2019届一轮复习人教版第26讲难溶电解质的溶解平衡学案

2019届一轮复习人教版第26讲难溶电解质的溶解平衡学案

第26讲　难溶电解质的溶解平衡 考纲要求 学法点拨 ‎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。‎ 对于难溶电解质的溶解平衡主要应依据高考题型进行分类演练。如难溶电解质的相关图像，要借助Ksp理解曲线及曲线上点的含义：曲线上的点代表饱和溶液；曲线上部的点代表过饱和溶液；有沉淀析出；曲线下部的点代表不饱和溶液，加固体溶质会溶解。还要学会利用图像所提供的信息进行溶度积常数的有关计算。‎ 考点一　沉淀溶解平衡及应用 Z ‎ ‎1．固体溶质的溶解性 在‎20 ℃‎时，物质的溶解度与溶解性的关系如下：‎ ‎2．沉淀溶解平衡 ‎(1)定义。‎ 沉淀溶解平衡状态是指在一定温度下，当难溶强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。‎ 例如，在一定温度下，当AgCl溶于水形成__饱和__溶液时，AgCl溶于水形成Ag＋和Cl－的速率__等于__溶液中的Ag＋和Cl－结合生成AgCl的速率的状态，属于溶解平衡状态。‎ ‎(2)溶解平衡的建立。‎ 固体溶质溶液中的溶质 ‎①v(溶解)__>__v(沉淀)，固体溶解 ‎②v(溶解)__＝__v(沉淀)，溶解平衡 ‎③v(溶解)__<__v(沉淀)，析出晶体 ‎(3)沉淀溶解平衡的特征 ‎(4)影响因素 ‎①内因 难溶电解质本身的性质是决定因素。‎ 以AgCl为例：AgCl(s)??Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。‎ 外界条件 移动方向 c(Ag＋)‎ Ksp 升高温度 ‎__正向__‎ ‎__增大__‎ ‎__增大__‎ 加入少量的AgNO3‎ ‎__逆向__‎ ‎__增大__‎ ‎__不变__‎ 加入Na2S ‎__正向__‎ ‎__减小__‎ ‎__不变__‎ 通入HCl ‎__逆向__‎ ‎__减小__‎ ‎__不变__‎ ‎3.沉淀溶解平衡的应用 ‎(1)沉淀的生成。‎ ‎①调节pH法。‎ 如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH，使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀而除去。离子方程式为__CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O　Fe3＋＋3H2O===Fe(OH)3↓＋3H＋__。‎ ‎②沉淀剂法。‎ 如用H2S沉淀Hg2＋的离子方程式为__Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋__。‎ ‎(2)沉淀的溶解 当沉淀溶解平衡的离子发生反应造成浓度降低，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，结果就是沉淀溶解了。‎ ‎①酸溶解法。‎ 如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为__CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑__。‎ Cu(OH)2溶于稀硫酸，离子方程式为__Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O__。‎ ‎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。‎ ‎③应用 a．锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为__CuSO4＋CO===CaCO3↓＋SO__。‎ b．矿物转化：CuSO4溶液遇PbS转化为 CuS，离子方程式为__Cu2＋＋PbS===CuS↓＋Pb2＋__。‎ X ‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 ‎(1)沉淀溶解时，溶液中各离子浓度相等(　×　)‎ ‎(2)沉淀溶解达到平衡时，v(沉淀)＝v(溶解)(　√　)‎ ‎(3)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(　×　)‎ ‎(4)BaSO4===Ba2＋＋SO和BaSO4(s)??Ba2＋(aq)＋SO(aq)，两式所表示的意义相同(　×　)‎ 提示：前者为BaSO4的电离方程式，后者为BaSO4沉淀溶解平衡的离子方程式。