第四节沉淀溶解平衡学案超好好.docx

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第四节沉淀溶解平衡学案超好好

第四节沉淀溶解平衡

【知识要点】

1.理解难溶电解质的溶解平衡。

2.理解溶度积,及溶度积规则。

3.理解影响难溶电解质的溶解平衡移动的因素。

4.利用平衡移动的知识分析沉淀的生成、溶解及转化

一、难溶电解质的溶解平衡:

1.定义:

在一定温度下,难溶电解质溶液中,当________与________的速率相等时,建立

了固体与溶液中离子之间的动态平衡,叫做沉淀溶解平衡。

AgCl(s)

_________________________

2、溶解平衡的特征:

溶解平衡符合一般的化学平衡,是动态平衡,当条件改变时,平衡会发生改变。

3.影响溶解平衡的因素:

(1)内因:

____________________________

习惯上将溶解度小于0.01g的电解质称为难溶电解质,对于常量的化学反应来说,化学上通常认为

残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时,沉淀达到完全。

[注意]

①绝对不溶的电解质是没有的。

②同是难溶电解质,溶解度差别也很大。

③易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。

(2)外因:

讨论:

往含AgCl固体的饱和溶液中作如下改变,平衡如何移动,AgCl的溶解度如何变化?

A、升高温度

B、加水

C、加入AgNO3

D、加入NaCl

小结:

①浓度:

加水,平衡向__________方向移动。

②温度:

升温,多数平衡向___________方向移动。

③同离子效应:

遵循平衡移动原理。

例1、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是()

A、反应开始时,溶液中各离子浓度相等。

B、沉淀溶解平衡达到平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等

C、沉淀溶解平衡达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变。

D、沉淀溶解平衡达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解。

2、在含AgCl固体的饱和溶液中,分别加入下列物质,对AgCl的溶解度有什么影响,并解释之。

(1)盐酸:

(2)AgNO3:

(3)氨水:

3、下列说法中正确的是()

A、物质的溶解性为难溶,则该物质不溶于水

B、不溶于水的物质溶解度为0

C、绝对不溶解的物质是不存在的

D、某粒子被沉淀完全是指该粒子在溶液中的浓度为零

二.容度积(Ksp):

1.概念:

在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂之乘积为一常数,称为溶度积常

数,简称溶度积。

用符号Ksp表示。

溶度积的大小取决于难溶电解质的本性。

Ksp只与温度有关,大多数物质的Ksp随温度的升高而升稍

微增大。

对于MmAn型电解质来说,沉淀溶解平衡:

(平衡时)

MmAn(s)

mMn+(aq)+nAm—(aq)

溶度积的公式是:

Ksp=___________________________

2.溶度积和溶解度的关系:

(1)对同类型的微溶电解质,如AgCl,AgBr,AgI,BaSO4,CaCO3等,在相同温度下,

Ksp越大,溶解度就越________;Ksp越小,溶解度就越________。

(2)对于不同类型的微溶电解质,溶度积小的,溶解度不一定小。

如:

Mg(OH)2的溶度积(Ksp=1.8×10-11)比CaCO3的溶度积(Ksp=2.8×10-9)小,但Mg(OH)2的

溶解度(2.6×10-4mol·L-1)却比CaCO3的溶解度(5.29×10-5mol·L-1)大。

因此,从Ksp大小比较溶解度大小时,只有在同类型的电解质之间才能直接比较。

3.溶度积规则,可以判断溶液中沉淀的生成和溶解。

(1)Qc=Ksp此时难溶电解质达到沉淀溶解平衡状态,溶液是__________溶液。

(2)Qc>Ksp溶液中将____________,直到溶液中的Qc=Ksp为止。

(3)Qc<Ksp溶液为_____________溶液,将足量的难溶电解质固体放入此溶液中,固体将

溶解,直到溶液中Qc=Ksp时,溶液达到饱和。

例1、写出下列难溶电解质的溶度积表达式。

Mg(OH)2AgBr

Ca3(PO4)2Ag2S

2、下列说法正确的是()

A.难溶电解质的溶度积越小,溶解度越大B.可以通过沉淀反应使杂质离子完全沉淀

C.难溶电解质的溶解平衡是一种动态平衡D.一定浓度的NH4Cl溶液可以溶解Mg(OH)2

3、在100mL0.01mol/LKCl溶液中,加入1mL0.01mol/L100mL0.01mol/LAgNO3溶液,下列说

法正确的是(AgClKSP=1.8×10-10)()

A.有AgCl沉淀析出B.无AgCl沉淀

C.无法确定D.有沉淀但不是AgCl

4、向含有AgCl(s)的饱和AgCl溶液中加水,下列叙述正确的是()

A.AgCl的溶解度增大B.AgCl的溶解度、Ksp均不变

C.Ksp(AgCl)增大D.AgCl的溶解度、Ksp均增大

5、已知Ksp(Mg(OH)2)=1.810-11,则Mg(OH)2在水中的溶解度为()。

A.2.610-4mol·L-1B.1.710-4mol·L-1

C.4.210-6mol·L-1D.3.210-22mol·L-1

6、(2013新课标)已知Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(Ag2C2O4)=3.410-11,Ksp(Ag2CrO4)=1.110-12,Ksp(AgBr)=5.010-13,在下列难溶银盐饱和溶液中,c(Ag+)最大的是()。

