优化方案（教师用书）高考化学一轮复习 第八章 第四讲 难溶电解质的溶解平衡.doc

第四讲难溶电解质的溶解平衡考纲展示1了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.了解沉淀转化的本质。3.了解溶度积的含义及其表达式，都能进行相关的计算。考 点 一沉淀溶解平衡及应用一、沉淀溶解平衡1沉淀溶解平衡的概念在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。2沉淀溶解平衡的建立固体溶质溶液中的溶质3沉淀溶解平衡的特点二、沉淀溶解平衡的影响因素难溶电解质本身的性质是内因，是决定因素。其他因素影响如下：1浓度(ksp不变)(1)加水稀释，平衡向溶解的方向移动；(2)向平衡体系中加入难溶物相应的离子，平衡逆向移动；(3)向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子时，平衡向溶解的方向移动。2温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解的方向移动，ksp增大。3实例以agcl(s) ag(aq)cl(aq)h0为例外界条件移动方向平衡后c(ag)平衡后c(cl)ksp升高温度正向增大增大增大加水稀释正向减小减小不变加入少量agno3逆向增大减小不变通入hcl逆向减小增大不变通入h2s正向减小增大不变4.电解质在水中的溶解度20 时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：三、沉淀溶解平衡的应用1沉淀的生成(1)调节ph法如除去cucl2溶液中的杂质fecl3，可以向溶液中加入cuo，调节溶液的ph，使fe3形成fe(oh)3沉淀而除去。离子方程式为fe33h2o=fe(oh)33h、cuo2h=cu2h2o。(2)沉淀剂法如用h2s沉淀cu2，离子方程式为h2scu2=cus2h。2沉淀的溶解(1)酸溶解法如caco3溶于盐酸，离子方程式为caco32h=ca2h2oco2。(2)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)配位溶解法如agcl溶于氨水，离子方程式为agcl2nh3h2o=ag(nh3)2cl2h2o。3沉淀的转化(1)实质：沉淀溶解平衡的移动。如mgcl2溶液mg(oh)2fe(oh)3，则kspmg(oh)2kspfe(oh)3。(2)规律：一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现，沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。(3)应用锅炉除垢：将caso4转化为caco3，离子方程式为caso4co=caco3so。矿物转化：cuso4溶液遇zns转化为cus，离子方程式为znscu2=cuszn2。名师点拨(1)并非ksp越小，其物质的溶解度就越小。对于阴、阳离子的个数比相同的难溶电解质，它们的溶解能力可以直接用ksp的大小来比较，ksp越小，其物质的溶解度就越小；而对于阴、阳离子的个数比不同的难溶电解质，它们的溶解能力就不能直接用ksp的大小来比较。(2)难溶电解质不一定是弱电解质，如baso4、agcl等都是强电解质。(3)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。(2014高考组合改编题)(双选)下列说法正确的是()a(2014高考安徽卷)根据“较强酸可以制取较弱酸”推出结论“次氯酸溶液无法制取盐酸”b(2014高考安徽卷)根据“溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化”推出结论“zns沉淀中滴加cuso4溶液可以得到cus沉淀”c(2014高考重庆卷)ca(hco3)2 溶液与过量naoh溶液反应可得到ca(oh)2d(2014高考重庆卷) 25 c时cu(oh)2在水中的溶解度大于其在cu(no3)2溶液中的溶解度解析a盐酸的制备不一定通过复分解反应完成，也可以使用氧化还原的原理来制取，如hclo光照分解生成hcl，a错误；b.根据溶解平衡可知，溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化，硫化铜比硫化锌更难溶，因此zns沉淀中滴加cuso4溶液可以得到cus沉淀，b正确；c.