高中化学 第三章 第三节 沉淀溶解平衡练习 鲁科版选修4.doc

第三章 第三节 沉淀溶解平衡一、 沉淀溶解平衡与溶度积1沉淀溶解平衡。(1)概念：在一定温度下，当沉淀溶解与离子生成沉淀的速率相等时，即达到沉淀溶解平衡。(2)表达式：pbi2(s)pb2(aq)2i(aq)(以pbi2为例)。(3)生成难溶电解质的离子反应的限度。习惯上将溶解度小于0.01g的电解质称为难溶电解质。对于常量的化学反应来说，相当量的离子相互反应生成难溶电解质，可以认为反应完全了。化学后通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1105moll1时，沉淀就达完全。2溶度积。(1)表达式。对于下列沉淀溶解平衡：mman(s)mmn(aq)nam(aq)kspmnmamn。(2)溶度积的影响因素。ksp只与难溶电解质的性质和温度有关。(3)溶度积的意义。溶度积反映了难溶电解质在水中的溶解能力；当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强。 1所有难溶电解质的ksp都一定会随温度的升高而变大吗？并说明原因。答案：不一定。ksp升高表示难溶电解质的溶解能力增强，只有那些随温度升高溶解度增大的难溶电解质的ksp才变大，如ca(oh)2就不是。二、 沉淀溶解平衡的应用1溶度积规则。(1)qksp时，溶液中的离子生成沉淀，直至沉淀溶解与离子生成沉淀达到平衡状态；(2)qksp时，沉淀溶解与离子生成沉淀处于平衡状态；(3)qksp时，若体系中有足量的固体存在，则固体溶解，直至沉淀溶解与离子生成沉淀达到平衡状态。2沉淀的生成。(1)欲使某物质析出沉淀必须使其浓度商大于溶度积(选填“大于”“小于”或“等于”)，这就要增大离子浓度，使反应向生成沉淀的方向进行。如误食可溶性钡盐，造成钡中毒，应尽快用na2so4给患者洗胃；精制食盐水时，可加入适量的naoh除去氯化钠中的镁离子。(2)控制溶液的ph，可使某些难溶的弱酸盐和氢氧化物沉淀或溶解。如除去cuso4溶液中的少量的fe3，可向溶液中加入cuo或cu(oh)2调节溶液的ph至34，使fe3 转化为fe(oh)3沉淀而除去。 2(1)如果要除去某溶液中的so，你选择加入钙盐还是钡盐？为什么？(2)若向等浓度的nacl、ki的混合溶液中逐滴加入agno3溶液，先产生哪种沉淀？答案：(1) 加入可溶性钡盐。因为baso4的溶解度比caso4的溶解度小，所以用ba2沉淀so更完全。(2)先产生agi沉淀，因为agi的ksp小于agcl的ksp。3沉淀的溶解。要使沉淀溶解，必须降低该难溶盐饱和溶液中某一离子的浓度。如服用了baco3，由于胃酸的酸性很强，可以与co反应生成h2o和co2，使co浓度降低，从而使baco3的沉淀溶解平衡向右移动，使ba2浓度增大而引起人体中毒。4沉淀的转化。(1)在含有沉淀的溶液中，加入适当试剂，与某一离子结合成为更难溶的物质。如在工业处理废水过程中，向含有cu2、hg2 、pb2的废水中加入fes，fes溶解生成的s2与这些离子结合生成更难溶的硫化物沉淀而除去，以cu2为例，沉淀转化反应为fes(s)cu2(aq)cus(s)fe2(aq)。(2)沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。1下列有关agcl沉淀的溶解平衡的说法中，不正确的是(b)aagcl沉淀生成和溶解不断进行，但速率相等bagcl难溶于水，溶液中没有ag和clc升高温度，ksp(agcl)增大，agcl的溶解度也增大d向agcl沉淀的溶解平衡体系中加入nacl固体，agcl的溶解度减小解析：agcl固体在溶液中存在溶解平衡，当达到溶解平衡时，agcl固体生成ag和cl的速率必然等于ag和cl结合成agcl固体的速率，故a项正确；没有绝对不溶的物质，故b项错误；一般说来，温度升高，固体的溶解度增大，故c项正确，但少数固体的溶解度随温度升高而降低如ca(oh)2；向agcl沉淀的溶解平衡体系中加入nacl固体，增大了c(cl)，平衡向左移动，agcl的溶解度减小，故d项正确。2已知25 物质的溶度积常数为：fes：ksp6.31018；cus：ksp1.31036；zns：ksp1.61024。