高三化学一轮复习讲义 61　第一篇　第四部分　第八章　第42讲　沉淀溶解平衡(基础课)

第42讲沉淀溶解平衡(基础课)1．了解沉淀溶解平衡的建立与特征。2．理解溶度积(Ksp)的表达式、基本计算和应用。3．理解沉淀溶解平衡影响因素和三种应用(沉淀溶解、生成和转化)。沉淀溶解平衡及影响因素1．沉淀溶解平衡(1)AgCl溶于水中的过程一方面，在水分子作用下，少量Ag＋和Cl－脱离AgCl的表面进入水中，即________过程；另一方面，溶液中的Ag＋和Cl－受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl的表面析出，即______过程。在一定温度下，当沉淀和溶解的速率相等时，得到AgCl的饱和溶液，即建立动态平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。(2)沉淀溶解平衡的含义与特征①含义：在一定温度下的水溶液中，当难溶电解质沉淀和溶解的速率________时，即建立了沉淀溶解平衡。②四大特征：等—动—定—变。2．沉淀溶解平衡的影响因素20℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：ＫＫ判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)向AgNO3溶液中加过量稀盐酸充分反应，溶液中c(Ag＋)＝0mol·L-1 ()(2)一定温度下，AgCl在水中的溶解度大于在稀盐酸中的溶解度，但Ksp(AgCl)相同 ()(3)在AgCl的悬浊液中加少量水，c(Ag＋)一定减小 ()(4)在有AgCl沉淀生成的溶液中加入NaCl固体，AgCl沉淀溶解的量不变 ()(5)在Ca(OH)2的悬浊液中加入少量CaO，恢复到原温度，c(Ca2+)变大 ()1．下列化学原理的应用，主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是()①热纯碱溶液去油污能力强②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐混用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒③溶洞、珊瑚的形成④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡能⑤氟化物预防龋齿A．②③④ B．①②③C．②③④⑤ D．①②③④⑤2．室温下向100mL蒸馏水中加入1gCaCO3，一段时间后再向其中加入10mL蒸馏水，一段时间后继续加入10mL蒸馏水。该过程中电导率的变化如图。已知：室温下，CaCO3的溶解度为0.0013g。下列说法不正确的是()A．a→b电导率上升是由于CaCO3固体部分溶解于水中B．c和e对应的时刻分别加入了10mL蒸馏水C．c→d、e→f，电导率下降，说明CaCO3的溶解平衡逆向移动D．g后的电导率几乎不再改变，说明CaCO3的溶解达到平衡状态溶度积及其应用1．溶度积常数——简称溶度积(1)溶度积与离子积比较以AmBn(s)⥬mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：溶度积离子积符号KspQ表达式Ksp(AmBn)＝__________________，式中的浓度都是平衡时浓度Q(AmBn)＝_______________，式中的浓度是任意时刻的浓度应用判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解①Q＞Ksp：溶液过饱和，溶液中有______析出②Q＝Ksp：溶液饱和，处于________状态③Q＜Ksp：溶液________，溶液中无沉淀析出(2)溶度积(Ksp)的意义与影响因素Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，与难溶电解质的性质和________有关，与浓度、酸碱性无关。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________。2．常见定量关系(1)多元难溶弱碱的Ksp与对应阳离子的水解常数Kh的关系(以Fe3+为例)Fe3+(aq)＋3H2O(l)⥬Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)Kh＝c3(2)难溶电解质M(OH)n投入水中形成的悬浊液中Ksp、Kw、pH间关系M(OH)n(s)⥬Mn＋(aq)＋nOH－(aq)Ksp＝c(Mn+)·cn(OH-)＝c(OH-)n·cn(OH(3)沉淀转化常数K与Ksp的关系，如3Mg(OH)2(s)＋2Fe3+(aq)⥬2Fe(OH)3(s)＋3Mg2+(aq)的K＝c33．沉淀开始和沉淀完全时溶液pH的计算方法对于M(OH)n(s)⥬Mn＋(aq)＋nOH－(aq)，判断开始沉淀与沉淀完全时的pH：(1)开始沉淀时的pH求法：c(OH-)＝nKspc(Mn+)，c(H(2)沉淀完全时的pH求法：当该离子的浓度小于1.0×10-5mol·L-1时，认为已经沉淀完全，c(OH-)＝nKsp1.0×10-5mol·L-1，结合Kw求出c(HKsp的基本计算与应用1．在25℃时，FeS的Ksp＝6.3×10-18，CuS的Ksp＝1.3×10-36，ZnS的Ksp＝1.3×10-24。下列有关说法中正确的是()A．饱和CuS溶液中Cu2+的浓度为1.3×10-36mol·L-1B．25℃时，FeS的溶解度大于CuS的溶解度C．向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S，只有FeS沉淀生成D．向饱和ZnS溶液中加入少量ZnCl2固体，ZnS的Ksp变大2．(1)某温度下，已知Ksp(AgCl)＝1.80×10-10，将2.2×10-3mol·L-1的NaCl和2.0×10-3mol·L-1的AgNO3等体积混合，是否有沉淀生成？写出推理过程。若有沉淀生成，请计算反应后Ag＋的浓度：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)已知Ag2CrO4的Ksp＝3×10-11，则c(CrO42-)＝0.001mol·L-1时，c(Ag＋)≈_____________mol·L-1((3)已知Ksp(AgCl)＝1.56×10-10，Ksp(AgBr)＝7.7×10-13，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10-12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO42-的浓度均为0.010mol·L-1，向该溶液中逐滴加入0.010mol·L-1的AgNO化工流程中的Ksp计算3．(2024·葫芦岛一模，节选)工业上利用石煤矿粉(主要含V2O3及少量Al2O3、SiO2)为原料生产V2O5，工艺流程如下：已知：①“水溶”“转沉”“转化”后，所得含钒物质依次为NaVO3、Ca3(VO4)2、(NH4)3VO4；②不同pH下，V在溶液中的主要存在形式见下表：pH4～66～88～1010～12主要离子VVVV③25℃时，Ksp(NH4VO3)＝1.6×10-3。