2021版高考化学一轮复习 第8章 水溶液中的离子平衡 第28讲 难溶电解质的沉淀溶解平衡学案 新人教版

1 第第 2828 讲讲 难溶电解质的沉淀溶解平衡难溶电解质的沉淀溶解平衡 考点一 沉淀溶解平衡及其应用 知识梳理 一 溶解度与溶解性的关系 20 时 电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系 二 沉淀溶解平衡 1 溶解平衡的建立 溶质溶解的过程是一个可逆过程 固体溶质溶液中的溶质 溶解 结晶 v 溶解 v 结晶 固体溶解 v 溶解 v 结晶 溶解平衡 v 溶解 v 结晶 析出晶体 2 溶解平衡的特点 同其他化学平衡 逆 等 定 动 变 适用平衡移动原理 三 影响沉淀溶解平衡的因素 1 内因 难溶电解质本身的性质 这是决定因素 2 外因 1 浓度 加水稀释 平衡向沉淀溶解的方向移动 2 温度 绝大多数难溶物的溶解是吸热过程 升高温度 平衡向沉淀溶解的方向移动 3 同离子效应 向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子 平衡向生成沉淀的方向移 动 4 其他 向平衡体系中加入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 平衡向沉淀溶解的方向移动 以 agcl s ag aq cl aq h 0 为例 填写外因对溶解平衡的影响 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 加水稀释正向不变不变不变 加入少量 agno3逆向增大减小不变 2 通入 hcl逆向减小增大不变 通入 h2s正向减小增大不变 agcl s ag aq cl aq 与 agcl ag cl 所表示的意义不同 前者表 示难溶电解质 agcl 在水溶液中的沉淀溶解平衡方程式 后者表示强电解质 agcl 在水溶液 中或熔融状态下的电离方程式 四 沉淀溶解平衡的应用 1 沉淀的生成 1 调节 ph 法 例如 除去 nh4cl 溶液中的 fecl3杂质 可加入氨水调节 ph 至 7 8 离子方程式为 fe3 3nh3 h2o fe oh 3 3nh 4 2 沉淀剂法 例如 用 h2s 沉淀 cu2 离子方程式为 h2s cu2 cus 2h 2 沉淀的溶解 1 酸溶解法 例如 caco3溶于盐酸 离子方程式为 caco3 2h ca2 h2o co2 2 盐溶解法 例如 mg oh 2溶于 nh4cl 溶液 离子方程式为 mg oh 2 2nh mg2 2nh3 h2o 4 3 配位溶解法 例如 agcl 溶于氨水 离子方程式为 agcl 2nh3 h2o ag nh3 2 cl 2h2o 3 沉淀的转化 1 实质 沉淀溶解平衡的移动 沉淀的溶解度差别越大 越容易转化 例如 agno3溶液agcl 白色沉淀 agbr 浅黄色沉淀 agi 黄色沉 nacl nabr nai 淀 ag2s 黑色沉淀 na2s 2 应用 锅炉除水垢 将 caso4转化为易溶于酸的 caco3 离子方程式为 caso4 s co aq 2 3 caco3 s so aq 2 4 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 自主检测 判断正误 正确的打 错误的打 1 2019 高考全国卷 11d 向 mg oh 2 悬浊液中滴加足量 fecl3 溶液出现红褐色 3 沉淀 3mg oh 2 2fecl3 2fe oh 3 3mgcl2 2 2018 高考江苏卷 饱和 na2co3溶液与 caso4固体反应 co caso4 caco3 so 2 32 4 3 升高温度 沉淀溶解平衡一定正向移动 4 室温下 agcl 在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度 5 难溶电解质达到沉淀溶解平衡时 溶液中各种离子的溶解 或沉淀 速率都相等 6 难溶电解质达到沉淀溶解平衡时 增加难溶电解质的量 平衡向溶解方向移动 7 向 na2so4溶液中加入过量的 bacl2溶液 则 so沉淀完全 溶液中只含 2 4 ba2 na 和 cl 不含 so 2 4 8 其他条件不变时 向饱和 ag2cro4水溶液中加入少量 k2cro4固体 