专题48 沉淀的溶解平衡及其应用-高考全攻略之备战2018年高考化学考点一遍过.doc
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1、考点48 沉淀的溶解平衡及其应用一、沉淀溶解平衡及其影响因素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的速率相等的状态。2沉淀溶解平衡的建立3沉淀溶解平衡的特征4影响沉淀溶解平衡的因素(1)内因难溶电解质本身的性质。(2)外因浓度:加水稀释,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,但Ksp不变。温度:多数难溶电解质的溶解过程是吸热的,所以升高温度,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,同时Ksp变大。同离子效应:向沉淀溶解平衡体系中,加入相同的离子,使平衡向沉淀方向移动,但Ksp不变。其他:向沉淀溶解平衡体系中,加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或气体的离子,使平
2、衡向溶解的方向移动,Ksp不变。以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq)H0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不变不变不变加入少量AgNO3逆向增大减小不变通入HCl逆向减小增大不变通入H2S正向减小增大不变二、溶度积的相关计算及应用1溶度积的相关计算(1)溶度积和离子积以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm(aq)为例:溶度积离子积概念沉淀溶解的平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积符号KspQc表达式Ksp(AmBn)=cm(An+)cn(Bm),式中的浓度都是平衡浓度Qc(AmBn)=cm(An+)cn(Bm),式中的浓度
3、是任意浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解:QcKsp:溶液过饱和,有沉淀析出;Qc=Ksp:溶液饱和,处于平衡状态;QcKsp:溶液未饱和,无沉淀析出。(2)已知溶度积求溶解度以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq)为例,已知Ksp,则饱和溶液中c(Ag+)=c(Cl)=,结合溶液体积即可求出溶解的AgCl的质量,利用公式=即可求出溶解度。(3)已知溶解度求溶度积已知溶解度S(因为溶液中溶解的电解质很少,所以溶液的密度可视为1 gcm3),则100 g水即0.1 L溶液中溶解的电解质的质量m为已知,则1 L溶液中所含离子的物质的量(离子的物质的量浓度)便可求出,利用公式即可求出Ks
4、p。(4)两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中可能产生多种沉淀时判断产生沉淀先后顺序的问题,均可利用溶度积的计算公式或离子积与浓度积的关系加以判断。2溶度积的应用(1)沉淀的生成原理:当QcKsp时,难溶电解质的溶解平衡向左移动,就会生成沉淀。方法:调节pH法。如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水中,再加入氨水调节pH至78,可使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。反应的离子方程式为Fe3+3NH3H2OFe(OH)3+3。加沉淀剂法。如以Na2S、H2S等作沉淀剂,使金属离子如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等,也是分离、除杂常用的方法。反应的离子方程式为Cu2
5、+S2CuS,Cu2+H2SCuS+2H+;Hg2+S2HgS,Hg2+H2SHgS+2H+。(2)沉淀的溶解原理:当QcKsp时,难溶电解质的溶解平衡向右移动,沉淀就会溶解。化学方法溶解沉淀的原理是:使沉淀溶解平衡向着溶解的方向移动。常用的方法有:碱溶解法。如用NaOH溶液溶解Al(OH)3,化学方程式为NaOH+Al(OH)3NaAlO2+2H2O。盐溶解法。除了酸、碱可以溶解难溶电解质,某些盐溶液也可用来溶解沉淀。如NH4Cl溶液可溶解Mg(OH)2。配位溶解法。在难溶物中加入配位剂,因形成配合物而降低难溶物的某种离子浓度,使平衡右移,沉淀溶解。氧化还原溶解法。有些金属硫化物(CuS、H
6、gS等)不溶于非氧化性酸,只能溶于氧化性酸,通过减小c(S2)而达到沉淀溶解的目的。如3CuS+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+3S+2NO+4H2O。(3)沉淀的转化实质:沉淀溶解平衡的移动。条件:两种沉淀的溶度积不同,溶度积大的可以转化为溶度积小的。应用:锅炉除垢、矿物转化等。溶度积使用时的注意事项(1)Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量无关。(2)溶液中离子浓度的变化只能使平衡移动,并不能改变溶度积。(3)沉淀的生成和溶解这两个相反过程相互转化的条件是离子浓度的大小,改变反应所需的离子浓度,可使反应向着所需的方向转化。(4)只有组成相似的物质(如AgCl与AgI、CaC
