20202021年高考化学一轮复习讲解难溶电解质的溶解平衡pdf

2020-2021年新高三化学一轮复习讲解《难溶电解质的溶解平衡》【知识梳理】一、沉淀溶解平衡与溶度积1.沉淀溶解平衡：（1）定义：一定温度下，难溶电解质AmBn(s)难溶于水，但在水溶液中仍有部分An+和Bm－离开固体表面溶解进入溶液，同时进入溶液中的An+和Bm－又会在固体表面沉淀下来，当这两个过程速率相等时，An+和Bm－的沉淀与AmBn固体的溶解达到平衡状态，称之为达到沉淀溶解平衡状态。AmBn固体在水中的沉淀溶解平衡可表示为：AmBn(s)mAn+(aq)＋nBm－(aq)（2）特征：难溶电解质在水中建立起来的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡等一样，合乎平衡的基本特征,满足平衡的变化基本规律。①逆:可逆过程；②等:沉积和溶解速率相等；③动:动态平衡；④定：离子浓度一定（不变）；⑤变：改变温度、浓度等条件,沉淀溶解平衡会发生移动直到建立一个新的沉淀溶解平衡。2.溶度积常数Ksp(或溶度积)：难溶固体在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时，离子浓度保持不变（或一定），各离子浓度幂的乘积是一个常数，这个常数称之为溶度积常数简称为溶度积，用符号Ksp表示。即：AmBn(s)mAn+(aq)＋nBm－(aq)Ksp=[An+]m·[Bm－]n如：常温下沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag+(aq)＋Cl－(aq)，Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl－]＝1.8×10－10；常温下沉淀溶解平衡：Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)＋CrO42-(aq)，Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO2-4]＝1.1×10－12。3.溶度积KSP的性质（1）溶度积KSP的大小和平衡常数一样，它与难溶电解质的性质和温度有关，与浓度无关，离子浓度的改变可使溶解平衡发生移动,而不能改变溶度积KSP的大小。（2）溶度积KSP反映了难溶电解质在水中的溶解能力的大小。相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶于水；反之Ksp越大，溶解度越大。如：Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgBr)=5.0×10-13;Ksp(AgI)=8.3×10-17，因为:Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)Ksp(AgI),所以溶解度:AgCl)Ksp(AgBr)Ksp(AgI)。不同类型的难溶电解质，不能简单地根据Ksp大小，判断难溶电解质溶解度的大小。（3）溶度积规则：利用溶度积KSP可以判断沉淀的生成、溶解情况以及沉淀溶解平衡移动方向。当QcKsp时是过饱和溶液，反应向生成沉淀方向进行，直至达到沉淀溶解平衡状态（饱和为止）；当Qc=Ksp时是饱和溶液，达到沉淀溶解平衡状态；当QcKsp时是不饱和溶液，反应向沉淀溶解的方向进行，直至达到沉淀溶解平衡状态（饱和为止）。温馨提示：沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互转化的条件是离子浓度的大小，控制离子浓度的大小，可以使反应向所需要的方向转化。例题1、下列说法正确的是。①难溶电解质的溶度积Ksp越小,则它的溶解度越小②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③AgCl悬浊液中存在平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),往其中加入少量NaCl粉末,平衡会向左移动,溶液中离子的总浓度会减小④沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解⑤AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同⑥在Na2S溶液中加入AgCl固体,溶液中c(S2-)下降⑦向2.0mL浓度均为0.1mol/L的KCl、KI混合溶液中滴加1～2滴0.01mol/LAgNO3溶液，振荡，沉淀呈黄色，说明AgCl的Ksp比AgI的Ksp小⑧饱和石灰水中加入生石灰，若温度不变，则溶液中Ca2＋的物质的量不变⑨向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp值变大⑩AgCl的Ksp＝1.80×10－10，将0.002mol·L－1的NaCl和0.002mol·L－1的AgNO3溶液等体积混合，有AgCl沉淀生成⑪在T℃时，铬酸银(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，T℃时，在Y点和Z点，Ag2CrO4的Ksp相等⑫25℃时，Ksp(BaSO4)＝1×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9，向BaSO4的悬浊液中加入Na2CO3的浓溶液，BaSO4不可能转化为BaCO3【指点迷津】任何难溶的电解质在水中总是或多或少地溶解，绝对不溶的物质是不存在的。从这个意义上来说是任何沉淀反应都是不能完全的，离子浓度小于1×10－5mol/L时，认为反应完全。因此通常能生成难溶物质的反应认为能进行完全。二、淀溶解平衡的应用1.沉淀的溶解（1）溶解法：如BaCO3(s)等难溶盐可溶解在酸溶液中,不能内服BaCO3(s)作钡餐，而应用BaSO4(s)。由于酸电离出的H+与BaCO3(s)中溶解产生的CO32-反应生成CO2和水，使CO32-离子浓度降低，离子的浓度商QcKsp，BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，最后BaCO3溶解在过量的酸溶液中。BaCO3(s)+2H+=CO22O+Ba2+（2）氧化还原溶解法：如金属硫化物FeS(s)、MnS(s)、ZnS不溶于水但可溶于酸中，而CuS、Ag2S、HgS等不溶于水也不溶于酸，只能溶于氧化性酸HNO3溶液中。S2-被氧化，离子的浓度商QcKsp，沉淀溶解平衡向右移动，最后CuS、Ag2S、HgS溶解在HNO3溶液中。3CuS+2NO3-+8H+=3Cu2++3S↓+2NO↑+4H2O（3）生成配合物溶解法:如AgCl、Cu(OH)2可溶解在氨水中生成银氨溶液和铜氨溶液等更稳定配离子，减少了Ag+和Cu2+的浓度，使得离子的浓度商QcKsp，沉淀溶解平衡向右移动，最后AgCl、Cu(OH)2溶解在氨水中。AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl-，Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-2.