溶液中c ag 减小 9 为减少洗涤过程中固体的损耗 最好选用稀 h2so4代替 h2o 来洗涤 baso4沉淀 10 洗涤沉淀时 洗涤次数越多越好 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 沉淀溶解平衡的移动过程是固体溶解和析出的相互转化过程 属于物理变化 但遵 循勒夏特列原理 2 沉淀溶解达到平衡时 再加入该难溶物对平衡无影响 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 1 10 5 mol l 1时 沉淀已经完全 演练一 沉淀溶解平衡及其影响因素 1 下列有关 agcl 沉淀溶解平衡的说法中正确的是 a agcl 沉淀生成和沉淀溶解不断进行 但速率相等 b agcl 难溶于水 溶液中没有 ag 和 cl c 升高温度 agcl 沉淀的溶解度减小 d 在有 agcl 沉淀生成的溶液中加入 nacl 固体 agcl 沉淀溶解的量不变 解析 选 a 沉淀溶解平衡是动态平衡 a 项正确 agcl 在水中存在溶解平衡 溶液 中有少量的 ag 和 cl b 项错误 通常固体的溶解度随温度升高而增大 氢氧化钙等除外 c 项错误 加入 nacl 固体 增大 cl 浓度 使 agcl s ag aq cl aq 平衡左移 析出氯化银沉淀 因此溶解的 agcl 减小 d 项错误 2 某兴趣小组进行下列实验 将 0 1 mol l 1 mgcl2溶液和 0 5 mol l 1 naoh 溶液等体积混合得到浊液 取少量 中的浊液 滴加 0 1 mol l 1 fecl3溶液 出现红褐色沉淀 4 将 中浊液过滤 取少量白色沉淀 滴加 0 1 mol l 1 fecl3溶液 白色沉淀变为 红褐色沉淀 另取少量白色沉淀 滴加饱和 nh4cl 溶液 沉淀溶解下列说法中不正确的是 a 将 中所得浊液过滤 所得滤液中含少量 mg2 b 中浊液中存在沉淀溶解平衡 mg oh 2 s mg2 aq 2oh aq c 实验 和 均能说明 fe oh 3比 mg oh 2难溶 d nh4cl 溶液中的 nh可能是 中沉淀溶解的原因 4 解析 选 c mgcl2溶液与 naoh 溶液等体积混合得到 mg oh 2悬浊液 剩余 naoh 但 仍存在沉淀溶解平衡 mg oh 2 mg2 2oh 实验 中是因为剩余的 naoh 和 fecl3之间 反应生成 fe oh 3 不能比较 fe oh 3和 mg oh 2的溶解能力 故 c 错误 演练二 沉淀溶解平衡的应用 3 教材改编题 往锅炉注入 na2co3溶液浸泡 将水垢中的 caso4转化为 caco3 再用 盐酸除去 下列叙述中正确的是 a 温度升高 na2co3溶液的kw和c h 均会增大 b caso4能转化为 caco3 说明ksp caco3 ksp caso4 c caco3溶解于盐酸而 caso4不溶 是因为硫酸酸性强于盐酸 d 沉淀转化的离子方程式为 co aq caso4 s caco3 s so aq 2 32 4 解析 选 d 温度升高 水的电离平衡正向移动 kw增大 温度升高 na2co3的水解 平衡正向移动 c oh 增大 c h 减小 a 项错误 一般说来溶解度小的沉淀易转化成 溶解度更小的沉淀 故ksp caco3 ksp 溶液过饱和 有沉淀析出 2 qc ksp 溶液饱和 处于平衡状态 3 qcksp agcl 2 2018 高考天津卷 向含有 zns 和 na2s 的悬浊液中滴加 cuso4溶液 生成黑色沉 淀 则ksp cus 1 b 项 ksp只与温度有 关 c 项 混合后 hf 的浓度为 0 05 mol l 1 设 0 05 mol l 1的 hf 溶液中c f c h x mol l 1 则 3 6 10 4 x 4 1 10 3 mol l 1 混合后c ca2 x2 0 05 x 0 1 mol l 1 c ca2 c2 f 0 1 4 1 10 3 2 1 681 10 6 1 46 10 10 应 8 有 caf2沉淀生成 2 25 时 ksp fes 6 3 10 18 ksp cus 1 3 10 36 ksp zns 1 3 10 24 下列有关说法中正确的是 a 25 时 cus 的溶解度大于 zns 的溶解度 b 25 时 饱和 cus 溶液中 