7、O3与BaCO3),才能用Ksp的相对大小来判断物质溶解度的相对大小。(5)Ksp小的难溶电解质也能向Ksp大的难溶电解质转化,需看溶液中生成沉淀的离子浓度的大小。三、沉淀溶解平衡图像分析1第一步:明确图像中纵、横坐标的含义来源:学+科+网纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。2第二步:理解图像中线上点、线外点的含义(1)以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Qc=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线外的点。(2)曲线上方区域的点均为过饱和溶液,此时QcKsp。(3)曲线下方区域的点均
8、为不饱和溶液,此时QcKsp。3第三步:抓住Ksp的特点,结合选项分析判断(1)溶液在蒸发时,离子浓度的变化分两种情况:原溶液不饱和时,离子浓度要增大都增大;原溶液饱和时,离子浓度都不变。(2)溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同。考向一 沉淀溶解平衡及其影响因素来源:学,科,网典例1 下列有关AgCl沉淀的溶解平衡状态的说法中,正确的是AAgCl沉淀的生成和溶解不断进行,但速率相等BAgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和ClC升高温度,AgCl的溶解度不变D向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl的溶解度不变【答案】A1下列说法
9、正确的是难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,溶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,则沉淀完全,溶液中只含Ba2+、Na+和Cl,不含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耗,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A BC D沉淀溶解平衡及其影响因素的理解(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)沉淀溶解达到平衡时,再加入该难溶物对平衡无影响。(3)难溶电解质的溶解
10、过程有的是吸热过程,有的是放热过程。(4)由于沉淀的生成取决于Qc与Ksp的相对大小,而溶解度与相对分子质量有关,有可能溶解度大的转化为溶解度小的。(5)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1 105 molL1时,沉淀已经完全。考向二 沉淀溶解平衡的应用典例1 要使工业废水中的Pb2+沉淀,可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂,已知Pb2+与这些离子形成的化合物的溶解度如下:化合物PbSO4PbCO3来源:学*科*网PbS溶解度/g1.031041.811071.841014由上述数据可知,沉淀剂最好选用A硫化物B硫酸盐C碳酸盐D以上沉淀剂均可【答
11、案】A2化工生产中含Cu2+的废水常用MnS(s)作沉淀剂,其反应原理为Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq)。一定温度下,下列有关该反应的推理正确的是A该反应达到平衡时c(Cu2+)=c(Mn2+)B平衡体系中加入少量CuS(s)后,c(Mn2+)变小C平衡体系中加入少量Cu(NO3)2(s)后,c(Mn2+)变大D该反应的平衡常数K=考向三 溶度积常数的应用及计算典例1 已知:25 时,KspMg(OH)2=1.81011,Ksp(MgF2)=7.421011,下列说法正确的是A25 时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大B25 时,
12、在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化为MgF2C25 时,在等体积等浓度的氨水、NH4Cl溶液中,Mg(OH)2 的Ksp前者小于后者D25 时,在MgF2的悬浊液中通入少量的HF气体,c(Mg2+)减小【答案】D3已知Ksp(AgCl)=1.81010,Ksp(AgI)=1.01016。下列关于不溶物之间转化的说法中错误的是AAgCl不溶于水,不能转化为AgIB两种不溶物的Ksp相差越大,不溶物就越容易转化为更难溶的不溶物CAgI比AgCl更难溶于水,所以AgCl可以转化为AgID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