(1)“焙烧”时，V2O3发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是①__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；25℃时，测得“转化”后，滤液中c(VO3-)＝0.2mol·L-1，为使“沉钒”时，钒元素的沉降率达到96%，应调节溶液中c(N4．一种利用湿法提锌浸出渣(主要含Pb2+、Zn2+、Cu2+、Fe2+的化合物和一定量GaCl3)为原料制备高纯镓的流程如图所示：已知：溶液中的Cl－会对电解NaGaO2溶液造成影响；CuCl难溶于稀酸；25℃，Ksp[Fe(OH)3]＝1.25×10-39。回答下列问题：(1)试剂a的作用是_________________________________________________，流程中可以循环利用的物质是____________(填化学式)。(2)已知：25℃，溶液中镓的各种形态的浓度分数α随溶液pH变化的关系如图所示：25℃，用ZnO调节溶液pH的理论范围为____________________________________________________________________________________________________。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，使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀，离子方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________。(2)沉淀剂法①用沉淀剂Na2S除去废水中的Cu2+、Hg2+，其离子方程式分别为____________________________________________________________________、____________________________________________________________________。②除去某溶液中的SO4____________________________________________________________________。2．沉淀的溶解(1)CaCO3溶于盐酸溶解过程中CO32-生成CO2气体，c(CO32-)________，CO32-与Ca2+的离子积Q______Ksp，平衡向沉淀(2)Mg(OH)2溶于盐酸、NH4Cl溶液的离子方程式分别为__________________________________________、________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。3．沉淀的转化(1)锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)矿物转化：CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS，离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________。1．为研究沉淀的生成及转化，某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是()A．①浊液中存在平衡：AgSCN(s)⥬Ag＋(aq)＋SCN－(aq)B．②中颜色变化说明上层清液中含有SCN－C．③中实验现象说明有AgI生成D．该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶2．可溶性钡盐有毒，医院中常用硫酸钡这种钡盐作为内服造影剂。医院抢救钡离子中毒患者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：某温度下，Ksp(BaCO3)＝5.1×10-9；Ksp(BaSO4)＝1.1×10-10。下列推断正确的是()A．不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)B．抢救钡离子中毒患者时，若没有硫酸钠，可以用碳酸钠溶液代替C．若误饮c(Ba2+)＝1.0×10-5mol·L-1的溶液时，会引起钡离子中毒D．可以用0.36mol·L-1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃3．已知：T℃时，Ksp(PbS)＝1.3×10-24，Ksp(ZnS)＝1.0×10-22；当溶液中离子浓度≤10-5mol·L-1时，表明该离子已除尽。T℃时，下列有关ZnS和PbS的说法不正确的是()A．ZnS的饱和溶液中，c(Zn2+)＝c(S2-)＝1.0×10-11mol·L-1B．欲将某工业废水中的Pb2+除去，则加入Na2S溶液后应保证溶液中c(S2-)≥1.3×10-19mol·L-1C．向同浓度的ZnCl2和PbCl2的混合溶液中滴加Na2S溶液，PbS先析出D．向PbS悬浊液中加入ZnCl2浓溶液，PbS不可能转化为ZnS4．(2024·黄山二模，节选)制备(NH4)2SO4时所需的NH3可以通过反应合成，但缺SO42-。有学者倡议：常温下，把石膏矿中Ca(Ⅱ)转化为难溶的CaCO3，留下的SO42-和NH4+形成(NH4)2SO4，反应方程式如下：CaSO4(s)＋2NH3·H2O(aq)＋H2CO3(aq)⥬(NH4)2SO4(aq)＋CaCO3(s)＋2H2O(l)，化学平衡常数为K通过计算反应的Kc判断以上倡议________(填“可行”或“不可行”)。[已知Ksp(CaCO3)＝2.5×10-9，Ksp(CaSO4)＝9.0×10-6，Kb(NH3·H2O)＝1.8×10-5、H2CO3的Ka1＝4.0×10-7、Ka2＝5.0×10-11、Kw＝1.0×10-14]1．(2023·湖南卷，T9)处理某铜冶金污水(含Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+)的部分流程如下：已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：物质Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2Al(OH)3开始沉淀pH1.94.26.23.5完全沉淀pH3.26.78.24.6②Ksp(CuS)＝6.4×10-36，Ksp(ZnS)＝1.6×10-24。下列说法错误的是()A．“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3B．Na2S溶液呈碱性，其主要原因是S2-＋H2O⥬HS－＋OH－C．“沉淀池Ⅱ”中，当Cu2+和Zn2+完全沉淀时，溶液中cCu2+cZD．“出水”经阴离子交换树脂软化处理后，可用作工业冷却循环用水25℃，Fe3+沉淀完全的c(Fe3+)＝1×10-5mol·L-1，则Ksp[Fe(OH)3]＝____________________________________________________________________。2．(2024·甘肃卷，节选，T15)我国科研人员以高炉渣(主要成分为CaO，MgO，Al2O3和SiO2等)为原料，对炼钢烟气(CO2和水蒸气)进行回收利用，有效减少了环境污染，主要流程如图所示：已知：Ksp(CaSO4)＝4.9×10-