碳酸氢钙溶液与过量的氢氧化钠溶液反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水，反应的离子方程式为ca22hco2oh=co2h2ocaco3，得不到氢氧化钙，c错误；d.氢氧化铜在溶液中存在溶解平衡cu(oh)2(s)cu2(aq)2oh(aq)，硝酸铜溶液中铜离子浓度大，抑制氢氧化铜的溶解，因此在硝酸铜溶液中的溶解度小于在水中的溶解度，d正确。答案bd1沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡的移动也同样遵循勒夏特列原理。2复分解反应总是向着某些离子浓度减小的方向进行，若生成难溶电解质，则向着生成溶度积较小的难溶电解质的方向进行。3一定温度下，沉淀溶解平衡曲线上的任意一点，都代表指定温度下的饱和溶液，由对应的离子浓度可求ksp。1.(教材改编)下列有关沉淀溶解平衡的说法中，正确的是()aksp(ab2)小于ksp(cd)，说明ab2的溶解度小于cd的溶解度b在氯化银的沉淀溶解平衡体系中加入蒸馏水，氯化银的ksp增大c在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中加入稀盐酸，沉淀溶解平衡不移动d向氯化银沉淀溶解平衡体系中加入碘化钾固体，氯化银沉淀可转化为碘化银沉淀解析：选d。不同类型的物质ksp小的并不能说明其溶解度一定小，a错；温度不变ksp为一常数，b错；碳酸钙沉淀溶解平衡体系中加入稀盐酸促进了碳酸钙的溶解，c错。题组一沉淀溶解平衡及其影响因素1把ca(oh)2放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：ca(oh)2(s) ca2(aq)2oh(aq)。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升高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c。恒温下ksp不变，加入cao后，溶液仍为ca(oh)2的饱和溶液，ph不变，a错误；加热，ca(oh)2的溶解度减小，溶液的ph降低，b错误；加入na2co3溶液，沉淀溶解平衡向右移动，ca(oh)2固体转化为caco3固体，固体质量增加，c正确；加入naoh固体，溶液温度升高，ca(oh)2溶解度减小，且溶液中c(oh)增大，平衡向左移动，ca(oh)2固体质量增加，d错误。2已知25时baso4饱和溶液中存在baso4(s) ba2(aq)so(aq)，ksp1.102 51010，下列有关baso4的溶度积和溶解平衡的叙述正确的是()a25时，向c(so)1.05105mol/l的baso4溶液中，加入baso4固体，c(so)增大b向该饱和溶液中加入ba(no3)2固体，则baso4的溶度积常数增大c向该饱和溶液中加入na2so4固体，则该溶液中c(ba2)c(so)d向该饱和溶液中加入bacl2固体，则该溶液中c(so)减小解析：选d。baso4的溶度积等于c(ba2)和c(so)的乘积，故饱和溶液中c(so)1.05105mol/l，再加入baso4固体不溶解，c(so)不变，a错误；溶度积常数只与温度有关，b错误；加入na2so4固体，溶解平衡向左移动，c(ba2)减小，c错误；加入bacl2固体，溶解平衡向左移动，c(so)减小，d正确。题组二沉淀溶解平衡在工农业生产中的应用3(2015安徽淮安模拟)下表为有关化合物的pksp，pksplg ksp。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()相关化合物agxagyag2zpkspabca.abc babc ccab dabc解析：选b。根据沉淀的转化原理可知，溶解度小的沉淀总是向着溶解度更小的沉淀转化，再结合p ksplgksp可知ksp越小其pksp越大，故b正确。4(2015江苏无锡联考)要使工业废水中的pb2沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知pb2与这些离子形成的化合物的溶解度如下：化合物pbso4pbco3pbs溶解度/g1.031041.811071.841014由上述数据可知，沉淀剂最好选用()a硫化物 b硫酸盐c碳酸盐 d以上沉淀剂均可解析：选a。