除去MnCl2溶液中混有的少量杂质ZnCl2‎ D．向浓度均为1×10－5mol·L－1的Cu2＋、Zn2＋、Mn2＋混合溶液中逐滴加入1×10－4mol·L－1的Na2S溶液，Zn2＋先沉淀 解题策略 沉淀溶解平衡图像题的解题策略 ‎(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溶液，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。‎ ‎(3)比较溶液的Qc与Ksp的大小，判断溶液中有无沉淀析出。‎ ‎(4)涉及Qc的计算时，所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度，因此计算离子浓度时，所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。‎ 题组二　Ksp及其应用 ‎4．按要求回答下列问题。‎ ‎(1)将AgNO2和AgCl的饱和溶液等体积混合后，加入足量的硝酸银溶液，生成的沉淀n(AgNO2)________n(AgCl)(填“大于”、“小于”或“等于”)。[该温度下，Ksp(AgNO2)＝2×10－8 mol2·L－2；Ksp(AgCl)＝1.8×10－10 mol2·L－2]‎ ‎(2)已知25℃时Ksp[Fe(OH3)]＝4.0×10－38mol4·L－4，此温度下若在实验室中配制5mol·L－1100mLFeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入________mL2mol·L－1的盐酸(忽略加入盐酸体积)。‎ ‎(3)CaSO3溶液与CaCl2溶液混合会生成难溶的CaSO3(Ksp＝3.1×10－7mol2·L－2)，现将等体积的CaCl2溶液与Na2SO3溶液混合，若混合前Na2SO3溶液的浓度为2×10－3mol·L－1，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为__________________。‎ ‎(4)汽车尾气中的SO2可用石灰水来吸收，生成亚硫酸钙浊液。常温下，测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH为9，已知Ka1(H2SO3)＝1.8×10－2mol·L－1，Ka2(H2SO3)＝6.0×10－9mol·L－1，忽略SO的第二步水解，则Ksp(CaSO3)＝________________。‎ ‎(5)在某温度下，Ksp(FeS)＝6.25×10－18mol2·L－2，FeS饱和溶液中[H＋]与[S2－]之间存在关系：[H＋]2[S2－]＝1.0×10－22mol2·L－2，为了使溶液里[Fe2＋]达到1mol·L－1，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的[H＋]约为__________________。‎ 题组三　沉淀滴定与Ksp的应用 ‎5．为了测定碳酸氢钠中杂质氯元素(离子状态)的含量，先称取ag试样用蒸馏水溶解，再用足量稀硝酸酸化，配成100mL溶液，取出20mL注入锥形瓶中，然后用cmol·L－1AgNO3标准溶液滴定Cl－，K2CrO4溶液为指示剂。‎ 已知：常温下Ksp(AgCl)＝2×10－10mol2·L－2，Ksp(Ag2CrO4)＝1.12×10－12mol3·L－3，Ag2CrO4为砖红色。‎ ‎(1)当Cl－恰好沉淀完全即溶液中残余[Cl－]＝1.0×10－5mol·L－1，则此时溶液中的[CrO]为__________mol·L－1。‎ ‎(2)滴定过程中，使用棕色滴定管的原因是____________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ 当观察到出现____________________________________________________________‎ 时停止滴定，若此时消耗了AgNO3标准溶液VmL，则碳酸氢钠样品中杂质氯元素的质量分数表达式为______________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)下列情况会造成实验测定结果偏低的是__________。‎ a．盛放AgNO3溶液的滴定管水洗后未用标准液润洗 b．滴定管滴定前尖嘴部分有气泡，滴定后消失 c．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数 反思归纳 沉淀滴定法 ‎(1)概念：沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。生成沉淀的反应很多，但符合条件的却很少，实际上应用最多的是银量法，即利用Ag＋与卤素离子的反应来测定Cl－、Br－、I－浓度。‎ ‎(2)原理：沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂，滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小，否则不能用这种指示剂。‎ 如：以铬酸钾为指示剂，在中性或弱碱性介质中，用硝酸银标准溶液测定卤素化合物含量。‎ Ag＋＋Cl－===AgCl↓白　Ksp(AgCl)＝2×10－10mol2·L－2，‎ ‎2Ag＋＋CrO===Ag2CrO4↓橙色　Ksp(Ag2CrO4)＝1.12×10－12mol3·L－3，‎ 因为AgCl和Ag2CrO4的浓度积不同，因而发生分级沉淀，当AgCl沉淀完全后，稍过量的AgNO3标准溶液与K2CrO4指示剂反应生成Ag2CrO4↓砖红色(量少时为橙色)。‎ 答案解析 考点一 基础知识梳理 ‎1．(1)饱和溶液　(2)①溶解　②平衡　③析出 ‎2．(2)①沉淀溶解　②吸热　沉淀溶解　③生成沉淀　④沉淀溶解　(从左到右，从上到下)正向　增大　增大　增大　正向　不变　不变　不变　逆向　增大　减小　不变　逆向　减小　正向　减小　增大　不变 ‎(3)难溶　微溶　可溶　易溶 ‎3．