06第38讲沉淀溶解平衡【答案】听课手册

第38讲沉淀溶解平衡考点一●夯实必备知识一、1.沉淀溶解和沉淀生成2.①>②=③<=≠不变3.(1)本身的性质(2)溶解的方向吸热溶解的方向不变生成沉淀的方向溶解的方向二、1.(3)Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3NH4Cu2++H2SCuS↓+2H+2.Mg(OH)2+2NH4+Mg2++2NH3·H2AgCl+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O3.(3)溶解度小溶解度更小(4)CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO4Cu2+(aq)+PbS(s)CuS(s)+Pb2+(aq)【对点自测】(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)√[解析](1)向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液,则SO42-沉淀完全,溶液中存在BaSO4的溶解平衡,一定含有Ba2+和S(2)BaSO4存在溶解平衡:BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq),用稀H2SO4代替H2O洗涤可以使溶解平衡左移,减少BaSO4沉淀的溶解损失(3)Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),因溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化,故向ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀,正确。(4)升高温度时Ca(OH)2的溶解度减小,沉淀溶解平衡逆向移动,错误。(5)难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,增加难溶电解质的量,平衡不移动,错误。(6)向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液,AgCl溶解产生的Ag+与S2-生成更难溶的电解质,白色沉淀变成黑色沉淀,离子方程式为2AgCl+S2-Ag2S+2Cl-,正确。●提升关键能力题组一1.A[解析]加入碳酸钠粉末会生成CaCO3,使Ca2+浓度减小,②错误;Ca(OH)2的溶度积较大,要除去溶液中的Ca2+,应将Ca2+转化为更难溶的CaCO3,③错误;恒温下Ksp不变,加入CaO后,溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液,pH不变,④错误;加热,Ca(OH)2的溶解度减小,溶液的pH降低,⑤错误;加入Na2CO3溶液,沉淀溶解平衡向右移动,Ca(OH)2固体转化为CaCO3固体,固体质量增加,⑥正确;加入NaOH固体,平衡向左移动,Ca(OH)2固体质量增加,⑦错误。2.D[解析]CaCO3溶解产生的碳酸根离子在水溶液中发生水解,使溶液的pH上升,水解的离子方程式为CO32-+H2OHCO3-+OH-,A正确;加入CaCl2,增大c(Ca2+),使沉淀溶解平衡CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)逆向移动,造成碳酸根离子浓度减小,水解程度增大,B正确;200s时,溶液中存在电荷守恒有2c(Ca2+)+c(H+)=c(Cl-)+2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-),溶液显碱性,c(H+)<c(OH-),故2c(Ca2+)>c(Cl-)+2c(CO32-)+c(HCO3-),C正确;200s时,存在CaCO3和CaCl2,溶液中粒子浓度不再符合碳酸钙的元素守恒,溶液中c(Ca2+)>c(CO32题组二3.B[解析]溶度积常数为离子浓度幂之积,BaCO3的溶度积常数表达式为Ksp(BaCO3)=c(Ba2+)·c(CO32-),故A错误;用Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃,可使钡离子形成不溶于水和酸的硫酸钡沉淀,减小Ba2+浓度,可起到解毒的作用,故B正确;c(Ba2+)=1.0×10-5mol·L-1的溶液钡离子浓度很小,不会引起钡离子中毒,故C错误;因胃酸可与CO32-反应生成水和二氧化碳,使CO32-浓度降低,从而使平衡BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO32-(aq)向溶解方向移动,使Ba2+浓度增大,Ba4.C[解析]向Mg(OH)2悬浊液中通入少量HCl(g),H+与OH-反应生成H2O,c(OH-)减小,Mg(OH)2的溶解平衡正向移动,促进Mg(OH)2的溶解,c(Mg2+)会增大,A正确;向Mg(OH)2悬浊液中滴加CuSO4溶液,由于Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12>Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,则沉淀将由白色的氢氧化镁逐渐变为蓝色的氢氧化铜,B正确;加入少量蒸馏水,Ksp保持不变,平衡正向移动,促进氢氧化镁的溶解,C错误;向Mg(OH)2悬浊液中加入少量Na2CO3(s),由于碳酸根离子水解使溶液呈碱性,c(OH-)增大,Mg(OH)2溶解平衡逆向移动,有固体析出,则固体质量将增大,D正确。考点二●夯实必备知识1.沉淀溶解浓度幂cm(An+)·cn(Bm-)cm(An+)·cn(Bm-)>=<2.