2017-2018学年高中化学 专题3 溶液中的离子反应 第四单元 第一课时 沉淀溶解平衡原理学案 苏教版选修4.doc

第一课时沉淀溶解平衡原理课标要求1知道沉淀溶解平衡建立的过程。2了解溶度积和离子积的关系，知道溶度积的含义，并由此学会判断反应进行的方向。1.在一定的温度下，难溶电解质的溶解速率和沉淀速率相等时，形成饱和溶液，达到平衡状态，称为沉淀溶解平衡，其特征是一种动态平衡。2难溶电解质的沉淀溶解平衡常数称为溶度积常数，简称溶度积，对于MmAn mMnnAm，Kspcm(Mn)cn(Am)。Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，相同类型的难溶电解质，Ksp越小，其在水中溶解能力越小。Ksp只受温度影响。3若难溶电解质的离子积为Qc，当QcKsp时有沉淀生成，QcKsp为饱和溶液，当QcKsp无沉淀生成。沉淀溶解平衡原理 1难溶电解质在水中的溶解性(1)实验探究实验步骤实验现象实验结论中PbI2难溶于水PbI2水溶液中含有I，证明PbI2在水中有极少量溶解中产生黄色沉淀绝对不溶的物质是不存在的(2)沉淀溶解平衡的建立以AgCl(s) , Ag(aq)Cl(aq)为例：2沉淀溶解平衡(1)含义在一定的温度下，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。(2)特征(3)影响因素1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)难溶物质在水中绝对不溶()(2)物质溶于水达到饱和时，溶解过程就停止了()(3)某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0()(4)溶度积Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关()解析：绝对不溶的物质是不存在的；溶解平衡是动态平衡；通常在离子浓度小于105 molL1时，认为沉淀完全；对于某一物质，其Ksp只与温度有关。答案：(1)(2)(3)(4)2对AgCl(s)AgCl的理解正确的是()A说明AgCl没有完全电离，AgCl是弱电解质B说明溶解的AgCl已完全电离，AgCl是强电解质C说明Ag与Cl的反应不能完全进行到底D说明Ag与Cl的反应可以完全进行到底解析：选CAgCl(s)AgCl，此式表示的是AgCl的沉淀溶解平衡，说明AgCl固体和溶液中的Ag和Cl之间始终存在一个平衡体系中，C项正确，D项错误。B项，题干方程式是沉淀溶解平衡表达式，并非AgCl的电离方程式。3石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)，加入下列溶液，不能使Ca(OH)2固体减少的是()ANa2CO3溶液B加水C降温 DCaCl2溶液解析：选DA项，Ca2CO=CaCO3，消耗Ca2，促进平衡正向移动，Ca(OH)2固体量减少；B项，加水稀释，平衡正移，Ca(OH)2又溶解，其量减少；C项，因Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小，故降温，平衡正向移动，Ca(OH)2量减少；D项，增加c(Ca2)，平衡逆向移动，Ca(OH)2固体增加。溶度积及其应用1含义难溶电解质达到溶解平衡时，其平衡常数称为溶度积常数，即难溶电解质饱和溶液中离子浓度的幂之积，简称溶度积，用Ksp表示。2表达式(1)如AgClAgCl，Kspc(Ag)c(Cl)。(2)如Fe(OH)3Fe33OH，Kspc(Fe3)c3(OH)。3意义反映难溶电解质的溶解能力。4规律相同类型的难溶电解质，Ksp越小，溶解能力越小。5影响因素只与温度有关。1已知FeS和CuS的溶度积常数：Ksp(FeS)6.31018，Ksp(CuS)1.31036，你能确定相同温度下CuS和FeS的溶解度的大小吗？提示：依据FeS和CuS的Ksp可知，相同温度下，FeS的溶解度大于CuS的溶解度。2要将等体积的4103molL1的AgNO3溶液和4103molL1的K2CrO4溶液混合，是否能析出Ag2CrO4沉淀？已知Ksp(Ag2CrO4)9.01012提示：混合后c(Ag)c(CrO)2103molL1Qcc2(Ag)c(CrO)(2103)2210381099.01012，故有Ag2CrO4沉淀析出。