届一轮复习人教版 难溶电解质的溶解平衡 学案Word格式文档下载.docx
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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×
10-5mol·
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.①⑥B.①⑥⑦
C.②③④⑥D.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×
L-1,Ksp(AgCl)=c(Cl-)·
c(Ag+)=2.0×
10-10,可以求出c(Ag+)=2.0×
L-1,再根据Ksp(Ag2CrO4)=c(CrO
)·
c2(Ag+)=2.0×
10-12,求出c(CrO
)=5.0×
10-3mol·
答案 2.0×
10-5 5.0×
10-3
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·
(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0.1mol·
L-1Cl-的NaCl溶液中c(Ag+)=10amol·
(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0.010mol·
L-1的溶液中逐滴加入0.010mol·
L-1AgNO3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×
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+)=
L-1=1.56×
10-8mol·
L-1,Ag2CrO4沉淀时所需c(Ag+)=
L-1=9.49×
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50mL0.018mol·
L-1的AgNO3溶液中加入50mL0.020mol·
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50mL0.001mol·
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1mol·
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×
10-7mol·
L-1 ②2 ③否
(3)4×
L-1
解析
(1)设Mg(OH)2饱和溶液中c(OH-)为xmol·
L-1,则0.5x3=5.6×
10-12,x>
1×
10-4,c(H+)<
10-10mol·
L-1,pH>
10,溶液为蓝色。
(2)①反应前,n(Ag+)=0.018mol·
L-1×
0.05L=0.9×
10-3mol,n(Cl-)=0.020mol·
0.05L=1×
10-3mol;
反应后剩余的Cl-为0.1×
10-3mol,则混合溶液中,c(Cl-)=1.0×
L-1,c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-)=1.8×
②H+没有参与反应,完全沉淀后,c(H+)=0.010mol·
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(AgCl),没有沉淀产生。
(3)根据Ksp(FeS)得:
c(S2-)=
L-1=6.25×
10-18mol·
L-1,根据c2(H+)·
10-22得:
c(H+)=
L-1=4×
考点3 沉淀溶解平衡的应用
典例3 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×
10-10,下列说法不正确的是( )
A.在t℃时,AgBr的Ksp为4.9×
10-13
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
解析 根据图中c点的c(Ag+)和c(Br-)可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×
10-13,A正确;
在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后,c(Br-)增大,溶解平衡逆向移动,c(Ag+)减小,B错误;
在a点时Q<Ksp,故为AgBr的不饱和溶液,C正确;
D项中K=
,代入数据得K≈816,D正确。
典例4 (2015·
全国卷Ⅱ)已知:
化合物
Zn(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ksp近似值
10-17
10-39
用废电池的锌皮制备ZnSO4·
7H2O的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是:
加稀H2SO4和H2O2溶解,铁变为________,加碱调节至pH为________时,铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×
L-1时,即可认为该离子沉淀完全);
继续加碱至pH为______时,锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1mol·
L-1)。
若上述过程不加H2O2后果是______________________,原因是________________________________。
解析 在H2O2存在下,铁被氧化为Fe3+;
根据表格数据,Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·