‎ ‎(5)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(　√　)‎ ‎(6)AgCl沉淀易转化为AgI沉淀且K(AgX)＝c(Ag＋)·c(X－)，故K(AgI)Ksp：溶液过饱和，有__沉淀__析出 ‎②Qc＝Ksp：溶液饱和，处于__溶解平衡__状态 ‎③QcKsp(AgI)(　√　)‎ ‎2．难溶电解质的Ksp数值越小，表明在水中的溶解能力就越弱，这种说法对吗？ 答案：不对。当难溶电解质化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp越小，‎ 则难溶电解质在水中的溶解能力就越弱；如果组成中阴、阳离子个数比不同，Ksp不能用于直接判断溶解能力的强弱。‎ 题组一　溶度积与溶解平衡曲线 ‎1．已知Ag2SO4的Ksp为2.0×10－5，将适量Ag2SO4固体溶于100 mL水中至刚好饱和，该过程中Ag＋和SO浓度随时间变化关系如图所示[饱和Ag2SO4溶液中c(Ag＋)＝0.034 mol·L－1]。若t1时刻在上述体系中加入100 mL 0.020 mol·L－1 Na2SO4溶液，下列示意图中，能正确表示t1时刻后Ag＋和SO浓度随时间变化关系的是(　B　)‎ ‎[解析]　在饱和Ag2SO4溶液中，c(Ag＋)＝0.034 mol·L－1，则c(SO)＝0.017 mol·L－1，加入100 mL 0.020 mol·L－1Na2SO4溶液后，c(Ag＋)＝0.017 mol·L－1，c(SO)＝＝0.018 5 mol·L－1，Q＝[c(Ag＋)]2·c(SO)＝5.3×10－6<2.0×10－5，不会析出Ag2SO4沉淀，则c(Ag＋)＝＝0.017 mol·L－1，B正确。‎ ‎2．(2018·安徽合肥三模)已知t ℃时，AgCl的Ksp＝2×10－10，Ag2CrO4(橙红色固体)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，下列说法正确的是(　D　)‎ A．t ℃时，AgCl在水中的溶解度比在稀盐酸中小 B．t ℃时，AgCl的溶解度大于Ag2CrO4‎ C．在饱和Ag2CrO4溶液中加入少量K2CrO4，可使溶液由Y点移至X点 D．向同浓度NaCl和K2CrO4混合液中，滴加0.1 mol·L－1AgNO3溶液，先生成白色沉淀 ‎[解析]　AgCl在水溶液中存在溶解平衡，氯离于浓度越大，AgCl的溶解度越小，则AgCl在水中的溶解度较大，A错误；已知t ℃时AgCl的Ksp＝2×10－10，由图像可知Ag2CrO4的Ksp＝(10－3)2×10－6＝10－12，则溶解的AgCl的物质的量浓度＝mol·L－1＝mol·L－1＝1.41×10－5mol·L－1，而溶解的Ag2CrO4的物质的量浓度＝mol·L－1＝×10－4 mol·L－1，所以在t ℃时，AgCl的溶解度小于Ag2CrO4，B错误；在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4仍为饱和溶液，点仍在曲线上，所以在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点，C错误；依据溶度积常数计算Ksp(Ag2CrO4)＝1×10－12；Ksp(AgCl)＝2.0×10－10，以0.1 mol·L－1AgNO3溶液滴定同浓度的KCl和K2CrO4的混合溶液，设二者浓度均为0.1 mol·L－1，则生成Ag2CrO4沉淀时c(Ag＋)＝ mol·L－1；生成AgCl沉淀时c(Ag＋)＝ mol·L－1＝2×10－9 mol·L－1，所以先析出氯化银沉淀，D正确。‎ 萃取精华：‎ 沉淀溶解平衡图像题的解题模板 沉淀溶解平衡图像题与化学平衡图像题一样，都是利用化学平衡移动原理解答问题。但沉淀溶解平衡图像题更难且易错，常见的思维途径如下：‎ 第1步：观察纵、横坐标表示何种变量。‎ 第2步：找到坐标的关键点、线段的变化及含义。‎ 第3步：利用Ksp进行相应换算、推断，根据沉淀溶解平衡原理分析曲线(平衡线)变化。‎ 题组二　溶度积常数的应用及计算 ‎3．(2018·河北沧州模拟)已知：‎25 ℃‎时Ksp(BaSO4)＝1.0×10－10。该温度下，CaSO4悬浊液中，c(Ca2＋)与c(SO)的关系如图所示，下列叙述正确的是(　D　)‎ A．