2022年《难溶电解质的溶解平衡》教案 .pdf
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1、学习必备欢迎下载第 4 讲难溶电解质的溶解平衡考纲要求 1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.了解难溶电解质的沉淀转化的本质。考点一沉淀溶解平衡及应用1沉淀溶解平衡(1)沉淀溶解平衡的概念在一定温度下,当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时,溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。(2)溶解平衡的建立固体溶质溶解沉淀溶液中的溶质 v溶解v沉淀,固体溶解 v溶解v沉淀,溶解平衡 v溶解0 为例外界条件移动方向平衡后 c(Ag) 平衡后 c(Cl) Ksp升高温度正向增大增大增大加水稀释正向减小减小不变加入少量AgNO3逆向增大减小不变通入 HCl 逆向减小增大不变名师归纳总结 精品学习资料 - - - -
2、 - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载通入 H2S 正向减小增大不变(5)电解质在水中的溶解度20时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系:2沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成调节 pH 法如除去NH4Cl 溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH 至 78,离子方程式为Fe33NH3 H2O=Fe(OH)3 3NH4。沉淀剂法如用 H2S 沉淀 Cu2,离子方程式为H2SCu2=CuS 2H。(2)沉淀的溶解酸溶解法
3、如 CaCO3溶于盐酸,离子方程式为CaCO3 2H=Ca2H2OCO2。盐溶液溶解法如 Mg(OH)2溶于 NH4Cl 溶液,离子方程式为Mg(OH)22NH4=Mg22NH3 H2O。氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀 HNO3。配位溶解法如 AgCl 溶于氨水,离子方程式为AgCl 2NH3 H2O=Ag(NH3)2Cl2H2O。(3)沉淀的转化实质:沉淀溶解平衡的移动(沉淀的溶解度差别越大,越容易转化)。应用:锅炉除垢、矿物转化等。深度思考1(1)0.1 molL1的盐酸与 0.1 mol L1的 AgNO3溶液等体积混合完全反应后溶液中含有的微粒有 _。(2)下列方程式
4、 AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)、 AgCl=AgCl、CH3COOHCH3COOH各表示什么意义?答案(1)H2O、H、OH、Ag、Cl、NO3、AgCl (2)AgCl 的溶解平衡; AgCl 是强电解质, 溶于水的AgCl 完全电离; CH3COOH 的电离平衡。2难溶的氯化银在水中也存在着溶解平衡AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq),怎样用实验证明溶液中可以同时存在着少量的Ag和 Cl?答案取适量的AgCl 溶解于试管中,滴加酸化的AgNO3溶液,生成白色沉淀,证明溶液名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习
5、资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载中含 Cl,另取适量AgCl 溶解于试管中,滴加Na2S 溶液,生成黑色沉淀,证明溶液中含Ag。3(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? 答案(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KI 溶液混合,振荡静置,溶度积大的AgCl 就慢慢转化为溶度积小的AgI 。题组一沉淀溶解平衡及其影响因素1下列说法正确的是() 难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,溶
6、液中各种离子的溶解(或沉淀 )速率都相等难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,增加难溶电解质的量,平衡向溶解方向移动向 Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液,则SO24沉淀完全,溶液中只含Ba2、Na和Cl,不含 SO24 Ksp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小为减少洗涤过程中固体的损失,最好选用稀H2SO4代替 H2O 来洗涤 BaSO4沉淀洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好ABCD答案C 解析难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,不同离子溶解(或沉淀 )的速率不一定相等,这与其化学计量数有关。难溶电解质是固体,其浓度可视为常数,增加它的量对平衡无影响,故 D 错误。 生成 BaSO4沉淀
7、后的溶液中仍然存在Ba2和 SO24,因为有 BaSO4的沉淀溶解平衡存在。同类型物质的Ksp越小,溶解能力越小,不同类型的物质则不能直接比较。 稀 H2SO4可以抑制BaSO4的溶解。 洗涤沉淀一般23 次即可,次数过多会使沉淀溶解。2已知溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq) HKsp:溶液过饱和,有沉淀析出QcKsp:溶液饱和,处于平衡状态QcKsp,有沉淀生成。3已知 25 时 BaSO4饱和溶液中存在BaSO4(s)Ba2(aq) SO24(aq),Ksp1.102 51010,向 c(SO24)为 1.05105mol L1的 BaSO4溶液中加入BaSO
