高考化学一轮复习 专题9_4 难溶电解质的溶解平衡（讲）（含解析）1.doc

专题9.4 难溶电解质的溶解平衡1、了解沉淀平衡的定义及影响因素。2、掌握沉淀的溶解和转化条件及应用。3、了解溶度积的含义及其表达式，能进行相关的计算。一、沉淀溶解平衡的本质1、难溶电解质的溶解平衡（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，沉淀与溶解的速度相等时，便达到固体难溶电解质与溶液中离子间的平衡状态。例如： BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO (aq)（2）溶解平衡的建立固体溶质溶液中的溶质v溶解v沉淀，固体溶解v溶解v沉淀，溶解平衡v溶解v沉淀，析出晶体（3）溶解平衡的特点2、溶度积（1）定义在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中，离子浓度幂的乘积。（2）表达式：对于沉淀溶解平衡：MmNn(s)mMn(aq)nNm(aq)，Kspcm(Mn)cn(Nm)。（3）意义：反映了难溶电解质在水中的溶解能力。（4）影响因素：在一定的温度下，它是一个常数，只受温度影响，不受溶液中物质浓度的影响。3、溶度积规则（1）离子积(Qc)：难溶电解质溶液中离子浓度幂的乘积，如Mg(OH)2溶液中Qcc(Mg2)c2(OH)。（2）溶度积规则：QcKsp溶液过饱和，有沉淀析出。【典型例题1】【宁夏六盘山高级2016届上期中】向MnCl2溶液中加入过量难溶电解质MnS，可使溶液中含有的Cu2、Pb2、Cd2等金属离子转化为硫化物沉淀，从而得到纯净的MnCl2。下列分析正确的是 （ ） A. MnS具有吸附性 B. MnS有还原性，将Cu2+、Pb2+、Cd2+还原后除去C. MnS溶液度大于CuS、PbS、CdSD. MnS与Cu2+反应的离子方程式是Cu2+S2-=CuS【答案】C【考点定位】本题主要是考查难溶物的溶解平衡及沉淀转化【点评】沉淀的生成、溶解和转化的判断：通过比较溶液中有关离子浓度幂的乘积浓度积Qc与Ksp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、溶解或转化。,两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中可能会产生多种沉淀时，判断产生沉淀先后顺序问题，均可利用溶度积的计算公式或离子积与溶度积的关系加以判断。【迁移训练1】【山东济南外国语2016届上期中】下列说法中，正确的是 （ ）A难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，沉淀和溶解即停止BKsp越小，难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱 CKsp的大小与离子浓度无关，只与难溶电解质的性质和温度有关 D相同温度下，AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的相同【答案】C考点：本题考查了沉淀溶解平衡的影响因素分析，物质溶解度比较的依据掌握。二、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、外因以氯化银饱和溶液中，尚有氯化银固体存在，当分别向溶液中加入下列物质时，将有何种变化？AgCl（s）Ag+(aq) + Cl-(aq)加入物质平衡移动向AgCl溶解度溶液中C(Ag+)溶液中C(Cl)发生变化的原因0.1molL1HCl向左减小减小增大同离子效应0.1molL1AgNO3向左减小增大减小同离子效应KNO3(s)向右增大增大增大盐效应0.1molL1NH3H2O向右增大减小增大形成配合物H2O向右不变不变不变稀释作用【典型例题2】对饱和AgCl溶液(有AgCl固体存在)进行下列操作后，c(Ag)和Ksp(AgCl)均保持不变的是 （ ）A加热 B加少量水稀释C加入少量盐酸 D加入少量AgNO3【答案】B【点评】沉淀溶解平衡也属于动态平衡，遵循勒夏特列原理，运用平衡移动原理也可解释相关问题。受温度和离子浓度的变化的影响。【迁移训练2】【百强校2016届三明一中第二次月考】已知25 时，BaCO3的溶度积Ksp2.58109，BaSO4的溶度积Ksp1.071010，则下列说法不正确的是 （ ）A25 时，当溶液中c(Ba2)c(SO42)1.071010时，此溶液为BaSO4的饱和溶液B25 时，在含有BaCO3固体的饱和溶液中滴入少量Na2SO4溶液后有BaSO4沉淀析出，此时溶液中c(CO)c(SO)24.11C因为Ksp(BaCO3)Ksp(BaSO4)，所以无法将BaSO4转化为BaCO3D在饱和BaCO3溶液中加入少量Na2CO3固体，可使c(Ba2)减小，BaCO3的溶度积不变【答案】C【解析】试题分析：A、c(Ba2)c(SO42)=Ksp，即是饱和溶液，所以当溶液中Ksp=c(Ba2)c(SO42)=1.0710-10时，此溶液为BaSO4的饱和溶液，A正确；B、根据Ksp（BaSO4 ）和Ksp（BaCO3）计算可求出c（CO32-）：c（SO42-）=Ksp(BaCO3) /Ksp(BaSO4) =24.11，B正确；C、当Qc=c（CO32-）c（Ba2+）Ksp（BaCO3），就能转化为BaCO3，所以当c（CO32-）足够大时，能满足Qc=c（CO32-）c（Ba2+）Ksp（BaCO3），所以BaSO4能转化为BaCO3，C错误；D、溶度积只与温度有关，所以在饱和BaCO3溶液中加入少量Na2CO3固体，可使c（Ba2+）减小，BaCO3的溶度积不变，D正确，答案选C。