(1)本身的性质(2)①不变②吸热溶解增大③溶解【对点自测】(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)×[解析](1)向等物质的量浓度的NaCl、Na2CrO4混合溶液中滴加AgNO3溶液,先生成AgCl白色沉淀,说明先达到AgCl的Ksp,但由于AgCl、Ag2CrO4的类型不相同,不能得出Ksp(AgCl)<Ksp(Ag2CrO4),事实上Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2CrO4),错误。(2)Ag2CrO4和AgCl的阴、阳离子个数比不相同,通过Ag2CrO4和AgCl的Ksp大小不能比较出二者在水中的溶解度,错误。(3)因为悬浊液中有Na2S,滴加CuSO4溶液,一定会产生黑色沉淀,无法说明黑色沉淀是CuSO4与ZnS反应生成的,不能判断出CuS和ZnS的Ksp大小,错误。(4)向相同浓度、相同体积的银氨溶液中分别加入2滴相同浓度的NaCl溶液和N溶液,一支试管中产生黄色沉淀,另一支中无明显现象,说明AgI更难溶,正确。(5)向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3溶液,溶液中c(Cl-)c(6)向1mL2mol·L-1NaOH溶液中先滴加2滴0.1mol·L-1MgCl2溶液,生成白色沉淀Mg(OH)2,但NaOH溶液过量,再滴加2滴0.1mol·L-1FeCl3溶液,FeCl3溶液与过量的NaOH溶液反应生成红褐色沉淀Fe(OH)3,并不能说明是Mg(OH)2转化为Fe(OH)3,因此无法得出结论Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3],错误。●提升关键能力题组一1.B[解析]碳酸根离子水解使得碳酸根离子浓度减小,导致碳酸钙溶解平衡正向移动,使得25℃时,实验测量CaCO3的溶解度大于用Ksp(CaCO3)计算的溶解度,A正确;CaCO3可溶于CH3COOH是因为醋酸酸性大于碳酸,反应中生成气体二氧化碳,促使反应正向进行,B错误;BaCO3饱和溶液中c(Ba2+)=Ksp(BaCO3)=2.5×10-9mol·L-1=0.5×10-4mol·L-1,由电荷守恒可知,存在:c(H+)+2c(Ba2+)=2c(CO32-)+c(OH-)+c(HCO3-),则c(H+)+1.0×10-4mol·L-1=2c(CO32-)+c(OH-)+c(HCO3-),C正确;25℃时,BaCO3饱和溶液中c(CO32-)=Ksp(BaCO3)=2.5×10-9mol·L-1=0.5×10-4mol·L-1,CO32-+H2OOH-+HC2.(1)3.3<pH<9(2)0.02510(3)5.87×10-10该沉淀转化反应能彻底进行,因为该沉淀转化反应的平衡常数为K=Ksp(PbSO4)Ksp(PbCO[解析](1)Fe(OH)3的溶度积为Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)c3(OH-)=8.0×10-38,当Fe3+完全沉淀时,c(Fe3+)=1.0×10-5mol·L-1,c3(OH-)=8.0×10-33(mol·L-1)3,c(OH-)=2.0×10-11mol·L-1,c(H+)=1.0×10-142.0×10-11mol·L-1=12×10-3mol·L-1,pH=-lgc(H+)=3+lg2≈3.3;Mg2+开始沉淀时,Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)c2(OH-)=1.0×10-11,Mg2+浓度为0.1mol·L-1,所以c2(OH-)=1.0×10-110.1(mol·L-1)2=1.0×10-10(mol·L-1)2,c(OH-)=1.0×10-5mol·L-1,pH=9,综合以上计算,要使Fe3+完全沉淀而Mg2+不沉淀,应该调节溶液pH的范围是3.3<pH<9。(2)BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq),反应的平衡常数K=c(SO42-)c(CO32-)=c(SO42-)·c(Ba2+)c(CO32-)·c(Ba2+)=Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)=1×10-105×10-9=0.02;2.33gBaSO4物质的量为0.01mol,根据BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq),完全转化需要0.01molCO32-,同时溶液中产生0.01molSO42-,根据K=Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)=0题组二3.D[解析]BaCO3、BaSO4均为难溶物,饱和溶液中-lgc(Ba2+)+[-lgc(SO42-)]=-lg[c(Ba2+)×c(SO42-)]=-lgKsp(BaSO4),同理可知溶液中-lgc(Ba2+)+[-lgc(CO32-)]=-lgKsp(BaCO3),因Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),则-lgKsp(BaCO3)<-lgKsp(BaSO4),由此可知曲线Ⅱ表示-lgc(Ba2+)与-lgc(SO42-)的关系,曲线Ⅰ为-lgc(Ba2+)与-lgc(CO32-)的关系,A错误;曲线Ⅰ是BaCO3的溶解平衡曲线,p点在曲线Ⅰ上方,Q<Ksp,不能生成BaCO3沉淀,B错误;n点为BaSO4饱和溶液,加水稀释后c(Ba2+)和c(SO42-)都减小,n点应该变到其右上角某点,C错误;由曲线Ⅰ上(5,3.3)可知,Ksp(BaCO3)=c(Ba2+)·c(CO32-)=10-5×10-3.3=10-8.3,由曲线Ⅱ上(7,3)可知,Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c(SO42-)=10-7×10-3=10-10,则BaSO4(s)+CO32-(aq4.D[解析]已知H2S始终饱和的溶液中c(H2S)=0.1mol·L-1,随着pH的增大,碱性增强,HS-和S2-浓度逐渐增大,则有-lgc(HS-)和-lgc(S2-)随着pH增大而减小,由Ka1(H2S)=c(H+)c(HS-)c(H2S)可知,-lgKa1(H2S)=-lgc(H+)+[-lgc(HS-)]+lg0.1=pH+[-lgc(HS-)]-1,当pH增加1时,-lgc(HS-)减小1,由点(1.6,6.5)和点(4.2,3.9)可知④代表HS-,则③代表S2-;随pH增大,Ni2+和Cd2+的浓度逐渐减小,则-lgc(Ni2+)和-lgc(Cd2+)随着pH增大而增大,由Ksp(NiS)>Ksp(CdS)可知,当c(S2-)相同时,c(Ni2+)>c(Cd2+),则-lgc(Ni2+)<-lgc(Cd2+),由此可知①代表Cd2+、②代表Ni2+,据此分析结合图像各点数据进行解题。