沉淀的转化：把一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质的过程叫沉淀的转化。在含有沉淀的溶液中加入另一种沉淀剂，使其与溶液中某一离子结合成更难溶的物质，引起一种沉淀转变成另一种沉淀。如CaSO4（s）+Na2CO3=CaCO3（s）+Na2SO4(1)沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般是溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀。如：在AgCl(s)中加入足量的NaBr溶液,白色AgCl(s)可全部化为淡黄色AgBr(s),在AgBr(s)中加入足量的NaI溶液,淡黄色AgBr(s)可全部化为黄色的AgI(s)；AgCl、AgBr、AgI的Ksp逐渐减小，白色AgCl沉淀转化成难溶的淡黄色的AgBr，然后淡黄色的AgBr再转变成更难溶的黄色AgI沉淀。离子方程式：AgCl+Br-=AgBr+Cl-,AgBr+I-=AgI+Br-(2)溶解度较小的沉淀在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀，如在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，也可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。例题2、(1)已知25℃时Ksp[Fe(OH3)]＝4.0×10－38，此温度下若在实验室中配制5mol·L－1100mLFeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入____mL2mol·L－1的盐酸(忽略加入盐酸体积)。(2)CaSO3溶液与CaCl2溶液混合会生成难溶的CaSO3(Ksp＝3.1×10－7)，现将等体积的CaCl2溶液与Na2SO3溶液混合，若混合前Na2SO3溶液的浓度为2×10－3mol·L－1，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为___________。(3)汽车尾气中的SO2可用石灰水来吸收，生成亚硫酸钙浊液。常温下，测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH为9，已知Ka1(H2SO3)＝1.8×10－2，Ka2(H2SO3)＝6.0×10－9，忽略SO2－3的第二步水解，则Ksp(CaSO3)＝____。(4)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__________。(5)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为________，加碱调节至pH为________时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10－5mol·L－1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为________时，锌开始沉淀(假定Zn2＋浓度为0.1mol·L－1)。若上述过程不加H2O2后果是_________，原因是________________。【课时练习】1．实验：①0.1mol·L-1AgNO3溶液和0.1mol·L-1NaCl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；②向滤液b中滴加0.1mol·L-1KI溶液，出现浑浊；③向沉淀c中滴加0.1mol·L-1KI溶液，沉淀变为黄色。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Ag+C．③中颜色变化说明AgCl转化为AgID．实验可以证明AgI比AgCI更难溶2．探究Mg(OH)2的溶解平衡时，利用下表三种试剂进行试验，下列说法中不正确的是（）编号①②③分散质Mg(OH)2HClNH4Cl备注悬浊液1mol/L1mol/LA．向①中滴入几滴酚酞试液后，溶液显红色说明Mg(OH)2是一种弱电解质B．为了使Mg(OH)2悬浊液溶解得更快，加入过量的NH4Cl浓溶液并充分振荡，效果更好C．①、③混合后发生反应：22432Mg(OH)s2NHaqMgaq2NH?HOaqD．向①中加入②，H+与OH-反应生成H2O，使c(OH-)减小，Mg(OH)2溶解平衡向溶解方向移动3．常温下，有关物质的溶度积如下，下列有关说法不正确的是()物质CaCO3MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3Ksp4.96×10-96.82×10-64.68×10-65.60×10-122.80×10-39A．常温下，除去NaCl溶液中的MgCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好B．常温下，除去NaCl溶液中的CaCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好C．向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，c(Mg2+)：c(Fe3+)=2.0×10-21D．将适量的Ca(OH)2固体溶于100mL水中，刚好达到饱和[c(Ca2+)=1.0×10-2mol/L]，若保持温度不变，向其中加入100mL0.012mol/L的NaOH，则该溶液变为不饱和溶液4．已知:25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp[MgF2]=7.42×10-11,下列说法正确的是A．25℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大B．25℃时,在Mg(OH)2悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大C．25℃时,Mg(OH)2固体在20mL0.01mol/L氨水中的Ksp比在20mL0.01mol/LNH4Cl溶液中的Ksp小D．25℃时,在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化为MgF25．向废水中加入硫化物可以依次获得CuS、ZnS纳米粒子。常温下，H2SKa1=1.3×10-7，Ka2=7.1×10-15，溶液中平衡时相关离子浓度的关系如图，下列说法错误的是A．Ksp(CuS)的数量级为10-37B．a点对应的CuS溶液为不饱和溶液C．向p点的溶液中加入少量Na2S固体，溶液组成由p向q方向移动D．H2S+Zn2+ZnS+2H+平衡常数很大，反应趋于完全6．一定温度下，AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl－(aq)体系中，c(Ag+)和