高考化学复习课件：第6单元第27讲沉淀溶解平衡

欢迎进入化学课堂 第27讲沉淀溶解平衡 一 沉淀溶解平衡1 溶解平衡的建立在一定温度下 当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时 形成饱和溶液 达到平衡状态 把这种平衡称为沉淀溶解平衡 如 AgCl s Ag aq Cl aq 尽管氯化银溶解度小 并非绝对不溶 生成的氯化银沉淀会有少量溶解 从固体溶解平衡的角度 氯化银在溶液中存在两个过程 在氯化银的溶液中 一方面 在水分子作用下 少量Ag 和Cl 脱离氯化银表面溶入水中 另一方面 溶液中的Ag 和Cl 受氯化银表面正 负离子的吸引 回到氯化银的表面析出沉淀 在一定温度下 当沉淀溶解和生成的速率相等时 得到氯化银饱和溶液 建立动态平衡 2 溶解平衡的特征 1 弱 存在于弱电解质的溶液里 2 等 分子电离成离子的速率等于离子结合成该分子的速率 3 定 达到平衡时 溶液里离子浓度和分子浓度都保持不变 不随时间变化 但不一定相等 4 动 电离平衡属于动态平衡 即平衡时 电离速率等于化合成分子速率 都不等于0 5 变 外界条件 如温度 浓度 外加试剂等 发生变化时 电离平衡发生移动 二 沉淀溶解平衡的应用由于沉淀溶解平衡也是动态平衡 因此可以通过改变条件使平衡移动 最终使溶液中的离子转化为沉淀或沉淀转化为溶液中的离子 1 沉淀的生成 1 调节pH法 如除去碳酸铜溶液中混有的少量铁离子 可向溶液中加入氢氧化铜或碱式碳酸铜 调节pH到3 4 铁离子就会全部转化为氢氧化铁沉淀除去 2 加沉淀剂法如以Na2S H2S等作沉淀剂 使某些金属离子 如Cu2 Hg2 等生成极难溶的硫化物CuS HgS等沉淀 也是分离 除去杂质的方法 2 沉淀的转化根据难溶物质溶解度的大小 难溶物质间可以进行转化 生成溶解度更小的物质 例如 AgNO3AgCl 白色沉淀 AgBr 淡黄色沉淀 AgI 黄色沉淀 Ag2S 黑色沉淀 沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动 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 考点一溶解平衡平衡的考查 例1已知Ag2SO4的Ksp为2 0 10 5 将适量Ag2SO4固体溶于100mL水中至刚好饱和 该过程中Ag 和浓度随时间变化关系如图 饱和Ag2SO4溶液中c Ag 0 034mol L 1 若t1时刻在上述体系中加入100mL0 020mol L 1Na2SO4溶液 下列示意图中 能正确表示t1时刻后Ag 和浓度随时间变化关系的是 解析 Ag2SO4饱和溶液中c Ag 0 034mol L c 0 017mol L 当加入100mL0 020mol LNa2SO4溶液后 c Ag 0 017mol L c 0 0185mol L QC c Ag 2 c 5 3 10 6 2 0 10 5 Ksp 即此时Ag2SO4溶液不饱和 溶液中不存在Ag2SO4固体的溶解平衡 即c Ag 仍为0 017mol L c 仍为0 0185mol L 选项B正确 方法技巧点拨 本题易错选A 忽视体积变化 对原溶液中离子浓度的变化 答案 B 考点二沉淀的生成与转化 例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 称为难溶电解质的离子积 已知下表数据 对含等物质的量的CuSO4 FeSO4 Fe2 SO4 3的混合溶液的说法 不正确的是 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 c Cu2 c Fe2 c Fe3 5 4C 向该溶液中加入适量氯水 并调节pH到3 4后过滤 可获得纯净的CuSO4溶液D 在pH等于5的溶液中Fe3 不能大量存在 C 解析 根据溶度积常可判断选项A正确 由于Cu2 Fe2 和Fe3 在溶液中均能发生水解反应使得金属阳离子浓度减小 因此选项B正确 选项C的操作可知溶液中必有氯离子存在 即溶液中溶质还存在CuCl2 C错 由表中数据知Fe3 在pH 4的环境中已沉淀完全 因此选项D也错 方法技巧点拨 根据溶度积规则 当QC Ksp时 沉淀就向溶解的方向进行 因此 使沉淀溶解的总原则就是设法使构成离子的浓度减小 即QC Ksp 常用的方法是 在难溶电解质饱和溶液中加入适当试剂使之与组成沉淀的一种构成离子结合成另一类化合物 从而使之溶解 具体办法可采用酸碱溶解法 配位溶解法 氧化还原溶解法以及沉淀转化溶解法等 1 某温度时 BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示 下列说法正确的是 提示 BaSO4 s Ba2 aq aq 的平衡常数 Ksp c Ba2 c 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 解析 类似于溶解度曲线 曲线上的任一点如a和c表示BaSO4饱和溶液 曲线上方的任一点 均表示过饱和 如b点说明溶液中有BaSO4沉淀析出 此时Qc Ksp 曲线下方的任一点 均表示不饱和 如d点 此时Qc Ksp 故选项C正确 D错 A项 在原溶解平衡的溶液中加入Na2SO4 增大了c 使平衡向生成BaSO4的方向移动 但溶液仍处于饱和状态 即最后的点应在曲线上 a下方 A错 B项 蒸发使c 增大 而c点与d点的c 相等 故B项错 答案 C 2 下表为有关化合物的pKsp pKsp lgKsp 某同学设计实验如下 向AgNO3溶液中加入适量NaX溶液 得到沉淀AgX 向 中加NaY 则沉淀转化为AgY 向 中加入Na2Z 沉淀又转化为Ag2Z 则表中a b c的大小关系为 A a b cB a b cC c a bD a b c B 解析 难溶物质间可以进行转化 生成溶解度更小的物质 说明溶解度Ag2Z