安徽省蚌埠铁中2014届高中化学《难溶电解质的溶解平衡》全册复习导学案

1 难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡 考纲要求 1 了解难溶电解质的沉淀溶解平衡 2 了解难溶电解质的沉淀转化的本 质 知识点一 溶解平衡和溶度积常数 1 溶解平衡的建立 固体溶质溶液中的溶质 溶解 沉淀 1 v溶解 v沉淀 固体溶解 2 v溶解 v沉淀 溶解平衡 3 v溶解 v沉淀 析出晶体 2 溶解平衡的特点 3 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 4 溶度积常数及其应用 1 表达式 对于溶解平衡 MmAn s mMn aq nAm aq Ksp Ksp仅受 的影响 2 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 问题思考 1 AgCl s Ag aq Cl aq AgCl Ag Cl 两方程式所表示的意义相同吗 2 2 怎样用难溶电解质的浓度积Ksp来比较在水中的溶解能力 知识点二 沉淀溶解平衡的影响因素 1 内因 难溶物质本身的性质 这是主要决定因素 2 外因 1 浓度 加水稀释 平衡向 方向移动 但Ksp 2 温度 绝大多数难溶盐的溶解是 过程 升高温度 平衡向 方向移 动 Ksp 3 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或更难电离或气体的 离子时 平衡向溶解方向移动 但Ksp不变 问题思考 3 利用生成沉淀的方法能否全部除去要沉淀的离子 知识点三 沉淀溶解平衡的应用 1 沉淀的生成 1 调节 pH 法 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 2 沉淀剂法 如用 H2S 沉淀 Cu2 离子方程式为 2 沉淀的溶解 1 酸溶解法 如 CaCO3溶于盐酸 离子方程式为 2 盐溶液溶解法 如 Mg OH 2溶于 NH4Cl 溶液 离子方程式为 3 氧化还原溶解法 如不溶于盐酸的硫化物 Ag2S 溶于稀 HNO3 4 配位溶解法 如 AgCl 溶于氨水 离子方程式为 3 沉淀的转化 1 实质 的移动 沉淀的溶解度差别 越容易转化 2 应用 锅炉除垢 矿物转化等 问题思考 4 为什么不能用 BaCO3作钡餐 一 沉淀溶解平衡 3 1 沉淀的溶解平衡是怎样建立的 勒夏特列原理是否适用于该平衡 2 难溶电解质溶解能力的大小 通常怎样表示 其大小受哪些因素的影响 3 影响沉淀溶解平衡的因素有哪些 各怎样影响 典例导悟 1 下表是五种银盐的溶度积常数 25 化学 式 AgClAg2SO4Ag2SAgBrAgI 溶度 积 1 8 10 10 mol2 L 2 1 4 10 5 mol3 L 3 6 3 10 50 mol3 L 3 5 4 10 13 mol2 L 2 8 3 10 17 mol2 L 2 下列说法不正确的是 A 五种物质在常温下溶解度最大的是 Ag2S B 将氯化银溶解于水后 向其中加入 Na2S 则可以生成黑色沉淀 C 氯化银 溴化银和碘化银三种物质在常温下的溶解度逐渐增大 D 沉淀溶解平衡的建立是有条件的 外界条件改变时 平衡也会发生移动 听课记录 变式演练 1 下列叙述不正确的是 A CaCO3能够溶解在 CO2的水溶液中 B Mg OH 2可溶于盐酸 不溶于 NH4Cl 溶液 C AgCl 可溶于氨水 D MgSO4溶液中滴加 Ba OH 2得到两种沉淀 典例导悟 2 2008 山东理综 15 某温度 时 BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示 下列说法正确的是 提示 BaSO4 s Ba2 aq SO aq 的平衡常数Ksp c Ba2 c SO 称为溶度 2 42 4 积常数 A 加入 Na2SO4可以使溶液由 a 点变到 b 点 B 通过蒸发可以使溶液由 d 点变到 c 点 C d 点无 BaSO4沉淀生成 D a 点对应的Ksp大于 c 点对应的Ksp 听课记录 二 溶度积的计算和有关判断 思考 1 已知Ksp AgCl 1 8 10 10 mol2 L 2 则将 AgCl 放在蒸馏水中形成饱和溶 液 溶液中的c Ag 是多少 2 已知Ksp Mg OH 2 1 8 10 11 mol3 L 3 则将 Mg