第八章第4讲【2016化学大一轮步步高答案】

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，了解溶度积的含义及其表达式，能进行相关的计算。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①v溶解v沉淀，固体溶解②v溶解＝v沉淀，溶解平衡③v溶解v沉淀，析出晶体(3)溶解平衡的特点(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，这是决定因素。②外因以AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)ΔH0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逆向增大减小不变收集：樱满唯通入HCl逆向减小增大不变通入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①调节pH法如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至7～8，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4。②沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。(2)沉淀的溶解①酸溶解法如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。②盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2＋2NH＋4===Mg2＋＋2NH3·H2O。③氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。④配位溶解法如AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。(3)沉淀的转化①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)。②应用：锅炉除垢、矿物转化等。深度思考1．下列方程式①AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)、②AgCl===Ag＋＋Cl－、③CH3COOHCH3COO－＋H＋各表示什么意义？答案①AgCl的沉淀溶解平衡；②AgCl是强电解质，溶于水的AgCl完全电离；③CH3COOH的电离平衡。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?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()①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②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③向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液，则SO2－4沉淀完全，溶液中只含Ba2＋、Na＋和Cl－，不含SO2－4④Ksp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小⑤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⑥洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好A．①②③B．①②③④⑤⑥C．⑤D．①⑤⑥答案C解析①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；②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；③生成BaSO4沉淀后的溶液中仍然存在Ba2＋和SO2－4，因为有BaSO4的沉淀溶解平衡存在；④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；⑤稀H2SO4可以抑制BaSO4的溶解；⑥洗涤沉淀一般2～3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)ΔH0，下列有关该平衡体系的说法正确的是()①升高温度，平衡逆向移动②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度③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④恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高⑤给溶液加热，溶液的pH升高⑥向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加⑦向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变A．①⑥B．①⑥⑦C．②③④⑥D．①②⑥⑦答案A解析加入碳酸钠粉末会生成CaCO3，使Ca2＋浓度减小，②错；加入氢氧化钠溶液会使平衡左移，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CaCO3，③错；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，④错；加热，Ca(OH)2的溶解度减小，溶液的pH降低，⑤错；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，固体质量增加，⑥正确；加入NaOH固体平衡向左移动，Ca(OH)2固体质量增加，⑦错。题组二沉淀溶解平衡在工农业生产中的应用(一)废水处理3．水是人类生存和发展的宝贵资源，而水质的污染问题却越来越严重。目前，世界各国已高度重视这个问题，并积极采取措施进行治理。(1)工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法都正确的是__________(填字母)。选项污染物处理措施方法类别A废酸加生石灰中和物理法BCu2＋等重金属离子加硫化物沉降化学法C含纯碱的废水加石灰水反应化学法(2)下图是某市污水处理的工艺流程示意图：①下列物质中不可以作为混凝剂(沉降剂)使用的是______(填字母)。A．偏铝酸钠B．氧化铝C．碱式氯化铝D．氯化铁②混凝剂除去悬浮物质的过程是________(填字母)。A．物理变化B．化学变化C．既有物理变化又有化学变化答案(1)BC(2)①B②C解析(1)工业废水中的废酸可加生石灰中和，属于化学变化；CuS、HgS、Ag2S均难溶，所以加硫化物如Na2S可沉淀Cu2＋等重金属离子，消除污染；纯碱可加入石灰水生成CaCO3沉淀而除去。(2)偏铝酸钠、碱式氯化铝、氯化铁水解生成胶体，除去悬浮物，而Al2O3难溶于水，不能产生胶体，不能作混凝剂。在除去悬浮物的过程中既有物理变化又有化学变化。(二)制备物质4．(2014·河北高三普通高等学校招生5月适应性考试)氢氧化镁常用于制药工业，还是重要的绿色阻燃剂。(1)氢氧化镁为白色晶体，难溶于水，易溶于稀酸和铵盐溶液，为治疗胃酸过多的药物。写出氢氧化镁溶于铵盐溶液发生反应的离子方程式___________________________。(2)氢氧化镁在350℃时开始分解，500℃时分解完全。请分析氢氧化镁可用于阻燃剂的原因是(至少写两点)________________________________________________________________________。(3)某工厂用六水合氯化镁和粗石灰制取的氢氧化镁含有少量氢氧化铁杂质，通过如下流程进行提纯精制，获得阻燃剂氢氧化镁。已知EDTA只能与溶液中的Fe2＋反应生成易溶于水的物质，不与Mg(OH)2反应。虽然Fe(OH)2难溶于水，但步骤②中随着EDTA的加入，最终能够将Fe(OH)2除去并获得纯度高的Mg(OH)2。请从沉淀溶解平衡的角度加以解释______________________________________________。答案(1)Mg(OH)2(s)＋2NH＋4(aq)===Mg2＋(aq)＋2NH3·H2O(aq)(2)氢氧化镁在350℃以上分解过程中要吸热，抑制可燃物温度的上升，降低燃烧速度；氢氧化镁分解过程中产生的水汽稀释了可燃性气体及氧气，可阻止燃烧(3)Fe(OH)2悬浊液中存在如下平衡：Fe(OH)2Fe2＋＋2OH－，当不断滴入EDTA时，EDTA将结合Fe2＋促使平衡向右移动而使Fe(OH)2不断溶解考点二溶度积常数及应用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－)，式中的浓度是任意浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解①QcKsp：溶液过饱和，有沉淀析出②Qc＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态③QcKsp：溶液未饱和，无沉淀析出2.Ksp的影响因素(1)内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。(2)外因①浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。②温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。③其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。深度思考1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，则AB2的溶解度小于CD的溶解度()(2)不可能使要除去的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1.0×10－5mol·L－1时，沉淀已经完全()(3)在一定条件下，溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀()(4)常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小()(5)溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp增大()(6)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变()答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)√解析(1)溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大，只有组成相似的难溶电解质才有可比性。2．已知25℃时BaSO4饱和溶液中存在BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)，Ksp＝1.1025×10－10，向c(SO2－4)为1.05×10－5mol·L－1的BaSO4溶液中加入BaSO4固体，SO2－4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(SO2－4)＝1.1025×10－10mol·L－1＝1.05×10－5mol·L－1，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(SO2－4)不变。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．对于沉淀溶解平衡：AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，Ksp＝cm(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。题组一沉淀溶解平衡曲线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Ksp＝4×10－10，下列说法不正确的是()A．在t℃时，AgBr的Ksp为4.9×10－13B．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K≈816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4.9×10－13，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Qc＜Ksp，故为AgBr的不饱和溶液，C正确；选项D中K＝c(Cl－)/c(Br－)＝Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr)，代入数据得K≈816，D正确。2．已知25℃时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，向100mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400mL0.01mol·L－1Na2SO4溶液，下列叙述正确的是()A．溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中c(SO2－4)比原来的大B．