课时32难溶电解质的溶解平衡

1、课时 32难溶电解质的溶解平衡【课时导航】课时 32 难溶电解质的溶解平衡【课时导航】复习目1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。标2. 了解沉淀转化的本质。知识网络问题 1：溶度积常数 Ksp与哪些因素有关 ?问题思问题 2：沉淀转化时，只能是溶解度大的转化为溶解度小的吗?举考例说明。【课前自测】1. (2016 蚌埠一模 ) 已知，常温下， Ksp(AgCl)=1.8 10-10 ， Ksp(AgI)=8.3 10-17 ，下列叙述正确的是 ()A. 常温下， AgCl在饱和 NaCl溶液中的 Ksp比在纯水中的 Ksp小B. 向 AgCl的悬浊液中加入 KI 溶液，沉淀由白色转化为黄色-1C

2、. 将0.001 mol L AgNO3溶液滴入 KCl和KI 的混合溶液中，一定先产生AgI 沉淀D. 向 AgCl的饱和溶液中加入 NaCl晶体有 AgCl析出，溶液中 c(Ag+) 仍与 c(Cl -) 相等2. (2015 新课标卷节选 ) 碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，该浓缩液中含有I -、Cl -等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当 AgCl开始沉淀时，溶液c(I - )-)中c(Cl为-10-17。，已知 K (AgCl)=1.8 10、K (AgI)=8.5 10spsp3. (2015

3、新课标卷 ) 酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、二氧化锰、氯化锌和氯化铵等组成的填充物，该电池在放电过程产生 MnOOH，回收处理该废电池可以得到多种化工原料，有关数据如下表所示。化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10-1710-1710-39回答下列问题：用废电池的锌皮制作 ZnSO7H O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是：42加入稀硫酸和 H2O2，溶解，铁变为，加碱调节 pH为时，铁刚好沉淀完全 ( 离子浓度小于 110-5-1molL 时，即可认为该离子沉淀完全 ) 。继续加碱调节 pH为时，锌开始沉淀2+-1

4、( 假定 Zn 浓度为 0.1 mol L ) 。若上述过程不加HO的后果是，原因是。224. (2014 新课标卷 ) 氯的测定：准确称取样品 X，配成溶液后用 AgNO3标准溶液滴定， K2CrO4 溶液为指示剂，至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4 为砖红色 ) 。+-5-12-1O4 )为滴定终点时，若溶液中 c(Ag )=2.010molL ，c(CrmolL 。 已知： Ksp(Ag2CrO4 )=1.12 10-12 ?【自主学习】考点 1：沉淀溶解平衡【基础梳理】1. 沉淀溶解平衡的概念在一定条件下，当难溶电解质在水中形成溶液时，沉淀的速率与速率相等时，达到平衡状态，

5、叫做沉淀溶解平衡。(1)v(沉淀溶解 )v( 沉淀生成 ) ，沉淀溶解。(2)v(沉淀溶解 )v( 沉淀生成 ) ，生成沉淀。(3)v(沉淀溶解 )v( 沉淀生成 ) ，沉淀达到溶解平衡。2. 溶度积常数(1) 定义：在一定条件下，难溶电解质的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡，其即为溶度积常数或溶度积，符号为。(2) 表 达 式 ： 对 于 沉 淀 溶 解 平 衡 AmBn (s)n+m-mA(aq)+nB (aq) ， 则 有Ksp=。(3) 影响因素：同一难溶电解质的Ksp仅仅是的函数，不变，Ksp不变。3. 最典型计算已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中另一种离子的浓度；其他计算类型有：判

6、断沉淀顺序、计算溶液pH、浓度商 Qc与Ksp大小比较。【举题说法】 沉淀溶解平衡与 Ksp【例题 1】(2015 衡水模拟 ) 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，说明它的溶解度减小， Ksp也变小【答案】 D【解析】不同类型的电解质无法由溶度积来比较溶解度大小，同类型的电解质 Ksp越小，溶解度才越小，A错；任何难溶物在水中不一定存在溶解平衡，只有难溶电解质在水中存在溶解平衡，溶解度大小

7、才可以用Ksp表示， B错；溶度积常数Ksp与温度有关，温度越高，溶度积常数可能增大也可能减小，C错；升高温度，沉淀溶解平衡逆向移动，则说明它的溶解度是减小的，所以Ksp也变小， D正确。【变式 1】 (2015 南昌一模 ) 化工生产中含 Cu2+的废水常用 MnS(s)作沉淀剂，其反应原理为 Cu2+(aq)+MnS(s) CuS(s)+Mn2+(aq) 。下列有关该反应的推理不正确的是 ()2+2+A. 该反应达到平衡时： c(Cu )=c(Mn )B. CuS的溶解度比 MnS的溶解度小C. 往平衡体系中加入少量 Cu(NO3) 2 (s) 后， c(Mn2+) 变大K sp (MnS

