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第27讲 沉淀溶解平衡,一、沉淀溶解平衡 1溶解平衡的建立 在一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成饱和溶液，达到平衡状态，把这种平衡称为沉淀溶解平衡。 如：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),尽管氯化银溶解度小，并非绝对不溶，生成的氯化银沉淀会有少量溶解。从固体溶解平衡的角度，氯化银在溶液中存在两个过程：在氯化银的溶液中，一方面，在水分子作用下，少量Ag+和Cl-脱离氯化银表面溶入水中；另一方面，溶液中的Ag+和Cl-受氯化银表面正、负离子的吸引，回到氯化银的表面析出沉淀。在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，得到氯化银饱和溶液，建立动态平衡。,2溶解平衡的特征 (1)弱：存在于弱电解质的溶液里； (2)等：分子电离成离子的速率等于离子结合成该分子的速率； (3)定：达到平衡时，溶液里离子浓度和分子浓度都保持不变(不随时间变化，但不一定相等)； (4)动：电离平衡属于动态平衡，即平衡时，电离速率等于化合成分子速率，都不等于0； (5)变：外界条件(如温度、浓度、外加试剂等)发生变化时，电离平衡发生移动。,完全免费,无需注册,天天更新！,二、沉淀溶解平衡的应用 由于沉淀溶解平衡也是动态平衡，因此可以通过改变条件使平衡移动，最终使溶液中的离子转化为沉淀或沉淀转化为溶液中的离子。 1沉淀的生成 (1)调节pH法： 如除去碳酸铜溶液中混有的少量铁离子，可向溶液中加入氢氧化铜或碱式碳酸铜，调节pH到34，铁离子就会全部转化为氢氧化铁沉淀除去。,(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等沉淀，也是分离、除去杂质的方法。 2沉淀的转化 根据难溶物质溶解度的大小，难溶物质间可以进行转化，生成溶解度更小的物质。例如： AgNO3 AgCl(白色沉淀) AgBr(淡黄色沉淀) AgI(黄色沉淀)Ag2S(黑色沉淀) 沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动，一般来说，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。,考点一 溶解平衡平衡的考查,例1 已知Ag2SO4的Ksp为2.010-5，将适量Ag2SO4固体溶于100 mL水中至刚好饱和，该过程中Ag+和 浓度随时间变化关系如图饱和Ag2SO4溶液中c(Ag+)=0.034 molL-1。若t1时刻在上述体系中加入100 mL 0.020 molL-1Na2SO4溶液，下列示意图中，能正确表示t1时刻后Ag+和 浓度随时间变化关系的是(),【解析】Ag2SO4饱和溶液中c(Ag+)=0.034 mol/L，c( )=0.017 mol/L；当加入100 mL 0.020 mol/L Na2SO4溶液后，c(Ag+)=0.017 mol/L，c( )=0.0185 mol/L，QC=c(Ag+)2c( )=5.3 10-62.010-5(Ksp)，即此时Ag2SO4溶液不饱和，溶液中不存在Ag2SO4固体的溶解平衡，即c(Ag+)仍为0.017 mol/L，c( )仍为0.0185 mol/L。选项B正确。,【方法技巧点拨】本题易错选A，忽视体积变化，对原溶液中离子浓度的变化。,【答案】 B,考点二 沉淀的生成与转化,例2 一定温度下的难溶电解质AmBn在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，其平衡常数Ksp=cm(An+) cn(Bm-)，称为难溶电解质的离子积。已知下表数据：,对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法，不正确的是() A向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到红褐色沉淀 B该溶液中c( )c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)54 C向该溶液中加入适量氯水，并调节pH到34后过滤，可获得纯净的CuSO4溶液 D在pH等于5的溶液中Fe3+不能大量存在,C,【解析】根据溶度积常可判断选项A正确。