cu2 的浓度为 1 3 10 36 mol l 1 c 向物质的量浓度相同的 fecl2 zncl2的混合液中加入少量 na2s 只有 fes 沉淀生 成 d zns s cu2 aq cus s zn2 aq 的平衡常数为 1 0 1012 解析 选 d a 项 三种物质均为 ab 型化合物 cus 的溶度积最小 因而溶解度最小 b 项 饱和溶液中c cu2 10 18 mol l 1 c 项 ksp fes ksp cus 1 3 ksp zns 应首先生成 zns 沉淀 d 项 k c zn2 c cu2 c zn2 c s2 c cu2 c s2 1 0 1012 ksp zns ksp cus 1 3 10 24 1 3 10 36 溶度积计算的三种常见设问方式 1 已知溶度积 求溶液中的某种离子的浓度 如ksp a的饱和 agcl 溶液中 c ag mol l 1 a 2 已知溶度积 溶液中某离子的浓度 求溶液中的另一种离子的浓度 如某温度下 agcl 的ksp a 在 0 1 mol l 1的 nacl 溶液中加入过量的 agcl 固体 达到平衡后c ag 10a mol l 1 3 计算反应的平衡常数 如对于反应 cu2 aq zns s cus s zn2 aq ksp zns c zn2 c s2 ksp cus c cu2 c s2 该反应的平衡常数k c zn2 c cu2 c zn2 c s2 c cu2 c s2 ksp zns ksp cus 演练二 沉淀溶解平衡曲线的理解与应用 3 常温下 fe oh 3和 cu oh 2沉淀溶解平衡曲线如图所示 下 列有关说法正确的是 a ksp fe oh 3 ksp cu oh 2 b a b c d 四点的kw不同 c 在 fe oh 3饱和溶液中加入适量硝酸钾晶体可使 a 点变到 b 点 d d 点时的 cu oh 2溶液为不饱和溶液 解析 选 d 根据图示可知 b 点c fe3 与 c 点c cu2 相等 而 b 点c oh 10 12 7 mol l 1 c 点c oh 10 9 6 mol l 1 根据ksp fe oh 3 9 c fe3 c3 oh ksp cu oh 2 c cu2 c2 oh 显然ksp fe oh 3 ksp cu oh 2 a 项错误 a b c d 四点的温度相同 kw相同 b 项错误 硝酸钾晶体溶于水吸热 溶 液温度降低 fe oh 3的沉淀溶解平衡移动 a 点移出现在的曲线 c 项错误 d 点位于 cu oh 2沉淀溶解平衡曲线左方 为不饱和溶液 d 项正确 4 2020 襄阳五中月考 hg 是水体污染的重金属元素之一 常温下 水溶液中二价 汞的主要存在形式与 cl oh 的浓度关系如图所示 hg oh 2为难溶物 粒子浓度很小时 常用负对数表示 如 ph lg c h pcl lg c cl 下列说法中错误的是 a hg no3 2固体溶于水通常会出现浑浊 b 海水中 cl 的浓度大于 0 1 mol l 时 其中汞元素的主要存在形式是 hg oh 2 c 少量 hg no3 2溶于 0 001 mol l 盐酸后得到澄清透明溶液 d 已知ksp hgs 1 6 10 52 当c s2 1 10 5 mol l 时 c hg2 1 6 10 47 mol l 解析 选 b hg2 在 ph 为 3 14 时 主要以 hg oh 2的形式存在 故 hg no3 2固体溶 于水 ph 7 通常会出现浑浊 a 项正确 海水中c cl 0 1 mol l 时 pcl lg c cl 1 若c cl 0 1 mol l 则 pcl 值更小 由题图可知 汞元素主要以 hgcl 形式存在 b 项错误 0 001 mol l 盐酸的 ph 3 pcl 3 由题图可知 汞元素的主 2 4 要存在形式为 hgcl2 溶液是澄清透明的 c 项正确 ksp hgs c s2 c hg2 1 6 10 52 当c s2 1 10 5 mol l 时 c hg2 ksp hgs c s2 1 6 10 52 1 10 5 mol l 1 6 10 47 mol l d 项正确 5 2020 沧州联考 已知 pa lg c a 三种金属硫化 物在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示 