8、 )D. 该反应平衡常数表达式： K= K sp (CuS) 沉淀溶解平衡曲线【例题 2】(2015湖北月考 ) 某温度时， BaSO在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图4所示。已知：p(Ba2+)=-lg c(Ba2+) 、 p(S O42-)=-lgc(SO42-) 。下列说法正确的是()A. 该温度下， Ksp(BaSO4 )=1.0 10-24B. a 点的 Ksp(BaSO4) 小于 b点的 Ksp(BaSO4)C. d 点表示的是该温度下 BaSO4的不饱和溶液D. 加入 BaCl2可以使溶液由 c点变到 a点【答案】 D【解析】由图像可知， a点钡离子和硫酸根离子浓度分别为1.0 10

9、-4-molL2-1和1.010-6-12+O4-10， A错；处于同一温度下，molL ，则 K =c(Ba ) c(S)=1.0 10spKsp相等， B错； d点时 p(Ba2+) 偏小，则 c(Ba 2+) 偏大，溶液过饱和， C错；加入 BaCl2， c(Ba 2+) 增大，平衡逆向移动， c(S O42- ) 减小，则可使溶液由 c点变到 a点， D正确。【变式 2】(2015 合肥质检 ) 在T 时， AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如右图所示。又知 T 时， AgCl的Ksp=410-10 ，下列说法不正确的是 ()A. 在T 时， AgBr的Ksp为4.9 10-13B. 图

10、中 b点对应的是向 AgBr饱和溶液中加入 NaBr固体后的溶液C. 图中 a点对应的是 AgBr的不饱和溶液D. AgCl 沉淀能较容易地转化为 AgBr沉淀【核心突破】1. 沉淀溶解平衡的影响因素(1) 内因：难溶电解质本身的性质。绝对不溶的物质是不存在的；同样是微溶物质，溶解度差别也很大。(2) 外因浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动。温度：升温，多数平衡向溶解方向移动，少数如 Ca(OH)2 的溶解平衡向生成沉淀的方向移动。同离子效应：向沉淀溶解平衡体系中加入相同的离子，使平衡向生成沉淀的方向移动。2. K sp的定义及应用(1)难 溶 电 解 质 溶 度 积 常 数 通 式 ： Am

11、Bn (s)n+m-mA (aq)+nB (aq)mn+nm-Ksp=c (A) c(B ) 。(2)K sp只与温度有关，与离子浓度没有关系。(3) 在 难 溶 电 解 质 AmBn 的 溶 液 中 ， 如 任 意 状 态 时 离 子 浓 度 幂 的 乘 积mn+nm-c (A ) c(B )( 简称离子积 ) 用Qc表示， Qc和 Ksp间的关系有以下三种可能：(1)Q c=Ksp，沉淀与溶解达到动态平衡，该溶液是饱和溶液。(2)Q cKsp，溶液处于过饱和状态，平衡向析出沉淀的方向移动，直至Qc=Ksp。考点 2：沉淀溶解平衡的应用【基础梳理】1. 沉淀的生成如要除去 CuCl2溶液中的

12、 FeCl3，可向溶液中加入。2. 沉淀的溶解如要使 Mg(OH)2沉淀溶解，可加入。3.沉淀的转化锅铲除垢：将 CaSO4转化为 CaCO3的离子方程式为ZnS沉淀中滴加 CuSO4溶液可以得到 CuS沉淀，其离子方程式为。；微课 36沉淀转化(1) 由难溶的沉淀转化为较难溶的沉淀是比较容易实现的一种转化。如在 PbI 2悬浊液中，加入 AgNO3溶液后， PbI 2(s)+2Ag +(aq)2AgI(s)+Pb2+(aq) ，K转 =c(Pb2 )c(Pb2 ) c2 (I - ) K sp (PbI 2 )c2 (Ag ) = c2 (Ag ) c2 (I - ) = K sp2 (Ag

13、I )1，所以只要较低物质的量浓度的Ag+即可消耗 I -，从而使 PbI 2不断溶解，最终完全转化为更难溶的沉淀AgI 。(2) 由难溶的沉淀转化为较易溶的沉淀是比较难以实现的一种转化，前提是“两种沉淀的溶解度相差不是很大”。如虽然 Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3) ，但两者差异不大， BaSO4(s)+CO2-3 (aq)BaCO3(s)+Sc(SO42- ) c(Ba2) c(SO42- )K sp (BaSO4 )O42-(aq) ， K转 = c(CO32- ) = c(Ba2) c(CO32- ) = K sp (BaCO 3 ) S(AgCl)S(AgBr)242-O4-

