高考化学一轮复习第8章第4节难溶电解质的溶解平衡教学案新人教版.docx

第四节难溶电解质的溶解平衡考纲定位核心素养1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.理解溶度积(Ksp)的含义，能进行相关的计算。1.平衡思想认识难溶电解质的溶解平衡有一定限度，是可以调控的。能多角度、动态地分析难溶电解质的溶液平衡，并运用难溶电解质的溶解平衡原理解决实际问题(利用沉淀生成处理污水等)。2.科学探究设计探究方案 ，进行沉淀、生成、溶解、转化等实验探究。3.社会责任利用沉淀、溶解平衡解决生产实际问题如炉垢的消除等。考点一| 沉淀溶解平衡及应用1沉淀溶解平衡(1)含义：在一定温度下的水溶液中，当沉淀溶解和生成速率相等时，即建立了溶解平衡。(2)沉淀溶解平衡的建立及特征溶液中的溶质(3)沉淀溶解平衡的影响因素提醒：20 时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：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4左右，离子方程式为Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH。沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2，离子方程式为Cu2H2S=CuS2H。(2)沉淀的溶解酸溶解法如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO32H=Ca2CO2H2O。盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)22NH=Mg22NH3H2O。(3)沉淀的转化实质：沉淀溶解平衡的移动。规律：一般说来，溶解度小的沉淀容易转化成溶解度更小的沉淀。沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。但溶解度小的沉淀在一定条件下也可以转化为溶解度大的沉淀。应用a锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为CaSO4(s)CO(aq)=CaCO3(s)SO(aq)。b矿物转化：CuSO4溶液遇PbS转化为CuS，离子方程式为Cu2(aq)PbS(s)=CuS(s)Pb2(aq)。提醒：(1)用沉淀法除杂不可能将杂质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1105 molL1时，沉淀已经完全；(2)利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生，其次沉淀生成的反应进行的越完全越好。如除去溶液中的Mg2，用NaOH溶液比使用Na2CO3溶液好，原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。1正误判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)常温下，向Ca(OH)2的悬浊液中加少量CaO，充分反应后，恢复到常温，c(OH)增大。()(2)BaSO4(s)CO(aq)BaCO3(s)SO(aq)可说明BaCO3的溶解度比BaSO4的小。()(3)向20 mL 0.1 molL1的NaOH溶液中加10 mL 0.05 molL1 MgCl2溶液，充分反应后，再加入FeCl3溶液，可发现白色沉淀变为红褐色沉淀，说明Mg(OH)2可以转化为Fe(OH)3沉淀。()答案：(1)(2)(3)2以AgCl为例：AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq)H0。请填表：外界条件移动方向c(Ag)Ksp加AgCl固体_加入Na2S_通入HCl_答案：不移动不变不变右减小不变左减小不变考法沉淀溶解平衡及其应用1(2019景德镇调研)已知Ca(OH)2的饱和溶液中存在平衡Ca(OH)2(s) Ca2(aq)2OH(aq)HKsp(Ag2S)。()(5)AgCl(s)I(aq) AgI(s)Cl(aq)的化学平衡常数K。()(6)两种Ksp相差不大的难溶电解质在一定条件下，溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2室温下，向2 molL1 CuSO4溶液中加入NaOH固体调节溶液的pH至多少时开始沉淀？(KspCu(OH)22.01020写出解题步骤)答案：KspCu(OH)2c(Cu2)c2(OH)2c2(OH)2.01020，c(OH)1010(molL1)，c(H)104(molL1)，pHlgc(H)lg1044。