沉淀工业废水中的pb2时，生成沉淀的反应进行得越完全越好，由于pbs的溶解度最小，故选硫化物作为沉淀剂。反思归纳(1)绝大多数固体的溶解度随温度的升高而增大，但有少数物质的溶解度随着温度的升高而减小，如ca(oh)2。(2)ksp大的物质，溶解度不一定大，只有组成相似的物质，才能用ksp比较其溶解度的大小。考 点 二溶度积常数及应用一、表达式对于溶解平衡mman(s) mmn(aq)nam(aq)，kspcm(mn)cn(am)。二、意义溶度积(ksp)反映了物质在水中的溶解能力。三、影响因素溶度积常数只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。四、溶度积规则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(离子积)与ksp的关系： 名师点拨(1)溶解平衡一般是吸热的，温度升高平衡右移，ksp增大，但ca(oh)2相反。(2)对于溶解平衡：ambn(s) man(aq)nbm(aq)，kspcm(an)cn(bm)，对于相同类型的物质，ksp的大小反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小，也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。与化学平衡常数一样，ksp与温度有关。不过温度改变不大时，ksp变化也不大，常温下的计算可不考虑温度的影响。(2014高考新课标全国卷)溴酸银(agbro3)溶解度随温度变化曲线如图所示，下列说法错误的是()a溴酸银的溶解是放热过程b温度升高时溴酸银溶解速度加快c60 时溴酸银的ksp约等于6104d若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯 解析a由题图可知，随着温度升高，溴酸银的溶解度逐渐增大，因此agbro3的溶解是吸热过程。b.由图象曲线可知，温度升高斜率增大，因此agbro3的溶解速度加快。c.由溶解度曲线可知，60 时，agbro3的溶解度约为0.6 g，则其物质的量浓度约为0.025 moll1，agbro3的kspc(ag)c(bro)0.0250.0256104。d.若kno3中含有少量agbro3，可通过蒸发浓缩得到kno3的饱和溶液，再冷却结晶获得kno3晶体，而agbro3留在母液中。答案a沉淀溶解平衡图像与化学平衡图像一样，都是利用化学平衡移动原理来解决问题。但沉淀溶解平衡图像更为复杂，也是学习中的难点和易错点，现将破解方法解析如下。第一步：观察纵、横坐标表示的何种变量。第二步：观察坐标中点、线段的变化及含义。第三步：利用ksp进行相应换算、推断，根据沉淀溶解平衡原理分析曲线变化。需注意以下几点：(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，然后判断溶液中有无沉淀析出。2.(高考改编题)已知25 时，caso4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。向100 ml该条件下的caso4饱和溶液中加入400 ml 0.01 mol/l na2so4溶液，下列叙述正确的是()a溶液中析出caso4固体沉淀，最终溶液中c(so)比原来的大b溶液中无沉淀析出，溶液中c(ca2)、c(so)都变小c溶液中析出caso4固体沉淀，溶液中c(ca2)、c(so)都变小d溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c(so)比原来的大解析：选d。由题意知，ksp(caso4)c(ca2)c(so)3.01033.01039106，caso4饱和溶液中c(ca2)c(so)3.0103 mol/l。加入400 ml 0.01 mol/l na2so4溶液后，c(ca2)6104mol/l，c(so)8.6103 mol/l，qcc(ca2)c(so)61048.61035.16106ksp，所以没有沉淀(caso4固体)析出，但溶液中c(so)变大了，c(ca2)变小了，故只有d正确。题组一关于ksp的概念考查1(教材改编)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；大多数物质的ksp随温度升高而增大，但也有少数物质(如氢氧化钙)相反，故b、c均不正确。