第八单元 第4讲 沉淀溶解平衡

1、2021新亮剑高考总复习第八水溶液中的离子平衡单元第4讲沉淀溶解平衡111磨剑：课前自学目录CONTENTS2悟剑：课堂精讲22目 录磨剑：课前自学悟剑：课堂精讲 磨剑：课前自学知识核心速记33核心速记目 录知识一、难溶电解质的溶解平衡 溶解1. 定义:在一定条件下,当难溶电解质的速率和 沉淀生成的速率相等时, 得到该沉淀的饱和溶液,这种动态平衡状态叫难溶电解质的溶解平衡。2. 特征:难溶电解质的溶解平衡属于化学平衡的一种,因此它具有化学平衡的一切特征。第4讲沉淀溶解平衡4核心速记目 录知识3. 影响因素(1)内因:难溶电解质本身的性质。(2)外因:外因对溶解平衡的影响温度大多数难溶电解质的溶

2、解平衡是 吸热反应,升高温度,溶解平衡向 沉淀溶解 的方向移动浓度加水稀释,溶解平衡向 沉淀溶解的方向移动同离子效应向平衡体系中加入相同离子,溶解平衡向沉淀生成的方向移动化学反应若加入的物质使难溶电解质生成更难溶的电解质、弱电解质或气体时,溶解平衡向沉淀溶解的方向移动第4讲沉淀溶解平衡5核心速记目 录知识改变条件对平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)的影响改变条件平衡移动方向移动原因平衡时c(Ag+)平衡时c(Cl-)升温右移溶解过程 吸热,升温后向吸热方向移动增大增大加水右移加水后平衡向 微粒数增多的方向移动不变不变加AgCl(s)不移动已经是饱和溶液,加入后无影响不变不变加N

3、aCl(s)左移增大溶液中c(Cl-)减小 增大加AgNO3(s)左移增大溶液中c(Ag+) 增大减小加入NH3H2O右移与Ag+生成络合离子Ag(NH3而降低溶液中c(Ag+)减小增大加入Na2S右移S2-与Ag+生成更难溶的Ag2S沉淀而降低溶液中c(Ag+)减小 增大第4讲沉淀溶解平衡6核心速记目 录知识微加注意1. 沉淀溶解平衡是化学平衡的一种,沉淀溶解平衡的移动也同样遵循勒夏特列原理。2. 绝大多数固体的溶解度随温度的升高而增大,但有少数物质的溶解度随着温度的升高而减小,如Ca(OH)2。3. 习惯上将溶解度小于0.01 g的电解质称为难溶电解质。对于常量的化学反应来说,化学上通常认

4、为残留在溶液中的离子浓度小于110-5 molL-1时,沉淀就达完全。二、难溶电解质的溶解平衡常数溶度积1. 定义:难溶电解质在溶液中达到溶解平衡状态时,离子浓度保持不变(或一定),各离子浓度幂的乘积 为一个常数,这个常数称之为溶度积常数,简称为溶度积,用Ksp表示。第4讲沉淀溶解平衡7核心速记目 录知识2. 表达式:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),Ksp(AmBn)=3. 注意:cm(An+)cn(B。m-)(1) Ksp只与温度有关,而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。(2) 一般来说,对同种类型难溶电解质,Ksp越小,其溶解度越 ,越易转化为沉淀。不同类型难溶电解质,不

5、能根据Ksp比较其溶解度的大小。小(3) 可通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积离子积(Qc)的相对大小,判 断难溶电解质在给定条件下的沉淀生成或溶解情况:当 时,向生成沉淀的方向进行,有沉淀析出; 当 时,达到溶解平衡,溶液为饱和溶液;当 时,向沉淀溶解的方向进行,沉淀逐渐溶解。QcKspQc=Ksp QcKsp(AgI),只能说明c(Ag+)c(I-)Ksp(AgI)。第4讲沉淀溶解平衡11知识核心速记目 录1. 沉淀溶解平衡的两个特征:v(溶解)=v(沉淀)0;固体的质量或离子浓度保持不变。2.一个表达式:对于溶解平衡MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq),Ksp=cm(

