高考化学 第八章 第4讲 难溶电解质的溶解平衡复习课件

第 八 章 水 溶 液 中 的 离 子 平 衡第 4讲 难 溶 电 解 质 的 溶 解 平 衡 1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡，了解溶度积的含义及其表达式，能进行相关的计算。2.了解难溶电解质的沉淀转化的本质。考纲要求 考点一 沉淀溶解平衡及应用考点二 溶度积常数及应用探究高考明确考向练出高分 知识梳理 递进题组考点一沉淀溶解平衡及应用 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。饱和溶液 (2)溶解平衡的建立固体溶质 溶液中的溶质v溶解v沉淀，固体v溶解v沉淀，溶解v溶解0为例 外界条件移动方向平衡后c(Ag)平衡后c(Cl) Ksp升高温度正向增大增大增大加水稀释正向不变不变不变加入少量AgNO3逆向增大减小不变通入HCl逆向减小增大不变通入H2S正向减小增大不变 (5)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：难溶微溶可溶易溶 2.沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成调节pH法如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至78，离子方程式为 。沉淀剂法如用H 2S沉淀Cu2，离子方程式为 。H2SCu2=CuS2H (2)沉淀的溶解酸溶解法如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为。盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为 。CaCO32H=Ca2H2OCO2 氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。配位溶解法如AgCl溶于氨水，离子方程式为。AgCl2NH3H2O=Ag(NH3)2Cl2H2O (3)沉淀的转化实质：的移动(沉淀的溶解度差别，越容易转化)。应用：锅炉除垢、矿物转化等。沉淀溶解平衡越大 深度思考1.下列方程式AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)、 AgCl=AgCl、CH3COOHCH3COOH各表示什么意义？答案AgCl的沉淀溶解平衡；AgCl是强电解质，溶于水的AgCl完全电离；CH 3COOH的电离平衡。 2.(1)在实验室中怎样除去NaCl溶液中的BaCl2?答案向溶液中加入过量的Na2CO3溶液充分反应，过滤，向滤液中加适量盐酸。(2)怎样除去AgI中的AgCl?答案把混合物与饱和KI溶液混合，振荡静置，溶度积大的AgCl就慢慢转化为溶度积小的AgI。 递进题组题组一沉淀溶解平衡及其影响因素1.下列说法正确的是()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向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液，则SO 沉淀完全，溶液中只含Ba 2、Na和Cl，不含SO Ksp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小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沉淀洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好A. B.C. D.解析难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，不同离子溶解(或沉淀)的速率不一定相等，这与其化学计量数有关； 难溶电解质是固体，其浓度可视为常数，增加它的量对平衡无影响；生成BaSO4沉淀后的溶液中仍然存在Ba2和SO ，因为有BaSO4的沉淀溶解平衡存在；同类型物质的Ksp越小，溶解能力越小，不同类型的物质则不能直接比较；稀H2SO4可以抑制BaSO4的溶解；洗涤沉淀一般23次即可，次数过多会使沉淀溶解。答案C 2.已知溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)HKsp：溶液过饱和，有 析出QcKsp：溶液饱和，处于状态Qcc(HClO)，所以B项中c(HClO)c(ClO)c(ClO)，杀菌效果比pH7.5时要好，该项正确；D项中，夏季温度高，氯气在水中的溶解度比冬季要小，c(HClO)和c(ClO)的浓度比冬季要小，杀菌效果比冬季差，该项错误。答案C 3.(2013北京理综，10)实验：0.1 molL1AgNO3溶液和 0.1 molL1NaCl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；向滤液b中滴加0.1 molL1KI溶液，出现浑浊；向沉淀c中滴加0.1 molL1KI溶液，沉淀变为黄色。1 2 3 4 5 6 7 98 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AgC.中颜色变化说明AgCl转化为AgID.实验可以证明AgI比AgCl更难溶1 2 3 4 5 6 7 98 解析A项，在浊液a中，存在AgCl的沉淀溶解平衡，正确；B项，向滤液b中加入0.1 molL1 KI溶液，出现浑浊，说明含有少量Ag，错误；由于AgI比AgCl更难溶解，向有AgCl存在的c中加入 0.1 molL1KI溶液，能发生沉淀转化反应，生成黄色的AgI，C项和D项都正确。答案B 1 2 3 4 5 6 7 98 1 2 3 4 5 6 7 98 1 2 3 4 5 6 7 98 解析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 )，由图像可知，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；1 2 3 4 5 6 7 98 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错误。答案B 1 2 3 4 5 6 7 98 5.(2009广东，18改编)硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图。