2011届“步步高”高考化学大一轮复习 专题8 第4讲 沉淀溶解平衡课件 （苏教版 浙江专用）

1 第4讲沉淀溶解平衡基础盘点一 溶解平衡和溶度积常数自我诊断1 向AgCl饱和溶液中加水 下列叙述正确的是 A AgCl的溶解度增大B AgCl的溶解度 Ksp均不变C AgCl的Ksp增大D AgCl的溶解度 Ksp均增大 B 2 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也变小解析本题易错选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 D 3 基础回归1 溶解平衡的建立固体溶质溶液中的溶质 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 不变 溶解平衡 4 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 cm Mn cn Am 温度 5 溶液不饱和 无沉淀析出溶液饱和 沉淀与溶解处于平衡状态溶液过饱和 有沉淀析出指点迷津AgCl s Ag aq Cl aq 与AgClAg Cl 表示的意义不同 前者表示溶解平衡 后者表示AgCl的电离过程 6 二 沉淀溶解平衡的应用自我诊断3 下列说法中 正确的是 A 饱和石灰水中加入一定量生石灰 温度明显升高 所得溶液的pH会增大B AgCl悬浊液中存在平衡 AgCl s Ag aq Cl aq 往其中加入少量NaCl粉末 平衡会向左移动 溶液中离子的总浓度会减小C AgCl悬浊液中加入KI溶液 白色沉淀变成黄色 证明此条件下Ksp AgCl Ksp AgI D 硬水含有较多Ca2 Mg2 HCO SO 加热煮沸可以完全除去其中的Ca2 Mg2 7 解析温度升高 Ca OH 2的溶解度降低 pH减小 A项错 B项平衡左移的原因是增大了Cl 的浓度 因NaClNa Cl 所以溶液中离子总浓度增大 D项只通过加热煮沸不能除去由SO引起的硬度 故错误 答案C 8 基础回归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 H2S Cu2 CuS 2H Fe3 3NH3 H2OFe OH 3 3NH 9 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 CaCO3 2H Ca2 H2O CO2 AgCl 2NH3 H2O Ag NH3 2 Cl 2H2O 沉淀溶解平衡 越大 Mg OH 2 2NHMg2 2NH3 H2O 10 要点精讲要点沉淀溶解平衡的影响因素及应用1 影响因素 1 内因 难溶物质本身性质 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 11 2 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 12 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 13 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 14 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 AgNO3AgCl 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 15 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 16 b 锅炉除水垢除水垢 CaSO4 s CaCO3 s Ca2 aq 其反应如下 CaSO4 Na2CO3CaCO3 Na2SO4 CaCO3 2HClCaCl2 CO2 H2O 盐酸 17 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 18 典例导析 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 下列说法不正确的是 A x数值为2 10 5B 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点对应的溶度积相等 19 解析根据溶度积数值可以计算出x数值为2 10 5 c点Qc Ksp 故有沉淀生成 加入蒸馏水后d点各离子浓度都减小 不可能变到a点保持钙离子浓度不变 溶度积只与温度有关 b点与d点对应的溶度积相等 答案C 20 迁移应用 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 21 解析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 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 均增大 B项错 d点表示溶液的Q Ksp 所以溶液不饱和 不会沉淀 C项正确 Ksp是一常数 温度不变Ksp不变 所以该曲线上任一点的Ksp都相等 D项错误 答案C 22 对点训练题组一溶解平衡与溶度积常数1 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相等 且保持不变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 23 解析反应开始时 