下列说法正确的是(b)a相同温度下，cus的溶解度大于zns的溶解度b除去工业废水中的cu2，可以选用fes做沉淀剂c足量cuso4溶解在0.1 mol/l的h2s溶液中，cu2能达到的最大浓度为1.31035 mol/ld在zns的饱和溶液中，加入fecl2溶液，一定不产生fes沉淀解析：由于ksp(cus)1.31036ksp(zns)1.61024，所以溶解度cuszns，故a项错误；由于ksp(cus)1.31036ksp(fes)6.31018，硫化铜的溶解度小于硫化亚铁的，所以除去工业废水中含有的cu2，可采用fes 固体作为沉淀剂，故b项正确；h2s是弱酸，硫离子的最大浓度为0.1 mol/l，cus的溶度积常数(ksp)为1.31036，所以溶液中cu2的最小浓度为1.31035 mol/l，故c项错误；zns的饱和溶液中存在s2，加入fecl2溶液，当qcc(fe2)c(s2)ksp(fes)，就会生成fes沉淀，故d项错误。1把氢氧化钙放入蒸馏水中，一定时间后达到如下平衡：ca(oh)2(s)ca2(aq)2oh(aq)。加入以下溶液，可使ca(oh)2减少的是(b)ana2s溶液balcl3溶液cnaoh溶液 dcacl2溶液解析：加入na2s溶液，由于s2水解呈碱性，使oh浓度增大，不利于ca(oh)2减少，故a错误；加入alcl3溶液，由于al33oh=al(oh)3，实现沉淀的转化，有利于ca(oh)2减少，故b正确；加入naoh溶液，溶液中oh浓度增大，不利于ca(oh)2减少，故c错误；加入cacl2溶液，溶液中ca2浓度增大，不利于ca(oh)2减少，故d错误。2自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成cuso4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的zns或pbs，慢慢转变为铜蓝(cus)。下列分析正确的是(d)acus的溶解度大于pbs的溶解度b原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性ccuso4与zns反应的离子方程式是cu2s2=cusd整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应，然后硫酸铜与zns、pbs发生复分解反应生成更难溶的cus解析：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化是溶解度大的物质向溶解度小的物质转化，pbs能转化为cus，所以cus的溶解度小于pbs的溶解度，故a项错误；原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成cuso4溶液，硫元素化合价升高作还原剂具有还原性；铜蓝中硫元素化合价最低，所以能失电子具有还原性，故b项错误；硫化锌难溶于水，所以要写化学式，不能写离子，故c项错误；原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成cuso4溶液，所以存在氧化还原反应；cuso4与zns反应生成硫化铜和硫酸锌是复分解反应，故d项正确。3(2013北京卷)实验：0.1 moll1 agno3溶液和0.1 moll1 nacl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 moll1 ki溶液，出现浑浊；向沉淀c中滴加0.1 moll1 ki溶液，沉淀变为黄色。下列分析不正确的是(b)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更难溶解析：根据浊液a中含有agcl，存在沉淀溶解平衡：agcl(s)ag(aq)cl(aq)，故a项正确；滤液为agcl的饱和溶液，也存在沉淀的溶解平衡，即存在ag，故b项错；向agcl中滴加0.1 moll1 ki溶液，白色agcl沉淀变为黄色agi沉淀，故c项正确；实验证明agi比agcl更难溶，故d项正确。4已知：25 时，kspmg(oh)25.611012，ksp(mgf2)7.42 1011 。