c3(OH-)=10-39,则c(OH-)=
×
10-11mol·
L-1,c(H+)=2×
L-1,pH=2.7;
Ksp[Zn(OH)2]=c(Zn2+)·
c2(OH-)=10-17,则c(OH-)=10-8mol·
L-1,所以控制pH为6时,Zn2+开始沉淀;
如果不加H2O2,Fe2+不能被氧化,根据Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相同,在pH=6时,两者将同时沉淀,则无法除去Zn2+中的Fe2+。
答案 Fe3+ 2.7 6 Zn2+和Fe2+分离不开
Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近
1.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Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,CuO+2H+===Cu2++H2O。
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
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配位溶解法:
如Cu(OH)2溶于NH3·
H2O溶液,离子方程式为Cu(OH)2+4NH3·
H2O===
[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。
(3)沉淀的转化
①一般说来,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。
如:
AgNO3
AgCl
AgI
Ag2S。
②沉淀的溶解度差别越大,越容易转化。
2.解沉淀溶解平衡图像题三步骤
第一步:
明确图像中纵、横坐标的含义
纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第二步:
理解图像中线上点、线外点的含义
(1)以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Qc=Ksp。
在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线以外。
(2)曲线右上方区域的点均为过饱和溶液,此时Qc>Ksp。
(3)曲线左下方区域的点均为不饱和溶液,此时Qc<Ksp。
第三步:
抓住Ksp的特点,结合选项分析判断
(1)溶液在蒸发时,离子浓度的变化分两种情况:
①原溶液不饱和时,离子浓度都增大;
②原溶液饱和时,离子浓度都不变。
(2)溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同。
5.下图是碳酸钙(CaCO3)在25℃和100℃两种情况下,在水中的溶解平衡曲线。
下列有关说法正确的是( )
A.CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO
(aq) ΔH<0
B.a、b、c、d四点对应的溶度积Ksp相等
C.温度不变,挥发水分,可使溶液由a点变到c点
D.25℃时,CaCO3的Ksp=2.8×
10-9
解析 由图像可知,100℃时碳酸钙的溶度积大于25℃时的溶度积,故其溶解平衡为吸热反应,即ΔH>0,A错误;
a、d两点对应的温度不是25℃,故Ksp与b、c两点不相等,B错误;
挥发水分,c(Ca2+)、c(CO
)均增大,而a点到c点,c(Ca2+)不变,C错误;
Ksp=c(Ca2+)·
c(CO
)=1.4×
10-4×
2.0×
10-5=2.8×
10-9,D正确。
6.
(1)用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO
等杂质。
除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的________(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。
经检测发现滤液中仍含有一定量的SO
,其原因是______________________________________________________。
[已知:
Ksp(BaSO4)=1.1×
10-10,Ksp(BaCO3)=5.1×
10-9]
(2)为分析某铜合金的成分,用硝酸将其完全溶解后,用NaOH溶液调节pH,当pH=3.4时开始出现沉淀,分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。
结合下图信息推断该合金中除铜外一定含有____________。
(3)已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×
10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×
10-20。
在25℃下,向浓度均为0.1mol·
L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成________沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为__________________________________。
答案
(1)BaCl2 根据所给Ksp(BaSO4)=1.1×
10-10和Ksp(BaCO3)=5.1×
10-9,二者相差不大,又由于溶液中存在大量的CO
,所以会导致BaSO4(s)转化为BaCO3(s),这时溶液中就出现了SO
(2)Al、Ni
(3)Cu(OH)2 Cu2++2NH3·
H2O===Cu(OH)2↓+2NH
解析
