《(新課改省份專用)2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第八章 第四節(jié) 難溶電解質(zhì)的溶解平衡學(xué)案(含解析).doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(新課改省份專用)2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第八章 第四節(jié) 難溶電解質(zhì)的溶解平衡學(xué)案(含解析).doc(18頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡
考點(一) 沉淀溶解平衡及其應(yīng)用 【精講精練快沖關(guān)】
(
[知能學(xué)通]
1.沉淀溶解平衡
(1)沉淀溶解平衡的概念
在一定溫度下,當(dāng)難溶強電解質(zhì)溶于水形成飽和溶液時,溶解速率和生成沉淀速率相等的狀態(tài)。
(2)沉淀溶解平衡的建立
固體溶質(zhì)溶液中的溶質(zhì)
①v溶解>v沉淀,固體溶解;②v溶解=v沉淀,溶解平衡;
③v溶解
④>①>②。
2.在AgCl飽和溶液中尚有AgCl固體存在,當(dāng)向溶液中加入0.1 molL-1的鹽酸時,下列說法正確的是( )
A.AgCl溶液溶解平衡正向移動
B.AgCl溶解度增大
C.溶液中c(Ag+)增大
D.溶液中c(Cl-)增大
解析:選D AgCl飽和溶液中尚有AgCl固體存在,則溶液中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),當(dāng)向溶液中加入0.1 molL-1的鹽酸時,c(Cl-)增大,平衡逆向移動,所以溶液中c(Ag+)變小,AgCl溶解度減小。
3.(2016海南高考)向含有MgCO3固體的溶液中滴加少許濃鹽酸(忽略體積變化),下列數(shù)值變小的是( )
A.c(CO) B.c(Mg2+)
C.c(H+) D.Ksp(MgCO3)
解析:選A 含有MgCO3固體的溶液中存在溶解平衡:MgCO3(s) Mg2+(aq)+CO(aq),加入少量濃鹽酸可與CO反應(yīng)促使溶解平衡正向移動,故溶液中c(Mg2+)及c(H+)增大,c(CO)減小,Ksp(MgCO3)只與溫度有關(guān),不變。
4.下列說法不正確的是( )
A.(2016天津高考)在同濃度的鹽酸中,ZnS可溶而CuS不溶,說明CuS的溶解度比ZnS的小
B.(2016全國卷Ⅲ)向AgCl、AgBr的飽和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不變
C.(2015全國卷Ⅰ)將0.1 molL-1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀產(chǎn)生,再滴加0.1 molL-1CuSO4溶液,先有白色沉淀生成,后變?yōu)闇\藍(lán)色沉淀,說明Cu(OH)2的溶度積比Mg(OH)2的小
D.(2015重慶高考)0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入1 L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)
解析:選D 飽和AgCl、AgI混合溶液中,因為AgCl的溶解度大于AgI,溶液中c(Cl-)>c(I-),故D項不正確。
5. 下列化學(xué)原理的應(yīng)用,主要用沉淀溶解平衡原理來解釋的是( )
①熱純堿溶液去油污能力強
②誤將鋇鹽[BaCl2、Ba(NO3)2]當(dāng)作食鹽混用后,常用 0.5%的Na2SO4溶液解毒
③溶洞、珊瑚的形成
④碳酸鋇不能作“鋇餐”而硫酸鋇則能
⑤泡沫滅火器滅火的原理
A.②③④ B.①②③
C.③④⑤ D.①②③④⑤
解析:選A Na2CO3溶液中存在水解平衡:CO+H2OHCO+OH-,加熱平衡正移,c(OH-)增大,去油污能力增強,①錯誤;泡沫滅火器的滅火原理是利用Al3+與HCO相互促進(jìn)的水解反應(yīng),與沉淀溶解平衡原理無關(guān),⑤錯誤;②、③、④均與沉淀溶解平衡有關(guān)。
6.實驗:①0.1 molL-1AgNO3溶液和 0.1 molL-1NaCl溶液等體積混合得到濁液a,過濾得到濾液b和白色沉淀c;
②向濾液b中滴加0.1 molL-1KI溶液,出現(xiàn)渾濁;
③向沉淀c中滴加0.1 molL-1KI溶液,沉淀變?yōu)辄S色。
下列分析不正確的是( )
A.濁液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
B.濾液b中不含有Ag+
C.③中顏色變化說明AgCl轉(zhuǎn)化為AgI
D.實驗可以證明AgI比AgCl更難溶
解析:選B AgCl為白色沉淀,AgI為黃色沉淀,由②中現(xiàn)象可知,濾液b中含有Ag+,故濁液a中一定存在沉淀溶解平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq);由③中現(xiàn)象可知,白色沉淀AgCl轉(zhuǎn)化為黃色沉淀AgI,可知Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),故AgI比AgCl更難溶。
7.為研究沉淀的生成及其轉(zhuǎn)化,某小組進(jìn)行如圖實驗。①中現(xiàn)象:產(chǎn)生紅色沉淀,②中現(xiàn)象:溶液先渾濁,后來澄清,③中現(xiàn)象:產(chǎn)生白色沉淀。關(guān)于該實驗的分析不正確的是( )
A.①濁液中存在平衡:Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO(aq)
B.②中溶液變澄清的原因:AgOH+2NH3H2O===[Ag(NH3)2]OH+2H2O
C.③中顏色變化說明有AgCl生成
D.該實驗可以證明AgCl比Ag2CrO4更難溶
解析:選D AgNO3溶液過量,故余下濁液中含有Ag+,加入KCl溶液生成AgCl白色沉淀,不能證明AgCl比Ag2CrO4更難溶,D項錯誤。
8.回答下列問題:
(1)在實驗室中怎樣除去NaCl溶液中的BaCl2?
