第十章 学案48 难溶电解质的溶解平衡文档格式.docx
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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。
4.为什么不能用BaCO3作钡餐?
一、沉淀溶解平衡
1.沉淀的溶解平衡是怎样建立的?
勒夏特列原理是否适用于该平衡?
2.难溶电解质溶解能力的大小,通常怎样表示?
其大小受哪些因素的影响?
3.影响沉淀溶解平衡的因素有哪些?
各怎样影响?
典例导悟1
下表是五种银盐的溶度积常数(25℃):
化学
式
AgCl
Ag2SO4
Ag2S
AgBr
AgI
溶度
积
1.8×
10-10
mol2
·
L-2
1.4×
10-5
mol3
L-3
6.3×
10-50
5.4×
10-13
8.3×
10-17
下列说法不正确的是( )
A.五种物质在常温下溶解度最大的是Ag2SO4
B.将氯化银溶解于水后,向其中加入Na2S,则可以生成黑色沉淀
C.氯化银、溴化银和碘化银三种物质在常温下的溶解度逐渐增大
D.沉淀溶解平衡的建立是有条件的,外界条件改变时,平衡也会发生移动
听课记录:
变式演练1 下列叙述不正确的是( )
A.CaCO3能够溶解在CO2的水溶液中
B.Mg(OH)2可溶于盐酸,不溶于NH4Cl溶液
C.AgCl可溶于氨水
D.MgSO4溶液中滴加Ba(OH)2得到两种沉淀
典例导悟2
(2008·
山东理综,15)某温度
时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
提示 BaSO4(s)
Ba2+(aq)+SO
(aq)的平衡常数Ksp=c(Ba2+)·
c(SO
),称为溶度积常数。
A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C.d点无BaSO4沉淀生成
D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
二、溶度积的计算和有关判断
思考:
(1)已知Ksp(AgCl)=1.8×
10-10mol2·
L-2,则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液,溶液中的c(Ag+)是多少?
(2)已知Ksp[Mg(OH)2]=1.8×
10-11mol3·
L-3,则将Mg(OH)2放入蒸馏水中形成饱和溶液,溶液的pH为多少?
(3)在0.01mol·
L-1的MgCl2溶液中,逐滴加入NaOH溶液,刚好出现沉淀时,溶液的pH是多少?
当Mg2+完全沉淀时,溶液的pH值为多少?
典例导悟3
(2011·
泰安月考)已知Ksp(AgCl)=1.8×
L-2,Ksp(Ag2CrO4)=1.9×
10-12mol3·
L-3,现在向0.001mol·
L-1K2CrO4和0.01mol·
L-1KCl混合液中滴加0.01mol·
L-1AgNO3溶液,通过计算回答:
(1)Cl-、CrO
谁先沉淀?
(2)刚出现Ag2CrO4沉淀时,溶液中Cl-浓度是多少?
(设混合溶液在反应中体积不变)
变式演练2 一定温度下的难溶电解质AmBn在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,其平衡常数Ksp=cm(An+)×
cn(Bm-),称为难溶电解质的溶度积。
已知下表数据:
物质
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Ksp/25℃
8.0×
10-16mol3·
2.2×
10-20mol3·
4.0×
10-38mol4·
L-4
完全沉淀时的pH范围
≥9.6
≥6.4
3~4
对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法,不科学的是( )
A.向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到红褐色沉淀
B.该溶液中c(SO
)∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]>
5∶4
C.向该溶液中加入适量氯水,并调节pH至3~4后过滤,可获得纯净的CuSO4溶液
D.在pH=5的溶液中Fe3+不能大量存在
思维升华 一种沉淀剂能分离多种离子吗?
题组一 溶解平衡与溶度积常数
1.(2010·
山东理综,15)某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液
中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。
据图分析,下列判断错误的是( )
A.Ksp[Fe(OH)3]<
Ksp[Cu(OH)2]
B.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
C.c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH-)乘积相等
D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和
2.(2009·
浙江理综,10)已知:
25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×
10-12,Ksp[MgF2]=7.42×
10-11。
A.25℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大
B.25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大
C.25℃时,Mg(OH)2固体在20mL0.01mol·
L-1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·
L-1NH4Cl溶液中的Ksp小
D.25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化为MgF2
题组二 溶解平衡的应用
3.判断正误
(1)常温下,向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末,过滤,向洗净的沉淀中加稀盐酸,有气泡产生,说明常温下,Ksp(BaCO3)<
Ksp(BaSO4)( )
(2010·
江苏-10C)
(2)AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同( )
天津理综-4C)
4.(2010·
海南,5)已知:
Ksp(AgCl)=1.8×
10-10,Ksp(AgI)=1.5×
10-16,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×
10-12,则下列难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小顺序正确的是( )
A.AgCl>
AgI>
Ag2CrO4B.AgCl>
Ag2CrO4>
C.Ag2CrO4>
AgCl>
AgID.Ag2CrO4>
5.(2009·
江苏,9改编)下列化学实验事实及其解释都正确的是( )
A.向碘水中滴加CCl4,振荡静置后分层,CCl4层呈紫红色,说明可用CCl4从碘水中萃取碘
B.向SO2水溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明BaSO3难溶于盐酸
C.向0.1mol·
L-1FeSO4溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液,KMnO4溶液褪色,说明Fe2+具有氧化性
D.向2.0mL浓度均为0.1mol·
L-1的KCl、KI混合溶液中滴加1~2滴0.01mol·
L-1AgNO3溶液,振荡,沉淀呈黄色,说明AgCl的Ksp比AgI的Ksp小
题号
1
2
4
5
答案
6.