考法1溶度积常数(Ksp)及其应用计算1(2019赣州模拟)下列有关叙述中，正确的是()A在一定温度下的BaSO4水溶液中，Ba2和SO浓度的乘积是一个常数B向含有BaSO4固体的溶液中加入适量的水使沉淀溶解又达到平衡时，BaSO4的溶度积不变，其溶解度也不变C只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程D向饱和的BaSO4水溶液中加入硫酸，BaSO4的Ksp变大B一定温度下，只有在BaSO4的饱和溶液中，Ba2和SO浓度的乘积才是一个常数，A错误；溶度积和溶解度都是温度的函数，向BaSO4固体中加入水，可使沉淀溶解平衡发生移动，但溶度积和溶解度均不变，B正确；无论难溶电解质还是易溶电解质，都存在沉淀溶解平衡状态，如在NaCl的过饱和溶液中就存在沉淀溶解平衡状态，C错误；向饱和BaSO4溶液中加入H2SO4溶液，只会使溶解平衡发生移动，但不会影响BaSO4的Ksp的值，D错误。2(2018林州一中月考)已知常温下Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgBr)51013，下列有关说法错误的是()A在饱和AgCl、AgBr的混合溶液中：360B向AgCl悬浊液中滴加浓NaBr溶液会产生淡黄色沉淀CAgCl在水中的溶解度及Ksp均比在NaCl溶液中的大D欲用1 L NaCl溶液将0.01 mol AgBr转化为AgCl，则c(NaCl)3.61 molL1C同一溶液中，c(Ag)相同，溶液中同时存在如下两种关系式c(Ag)c(Br)Ksp(AgBr)，c(Ag)c(Cl)Ksp(AgCl)，所以c(Cl)c(Br)Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)360，A项正确；由于Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)，氯化银容易转化为淡黄色溴化银沉淀，B项正确；溶度积只与温度有关，C项错误；AgBrClAgClBr，平衡常数K，当溴化银全部转化为氯化银时，溶液中Br的浓度为0.01 molL1，将有关数据代入计算式，求得平衡时Cl浓度为3.6 molL1，溴化银转化过程中消耗了0.01 mol Cl，故氯化钠的最低浓度为3.61 molL1，D项正确。3(2013课标全国卷)已知Ksp(AgCl)1.561010，Ksp(AgBr)7.71013，Ksp(Ag2CrO4)9.01012。某溶液中含有Cl、Br和CrO，浓度均为0.010 molL1，向该溶液中逐滴加入0.010 molL1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为()ACl、Br、CrOBCrO、Br、ClCBr、Cl、CrODBr、CrO、ClC利用沉淀溶解平衡原理，当QcKsp时，有沉淀析出。溶液中Cl、Br、CrO的浓度均为0.010 molL1，向该溶液中逐滴加入0.010 molL1的AgNO3溶液时，溶解度小的先满足QcKsp，有沉淀析出。比较Ksp，AgBr、AgCl同类型，溶解度：AgBr，故溶解度顺序为AgBrAgClAg2CrO4，推知三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br、Cl、CrO。4(2015全国卷节选)有关数据如表所示：化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值101710171039用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是加稀硫酸和H2O2溶解，铁变为_，加碱调节至pH为_时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1105 molL1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为_时，锌开始沉淀(假定Zn2浓度为0.1 molL1)。若上述过程不加H2O2后果是_，原因是_。解析：Fe与稀硫酸反应生成FeSO4，再被H2O2氧化转化为Fe2(SO4)3。Fe(OH)3的Kspc(Fe3)c3(OH)，则有c(OH)1011.3molL1，则溶液的pH2.7。Zn(OH)2的Kspc(Zn2)c2(OH)，则有c(OH)108molL1，则溶液的pH6。Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近，不加入H2O2将Fe2转化为Fe3，很难将Zn2和Fe2分开。答案：Fe32.76Zn2和Fe2分离不开Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近考法2溶解平衡的有关图像分析5在T 时，铬酸银(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法中不正确的是()AT 时，在Y点和Z点，Ag2CrO4的Ksp相等B向饱和Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点CT 时，Ag2CrO4的Ksp为1108D图中a104C一定温度下溶度积是常数，所以T 时，Y点和Z点Ag2CrO4的Ksp相等，A正确；在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4固体仍为饱和溶液，点仍在曲线上，不能使溶液由Y点变为X点，B正确；曲线上的点都是沉淀溶解平衡点，Ag2CrO4的沉淀溶解平衡为Ag2CrO4(s) 2Ag(aq)CrO(aq)，Kspc2(Ag)c(CrO)(1103)211051011，C错误；Ksp(Ag2CrO4)c2(Ag)c(CrO)11011，Z点时c(CrO)5104，c2(Ag)2108，所以a104，D正确。 