13、11 molL1溶度积Ksp的计算类型(1)已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度,如Ksp=a的饱和AgCl溶液中c(Ag+)= molL1。(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中的另一种离子的浓度,如某温度下AgCl的Ksp=a,在 0.1 molL1 的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,达到平衡后c(Ag+)=10a molL1。(3)计算反应的平衡常数,如对于反应Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),Ksp(MnS)=c(Mn2+)c(S2),Ksp(CuS)=c(Cu2+)c(S2),而平衡常数K=。考向四 沉淀溶解平衡曲线典例1 常温下,取一定量的P
14、bI2固体配成饱和溶液,T时刻改变某一条件,离子的浓度变化如图所示(注:第一次平衡时c(I)=2103 molL1,c(Pb2+)=1103 molL1),下列有关说法正确的是A常温下,PbI2的Ksp=2106B温度不变,向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液,PbI2的溶解度不变,Pb2+浓度不变C常温下Ksp(PbS)=81028,向PbI2的悬浊液中加入Na2S溶液,PbI2(s)+S2(aq)PbS(s)+2I(aq)反应的化学平衡常数为51018DT时刻改变的条件是升高温度,PbI2的Ksp增大【答案】C4一定温度下,三种碳酸盐MCO3(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶
15、解平衡曲线如图所示。已知:pM=lg c(M),p()=lg c()。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()Cb点可表示CaCO3的饱和溶液,且c(Ca2+)c()1下列说法正确的是A难溶电解质的溶度积Ksp越小,则它的溶解度越小B任何难溶物在水中都存在沉淀溶解平衡,溶解度大小都可以用Ksp表示C溶度积常数Ksp与温度有关,温度越高,溶度积越大D升高温度,某沉淀溶解平衡逆向移动,说明它的溶解度是减小的,Ksp也变小2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热纯碱溶液的洗涤油污能力强误将钡盐BaC
16、l2、Ba(NO3)2当作食盐食用时,常用0.5%的Na2SO4溶液解毒溶洞、珊瑚的形成碳酸钡不能做“钡餐”而硫酸钡则能泡沫灭火器灭火的原理ABCD3根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是选项实验操作和现象结论A将稀硫酸和Na2S反应生成的气体通入AgNO3与AgCl组成的浊液中Ksp(AgCl)Ksp(Ag2S)B室温下,向浓度均为0.1 molL1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液,出现白色沉淀Ksp(BaSO4)Ksp(CaSO4)C室温下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色Fe3的氧化性比I2的强D室温下,用pH试纸测得0.1 m
17、olL1 Na2SO3溶液的pH约为10;0.1 molL1 NaHSO3溶液的pH约为5HSO结合H的能力比SO的强4在含有Ag的酸性溶液中,以铁铵矾NH4Fe(SO4)2作指示剂,用KSCN的标准溶液滴定Ag。已知:AgSCN(白色s) AgSCN,Ksp1.0 1012,Fe3SCNFeSCN2(红色),K138,下列说法不正确的是A边滴定,边摇动溶液,溶液中首先析出AgSCN白色沉淀B当Ag定量沉淀后,少许过量的SCN与Fe3生成红色配合物,即为终点C上述实验采用相同指示剂,可用KCl标准溶液代替KSCN的标准溶液滴定AgD滴定时,必须控制溶液一定的酸性,防止Fe3水解,影响终点的观察
18、5不同温度(T1和T2)时,硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量)。下列说法正确的是AT1T2B加入BaCl2固体,可使a点变成c点Cc点时,在T1、T2两个温度下均有固体析出Da点和b点的Ksp相等6下列有关说法中正确的是A某温度时的混合溶液中c(H) molL1,说明该溶液呈中性(Kw为该温度时水的离子积常数)B由水电离出的c(H)1012 molL1的溶液中:Na、Ba2、HCO、Cl可以大量共存C已知Ksp(AgCl)1.561010,Ksp(Ag2CrO4)9.01012。向含有Cl、CrO且浓度均为0.010 molL1溶液中逐滴加入0.010 m
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