考点：考查沉淀之间的转化，沉淀溶解平衡的移动，Ksp的有关计算三、沉淀溶解平衡的应用1、沉淀的生成原理：若Qc大于Ksp，难溶电解质的沉淀溶解平衡向左移动，就会生成沉淀。 在工业生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。常见的方法有： 调节溶液的pH法：使杂质离子转化为氢氧化物沉淀。 加沉淀剂法：如除去溶液中的Cu2+、Hg2+，可加入Na2S、H2S等作为沉淀剂。特别提醒 为使沉淀更完全，所选用沉淀剂的原则是：使生成沉淀的反应进行得越完全越好(所沉 淀离子形成沉淀的Ksp尽可能的小，即沉淀溶解度越小越好)。 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。 2、沉淀的溶解 原理：当Qc小于Ksp，使难溶电解质的沉淀溶解平衡向右移动，沉淀就会溶解。 根据平衡移动，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。方法有： 酸碱溶解法：如难溶于水的CaCO3溶于盐酸中。 发生氧化还原反应使沉淀溶解：如CuS溶于硝酸中，HgS溶解度更小，只能用王水使其溶解。 生成配合物使沉淀溶解：向沉淀体系中加入适当配合剂，使溶液中的某些离子生成稳定的配合物，减小其浓度，从而使沉淀溶解。如AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)、Ag+2NH3(加氨水) Ag(NH3)2+，此法对用酸碱法不能溶解的难溶电解质尤其具有重要意义。3、沉淀的转化 实质：沉淀溶解平衡的移动。 特征 A一般说来，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。 B沉淀的溶解能力差别越大，越容易转化。 例如：AgNO3 AgCl(白色沉淀) AgBr (浅黄色沉淀) AgI(黄色沉淀) Ag2S (黑色沉淀)。 沉淀转化的应用 A钡化合物的制备 重晶石(主要成分是BaSO4)是制备钡化合物的重要原料，但BaSO4不溶于酸，若用饱和Na2CO3溶液处理即可转化为易溶于酸的BaCO3。 总反应的离子方程式为BaSO4+COBaCO3+SO。虽然BaSO4比BaCO3更难溶于水，但在CO浓度较大的溶液中，BaSO4溶解在水中的Ba2+能与CO结合形成BaCO3沉淀。转化过程是用饱和Na2CO3溶液处理BaSO4沉淀，待达到平衡后，移走上层溶液；再加入饱和Na2CO3溶液，重复处理多次，使绝大部分BaSO4转化为BaCO3；最后加入盐酸，Ba2+即转入到溶液中。 B锅炉除水垢 除水垢CaSO4(s) CaCO3(s) Ca2+(aq)特别提醒沉淀溶解平衡与弱电解质电离平衡的区别: （1）从物质类别看，难溶电解质可以是强电解质，也可以是弱电解质如BaSO4是强电解质，而Al(OH)3是弱电解质，而难电离物质只能是弱电解质。 （2）从变化的过程来看，沉淀溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成沉淀与溶解的平衡状态；而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化达到平衡状态。【典型例题3】已知AgCl的溶解平衡：AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq)，下列说法不正确的是 （ ）A除去溶液中Ag加盐酸盐比硫酸盐好B加入H2O，溶解平衡不移动C用NaCl溶液代替蒸馏水洗涤AgCl，可以减少沉淀损失D反应2AgCl(s)Na2SAg2S(s)2NaCl说明溶解度：AgClAg2S【答案】B【解析】加水能促进AgCl的溶解，平衡向溶解的方向移动，B错误；A项，AgCl难溶，Ag2SO4微溶，正确；C项，NaCl溶液洗涤AgCl沉淀，可抑制AgCl的溶解，正确。溶解度越小，沉淀越易转化，D正确。【点评】利用沉淀溶解平衡可以判断沉淀的生成和溶解，可以用来除去杂质，根据是根据沉淀溶解平衡原理，分析具体问题。