2019届一轮复习苏教版专题8第4单元难溶电解质的沉淀溶解平衡学案

2019届一轮复习苏教版专题8第4单元难溶电解质的沉淀溶解平衡学案

第四单元　难溶电解质的沉淀溶解平衡 考纲定位 全国卷5年考情 ‎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。‎ ‎2017年：Ⅰ卷T27(5)；Ⅲ卷T13‎ ‎2016年：Ⅰ卷T27(9)；Ⅲ卷T13(D)、T27(4)‎ ‎2015年：Ⅰ卷T10(D)、T28(2)；Ⅱ卷T12、T26(4)‎ ‎2014年：Ⅰ卷T11、T13(A)；Ⅱ卷T28‎ ‎2013年：Ⅰ卷T11；Ⅱ卷T10(D)、T13、T27(1)‎ 考点1| 沉淀溶解平衡及应用 ‎(对应学生用书第162页)‎ ‎ [考纲知识整合]‎ ‎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 ‎ 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 ‎ (5)实例分析填表 ‎ 以AgCl为例：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　ΔH>0。‎ 外界条件 移动方向 c(Ag＋)‎ Ksp ‎①升高温度 右 增大 增大 ‎②加AgCl固体 不移动 不变 不变 ‎③加入Na2S 右 减小 不变 ‎④通入HCl 左 减小 不变 ‎⑤加少量水 右 不变 不变 ‎2．沉淀溶解平衡原理的应用 ‎ (1)沉淀的转化 ‎ ①实质：沉淀溶解平衡的移动。‎ ‎ ②举例 ‎ AgNO3(aq)AgClAgIAg2S。‎ ‎ 则Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)＞Ksp(Ag2S)。‎ ‎ ③规律：一般来说，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。反之转化也可以，但较难。‎ ‎ ④应用 ‎ a．锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为 ‎ CaSO4＋CO===CaCO3＋SO。‎ ‎ b．BaSO4转化为BaCO3的离子方程式为 ‎ BaSO4＋COBaCO3＋SO。‎ ‎ (2)沉淀的生成 ‎ ①调节pH法 ‎ 如除去CuSO4溶液中混有的Fe3＋，可向溶液中加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，调节溶液的pH至3～4，Fe3＋会转化为Fe(OH)3沉淀除去。‎ ‎ 其工艺流程如下图所示：‎ ‎ ‎ ‎ ②沉淀剂法 ‎ 如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋。‎ ‎ (3)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。‎ ‎ Cu(OH)2溶于稀硫酸，离子方程式为Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋H2O。‎ ‎ ②牙齿表面的矿物质—羟基磷灰石[Ca5(PO4)3(OH)]在口腔中遇到产生的有机酸造成溶解。‎ ‎[应用体验]‎ ‎　正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎ (1)CaCO3投入少量水中，当c(Ca2＋)＝c(CO)时，达到溶解平衡。(　　)‎ ‎ (2)Ca(OH)2的悬浊液中加少量水，Ca(OH)2(s) Ca2＋＋2OH－的平衡向右移动，c(OH－)减小。(　　)‎ ‎ (3)BaSO4(s)＋CO(aq) BaCO3(s)＋SO(aq)可说明CaCO3的溶解度比BaSO4的小。(　　)‎ ‎ (4)向Mg(OH)2的浊液中加入NH4Cl溶液，浊液逐渐变澄清液。(　　)‎ ‎ (5)0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入‎1 L水中，所得溶液中c(Cl－)＝c(I－)。‎ ‎(　　)‎ ‎【提示】　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×‎ ‎[高考命题点突破]‎ 命题点1　沉淀溶解平衡及其影响因素 ‎1．(2018·甘谷模拟)下列有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中，正确的是 (　　)‎ ‎ 【导学号：91720290】‎ ‎ 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 ‎ C　[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。]‎ ‎2．(2018·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，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。]‎ ‎3．试用平衡移动原理解释下列事实：‎ ‎ (1)BaCO3不溶于水，为什么不能作钡餐？‎ ‎ (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)BaCO3(s) Ba2＋(aq)＋CO(aq)，HCl===H＋＋Cl－，2H＋＋CO===H2O＋CO2↑，盐酸电离的H＋与BaCO3产生的CO结合生成CO2和H2O，破坏了BaCO3的溶解平衡，c(Ba2＋)增大，引起人体中毒。‎ ‎ (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。‎ 命题点2　沉淀溶解平衡的应用 ‎4．(2018·株洲模拟)以MnO2为原料发生反应制得的MnCl2溶液，其中常含有 ‎ Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实，下列分析正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：91720291】‎ ‎ A．MnS的溶解度小于CuS、PbS、CdS等硫化物的溶解度 ‎ B．除杂试剂MnS也可用Na2S替代 ‎ C．MnS与Cu2＋反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓‎ ‎ D．整个过程中涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应 ‎ D　[通过添加过量难溶电解质MnS，除去Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等离子，属于沉淀的转化，利用的是CuS、PbS、CdS比MnS更难溶于水的原理，A错误；用Na2S替代MnS，会引入S2－和Na＋杂质，同时也能生成MnS沉淀，B错误；沉淀转化的离子方程式为Cu2＋(aq)＋MnS(s)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)，C错误；整个反应过程中MnO2和浓盐酸的反应是氧化还原反应，沉淀转化是复分解反应，D正确。]‎ ‎5．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．偏铝酸钠 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)B　(2)C ‎6．已知一些难溶物的溶度积常数如下表所示：‎ 物质 FeS MnS CuS PbS HgS ZnS Ksp ‎6.3×‎ ‎10－18‎ ‎2.5×‎ ‎10－13‎ ‎1.3×‎ ‎10－35‎ ‎3.4×‎ ‎10－28‎ ‎6.4×‎ ‎10－33‎ ‎1.6×‎ ‎10－24‎ ‎ 为除去某工业废水中含有的Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋杂质，最适宜向此工业废水中加入适量的________。