OH 2放入蒸馏水中形成饱和溶 液 溶液的 pH 为多少 3 在 0 01 mol L 1的 MgCl2溶液中 逐滴加入 NaOH 溶液 刚好出现沉淀时 溶液的 4 pH 是多少 当 Mg2 完全沉淀时 溶液的 pH 值为多少 典例导悟 3 2013 泰安月考 已知Ksp AgCl 1 8 10 10 mol2 L 2 Ksp Ag2CrO4 1 9 10 12 mol3 L 3 现在向 0 001 mol L 1 K2CrO4和 0 01 mol L 1 KCl 混合液中滴 加 0 01 mol L 1 AgNO3溶液 通过计算回答 1 Cl CrO谁先沉淀 2 4 2 刚出现 Ag2CrO4沉淀时 溶液中 Cl 浓度是多少 设混合溶液在反应中体积不变 变式演练 2 一定温度下的难溶电解质 AmBn在水溶液中达到沉淀溶解平衡时 其平衡常 数Ksp cm An cn Bm 称为难溶电解质的溶度积 已知下表数据 物质 Fe OH 2Cu OH 2Fe OH 3 Ksp 25 8 0 10 16 mol3 L 3 2 2 10 20 mol3 L 3 4 0 10 38 mol4 L 4 完全沉淀时的 pH 范围 9 6 6 4 3 4 对含等物质的量的 CuSO4 FeSO4 Fe2 SO4 3的混合溶液的说法 不科学的是 A 向该混合溶液中逐滴加入 NaOH 溶液 最先看到红褐色沉淀 B 该溶液中c SO c Cu2 c Fe2 c Fe3 5 4 2 4 C 向该溶液中加入适量氯水 并调节 pH 至 3 4 后过滤 可获得纯净的 CuSO4溶液 D 在 pH 5 的溶液中 Fe3 不能大量存在 思维升华 一种沉淀剂能分离多种离子吗 题组一 溶解平衡与溶度积常数 1 2013 山东理综 15 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 A Ksp Fe OH 3 Ksp Cu OH 2 5 B 加适量 NH4Cl 固体可使溶液由 a 点变到 b 点 C c d 两点代表的溶液中c H 与c OH 乘积相等 D Fe OH 3 Cu OH 2分别在 b c 两点代表的溶液中达到饱和 2 2013 浙江理综 10 已知 25 时 Ksp Mg OH 2 5 61 10 12 Ksp MgF2 7 42 10 11 下列说法正确的是 A 25 时 饱和 Mg OH 2溶液与饱和 MgF2溶液相比 前者的c Mg2 大 B 25 时 在 Mg OH 2的悬浊液中加入少量的 NH4Cl 固体 c Mg2 增大 C 25 时 Mg OH 2固体在 20 mL 0 01 mol L 1氨水中的Ksp比在 20 mL 0 01mol L 1 NH4Cl 溶液中的Ksp小 D 25 时 在 Mg OH 2的悬浊液中加入 NaF 溶液后 Mg OH 2不可能转化为 MgF2 题组二 溶解平衡的应用 3 判断正误 1 常温下 向饱和 Na2CO3溶液中加少量 BaSO4粉末 过滤 向洗净的沉淀中加稀盐酸 有气泡产生 说明常温下 Ksp BaCO3 AgI Ag2CrO4 B AgCl Ag2CrO4 AgI C Ag2CrO4 AgCl AgI D Ag2CrO4 AgI AgCl 5 2013 江苏 9 改编 下列化学实验事实及其解释都正确的是 A 向碘水中滴加 CCl4 振荡静置后分层 CCl4层呈紫红色 说明可用 CCl4从碘水中萃 取碘 B 向 SO2水溶液中滴加盐酸酸化的 BaCl2溶液 有白色沉淀生成 说明 BaSO3难溶于盐 酸 C 向 0 1 mol L 1 FeSO4溶液中滴加少量酸性 KMnO4溶液 KMnO4溶液褪色 说明 Fe2 具有氧化性 D 向 2 0 mL 浓度均为 0 1 mol L 1的 KCl KI 混合溶液中滴加 1 2 滴 0 01 mol L 1 AgNO3溶液 振荡 沉淀呈黄色 说明 AgCl 的Ksp比 AgI 的Ksp小 6 1 若把固体 TiO2 nH2O 用酸清洗除去其中的 Fe OH 3杂质 还可制得钛白粉 已知 25 时 Ksp Fe OH 3 2 79 10 39 该温度下反应 Fe OH 3 3H Fe3 3H2O 的平衡常 数K 2013 福建理综 24 3 2 预氨化过程中有 Mg OH 2沉淀生成 已知常温下 Mg OH 2的Ksp 1 8 10 11 若溶液 中c OH 3 0 10 6 mol L 则溶液中c