1溶度积与离子积的关系通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积离子积Qc的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。(1)QcKsp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。(2)QcKsp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。(3)QcKsp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。2溶度积与沉淀溶解能力的关系溶度积(Ksp)反映了难溶电解质在水中的溶解能力。(1)对于阴、阳离子个数比相同的电解质，Ksp的数值越大，难溶电解质在水中的溶解度越大。(2)对于阴、阳离子个数不同的电解质，Ksp小的电解质的溶解度不一定比Ksp大的溶解度小，如Ksp(Ag2CrO4)Ksp，c(Ba2)c(SO)Cc(Ba2)c(SO)Ksp，c(Ba2)c(SO)Dc(Ba2)c(SO)Ksp，c(Ba2)c(SO)。由于温度未发生改变，所以溶液中c(Ba2)c(SO)Ksp。3某温度下，难溶物FeR的水溶液中存在平衡：FeRFe2R2，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c点变到a点Bd点可能有沉淀生成Ca点对应的Ksp等于b点对应的KspD该温度下，Ksp21018解析：选CD通过温度变化改变难溶物的溶解度，难溶物的阴、阳离子应同时增大或减小，A项错误；溶解平衡曲线上方表示过饱和溶液，有沉淀生成，曲线以下表示不饱和溶液，所以d点没有沉淀生成，B项错误；温度不变，Ksp不变，C项正确；该温度下，Ksp21018，D项正确。4已知：某离子被沉淀后，若其浓度小于1105 molL1，则认为该离子沉淀完全。在1 L含0.001 molL1 SO的溶液中加入0.01 mol BaCl2，能否使SO沉淀完全？此时溶液中SO的浓度是多少？已知Ksp(BaSO4)1.081010解析：平衡时Ba2浓度用c(Ba2)平表示，SO浓度用c(SO)平表示，则有：c(Ba2)平0.010.001c(SO)平0.009c(SO)平，Ksp1.081010c(Ba2)平c(SO)平0.009c(SO)平c(SO)平，c(SO)平1.20108 molL1AgIAg2CrO4BAgClAg2CrO4AgICAg2CrO4AgClAgIDAg2CrO4AgIAgCl解析：选C分析各离子浓度的数量级即可比较大小。AgCl溶液中Ag浓度数量级为105，AgI溶液中Ag浓度数量级为108，Ag2CrO4溶液中Ag浓度数量级为104，据此可比较出大小。5已知在Ca3(PO4)2的饱和溶液中，c(Ca2)2.0106 molL1，c(PO)1.58106 molL1，Ca3(PO4)2的Ksp为()A2.01029B3.21012C6.31018 D5.11027 解析：选ACa3(PO4)2的Kspc3(Ca2)c2(PO)2.01029。 6将足量的AgCl分别放入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是()20 mL 0.01 molL1KCl溶液30 mL 0.02 molL1CaCl2溶液40 mL 0.03 molL1HCl溶液10 mL蒸馏水50 mL 0.05 molL1AgNO3溶液A BC D解析：选BAgClAgCl，由c(Ag)c(Cl)Ksp，可知c(Cl)或c(Ag)越大，越能抑制AgCl的溶解，AgCl的溶解度就越小。中c(Cl)0.01 molL1；中c(Cl)0.04 molL1；中c(Cl)0.03 molL1；中c(Cl)0；中c(Ag)0.05 molL1。Ag或Cl浓度由小到大的顺序为：。二、不定项选择题7一定温度下，在氢氧化钡的悬浊液中，存在氢氧化钡固体与其电离出的离子间的溶解平衡关系：Ba(OH)2(s)Ba22OH。向此悬浊液中加入少量的氧化钡粉末，下列叙述正确的是()A溶液中钡离子数目减少B溶液中钡离子浓度减小C溶液中氢氧根离子浓度增大DpH减小解析：选A原溶液已饱和，加入BaO粉末与水反应生成Ba(OH)2，由于反应消耗了水，使得平衡逆向移动，Ba2与OH的数目减少，但浓度不变，pH也不变。