(1)①Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH ‎②H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋‎ ‎(2)沉淀的溶解 ‎①CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑‎ ‎②Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O ‎④AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O ‎(3)①沉淀溶解平衡　越大 深度思考 ‎(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×‎ 解题探究 ‎1．A　2.C ‎3．B　[在浊液a中，存在AgCl的沉淀溶解平衡，即在滤液b中，仍含有少量Ag＋，故在b中生成了AgI沉淀，A正确，B错误；向白色沉淀AgCl中滴加KI溶液生成黄色AgI，由此可说明AgI比AgCl更难溶，C项和D项都正确。]‎ ‎4．D　[A项，根据信息，白色沉淀是AgSCN，存在溶解平衡；AgSCN(s)Ag＋(aq)＋SCN(aq)，故说法正确；B项，取上层清液，加入Fe 3＋出现红色溶液，说明生成Fe(SCN)3，说明溶液中含有SCN－，故说法正确；C项，AgI是黄色沉淀，现象是黄色沉淀说明有AgI产生，故说法正确；D项，可能是c(I－)c(Ag＋)＞Ksp，出现沉淀，故说法错误。]‎ 考点二 基础知识梳理 ‎1．(从左到右，从上到下)[An＋]m[Bm－]n　cm(An＋)cn(Bm－)‎ 沉淀　平衡　未饱和 ‎2．(2)①溶解　不变　②吸热　溶解　增大 深度思考 ‎1．(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√‎ 解析　(1)溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大，只有组成相似的难溶电解质才有可比性。‎ ‎2．根据溶度积的定义可知，BaSO4饱和溶液中[SO]＝mol·L－1＝1.05×‎ ‎10－5mol·L－1，说明该溶液是饱和的BaSO4溶液，因此再加入BaSO4固体，溶液仍处于饱和状态，SO的浓度不变。‎ 解题探究 ‎1．B ‎2．D　[由图像可知，Ksp(CaSO4)＝9.0×10－6 mol2·L－2，当加入400 mL 0.01 mol·L－1 Na2SO4溶液时，此时[Ca2＋]＝＝6×10－4mol·L－1，[SO]＝＝8.6×10－3mol·L－1，Qc＝5.16×10－6mol2·L－2＜Ksp(CaSO4)，所以溶液中无沉淀析出，但最终溶液中[SO]比原来大。]‎ ‎3．C ‎4．(1)大于 ‎(2)2.5‎ ‎(3)6.2×10－4mol·L－1‎ ‎(4)3.6×10－9mol2·L－2‎ ‎(5)4×10－3mol·L－1‎ 解析　(2)若不出现浑浊现象，则c(Fe3＋)·c3(OH－)≤Ksp，代入有关数据后可求出c(OH－)≤2×10－13mol·L－1，c(H＋)≥5×10－2mol·L－1，故至少要加入2.5mL相应的盐酸。‎ ‎(3)根据CaSO3的Ksp＝3.1×10－7mol2·L－2，生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为×2mol·L－1＝6.2×10－4mol·L－1。‎ ‎(4)常温下，测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH为9，溶液中主要存在两个平衡CaSO3Ca2＋＋SO，Ksp(CaSO3)===[Ca2＋][SO]，SO＋H2O===HSO＋OH－，Kh＝＝＝＝＝×10－5mol·L－1，得[SO]＝6×10－5，Ksp(CaSO3)＝[Ca2＋][SO]＝3.6×10－9mol2·L－2。‎ ‎(5)根据Ksp(FeS)得：[S2－]＝mol·L－1＝6.25×10－18mol·L－1，根据[H＋]2[S2－]＝1.0×10－22mol3·L－3得：[H＋]＝mol·L－1＝4×10－3mol·L－1。‎ ‎5．(1)2.8×10－3　(2)防止硝酸银见光分解　砖红色沉淀且半分钟内不再消失　×100%　(3)c 考能提升 ‎1．(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×‎ ‎2．A　3.A ‎4．(1)MnSO4(或Mn2＋)　(2)4.7×10－7‎ ‎5．(3)加热浓缩、冷却结晶　碳粉　MnOOH　在足量的空气或氧气中加热　碳粉转变为CO2，MnOOH被氧化成MnO2‎ ‎(4)Fe3＋　2.7　6　Zn2＋和Fe2＋不能分离　Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近 解析　(3)由于ZnCl2的溶解度受温度影响较大，而NH4Cl的溶解度受温度影响较小，所以可采用加热浓缩、冷却结晶的方法分离ZnCl2和NH4Cl的混合物；根据废电池糊状填充物中碳粉和MnO2及正极放电产生的MnOOH都不溶于水，可确定滤渣的主要成分；碳粉在足量的空气或氧气中燃烧转变为CO2，MnOOH在足量的空气或氧气中加热转变为MnO2，因此得到较纯的MnO2最简便的方法是在足量空气或氧气中加热滤渣。(4)铁溶于稀硫酸生成Fe2＋，Fe2＋被双氧水氧化为Fe3＋。Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝10－39，则铁刚好完全沉淀时，‎ c(OH－)＝mol·L－1≈4.64×10－12mol·L－1，‎ 则c(H＋)＝＝mol·L－1‎ ‎≈2.16×10－3mol·L－1，pH＝2.7；‎ Ksp[Zn(OH)2]＝c(Zn2＋)·c2(OH－)＝10－17，‎ 锌开始沉淀时，c(OH－)＝mol·L－1＝10－8mol·L－1，‎ 则，c(H＋)＝＝mol·L－1＝10－6mol·L－1，‎ pH＝6；Zn(OH)2和Fe(OH)2的Ksp相近，若不加H2O2，沉淀Zn2＋的同时Fe2＋也会沉淀，从而使Zn2＋和Fe2＋不能分离。‎