专题8.4+难溶电解质的溶解平衡(教学案)-2019年高考化学一轮复习精品资料+Word版含解析

1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.了解溶度积的含义及其表达式，能进行相关的计算。一、沉淀的溶解平衡1．固体溶质的溶解性不同物质在水中的溶解度不同，有的很大，有的很小，但无论大小，都有一定的溶解度。在20℃时，物质的溶解度与溶解性的关系如下：2．沉淀溶解平衡(1)含义在一定温度下的水溶液中，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了溶解平衡状态。(2)建立过程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v沉淀，析出晶体(3)特征(4)影响因素①内因难溶电解质本身的性质是决定因素。②外因以AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)ΔH＞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(5)溶度积——沉淀溶解平衡常数①概念：在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中，离子浓度的幂之积。②表达式：对于沉淀溶解平衡：MmNn(s)mMn＋(aq)＋nNm－(aq)，Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Nm－)，式中的浓度是平衡浓度。③意义：反映了难溶电解质在水中的溶解能力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp的数值越大，说明难溶电解质在水中的溶解能力越大。④影响因素：在一定温度下，Ksp是一个常数，只受温度影响，不受溶液中物质浓度的影响。(6)浓度商①表达式：MmNn(s)mMn＋(aq)＋nNm－(aq)，Qc＝cm(Mn＋)·cn(Nm－)。式中的浓度是任意时刻的浓度。②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，达到溶解平衡；QcKsp：溶液未饱和，固体溶质溶解。【特别提醒】(1)并非Ksp越小，其物质的溶解性就越小。对于阴、阳离子的个数比相同的难溶电解质，它们的溶解性可以直接用Ksp的大小来比较，Ksp越小，其物质的溶解性就越小；而对于阴、阳离子的个数比不同的难溶电解质，它们的溶解性就不能直接用Ksp的大小来比较。(2)难溶电解质不一定是弱电解质，如BaSO4、AgCl等都是强电解质。二、沉淀溶解平衡的应用1．沉淀的生成(1)应用：可利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。(2)方法：方法实例反应的离子方程式调节pH法用Cu(OH)2、CuO等除去CuCl2中的FeCl3Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O沉淀剂法以Na2S、H2S等作沉淀剂除去污水中的重金属离子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．沉淀的转化(1)实质：沉淀溶解平衡的移动。(2)特征：①一般说来，溶解度小的沉淀容易转化为溶解度更小的沉淀。②沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。(3)应用：①锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为：CaSO4＋CO2－3===CaCO3＋SO2－4。②矿物转化：用饱和Na2CO3处理重晶石(BaSO4)制备可溶性钡盐的离子方程式为：BaSO4＋CO2－3===BaCO3↓＋SO2－4；BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑。【特别提醒】(1)难溶电解质的溶解平衡也是动态平衡，通过改变外界条件可以使平衡发生移动——溶液中的离子转化为沉淀、沉淀转化为溶液中的离子或一种沉淀向另一种沉淀转化。(2)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1×10－5mol·L－1时，沉淀已经完全。高频考点一沉淀溶解平衡及应用例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【变式探究】下列说法中正确的是()A．饱和石灰水中加入一定量生石灰，溶液温度明显升高，pH增大B．AgCl悬浊液中存在平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，往其中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，溶液中离子的总浓度减小C．AgCl悬浊液中加入KI溶液，白色沉淀变成黄色，证明此条件下Ksp(AgCl)Ksp(AgI)D．硬水中含有较多的Ca2＋、Mg2＋、HCO－3、SO2－4，加热煮沸可以完全除去其中的Ca2＋、Mg2＋解析饱和石灰水中加入一定量生石灰，溶液温度明显升高，但Ca(OH)2的溶解度降低，溶液中c(OH－)减小，溶液的pH减小，A错；AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，但离子的总浓度增大，B错；由沉淀的转化规律可得，Ksp(AgCl)Ksp(AgI)，C对；加热煮沸硬水，只能软化具有暂时硬度的硬水，D错。答案C【举一反三】工业上向锅炉里注入Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，而后用盐酸去除。下列叙述不正确的是()A．温度升高，Na2CO3溶液的Kw和c(OH－)均会增大B．沉淀转化的离子方程式为CO2－3＋CaSO4CaCO3＋SO2－4C．盐酸溶液中，CaCO3的溶解性大于CaSO4D．