2021版新高考化学一轮复习 第7章 物质在水溶液中的行为 第4节 沉淀溶解平衡教学案 鲁科版

1第4节沉淀溶解平衡课标解读要点网络1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.理解溶度积(Ksp)的含义，能进行相关的计算。沉淀溶解平衡及应用1．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。(2)沉淀溶解平衡的建立及特征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)沉淀溶解平衡的影响因素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＋＋23NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4。②沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为Cu2＋＋H2S===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＋＋CO2↑＋H2O。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)沉淀的转化①实质：沉淀溶解平衡的移动。②规律：一般说来，溶解度小的沉淀容易转化成溶解度更小的沉淀。沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。但溶解度小的沉淀在一定条件下也可以转化为溶解度大的沉淀。③应用a．锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为CaSO4(s)＋CO2－3(aq)===CaCO3(s)＋SO2－4(aq)。b．矿物转化：CuSO4溶液遇PbS转化为CuS，离子方程式为Cu2＋(aq)＋PbS(s)===CuS(s)＋Pb2＋(aq)。[补短板](1)20℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：(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；[基础判断](1)沉淀达到溶解平衡时，溶液中溶质离子浓度一定相等，且保持不变。()(2)在相同温度下，BaSO4在同物质的量浓度的Na2SO4溶液和Al2(SO4)3溶液中溶解度和Ksp均相同。()(3)常温下，向Ca(OH)2的悬浊液中加少量CaO，充分反应后，恢复到常温，[OH－]增大。()(4)BaSO4(s)＋CO2－3(aq)BaCO3(s)＋SO2－4(aq)可说明BaCO3的溶解度比BaSO4的小。()3(5)向20mL0.1mol·L－1的NaOH溶液中加10mL0.05mol·L－1MgCl2溶液，充分反应后，再加入FeCl3溶液，可发现白色沉淀变为红褐色沉淀，说明Mg(OH)2可以转化为Fe(OH)3沉淀。()[答案](1)×(2)×(3)×(4)×(5)×[知识应用]1．试用平衡移动原理解释下列事实：(1)Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液。(2)分别用等体积的蒸馏水和0.01mol·L－1的稀盐酸洗涤AgCl沉淀，用水洗涤造成AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。[答案](1)Mg(OH)2在水中存在Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入NH4Cl溶液，OH－与NH＋4反应生成NH3·H2O，[OH－]减小，平衡向右移动，使Mg(OH)2溶解。(2)用水洗涤AgCl，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)平衡右移，AgCl的质量减少，用稀盐酸洗涤AgCl，稀释的同时HCl电离产生的Cl－会使平衡左移，AgCl减少的质量要小些。2．以AgCl为例：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)ΔH0。请填表：外界条件移动方向[Ag＋]Ksp①加AgCl固体________________________②加入Na2S________________________③通入HCl________________________[答案]①不移动不变不变②右减小不变③左减小不变命题点1沉淀溶解平衡及影响因素1．(2019·景德镇调研)已知Ca(OH)2的饱和溶液中存在平衡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．①②⑥⑦A[向溶液中加Na2CO3，与Ca2＋反应生成沉淀CaCO3，[Ca2＋]减小，②错；③引入OH－，③错；恒温下，Ca(OH)2饱和溶液的浓度不变，pH不变，④错；加热，平衡左移，[OH－]减小，pH减小，⑤错；加NaOH，平衡左移，Ca(OH)2的质量增大，⑦错。]42．将AgCl分别加入盛有：①5mL水②6mL0.5mol·L－1NaCl溶液③10mL0.2mol·L－1CaCl2溶液④50mL0.1mol·L－1盐酸的烧杯中，均有固体剩余，各溶液中[Ag＋]从大到小的顺序排列正确的是()A．④③②①B．②③④①C．①④③②D．①③②④C[溶液中[Cl－]越大，AgCl溶解度越小。]命题点2沉淀溶解平衡的应用3．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AgCl更难溶[答案]B4．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PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.03×10－41.81×10－71.84×10－14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[答案]A5．工业上采用湿法炼锌过程中，以ZnSO4为主要成分的浸出液中，含有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋、Cl－等杂质，这些杂质对锌的电解工序有妨碍，必须事先除去。