8、4固体, SO24的浓度怎样变化?试通过计算说明。答案根据溶度积的定义可知BaSO4饱和溶液中c(SO24)1.102 51010mol L11.05 105 mol L1,说明该溶液是饱和BaSO4溶液, 因此再加入BaSO4固体,溶液仍处于饱和状态, c(SO24)不变。反思归纳(1)溶解平衡一般是吸热的,温度升高平衡右移,Ksp增大,但Ca(OH)2相反。(2)对于溶解平衡:AmBn(s)mAn(aq)nBm(aq), Kspcm(An) cn(Bm),对于相同类型的物质, Ksp的大小反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小,也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。与平衡常数一样,Ksp与温度
9、有关。不过温度改变不大时,Ksp变化也不大,常温下的计算可不考虑温度的影响。1在 t 时, AgBr 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知 t 时 AgCl 的 Ksp41010,下列说法不正确的是() 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载A在 t 时, AgBr 的 Ksp为 4.91013B在 AgBr 饱和溶液中加入NaBr 固体,可使溶液由c 点变到 b 点C图中 a 点
10、对应的是AgBr 的不饱和溶液D在 t 时, AgCl(s) Br(aq)AgBr(s) Cl(aq)的平衡常数K816 答案B 解析根据图中c 点的 c(Ag)和 c(Br)可得该温度下AgBr 的 Ksp为 4.91013,A 正确;在 AgBr 饱和溶液中加入NaBr 固体后, c(Br)增大,溶解平衡逆向移动,c(Ag)减小,故B 错;在 a 点时 QcKsp,故为 AgBr 的不饱和溶液,C 正确;选项D 中 Kc(Cl)/c(Br) Ksp(AgCl)/ Ksp(AgBr) ,代入数据得K 816,D 正确。2根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题:(1)在 Ca(NO3)
11、2溶液中加入 (NH4)2CO3溶液后过滤,若测得滤液中c(CO23)103 mol L1,则 Ca2是否沉淀完全?_(填“是”或“否”)。已知 c(Ca2)105 mol L1时可视为沉淀完全; Ksp(CaCO3)4.96 109 (2)已知 25 时, KspMg(OH)25.6 1012;酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH 范围如下:pH 8.0 8.09.6 9.6 颜色黄色绿色蓝色25 时 , 在Mg(OH)2饱 和 溶 液 中 滴 加2 滴 百 里 酚 蓝 指 示 剂 , 溶 液 的 颜 色 为_ 。(3)向 50 mL 0.018 molL1的 AgNO3溶液中加入50 mL 0.0
12、20 mol L1的盐酸,生成沉淀。已知该温度下AgCl 的 Ksp1.01010,忽略溶液的体积变化,请计算:完全沉淀后,溶液中c(Ag) _。完全沉淀后,溶液的pH_。如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol L1的盐酸,是否有白色沉淀生成? _(填“是”或“否”)。答案(1)是(2)蓝色(3)1.0107 mol L12否解析(1)根据 Ksp(CaCO3)c(Ca2) c(CO23)4.96109,得 c(Ca2)4.96 109103mol L14.96106 mol L1105 mol L1, 可视为沉淀完全。 (2)设 Mg(OH)2饱和溶液中c(OH)为
13、x mol L1,则 0.5x35.6 1012,x1104,c(H)11010 mol L1,pH10,溶液为蓝色。 (3) 反应前,n(Ag)0.018 molL10.05 L 0.9103 mol, n(Cl) 0.020 mol L10.05 L 1103 mol;反应后剩余的Cl为 0.1103 mol,则混合溶液中,c(Cl)1.0103 mol L1,c(Ag)Ksp(AgCl)/ c(Cl)1.0107 mol L1。H没有参与反应,完全沉淀后,c(H)0.010 molL1,pH2。因为加入的盐酸中c(Cl)和反应后所名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - -
14、 - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载得溶液中的c(Cl)相同, c(Cl)没有改变,c(Ag)变小, 所以 Qcc(Ag) c(Cl)Ksp(AgCl) ,没有沉淀产生。3已知 25 时, 电离常数Ka(HF)3.6 104,溶度积常数Ksp(CaF2)1.461010。现向 1 L 0.2 molL1 HF 溶液中加入1 L 0.2 molL1 CaCl2溶液,则下列说法中,正确的是() A25 时, 0.1 molL1 HF 溶液的
15、pH1 BKsp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化C该体系中没有沉淀产生D该体系中HF 与 CaCl2反应产生沉淀答案D 解析A 项, HF 为弱酸, 0.1 mol L1 HF 溶液的 pH1;B 项, Ksp只与温度有关;C 项,混合后 HF 的浓度为0.1 mol L1,设 0.1 mol L1的 HF 溶液中 c(F)c(H)x mol L1,则x20.1x 3.6104, x6103,混合后c(Ca2) 0.1 mol L1, c(Ca2) c2(F)0.1(6103)23.61061.46 1010,应有 CaF2沉淀生成。沉淀溶解平衡图像题的解题策略(1)沉淀溶解平衡曲线类似于
16、溶解度曲线,曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点,均表示不饱和溶液。(2)从图像中找到数据,根据Ksp公式计算得出Ksp的值。(3)比较溶液的Qc与 Ksp的大小,判断溶液中有无沉淀析出。(4)涉及 Qc的计算时, 所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,因此计算离子浓度时,所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。探究高考明确考向全国卷、高考题调研1(2013 新课标全国卷,13)室温时, M(OH)2(s)M2(aq)2OH(aq)Kspa。c(M2) b mol L1时,溶液的pH 等于() A.12lg(ba) B.12lg(ab