A.AgClB.AgBrC.Ag2CrO4D.Ag2C2O4

7、.已知Ksp(PbI2)=7.110-9,则其饱和溶液中c(I-)为()

A.8.410-5mol·L-1B.1.210-3mol·L-1C.2.410-3mol·L-1D.1.910-3mol·L-1

8.已知Ksp(Mg(OH)2)=1.810-11,则Mg(OH)2在pH=12.00的NaOH溶液中的溶解度为()

A.1.810-7mol·L-1B.1.010-5mol·L-1C.1.010-7mol·L-1D.1.810-9mol·L-1

 

9.已知Ksp(CaC2O4)=4.010-9,若在c(Ca2+)=0.020mol·L-1的溶液生成CaC2O4沉淀,溶液中的c(C2O42-)最小应为()。

A.4.010-9mol·L-1B.2.010-7mol·L-1

C.2.010-9mol·L-1D.8.010-11mol·L-1

 

10.在20ml0.0020mol·L-1Na2SO4溶液中加入20ml0.020mol·L-1BaCl2溶液,有无BaSO4沉淀生成?

并判断SO42-离子是否沉淀完全?

(已知BaSO4的Ksp=1.07×10-10)

 

11.已知Ksp(ZnS)=2.0×10-22,,Ksp(CdS)=8.0×10-27,,在Zn2+和Cd2+两溶液中(浓度相同)分别通H2S至饱和,     离子在酸度较大时生成沉淀,而    离子在酸度较小时生成沉淀。

 

12、将足量BaCO3分别加入:

30mL水

10mL0.2mol/LNa2CO3溶液

50mL0.01mol/L氯化钡

溶液

100mL0.01mol/L盐酸中溶解至溶液饱和。

请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为:

_____。

 

13、难溶电解质在水溶液中存在着电离平衡。

在常温下,溶液时各离子浓度以它们的系数为次方的乘积

是一个常数,这个常数叫溶度积(Ksp)。

例如,Cu(OH)2

Cu2++2OH-

Ksp=C(Cu2+)·[C(OH-)]2=2×10-20。

溶液里各离子浓度(包括其方次)的乘积大于溶度积时

则出现沉淀;反之则沉淀溶解。

(1)某CuSO4溶液里C(Cu2+)=0.02mol/L,如果要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的PH,使之小于

      。

(2)要使0.2mol/LCuSO4溶液中的Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+溶液降低至原来的千分之一),则应向溶

液中加入NaOH溶液,使溶液的PH为      。

三.沉淀反应的应用:

1.沉淀的生成:

对于常量的化学反应来说,化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时,沉淀达

到完全。

2、沉淀的方法:

①调节PH:

如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入________调节pH至7-8,

可使________生成__________沉淀而除去。

②加沉淀剂法:

如:

沉淀Ag+,可用__________作沉淀剂,因为它的溶解度小;使某些金属离子如

Cu2+、Hg2+时,可加入_____________________等作沉淀剂,生成极难溶的硫化物__________

等沉淀。

溶液中沉淀物的溶解度越小,被沉淀离子沉淀越完全,这是分离、除去杂质常用的

方法。

3、生成沉淀来分离或除去某些离子要考虑的因素:

①沉淀剂的选择:

要求除去溶液中的某种离子,又不能影响其他离子的存在,并且由沉淀剂引入溶

液的杂质离子还要便于除去。

②加入适当过量沉淀剂,使沉淀完全,一般过量20%--50%。

例1、为除去MgCl2溶液中的FeCl3,可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是()

A、NaOHB、Na2CO3C、氨水D、MgO

2、为了除去溶液中以离子形态存在的铁杂质,最好生成()。

A.Fe(OH)2B.FeSC.Fe(OH)3D.FeCO3。

3、实验室中,要使溶液AlCl3中的Al3+全部沉淀出来,最适宜选用的试剂是()

A.NaOH溶液B.Ba(OH)2溶液C.盐酸D.氨水

4、除去中NaCl中的FeCl3需加入的试剂是()

A.NaOHB.石灰水C.铜片D.氨水

5、工业上制备纯净的氯化锌时,将含杂质的氯化锌溶于过量盐酸中,为了除去杂质需调节溶液的pH到4,应加入的试剂是()

A.NaOHB.NH3·H2OC.ZnOD.ZnCl2

6、(山东理综,15)某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液

pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。

据图分析,下列判断错误的是(  )

A.Ksp[Fe(OH)3]

B.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点

C.c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH-)乘积相等

D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和

7.(2009·广东,10)硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线

如下,下列说法正确的是(双选)(  )

