（课标版）2020年《高考风向标》化学 第五部分 化学反应原理 第25讲 难溶电解质的溶解平衡VIP

第25讲 难溶电解质的溶解平衡考情直播1.考纲要求考纲内容能力要求考向定位了解难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质。1理解难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点，正确理解和掌握溶度积KSP的概念。2掌握运用浓度商和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。3掌握简单的利用KSP的表达式，计算溶液中相关离子的浓度。难溶电解质的溶解平衡是化学平衡的一种,也是高考考察的一个重要内容。其主要考点有：溶解平衡；有关溶度积的计算。2.考点整合考点1 溶解平衡 （一）存在：只要有固体存在的悬浊液中都存在 例：NaCl（s） Na+(aq)+Cl-(aq) AgCl（s） Ag+(aq)+Cl-(aq)（二）特征 （1）等： （2）动： （3）定：达到平衡时，溶液中 （4）变：当外界条件改变，溶解平衡将 （三）沉淀反应的应用（1）沉淀的形成和转化加入 与溶液中的某些离子生成沉淀，达到分离或除去某些离子的目的。反应中，离子趋向于生成 的物质。 （2）沉淀的溶解 根据平衡移动原理，减少溶解平衡体系中的某种离子，会使平衡向沉淀向 方向移动，沉淀逐渐 。例： Mg(OH)2（s） Mg2+（aq） OH-（aq）OH- + H+ H2O 条件的改变 了原难溶电解质的溶解平衡。 特别提醒：解决沉淀溶解平衡的一般思路：“看到”粒子“找到”平衡“想到”移动 例1己知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡Ca(OH)2(固)Ca2+2OH，CaCO3(固) Ca2+CO32。在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2，CO2等，为了除去有害气体SO2变废为宝，常常见粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气，反应产物为石膏。（1）写山上述两个反应的化学方程式： S02与CaCO3悬浊液反应 S02与Ca(OH)2悬浊液反应 （2）试说明用熟石灰的悬浊液而不用澄清石灰水的理由 答案(1)2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4H2O)+2CO2或 2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4H2O)+2CO2 2SO2+O2+2Ca(OH)2+2H2O=2(CaSO42H2O)或2SO2+O2+2Ca(OH)2=2CaSO4+2H2O (2) Ca(OH)2微溶于水，石灰水中Ca(OH)2浓度小，不利于吸收SO2 规律总结根据二氧化硫的还原性和其水溶液的酸性强弱，再结合化学平衡和溶解平衡知识，即可解题。考点2 有关溶度积的计算 （一） 溶度积常数在水溶液中，Ag+和Cl-作用产生白色的AgCl沉淀，但固态的AgCl并非绝对不溶于水，它仍能微量地溶解成为Ag+和Cl-。在一定条件下，当 与 的速率相等时，便达到固体难溶电解质与溶液中离子间的平衡，AgCl沉淀与溶液中的Ag+和Cl-之间的平衡表示为 平衡时， 即由于AgCl(s)是常数，可并入常数项，得Ksp =Ag+Cl- Ksp称为溶度积常数，简称溶度积。它反映了难溶电解质在水中的 。对于AaBb型的难溶电解质AaBb (s) aAn+ bBm- Ksp=An+aBm-b上式表明：在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中离子 之乘积为一常数。（二）利用溶度积判断反应进行的方向Qc=An+aBm-b, 这里的反应商也是乘积形式，故称 Qc 为离子积。Qc Ksp 时，平衡 ，沉淀 ； Qc Ksp（AgI），所以AgI沉淀先产生。