人教版选修4 第3章第4节 难溶电解质的溶解平衡 学案 (2).doc

第四节 难溶电解质的溶解平衡 课标要求1了解难溶电解质的溶解平衡。2了解溶度积的意义。3知道沉淀生成、沉淀溶解、沉淀转化的本质是沉淀溶解平衡的移动。1沉淀生成的主要方法有调节ph法和加沉淀剂法。2沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。3溶度积“三要素”：(1)含义：难溶电解质溶液中离子浓度的幂之积。(2)影响因素：ksp只与温度有关。(3)意义：ksp反映难溶电解质的溶解能力，相同类型的难溶电解质，ksp越小，溶解能力越小。4溶度积规则：(1)当qcksp，有沉淀析出。(2)当qcksp，溶液饱和，沉淀和溶解处于平衡状态。(3)当qcagiag2s。1沉淀的生成(1)沉淀生成时沉淀剂的选择原则使生成沉淀的反应进行得越完全越好(被沉淀离子形成沉淀的ksp尽可能地小，即沉淀溶解度越小越好)。如除去废水中的cu2，可以使cu2转化成cuco3、cu(oh)2或cus，依据三者溶解度的大小可知，选择沉淀剂(fes)可以使废水中的cu2转化成溶解度更小的cus。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离子。(2)常用的沉淀方法调节ph法：通过调节溶液的ph，使溶液中的杂质离子转化成沉淀而除去。直接沉淀法：通过沉淀剂除去溶液中的某种指定离子或获取该难溶电解质。2沉淀的溶解沉淀溶解时的关键步骤是加入的试剂能与产生沉淀的离子发生反应，生成挥发性物质(气体)或弱电解质(弱酸、弱碱或水)，使平衡向沉淀溶解的方向移动，使沉淀溶解的常用方法主要有三种：(1)加入适当试剂，使其与溶液中某种离子结合生成弱电解质。(2)加入适当氧化剂或还原剂，与溶液中某种离子发生氧化还原反应。(3)加入适当试剂，与溶液中某种离子结合生成配合物。3沉淀的转化(1)沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般是溶解度小的沉淀会转化生成溶解度更小的沉淀。(2)当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时，生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀；如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离离子的目的。(3)溶解度较小的沉淀在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀，如在baso4的饱和溶液中加入高浓度的na2co3溶液，也可以转化成溶解度较大的baco3沉淀。1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，选用的沉淀剂最好是()a硫化物b硫酸盐c碳酸盐 d以上沉淀剂均可解析：选a产生沉淀的溶解度越小，沉淀反应进行的越完全。2在含有浓度均为0.01 moll1的cl、br、i的溶液中，缓慢且少量地加入agno3稀溶液，结合溶解度判断析出三种沉淀的先后顺序是()aagcl、agbr、agi bagi、agbr、agclcagbr、agcl、agi d三种沉淀同时析出解析：选bagi比agbr、agcl更难溶于水，故ag不足时先生成agi，析出沉淀的先后顺序是agi、agbr、agcl。1概念在一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之积为一常数，叫做溶度积常数，简称溶度积。用ksp表示。2表达式对于反应mman(s)mmn(aq)nam(aq)，kspc(mn)mc(am)n。如mg(oh)2的kspc(mg2)c2(oh)。3影响因素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4103 moll1的agno3溶液和4103 moll1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)2103 moll1qcc2(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(cus)，所以zns沉淀在一定条件下可转化为cus沉淀c其他条件不变，离子浓度改变时，ksp不变d两种难溶电解质作比较时，ksp小的溶解度一定小解析：选d只有相同类型的难溶电解质作比较时，ksp小的，溶解度一定小，d错误。2在25 时，agcl的白色悬浊液中，依次加入等浓度的ki溶液和na2s溶液，观察到的现象是先出现黄色沉淀，最终出现黑色沉淀。已知有关物质的溶度积ksp(25 )如下：物质agclagiag2sksp1.810101.510161.81050下列论述错误的是()a沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动b溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀cagcl固体在等物质的量浓度的nacl、cacl2溶液中的溶解度不相同d25 时，在饱和agcl、agi、ag2s溶液中，所含ag的浓度相同解析：选da项，根据溶解平衡可判断沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动，正确；b项，溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀，正确；c项，agcl固体在等物质的量浓度的nacl、cacl2溶液中的溶解度不相同，因为氯离子浓度不同， 正确；d项，agcl、agi、ag2s的溶度积常数不同，则25 时，在饱和agcl、agi、ag2s溶液中，所含ag的浓度不相同，d错误。