下列说法正确的是()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，313 K时Ksp(SrSO4)最大C.283 K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液D.283 K下的SrSO 4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液 1 2 3 4 5 6 7 98 解析温度一定，Ksp(SrSO4)不变，A错误；由题中沉淀溶解平衡曲线可看出，313 K时，c(Sr2)、c(SO )最大，Ksp最大，B正确；a点c(Sr2)小于平衡时c(Sr2)，故未达到饱和，沉淀继续溶解，C不正确；从283 K升温到363 K要析出固体，依然为饱和溶液。1 2 3 4 5 6 7 98答案B 6.(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.KspFe(OH)3 1 2 3 4 5 6 7 98相关物质的溶度积常数见下表：物质Cu(OH)2 Fe(OH)3 CuCl CuIKsp 2.21020 2.61039 1.7107 1.31012 1 2 3 4 5 6 7 98某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，为得到纯净的CuCl22H2O晶体，加入_，调至pH4，使溶液中的Fe3转化为Fe(OH)3沉淀，此时溶液中的c(Fe3)_。过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl22H2O晶体。解析Fe(OH)3、Cu(OH)2的Ksp分别为2.61039、2.2 10 20，则Fe3、Cu2开始产生沉淀时c(OH)分别为2.97 1010 molL1、3.53107 molL1。 1 2 3 4 5 6 7 98除去酸性CuCl2溶液中的少量FeCl3，可加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3或CuO或CuCO3调节溶液的pH，使Fe3先转化为沉淀析出。pH4时，c(H)104 molL1，则c(OH) molL111010 molL1，此时c(Fe3) molL12.6109 molL1。答案Cu(OH) 2或Cu2(OH)2CO3或CuO或CuCO3 2.6109 molL1 8.2011福建理综，24(3)已知25 时，KspFe(OH)32.791039，该温度下反应Fe(OH)33HFe33H2O的平衡常数K_。解析根据KspFe(OH)3c(Fe3)c3(OH)，而该反应的平衡常数K的表达式为Kc(Fe3)/c3(H)，又由于25 时水的离子积为K w11 01 4，从而推得KKspFe(OH)3/(Kw)3，即K2.791039/(11014)32.7910 3。 1 2 3 4 5 6 7 982.79103 9.(2011浙江理综，13)海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：1 2 3 4 5 6 7 98 1 2 3 4 5 6 7 98模拟海水中的离子浓度/molL1 NaMg2Ca2ClHCO0.439 0.050 0.011 0.560 0.001注：溶液中某种离子的浓度小于1.0105 molL1，可认为该离子不存在； 1 2 3 4 5 6 7 98实验过程中，假设溶液体积不变。Ksp(CaCO3)4.96109 Ksp(MgCO3)6.82106KspCa(OH)24.68106 KspMg(OH)25.611012下列说法正确的是()A.沉淀物X为CaCO3B.滤液M中存在Mg2，不存在Ca2C.滤液N中存在Mg 2、Ca2D.步骤中若改为加入4.2 g NaOH固体，沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物 1 2 3 4 5 6 7 98Ca2反应完后剩余浓度大于1.0105 molL1，则滤液M中存在Mg2、Ca2，B不正确； 1 2 3 4 5 6 7 98pH11.0时可求得c(OH)103 molL1，KspMg(OH)25.611012，c(Mg2) molL1Ksp(AgI)()2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 A.原AgNO3溶液的物质的量浓度为0.1 molL1B.图中x点的坐标为(100,6)C.图中x点表示溶液中Ag被恰好完全沉淀D.把0.1 molL1的NaCl换成0.1 molL1 NaI则图像在终点后变为虚线部分2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 解析A项，加入NaCl之前，pAg0，所以c(AgNO3) 1 molL1，错误；B项，由于c(Ag)106 molL1，所以Ag沉淀完全，n(NaCl) n(AgNO3)0.01 L1 molL10.01 mol，所以V(NaCl)100 mL，B正确，C错误；若把NaCl换成NaI，由于Ksp(AgI)更小，所以c(Ag)更小，pAg更大，D错误。答案B2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 5.在溶液中有浓度均为0.01 molL1的Fe3、Cr3、Zn2、Mg2等离子，已知：KspFe(OH)32.61039；KspCr(OH)37.01031；KspZn(OH)21.01017；KspMg(OH)21.81011。当氢氧化物开始沉淀时，下列离子中所需pH最小的是()A.Fe3 B.Cr3 C.Zn2 D.Mg22 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 答案A2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 6.实验：0.1 molL1MgCl2溶液和0.2 molL1NaOH溶液等体积混合得到浊液a，取少量浊液a过滤得到滤液b和白色沉淀c；向浊液a中滴加0.1 molL1FeCl3溶液，出现红褐色沉淀。下列分析不正确的是()A滤液b的pH7B.中颜色变化说明Mg(OH)2转化为Fe(OH)3C.实验可以证明Fe(OH)3的溶解度比Mg(OH)2的小D.