Na2CO3溶液遇CO2后，阴离子浓度均减小解析温度升高，Kw增大，温度升高促进碳酸钠溶液水解，c(OH－)增大，A选项正确；加入碳酸钠溶液，把硫酸钙转化为碳酸钙：CO2－3＋CaSO4CaCO3＋SO2－4，B选项正确；因为碳酸钙与盐酸反应，而硫酸钙不与盐酸反应，所以在盐酸溶液中碳酸钙的溶解性大于硫酸钙，C选项正确；根据CO2－3＋CO2＋H2O===2HCO－3知，HCO－3浓度增大，D选项错误。答案D高频考点二沉淀溶解平衡曲线例2.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【变式探究】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.溶液中无沉淀析出，溶液中c(Ca2＋)、c(SO2－4)都变小C.溶液中析出CaSO4固体沉淀，溶液中c(Ca2＋)、c(SO2－4)都变小D.溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c(SO2－4)比原来的大答案D解析由图像可知，Ksp(CaSO4)＝9.0×10－6，当加入400mL0.01mol·L－1Na2SO4溶液时，此时c(Ca2＋)＝3.0×10－3mol·L－1×0.1L0.5L＝6×10－4mol·L－1，c(SO2－4)＝3.0×10－3mol·L－1×0.1L＋0.01mol·L－1×0.4L0.5L＝8.6×10－3mol·L－1，Qc＝5.16×10－6Ksp(CaSO4)，所以溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c(SO2－4)比原来大。高频考点三Ksp及其应用例3.已知25℃时BaSO4饱和溶液中存在BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)，Ksp＝1.1025×10－10，下列有关BaSO4的溶度积和溶解平衡的叙述正确的是()A．25℃时，向c(SO2－4)＝1.05×10－5mol·L－1的BaSO4溶液中，加入BaSO4固体，c(SO2－4)增大B．向该饱和溶液中加入Ba(NO3)2固体，则BaSO4的溶度积常数增大C．向该饱和溶液中加入Na2SO4固体，则该溶液中c(Ba2＋)＞c(SO2－4)D．向该饱和溶液中加入BaCl2固体，则该溶液中c(SO2－4)减小答案D【变式探究】根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题：(1)已知25℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12；酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下：pH＜8.08.0～9.6＞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____________________。(2)25℃向50mL0.018mol·L－1的AgNO3溶液中加入50mL0.020mol·L－1的盐酸，生成沉淀。已知该温度下，AgCl的Ksp＝1.8×10－10，忽略溶液的体积变化，请计算：①完全沉淀后，溶液中c(Ag＋)＝__________。②完全沉淀后，溶液的pH＝__________。③如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50mL0.001mol·L－1的盐酸，是否有白色沉淀生成？________________________________________________________________________(填“是”或“否”)。(3)在某温度下，Ksp(FeS)＝6.25×10－18，FeS饱和溶液中c(H＋)与c(S2－)之间存在关系：c2(H＋)·c(S2－)＝1.0×10－22，为了使溶液里c(Fe2＋)达到1mol·L－1，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的c(H＋)约为__________________。答案(1)蓝色(2)①1.8×10－7mol·L－1②2③否(3)4×10－3mol·L－11.（2018年全国卷Ⅲ）用0.100mol·L-1AgNO3滴定50.0mL0.0500mol·L-1Cl-溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是A.根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)C.相同实验条件下，若改为0.0400mol·L-1Cl-，反应终点c移到aD.相同实验条件下，若改为0.0500mol·L-1Br-，反应终点c向b方向移动【答案】C3.（2018年天津卷）由下列实验及现象推出的相应结论正确的是实验现象结论A．某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀原溶液中有Fe2+，无Fe3+B．向C6H5ONa溶液中通入CO2溶液变浑浊酸性：H2CO3C6H5OHC．向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液生成黑色沉淀Ksp(CuS)Ksp(ZnS)D．①某溶液中加入Ba(NO3)2溶液②再加足量盐酸①产生白色沉淀②仍有白色沉淀原溶液中有SO42-A.AB.BC.CD.D【答案】B2．【2017新课标3卷】在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是A．SP(CuCl)K的数量级为710B．除Cl反应为Cu+Cu2++2Cl=2CuClC．加入Cu越多，Cu+浓度越高，除Cl效果越好D．2Cu+=Cu2++Cu平衡常数很大，反应趋于完全【答案】C3.（2018年江苏卷）根据下列图示所得出的结论不正确的是A.图甲是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线，说明该反应的ΔH0B.图乙是室温下H2O2催化分解放