2污水中含有hg2，用难溶的fes作为沉淀剂可使hg2转化为hgs而除去，该反应能进行的依据是_；有人认为加入fes作为沉淀剂还可以起到净化水的作用，请运用所学知识解释：_。解析：因为ksp(hgs)ksp(fes)，因此工业上向废水中加入fes，可使hg2转化为hgs，发生反应为hg2feshgsfe2，产生的fe2具有较强还原性，易被氧化成fe3，fe3水解形成fe(oh)3胶体，吸附杂质而净化水。答案：ksp(hgs)c(cl)c(i)cco2的水溶液：c(h)c(hco)2c(co)d含等物质的量的nahc2o4和na2c2o4的溶液： 3c(na)2c(hc2o)c(c2o)c(h2c2o4)解析：选a。nahso4溶液中，根据电荷守恒有c(na)c(h)c(oh)2c(so)，又因为c(na)c(so)，综合可得：c(h)c(oh)c(so)，a正确。相同条件下agi的溶解度小于agcl的溶解度，含有agcl和agi固体的悬浊液中，显然有c(ag)c(cl)c(i)，b错误。co2与水反应生成弱酸h2co3，只有部分电离生成h和hco，受h的抑制作用，hco的电离程度更小，离子浓度关系为c(h)c(hco)2c(co)，c错误。含等物质的量的nahc2o4和na2c2o4的溶液中，根据物料守恒有2c(na)3c(hc2o)c(c2o)c(h2c2o4)，d错误。2(2013高考重庆卷改编)下列说法正确的是()ana2o和so3溶于水后均可导电，故二者均为电解质b25 时，用醋酸溶液滴定等浓度naoh溶液至ph7，v醋酸vnaohc向naalo2溶液中滴加nahco3溶液，有沉淀和气体生成dagcl沉淀易转化为agi沉淀且k(agx)c(ag)c(x)，故k(agi)k(agcl)解析：选d。na2o和so3溶于水分别生成naoh和h2so4，二者均可导电，但na2o在熔融状态下自身也可导电，而so3自身不能导电，故na2o是电解质，so3是非电解质，a不正确；等浓度醋酸溶液与naoh溶液等体积混合后，二者恰好中和时溶液显碱性，只有醋酸溶液稍过量时所得溶液才可显中性，b不正确；alo与hco在溶液中反应生成al(oh)3和co，c不正确；难溶物向更难溶物转化较易实现，d正确。3(2013高考北京卷)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()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：选b。a.向二者恰好反应后的滤液b中滴加0.1 moll1 ki溶液出现碘化银沉淀，则说明浊液a中存在沉淀溶解平衡，a正确。b.向滤液b中加入0.1 moll1 ki 溶液，出现浑浊，则说明b中含有ag，b错误。c.中颜色变化是沉淀发生了转化，即agcl转化为agi，c正确。d.因agcl沉淀能转化为agi沉淀，所以ksp(agi)ksp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agbragclksp(agcl)b上述实验说明cl与nh间有很强的结合力c所得溶液中形成了难电离的物质d上述过程中nh3h2o的电离常数增大解析：选c。由于agcl完全溶解了，故c(ag)c(cl)ksp，c(ba2)c(so)cc(ba2)c(so)ksp，c(ba2)c(so)dc(ba2)c(so)ksp，c(ba2)c(so)。6(原创题)将agcl分别加入盛有：5 ml水；6 ml 0.5 mol/l nacl溶液；10 ml 0.2 mol/l cacl2溶液；50 ml 0.1 mol/l 盐酸的烧杯中，均有固体剩余，各溶液中c(ag)从大到小的顺序排列正确的是()a bc d解析：选c。根据沉淀溶解平衡，溶液中cl浓度越大，ag浓度越小，则选项c符合题意。7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右图所示。据图分析，下列判断错误的是()akspfe(oh)3kspcu(oh)2b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：选b。a项，分析图像中b、c两点可知，c(fe3)和c(cu2)相等，对应的ph分别为1.3、4.4，根据ksp的计算公式可得kspfe(oh)354c当ph10时，溶液中c(fe2)c(fe3)210201d向该溶液中加入适量氨水，调节ph到9.6后过滤，将所得沉淀灼烧，可得等物质的量的cuo、feo、fe2o3三种固体的混合物解析：选b。