Mg2 2013 江苏 20 1 7 2013 天津理综 10 工业废水中常含有一定量的 Cr2O和 CrO 它们会对人 2 72 4 类及生态系统产生很大损害 必须进行处理 常用的处理方法有两种 方法 1 还原沉淀法 该法的工艺流程为 CrOCr2OCr3 Cr OH 3 2 4 H 转化2 7 Fe2 还原 OH 沉淀 其中第 步存在平衡 2CrO 黄色 2H Cr2O 橙色 H2O 2 42 7 1 若平衡体系的 pH 2 该溶液显 色 2 能说明第 步反应达平衡状态的是 a Cr2O和 CrO的浓度相同 2 72 4 b 2v Cr2O v CrO 2 72 4 c 溶液的颜色不变 6 3 第 步中 还原 1 mol Cr2O 需要 mol FeSO4 7H2O 2 7 4 第 步生成的 Cr OH 3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡 Cr OH 3 s Cr3 aq 3OH aq 常温下 Cr OH 3的溶度积Ksp c Cr3 c3 OH 10 32 要使c Cr3 降至 10 5 mol L 1 溶液的 pH 应调至 方法 2 电解法 该法用 Fe 作电极电解含 Cr2O的酸性废水 随着电解进行 在阴极附近溶液 pH 升高 2 7 产生 Cr OH 3沉淀 5 用 Fe 作电极的原因为 6 在阴极附近溶液 pH 升高的原因是 用电极反应解释 溶液中同时生成的 沉淀还有 题组一 溶解平衡 1 2013 无锡模拟 下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是 A 反应开始时 溶液中各离子浓度相等 B 沉淀溶解达到平衡时 沉淀的速率和溶解的速率相等 C 沉淀溶解达到平衡时 溶液中溶质的离子浓度保持不变 D 沉淀溶解达到平衡时 如果再加入难溶性的该沉淀物 将促进溶解 2 下列说法正确的是 A 难溶电解质的溶度积Ksp越小 则它的溶解度越小 B 任何难溶物在水中都存在沉淀溶解平衡 溶解度大小都可以用Ksp表示 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 3 2013 大连模拟 室温时 CaCO3在水中的溶解平衡曲线如图所示 已知 25 其 溶度积为 2 8 10 9 mol2 L 2 下列说法不正确的是 A x数值为 2 10 5 B c 点时有碳酸钙沉淀生成 C 加入蒸馏水可使溶液由 d 点变到 a 点 D b 点与 d 点对应的溶度积不相等 4 已知Ksp Cu OH 2 2 2 10 20 mol3 L 3 Ksp Fe OH 3 4 0 10 38 mol4 L 4 Cu2 和 Fe3 完全生成氢氧化物沉淀时的 pH 分别为 6 7 和 3 2 现在向 pH 0 浓度均为 0 04 mol L 1的 Cu2 Fe3 溶液中加入某一固体 以中和 H 调节 pH 设溶液体积 不变 该过程中 Cu2 Fe3 的浓度与 pH 关系正确的是 7 5 在 FeS 饱和溶液中存在 FeS s Fe2 ag S2 ag c Fe2 c S2 Ksp 常 温下Ksp 8 1 10 17 mol2 L 2 1 理论上 FeS 的溶解度为 2 又知 FeS 饱和溶液中c H 与c S2 之间存在以下限量关系 c2 H c S2 1 0 10 22 mol3 L 3 为了使溶液里c Fe2 达到 1 mol L 1 现将适量 FeS 投入其饱 和溶液中 应调节溶液中的c H 为 题组二 沉淀溶解平衡的应用 6 为除去 CuSO4溶液中的 Fe2 可以采用的方法是 A 直接加碱 调整溶液 pH 9 6 B 加纯铜粉 将 Fe2 还原出来 C 先将 Fe2 氧化成 Fe3 再调整 pH 在 3 4 D 通入硫化氢 使 Fe2 直接沉淀 7 2013 广东 18 硫酸锶 SrSO4 在水中的沉淀溶解平衡曲线如下 下列说法正确的 是 A 温度一定时 Ksp SrSO4 随c SO 的增大而减小 2 4 B 三个不同温度中 313 K 时Ksp SrSO4 最大 C 283 K 时 图中 a 点对应的溶液是不饱和溶液 D 283 K 下的 SrSO4饱和溶液升温到 363 K 后变为不饱和溶液 8 已知 25 时 几种物质的溶度积常数为 AgCl 1 8 10 10 mol2 L 2 AgBr 7 7 10 13 mol2 L 2 AgI 