下列说法不正确的是 a a 点无 zns 沉淀析出 b 可用 mns 除去 mncl2溶液中混有的少量 zncl2 c 向 cus 悬浊液中加入少量水 平衡向 cus 溶解的方向移 动 c s2 增大 d cus 和 mns 共存的悬浊液中 10 20 c cu2 c mn2 10 解析 选 c pa lg c a 则c a 10 pa mol l 故 pa 越大 c a 越小 所以平 衡曲线右上方为不饱和溶液 平衡曲线左下方为过饱和溶液 a 点为 zns 的不饱和溶液 没有 zns 沉淀析出 a 项正确 mns 的溶解度大于 zns 向 mncl2溶液中加入 mns 固体 可 以促使平衡 mns s zn2 aq zns s mn2 aq 向右移动 即 mns 转化为更难溶的 zns 达到除去 zn2 的目的 b 项正确 向 cus 悬浊液中加入少量水 平衡向 cus 溶解的方 向移动 由于悬浊液中存在 cus 固体 溶液依然是饱和的 所以c s2 不变 c 项错误 当 ps2 0 pmn2 15 即c s2 1 mol l 时 c mn2 10 15 mol l ksp mns c mn2 c s2 10 15 当 ps2 25 pcu2 10 即c s2 10 25 mol l 时 c cu2 10 10 mol l ksp cus c cu2 c s2 10 35 cus 和 mns 共存的悬浊液中 10 20 d 项正确 c cu2 c mn2 ksp cus ksp mns 10 35 10 15 沉淀溶解平衡曲线题的解题策略 1 沉淀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 当曲线的坐 标表示离子浓度时 曲线上方的点表示过饱和溶液 此时有沉淀析出 曲线下方的点表示 不饱和溶液 当曲线的坐标表示离子浓度的负对数时 曲线上方的点表示不饱和溶液 曲 线下方的点表示过饱和溶液 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 当qc ksp时 有沉淀析出 当qc ksp时 无沉淀析 出 4 涉及qc的计算时 所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度 因此计算离 子浓度时 所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积 1 2019 高考全国卷 12 6 分 绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和 彩陶的辉煌 硫化镉 cds 是一种难溶于水的黄色颜料 其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图 所示 下列说法错误的是 a 图中a和b分别为t1 t2 温度下 cds 在水中的溶解度 b 图中各点对应的ksp的关系为ksp m ksp n ksp p ksp q 11 c 向 m 点的溶液中加入少量 na2s 固体 溶液组成由 m 沿 mpn 线向 p 方向移动 d 温度降低时 q 点的饱和溶液的组成由 q 沿 qp 线向 p 方向移动 解析 选 b a b分别表示温度为t1 t2时溶液中 cd2 和 s2 的物质的量浓度 可间 接表示对应温度下 cds 在水中的溶解度 a 项正确 ksp只受温度影响 即 m n p 三点对 应的ksp相同 由题图分析可知 ksp m ksp n ksp p ksp baso4 b 抢救钡离子中毒患者时 若没有硫酸钠 可以用碳酸钠溶液代替 c 若误饮c ba2 1 0 10 5 mol l 1的溶液时 会引起钡离子中毒 d 可以用 0 36 mol l 1的 na2so4溶液给钡离子中毒患者洗胃 解析 选 d 胃液中存在盐酸 难溶碳酸盐在胃液中能溶解 达不到解毒的作用 a b 项错误 硫酸钡作为内服造影剂说明硫酸钡电离出的c ba2 是安全的 此时c ba2 1 0 10 5 故误饮c ba2 1 0 10 5 mol l 1的 ksp baso4 1 1 10 10 溶液时 不会中毒 c 项错误 用 0 36 mol l 1的 na2so4溶液洗胃时 胃液中c ba2 mol l 1 3 1 10 10 