8把Ca(OH)2放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s)Ca22OH，下列说法正确的是()A恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高B给溶液加热，溶液的pH降低C向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加D向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变解析：选BCA项，CaOH2O=Ca(OH)2，由于保持恒温，Ca(OH)2溶解度不变，c(OH)不变，因此pH不变；B项，加热时Ca(OH)2溶解度减小，平衡逆向移动，c(OH)减小，pH减小；C项，COCa2=CaCO3，使平衡正向移动，Ca(OH)2固体减少，但固体总质量增大；D项，加入NaOH固体时，c(OH)增大，平衡逆向移动，因此Ca(OH)2固体增多。9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)SO(aq)的平衡常数Kspc(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Cd点无BaSO4沉淀生成Da点对应的Ksp大于c点对应的Ksp解析：选CA项加入 Na2SO4会使Ba2的浓度减小；B项，蒸发时，Ba2与SO的浓度变化是一致的；D项，温度不变，Ksp不变。三、非选择题10(1)0.004 molL1AgNO3与0.004 molL1K2CrO4等体积混合，此时有无Ag2CrO4沉淀生成？(Ag2CrO4的Ksp1.11012 )(2)向50 mL 0.018 molL1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 molL1的盐酸，生成沉淀。溶度积为Kspc(Ag)c(Cl)11010，试求：沉淀生成后溶液中c(Ag)为_。沉淀生成后溶液的pH是_。解析：(1)2AgCrO=Ag2CrO4，c(Ag)c(CrO)0.50.004 molL10.002 molL1， Qc(Ag)2c(CrO)(0.002)20.00281091.11012即QKsp(Ag2CrO4)，所以有Ag2CrO4沉淀生成。(2)AgCl=AgCl，反应后溶液中剩余c(Cl)(0.020 molL10.018 molL1)0.05 L/0.1 L0.001 molL1，c(Ag)1.01010/0.0011.0107 molL1，c(H)0.020 molL10.05 L/0.1 L0.01 molL1，pH2。答案：(1)有Ag2CrO4沉淀生成(2)1.0107 molL12一、单项选择题1下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是()A常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小B溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp减小C溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp增大D常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变解析：选D温度不变，溶度积常数不变，故A项不正确；大多数的难溶物温度升高，Ksp增大，但也有少数物质相反，故B、C均不正确。2溶度积常数表达式符合Kspc(Ax)2c(By)的是()AAgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)BNa2S=2NaS2CAg2S(s)2Ag(aq)S2(aq)DPbI2(s)Pb2(aq)2I(aq)解析：选C由于Kspc(Ax)2c(By)，即阳离子前的化学计量数为2；Na2S为可溶性盐不存在溶度积常数，故C正确。