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(2)怎樣除去AgI中的AgCl?
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(3)BaCO3不溶于水,為什么不能作鋇餐?
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(4)CaCO3難溶于稀H2SO4,但為什么能溶于醋酸中?
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(5)分別用等體積的蒸餾水和0.01 molL-1的鹽酸洗滌AgCl沉淀,為什么用水洗滌造成AgCl的損失大于用稀鹽酸洗滌的損失量?
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答案:(1)向溶液中加入過量的Na2CO3溶液充分反應(yīng),過濾,向濾液中加適量鹽酸
(2)把混合物與飽和的KI溶液混合,振蕩靜置,溶度積大的AgCl就會慢慢轉(zhuǎn)化為溶度積小的AgI
(3)BaCO3(s) Ba2+(aq)+CO(aq),HCl===H++Cl-,2H++CO===H2O+CO2↑,胃酸電離的H+與BaCO3 產(chǎn)生的CO結(jié)合生成CO2和H2O,破壞了BaCO3的溶解平衡,c(Ba2+)增大,引起人體中毒
(4)CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO(aq),H2SO4===SO+2H+,Ca2++SO===CaSO4↓,因為生成的CaSO4溶解度較小,會附著在CaCO3的表面,阻止平衡右移。而CH3COOHCH3COO-+H+,Ca2+與CH3COO-不產(chǎn)生沉淀;當(dāng)H+與CO結(jié)合生成CO2和H2O時,CaCO3的溶解平衡右移
(5)用水洗滌AgCl,AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡右移,AgCl的質(zhì)量減少,用鹽酸洗滌AgCl,稀釋的同時HCl電離產(chǎn)生的Cl-會使平衡左移,AgCl減少的質(zhì)量要小些
(1)由于沉淀的生成取決于Qc與Ksp的相對大小,而溶解度與相對分子質(zhì)量有關(guān),有可能溶解度大的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶解度小的。
(2)用沉淀法除雜不可能將雜質(zhì)離子全部通過沉淀除去。一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于110-5 molL-1時,沉淀已經(jīng)完全。
考點(二) 溶度積常數(shù)及其應(yīng)用 【點多面廣精細(xì)研】
1.溶度積和離子積
以AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)為例:
溶度積
離子積
概念
沉淀溶解的平衡常數(shù)
溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積
符號
Ksp
Qc
表達(dá)式
Ksp(AmBn)=cm(An+)cn(Bm-),式中的濃度為平衡濃度
Qc(AmBn)=cm(An+)cn(Bm-),式中的濃度是任意濃度
應(yīng)用
判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解:
①Q(mào)cKsp:溶液過飽和,有沉淀析出
2.Ksp的影響因素
(1)內(nèi)因:難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì),這是決定因素。
(2)外因
①濃度:加水稀釋,平衡向溶解方向移動,但Ksp不變。
②溫度:絕大多數(shù)難溶電解質(zhì)的溶解是吸熱過程,升高溫度,平衡向溶解方向移動,Ksp增大。
③其他:向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶電解質(zhì)或更難電離物質(zhì)或氣體的離子時,平衡向溶解方向移動,但Ksp不變。
[小題練微點]
1.判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“”)。
(1)Ksp越大的物質(zhì)的溶解度越大( )
(2)不可能使要除去的離子全部通過沉淀除去。一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1.010-5 molL-1時,已經(jīng)完全沉淀( )
(3)濃度積常數(shù)只受溫度影響,升高溫度Ksp增大( )
(4)Cu(OH)2的Ksp=c(Cu2+)c(OH-)( )
(5)已知常溫下,Ksp(AgCl)=1.810-10,將0.002 molL-1的AgNO3溶液與0.002 molL-1的KCl溶液等體積混合不會產(chǎn)生AgCl沉淀( )