6.某温度时，可用K2S沉淀Cu2、Mn2、Zn2三种离子(M2)，所需S2最低浓度的对数值lg c(S2)与lg c(M2)的关系如图所示。下列说法正确的是()A三种离子对应的硫化物中Ksp(CuS)最小，约为11020B向MnS的悬浊液中加入少量水，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，c(S2)增大C可用MnS除去MnCl2溶液中混有的少量杂质ZnCl2D向浓度均为1105 molL1的Cu2、Zn2、Mn2混合溶液中逐滴加入1104 molL1的Na2S溶液，Zn2先沉淀C向横坐标作一垂线，与三条斜线相交，此时c(S2)相同，而c(Cu2)c(Zn2)c(Mn2)，可判断CuS的Ksp最小。取CuS线与横坐标交点，可知此时c(S2)1010 molL1，c(Cu2)1025 molL1，Ksp(CuS)1035，A项错误；向MnS悬浊液中加水，促进溶解，溶解平衡正向移动，但依然是MnS的饱和溶液，c(S2)不变，B项错误；因为Ksp(ZnS)Ksp(MnS)，加入MnS将ZnCl2转化成溶解度更小的ZnS，过量的MnS固体过滤除去，C项正确；因Ksp(CuS)Ksp(ZnS)c(CO)BM点对应的溶液中Ba2、CO能形成BaCO3沉淀C相同条件下，SO比CO更易与Ba2结合形成沉淀DBaSO4不可能转化为BaCO3C由图像信息知Ksp(BaSO4)c(SO)，A错误、C正确；M点时，Qc(BaCO3)Ksp(BaCO3)，故无法形成BaCO3沉淀，B错误；因两种盐的Ksp相差不大，故在一定条件下二者之间可能相互转化，D错误。(1)曲线上任一点均为饱和溶液，线外的点为非饱和溶液，可根据Qc与Ksp的大小判断。(2)求Ksp时可找曲线上合适的一点确定离子浓度进行计算，曲线上任一点的Ksp相同。(3)当坐标表示浓度的对数时，要注意离子浓度的换算，如lg c(X)a，则c(X)10a。(4)当坐标表示浓度的负对数(lgXpX)时，pX越大，c(X)越小，c(X)10pX。课堂反馈真题体验1(2018全国卷，T12)用0.100 molL1 AgNO3滴定50.0 mL 0.050 0 molL1 Cl溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是()A根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为1010B曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag)c(Cl)Ksp(AgCl)C相同实验条件下，若改为0.040 0 molL1 Cl，反应终点c移到aD相同实验条件下，若改为0.050 0 molL1 Br，反应终点c向b方向移动C根据滴定曲线，当加入25 mL AgNO3溶液时，Ag与Cl刚好完全反应，AgCl处于沉淀溶解平衡状态，此时溶液中c(Ag)c(Cl)104.75 molL1，Ksp(AgCl)c(Ag)c(Cl)109.53.161010，A项正确；曲线上各点都处于沉淀溶解平衡状态，故符合c(Ag)c(Cl)Ksp(AgCl)，B项正确；根据图示，Cl浓度为0.050 0 molL1时消耗25 mL AgNO3溶液，则Cl浓度为0.040 0 molL1时消耗20 mL AgNO3溶液，a点对应AgNO3溶液体积为15 mL，所以反应终点不可能由c点移到a点，C项错误；由于AgBr的Ksp小于AgCl的Ksp，初始c(Br)与c(Cl)相同时，反应终点时消耗的AgNO3溶液体积相同，但Br浓度小于Cl浓度，即反应终点从曲线上的c点向b点方向移动，D项正确。2(2017全国卷，T13)在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是()AKsp(CuCl)的数量级为107B除Cl反应为CuCu22Cl=2CuClC加入Cu越多，Cu浓度越高，除Cl效果越好D2Cu=Cu2Cu平衡常数很大，反应趋于完全CA项，当lg0时，lg 约为7，即c(Cl)1 molL1，c(Cu)107 molL1，因此Ksp(CuCl)的数量级为107，A项正确；B项，分析生成物CuCl的化合价可知，Cl元素的化合价没有发生变化，Cu元素由0价和2价均变为1价，因此参加该反应的微粒为Cu、Cu2和Cl，生成物为CuCl，则反应的离子方程式为CuCu22Cl=2CuCl，B项正确；C项，铜为固体，只要满足反应用量，Cu的量对除Cl效果无影响，C项错误；D项，2Cu=Cu2Cu的平衡常数K，可取图像中的c(Cu)c(Cu2)1106 molL1代入平衡常数的表达式中计算，即为K1106 Lmol1，因此平