下列说法正确的是(b)a25 时，饱和mg(oh)2溶液与饱和mgf2溶液相比，前者的c(mg2)大b25 时，在mg(oh)2的悬浊液加入少量的nh4cl固体，c(mg2)增大c25 时， mg(oh)2固体在20 ml 0.01 moll1氨水中的ksp比在20 ml 0.01 moll1 nh4cl溶液中的ksp小d25 时，在mg(oh)2的悬浊液加入naf溶液后，mg(oh)2不可能转化成为mgf2 解析：a项中，mg(oh)2的溶度积较小，其电离出的mg2浓度也要小一些，故a项错；b项中，nh可以结合mg(oh)2电离出的oh离子，从而促使mg(oh)2 的电离平衡正向移动，c(mg2)增大，故b项正确；c项中，ksp仅与温度有关，故c项错；d项中，由于mgf2的溶度积也比较小，在mg(oh)2的悬浊液加入naf溶液后，由于f浓度较大，所以可以生成mgf2沉淀，故d项不正确。5已知氨水与醋酸的电离程度在同温同浓度下相等，溶有一定量氨的氯化铵溶液呈碱性。现向少量的mg(oh)2悬浊液中，加入适量的饱和氯化铵溶液，固体完全溶解。甲同学的解释是：mg(oh)2(s)mg2(aq)2oh(aq)nhh2onh3h2oh由于nh水解呈酸性，h与oh反应生成水，导致反应平衡右移，沉淀溶解；乙同学的解释是：mg(oh)2(s)mg2(aq)2oh(aq)nhohnh3h2o由于nh4cl电离出的nh与mg(oh)2电离出的oh结合，生成了弱电解质nh3h2o，导致反应的平衡右移，mg(oh)2沉淀溶解。(1)丙同学不能肯定哪位同学的解释合理，于是选用下列的一种试剂，来证明甲、乙两位同学的解释只有一种正确，他选用的试剂是_(选填字母)。anh4no3 bch3coonh4cna2co3 dnh3h2o(2)请你说明丙同学作出该选择的理由是_。(3)丙同学将所选试剂滴入mg(oh)2的悬浊液中，mg(oh)2溶解；由此推知，甲和乙哪位同学的解释更合理？_(选填“甲”或“乙”)；完成nh4cl饱和溶液使mg(oh)2悬浊液溶解的离子方程式是_。解析：甲乙同学解释的区别在于，甲认为是nh的水解导致mg(oh)2沉淀溶解，乙认为是由于nh被电离出来，导致mg(oh)2沉淀溶解。由于任何铵盐在溶液中都能够发生电离，所以只要找出一种nh的盐溶液，其中nh不发生水解，或其水解可以被抵消，即可鉴别出。氨水和醋酸的电离程度在同温同浓度下相等，可知由ch3coonh4电离出的nh可以认为是不发生水解，当将ch3coonh4加入mg(oh)2悬浊液中，若乙的解释对，则mg(oh)2应该溶解，若甲的解释对，则mg(oh)2不溶解。答案：(1)b(2)ch3coonh4溶液呈中性，滴入mg(oh)2悬浊液，若mg(oh)2不溶，则甲同学解释正确(3)乙mg(oh)22nh=mg22nh3h2o6(1)在粗制cuso45h2o晶体中常含有杂质fe2。在提纯时为了除去fe2，常加入合适氧化剂，使fe2氧化为fe3，下列物质可采用的是_。akmno4 bh2o2c氯水 dhno3然后再加入适当物质调整至溶液ph4，使fe3转化为fe(oh)3，可以达到除去fe3而不损失cuso4的目的，调整溶液ph可选用下列中的_。anaoh bnh3h2occuo dcu(oh)2(2)甲同学怀疑调整至溶液ph4不一定能达到除去fe3而不损失cu2的目的，乙同学认为可以通过计算确定，他查阅有关资料得到如下数据，常温下fe(oh)3的溶度积ksp8.01038，cu(oh)2的溶度积ksp3.01020，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1105 moll1时就认为沉淀完全，设溶液中cuso4的浓度为3.0 moll1，则cu(oh)2开始沉淀时溶液的ph为_，fe3完全沉淀时溶液的ph为_，通过计算确定上述方案_(选填“可行”或“不可行”)。(提示：lg 50.7)解析：(1)使fe2氧化为fe3可采用的是h2o2，然后再加入cuo或cu(oh)2调整至溶液ph4，若使用其他试剂，会引入杂质离子。(2)cu(oh)2开始沉淀时溶液中oh23.03.01020，oh1.01010 moll1，溶液的ph为4；fe3完全沉淀时oh311058.01038，oh2.01011 moll1，溶液的ph为3.3；即当fe3完全沉淀时cu(oh)2还未开始沉淀，方案可行。