14、1-1B. 往含 Cl 、 Br 、 Cr浓度均为 0.01 mol L 的溶液中滴加 0.01 molL AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br -、Cr O42- 、 Cl -C. 用滴定法测 KNO3溶液中 KCl的含量时，可选择 AgNO3溶液作标准液， K2CrO4溶液作指示剂-1D. 1.88 g AgBr投入到 100 mol L NaCl 溶液中有 AgCl沉淀生成3. (2015 邯郸期末 ) 已知 Ksp(AgCl)=1.8 10-10 ，Ksp(AgI)=1.5 10-16 ，Ksp(Ag2CrO4)=2.0 10-12 ，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag+浓

15、度大小顺序正确的是()A. AgClAgIAg 2CrO4B. AgClAg 2CrO4 AgIC. Ag 2CrO4AgClAgID. Ag2CrO4 AgIAgCl【例题 4】向BaSO4沉淀中加入饱和碳酸钠溶液，充分搅拌，弃去上层清液，如此2-处理多次，可使 BaSO4全部转化为 BaCO3，发生的反应可表示为 BaSO4(s)+C O3 (aq)2-BaCO3(s)+S O4 (aq) 。现有 0.20 mol BaSO 4，加入 1.0 L 2.0 mol-1L 饱和 Na2 CO3溶液处理，假设起始2-的 c(S O4 ) 0，平衡时 K=4.010-2 ，求达到平衡时发生转化的B

16、aSO4的物质的量。( 写出计算过程，计算结果保留两位有效数字)【答案】7.7 10-2mol【解析】设发生转化的 BaSO4的物质的量为 x mol ，则平衡时 c(S O42-) 为 x-1molL 。O32-O42-BaSO 4+CBaCO3+S-12.00起始浓度 /mol L ：-1xx转化浓度 /mol L ：-12.0-xx平衡浓度 /mol L ：c(SO42- )xK=c(CO32- ) = 2.0-x =4.0 10-2x=7.7 10-2 ( 或0.077)【变式 3】(1) 某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO的空气中 CO的含量，经查得22一些物质在 20 的数据如下表

17、。溶解度 (S)/g溶度积 (K sp)Ca(OH)Ba(OH)CaCOBaCO22330.163.892.9 1 2.6 100-9-9( 说明： Ksp越小，表示该物质在水溶液中越易沉淀)吸收 CO2最合适的试剂是 填“ Ca(OH)2”或“ Ba(OH)2” 溶液，实验时除需要测定工业废气的体积( 折算成标准状况) 外，还需要测定。(2) 将 等体 积 CaCl2 溶 液与 Na2CO3溶 液混 合，若 Na2CO3溶液的浓度为 210-4-1。molL ，则生成沉淀所需该 CaCl2溶液的最小浓度为 沉淀溶解平衡的应用 【例题 5】废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实

18、验室利用废旧电池的铜帽 (Cu、Zn总含量约为 99%)回收 Cu并制备 ZnO的部分实验过程如下：(1) 铜帽溶解时加入 H2O2的目的是( 用化学方程式表示 ) 。铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H2O2除去 。除去H2O2的简便方法是。(2) 为确定加入锌灰 ( 主要成分为 Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物 ) 的量，实验中需测定除去 H2O2后溶液中 Cu2+的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液pH=34，加入过量的 KI ，用 Na2 S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中发生反应的离子方程式如下：2Cu2+4I -2CuI(

19、 白色 ) +I 22S2 O32- +I 22I -+S4 O62-滴定选用的指示剂为，滴定终点观察到的现象为。若滴定前溶液中的222+含量将会( 填“偏HO没有除尽，所测定的Cu高”、“偏低”或“不变”) 。(3) 已知 pH11时Zn(OH)2能溶于 NaOH溶液生成 Zn(OH) 4 2- 。下表列出了几种离子-1生成氢氧化物沉淀的 pH(开始沉淀的 pH按金属离子浓度为 1.0 mol L 计算 ) 。开始沉淀的 pH沉淀完全的 pHFe3+1.13.2Fe2+5.88.8Zn2+5.98.9实验中可选用的试剂：-1-130%H2O2、1.0 mol L HNO3、1.0 mol L

20、 NaOH。由除去铜的滤液制备 ZnO的实验步骤依次为；过滤；过滤、洗涤、干燥；900 煅烧。【答案】 (1) Cu+H2O2 +H2SO4CuSO4+2HO加热 ( 至沸)(2) 淀粉溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复偏高(3) 向滤液中加入适量 30%H2O2 ，使其充分反应滴加 1.0 mol-1L NaOH溶液，调节溶液3+pH约为5(或3.2pH5.9)，使Fe沉淀完全向滤液中滴加 1.0 mol L-1 NaOH，调节溶液 pH约为 10( 或8.9 pH11) ，使Zn2+沉淀完全【解析】(1) Cu与稀硫酸不发生反应，加入H2O2 的目的是溶解铜，化学方程式为 Cu+H2SO4+H2