由表中数据可知最先生成的沉淀是红褐色的fe(oh)3，a错误；由金属阳离子能水解而so不能水解可知b正确；当ph10时，c(fe2)c(fe3)(81016108)(410361012)(21016)1，c错误；生成的fe(oh)2不稳定，会全部转化为fe(oh)3，故最后得到的固体中没有feo，d错误。9.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a104解析：选c。物质的ksp只与温度有关，a正确；向饱和ag2cro4溶液中加入固体k2cro4后，沉淀溶解平衡向左移动，导致c(ag)减小，而图像中由y点变成x点的过程中，c(ag)保持不变，b正确；t 时，ag2cro4的kspc(cro)c2(ag)(1105)(1103)211011，c错误；温度不变，kspc(cro)c2(ag)(1105)(1103)2a25104，解得a104，d正确。二、非选择题10(2013高考山东卷节选) 25 时，h2so3hsoh的电离常数ka1102 moll1，则该温度下nahso3水解反应的平衡常数kh_moll1，若向nahso3溶液中加入少量的i2，则溶液中将_(填“增大”“减小”或“不变”)。解析：h2so3的电离常数kac(hso)c(h)/c(h2so3)1102 moll1，水的离子积常数kwc(h)c(oh)11014 mol2l2，综上可得kac(hso)kw/c(h2so3)c(oh)。nahso3溶液中hso的水解反应为hsoh2oh2so3oh，则水解平衡常数khc(h2so3)c(oh)/c(hso)kw/ka(11014 mol2l2)/(1102 moll1)11012 moll1。nahso3溶液中加入少量i2，二者发生氧化还原反应，溶液中c(hso)减小，hso的水解程度增大，c(h2so3)/c(hso)将增大。答案：11012增大11(2015江西南昌质检)沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。已知25 时，ksp(baso4)11010，ksp(baco3)1109。(1)将浓度均为0.1 moll1的bacl2溶液与na2so4溶液等体积混合，充分搅拌后过滤，滤液中c(ba2)_moll1。(2)医学上进行消化系统的x射线透视时，常使用baso4作内服造影剂。胃酸酸性很强(ph约为1)，但服用大量baso4仍然是安全的，baso4不溶于酸的原因是_(用溶解平衡原理解释)。万一误服了少量baco3，应尽快用大量0.5 moll1 na2so4溶液给患者洗胃，如果忽略洗胃过程中na2so4溶液浓度的变化，残留在胃液中的ba2浓度仅为_moll1。解析：(1)由于bacl2与na2so4溶液反应生成硫酸钡沉淀，则溶液中c(ba2)与c(so)相同，则c(ba2)1105 moll1。(2)baso4(s) ba2(aq)so(aq)，由于ba2、so均不与h反应，无法使平衡向溶解方向移动。c(ba2)21010 moll1。答案：(1)1105(2)对于溶解平衡baso4(s) ba2(aq)so(aq)，h不能减少ba2或so的浓度，平衡不能向溶解方向移动2101012物质在水中可能存在电离平衡、盐的水解平衡和沉淀溶解平衡，它们都可看作化学平衡。请根据所学的知识回答：(1)a为0.1 mol/l的(nh4)2so4溶液，在该溶液中各种离子的浓度由大到小顺序为_。(2)b为0.1 mol/l nahco3溶液，请分析nahco3溶液显碱性的原因：_。(3)c为fecl3溶液，实验室中配制fecl3溶液时常加入_以抑制其水解，若把b和c溶液混合，将产生红褐色沉淀和无色气体，该反应的离子方程式为_。(4)d为含有足量agcl固体的饱和溶液，agcl在水中存在沉淀溶解平衡：agcl(s) ag(aq)cl(aq)，在25 时，氯化银的ksp1.81010。现将足量氯化银放入100 ml 0.2 mol/l agno3溶液中，则溶液中氯离子的浓度为_mol/l。解析：(1)(nh4)2so4溶液中nh水解使溶液呈酸性；(2)nahco3 溶液中hco的电离程度小于其水解程度，故溶液显碱性；(3)为抑制fecl3水解常加入盐酸，fe3与hco可发生相互促进的水解反应；(4)cl浓度与