(1)若把固体TiO2·
nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质,还可制得钛白粉。
已知25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×
10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3H+
Fe3++3H2O的平衡常数K=________。
[2011·
福建理综-24(3)]
(2)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成,已知常温下Mg(OH)2的Ksp=1.8×
10-11,若溶液中c(OH-)=3.0×
10-6mol/L,则溶液中c(Mg2+)=______________。
[2010·
江苏-20
(1)]
7.(2011·
天津理综,10)工业废水中常含有一定量的Cr2O
和CrO
,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理。
常用的处理方法有两种。
方法1:
还原沉淀法
该法的工艺流程为
CrO
Cr2O
Cr3+
Cr(OH)3↓
其中第①步存在平衡:
2CrO
(黄色)+2H+
(橙色)+H2O
(1)若平衡体系的pH=2,该溶液显________色。
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是__________。
a.Cr2O
的浓度相同
b.2v(Cr2O
)=v(CrO
)
c.溶液的颜色不变
(3)第②步中,还原1molCr2O
,需要______molFeSO4·
7H2O。
(4)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:
Cr(OH)3(s)
Cr3+(aq)+3OH-(aq)
常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)·
c3(OH-)=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol·
L-1,溶液的pH应调至________。
方法2:
电解法
该法用Fe作电极电解含Cr2O
的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。
(5)用Fe作电极的原因为
(6)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)__________,溶液中同时生成的沉淀还有__________。
题组一 溶解平衡
1.(2011·
聊城模拟)下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( )
A.反应开始时,溶液中各离子浓度相等
B.沉淀溶解达到平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等
C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变
D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解
2.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,说明它的溶解度是减小的,Ksp也变小
3.(2011·
大连模拟)室温时,CaCO3在水中的溶解平衡曲线如图所示,已知:
25℃其溶度积为2.8×
10-9mol2·
L-2,下列说法不正确的是( )
A.x数值为2×
B.c点时有碳酸钙沉淀生成
C.加入蒸馏水可使溶液由d点变到a点
D.b点与d点对应的溶度积相等
4.已知Ksp[Cu(OH)2]=2.2×
L-3、Ksp[Fe(OH)3]=4.0×
L-4,Cu2+和Fe3+完全生成氢氧化物沉淀时的pH分别为6.7和3.2。
现在向pH=0、浓度均为0.04mol·
L-1的Cu2+、Fe3+溶液中加入某一固体,以中和H+调节pH(设溶液体积不变),该过程中Cu2+、Fe3+的浓度与pH关系正确的是( )
5.在FeS饱和溶液中存在FeS(s)
Fe2+(ag)+S2-(ag),c(Fe2+)·
c(S2-)=Ksp。
常温下Ksp=8.1×
10-17mol2·
L-2。
(1)理论上FeS的溶解度为________________。
(2)又知FeS饱和溶液中c(H+)与c(S2-)之间存在以下限量关系:
c2(H+)·
c(S2-)=1.0×
10-22mol3·
L-3,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+)为
题组二 沉淀溶解平衡的应用
6.为除去CuSO4溶液中的Fe2+,可以采用的方法是( )
A.直接加碱,调整溶液pH≥9.6
B.加纯铜粉,将Fe2+还原出来
C.先将Fe2+氧化成Fe3+,再调整pH在3~4
D.通入硫化氢,使Fe2+直接沉淀
7.(2009·
广东,18改编)硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下。
A.温度一定时,Ksp(SrSO4)随c(SO
)的增大而减小
B.三个不同温度中,313K时Ksp(SrSO4)最大
C.283K时,图中a点对应的溶液是饱和溶液
D.283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液
8.已知25℃时,几种物质的溶度积常数为AgCl:
L-2;
AgBr:
7.7×
10-13mol2·
L-2,AgI:
8.51×
10-16mol2·
L-2,下列有关说法错误的是( )
A.三种物质在常温下溶解度最小的是AgI
B.饱和AgCl溶液中,c(Ag+)≈1.34×
10-5mol·
L-1
C.将氯化银置于饱和KI溶液中,固体慢慢会由白色转化为黄色
D.将浓度均为1×
10-6mol·
L-1的AgNO3溶液、KBr溶液等体积混合会生成沉淀
3
6
7
8
题组三 综合探究
9.金属氢氧化物在酸中溶解度不同,因此可以利用这一性质,控制溶液的
pH,达到分离金属离子的目的。
难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S,mol·
L-1)如图所示。
(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是________(写化学式)。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+,应该控制溶液的pH为
A.<
1 B.4左右 C>
(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+杂质,______(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去,理由是
(4)要使氢氧化铜沉淀溶解,除了加入酸之外,还可以加入氨水,生成[Cu(NH3)4]2+,写出反应的离子方程式:
(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表:
某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,最适宜向此工业废水中加入过量的________除去它们(选填序号)。
A.NaOHB.FeSC.Na2S
【课前准备区】
知识点一
1.