当AgI完全沉淀时，Ag+的浓度为：c（Ag+）= Ksp（AgI）/c（I-）=9.310-15，而此时的离子积为：Qc（AgCl）= c（Ag+）c（I-）=9.310-150.01=9.310-13。 所以，Qc（AgCl） Ksp（AgCl）,还没有AgCl沉淀产生。 答案 可以把Cl-、I-分离。而当AgCl开始析出时，c（Ag+）和c（I-）的浓度分别为：c（Ag+）= Ksp（AgCl）/c（Cl-）=1.810-8/ c（I-）= Ksp（AgI）/c（Ag+）=5.210-9。 点评 在溶液中存在不同离子，若它们与加入的另一种离子都会产生沉淀，则会有先后产生沉淀的现象，而沉淀的先后产生取决于它们各自的Ksp，越小的越先产生沉淀。分步沉淀常应用于离子的分离。规律总结方程式中的系数为该离子浓度的幂，并非浓度的简单乘积。高考重点热点题型探究 热点1 难容电解质的溶解平衡 真题1 (2020广东化学)羟基磷灰石Ca5(PO4)3OH是一种重要的生物无机材料，其常用的制备方法有两种：方法A：用浓氨水分别调Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4溶液的pH约为12；在剧烈搅拌下，将(NH4)2HPO4溶液缓慢滴入Ca(NO3)2溶液中。方法B：剧烈搅拌下，将H3PO4溶液缓慢滴加到Ca(OH)2悬浊液中。3种钙盐的溶解度随溶液pH的变化如上图所示(图中纵坐标是钙离子浓度的对数)，回答下列问题：(1)完成方法A和方法B中制备Ca5(PO4)3OH的化学反应方程式：5Ca(NO3)23(NH4)2HPO44NH3H2OCa5(PO4)3OH_5Ca(OH)23H3PO4_(2)与方法A相比，方法B的优点是_。(3)方法B中，如果H3PO4溶液滴加过快，制得的产物不纯，其原因是_ _。(4)图中所示3种钙盐在人体中最稳定的存在形式是_(填化学式)。(5)糖黏附在牙齿上，在酶的作用下产生酸性物质，易造成龋齿。结合化学平衡移动原理，分析其原因_。解析考查学生对难溶电解质的溶解平衡和酸碱反应的了解；考查学生书写化学反应方程式的能力、读图解析和方案评价能力，以及化学平衡知识的综合应用能力。【答案】(1)10NH4NO3； 3H2O。 Ca5(PO4)3OH9H2O。(2)唯一副产物为水，工艺简单。(3)反应液局部酸性过大，会有CaHPO4产生。 (4)Ca5(PO4)3OH。(5)酸性物质使沉淀溶解平衡Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2(aq)3PO43 (aq)OH(aq)向右移动，导致Ca5(PO4)3OH溶解，造成龋齿。名师指引难溶电解质的沉淀溶解平衡作为一种动态的平衡，可以通过改变条件，控制其进行的方向，沉淀转为溶液中的离子，或者溶液中的离子转化为沉淀。新题导练1.（2020届广东五校高三第二次联考）金属离子和硫离子在水溶液中的反应比较复杂，其产物与离子的水解、金属硫化物的溶解度、离子氧化性或还原性等因素有关。资料表明，CuS的溶解度很小，在稀酸溶液中也不溶解，Fe2S3的溶解度更小，但却溶于稀酸。下列有关说法正确的是ACu2+和S2在水溶液中反应的产物是CuSBAl3+和S2在水溶液中相互促进水解，所以不存在Al2S3的水溶液CFe3+和S2在酸性溶液中反应的产物只有Fe2+和H2SD在酸性溶液中，将S2加入Fe3+和Cu2+的混合液中Fe2S3先沉淀热点2 溶度积的计算真题2（08广东卷）已知Ag2SO4的KW 为2.010-3，将适量Ag2SO4固体溶于100 mL水中至刚好饱和，该过程中Ag+和SO浓度随时间变化关系如右图（饱和Ag2SO4溶液中c(Ag+)0.034molL-1）。若t1时刻在上述体系中加入100mL.0.020molL-1 Na2SO4 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（ ）思路分析 先利用Qc和Ksp的关系进行判断，然后计算溶液中的离子浓度。解析Ag2SO4刚好为100ml的饱和溶液,因为c(Ag+)=0.034mol/L，所以c（SO42-）=0.017mol/L；当加入100ml 0.020mol/LNa2SO4溶液后，c（SO42-）=0.0185mol/L，c（Ag+）=0.017mol/L（此时QKsp）。