答案：(1)bcd(2)43.3可行1下列对于石灰岩溶洞的钟乳石的成因解释正确的是(b)a石灰岩溶洞是火山喷发时形成的b是空气中co2和h2o溶解了碳酸钙生成了碳酸氢钙溶液，然后分解生成碳酸钙而形成的c是空气中的co2与土壤中的钙离子结合生成碳酸钙，经千万年而形成钟乳d石灰岩洞中钟乳是和地球同时产生的解析：石灰岩溶洞的成因是由于h2o、co2破坏caco3的溶解平衡造成的。2将一定量的硫酸钡放入水中，对此下列叙述正确的是(b)a硫酸钡不溶于水，硫酸钡固体质量不会改变b最终会得到baso4的极稀的饱和溶液c因为ba2so=baso4很容易发生，所以不存在baso4(s)ba2(ap)so(aq)的反应d因为baso4难溶于水，所以改变外界条件也不会改变baso4的溶解性解析：baso4不溶于水并不绝对的溶，它存在溶解平衡，当沉淀溶解和生成的速率相等时，得到了ba2(aq)so(aq)，a、c两项错误，b项正确；升高温度，baso4溶解度增大，d项错误。3对水垢的主要成分是caco3和mg(oh)2而不是caco3和mgco3的原因解释，其中正确的是(c)amg(oh)2的溶度积大于mgco3的溶度积，且在水中发生了沉淀转化bmg(oh)2的溶度积小于mgco3的溶度积，且在水中发生了沉淀转化cmgco3电离出的co发生水解，使水中oh浓度增大，对mg(oh)2的沉淀溶解平衡而言，qcksp，生成mg(oh)2沉淀dmgco3电离出的co发生水解，使水中oh浓度增大，对mg(oh)2的沉淀溶解平衡而言，qcksp，生成mg(oh)2沉淀解析：由于mg(oh)2和mgco3中阴、阳离子个数比不同，所以不能直接根据ksp的大小比较溶解能力的强弱，a、b两项均不正确；mgco3溶解平衡生成的co能发生水解，使水中oh浓度增大，对mg(oh)2沉淀溶解平衡而言，qcksp，则生成mg(oh)2沉淀，故c项正确，d项不正确。4当mg(oh)2固体在水中溶解达到平衡时：mg(oh)2(s) mg2(aq)2oh(ap)，为使mg(oh)2固体的量减少，可加入(a)anh4no3bna2scmgso4 dch3coona解析：若使mg(oh)2固体的量减少，应使mg(oh)2的溶解平衡向右移动，应减少mg2或oh。由于nh4no3水解显酸性，使oh减小，故a项正确；b、d两项水解显碱性，增大oh，故b、d两项错误；c项增大了mg2，故c项也错，答案为a。5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(b)akspfe(oh)3kspcu(oh2)b加适量nh4cl固体可使溶液由a点变到b点cc、d两点代表的溶液中c(h)与c(oh)乘积相等dfe(oh)3、cu(oh)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和解析：b、c两点金属阳离子的浓度相等，设都为x，分别对应的ohkw/h1012.7，ohkw/h109.6，kspfe(oh)3x(1012.7)3、kspcu(oh)2x(109.6)2，kspfe(oh)3kspcu(oh)2，故a正确；由a点到b点的碱性增强，而nh4cl溶解于水后水解显酸性，故b错；温度一定，溶液中的kw为定值，故c正确；溶度积曲线后的点代表溶液都是饱和溶液，曲线左下方的点都不饱和，右后方的点都是qcksp，沉淀要析出，故d正确。6已知：ksp(agcl)1.81010，ksp(agi)1.51016，ksp(ag2cro4)2.01012，则下列难溶盐的饱和溶液中，ag浓度大小顺序正确的是(c)aagclagiag2cro4bagclag2cro4agicag2cro4agclagidag2cro4agiagcl解析：由ksp计算可知，ag浓度大小顺序应为ag2cro4agcl，故a、b两项均错；饱和溶液中：对应化学式相似的agcl和agi来说ksp越小ag浓度越小，即agclagi；ag2cro4溶液中ag的浓度为(4.01012)1/3，agcl饱和溶液中ag的浓度为(1.81010)1/2，所以有ag2cro4agclagi，故c正确，d错。7(双选)硫酸锶(srso4)在水中的沉淀溶解平衡曲线图如下。