3在baso4饱和溶液中加入少量bacl2溶液产生baso4沉淀，若以ksp表示baso4的溶度积常数，则平衡后溶液中()ac(ba2)c(so)(ksp)bc(ba2)c(so)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。4已知难溶于水的盐在水中存在溶解平衡，例如氯化银在水中的溶解平衡为agcl(s)ag(aq)cl(aq)。在一定温度下，水溶液中银离子(ag)和氯离子(cl)的物质的量浓度的乘积为一常数，可用ksp表示：kspc(ag)c(cl)1.81010，现把氯化银(足量)分别放入：100 ml蒸馏水中；100 ml 0.1 moll1的盐酸溶液中；1 000 ml 0.1 moll1的氯化铝溶液中；100 ml 0.1 moll1的氯化镁溶液中。(1)充分搅拌后相同温度下，银离子浓度由大到小顺序是_(填序号)。(2)0.1 moll1氯化铝溶液中，银离子的物质的量浓度最大可达到_moll1。(3)向氯化银的饱和溶液中滴加硫化钾溶液，可观察到的现象是_，产生此现象涉及的离子方程式为_。解析：(1)由kspc(ag)c(cl)知，c(ag)与c(cl)成反比，c(ag)越大，c(cl)越小，所给物质中c(cl)分别是：c(cl)0，c(cl)0.1 moll1，c(cl)0.3 moll1，c(cl)0.2 moll1，则c(ag)由大到小的顺序即为c(cl)由小到大的顺序：。(2)在0.1 moll1氯化铝溶液中，c(ag)最大可达到：1.81010/0.361010 moll1。(3)agcl为难溶于水和酸的白色固体，ag2s为难溶于水和酸的黑色固体。向agcl的饱和溶液中加入k2s溶液并振荡，结果白色固体转化为黑色固体，说明氯化银沉淀转化为硫化银沉淀，离子方程式为2agcls2=ag2s2cl。答案：(1)(2)61010(3)白色沉淀变为黑色2agcls2=ag2s2cl1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，a项不正确；大多数难溶物温度升高，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已知agcl的溶解度为1.5104 g，agbr的溶解度为8.4106 g，如果将agcl和agbr的饱和溶液等体积混合，再加入足量浓agno3溶液，发生反应的结果为()a只有agbr沉淀生成bagcl和agbr沉淀等量生成cagcl沉淀多于agbr沉淀dagcl沉淀少于agbr沉淀解析：选c因为溶液中agcl的溶解度大于agbr，所以两者的饱和溶液中cl的浓度大，当加入足量的浓agno3 溶液，生成的agcl沉淀多于agbr沉淀。6下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是()aksp(ab2)小于ksp(cd)，则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在氯化银的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d在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中，通入co2气体，溶解平衡不移动解析：选ca项，通过溶度积比较溶解度的大小时，物质的类型必须相同，ab2与cd类型不同，不能比较，错误；b项，溶度积与温度有关，与物质的量浓度无关，错误；c项，碘化银的溶解度更小，由溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现，正确；d项，在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中通入co2气体，会生成可溶性ca(hco3)2，错误。7实验：0.1 moll1agno3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 moll1ki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由实验现象和反应原理可知，浊液a为含有agcl及硝酸钠的浊液，滤液b为硝酸钠溶液(含极少量的ag、cl)，白色沉淀c为agcl，中出现的浑浊为agi，中的黄色沉淀为agi。浊液a中存在agcl的溶解平衡，a项正确；由选项a可知滤液b中含有ag，b项错误；中的黄色沉淀为agi，是由agcl电离出的ag与i结合生成的，c项正确；实验和实验均说明agi比agcl更难溶，d项正确。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浓度减小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da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，错误；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。