17、) C1412lg(ab) D1412lg(ba) 答案C 解析由 Kspc(M2) c2(OH)得 c(OH)(ab)12mol L1,由 Kwc(H) c(OH)得 c(H)11014ab12mol L1,pH lg1014ab121412lg(ab)。2 (2013 新课标全国卷 , 11)已知 Ksp(AgCl) 1.56 1010, Ksp(AgBr) 7.71013, Ksp(Ag2CrO4) 9.01012。某溶液中含有Cl、Br和 CrO24,浓度均为0.010 mol L1,向该溶液中逐名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心
18、整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载滴加入 0.010 mol L1的 AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为() ACl、Br、CrO24BCrO24、Br、ClCBr、Cl、CrO24DBr、CrO24、Cl答案C 解析根据已知的三种阴离子的浓度计算出要产生三种沉淀所需Ag的最小浓度,所需Ag浓度最小的先沉淀。要产生 AgCl 沉淀, c(Ag)1.5610100.01mol L1 1.56108 mol L1;要产生 AgBr 沉淀, c(Ag)7.71
19、0130.01mol L17.71011 mol L1;要 产 生Ag2CrO4, 需c2(Ag) c(CrO24) Ksp(Ag2CrO4) 9.01012, 即c(Ag)9.010120.01mol L13.0105 mol L1;显然沉淀的顺序为Br、Cl、CrO24。各省市高考题调研1判断正误,正确的划“”,错误的划“”(1)AgCl 沉淀易转化为AgI 沉淀且 K(AgX) c(Ag) c(X),故 K(AgI) K(AgCl)() (2013 重庆理综, 2D) (2)CaCO3难溶于稀硫酸,也难溶于醋酸() (2013 天津理综, 5B) (3)饱和石灰水中加入少量CaO,恢复至
20、室温后溶液的pH 不变() (2012 重庆理综, 10C) (4)在含有 BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体, c(Ba2)增大() (2012 天津理综, 5B) (5)AgCl 在同浓度的CaCl2和 NaCl 溶液中的溶解度相同() (2010 天津理综, 4C) 答案(1)(2)(3)(4)(5)2(2013 北京理综, 10)实验: 0.1 molL1AgNO3溶液和 0.1 mol L1NaCl 溶液等体积混合得到浊液 a,过滤得到滤液b 和白色沉淀c;向滤液b 中滴加 0.1 mol L1KI 溶液,出现浑浊;向沉淀c 中滴加 0.1 mol L1KI 溶液,沉淀变为黄
21、色。下列分析不正确的是() A浊液 a 中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag(aq) Cl(aq) B滤液 b 中不含有AgC中颜色变化说明AgCl 转化为 AgI D实验可以证明AgI 比 AgCl 更难溶名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载答案B 解析A 项,在浊液a 中,存在AgCl 的沉淀溶解平衡,正确;B 项,向滤液b 中加入 0.1 mol L1 KI 溶液,出现浑
22、浊,说明含有少量Ag,错误;由于AgI 比 AgCl 更难溶解,向有 AgCl 存在的 c 中加入 0.1 mol L1KI 溶液,能发生沉淀转化反应,生成黄色的AgI ,C项和 D 项都正确。3(2013 江苏, 14 改编 )一定温度下,三种碳酸盐MCO3(M: Mg2、Ca2、Mn2)的沉淀溶解平衡曲线如右图所示。已知:pM lg c(M) ,p(CO23) lg c(CO23)。下列说法正确的是() AMgCO3、CaCO3、 MnCO3的 Ksp依次增大Ba 点可表示MnCO3的饱和溶液,且c(Mn2)c(CO23) Cb 点可表示CaCO3的饱和溶液,且c(Ca2)c(Mg2),D
23、 错误。4(2009 广东, 18 改编 )硫酸锶 (SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下。下列说法正确的是() A温度一定时,Ksp(SrSO4)随 c(SO24)的增大而减小B三个不同温度中,313 K 时 Ksp(SrSO4)最大C283 K 时,图中 a 点对应的溶液是饱和溶液D283 K 下的 SrSO4饱和溶液升温到363 K 后变为不饱和溶液答案B 解析温度一定, Ksp(SrSO4)不变, A 错误;由题中沉淀溶解平衡曲线可看出,313 K 时,名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - -
24、- - - - - - - - - - - 第 11 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载c(Sr2)、c(SO24)最大, Ksp最大, B 正确; a点 c(Sr2)小于平衡时c(Sr2),故未达到饱和,沉淀继续溶解,C 不正确;从283 K 升温到 363 K 要析出固体,依然为饱和溶液。5(2010 山东理综, 15)某温度下, Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液 pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析,下列判断错误的是() AKspFe(OH)3 (2)2012浙江理综, 26(1)已知: I22
25、S2O23=S4O262I相关物质的溶度积常数见下表:物质Cu(OH)2Fe(OH)3CuCl CuI Ksp2.210202.6 10391.71071.31012某酸性 CuCl2溶液中含有少量的FeCl3,为得到纯净的CuCl2 2H2O 晶体, 加入 _,调 至pH 4, 使 溶 液 中 的Fe3转 化 为Fe(OH)3沉 淀 , 此 时 溶 液 中 的c(Fe3) _。过滤后,将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶,可得到CuCl2 2H2O 晶体。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - -
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