答案:(1) (2)√ (3) (4) (5)
2.已知部分鋇鹽的溶度積如下:Ksp(BaCO3)=5.110-9,Ksp[Ba(IO3)2]=6.510-10,Ksp(BaSO4)=1.110-10,Ksp(BaCrO4)=1.610-10。一種溶液中存在相同濃度的CO、CrO、IO、SO,且濃度均為0.001 molL-1,若向該溶液中逐滴滴入BaCl2溶液,首先發(fā)生的離子反應(yīng)為( )
A.Ba2++CO===BaCO3↓
1B.Ba2++CrO===BaCrO4↓
C.Ba2++2IO===Ba(IO3)2↓
D.Ba2++SO===BaSO4↓
解析:選D 根據(jù)溶度積公式及溶液中陰離子的濃度,可以計算出開始出現(xiàn)BaCO3、BaCrO4、Ba(IO3)2、BaSO4沉淀時c(Ba2+)分別為5.110-6 molL-1、1.610-7 molL-1、6.510-4 molL-1、1.110-7 molL-1,故最先出現(xiàn)的沉淀是BaSO4,D項正確。
[學(xué)霸微提醒]
(1)溶解平衡一般是吸熱的,升高溫度平衡右移,Ksp增大,但Ca(OH)2相反。
(2)對于沉淀溶解平衡:AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq),Ksp=cm(An+)cn(Bm-),對于相同類型的難溶電解質(zhì),Ksp的大小反映了其在溶液中溶解能力的大小,也反映了其在溶液中沉淀的難易。
1.化工生產(chǎn)中常用MnS作為沉淀劑除去工業(yè)廢水中的Cu2+:Cu2+(aq)+MnS(s) CuS(s)+Mn2+(aq)。下列說法錯誤的是( )
A.MnS的Ksp比CuS的Ksp大
B.該反應(yīng)達(dá)平衡時c(Mn2+)=c(Cu2+)
C.往平衡體系中加入少量CuSO4固體后,c(Mn2+)變大
D.該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
解析:選B 一般情況下,沉淀轉(zhuǎn)化向Ksp小的方向進(jìn)行,則Ksp(MnS)>Ksp(CuS),A項正確;該反應(yīng)達(dá)平衡時c(Mn2+)、c(Cu2+)保持不變,但不一定相等,B項錯誤;往平衡體系中加入少量CuSO4固體后,平衡向正反應(yīng)方向移動,c(Mn2+)變大,C項正確;該反應(yīng)的平衡常數(shù)K===,D項正確。
2.(2018全國卷Ⅲ)用0.100 molL-1AgNO3滴定50.0 mL 0.050 0 molL-1 Cl-溶液的滴定曲線如圖所示。下列有關(guān)描述錯誤的是( )
A.根據(jù)曲線數(shù)據(jù)計算可知Ksp(AgCl)的數(shù)量級為10-10
B.曲線上各點的溶液滿足關(guān)系式c(Ag+)c(Cl-)=Ksp(AgCl)
C.相同實驗條件下,若改為0.040 0 molL-1 Cl-,反應(yīng)終點c移到a
D.相同實驗條件下,若改為0.050 0 molL-1 Br-,反應(yīng)終點c向b方向移動
解析:選C 由題圖可知,當(dāng)AgNO3溶液的體積為50.0 mL時,溶液中的c(Cl-)略小于10-8 molL-1,此時混合溶液中c(Ag+)==2.510-2 molL-1,故Ksp=c(Ag+)c(Cl-)≈2.510-210-8=2.510-10,A項正確;因反應(yīng)過程中有沉淀生成,溶液中必然存在平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),故曲線上的各點均滿足c(Ag+)c(Cl-)=Ksp(AgCl),B項正確;根據(jù)Ag++Cl-===AgCl↓可知,達(dá)到滴定終點時,消耗AgNO3溶液的體積為=20.0 mL,C項錯誤;相同實驗條件下,沉淀相同量的Cl-和Br-消耗的AgNO3的量相同,由于Ksp(AgBr)<Ksp(AgCl),當(dāng)?shù)渭酉嗟攘康腁g+時,溶液中c(Br-)<c(Cl-),故反應(yīng)終點c向b方向移動,D項正確。
正確理解Ksp
(1)Ksp與其他平衡常數(shù)(K、Ka、Kb、Kw、Kh)相同,只與溫度有關(guān)。
(2)當(dāng)Qc>Ksp時,析出沉淀;當(dāng)Qc5∶4
C.向該溶液中加入適量氯水,調(diào)節(jié)pH到4~5后過濾,可獲得純凈的CuSO4溶液
D.向該溶液中加入適量氨水,調(diào)節(jié)pH到9.6后過濾,將所得沉淀灼燒,可得等物質(zhì)的量的CuO、FeO、Fe2O3三種固體的混合物
點撥:因體積相等,等物質(zhì)的量即等物質(zhì)的量濃度,設(shè)為a molL-1,則可計算出CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3開始沉淀時所需OH-的濃度分別為 molL-1、、 molL-1,所以最先看到的是紅褐色沉淀?! ?