由计算可知选B。【答案】B名师指引 新题导练2.（08山东卷）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（ ）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Cd点无BaSO4沉淀生成Da点对应的Kap大于c点对应的Kap难溶电解质的溶解平衡抢分频道限时基础训练卷1. 把Ca(OH)2固体放入一定量的蒸馏水中，一定温度下达到平衡：Ca(OH)2（s）Ca2+2OH-，当向悬浊液中假如少量生石灰后，若温度保持不变，下列判断正确的是（ ） A.溶液中Ca2+数目减少 B.溶液中Ca2+增大 C.溶液pH值不变 D.溶液pH值增大2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，沉淀的速率与溶解的速率相等。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，如果再加入比该物质更难溶性的物质，将会促进溶解。3为了除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是（ ）A. NaOH B.Na2CO3 C. 氨水 D. MgO4. (广东09怀集一中高三月考化学试卷)若在1 L蒸馏水中加入1滴(约0.05mL)0.1molL-1的NaCl溶液,搅拌均匀后再滴入1滴0.1 molL-1AgNO3溶液，请估算是否会产生沉淀(已知AgCl的Ksp=1.81010)A否B是 C可能是 D以上都不正确5(2020届汕头市龙湖区第二次高三化学联考)已知25时，电离常数Ka(HF)3.6104 molL1，溶度积常数KSP(CaF2)1.461010 mol3L3。现向1L 0.2 molL1HF溶液中加入1L 0.2 molL1CaCl2溶液，则下列说法中，正确的是A25时，0.1 molL1HF溶液中pH1 BKSP(CaF2)随温度和浓度的变化而变化C该体系中KSP(CaF2) D该体系中有CaF2沉淀产生6.(广东省执信中学2020届高三第一学期期中)在pH为4-5的环境中，Cu2+、Fe2+不生成沉淀，而Fe3+几乎完全沉淀。工业上制CuCl2是将浓盐酸用蒸汽加热到80左右，再慢慢加入粗氧化铜（含杂质FeO），充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子，下述方法正确的是 A加入纯Cu将Fe2+还原 B向溶液中加入(NH4)2S使Fe2+沉淀C直接加水加热使杂质离子水解除去 D在溶液中通入Cl2，再加入CuO粉末调节pH为4-57 在100mL 0.01mol/L KCl溶液中，加入1mL 0.01mol/LAgNO3溶液，下列说法正确的是（AgCl的Ksp=1.810-10） （ ）A有AgCl沉淀析出 B.无AgCl沉淀 C.无法确定 D.有沉淀但不是AgCl8. 把AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合，再加入足量浓AgNO3的溶液，发生的反应为（ ）A.只有AgBr沉淀生成 B.AgCl与AgBr沉淀等量生成C. AgCl与AgBr沉淀都有，但是以AgCl为主 D. AgCl与AgBr沉淀都有，但是以AgBr为主9在20ml 0.0025mol/L AgNO3溶液中,加入5mL 0.01mol/L K2CrO4溶液,是否有Ag2CrO4沉淀析出？Ksp（Ag2CrO4）= 9.010-12。10.沉淀物并非绝对不溶，其在水及各种不同的溶液中溶解有所不同，同离子效应、络合物的形成都会使沉淀物的溶解度有所改变。右图是AgCl在NaCl、AgNO3 溶液中的溶解情况。由以上信息可知：（1）AgCl的溶度积常数的表达式为： ，由图知AgCl的溶度积常数为 。（2）AgCl在NaCl溶液中的溶解出现如图所示情况的原因是： 。（3）反应AgCl + NaBr = AgBr + NaCl能在水溶液中进行，是因为 。