8 51 10 16 mol2 L 2 下列有关说法错 误的是 A 三种物质在常温下溶解度最小的是 AgI B 饱和 AgCl 溶液中 c Ag 1 34 10 5 mol L 1 C 将氯化银置于饱和 KI 溶液中 固体慢慢会由白色转化为黄色 D 将浓度均为 1 10 6 mol L 1的 AgNO3溶液 KBr 溶液等体积混合会生成沉淀 题组三 综合探究 9 金属氢氧化物在酸中溶解度不同 因此可以利用这一性质 控制溶液的 8 pH 达到分离金属离子的目的 难溶金属的氢氧化物在不同 pH 下的溶解度 S mol L 1 如图所示 1 pH 3 时溶液中铜元素的主要存在形式是 写化学式 2 若要除去 CuCl2溶液中的少量 Fe3 应该控制溶液的 pH 为 A 6 3 在 Ni NO3 2溶液中含有少量的 Co2 杂质 填 能 或 不能 通过调节溶 液 pH 的方法来除去 理由是 4 要使氢氧化铜沉淀溶解 除了加入酸之外 还可以加入氨水 生成 Cu NH3 4 2 写 出反应的离子方程式 5 已知一些难溶物的溶度积常数如下表 某工业废水中含有 Cu2 Pb2 Hg2 最适宜向此工业废水中加入过量的 除去 它们 选填序号 A NaOH B FeS C Na2S 学案学案 4141 难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡 课前准备区 知识点一 1 1 2 3 2 不变 溶解平衡 3 难溶 微溶 可溶 易溶 4 1 cm Mn cn Am 温度 2 知识点二 2 1 溶解 不变 2 吸热 溶解 增大 知识点三 1 1 Fe3 3NH3 H2O Fe OH 3 3NH 4 2 H2S Cu2 CuS 2H 2 1 CaCO3 2H Ca2 H2O CO2 2 Mg OH 2 2NH Mg2 2NH3 H2O 4 9 4 AgCl 2NH3 H2O Ag NH3 2 Cl 2H2O 3 1 沉淀溶解平衡 越大 问题思考 1 不同 式表示难溶电解质 AgCl 在水溶液中的溶解平衡方程式 式表示强电解质 AgCl 在水溶液中的电离方程式 2 Ksp越大 说明难溶电解质在水中的溶解能力越强 Ksp越小 说明难溶电解质在水中 的溶解能力越弱 说明 两种难溶电解质的组成和结构要相似 3 不可能使要除去的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 4 由于胃酸的酸性很强 若口服 BaCO3 胃酸可与 CO反应生成 CO2和水 使 CO 2 3 的浓度降低 从而使 BaCO3的溶解平衡正向移动 Ba2 浓度增大 引起人体中毒 2 3 BaCO3 s Ba2 aq CO aq A 2 3 平衡正向移动 2H H2O CO2 所以 不能用 BaCO3作钡餐 课堂活动区 一 1 难溶电解质的溶解度虽然很小 但不可能为零 完全不溶解 溶液中的离子结合 成难溶电解质时 也不可能完全进行到底 故难溶电解质在水中会建立如下平衡 MmAn s mMn aq nAm aq 勒夏特列原理同样适用于溶解平衡 溶解 沉淀 2 对于溶解平衡 AmBn s mAn aq nBm aq Ksp cm An cn Bm 对于相同A 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 3 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 加水冲稀 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或更难电离或气体的离 子时 平衡向溶解方向移动 但Ksp不变 二 1 由 AgCl s Ag aq Cl aq 知c Ag c Cl A 所以Ksp AgCl 1 8 10 10 mol2 L 2 c Ag c Cl c2 Ag 所以c Ag 1 3 10 5mol L 1 2 由 Mg OH 2 s Mg2 aq 2OH aq A 知Ksp Mg OH 2 1 8 10 11 mol3 L 3 c Mg2 c2 OH c2 OH c OH 2 解得c OH 3 3 10 4mol L 1 所以c H 3 0 10 11mol L 1 KW c OH 所以 pH 10 5 3 由Ksp Mg OH 2 1 8 10 11 mol3 L 3 c Mg2 c2 OH 0 01 c2 OH