解析:選B 設(shè)CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的濃度均為 a molL-1,則開始沉淀時需要OH-的濃度分別是 molL-1、 molL-1、 molL-1,所以向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到的是紅褐色沉淀,故A錯誤;Cu2+、Fe2+、Fe3+能水解,所以該溶液中c(SO)∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]>5∶4,故B正確;向該溶液中加入適量氯水,調(diào)節(jié)pH到4~5后過濾,溶液中含有Cl-,故C錯誤;向該溶液中加入適量氨水,調(diào)節(jié)pH到9.6后過濾,將所得沉淀灼燒,產(chǎn)物中不含F(xiàn)eO,故D錯誤。
2.如圖所示表示的是難溶氫氧化物在不同pH下的[S/(molL-1)]。下列說法正確的是( )
A.pH=3時溶液中鐵元素的主要存在形式是Fe3+
B.若Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+雜質(zhì),可
C.若分離溶液中的Fe3+和Cu2+,可調(diào)節(jié)溶液的pH在4左右
D.若在含有等物質(zhì)的量濃度的Cu2+和Ni2+的溶液中加入燒堿,Ni(OH)2優(yōu)先沉淀
注意:①一定溫度下,100 g水溶解溶質(zhì)達(dá)到飽和時,所溶解溶質(zhì)的質(zhì)量。
②調(diào)節(jié)pH的方法適合離子沉淀時pH相差較大的除雜,而Ni2+和Co2+在圖示中完全沉淀時pH相差不大?! ?
解析:選C 當(dāng)pH=3時,F(xiàn)e3+已沉淀完全,A錯誤;由于Ni2+和Co2+完全沉淀時pH相差不大,故不宜采用調(diào)節(jié)溶液pH的方法來除去,B錯誤;根據(jù)圖示可知,在含有Cu2+和Ni2+的溶液中加入燒堿,Cu(OH)2優(yōu)先沉淀,D錯誤。
3.(2019宜賓模擬)t ℃時,AgCl(s)與AgI(s) 分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡,相關(guān)離子濃度的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.曲線Y表示-lg與-lg的變化關(guān)系
B.t ℃時,向Z點對應(yīng)的溶液中加入蒸餾水,可使溶液變?yōu)榍€X對應(yīng)的飽和溶液
C.t ℃時,AgCl(s)+I(xiàn)-(aq) AgI(s)+Cl-(aq)的平衡常數(shù)K=1103
D.t ℃時,向濃度均為0.1 molL-1的KI與KCl混合溶液中加入AgNO3溶液,當(dāng)Cl-剛好完全沉淀時,此時c(I-)=110-11 molL-1
解析:選D A項,-lg=16時c(Ag+)=10-16molL-1,Ksp=10-16,-lg=10時c(Ag+)=10-10molL-1,Ksp=10-10,由于AgI的溶度積小于AgCl,故曲線Y表示-lg與-lg的變化關(guān)系,錯誤;B項,t ℃時,向Z點對應(yīng)的溶液中加入蒸餾水,銀離子濃度及鹵離子濃度均減小,-lg與-lg均增大,可使溶液變?yōu)榍€Y對應(yīng)的飽和溶液,錯誤;C項,t ℃時,AgCl(s)+I(xiàn)-(aq) AgI(s)+Cl-(aq)的平衡常數(shù)K====1106,錯誤;D項,t ℃時,向濃度均為0.1 molL-1的KI與KCl混合溶液中加入AgNO3溶液,當(dāng)Cl-剛好完全沉淀時,c(Cl-)=110-5 molL-1,c(Ag+)= molL-1=110-5 molL-1,此時c(I-)= molL-1=110-11 molL-1,正確。
4.(2019永春模擬)一定溫度下,金屬硫化物的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。,下列說法不正確的是( )