‎ ‎ A．NaOH　　　B．FeS　　　C．Na2S ‎ 【解析】　要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，且FeS比Na2S更经济。‎ ‎ 【答案】　B 考点2| 沉淀溶解平衡常数及其应用 ‎(对应学生用书第163页)‎ ‎ [考纲知识整合]‎ ‎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 ‎ 实例分析：‎25 ℃‎时，AgCl的Ksp＝1.80×10－10，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。‎ ‎ [分析]　Qc＝×＝1×10－6>Ksp，有沉淀生成。‎ ‎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 ‎ 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”)。‎ ‎ 提醒：①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。②Ksp小的物质，其溶解度不一定小。‎ ‎[应用体验]‎ ‎　正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎ (1)由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)，所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀。‎ ‎(　　)‎ ‎ (2)(2016·全国Ⅲ卷)向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中不变。(　　)‎ ‎ (3)(2014·全国Ⅰ卷)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Ⅱ卷)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)常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，Ksp(BaCO3)减小。(　　)‎ ‎ (6)AgCl(s)＋I－AgI(s)＋Cl－的化学平衡常数K＝。(　　)‎ ‎ (7)(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。‎ ‎(　　)‎ ‎ (8)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(AgBr)，氯化银容易转化为淡黄色溴化银沉淀，B项正确；溶度积只与温度有关，C项错误；AgBr＋Cl－AgCl＋Br－，平衡常数K＝＝，当溴化银全部转化为氯化银时，溶液中Br－的浓度为0.01 mol·L－1，将有关数据代入计算式，求得平衡时Cl－浓度为3.6 mol·L－1，溴化银转化过程中消耗了0.01 mol Cl－，故氯化钠的最低浓度为3.61 mol·L－1，D项正确。]‎ ‎2．相关物质的溶度积常数见下表(‎25 ℃‎)：‎ 物质 Mg(OH)2‎ CH3COOAg AgCl Ag2CrO4‎ Ksp ‎1.1×10－11‎ ‎2.3×10－3‎ ‎1.8×10－10‎ ‎1.9×10－12‎ ‎ 下列有关说法中不正确的是(　　)‎ ‎ A．浓度均为0.2 mol·L－1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等体积混合一定 ‎ 产生CH3COOAg沉淀 ‎ B．将0.001 mol·L－1 AgNO3溶液滴入0.001 mol·L－1KCl和0.001 mol·L－1 ‎ ‎ K2CrO4的混合溶液中，先产生Ag2CrO4沉淀 ‎ C．向浓度为0.11 mol·L－1 MgCl2溶液中加入氨水产生Mg(OH)2沉淀时溶液 ‎ 的pH为9‎ ‎ D．在其他条件不变的情况下，向饱和AgCl溶液中加入NaCl溶液，‎ ‎ Ksp(AgCl)不变 ‎ B　[浓度均为0.2 mol·L－1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等体积混合后，浓度均变为0.1 mol·L－1，此时c(Ag＋)·c(CH3COO－)＝0.01 mol·L－1，0.01>2.3×10－3，所以一定产生CH3COOAg沉淀，A项正确；根据AgCl和Ag2CrO4的溶度积常数可知在Cl－和CrO浓度均为0.001 mol·L－1的条件下，‎ ‎ 开始出现沉淀时Ag＋的浓度分别为1.8×10－7 mol·L－1、 ‎ ‎ mol·L－1，所以将0.001 mol·L－1 AgNO3溶液分别滴入0.001 mol·L－1 KCl和0.001 mol·L－1 K2CrO4的混合溶液中先产生AgCl沉淀，B项错误；根据Mg(OH)2的溶度积常数可知0.11 mol·L－1 MgCl2‎ 溶液中加入氨水产生Mg(OH)2沉淀时溶液中OH－的浓度为 mol·L－1＝1×10－5‎ ‎ mol·L－1，因此H＋浓度是1×10－9 mol·L－1，则溶液的pH为9，C项正确；溶度积常数只与温度有关系，则在其他条件不变的情况下，向饱和AgCl溶液中分别加入NaCl溶液，Ksp(AgCl)不变，D项正确。]‎ ‎3．(1)(2017·全国Ⅰ卷，节选)若“滤液”中c(Mg2＋)＝0.02 mol·L－1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3＋)＝1.0×10－5 mol·L－1，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？__________________‎ ‎ _________________________________________________________________‎ ‎ _________________________________________________________________‎ ‎ ______________________________________________________(列式计算)。‎ ‎ FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10－22、1.0×10－24。‎ ‎ (2)(2015·全国Ⅰ卷，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，Ksp(AgI)＝8.5×10－17。‎ ‎ 【解析】　(1)根据Ksp(FePO4)＝1.3×10－22及Fe3＋恰好完全沉淀时溶液中 ‎ c(Fe3＋)＝1.0×10－5 mol·L－1，可得c(PO)＝ mol·L－1＝1.3×10－17 mol·L－1。c(Mg2＋)＝ mol·L－1＝0.01 mol·L－1，则c3(Mg2＋)·c2(PO)＝0.013×(1.3×10－17)2＝1.69×10－40≈1.7×10－40c(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)＝c(M2＋)·c(CO)，由图象可知，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，c(CO)＝c(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，c(CO)<‎ ‎ c(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。]‎