21、O2CuSO4+2HO。H2O2 不稳定，受热易分解生成H2O和O2，可通过加热的方法除去溶液中过量的H2O2。(2) 淀粉溶液遇 I 2显蓝色，用 Na2S2O3标准溶液滴定生成的 I 2，可用淀粉溶液作滴定中的指示剂，达到终点时，溶液由蓝色变成无色，且半分钟内不恢复原来颜色。若滴定前 H2O2未除尽，则可将 I -氧化生成 I 2，滴定中消耗 Na2S2O3溶液的体积增大，导致测定的 Cu2+含量偏高。(3) 除去铜的滤液中含有 Fe3+、 Fe2+、 Zn2+等，若制备 ZnO应除去 Fe3+和 Fe2+。由表中信息可知， Fe2+和Zn2+开始沉淀和沉淀完全的 pH均相差较小，但 Fe

22、3+与Zn2+开始沉淀和沉淀完全的 pH均相差较大，故可加入 30%H2O2 将Fe2+氧化成 Fe3+，再滴加 NaOH溶液，调节溶液的 pH(3.2 pH5.9) ，使 Fe3+沉淀完全，此时 Zn2+不产生沉淀，充分反应后过滤，向滤液中滴加 NaOH溶液，调节溶液的 pH(8.9 pH11) ，使 Zn2+产生 Zn(OH)2沉淀，并对 Zn(OH)2沉淀进行洗涤、干燥、煅烧，即可得到ZnO。【变式 4】下图表示的是 25 时，难溶氢氧化物在不同-pH下的溶解度 (S/mol L1，假定该浓度为饱和溶液中阳离子的浓度) 。请完成下列问题：(1)pH=3 时溶液中铜元素的主要存在形式是。2

23、3+(填字母)。(2) 若要除去 CuCl 溶液中的少量 Fe ，应该控制溶液的 pHA. 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)25下 KspCu(OH)2=。(5) 要使 Cu(OH)2沉淀溶解，除了加酸之外，还可以加入氨水生成Cu(NH 3) 4 2+，写出反应的离子方程式：。(6) 已知一些难溶物的溶度积常数如下表。物FeSMnSCuSPbSHgSZnS质2.5 10-1.3 10-6.4 101.6 10-sp6.3 10-183.4 10-28K1335-3324为除去工业废水中含有的

24、Cu2+、Pb2+、 Hg2+杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的(填字母)。A. NaOHB. FeSC. Na 2S【核心突破】1. 沉淀生成的方法在涉及无机制备、提纯工艺的生产、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。(1) 调节 pH：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶于水，再加入氨水调节 pH至78，可使 Fe3+转化为 Fe(OH)3沉淀而除去。(2) 加沉淀剂法：如以 Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子如 Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物 CuS、HgS除去，是分离、除杂常用的方法。2. 沉淀的溶解(1) 转化生成弱电解质生成弱酸：

25、FeS(s)+2H+(aq)Fe2+(aq)+H 2 S(g) ，其实质是H+消耗 S2- 生成了 H2 S。实验室用 CaCO3和 HCl反应制备 CO2也是此原理。生成水： Mg(OH)2(s)+2H +(aq)Mg2+(aq)+2H 2O(l) 。(2) 发生氧化还原反应如CuS不溶于 HCl但却溶于硝酸，这是因为：3CuS+8HNO 3Cu(NO) 2+3S+2NO+4H2O(3) 生成难离解的配合物离子AgCl+2NHAg(NH )+- +Cl332AgBr+2SO32-Ag(S 2O3) 2 3- +Br-( 用于照相技术 )【随堂检测】1.下列有关 AgCl沉淀溶解平衡的说法不正

26、确的是()A. AgCl 沉淀的生成和溶解仍在不断地进行，但二者速率相等B. 向 AgCl饱和溶液中加入 NaCl固体， AgCl的Ksp减小C. 升高温度， AgCl的溶解度增大D. 加水，平衡向 AgCl溶解的方向移动2. (2014 新课标卷 ) 溴酸银 (AgBrO3) 溶解度随温度变化的曲线如下图所示，下列说法错误的是 ()A. 溴酸银的溶解是放热过程B. 温度升高时溴酸银溶解速率加快C. 60 时溴酸银的 Ksp约等于 610 -4D. 若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯3. (2015 陕西 模拟 ) 已知25 时，电离 常数 Ka(HF)=3.6 10-4，溶度-10L 0.2-1L 0.2K (