A.該溫度下,Ag2S的Ksp=1.610-49
B.該溫度下,溶解度的大小順序為NiS>SnS
C.SnS和NiS的飽和溶液中=104
D.向含有等物質(zhì)的量濃度的Ag+、Ni2+、Sn2+溶液中加入飽和Na2S溶液,析出沉淀的先后順序為Ag2S、SnS、NiS
審題:縱坐標(biāo)p(M2+)越大,c(Mn+)越小,p(S2-)越大,c(S2-)越小。
解析:選C A項,由a(30,10-lg 4)可知,當(dāng)c(S2-)=10-30 molL-1時,c(Ag+)=10-(10-lg 4) molL-1,Ksp(Ag2S)=c2(Ag+)c(S2-)=[10-(10-lg 4)]210-30=1.610-49,正確;B項,觀察SnS、NiS的沉淀溶解平衡曲線可以看出,當(dāng)兩條曲線中c(S2-)相同時,c(Ni2+)>c(Sn2+),由于SnS和NiS的沉淀類型相同,所以溶解度的大小順序為NiS>SnS,正確;C項,SnS和NiS的飽和溶液中===10-4,錯誤;D項,假設(shè)Ag+、Ni2+、Sn2+均為0.1 molL-1,分別生成Ag2S、NiS、SnS沉淀時,需要c(S2-)分別為1.610-47 molL-1、10-20 molL-1、10-24 molL-1,因此生成沉淀的先后順序為Ag2S、SnS、NiS,正確。
5.軟錳礦(主要成分為MnO2)可用于制備錳及其化合物,現(xiàn)代冶煉金屬錳的工藝流程如圖所示,步驟中雜質(zhì)離子逐一沉淀。
如表所示為t ℃時,有關(guān)物質(zhì)的Ksp:
物質(zhì)
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Ca(OH)2
Mn(OH)2
Ksp
4.010-38
2.210-22
5.510-6
1.910-13
物質(zhì)
CuS
CaS
MnS
MnCO3
Ksp
6.310-36
9.110-6
2.510-15
2.210-11
軟錳礦還原浸出的反應(yīng)為12MnO2+C6H12O6+12H2SO4===12MnSO4+6CO2↑+18H2O。
(1)寫出一種能提高還原浸出速率的措施:___________________________________。
(2)調(diào)節(jié)pH步驟中生成的沉淀為________。加入MnF2的主要目的是除去________(填“Ca2+”“Fe3+”或“Cu2+”)。
(3)等濃度的(NH4)2S與(NH4)2SO4中,NH的濃度大小為前者_(dá)_______后者(填“>”“<”“=”)。
(4)由MnSO4制取MnCO3時,往MnSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液生成MnCO3,同時還會產(chǎn)生Mn(OH)2,可能的原因:MnCO3(s)+2OH-(aq) Mn(OH)2(s)+CO(aq),t ℃時,計算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________(保留一位小數(shù))。
解析:(1)反應(yīng)物接觸面積越大、溫度越高,反應(yīng)速率越快,所以能提高還原浸出速率的措施是升高反應(yīng)溫度或?qū)④涘i礦研細(xì)等。(2)Fe(OH)3的Ksp為4.010-38,與其他離子相比最小,調(diào)節(jié)pH先將Fe(OH)3沉淀下來;CaF2難溶于水,濾液2中含有Mn2+、Ca2+、NH、SO,加入MnF2的目的是形成CaF2沉淀,除去Ca2+。(3)S2-水解顯堿性,促進(jìn)NH水解,所以等濃度的(NH4)2S與(NH4)2SO4溶液中,NH的濃度大小為前者<后者。(4)由MnCO3(s)+2OH-(aq) Mn(OH)2(s)+CO(aq)可知K===≈115.8。
答案:(1)提高反應(yīng)溫度(或?qū)④涘i礦研細(xì)等其他合理答案)
(2)Fe(OH)3 Ca2+ (3)< (4)115.8(或1.2102)
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