由于Cu2+、Fe2+和Fe3+在溶液中均能发生水解反应使得金属阳离子浓度减小，因此选项B正确。选项C的操作可知溶液中必有氯离子存在，即溶液中溶质还存在CuCl2，C错。由表中数据知Fe3+在pH4的环境中已沉淀完全，因此选项D也错。,【方法技巧点拨】根据溶度积规则，当QCKsp时，沉淀就向溶解的方向进行。因此，使沉淀溶解的总原则就是设法使构成离子的浓度减小，即QCKsp。常用的方法是：在难溶电解质饱和溶液中加入适当试剂使之与组成沉淀的一种构成离子结合成另一类化合物，从而使之溶解。具体办法可采用酸碱溶解法、配位溶解法、氧化还原溶解法以及沉淀转化溶解法等。,1.某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。下列说法正确的是(),提示：BaSO4(s) Ba2+(aq)+ (aq)的平衡常数：Ksp=c(Ba2+) c( )，称为溶度积常数。 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Ksp大于c点对应的Ksp,【解析】类似于溶解度曲线，曲线上的任一点如a和c表示BaSO4饱和溶液，曲线上方的任一点，均表示过饱和，如b点说明溶液中有BaSO4沉淀析出，此时QcKsp；曲线下方的任一点，均表示不饱和，如d点，此时QcKsp，故选项C正确，D错。A项，在原溶解平衡的溶液中加入Na2SO4，增大了c( )，使平衡向生成BaSO4的方向移动，但溶液仍处于饱和状态，即最后的点应在曲线上(a下方)，A错。B项，蒸发使c( )增大，而c点与d点的c( )相等，故B项错。,【答案】C,2.下表为有关化合物的pKsp，pKsp= -lgKsp。某同学设计实验如下：向AgNO3溶液中加入适量NaX溶液，得到沉淀AgX；向中加NaY，则沉淀转化为AgY；向中加入Na2Z，沉淀又转化为Ag2Z。则表中a、b、c的大小关系为(),A.abc Babc Ccab Da+b=c,B,【解析】难溶物质间可以进行转化，生成溶解度更小的物质，说明溶解度Ag2ZAgYAgX，则Ksp(Ag2Z)Ksp(AgY)Ksp(AgX)，则abc。,3.已知25 时，电离常数Ka(HF)=3.610-4 mol/L，溶度积常数Ksp(CaF2)=1.4610-10 mol3/L3。现向1 L 0.2 mol/L HF溶液中加入1 L 0.2 mol/L CaCl2溶液，则下列说法中，正确的是() A25 时，0.1 mol/L HF溶液中pH=1 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,D,【解析】由HF的电离常数可知，HF是弱酸，由Ka(HF)= =3.610-4 mol/L，得c(H+)=610-2 mol/L，所以0.1 mol/L HF溶液中pH1。Ksp(CaF2)是温度函数随温度的变化而变化，但不随溶液的变化而变化。溶液混合后，c(HF)=0.1 mol/L，c(H+)=c(F-)=610-2 mol/L，c(Ca2+)=0.1 mol/L，此时K(CaF2)=c(Ca2+) c(F-)2=3.610-4Ksp(CaF2)，所以Ksp(CaF2)=Ka(HF)，有沉淀生成。,4.(2011南昌一模)已知常温下Ksp(AgCl)=1.810-10 mol2/L2；Ksp(AgI)=1.010-16 mol2/L2。下列说法中正确的是() A在相同温度下AgCl的溶解度小于AgI的溶解度 BAgCl和AgI都不溶于水，因此AgCl和AgI不能相互转化 C常温下，AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI，则NaI的浓度必须不低于 10-11 mol/L D将足量的AgCl分别放入下列物质中：20 mL 0.01 mol/L KCl溶液，10 mL 0.02 mol/L CaCl2溶液，30 mL 0.05 mol/L AgNO3溶液。AgCl的溶解度由大到小的顺序为：,C,【解析】本题以溶度积常数背景综合考查了物质的溶解性、沉淀的转化等问题。