3Mg(OH)2固体在水中存在下列溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，欲减少Mg(OH)2固体的量，可以加入少量的()ANaOH固体BNaCl固体CMgSO4固体 DNaHSO4固体解析：选DA项，加NaOH固体，会使c(OH)增大，平衡左移，Mg(OH)2固体增加，错误；B项，加NaCl固体，平衡不移动，错误；C项，加MgSO4会使c(Mg2)增加，平衡左移，Mg(OH)2固体增加，错误；D项，加NaHSO4固体，发生中和反应，c(OH)减少，平衡右移，Mg(OH)2固体溶解而减少，正确。4在100 mL 0.01 molL1 KCl溶液中，加入1 mL 0.01 molL1 AgNO3溶液，下列说法正确的是(AgCl的Ksp1.81010)()A有AgCl沉淀析出 B无AgCl沉淀析出C无法确定 D有沉淀但不是AgCl沉淀解析：选A由Qcc(Ag)c(Cl)0.011106Ksp，故应有AgCl沉淀析出。5在CaF2(Ksp5.3109)与CaSO4(Ksp9.1106)混合的饱和溶液中，测得F浓度为1.8103 molL1，则溶液中SO的浓度为()A3.0103 molL1 B5.6103 molL1C1.6103 molL1 D9.0104 molL1解析：选B两种难溶物质中都有Ca2，Ca2浓度必须满足两种溶质的溶解平衡，可以用两种溶质的Ksp计算。c(Ca2)c2(F)Ksp(CaF2)5.3109，求得c(Ca2)103 molL1，再根据Ksp(CaSO4)c(Ca2)c(SO)，可求得c(SO)Ksp(CaSO4)/c(Ca2) molL15.6103 molL1。二、不定项选择题6某温度时，Ag2SO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。该温度下，下列说法正确的是()A含有大量SO的溶液中肯定不存在AgB0.02 molL1的AgNO3溶液与0.02 molL1的Na2SO4溶液等体积混合不会生成沉淀CAg2SO4的溶度积常数Ksp为1103Da点表示Ag2SO4的不饱和溶液，蒸发可以使溶液由a点变到b点解析：选B由于沉淀与溶解是一个平衡，即使SO浓度再大，也有少量的Ag存在，A项不正确；根据图像Ksp(Ag2SO4)(2102)251022105，而0.02 molL1AgNO3溶液与0.02 molL1的Na2SO4溶液等体积混合，离子积c2(Ag)c(SO)(0.01)20.0111062105，故没有沉淀生成，B项正确，C项不正确；a点到b点，如果是蒸发操作，Ag和SO浓度均会增大，而不是只增大SO的浓度。7下列说法正确的是()A已知某温度下，Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(Ag2CrO4)1.91012，故Ag2CrO4更难溶B在AgCl饱和溶液中，加入AgCl固体，新加入的AgCl固体不会溶解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也变小解析：选DA项，AgCl和Ag2CrO4是不同类型电解质，其Ksp相差不大，不能通过Ksp的大小比较其溶解度的大小，错误；B项，难溶电解质的沉淀溶解平衡是动态平衡，在AgCl饱和溶液中存在溶解和沉淀过程，只是两者相等而已，新加入的AgCl仍然溶解，错误；C项，有的难溶电解质温度越高溶解度越小，Ksp越小，如Ca(OH)2，错误；D项叙述正确。8某温度时，AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是()A加入AgNO3，可以使溶液由c点变到d点B加入少量水，平衡右移，Cl浓度不变Cd点没有AgCl沉淀生成Dc点对应的Ksp等于a点对应的Ksp解析：选BDA项，加入AgNO3，c(Ag)增大，c(Cl)减小，而c、d点c(Cl)相同，错误；B项，加入少量水，平衡右移，但c(Cl)不变，正确；C项，d点处c(Ag)大，此时c(Ag)和c(Cl)乘积大于溶度积，有氯化银沉淀生成，错误；D项，温度不变，Ksp不变，a、c点是相同温度下的溶解沉淀平衡，Ksp相同，正确。三、非选择题9医学上在进行胃肠疾病的检查时，利用X射线对BaSO4穿透能力较差的特性，常用BaSO4做内服造影剂，这种检查手段称为钡餐透视。.请写出BaSO4能作为钡餐透视的另外一个理由：_。.请用文字叙述和离子方程式说明钡餐透视时为什么不用BaCO3?_。.