6、Mn+)cn(Am-)。 3.影响Ksp的一个因素:温度。4. 溶度积规则中的三个关系(1)QcKsp:溶液过饱和,有沉淀析出。5. 沉淀反应的三个应用(1)沉淀的生成。(2)沉淀的溶解。(3)沉淀的转化。第4讲沉淀溶解平衡12悟剑：课堂精讲磨剑：课前自学目 录 悟剑：课堂精讲考点巧讲真题体验1313目 录考点巧讲难溶电解质的沉淀溶解平衡真题体验答案1. 判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。4(1) 向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液,则SO 2-沉淀完全,溶液中不含SO42-。()(2) 沉淀达到溶解平衡时,溶液中溶质离子浓度一定相等,且保持不变。() (3)升高温度,沉淀溶解

7、平衡一定正向移动。() (4)室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。()第4讲沉淀溶解平衡14目 录考点巧讲真题体验(5) BaSO4在等物质的量浓度的Na2SO4溶液和Al2(SO4)3溶液中的溶解度相同。()(6) 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。()(7) 难溶电解质达到溶解平衡时,增加难溶电解质的量,平衡向溶解的方向移动。() (8)为减少洗涤过程中固体的损耗,最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀。()(9) 向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液,白色沉淀变成黑色沉淀:2AgCl+S2- Ag2

8、S+2Cl-。()答案第4讲沉淀溶解平衡15目 录考点巧讲真题体验2.(1)在实验室中怎样除去NaCl溶液中的BaCl2? (2)怎样除去AgI中的AgCl?(1) 向溶液中加入过量的Na2CO3溶液充分反应,过滤,向滤液中加适量盐酸。(2)把混合物与饱和的KI溶液混合,振荡静置,溶度积大的AgCl就会慢慢转化为溶度积小的AgI。答案第4讲沉淀溶解平衡16目 录考点巧讲真题体验一、沉淀生成的两大应用1. 分离离子:同一类型的难溶电解质,如AgCl、AgBr、AgI,溶度积小的物质先析出,溶度积大的物质后析出。2. 控制溶液的pH来分离物质,如除去CuCl2中的FeCl3,可向溶液中加入CuO或

9、Cu(OH)2等物质,将Fe3+转化为Fe(OH)3而除去。第4讲沉淀溶解平衡17目 录考点巧讲真题体验二、沉淀转化规律的应用1. 沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。在难溶物质的饱和溶液中,溶解度小的沉淀会转化为溶解度更小的沉淀。用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于110-5 molL-1时,沉淀已经完全。2. 溶解度较小的沉淀,在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀。例如:在BaSO4饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液,可以转化成溶解度较大的BaCO3 沉淀。第4讲沉淀溶解平衡18目 录考点巧讲真题体验1. 下列有关AgCl沉淀的溶解平衡

10、的说法中正确的是(A)。A.溶解达到平衡时,AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但速率相等B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-C. 升高温度,AgCl沉淀的溶解度减小D. 在有AgCl沉淀生成的溶液中加入NaCl固体,AgCl沉淀的量不变答案解析第4讲沉淀溶解平衡19目 录考点巧讲真题体验解析 沉淀溶解平衡是动态平衡,A项正确;AgCl在水中存在溶解平衡,溶液中有极少量的Ag+和Cl-,B项错误;通常固体的溶解度随温度的升高而增大(氢氧化钙等除外),C项错误;加入NaCl固体,增大Cl-浓度,使AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-的平衡左移,析出氯化银沉淀,因此AgCl沉淀的量增大,

11、D项错误。第4讲沉淀溶解平衡20真题体验目 录考点巧讲2. 已知Ca(OH)2溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)(H0),下列有关该平衡体系的说法A 正确的是()。升高温度,平衡逆向移溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子,可以向溶液中加入适量的NaOH溶液恒温下向Ca(OH)2饱和溶液中加入CaO,溶液的pH增大给溶液加热,溶液的pH增大向溶液中加入Na2CO3溶液,其中沉淀的质量增加向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变A.B.C.D.答案解析第4讲沉淀溶解平衡21目 录考点巧讲真题体验解析Ca(OH)