在相同温度下，Ksp(AgCl)Ksp(AgI)，AgCl的溶解度大于AgI的溶解度，而且AgCl可以转化为AgI，故A、B不正确；由Ksp(AgCl)=1.810-10 mol2/L2可求得AgCl溶液中c(Ag+)= mol/L，代入Ksp(AgI)=1.010-16 mol2/L2中即可求得c(I-)= 10-11mol/L，故C正确；D选项中三种溶液中c(Cl-)或c(Ag+)由小到大的顺序是：，故D错误。,5.(2011黄山三模)已知：25C时，KspR(OH)2=5.6110-12，Ksp(RF2)=7.4210-11。下列说法正确的是() A25 时，饱和R(OH)2溶液与饱和RF2溶液相比，前者的c(R2+)大 B25 时，在R(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(R2+)增大 C25 时，R(OH)2固体在20 mL 0.01 mol/L氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol/L NH4Cl溶液中的Ksp小 D25 时，在R(OH)2悬浊液中加入NaF稀溶液后，R(OH)2不可能转化为RF2,B,【解析】由两物质的溶度积前者小于后者，且化合物类型相同得出，A中c(R2+)小，A错误；若在R(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，由于NH4Cl溶于水后显酸性，使R(OH)2的溶解平衡右移，c(R2+)增大，B正确；由于Ksp是受温度影响的，在相同温度下的Ksp相同，C错误；根据沉淀转化原理，若在体系中加入更大浓度的F-，也会产生RF2沉淀，D错误。,6.在AgCl饱和溶液中尚有AgCl固体存在，当向溶液中加入0.1 mol/L的盐酸时，下列说法正确的是() AAgCl沉淀溶解平衡正向移动 BAgCl溶解度增大 C溶液中c(Ag+)增大 D溶液中c(Cl-)增大,D,【解析】加入0.1 mol/L的盐酸，Cl-浓度增大，溶解平衡逆向移动，生成氯化银沉淀，c(Ag+)减小，由Ksp不变得Cl-浓度增大。,7. (2010浙江)已知：25 时，弱电解质的电离平衡常数：Ka(CH3COOH)=1.810-5，Ka(HSCN)=0.13，难溶电解质的溶度积常数：Ksp(CaF2)=1.510-10。25 时，2.010-3molL-1氢氟酸水溶液中，调节溶液pH(忽略体积变化)，得到c(HF)、c(F-)与溶液pH的变化关系，如下图所示：,三星学科,教师助手,学生帮手,家长朋友！,请根据以上信息回答下列问题： (1)25 时，将20 mL 0.10 molL-1 CH3COOH溶液和20 mL 0.10 molL-1 HSCN溶液分别与20 mL 0.10 molL-1NaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)变化的示意图为：,反应初始阶段，两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是_， 反应结束后所得两溶液中，c(CH3COO-)_c(SCN-)(填“”、“<”或“=”)。,(2)25 时，HF电离平衡常数的数值Ka_，列式并说明得出该平衡常数的理由_。 (3)4.010-3 molL-1 HF溶液与4.010-4 molL-1 CaCl2溶液等体积混合，调节混合液pH为4.0(忽略调节时混合液体积的变化)，通过列式计算说明是否有沉淀产生。,【解析】本题主要考查电离平衡和沉淀溶解平衡等知识点，意在考查考生的逻辑思维能力和信息提取的能力。由题给数据可知，相同条件下，HSCN的酸性强于CH3COOH，则等体积、等浓度时，HSCN溶液中的c(H+)比CH3COOH溶液中的大，则反应速率要快，最终均与NaHCO3完全反应，得到CH3COONa溶液和NaSCN溶液，酸性越弱，则水解程度越大，所以反应后的溶液中，c(CH3COO-)c(SCN-)。,【答案】(1)HSCN的酸性比CH3COOH强，其溶液中c(H+)较大，故其溶液与NaHCO3溶液的反应速率较快 Ksp(CaF2) 有沉淀产生。,完全免费,无需注册,天天更新！,