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 但不一定相等 C项不正确 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 答案B 24 2 Cu OH 2在水溶液中存在着如下沉淀溶解平衡 Cu OH 2 s Cu2 aq 2OH aq 在常温下Ksp 2 10 20 在常温下如果要生成Cu OH 2沉淀 需要向0 02mol L的CuSO4溶液中加入碱来调整溶液的pH 应使溶液的pH大于 A 2B 3C 4D 5解析要生成Cu OH 2沉淀 就应满足 c Cu2 c OH 2 2 10 20c OH 1 10 9mol L 所以pH 5 D项正确 D 25 题组二溶解平衡的应用3 已知同温度下的溶解度 Zn OH 2 ZnS MgCO3 Mg OH 2 就溶解或电离出S2 的能力而言 FeS H2S CuS 则下列离子方程式错误的是 A Mg2 2HCO 2Ca2 4OH Mg OH 2 2CaCO3 2H2OB Cu2 H2SCuS 2H C Zn2 S2 2H2OZn OH 2 H2S D FeS 2H Fe2 H2S C 26 4 为除去溶液中的Fe2 可以采用的方法是 A 直接加碱 调整溶液pH 9 6B 加纯铜粉 将Fe2 还原出来C 先将Fe2 氧化成Fe3 再调整pH在3 4D 通入硫化氢 使Fe2 直接沉淀解析要除去溶液中的Fe2 A中pH 9 6时 Cu2 也沉淀了 B中铜粉不能将Fe2 还原出来 D中的Fe2 和H2S不反应 故选C C 27 5 对于难溶盐MX 其饱和溶液中的M 和X 的物质的量浓度之间的关系类似于c H c OH KW 存在等式c M c X Ksp 现将足量的AgCl分别放入下列物质中 AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是 20mL0 01mol LKCl溶液 30mL0 02mol LCaCl2溶液 40mL0 03mol LHCl溶液 10mL蒸馏水 50mL0 05mol LAgNO3溶液 28 A B C D 解析AgCl s Ag aq Cl aq 由于c Ag c Cl Ksp c Cl 或c Ag 越大 越能抑制AgCl的溶解 AgCl的溶解度就越小 注意AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag 或Cl 的浓度有关 而与溶液体积无关 中c Cl 0 01mol L 中c Cl 0 04mol L 中c Cl 0 03mol L 中c Cl 0mol L 29 中c Ag 0 05mol LAg 或Cl 浓度由小到大的顺序为 故AgCl的溶解度由大到小的排列顺序为 答案B 30 定时检测一 选择题 本题包括12小题 每小题5分 共60分 1 2009 天津理综 4 下列叙述正确的是 A 0 1mol LC6H5ONa溶液中 c Na c C6H5O c H c OH B Na2CO3溶液加水稀释后 恢复至原温度 pH和KW均减小C pH 5的CH3COOH溶液和pH 5的NH4Cl溶液中 c H 不相等D 在Na2S溶液中加入AgCl固体 溶液中c S2 下降 31 解析C6H5ONa水解呈碱性 c OH c H A项错误 温度不变 KW不变 B项说法错 C选项中两溶液pH均等于5 c H 均为10 5mol L C错 D项中难溶物AgCl转化为更难溶的Ag2S 使溶液中c S2 减小 D项正确 答案D 32 2 2009 广东 18改编 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B 三个不同温度中 313K时Ksp SrSO4 最大C 283K时 图中a点对应的溶液是饱和溶液D 283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液 33 解析温度一定 Ksp SrSO4 不变 A错误 由题中沉淀溶解平衡曲线可看出 313K时 c Sr2 c SO 最大 Ksp最大 B正确 a点c Sr2 小于平衡时c Sr2 故未达到饱和 沉淀继续溶解 C正确 从283K升温到363K要析出固体 依然为饱和溶液 答案B 34 3 2009 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20mL0 01mol L氨水中的Ksp比在20mL0 01mol LNH4Cl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 35 解析A项 Mg OH 2的溶度积小 故其电离出的Mg2 浓度要小一些 错 B项 NH可以结合Mg OH 2电离出的OH 从而促使Mg OH 2的电离平衡正向移动 c Mg2 增大 正确 C项 Ksp仅与温度有关 故错 D项 只要不断地加入足量的NaF溶液 会促进Mg OH 2不断溶解转化为MgF2沉淀 错误 答案B 36 4 2008 广东 9 已知Ag2SO4的Ksp为2 0 10 5 将适量Ag2SO4固体溶于100mL水中至刚好饱和 该过程中Ag 和SO浓度随时间变化关系如图所示 饱和Ag2SO4溶液中c Ag 0 034mol L 若t1时刻在上述体系中加入100mL 0 020mol LNa2SO4溶液 下列示意图中 能正确表示t1时刻后Ag 和SO浓度随时间变化关系的是 37 解析已知Ag2SO4的Ksp 2 0 10 5 c2 Ag c SO 