(1)根据提纯的流程可知,先加入的试剂是除去杂质SO
,在不引入新的杂质的前提下,滴加的试剂是BaCl2。
根据所给Ksp(BaSO4)=1.1×
(2)用酸完全溶解某铜合金,此处所用酸是稀硝酸,所得溶液用NaOH溶液调节pH,当pH=3.4时才开始出现沉淀,从图中信息可知该合金中一定含有Al,不含Fe;
分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀,从图中信息来看,该合金还含有Ni。
(3)因为Ksp[Cu(OH)2]<
Ksp[Mg(OH)2],所以先生成Cu(OH)2沉淀。
微专题
五大平衡常数的比较与应用
五大平衡常数的比较
(建议用时:
40分钟)
一、选择题(每题8分,共72分)
1.下列说法正确的是( )
A.难溶电解质的溶度积Ksp越小,则它的溶解度越小
B.任何难溶物在水中都存在沉淀溶解平衡,溶解度大小都可以用Ksp表示
C.溶度积常数Ksp与温度有关,温度越高,溶度积越大
D.升高温度,某沉淀溶解平衡逆向移动,说明它的溶解度减小,Ksp也变小
解析 不同类型的电解质无法由溶度积来比较溶解度大小,同类型的电解质Ksp越小,溶解度才越小,A错误;
任何难溶物在水中不一定存在溶解平衡,只有难溶电解质在水中存在溶解平衡,溶解度大小才可以用Ksp表示,B错误;
溶度积常数Ksp与温度有关,温度升高,溶度积常数可能增大也可能减小,C错误;
升高温度,沉淀溶解平衡逆向移动,则说明它的溶解度减小,所以Ksp也变小,D正确。
2.某温度下,难溶物FeR的水溶液中存在平衡:
FeR(s)Fe2+(aq)+R2-(aq),其沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.可以通过升温实现由a点变到c点
B.b点对应的Ksp等于a点对应的Ksp
C.d点可能有沉淀生成
D.该温度下Ksp=4×
10-18
解析 大多数难溶电解质的溶解平衡一般是吸热反应,若升高温度能促进该物质溶解,则c(Fe2+)和c(R2-)均增大,不能由a点变到c点,A错误;
温度不变,Ksp不变,B正确;
溶解平衡曲线右上方表示过饱和溶液,有沉淀生成,曲线左下方表示不饱和溶液,所以d点没有沉淀生成,C错误;
该温度下Ksp=2×
10-18,D错误。
3.关于沉淀溶解平衡和溶度积常数,下列说法不正确的是( )
A.将饱和Na2SO4溶液加入饱和石灰水中,有白色沉淀产生,说明Ksp[Ca(OH)2]大于Ksp(CaSO4)
B.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与溶液中的离子浓度无关
C.已知25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×
10-38,该温度下反应Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常数K=4.0×
104
D.已知25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×
10-11,在MgCl2溶液中加入氨水,测得混合液的pH=11,则溶液中的c(Mg2+)为1.8×
解析 将饱和Na2SO4溶液加入饱和石灰水中,有白色沉淀产生,说明硫酸钙的溶解度小,但溶度积表达式类型不同,不能判断其相对大小,A错误;
Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与溶液中的离子浓度无关,B正确;
Ksp[Fe(OH)3]=c3(OH-)·
c(Fe3+),反应的平衡常数K=c(Fe3+)/c3(H+)=[c3(OH-)·
c(Fe3+)]/K
=4.0×
104,C正确;
测得混合液的pH=11,Ksp[Mg(OH)2]=c2(OH-)·
c(Mg2+),c(OH-)=10-3mol·
L-1,代入求得c(Mg2+)=1.8×
L-1,D正确。
4.25℃时,5种银盐的溶度积常数(Ksp)分别是:
Ag2SO4
Ag2S
AgBr
1.8×
10-10
1.4×
10-5
6.3×
10-50
7.7×
8.51×
10-16
A.氯化银、溴化银和碘化银的溶解度依次增大
B.将硫酸银溶解于水后,向其中加入少量硫化钠溶液,不可能得到黑色沉淀
C.室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度
D.将浅黄色溴化银固体浸泡在5mol·
L-1氯化钠溶液中,会有少量白色固体生成
解析 AgCl、AgBr、AgI的Ksp依次减小,因此溶解度依次减小,A错误;
Ksp(Ag2SO4)远大于Ksp(Ag2S),因此Ag2SO4溶解于水后向其中加入少量Na2S溶液,Ag2SO4可转化为Ag2S,产生黑色沉淀,B错误;
食盐水相对于水,c(Cl-)增大,AgCl在食盐水中溶解平衡逆向移动,则在食盐水中溶解度小,C错误;
氯化钠溶液中,氯离子的浓度较大,溴化银固体浸泡在其中,会使氯离子与银离子的浓度积大于其溶度积,所以会有少量白色固体生成,D正确。
5.(2017·
桂林模拟)已知Ksp(AgCl)=1.56×
10-10,Ksp(AgBr)=7.7×
10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9×
10-11。
某溶液中含有Cl-、Br-和CrO
,浓度均为0.010mol·
L-1,向该溶液中逐滴加入0.010mol·
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-
解析 根据溶度积的定义,Cl-、Br-和CrO
的浓度均为0.010mol·
L-1,Cl-沉淀时c(Ag+)的最小值是1.56×
10-10/0.010
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