9(1)对于ag2s(s)2ag(aq)s2(aq)，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)由溶解平衡表达式可得kspc2(ag)c(s2)。(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)210几种物质的溶度积常数见下表：物质cu(oh)2fe(oh)3cuclcuiksp2.210202.610391.71071.31012(1)某酸性cucl2溶液中含少量的fecl3，为制得纯净cucl2溶液，宜加入_调至溶液ph4，使fe3转化为fe(oh)3沉淀，此时溶液中的c(fe3)_。(2)过滤后，将所得滤液经过_，_操作，可得到cucl22h2o晶体。(3)由cucl22h2o晶体得到纯的无水cucl2，需要进行的操作是_。(4)某学习小组用“间接碘量法”测定含有cucl22h2o晶体的试样(不含能与i发生反应的氧化性杂质)的纯度，过程如下：取0.800 g试样溶于水，加入过量ki固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.100 0 moll1 na2s2o3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗na2s2o3标准溶液40.00 ml。(已知：i22s2o=s4o2i)。可选用_作滴定指示剂，滴定终点的现象是_。cucl2溶液与ki反应的离子方程式为_。该试样中cucl22h2o的质量百分数为_。解析：(1)加入cuo或cu2(oh)2co3、cu(oh)2，与fe3水解产生的h反应；使fe3转化为fe(oh)3沉淀，当ph4时，由fe(oh)3的ksp计算c(fe3)；(3)由cucl22h2o晶体得到纯的无水cucl2，需考虑避免cu2的水解产生杂质；(4)cucl2溶液与ki发生反应：2cu24i=2cuii2，所以需选用淀粉作指示剂，当溶液由蓝色变为无色，且半分钟不变化，确定达到滴定终点；再结合方程式：i22s2o=s4o2i和2cu24i=2cuii2，得到关系式：2cu2i22s2o，确定晶体试样的纯度。答案：(1)cuo或碱式碳酸铜、氢氧化铜26109 moll1(2)蒸发浓缩冷却结晶(3)在hcl气氛中加热(4)淀粉溶液由蓝色变成无色且半分钟不变化2cu24i=2cuii285.5%1已知ksp(baso4)1.11010，ksp(baco3)2.5109。下列说法中不正确的是()abaso4比baco3溶解能力小，所以baco3可以转化为baso4bbaco3、baso4均不溶于水，所以都可以做钡餐试剂c向bacl2溶液中加入na2co3和na2so4，当两种沉淀共存时，c(so)/c(co)4.4102d用饱和na2co3溶液处理重晶石(baso4)，可将其转化为难溶于水的baco3解析：选ba项，溶解度小的难溶物可转化为溶解度更小的难溶物，正确；b项中能用于作钡餐的是baso4，baco3能溶于胃酸，造成重金属中毒，错误；c项，当两种沉淀共存时，c(ba2)相同，c(ba2)c(so)ksp(baso4)，c(ba2)c(co)ksp(baco3)，两式相除得c(so)/c(co)ksp(baso4)/ksp(baco3)4.4102，正确；d项，发生的是沉淀的转化，baso4(s)co(aq)=baco3(s)so(aq)，正确。2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，由ksp大小比较物质溶解性时，必须是相同类型的难溶物。当ksp相差不大时，ksp不能作为判断物质溶解性的依据，错误；b项，新加入的agcl仍会溶解，只是溶解和沉淀的速率相等，错误；c项，ksp与温度有关，大多数难溶物温度越高ksp越大，也有的难溶物温度越高ksp越小，错误；d项，升高温度，平衡逆向移动，溶解度减小，离子浓度变小，ksp变小。325 时，在含有大量pbi2的饱和溶液中存在着平衡pbi2(s)pb2(aq)2i(aq)，加入ki溶液，下列说法正确的是()a溶液中pb2和i浓度都增大b溶度积常数ksp增大c沉淀溶解平衡不移动d溶液中pb2浓度减小解析：选d当加入ki溶液时，使溶液中i浓度增大，平衡pbi2(s)pb2(aq)2i(aq)向左移动，溶液中pb2浓度减小；ksp只与温度有关，与浓度无关，温度变化，ksp才产生变化。4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ca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。5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 moll1解析：选ca项，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，正确；b项，由于ksp(agcl)ksp(agbr)，氯化银容易转化为溴化银浅黄色沉淀，正确；c项，溶度积只与温度有关，错误；d项，agbrclagclbr，k，当溴化银全部转化为氯化银时，溶液中溴离子浓度