c OH 4 2 10 5mol L 1 c H 2 4 10 10mol L 1 KW c OH 所以 pH 9 6 即当 pH 9 6 时 开始出现 Mg OH 2沉淀 由于一般认为残留在溶液中的离子浓度小于 1 10 5mol L 1时 沉淀已经完全 故 Mg2 完全沉淀时有 10 1 10 5 c2 OH 1 8 10 11 mol3 L 3 所以c OH 1 34 10 3mol L 1 c H 7 46 10 12 mol L 1 KW c OH pH 11 1 典例导悟 1 AC 因为 Ag2S 的Ksp小于 AgCl 故 B 正确 由表中溶度积知 AgCl AgBr AgI 的 溶解度在常温时依次减小 由平衡移动理论知 D 项正确 2 C a 点在平衡曲线上 此时溶液中存在溶液平衡 加入 Na2SO4会增大 SO浓度 2 4 平衡左移 Ba2 浓度应降低 A 项错 d 点时溶液不饱和 蒸发溶液 c SO c Ba2 均 2 4 增大 B 项错 d 点表示溶液的QcKsp BaSO4 由于 Na2CO3溶液浓度大 导致了 BaSO4转化为 BaCO3 2 解析 相同浓度的 CaCl2溶液中的c Cl 是 NaCl 溶液中c Cl 的 2 倍 因此 AgCl 在 CaCl2溶液中的溶解度是 NaCl 中的 1 2 4 C 因为 AgCl 和 AgI 的结构相似 由Ksp可知 AgCl 的c Ag 大于 AgI 的 AgCl 中 的c2 Ag Ksp 1 8 10 10 Ag2CrO4 s 2Ag aq CrO aq 的A 2 4 Ksp c2 Ag c CrO c3 Ag 2 0 10 12 所以 Ag2CrO4中c Ag 大于 AgCl 中的 2 4 1 2 5 A 6 1 2 79 103 2 2 0 mol L 解析 1 根据氢氧化铁的平衡常数表达式 Ksp Fe OH 3 c Fe3 c3 OH 而该反 应的平衡常数K的表达式为K c Fe3 c3 H 又由于 25 时水的离子积为 KW 1 10 14 从而推得K Ksp Fe OH 3 KW 3 即K 2 79 10 39 1 10 14 3 2 79 103 2 常温下 Mg OH 2的Ksp c Mg2 c2 OH c Mg2 3 0 10 6 2 1 8 10 11 求得c Mg2 2 0 mol L 11 7 1 橙 2 c 3 6 4 5 5 阳极反应为 Fe 2e Fe2 提供还原剂 Fe2 6 2H 2e H2 Fe OH 3 解析 1 平衡体系的 pH 2 时 溶液c H 较大 平衡 2CrO 2H Cr2O H2O 向正反应方向移动 溶液显橙色 2 42 7 2 反应 达到平衡状态时 c Cr2O 与c CrO 均不变但不一定相等 达到平衡状 2 72 4 态时 有 2v正 Cr2O v逆 CrO 平衡时 Cr2O和 CrO的浓度不变 溶液的颜 2 72 42 72 4 色不变 3 Cr2O与 Fe2 发生氧化还原反应 生成 Cr3 和 Fe3 1 mol Cr2O被还原时 转 2 72 7 移 6 mol 电子 要消耗 6 mol FeSO4 7H2O 4 由 Cr OH 3的溶度积Ksp c Cr3 c3 OH 10 32 则有c OH 3 Ksp c Cr3 欲使c Cr3 降至 10 5 mol L 1 则应有c OH mol L 1 10 9 mol L 1 溶 3 10 32 10 5 液的 pH lgc H lg lg 5 KW c OH 10 14 10 9 5 铁作阳极发生反应 Fe 2e Fe2 产生还原剂 Fe2 可使 Cr2O还原成 2 7 Cr3 最终生成 Cr OH 3沉淀 6 阴极发生反应 2H 2e H2 溶液中c H 降低 溶液的 pH 升高 由于 Fe OH 2 极易被氧化生成 Fe OH 3 故溶液中还生成 Fe OH 3沉淀 考点集训 1 BC 反应开始时 各离子的浓度没有必然的关系 A 项不正确 沉淀溶解达到平衡 时 溶液中溶质的离子浓度保持不变 C 项正确 沉淀溶解达到平衡时 如果再加入难溶性 的该沉淀物 由于固体的浓度为常数 故平衡不发生移动 D 项不正确 2 D 本题易错选 A 或 B 同类型的难溶电解质Ksp越小 溶解度越小 不同类型的电 解质无法由溶度积比较溶解度大小 如 CuS 与 Ag2S 故 A 错 B 选项错在 任何难溶物 应 该是 难溶电解质 3 CD 根据溶度积数值