某课外活动小组为探究BaSO4的溶解度，分别将足量BaSO4放入：5 mL水20 mL 0.5 molL1的Na2SO4溶液40 mL 0.2 molL1的Ba(OH)2溶液40 mL 0.1 molL1的H2SO4溶液中，溶解至饱和。(1)以上各溶液中，c(Ba2)的大小顺序正确的是_，BaSO4的溶解度的大小顺序为_(填字母)。ABC D(2)已知25 时，Ksp(BaSO4)1.11010，上述条件下，溶液中的c(SO)为_，溶液中c(Ba2)为_。(3)某同学取同样的溶液和溶液直接混合，则混合溶液的pH为_(假设混合后溶液的体积为混合前两溶液的体积之和)。解析：BaSO4既不溶于水，也不溶于酸，同时可经人体排出，不会引起Ba2中毒，胃酸与BaCO3反应生成Ba2引起人体中毒，BaCO32H=Ba2H2OCO2，由于c(SO)增大，BaSO4溶解度降低但中的c(SO)大于中的，中c(Ba2)增大，BaSO4溶解度降低，其浓度在之间，故c(Ba2)大小应为，溶解度应是，中c(SO)5.51010molL1。中c(Ba2)2.21010molL1；当混合，发生反应Ba(OH)2H2SO4=BaSO42H2O，由于Ba(OH)2过量，故显碱性，其c(OH) molL10.1 molL1，c(H)1013 molL1，pH13。答案：.BaSO4既不溶于水，也不溶于酸，可经人体排出体外，不会引起Ba2中毒.BaCO3遇到胃酸生成Ba2，会使人体中毒，BaCO32H=Ba2H2OCO2.(1)AC(2)5.51010 molL1221010 molL1(3)1310(江苏高考)软锰矿(主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4H2O，反应的化学方程式为MnO2SO2=MnSO4。(1)质量为17.40 g纯净MnO2最多能氧化_L(标准状况)SO2。(2)已知：KspAl(OH)311033，KspFe(OH)331039，pH7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3、Al3(使其浓度均小于1106 molL1)，需调节溶液pH范围为_。(3)下图可以看出，从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4H2O晶体，需控制的结晶温度范围为_。(4)准确称取0.171 0 g MnSO4H2O样品置于锥形瓶中，加入适量H3PO4和NH4NO3溶液，加热使Mn2全部氧化成Mn3，用c(Fe2)0.050 0 molL1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3被还原为Mn2)，消耗Fe2溶液20.00 mL。计算MnSO4H2O样品的纯度(请给出计算过程)。解析：(1)n(MnO2)0.2 mol，由化学方程式MnO2SO2=MnSO4知，n(SO2)n(MnO2)0.2 mol，标准状况下V(SO2)22.4 Lmol10.2 mol4.48 L。(2)Fe3全部转化为Fe(OH)3时，c(OH) 1011 molL1；Al3全部转化为Al(OH)3时，c(OH) 1109 molL1，故Al3、Fe3完全沉淀时，溶液中OH的最小浓度应为1109 molL1，即pH最小应为5.0，因为Mn(OH)2 沉淀时的最小pH为7.1，故除去MnSO4溶液中的Fe3、Al3，应调节溶液至5.0pH7.1。(3)由图可知，60 时，MgSO46H2O与MnSO4H2O的溶解度相等，随着温度的不断升高，MgSO46H2O的溶解度逐渐增大，而MnSO4H2O的溶解度逐渐减小，因此欲从混合溶液中结晶析出MnSO4H2O，需控制温度在60 以上。(4)Fe2的氧化产物为Fe3，由质量守恒定律和电子守恒可得：Mn2Mn3Fe2。因此，n(Mn2)n(Fe2)0.050 0 molL10.020 L1.00103 mol，则m(MnSO4H2O)1.00103 mol169 gmol10.169 g，故MnSO4H2O样品的纯度为100%98.8%。答案：(1)4.48(2)5.0pH7.1(3)高于60 (4)n(Fe2)0.050 0 molL11.00103 moln(Mn2)n(Fe2)1.00103 molm(MnSO4H2O)1.00103 mol169 gmol10.169 gMnSO4H2O样品的纯度为：100%98.8%