基础提升训练11以MnO2为原料制得MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实，可推知MnS具有的相关性质是（ ）具有吸附性 B. 溶解度与CuS、PbS、CdS等相同C. 溶解度大于CuS、PbS、CdS D. 溶解度小于CuS、PbS、CdS12 向5mLNaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液,出现白色沉淀，继续滴加一滴KI溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴入一滴Na2S 溶液并振荡，沉淀又变为黑色。根据以上变化过程，分析此三种沉淀物的溶解度关系为（ ）A. AgCl=AgI=Ag2S B. AgCl AgI AgI Ag2S D. AgI AgCl Ag2S13. FeCl3溶液中，加入难溶于水的粉末，观察到逐渐溶解，产生无色气体和红褐色沉淀，则：（1）气体为 ，红褐色沉淀为 。（2）上述现象产生的理由是 。14(惠州市2020届高三第二次调研考试 ) (7分)进行胃部透视时，常在检查之前服用“钡餐”，其主要成分是硫酸钡。已知25时，硫酸钡的溶度积常数Ksp=1110-10Ba2+是有毒的重金属离子，当人体中Ba2+浓度达到210-3molL-1时，就会对健康产生危害，若有人误将氯化钡当做食盐食用，请通过计算说明是否可以服用5的硫酸钠溶液有效除去胃中的Ba2+。(注：5的硫酸钠溶液物质的量浓度约036molL-1)25时，已知胃液的PH在0915之间，请问_(填“能”或“不能”)用碳酸钡代替硫酸钡作为“钡餐”使用，简述你做出判断的理由_。15(惠州市2020届高三第一次调研 )一定温度下，难溶电解质AmBn在水中溶解平衡的溶度积为Ksp=cm(An+)cn(Bm-)。 25，向AgCl的白色悬浊液中，依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液，先出现黄色沉淀，最终生成黑色沉淀。已知有关物质的颜色和溶度积如下：物质AgClAgIAg2S颜色白黄黑Ksp(25)1.810-101.510-161.810-50下列叙述不正确的是A溶度积小的沉淀可以转化为溶度积更小的沉淀B若先加入Na2S溶液，再加入KI溶液，则无黄色沉淀产生C25时，饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中所含Ag+的浓度相同D25时，AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同16在0.20L的0.50mol/LMgCl2溶液中加入等体积的0.10mol/L的氨水溶液，问有无Mg(OH)2沉淀生成？为了不使Mg(OH)2沉淀析出，至少应加入多少克NH4Cl（s）？（设加入NH4Cl（s）后体积不变，Kb（NH3）=1.810-5，KspMg（OH）2=1.810-11）能力提高训练17 .(2020届汕头市龙湖区第二次高三化学联考)（11分）如图：横坐标为溶液的pH值，纵坐标为Zn2+离子或Zn（OH）42-离子物质的量浓度的对数，回答下列问题。（1）往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，反应的离子方程式可表示为： _ 。（2）从图中数据计算可得Zn（OH）2的溶度积（Ksp）= _ 。（3）某废液中含Zn2+离子，为提取Zn2+离子可以控制溶液中pH值的范围是 _ 。（4）往1.00L 1.00molL1 ZnCl2溶液中加入NaOH固体至pH=6，需NaOH _ mol（5）已知：往ZnCl2溶液中加入硝酸铅或醋酸铅溶液可以制得PbCl2白色晶体；25时，PbCl2固体在盐酸中的溶解度如下：C(HCl)/(molL-1)0.501.002.042.904.025.165.78C(PbCl2)/(molL-1）10-35.104.915.215.907.4810.8114.01根据上表数据判断下列说法正确的是 （填字母序号）A随着盐酸浓度的增大，PbCl2固体的溶解度先变小后又变大BPbCl2固体在0.50 molL1盐酸中的溶解度小于在纯水中的溶解度CPbCl2能与浓盐酸反应生成一种难电离的阴离子（如配合离子）DPbCl2固体可溶于饱和食盐水18. (2020广州二模)某自来水中含有Ca2+、Mg2+、Na+、K+、HCO32、SO42、Cl，长期烧煮上述自来水会在锅炉内形成水垢。