12、2的溶解度随温度的升高而减小,正确;加入少量Na2CO3粉末会生成CaCO3,使Ca2+浓度减小,错误;加入氢氧化钠溶液,有Ca(OH)2沉淀生成,但Ca(OH)2的溶度积较大,要除去Ca2+,应把Ca2+转化为更难溶的CaCO3, 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,错误;给溶液加热,Ca(OH)2的溶解度减小,溶液的pH减小,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,沉淀的质量增加,正确;向溶液中加入NaOH固体,平衡向左移动,Ca(OH)2固体的质量增加,错误。第4讲沉淀溶解平衡22目 录考点

13、巧讲真题体验3. 下列化学原理的应用,可以用沉淀溶解平衡原理来解释的是(A)。热纯碱溶液洗涤油污的能力比冷纯碱溶液强误将钡盐BaCl2、Ba(NO3)2当作食盐食用时,常用0.5%的Na2SO4溶液解毒石灰岩(喀斯特地貌)溶洞的形成BaCO3不能作“钡餐”,而BaSO4可以泡沫灭火器灭火原理A.B.C.D.答案解析第4讲沉淀溶解平衡23真题体验目 录考点巧讲解析碳酸钠是强碱弱酸盐,因为水解使其溶液呈碱性,碱能促进油脂水解,加热促进水解,所以热纯碱溶液的洗涤油污能力更强,应用了盐类水解原理,故不符合;钡离子,所以可溶性的钡盐,钡离子和硫酸根离子反应生成不溶于酸和水的硫酸钡,即易溶性的物质能向难溶

14、性的物质转化,所以可以用沉淀溶解平衡原理来解释;石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用转化为微溶性的碳酸氢钙,长时间反应, 形成溶洞,所以可以用沉淀溶解平衡原理来解释;碳酸钡能和盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水,硫酸钡和盐酸不反应,所以碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡可以,可以用沉淀溶解平衡原理来解释;碳酸氢钠水解使其溶液呈碱性,硫酸铝水解使其溶液呈酸性,氢离子和氢氧根离子反应生成水,则碳酸氢钠和硫酸铝相互促进水解,从而迅速产生二氧化碳,所以可以用盐类水解原理来解释泡沫灭火器灭火的原理,故不符合。第4讲沉淀溶解平衡24目 录考点巧讲真题体验4. 工业上从废铅酸电池的铅膏回收铅的过程中,可用碳酸

15、盐溶液与铅膏(主要成分为PbSO4)发生反应:PbSO4(s)+CO 2-(aq)PbCO3(s)+SO 2-(aq)。34别加入(1) 上述反应的平衡常数表达式:K= 。(2) 室温时,向两份相同的样品中分同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化,在 溶液中PbSO4的转化率较大,理由是Na2CO3。3相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,前者c(CO 2-)更大答案第4讲沉淀溶解平衡25目 录溶度积常数考点巧讲真题体验1. 判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1) Ksp(AB2)KspMg(OH)2。()p(AgCl)解度比ZnS的(7) AgCl(s)

16、+I-(aq)AgI(s)+Cl-(aq)的化学平衡常数K=。()(8) 向AgCl悬浊液中加入NaBr溶液时,出现黄色沉淀,说明KsKsp(AgBr)。()(9) 在同浓度的盐酸中,ZnS可溶而CuS不溶,说明CuS的溶小。()答案第4讲沉淀溶解平衡27目 录考点巧讲真题体验2. 不同温度下(T1、T2),CaCO3在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,回答下列问题(注:CaCO3均未完全溶解):(1)T1”“c(Ag+),B 项错误;两者共存的溶液中,存在K (AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=1.5610-10,K (Ag CrO )=c2(Ag+)c(CrO2-)=9.010-12,故