由分析可知,①代表Cd2+、③代表S2-,由图示曲线①③交点可知,此时c(Cd2+)=c(S2-)=10-13mol·L-1,则有Ksp(CdS)=c(Cd2+)c(S2-)=10-13×10-13=10-26,A错误;由分析可知,③为pH与-lgc(S2-)的关系曲线,B错误;由分析可知,曲线④代表HS-,由图示曲线④两点坐标可知,当c(H+)=10-1.6mol·L-1时,c(HS-)=10-6.5mol·L-1,Ka1(H2S)=c(H+)c(HS-)c(H2S)=10-1.6×10-6.50.1=10-7.1,或当c(H+)=10-4.2mol·L-1时,c(HS-)=10-3.9mol·L-1,Ka1(H2S)=c(H+)c(HS-)c(H2S)=10-4.2×10-3.90.1=10-7.1,C错误;已知Ka1(H2S)Ka2(H2S)=c(H+)c(HS-)c(H2S)×c(H+)c(S2-)c(HS-)=c2(经典真题·明考向1.D[解析]向1.0mL含0.10mmolAg2CrO4的悬浊液中滴加0.10mol·L-1的NaCl溶液,发生反应:Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrO42-(aq),二者恰好完全反应时,NaCl溶液的体积为V(NaCl)=2×0.10mmol0.10mol·L-1=2mL,2mL之后再加NaCl溶液,c(Cl-)增大,据AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)可知,c(Ag+)会随着c(Cl-)增大而减小,所以2.0mL后降低的曲线,即最下方的虚线代表Ag+,升高的曲线,即中间虚线代表Cl-,则剩余最上方的实线代表CrO42-。2.0mL时Ag2CrO4与NaCl溶液恰好完全反应,则a点时溶质为NaCl和Na2CrO4,电荷守恒:c(Na+)+c(Ag+)+c(H+)=2c(CrO42-)+c(Cl-)+c(OH-),此时c(H+)、c(OH-)、c(Ag+)可忽略不计,a点为Cl-和CrO42-曲线的交点,即c(CrO42-)=c(Cl-),则溶液中c(Na+)≈3c(Cl-),A错误;当V(NaCl)=1.0mL时,有一半的Ag2CrO4转化为AgCl,Ag2CrO4与AgCl共存,均达到沉淀溶解平衡,取图中横坐标为1.0mL的点,得Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=10-5.18×10-4.57=10-9.75,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)c(CrO42-)=(10-5.18)2×10-1.60=10-11.96,则Ksp(AgCl)Ksp(Ag2CrO4)=10-9.7510-11.96=102.21,B错误;V<2.0mL时,Ag+未沉淀完全,体系中Ag2CrO4和AgCl共存,则Ksp(AgCl)Ksp(Ag2CrO4)=c(Ag+)·c(Cl-)c2(Ag+)·c(CrO42-)为定值,即c(Ag+)·c(CrO42-)c(Cl-)为定值,由图可知,在V≤2.0mL时c(Ag+)并不是定值,则c(CrO42-)c(Cl2.D[解析]由于AgCl和AgBr中阴、阳离子个数比均为1∶1,即两者沉淀溶解平衡曲线平行,所以①代表Ag2CrO4,由于相同条件下,AgCl溶解度大于AgBr,即Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),所以②代表AgCl,则③代表AgBr,根据①上的点(2.0,7.7),可求得Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)×c(CrO42-)=(10-2)2×10-7.7=10-11.7,根据②上的点(2.0,7.7),可求得Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-)=10-2×10-7.7=10-9.7,根据③上的点(6.1,6.1),可求得Ksp(AgBr)=c(Ag+)×c(Br-)=10-6.1×10-6.1=10-12.2。由分析得,曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线,故A正确;反应Ag2CrO4+H+2Ag++HCrO4-的平衡常数K=c2(Ag+)c(HCrO4-)c(H+)=c2(Ag+)c(CrO42-)c(HCrO4-)c(H+)c(CrO42-)=Ksp(Ag2CrO4)Ka2(H2CrO4)=10-11.710-6.5=10-5.2,故B正确;当Cl-恰好滴定完全后,稍过量的Ag+才会与CrO42-反应,产生砖红色沉淀而指示终点,Cl-恰好沉淀完全时,c(Ag+)=Ksp(AgCl)=10-4.85mol·L3.C[解析]观察图像知,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)×c(CrO42-)=(10-5)2×10-1.7=10-11.7,Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-)=10-5×10-4.8=10-9.8。a点条件下,