2019-2020年高考化学一轮复习 专题9.4 难溶电解质的溶解平衡讲案（含解析）.doc

2019-2020年高考化学一轮复习 专题9.4 难溶电解质的溶解平衡讲案（含解析）复习目标：1、了解沉淀平衡的定义及影响因素。2、掌握沉淀的溶解和转化条件及应用。3、了解溶度积及其有关的计算。基础知识回顾：一、沉淀溶解平衡的本质1、难溶电解质的溶解平衡在一定重要条件下，当沉淀与溶解的速度相等时，便达到固体难溶电解质与溶液中离子间的平衡状态。例如： BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO (aq)2、溶度积：在一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之乘积为一常数，称为溶度积常数，简称溶度积。用符号Ksp表示。对于AmBn型电解质来说，溶度积的公式是：Ksp=An+mBm+n 溶度积与溶解度的关系溶度积和溶解度都可以表示物质的溶解能力，溶度积的大小与溶解度有关，它反映了物质的溶解能力。 溶度积规则，可以判断溶液中沉淀的生成和溶解。 离子积Qc与溶度积Ksp的区别与联系某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度的乘积Qc当QcKsp时，为不饱和溶液；当Qc=Ksp时，为饱和溶液；当QcKsp时，为过饱和溶液。【典型例题1】有关AgCl的沉淀溶解平衡的说法正确的是()AAgCl沉淀生成和溶解同时在不断进行，且速率相等BAgCl难溶于水，溶液中没有Ag和ClC只要向含有AgCl的饱和溶液中加入盐酸，一定会有沉淀生成D向含有AgCl的悬浊液中加入NaBr固体，AgCl沉淀不变化【迁移训练1】【福建省“四地六校” xx届高三模拟理综化学试题】已知25时，电离常数Ka(HF)3.610-4，溶度积常数Ksp(CaF2)1.4610-10。现向1 L 0.2molL-1HF溶液中加入1 L 0.2 molL-1CaCl2溶液，则下列说法中，正确的是（ ）A25时，0.1 molL-1HF溶液中pH1 BKsp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化C该体系中有CaF2沉淀产生 D加入CaCl2溶液后体系中的c(H+)浓度不变二、影响沉淀溶解平衡的因素1、内因难溶电解质本身的性质，这是决定因素。2、外因以氯化银饱和溶液中，尚有氯化银固体存在，当分别向溶液中加入下列物质时，将有何种变化？AgCl（s）Ag+(aq) + Cl-(aq)加入物质平衡移动向AgCl溶解度溶液中C(Ag+)溶液中C(Cl)发生变化的原因0.1molL1HCl向左减小减小增大同离子效应0.1molL1AgNO3向左减小增大减小同离子效应KNO3(s)向右增大增大增大盐效应0.1molL1NH3H2O向右增大减小增大形成配合物H2O向右不变不变不变稀释作用【典型例题2】对饱和AgCl溶液(有AgCl固体存在)进行下列操作后，c(Ag)和Ksp(AgCl)均保持不变的是A加热 B加少量水稀释C加入少量盐酸 D加入少量AgNO3【迁移训练2】【福建省莆田市xx届高三3月质量检测化学试题】25时，Ksp(BaSO4)=110-10，Ksp(BaCO3)=2.610-9。该温度下，下列说法不正确的是A同浓度的Na2SO4和Na2CO3混合溶液中滴加BaCl2溶液，BaSO4先析出BBaCO3的悬浊液中加入少量的新制氯水，c(Ba2+)增大CBaSO4和BaCO3共存的悬浊液中，DBaSO4悬浊液中加入Na2CO3浓溶液，BaSO4不可能转化为BaCO3三、沉淀溶解平衡的应用1、沉淀的生成原理：若Qc大于Ksp，难溶电解质的沉淀溶解平衡向左移动，就会生成沉淀。 在工业生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。常见的方法有： 调节溶液的pH法：使杂质离子转化为氢氧化物沉淀。 加沉淀剂法：如除去溶液中的Cu2+、Hg2+，可加入Na2S、H2S等作为沉淀剂。特别提醒 为使沉淀更完全，所选用沉淀剂的原则是：使生成沉淀的反应进行得越完全越好(所沉 淀离子形成沉淀的Ksp尽可能的小，即沉淀溶解度越小越好)。 不能影响其他离子的存在，由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去或不引入新的杂质。 2、沉淀的溶解 原理：当Qc小于Ksp，使难溶电解质的沉淀溶解平衡向右移动，沉淀就会溶解。 根据平衡移动，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。方法有： 酸碱溶解法：如难溶于水的CaCO3溶于盐酸中。 发生氧化还原反应使沉淀溶解：如CuS溶于硝酸中，HgS溶解度更小，只能用王水使其溶解。 生成配合物使沉淀溶解：向沉淀体系中加入适当配合剂，使溶液中的某些离子生成稳定的配合物，减小其浓度，从而使沉淀溶解。如AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)、Ag+2NH3(加氨水) Ag(NH3)2+，此法对用酸碱法不能溶解的难溶电解质尤其具有重要意义。3、沉淀的转化 实质：沉淀溶解平衡的移动。 特征 A一般说来，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。 B沉淀的溶解能力差别越大，越容易转化。 例如：AgNO3 AgCl(白色沉淀) AgBr (浅黄色沉淀) AgI(黄色沉淀) Ag2S (黑色沉淀)。 沉淀转化的应用 A钡化合物的制备 重晶石(主要成分是BaSO4)是制备钡化合物的重要原料，但BaSO4不溶于酸，若用饱和Na2CO3溶液处理即可转化为易溶于酸的BaCO3。 总反应的离子方程式为BaSO4+COBaCO3+SO。虽然BaSO4比BaCO3更难溶于水，但在CO浓度较大的溶液中，BaSO4溶解在水中的Ba2+能与CO结合形成BaCO3沉淀。转化过程是用饱和Na2CO3溶液处理BaSO4沉淀，待达到平衡后，移走上层溶液；再加入饱和Na2CO3溶液，重复处理多次，使绝大部分BaSO4转化为BaCO3；最后加入盐酸，Ba2+即转入到溶液中。 B锅炉除水垢 除水垢CaSO4(s) CaCO3(s) Ca2+(aq)特别提醒沉淀溶解平衡与弱电解质电离平衡的区别: （1）从物质类别看，难溶电解质可以是强电解质，也可以是弱电解质如BaSO4是强电解质，而Al(OH)3是弱电解质，而难电离物质只能是弱电解质。 （2）从变化的过程来看，沉淀溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成沉淀与溶解的平衡状态；而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化达到平衡状态。【典型例题3】已知AgCl的溶解平衡：AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq)，下列说法不正确的是()A除去溶液中Ag加盐酸盐比硫酸盐好B加入H2O，溶解平衡不移动C用NaCl溶液代替蒸馏水洗涤AgCl，可以减少沉淀损失D反应2AgCl(s)Na2SAg2S(s)2NaCl说明溶解度：AgClAg2S【迁移训练3】【河北省衡水中学xx高三二调试卷】为使Fe2+，Fe3+，Zn2+较完全地形成氢氧化物沉淀，溶液的酸碱度分别为pH7.7、 pH4.5、pH6.6。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2+，Fe3+杂质离子，为除去这些离子制得纯净的ZnSO4，应加入的试剂是（ ） AH2O2，ZnO B氨水 CKMnO4，ZnCO3 DNaOH溶液考点详析：考点一：溶度积的计算及应用1、溶度积和离子积以AmBn(s) mAn(aq)nBm(aq)为例：溶度积离子积概念沉淀溶解的平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积符号KspQc表达式Ksp(AmBn)cm(An)cn(Bm)，式中的浓度都是平衡浓度Qc(AmBn)cm(An)cn(Bm)，式中的浓度是任意浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解QcKsp：溶液过饱和，有沉淀析出QcKsp：溶液饱和，处于平衡状态QcKsp：溶液未饱和，无沉淀析出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）外因浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。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。其他：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。3、沉淀溶解平衡图像题的解题策略（1）溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示 过饱和，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点，均表示不饱和。（2）从图像中找到数据，根据Ksp公式计算得出Ksp的值。（3）比较溶液的Qc与Ksp的大小，判断溶液中有无沉淀析出。（4）涉及Qc的计算时，所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度，因此计算离子浓度时，所代入的溶液体积也必须是混合液的体积。【典型例题4】【贵州省六校联盟xx届高三第一次联考】AgCl（s） Ag+（aq） + Cl-（aq），平衡时，Ksp =C（Ag+ )C(Cl-) ,过量氯化银分别投入100 mL水 24 mL 01 molL-1NaCl 10 mL 01 molL-1MgCl2 30 mL 01 molL-1AgNO3溶液中,溶液中C(Ag+)由大到小顺序为 A B C D【迁移训练4】【湖北荆门xx元月调考】一定温度下，三种碳酸盐MCO3(M：Mg2、Ca2、Mn2)的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。已知: pM-lg c(M)，p(CO32)-lg c(CO32)。下列说法正确的是AMgCO3、CaCO3、MnCO3 的Ksp依次增大Ba 点可表示MnCO3 的饱和溶液，且c(Mn2) c(CO32)Cb 点可表示CaCO3 的饱和溶液，且c(Ca2)c(CO32)Dc 点可表示MgCO3 的不饱和溶液，且c(Mg2)c(CO32)考点二：沉淀溶解平衡的综合应用一、废水处理【典型例题5】水是人类生存和发展的宝贵资源，而水质的污染问题却越来越严重。目前，世界各国已高度重视这个问题，并采取积极措施进行治理。（1）工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法都正确的是_(填字母编号，可多选)。选项污染物处理措施方法类别A废酸加生石灰中和物理法BCu2等重金属离子加硫化物沉降化学法C含纯碱的废水加石灰水反应化学法（2）下图是某市污水处理的工艺流程示意图：下列物质中不可以作为混凝剂(沉降剂)使用的是_(填字母编号，可多选)。A偏铝酸钠 B氧化铝C碱式氯化铝 D氯化铁混凝剂除去悬浮物质的过程是_(填字母编号)。A物理变化 B化学变化C既有物理变化又有化学变化（3）在氯氧化法处理含CN的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一)，氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。某厂废水中含KCN，其浓度为650 mgL1。现用氯氧化法处理，发生如下反应：KCN2KOHCl2=KOCN2KClH2O再投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气。请配平下列化学方程式：KOCNKOHCl2CO2N2KClH2O。若处理上述废水20 L，使KCN完全转化为无毒物质，至少需液氯_g。二、废物利用【典型例题6】硫酸工业中废渣称为硫酸渣，其成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。已知溶液pH3.7时，Fe3已经沉淀完全；一水合氨电离常数Kb1.8105，其饱和溶液中c(OH)约为1103 molL1。请回答：（1）写出A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：_。（2）上述流程中两次使用试剂，推测试剂应该是_(填以下字母编号)。A氢氧化钠 B氧化铝C氨水 D水（3）溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH13，如果pH过小，可能导致的后果是_(任写一点)。（4）H中溶质的化学式：_。（5）计算溶液F中c(Mg2)_(25 时，氢氧化镁的Ksp5.61012)。