17、spsp244 (Cl-) sp(AgCl) (Ag+) sp( AgCl) (Ag+),项错误;的溶解度大于的溶解度,难溶物质有向更2- = sp(AgCrO ) =CAg2CrO4AgCl (CrO4 )24 2(Ag+) sp(Ag2CrO4)难溶物质转化的趋势,故 Ag2CrO4 能转化为AgCl,D 项错误。第4讲沉淀溶解平衡33目 录考点巧讲真题体验2.(2019年云南高考模拟)T 时,已知PdI2在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法正确的是(C)。A.T 时PdI2的Ksp=7.010-9B. 图中a点是饱和溶液,b、d两点对应的溶液都是不饱和溶液C. 向a点的溶液中加入少

18、量NaI固体,溶液由a点向c点的方向移动D. 要使d点移动到b点可以降低温度答案解析第4讲沉淀溶解平衡34目 录考点巧讲真题体验解析T 时PdI2的Ksp=7.010-5(110-4)2=710-13,A项错误;图中a点是饱和溶液,b点变为a点要增大c(Pb2+),即b点不是饱和溶液,d点变为a点要减小c(I-),说明d 点是过饱和溶液,B项错误;向a点溶液中加入少量NaI固体,c(I-)增大,PdI2的溶解平衡向生成沉淀的方向移动,c(Pb2+)减小,溶液由a点向c点的方向移动,C项正确;要使d点移动到b点,即使饱和溶液变为不饱和溶液,降低温度,溶解平衡向生成沉淀的方向进行,仍为饱和溶液,D

19、项错误。第4讲沉淀溶解平衡35目 录考点巧讲真题体验3.(2019年山东高三开学考试)25 时Ksp(FeS)=6.310-18,Ksp(CuS)=6.310-36,Ksp(MnS)=2.510-13,常温下三种物质在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(X表示Fe、Cu、Mn)。下列说法正确的是(B)。A.曲线表示CuS的溶解平衡曲线B.a点的溶度积等于b点的溶度积C. c点与d点溶液中S2-的物质的量浓度相等D. 向含有XS固体的d点溶液中滴加稀硫酸至过量可使固体逐渐溶解答案第4讲沉淀溶解平衡36目 录考点巧讲真题体验1.(2019年全国卷,12)绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的

20、辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是(B)A.图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度 B.图中各点对应的Ksp的关系为Ksp(m)=Ksp(n)Ksp(p)Ksp(q)C. 向m点的溶液中加入少量Na2S固体,溶液组成由m沿mpn线向p方向移动D. 温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p 方向移动答案解析第4讲沉淀溶解平衡37目 录考点巧讲真题体验解析CdS的Ksp=c(Cd2+)c(S2-),p、q处,c(Cd2+)=c(S2-),对应的a、b代表此温度 下所溶解的c(Cd2+),即溶解度,A项正确;温度

21、相同,则Ksp相同,所以m、p、n的Ksp 均相等,B项错误;曲线mpn上的点均满足Ksp=c(Cd2+)c(S2-),当c(S2-)增大时,c(Cd2+)减小,且两者的乘积仍等于Ksp,C项正确;T2处的Ksp更大,升高温度会促进沉 淀溶解平衡正向移动,降温时,Ksp减小,即由q沿qp线向p方向移动,D项正确。第4讲沉淀溶解平衡38目 录考点巧讲真题体验2.(2018年海南,6)某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸,下列说法正确的是(C )。答案A.AgCl的溶解度、Ksp均减小B.AgCl的溶解度、Ksp均不变C. AgCl的溶解度减小、Ksp不变解析D. AgCl的溶

22、解度不变、Ksp减小解析向AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸,c(Cl-)增大,导致溶解平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)逆向移动,则AgCl的溶解度减小,但温度不变,Ksp不变。第4讲沉淀溶解平衡39目 录考点巧讲真题体验3.(2017年全国卷,13)在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的Cl-会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去Cl-。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图,下列说法错误的是(A. Ksp(CuCl)的数量级为10-7除Cl-效B. 除Cl-反应为Cu+Cu2+2Cl-2CuCl C.加入Cu越多,Cu+浓度越高