mol l 1ksp mgco3 时生成 mgco3沉淀 b 正确 因为向 mgcl2溶液中加 naoh 2 3 溶液后混合溶液的 ph 13 所以所加 naoh 溶液的 ph 13 c 错误 溶液中的c mg2 mol l 1 5 6 10 10 mol l 1 d 正确 ksp c2 oh 5 6 10 12 0 12 7 2020 桂林模拟 已知ksp agcl 1 56 10 10 ksp agbr 16 7 7 10 13 ksp ag2cro4 9 10 11 某溶液中含有 cl br 和 cro 浓度均为 2 4 0 010 mol l 1 向该溶液中逐滴加入 0 010 mol l 1的 agno3溶液时 三种阴离子产生 沉淀的先后顺序为 a cl br cro b cro br cl 2 42 4 c br cl cro d br cro cl 2 42 4 解析 选 c 根据溶度积的定义 cl br 和 cro的浓度均为 0 010 2 4 mol l 1 cl 沉淀时c ag 的最小值是 mol l 1 1 56 10 8 1 56 10 10 0 010 mol l 1 br 沉淀时c ag 的最小值是 mol l 1 7 7 10 11 7 7 10 13 0 010 mol l 1 cro沉淀时c ag 的最小值是 mol l 1 3 10 4 5 2 4 9 10 11 0 010 mol l 1 所以当阴离子的浓度相等时 沉淀所需c ag 小的先沉淀 三种阴离子沉淀的 先后顺序是 br cl cro 2 4 8 2020 太原名校检测 常温下 用 agno3溶液分别滴定浓度均为 0 01 mol l 1的 kcl k2c2o4溶液 所得的沉淀溶解平衡图像如图所示 不考虑 c2o的水解 下列叙述正 2 4 确的是 a ksp ag2c2o4 的数量级等于 10 7 b n 点表示 agcl 的不饱和溶液 c 向c cl c c2o 的混合溶液中滴入 agno3溶液时 先生成 ag2c2o4沉淀 2 4 d ag2c2o4 s 2cl aq 2agcl s c2o aq 的平衡常数为 109 04 2 4 解析 选 d 由图像可知 代表 ag2c2o4的线上某点c ag 1 0 10 4 mol l 1时 c c2o 1 0 10 2 46 mol l 1 则溶度积ksp ag2c2o4 c2 ag c c2o 2 42 4 1 0 10 4 2 1 0 10 2 46 1 0 10 10 46 a 项错误 由图像可知 n 点 agcl 的qc大 于ksp 则 n 点表示 agcl 的过饱和溶液 b 项错误 由题图可知 当混合溶液中c cl c c2o 时 agcl 饱和溶液中c ag 小于 ag2c2o4饱和溶液中c ag 即向c cl 2 4 c c2o 的混合液中滴入 agno3溶液时 先生成 agcl 沉淀 c 项错误 ag2c2o4 s 2 4 2cl aq 2agcl s c2o aq 的平衡常数k 2 4 109 04 d 项正确 1 0 10 10 46 10 4 10 5 75 2 17 9 2020 济南一模 常温下 将 11 65 g baso4 粉末置于盛有 250 ml 蒸馏水的烧杯 中 然后向烧杯中加入 na2co3 固体 忽视溶液体积的变化 并充分搅拌 加入 na2co3 固体 的过程中 溶液中几种离子的浓度变化曲线如图所示 下列说法中正确的是 a 相同温度时 ksp baso4 ksp baco3 b baso4 在水中的溶解度 ksp均比在 bacl2 溶液中的大 c 若使 0 05 mol baso4 全部转化为 baco3 至少要加入 1 25 mol na2co3 d 0 05 mol baso4 恰好全部转化为 baco3 时 溶液中离子浓度大小为c co 2 3 c so c oh c ba2 2 4 解析 选 d 在 m 点 存在 baso4 和 baco3 的溶解平衡 ksp baso4 c ba2 c so 1 10 5 1 10 5 1 10 10 ksp baco3 c ba2 c co 2 42 3 1 10 5 2 5 10 4 2 5 10 9 ksp baso4 1 10 7 mol l 1 因此离子浓度大小关系 2 3 为c co c so c o