AgY AgX 则Ksp Ag2Z Ksp AgY Ksp AgX 则a b c 3 已知25 时 电离常数Ka HF 3 6 10 4mol L 溶度积常数Ksp CaF2 1 46 10 10mol3 L3 现向1L0 2mol LHF溶液中加入1L0 2mol LCaCl2溶液 则下列说法中 正确的是 A 25 时 0 1mol LHF溶液中pH 1B Ksp CaF2 随温度和浓度的变化而变化C 该体系中 Ksp CaF2 D 该体系中有CaF2沉淀产生 D 解析 由HF的电离常数可知 HF是弱酸 由Ka HF 3 6 10 4mol L 得c H 6 10 2mol L 所以0 1mol LHF溶液中pH 1 Ksp CaF2 是温度函数随温度的变化而变化 但不随溶液的变化而变化 溶液混合后 c HF 0 1mol L c H c F 6 10 2mol L c Ca2 0 1mol L 此时K CaF2 c Ca2 c F 2 3 6 10 4 Ksp CaF2 所以Ksp CaF2 Ka HF 有沉淀生成 4 2011 南昌一模 已知常温下Ksp AgCl 1 8 10 10mol2 L2 Ksp AgI 1 0 10 16mol2 L2 下列说法中正确的是 A 在相同温度下AgCl的溶解度小于AgI的溶解度B AgCl和AgI都不溶于水 因此AgCl和AgI不能相互转化C 常温下 AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI 则NaI的浓度必须不低于 10 11mol LD 将足量的AgCl分别放入下列物质中 20mL0 01mol LKCl溶液 10mL0 02mol LCaCl2溶液 30mL0 05mol LAgNO3溶液 AgCl的溶解度由大到小的顺序为 C 解析 本题以溶度积常数背景综合考查了物质的溶解性 沉淀的转化等问题 在相同温度下 Ksp AgCl Ksp AgI AgCl的溶解度大于AgI的溶解度 而且AgCl可以转化为AgI 故A B不正确 由Ksp AgCl 1 8 10 10mol2 L2可求得AgCl溶液中c Ag mol L 代入Ksp AgI 1 0 10 16mol2 L2中即可求得c I 10 11mol L 故C正确 D选项中三种溶液中c Cl 或c Ag 由小到大的顺序是 故D错误 5 2011 黄山三模 已知 25 C时 Ksp R OH 2 5 61 10 12 Ksp RF2 7 42 10 11 下列说法正确的是 A 25 时 饱和R OH 2溶液与饱和RF2溶液相比 前者的c R2 大B 25 时 在R OH 2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体 c R2 增大C 25 时 R OH 2固体在20mL0 01mol L氨水中的Ksp比在20mL0 01mol LNH4Cl溶液中的Ksp小D 25 时 在R OH 2悬浊液中加入NaF稀溶液后 R OH 2不可能转化为RF2 B 解析 由两物质的溶度积前者小于后者 且化合物类型相同得出 A中c R2 小 A错误 若在R OH 2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体 由于NH4Cl溶于水后显酸性 使R OH 2的溶解平衡右移 c R2 增大 B正确 由于Ksp是受温度影响的 在相同温度下的Ksp相同 C错误 根据沉淀转化原理 若在体系中加入更大浓度的F 也会产生RF2沉淀 D错误 6 在AgCl饱和溶液中尚有AgCl固体存在 当向溶液中加入0 1mol L的盐酸时 下列说法正确的是 A AgCl沉淀溶解平衡正向移动B AgCl溶解度增大C 溶液中c Ag 增大D 溶液中c Cl 增大 D 解析 加入0 1mol L的盐酸 Cl 浓度增大 溶解平衡逆向移动 生成氯化银沉淀 c Ag 减小 由Ksp不变得Cl 浓度增大 7 2010 浙江 已知 25 时 弱电解质的电离平衡常数 Ka CH3COOH 1 8 10 5 Ka HSCN 0 13 难溶电解质的溶度积常数 Ksp CaF2 1 5 10 10 25 时 2 0 10 3mol L 1氢氟酸水溶液中 调节溶液pH 忽略体积变化 得到c HF c F 与溶液pH的变化关系 如下图所示 请根据以上信息回答下列问题 1 25 时 将20mL0 10mol L 1CH3COOH溶液和20mL0 10mol L 1HSCN溶液分别与20mL0 10mol L 1NaHCO3溶液混合 实验测得产生的气体体积 V 随时间 t 变化的示意图为 反应初始阶段 两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是 反应结束后所得两溶液中 c CH3COO c SCN 填 或 2 25 时 HF电离平衡常数的数值Ka 列式并说明得出该平衡常数的理由 3 4 0 10 3mol L 1HF溶液与4 0 10 4mol L 1CaCl2溶液等体积混合 调节混合液pH为4 0 忽略调节时混合液体积的变化 通过列式计算说明是否有沉淀产生 解析 本题主要考查电离平衡和沉淀溶解平衡等知识点 意在考查考生的逻辑思维能力和信息提取的能力 由题给数据可知 相同条件下 HSCN的酸性强于CH3COOH 则等体积 等浓度时 HSCN溶液中的c H 比CH3COOH溶液中的大 则反应速率要快 最终均与NaHCO3完全反应 得到CH3COONa溶液和NaSCN溶液 酸性越弱 则水解程度越大 所以反应后的溶液中 c CH3COO c SCN 答案 1 HSCN的酸性比CH3COOH强 其溶液中c H 较大 故其溶液与NaHCO3溶液的反应速率较快Ksp CaF2 有沉淀产生 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全