浊液a中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH (aq) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 解析根据题意，发生的反应为Mg22OH=Mg(OH)23Mg(OH)2(s)2Fe3(aq)=3Mg2(aq)2Fe(OH)3(s)由于存在Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，所以滤液b的pH应大于7，A项错误。答案A2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 7.已知某温度下，Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(Ag2CrO4)1.91012，当溶液中离子浓度小于105molL1时，沉淀就达完全。下列叙述正确的是()A.饱和AgCl溶液与饱和Ag2CrO4溶液相比，前者的c(Ag)大B.向氯化银的浊液中加入氯化钠溶液，氯化银的Ksp减小C.向0.000 8 molL1的K2CrO4溶液中加入等体积的 0.002 molL1AgNO3溶液，则CrO 完全沉淀D.将0.001 molL1的AgNO3溶液滴入0.001 molL1的KCl和0.001 molL 1的K2CrO4溶液，则先产生AgCl沉淀 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 答案D2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 8.粗制的CuSO45H2O晶体中含有Fe2。提纯时，为了除去Fe2，常加入少量H2O2，然后再加入少量碱至溶液pH4，可以达到除去铁离子而不损失硫酸铜的目的。下列说法不正确的是()A.溶解CuSO45H2O晶体时要加入少量稀H2SO4B.加入H2O2，将Fe2氧化，2Fe2H2O22H=2Fe32H2OC.由于CuSO4的催化作用，会使部分H2O2分解而损失D.调溶液 pH4的依据是Cu(OH) 2比Fe(OH)3更难溶 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 解析A项，加入少量稀H2SO4可抑制Cu2的水解，正确；B、C项均正确；D项，调溶液pH4的依据是此时Fe3已完全沉淀，而Cu2还未沉淀，即Fe(OH)3比Cu(OH)2更难溶。答案D2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 9.已知25时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp5.61012，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pH13.0，则下列说法不正确的是()A.所得溶液中c(H)1.01013 molL1B.所得溶液中由水电离产生的c(OH)11013 molL1C.所加烧碱溶液的pH13.0D.所得溶液中c(Mg2)5.61010 molL12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 解析pH13的溶液中，c(H)1.01013 molL1，A正确；溶液中c(OH)101 molL1，NaOH抑制水的电离，水电离产生的c(OH)c(H)11013 molL1，B正确；因为向MgCl2溶液中加NaOH溶液后混合溶液的pH13.0，所以所加NaOH溶液的pH13.0，C错误；溶液中的c(Mg2)5.610120.125.61010 molL1，D正确。答案C2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 10.已知25 时，难溶化合物的饱和溶液中存在着溶解平衡，例如：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)，Ag2CrO4(s)2Ag (aq)CrO (aq)，且Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(Ag2CrO4)1.91012。(1)若把足量的AgCl分别放入100 mL蒸馏水，100 mL 0.1 molL1 NaCl溶液，100 mL 0.1 molL1 AlCl3溶液，100 mL 0.1 molL1 MgCl2溶液中，搅拌后在相同温度下Ag浓度由大到小的顺序是_(填序号)。2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 解析蒸馏水、NaCl溶液、AlCl3溶液和MgCl2溶液中，c(Cl)从小到大的顺序是。由题给条件知：当AgCl沉淀溶解达到平衡时，Ag和Cl物质的量浓度之积为一定值，可见溶液中c(Cl)越小，AgCl在其中的溶解度越大，故c(Ag)由大到小的顺序为。答案2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 (2)现用0.001 molL1 AgNO3溶液滴定0.001 molL1 KCl和0.001 molL1 K2CrO4的混合溶液，试通过计算回答：Cl和CrO 中哪种先沉淀？_。解析要形成AgCl沉淀，溶液中Ag最低浓度c1(Ag)1.8107 molL1，要形成Ag2CrO4沉淀，溶液中Ag最低浓度c2(Ag) molL14.36105 molL1，c 1(Ag)c2(Ag)，因此Cl先沉淀。Cl 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 11.锶(38Sr)元素广泛存在于矿泉水中，是一种人体必需的微量元素，在元素周期表中与20Ca和56Ba同属于第 A族。(1)碱性：Sr(OH)2_Ba(OH)2(填“ ”或“ ” )；锶的化学性质与钙和钡类似，用原子结构的观点解释其原因是_。同一主族元素，原子最外层电子数相同2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 (2)碳酸锶是最重要的锶化合物。用含SrSO4和少量BaSO4、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2的天青石制备SrCO3，工艺流程如下(部分操作和条件略)： .将天青石矿粉和Na2CO3溶液充分混合，过滤； .将滤渣溶于盐酸，过滤； .向所得滤液中加入浓硫酸，过滤； .向所得滤液中先加入次氯酸，充分反应后再用氨水调pH约为7，过滤；2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 .