下列说法正确的是(bc)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c283 k时，图中a点对应的溶液是不饱和溶液d283 k下的srso4饱和溶液升温到363 k后变为不饱和溶液解析：ksp只与温度有关与浓度无关，故a错误；由图象可知：在相同条件下，温度越低，c(so)c(sr2)越大，ksp(srso4)越大，故b正确；a点在283 k的下方，属于不饱和溶液，故c正确；283 k下的srso4饱和溶液升温到363 k后会有晶体析出，还是属于饱和溶液，故d错误。8(1)对于ag2s(s) 2ags2，其ksp的表达式为_。(2)下列说法中不正确的是_(填序号)。用稀盐酸洗涤agcl沉淀比用水洗涤损耗agcl少一般地，物质的溶解度随温度的升高而增加，故物质的溶解大多是吸热的对于al(oh)3(s)al(oh)3(aq)al33oh，前者为溶解平衡，后者为电离平衡除去溶液中的mg2，用oh沉淀比用co好，说明mg(oh)2的溶解度比mgco3的大沉淀反应中常加过量的沉淀剂，其目的是使沉淀更完全(3)如何除去mg(oh)2中混有的ca(oh)2?_解析：(1)由溶度积常数的概念直接写出。(2)cl抑制agcl溶解，正确；物质的溶解大多是吸热的，正确；正确；除去溶液中的mg2，用oh沉淀比用co好，是因为mg(oh)2的ksp更小，剩余的mg2更少，错误；正确。(3)根据沉淀的转化原理，向其中加mg2即可。答案：(1)kspc2(ag)c(s2)(2)(3)加足量mgcl2溶液，充分搅拌，过滤，洗涤即得纯mg(oh)29钡(ba)和锶(sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用，它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在，baso4和srso4都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将baso4和srso4转化成难溶弱酸盐。已知：srso4(s)sr2(aq)so(aq)ksp2.5107srco3(s)sr2(aq)co(aq)ksp2.5109(1)将srso4转化成srco3的离子方程式为_，该反应的平衡常数表达式为_；该反应能发生的原因是_(用沉淀溶解平衡的有关理论解释)。(2)对于上述反应，实验证明增大co的浓度或降低温度都有利于提高srso4的转化率。判断在下列两种情况下，平衡常数k的变化情况(选填“增大”“减小”或“不变”)：升高温度，平衡常数k将_；增大co的浓度，平衡常数k将_。(3)已知，srso4和srco3在酸中的溶解性与baso4和baco3类似，设计实验证明上述过程中srso4是否完全转化成srco3。实验所用的试剂为_；实验现象及其相应结论为_。解析：(1)srso4转化成srco3的离子反应为：srso4(s)co(aq)srco3(s)so(aq)，平衡常数表达式为k，根据沉淀转化的原理，该反应能够发生，是因为ksp(srco3)ksp(srso4)。(2)降低温度有利于提高srso4的转化率，说明降温平衡向正反应方向移动，因此升高温度，平衡向逆反应方向移动，故平衡常数k减小；平衡常数只与温度有关，增大co的浓度，平衡常数不变。(3)根据提供的信息，可以推断srso4难溶于盐酸，而srco3可溶于盐酸，因此向溶液中加入盐酸，若沉淀全部溶解，则srso4完全转化成srco3，若沉淀没有全部溶解，则srso4没有完全转化成srco3，需要注意的是，不能选择稀硫酸，因为srco3与稀硫酸反应生成srso4。答案：(1)srso4(s)co(aq)srco3(s)so(aq)kksp(srco3)ksp(srso4)，加入co后，平衡srso4(s)sr2(aq)so(aq)正向移动，生成srco3(2)减小不变(3)盐酸若沉淀完全溶解，则证明srso4完全转化成srco3，否则，未完全转化解析：(1)srso4转化成srco3的离子反应为：srso4(s)co(aq)srco3(s)so(aq)，平衡常数表达式为k，根据沉淀转化的原理，该反应能够发生，是因为ksp(srco3)ksp(srso4)。(2)降低温度有利于提高srso4的转化率，说明降温平衡向正反应方向移动，因此升高温度，平衡向逆