23、,果越好D.2Cu+Cu2+Cu平衡常数很大,反应全趋于完C )。答案解析第4讲沉淀溶解平衡40目 录考点巧讲真题体验 -1解析当 -lg (Cl-)mol L=0 时,lg (Cu+) 约为-7,即 c(Cl-)=1 molL-1,c(Cu+)=10-7 molL-1,因此 K -1mol Lsp(CuCl的数量级为 10-7,A 项正确;分析生成物 CuCl 的化合价可知,Cl 元素的化合价没有发生变化,Cu 元素由 0 价和+2 价均变为+1 价,因此参加该反应的微粒为 Cu、Cu2+和 Cl-,生成物为 CuCl,则该反应的离子方程式为 Cu+Cu2+2Cl- 2CuCl,B 项正确;

24、铜为固体,只要满足反应用量,Cu 的量对除Cl-效果无 2( u+)影响,C 项错误;反应 2Cu+ Cu2+Cu 的平衡常数 K= ( Cu2+),可取图像中的 c(Cu+)=c(Cu2+)=110-6CmolL-1代入平衡常数的表达式中计算,即 K= 110-6=1106,因此平衡常数很大,反应趋于完全,D(110-6)2项正确。第4讲沉淀溶解平衡41目 录考点巧讲真题体验4.(2019年全国卷,26节选)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如下图所示。相关金属离子c0(Mn+)=0.1 m

25、olL-1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9第4讲沉淀溶解平衡42目 录回答下列问题:考点巧讲真题体验(1) “氧化”中添加适量的MnO2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+。(2) “调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为 4.76之间。(3)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是 。解析(4) “除Ni杂S和2Z”nS的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,

26、原因是 。2MF-与H+结合形成弱电解质HF,MgFg2+2F-平衡向右移动 解析(2)加氨水“调pH”主要是沉淀Fe3+和Al3+,此时需控制的pH范围为4.7pH6.2。答案第4讲沉淀溶解平衡43目 录考点巧讲真题体验5.(1)(2017年全国卷,27节选) 若“滤液”中c(Mg2+)=0.02 molL-1,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.010-5 molL-1,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.310-22、1.010-24。44sp34 2加入磷酸后,因溶液体

27、积增加1倍,此时溶液中c(Mg2+)=0.01 molL-1。当Fe3+ 恰好沉淀完全时,c(PO 3-)=molL-1=1.310-17 molL-1,此时溶液中c3(Mg2+)c2(PO 3-)=(0.01)3(1.310-17)2=1.710-40K Mg (PO ) , 因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀答案第4讲沉淀溶解平衡44目 录考点巧讲真题体验(2)(2016年全国卷,27节选)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,利用Ag+与CrO 2-生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl-4恰好完全沉淀(浓度等于1.010-5 molL-1

28、)时,溶液中c(Ag+)为2.010-5molL-1,此4时溶液中c(CrO 2-)等于2.010-12和2.010-10)5.010-3molL-1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为sp解析(2)结合 K (AgCl)和溶液中 c(Cl-)=1.010-5molL-1,可求出溶液中c(Ag+)= sp(AgCl)-5-1。结合溶液中 c(Ag+)=2.010-5 molL-1和 K(Ag CrO)可求出溶 (Cl-)=2.010molLsp24液中 c(CrO2-)= sp(Ag2CrO4)=5.010-3molL-1。答案解析42(Ag+)第4讲沉淀溶解平衡45目 录考点巧讲真

29、题体验(3)(2015年全国卷,28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:上述浓缩液中主要含有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,溶液中为 。已知Ksp(AgCl)=1.8sp10-10,K(AgI)=8.510-174.710-7(3)当 AgCl 开始沉淀时,溶液中 (I-) = (I-) (Ag+) = sp(AgI) =8.510-174.710-7。 (Cl-) (Cl-) (Ag+)sp(AgCl) 1.810-10答案解析第4讲沉淀溶解平衡46目 录考点巧讲真题体验(4)(2015年福建理综,23节选)25 ,在0.10 molL-1 H2S溶液中,通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-)关系如图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。pH=13时,溶液中的