则饱和溶液中c SO 0 017mol L 当加入100mL0 020mol LNa2SO4 溶液时 c SO 38 0 0185mol L c Ag 0 017mol L 此时Q Ksp 因此答案为B 答案B 39 B 40 6 将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合 再加入足量浓AgNO3溶液 发生的反应为 A 只有AgBr沉淀生成B AgCl和AgBr沉淀等量生成C AgCl和AgBr沉淀都有 但以AgCl沉淀为主D AgCl和AgBr沉淀都有 但以AgBr沉淀为主解析因c Cl c Br 所以析出AgCl多 C 41 42 答案B 43 8 已知25 时 AgI的溶度积Ksp 8 3 10 17 AgCl的溶度积Ksp 1 8 10 10 若在5mL含有KCl和KI各为0 01mol L的溶液中 加入8mL0 01mol LAgNO3溶液 这时溶液中所含离子浓度关系正确的是 A c K c NO c Cl c Ag c I B c K c NO c Ag c Cl c I C c NO c K c Ag c Cl c I D c K c Ag c H c NO c Cl c I 44 解析AgI的溶度积远远小于AgCl的 因此 I 先于Cl 沉淀 反应后 离子浓度大小关系为c K c NO c Cl c Ag c I A正确 答案A 45 9 下列反应的离子方程式正确的是 A AgCl的悬浊液中滴入少量Na2S溶液 2AgCl S2 Ag2S Cl B 纯碱溶液与醋酸反应 CO 2H H2O CO2 C Ba OH 2溶液中加入少量的NaHSO4溶液 Ba2 OH H SOBaSO4 H2OD 过量CO2通入Na2SiO3溶液中 SiO CO2 H2OCO H2SiO3 解析A项中原子不守恒 B项中醋酸应写分子形式 D项应生成HCO C 46 10 已知25 时 Ka HF 3 6 10 4 Ksp CaF2 1 46 10 10 现向1L0 2mol LHF溶液中加入1L0 2mol LCaCl2溶液 则下列说法中 正确的是 A 25 时 0 1mol LHF溶液中pH 1B Ksp CaF2 随温度和浓度的变化而变化C 该体系中没有沉淀产生D 该体系中HF与CaCl2反应产生沉淀解析氢氟酸是弱电解质 不能完全电离 故pH 1 A错误 Ksp CaF2 只随温度的变化而变化 B错误 因 D 故该体系有沉淀产生 C错误 47 C 48 12 电离常数 Ka或Kb 溶度积常数 Ksp 是判断物质性质的重要常数 下列关于这些常数的计算或运用正确的是 A 某亚硫酸溶液pH 4 3 若忽略二级电离 则其一级电离常数K1 1 0 10 8 60B Ka HCN Ka CH3COOH 说明同浓度时氢氰酸的酸性比醋酸强C Ksp AgI Ksp AgCl 向AgCl悬浊液中加入KI溶液会出现黄色沉淀D Ksp AgCl Ksp AgOH 说明AgOH和AgCl均不溶于稀硝酸 49 解析A项缺少亚硫酸的浓度 无法计算其一级电离常数 B项说明醋酸比氢氰酸易电离 醋酸的酸性强 C项根据沉淀转化的本质AgCl会转化为溶解度更小的AgI D项数据只能说明AgOH和AgCl在水中的溶解度大小 而AgOH易溶于稀硝酸 答案C 50 二 非选择题 本题包括4小题 共40分 13 8分 Al OH 3为两性氢氧化物 在水溶液中存在酸式电离和碱式电离两种形式 试根据平衡移动原理 解释下列有关问题 向Al OH 3沉淀中加入盐酸 沉淀溶解 其原因是 有关离子方程式是 51 答案Al OH 3的碱式电离为Al OH 3Al3 3OH 加入盐酸溶液 由于H 与Al OH 3电离出来的少量OH 中和生成水 使Al OH 3的电离平衡向正反应方向移动Al OH 3 3H Al3 3H2O 52 14 8分 已知25 时 在物质的提纯中 常利用难溶电解质的沉淀溶解平衡原理除去某些离子 例如 为了除去氯化铵晶体中的氯化铁杂质 先将混合物溶于水 再加入一定量的试剂a反应 过滤结晶即可 53 为了除去氯化镁晶体中的氯化铁杂质 先将混合物溶于水 再加入足量的氢氧化镁充分反应 过滤结晶即可 为了除去硫酸铜晶体中的硫酸亚铁杂质 先将混合物溶于水 再加入一定量的双氧水 将亚铁离子氧化 然后加入试剂b调节溶液的pH 4 过滤结晶即可 1 上述三种除杂方案都将Fe2 Fe3 转化为 填化学式 而除去 2 试剂a为 3 写出 中除杂所发生的总反应的离子方程式 54 4 下列与方案 有关的叙述正确的是 填字母序号 A H2O2是绿色氧化剂 在氧化过程中不引入杂质 不产生污染B 将亚铁离子氧化的主要原因是Fe OH 2沉淀比Fe OH 3沉淀较难过滤C 调节溶液pH 4的试剂b是氢氧化铜或氧化铜D 在pH大于4的溶液中Fe3 已完全不存在解析本题主要结合物质的除杂 来考查难溶电解质的沉淀溶解平衡原理 55 3 Fe OH 3比Mg OH 2更难溶 利用沉淀转化的原理可除去Fe3 4 B项将亚铁离子氧化的主要原因是Fe OH 2沉淀完全时pH比较大 不利于除杂 在pH大于4的溶液中Fe3 不是完全不存在 而是浓度降低到1 0 10 5mol L以下 答案 1 Fe OH 3 2 氨水 3 2Fe3 Mg OH 22Fe OH 3 3Mg2 4 AC 56 15 14分 物质在水中可能存在电离平衡 盐的水解平衡和沉淀的溶解平衡 它们都可看作化学平衡 请根据所学的知识回答 1 A为0 1mol 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