锅炉水垢不仅耗费燃料，而且有烧坏锅炉的危险，因此要定期清除锅炉水垢。已知部分物质20时的溶解度数据为： (1)请用化学方程式表示锅炉中的水垢含有Mg(OH)2的原因：。 (2)锅炉中的水垢所含有的CaSO4不能直接用酸除去，需要加入试剂X，使其转化为易溶于盐酸的物质Y而除去。试剂X是(填序号)。A食醋 B氯化钡 C碳酸钠 D碳酸氢钠 CaSO4能转化为物质Y的原因是(用文字叙述)。 (3)除含CaSO4、Mg(OH)2外，锅炉水垢中还可能含有的物质是(写化学式) 。 (4)若所用自来水的硬度为33.6度(计算硬度是将Ca2+、Mg2+都看成Ca2+，并将其折算成相当于CaO的质量，通常1L水中含有10mgCaO称为1度)。1t这样的水中相当于含CaO的物质的量为_(水的密度为1g/cm3)。 (5)水中的Ca2+、Mg2+可以用一定浓度的M溶液进行测定，M与Ca2+、Mg2+都以等物质的量进行反应。现取含Ca2+浓度为0.40g/L的自来水样10mL，至锥形瓶中进行滴定，达到终点时，用去了浓度为0.01mol/L的M溶液20.00 mL，则该自来水样中Mg2+的物质的量浓度是_。参考答案考情直播考点整合考点1 （一）溶解平衡 （二）（1）v溶解 = v沉淀（结晶） （2）动态平衡， v溶解 = v沉淀0 （3）离子浓度不再改变 （4）发生移动（三）（1）沉淀剂 溶解度更小 （2） 溶解 溶解 破坏考点2 （一）沉淀 溶解；溶解能力 浓度幂（二）左移 生成；右移 溶解； =高考重点热点题型探究新题导练1.AB2.C。提示：BaSO4(s)=Ba2+(aq)+SO2-4(aq)的Kap=c(Ba2+)c(SO2-4)抢分频道限时基础训练卷1. A C2.B 解释难溶电解质的溶解平衡是动态平衡，当沉淀溶解达到平衡时，沉淀的生成与溶解的速率仍在继续，其速率相等。3.D 解释要除FeCl3实际上是除去Fe3+，除的方法是加入某物质使之成为Fe（OH）3沉淀过滤即可。同时该题巧妙运用了Fe（OH）3的溶解度小于Mg（OH）2的溶解度，从而可以使Fe（OH）3沉淀，而不致使Mg2+转化为沉淀而析出。4.A 5.D 6.D7.A 解释 因为Ag+与Cl-的浓度积大于Ksp（AgCl），所以有沉淀析出。8.D 解释 由于加入AgNO3后, Ag+浓度增大, Ag+与Cl浓度积Ksp(AgCl),更大于Ksp(AgBr)。9解答当沉淀剂加入后，溶液中各离子浓度分别为：c（Ag+）=（0.002520）/25=0.002mol/Lc（CrO42-）=（0.015）/25=0.002mol/LQc=c（Ag+）2c（CrO42-）=810-9 9.0 10-12因为Qc Ksp（Ag2CrO4），所以有Ag2CrO4沉淀产生。点拨：在难溶电解质的溶液中,如果有关离子浓度的沉积(以Qc表示)大于该难溶物的Ksp ,就会生成沉淀。10（1）KSP=Ag+Cl- ； 1012 （2）Cl抑制了AgCl的溶解，但Cl浓度的增大使AgCl形成络合物： AgCl + Cl =AgCl2 （3）AgBr的溶解度小于AgCl的溶解度基础提升训练11C解释因为加入MnS后, Cu2+、Pb2+、Cd2+都能形成硫化物沉淀,说明它们的溶度积Ksp都小于Ksp(MnS)。12C解释Ksp越小，越容易形成沉淀。12.Ag2CrO4在298.15K时的溶解度为6.5410-5 molL-1，计算其溶度积。解析：Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42-(aq)在Ag2CrO4饱和溶液中，每生成1mol CrO42-，同时生成2molAg+，即Ag+=26.5410-5 (molL-1)CrO42-=6.5410-5 (molL-1)Ksp(Ag2CrO4)=