现有下列试剂可供选择：①酸性KMnO4溶液②NaOH溶液③ZnO④H2O2溶液⑤Zn⑥Fe⑦AgNO3⑧Ag2SO4下列说法不正确的是()A．用酸性KMnO4溶液将Fe2＋氧化成Fe3＋，再转化为Fe(OH)3沉淀除去B．用ZnO调节浸出液的酸碱性，可使某些离子形成氢氧化物沉淀C．在实际生产过程中，加入Ag2SO4可除去Cl－，是利用了沉淀转化的原理5D．也可以用ZnCO3代替ZnO调节溶液的酸碱性A[用酸性KMnO4氧化Fe2＋，会引入新杂质离子K＋、Mn2＋等，A错误。]溶度积常数及其应用1．溶度积和离子积以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：溶度积离子积符号KspQc表达式Ksp(AmBn)＝[An＋]m[Bm－]n，式中的浓度都是平衡时浓度Qc(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度是任意时刻的浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解①Qc＞Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出②Qc＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态③Qc＜Ksp：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。[补短板]Ksp认识的两误区(1)误认为只要Ksp越大，其溶解度就会越大。Ksp还与难溶物化学式中的各离子配比有关，只有同类型的难溶物的Ksp大小才可用于比较其溶解度大小。(2)误认为Ksp小的不能转化为Ksp大的，只能实现Ksp大的向Ksp小的转化。实际上当两种难溶电解质的Ksp相差不是很大时，通过调节某种离子的浓度，可实现难溶电解质由Ksp小的向Ksp大的转化。[基础判断](1)Fe(OH)3的溶度积Ksp＝[Fe3＋][OH－]3。()6(2)已知：Ksp(Ag2CrO4)Ksp(AgCl)，则Ag2CrO4的溶解度小于AgCl的溶解度。()(3)将Na2S与稀硫酸反应生成的气体通入AgNO3与AgCl的溶液中，根据现象可得出Ksp(AgCl)Ksp(Ag2S)。()(4)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变。()(5)溶度积常数Ksp只受温度的影响，温度升高Ksp增大。()[答案](1)√(2)×(3)×(4)√(5)×[知识应用]1．室温下，向2mol·L－1CuSO4溶液中加入NaOH固体调节溶液的pH至多少时开始沉淀？(Ksp[Cu(OH)2]＝2.0×10－20mol3·L－3写出解题步骤)[答案]Ksp[Cu(OH)2]＝[Cu2＋][OH－]2＝2×[OH－]2＝2.0×10－20mol3·L－3，[OH－]＝10－20mol·L－1＝10－10mol·L－1，[H＋]＝KW[OH－]＝10－1410－10mol·L－1＝10－4mol·L－1，pH＝－lg[H＋]＝－lg10－4＝4。2．(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[Ag＋]＝________。(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0.1mol·L－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后[Ag＋]＝________。[答案](1)amol·L－1(2)10amol·L－13．大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，该浓缩液中主要含有I－、Cl－等离子。取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中[I－][Cl－]为________。已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10mol2·L－2，Ksp(AgI)＝8.5×10－17mol2·L－2。[答案]4.7×10－7命题点1溶度积(Ksp)的计算与应用1．可溶性钡盐有毒，医院中常用硫酸钡这种钡盐作为内服造影剂。医院抢救钡离子中毒患者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：某温度下，Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9mol2·L－2；Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10mol2·L－2。下列推断正确的是()7A．不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为Ksp(BaCO3)Ksp(BaSO4)B．抢救钡离子中毒患者时，若没有硫酸钠，可以用碳酸钠溶液代替C．若误饮[Ba2＋]＝1.0×10－5mol·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒D．可以用0.36mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃D[因胃酸可与CO2－3反应生成水和二氧化碳，使CO2－3浓度降低，从而使平衡BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO2－3(aq)向溶解方向移动，使Ba2＋浓度增大，Ba2＋有毒，与Ksp大小无关，故A错误；BaCO3溶于胃酸，起不到解毒的作用，故B错误；[Ba2＋]＝1.0×10－5mol·L－1的溶液钡离子浓度很小，不会引起钡离子中毒，故C错误；用0.36mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃，反应后[Ba2＋]＝1.1×10－100.36mol·L－1，浓度很小，可起到解毒的作用，故D正确。]2．已知在Ca3(PO4)2的饱和溶液中[Ca2＋]＝2.0×10－6mol·L－1，[PO3－4]＝1.58×10－6mol·L－1，则Ca3(PO4)2的Ksp(mol5·L－5)为()A．2.0×10－29B．3.