【迁移训练3】【百强校2016届忻州一中等4小下学期第三次联考】已知常温下Ksp(AgCl)=1.610-10、Ksp(AgI)=2.010-16，下列说法中正确的是 （ ）A含有大量Cl-的溶液中肯定不存在Ag+BAgI悬浊液中加入少量KI粉末，平衡AgI(s)Ag+(aq)+I-(aq)向左移动，溶液中离子的总浓度会减小CAgCl悬浊液中逐渐加入KI固体至c(I-)=Ksp(AgI)/Ksp(AgCl) molL-1时，AgCl开始向AgI沉淀转 化D向浓度均为0.01 molL-1的KCl和KI的混合溶液中滴加AgNO3溶液，当Cl-开始沉淀时，溶液中I-的浓度为1.2510-8 molL-1【答案】D考点：考查溶解平衡的应用考点一：溶度积的计算及应用1、溶度积和离子积以AmBn(s) mAn(aq)nBm(aq)为例：溶度积离子积概念沉淀溶解的平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积符号KspQc表达式Ksp(AmBn)cm(An)cn(Bm)，式中的浓度都是平衡浓度Qc(AmBn)cm(An)cn(Bm)，式中的浓度是任意浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解QcKsp：溶液过饱和，有沉淀析出QcKsp：溶液饱和，处于平衡状态QcKsp：溶液未饱和，无沉淀析出2、Ksp的影响因素（1）内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。（2）外因浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。3、沉淀溶解平衡图像题的解题策略（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，判断溶液中有无沉淀析出。（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液的体积。【典型例题4】【宁夏银川二中2016届第三次月考】在t 时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，又知t 时AgCl的Ksp41010。下列说法不正确的是 （ ）A在t 时，AgBr的Ksp为4.91013B在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点到b点C图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液D在t 时，AgCl(s)Br(aq)AgBr(s)Cl(aq)平衡常数K816【答案】B考点：考查Ksp的有关计算及其图像分析【点评】图像分析需要从以下几点进行分析：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。可通过比较、观察得出溶液是否达到饱和状态，是否有沉淀析出。处于曲线上方的点表明溶液处于过饱和状态，一定会有沉淀析出，处于曲线下方的点，则表明溶液处于未饱和状态，不会有沉淀析出。从图像中找到数据，根据Ksp公式计算得出Ksp的值。比较溶液的Qc与Ksp的大小，判断溶液中有无沉淀析出。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液的体积。【迁移训练4】【山东枣庄八中2016届10月月考】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 （ ）lgc(SO42-)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【答案】BC考点： 难溶电解质的溶解平衡和沉淀转化 考点二：沉淀溶解平衡的综合应用一、废水处理【典型例题5】水是人类生存和发展的宝贵资源，而水质的污染问题却越来越严重。目前，世界各国已高度重视这个问题，并采取积极措施进行治理。（1）工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法都正确的是_(填字母编号，可多选)。选项污染物处理措施方法类别A废酸加生石灰中和物理法BCu2等重金属离子加硫化物沉降化学法C含纯碱的废水加石灰水反应化学法（2）下图是某市污水处理的工艺流程示意图：下列物质中不可以作为混凝剂(沉降剂)使用的是_(填字母编号，可多选)。A偏铝酸钠 B氧化铝C碱式氯化铝 D氯化铁混凝剂除去悬浮物质的过程是_(填字母编号)。A物理变化 B化学变化C既有物理变化又有化学变化（3）在氯氧化法处理含CN的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一)，氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。某厂废水中含KCN，其浓度为650 mgL1。现用氯氧化法处理，发生如下反应：KCN2KOHCl2=KOCN2KClH2O再投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气。请配平下列化学方程式：KOCNKOHCl2CO2N2KClH2O。若处理上述废水20 L，使KCN完全转化为无毒物质，至少需液氯_g。【答案】（1）BC（2）BC（3）243216235.5（3）根据KCN2KOHCl2=KOCN2KClH2O、2KOCN4KOH3Cl2=2CO2N26KCl2H2O，n(KCN)0.2 mol，n