向a点的溶液中加入等物质的量固体Na2SO4或Ca(NO3)2，析出的沉淀量不同 B．a、b、c、d四点对应的体系中，d点体系最稳定 C．升高温度后，溶液可能会由a点转化为b点 D．反应Ba2＋(aq)＋CaSO4(s)??BaSO4(s)＋Ca2＋(aq)的平衡常数K＝9×104‎ ‎[解析]　向a点的溶液中加入等物质的量固体Na2SO4或Ca(NO3)2，抑制固体溶解的作用相同，则析出的沉淀量相同，A错误；曲线上的点为平衡点，c为不饱和溶液，d为过饱和溶液，则d点体系最不稳定，B错误；a点转化为b点，c(Ca2＋)减小、c(SO)增大，而升高温度，c(Ca2＋)与c(SO)浓度均增大，则升高温度不能使溶液由a点转化为b点，C错误；反应Ba2＋(aq)＋CaSO4(s)??BaSO4(s)＋Ca2＋(aq)的平衡常数K＝＝＝＝9×104，D正确。‎ ‎4．(2018·河南周口模拟)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12，取适量的MgCl2溶液，加入一定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13.0，则下列说法不正确的是(　C　)‎ A．所得溶液中的c(H＋)＝1.0×10－13mol·L－1‎ B．加入Na2CO3固体，可能生成沉淀 C．所加的烧碱溶液pH＝13.0‎ D．所得溶液中的c(Mg2＋)＝5.6×10－10mol·L－1‎ ‎[解析]　pH＝13的溶液中，c(H＋)＝10－13 mol·L－1，A项正确；加入Na2CO3固体，当c(Mg2＋)×c(CO)>Ksp(MgCO3)时，生成沉淀，B项正确；因为向MgCl2溶液中加NaOH溶液后混合溶液的pH＝13，所以所加NaOH溶液pH>13，C项错误；溶液中的c(Mg2＋)＝＝ mol·L－1＝5.6×10－10 mol·L－1，D项正确。‎ ‎5．(2018·山东潍坊高三检测)下表是四种银盐的溶度积常数Ksp(‎25 ℃‎)。下列说法正确的是(　C　)‎ 化学式 AgCl Ag2S AgBr AgI 颜色 白 黑 浅黄 黄 Ksp(‎25 ℃‎)‎ ‎1.8×10－10‎ ‎6.3×10－50‎ ‎5.4×10－13‎ ‎8.51×10－17‎ A‎.25 ℃‎时，四种银盐的饱和溶液中，c(Ag＋)最大的是AgI溶液 B．在氯化银悬浊液中加入足量0.1 mol·L－1的Na2S溶液，再加入0.1 mol·L－1的KI溶液，则有黄色沉淀产生 C．‎25 ℃‎时，AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同 D．‎25 ℃‎时，四种银盐中Ag2S的溶解度最大 ‎[解析]　AgCl、AgBr、AgI中AgCl溶度积最大，AgCl饱和溶液中c(Ag＋)最大，c(Ag＋)＝×10－5 mol·L－1，Ag2S饱和溶液中c2(Ag＋)·c(S2－)＝6.3×10－50，即c2(Ag＋)×＝6.3×10－50，故c(Ag＋)＝×10－17mol·L－1，因此AgCl饱和溶液中c(Ag＋)最大，A项错误；分析题表中数据知，有Ag2S沉淀产生，无AgI沉淀产生，B 项错误；溶度积只与温度有关，C项正确；‎25 ℃‎时，四种银盐中AgCl的溶解度最大，D项错误。‎ 萃取精华：‎ 有关溶度积Ksp的计算 ‎(1)已知溶度积求溶液中某种离子的浓度，如Ksp＝a的饱和AgCl溶液中c(Ag＋)＝ mol·L－1。‎ ‎(2)已知溶度积、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＋)＝‎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＋，Ksp(MnS)＝c(Mn2＋)·c(S2－)，Ksp(CuS)＝c(Cu2＋)·c(S2－)，平衡常数K＝＝。‎ 要点速记：‎ ‎1．沉淀溶解平衡的两个主要特征：‎ ‎(1)v(溶解)＝v(沉淀)≠0。‎ ‎(2)固体的质量或离子浓度保持不变。‎ ‎2．掌握一个表达式：对于溶解平衡，MmAn(s)??mMn＋(aq)＋nAm－(aq)，Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Am－)。‎ ‎3．影响Ksp的一个外界因素：温度。‎ ‎4．溶度积规则中的三个关系：‎ ‎(1)QcKsp：溶液过饱和，有沉淀析出。‎ ‎5．沉淀反应的三个应用：‎ ‎(1)沉淀的生成。‎ ‎(2)沉淀的溶解。‎ ‎(3)常常的转化。‎ ‎6．熟练有关Ksp的计算。‎