向所得滤液中加入稍过量NH4HCO3，充分反应后，过滤，将沉淀洗净，烘干，得到SrCO3。已知： .相同温度时的溶解度：BaSO4SrCO3SrSO4CaSO4 .生成氢氧化物沉淀的pH物质Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3开始沉淀pH 1.9 7.0 3.4完全沉淀pH 3.2 9.0 4.72 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 中，反应的化学方程式是_。中，能与盐酸反应溶解的物质有_。的目的是_。2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14SrSO4Na2CO3=SrCO3Na2SO4SrCO3、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3将Fe2氧化为Fe3，使Fe3和Al3沉淀完全 下列关于该工艺流程的说法正确的是_ (填字母)。a.该工艺产生的废液含较多的b.中反应时，升高温度一定可以提高SrCO3的生成速率c.中反应时，加入溶液一定可以提高NH4HCO3的利用率2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14ac 12.以铝灰(主要成分为Al 、Al2O3，另有少量CuO、SiO2、FeO和Fe2O3杂质)为原料，可制得液体聚合氯化铝Alm(OH)nCl3mn，生产的部分过程如下图所示(部分产物和操作已略去)。2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 已知某些硫化物的性质如下表：物质性质Fe2S3、Al2S3在水溶液中不存在FeS黑色，难溶于水，可溶于盐酸CuS黑色，难溶于水，难溶于盐酸(1)操作是_。Al2O3与盐酸反应的离子方程式是_。过滤Al 2O36H=2Al33H2O 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 (2)滤渣2为黑色，该黑色物质的化学式是_。(3)向滤液2中加入NaClO溶液至不再产生红褐色沉淀，此时溶液的pH约为3.7。NaClO的作用是 _。(4)将滤液3的pH调至4.24.5，利用水解反应得到液体聚合氯化铝。反应的化学方程式是_。CuS将Fe2氧化为Fe3，使Fe3转化为Fe(OH)3沉淀mAlCl3nH2O=Alm(OH)nCl3mnnHCl(写“”也可)2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 13.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/molL1)如右图所示。(1)pH3时溶液中铜元素的主要存在形式是_(写化学式)。解析由图可知，在pH3时，溶液中不会出现Cu(OH) 2沉淀。Cu2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 (2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3，应该控制溶液的pH为_(填字母)。A.6解析要除去Fe3的同时必须保证Cu2不能沉淀，因此pH应保持在4左右。B2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 (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_。解析从图示关系可看出，Co2和Ni2沉淀的pH范围相差太小，操作时无法控制溶液的pH。Co2和Ni2沉淀的pH范围相差太小不能2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 (4)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：物质FeS MnS CuS PbS HgS ZnSKsp 6.31018 2.51013 1.31036 3.41028 6.41053 1.61024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(填字母)。A.NaOH B.FeS C.Na 2S 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 解析要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使它们转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时又不会引入其他离子。答案B2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 14.欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将Cr2O 转化为Cr(OH)3沉淀除去。已知该条件下：离子氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pHFe27.0 9.0Fe31.9 3.2Cr36.0 8.02 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 (1)某含铬废水处理的主要流程如图所示：2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 初沉池中加入的混凝剂是K2SO4Al2(SO4)32H2O，其作用为_(用离子方程式表示)。2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 答案Al33H2OAl(OH)3(胶体)3HHOH=H2OCr33OH=Cr(OH)3测定溶液的pH，若pH 8，则证明Cr3沉淀完全(其他合理答案也可)2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14 解析Cr2O 6Fe214H=2Cr3 6Fe37H2O 0.01 mol 0.02 mol 0.06 mol所以m(沉淀)mCr(OH)3mFe(OH)30.02 mol103 gmol10.06 mol107 gmol18.48 g。2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 14