(1)>
(2)= (3)<
2.= ≠ 不变 溶解平衡
3.难溶 微溶 可溶 易溶
4.
(1)cm(Mn+)·
cn(Am-) 温度
(2)<
= >
知识点二
2.
(1)溶解 不变
(2)吸热 溶解 增大
知识点三
1.
(1)Fe3++3NH3·
H2O===Fe(OH)3↓+3NH
(2)H2S+Cu2+===CuS↓+2H+
2.
(1)CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑
(2)Mg(OH)2+2NH
===Mg2++2NH3·
H2O
(4)AgCl+2NH3·
H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
3.
(1)沉淀溶解平衡 越大
1.不同。
①式表示难溶电解质AgCl在水溶液中的溶解平衡方程式;
②式表示强电解质AgCl在水溶液中的电离方程式。
2.Ksp越大,说明难溶电解质在水中的溶解能力越强;
Ksp越小,说明难溶电解质在水中的溶解能力越弱。
(说明:
两种难溶电解质的组成和结构要相似)
3.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×
L-1时,沉淀已经完全。
4.由于胃酸的酸性很强,若口服BaCO3,胃酸可与CO
反应生成CO2和水,使CO
的浓度降低,从而使BaCO3的溶解平衡正向移动,Ba2+浓度增大,引起人体中毒:
BaCO3(s)
Ba2+(aq)+CO
(aq)
【课堂活动区】
一、1.难溶电解质的溶解度虽然很小,但不可能为零(完全不溶解),溶液中的离子结合成难溶电解质时,也不可能完全进行到底。
故难溶电解质在水中会建立如下平衡:
MmAn(s)
mMn+(aq)+nAm-(aq)。
勒夏特列原理同样适用于溶解平衡。
2.对于溶解平衡:
AmBn(s)
mAn+(aq)+nBm-(aq),Ksp=cm(An+)·
cn(Bm-),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。
3.
(1)内因:
(2)外因:
①浓度:
加水冲稀,平衡向溶解方向移动,但Ksp不变。
②温度:
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。
③其他:
二、
(1)由AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)知c(Ag+)=c(Cl-)
所以Ksp(AgCl)=1.8×
L-2=c(Ag+)·
c(Cl-)=c2(Ag+)
所以c(Ag+)=1.3×
10-5mol·
(2)由Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq)+2OH-(aq)
知Ksp[Mg(OH)2]=1.8×
L-3=c(Mg2+)·
c2(OH-)=
c2(OH-)
解得c(OH-)=3.3×
10-4mol·
所以c(H+)=
=3.0×
10-11mol·
所以pH=10.5
(3)由Ksp[Mg(OH)2]=1.8×
c2(OH-)=0.01·
c(OH-)=4.2×
c(H+)=
=2.4×
10-10mol·
所以pH=9.6,即当pH=9.6时,开始出现Mg(OH)2沉淀。
由于一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×
故Mg2+完全沉淀时有:
1×
10-5·
c2(OH-)=1.8×
所以c(OH-)=1.34×
10-3mol·
=7.46×
10-12mol·
pH=11.1
典例导悟
1.C [由表知,A正确;
因为Ag2S的Ksp小于AgCl,故B正确;
由表中溶度积知,AgCl、AgBr、AgI的溶解度在常温时依次减小;
由平衡移动理论知D项正确。
]
2.C [a点在平衡曲线上,此时溶液中存在溶液平衡,加入Na2SO4会增大SO
浓度,平衡左移,Ba2+浓度应降低,A项错;
d点时溶液不饱和,蒸发溶液,c(SO
)、c(Ba2+)均增大,B项错;
d点表示溶液的Qc<
Ksp,所以溶液不饱和,不会沉淀,C项正确;
Ksp是一常数,温度不变,Ksp不变,所以该曲线上任一点的Ksp都相等,D项错误。
3.
(1)Cl-先沉淀
(2)4.13×
解析 由Ksp(A
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