A.温度一定时,Ksp(SrSO4)随c(SO

)的增大而减小

B.三个不同温度中,313K时Ksp(SrSO4)最大

C.283K时,图中a点对应的溶液是不饱和溶液

D.283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液

8.(2008·山东理综,15)某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解

平衡曲线如图所示。

下列说法正确的是(  )

A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点

B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点

C.d点无BaSO4沉淀生成

D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp

10.(2010·海南,5)已知:

Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.5×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,则下列难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小顺序正确的是(  )

A.AgCl>AgI>Ag2CrO4B.AgCl>Ag2CrO4>AgI

C.Ag2CrO4>AgCl>AgID.Ag2CrO4>AgI>AgCl

11.在溶液中有浓度均为0.01mol/L的Fe3+、Cr3+、Zn2+、Mg2+等离子,已知:

Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39;Ksp[Cr(OH)3]=7.0×10-31

Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17;Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11

当其氢氧化物刚开始沉淀时,下列哪一种离子所需的pH最小(  )              

A.Fe3+B.Cr3+C.Zn2+D.Mg2+

2.沉淀的溶解:

(1)沉淀溶解的规律:

根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去溶解平衡

体系中的相应离子,使平衡向____________的方向移动,就可以使沉淀溶解。

(2).沉淀的溶解

1)、酸溶解法

如CaCO3溶于盐酸,离子方程式为__________________________。

Cu(OH)2溶于稀硫酸,离子方程式为:

_______________________。

2)、盐溶液溶解法

如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为:

______________________________。

1加入足量的水

2使沉淀转化为气体

3使沉淀转化为弱电解质

4氧化还原法(

)适用于具有明显氧化性或还原性的难溶物

5使沉淀转化为配合物

AgCl

Ag++Cl-

(AgCl加氨水生成银氨离子可溶)

例1、试用平衡移动原理解释下列事实

(1)FeS不溶于水,但却能溶于稀盐酸中。

____________________________________________

(2)CaCO3难溶于稀硫酸,但却能溶于醋酸中。

__________________________________________

(3)分别用等体积的蒸馏水和0.010mol/L硫酸洗涤BaSO4沉淀,用水洗涤造成的BaSO4的损失量大于

用稀硫酸洗涤造成的损失量____________________________________________________。

2、把氢氧化钙放入蒸馏水中,一定时间后达到如下平衡:

Ca(OH)2(s)

Ca2++2OH-加入以下

溶液,可使Ca(OH)2减少的是()

A.Na2S溶液B.AlCl3溶液C.NaOH溶液D.CaCl2溶液

3、当Mg(OH)2在水中达到溶解平衡时:

Mg(OH)2

Mg2++2OH-要使Mg(OH)2进一步溶解,应向溶液中加少量的固体是()

A.NH4ClB.NaOHC.Na2CO3D.干冰

3.沉淀的转化:

(1)实质:

_____________________________________________。

(2)规律:

①加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子,使平衡向溶解的方向

移动。

②一般来说,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。

两者的的差距越大,转化越容易。

(注意:

不一定是Ksp比较小的转化成Ksp更小的。

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。

(3)应用

①锅炉除垢:

将CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为:

_________________________。

②矿物转化

CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS,离子方程式为:

_____________________。

例1、向盛有1mL0.1mol/LMgCl2溶液的试管中滴加1-2滴2mol╱LNaOH溶液,现象是__________________;再滴加2滴0.1mol╱LFeCl3溶液,静置一段时间后,现象是____________________;此过程发生的反应的化学方程式为________________________________________。

2、在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。

在提纯时为了除去Fe2+,常加入合适氧化剂,使Fe2+

氧化为Fe3+,下列物质可采用的是______。

A.KMnO4B.H2O2C.Cl2D.HNO3

然后再加入适当物质调整至溶液pH=3.6,使Fe3+转化为Fe(OH)3,可以达到除去Fe3+而不损

失CuSO4的目的,调整溶液pH可选用下列物质中的________。

A.NaOHB.NH3·H2O

C.CuOD.Cu(OH)2

解答该题时应注意两点:

(1)、加氧化剂或加入试剂调整pH时不能引入新的杂质。

(2)、根据Ksp进行简单计算,分析pH=3.6时Cu(OH)2和Fe(OH)3的沉淀情况。

 

3、已知Ksp(PbCl2)=1.610-5,Ksp(PbI2)=7.110-9,Ksp(PbS)=8.010-28。

若沉淀过程中依次看到白色

PbCl2、黄色PbI2、和黑色PbS三种沉淀,则往Pb2+溶液中滴加沉淀剂的次序是()。

A.Na2S、NaI、NaClB.NaCl、NaI、Na2S

C.NaCl、Na2S、NaID.NaI、NaCl、Na2S

4、将AgCl和AgI的饱和溶液的清液混合,在其中加入AgNO3固体,将会()

A.只有AgCl沉淀B.只有AgI沉淀

C.AgCl,AgI都沉淀,以AgCl为主D.AgCl,AgI都沉淀,以AgI为主

5、已知:

某温度时,Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]=1.8×10-10  

Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO2-4]=1.1×10-12 

试求:

(1)此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度,并比较两者的大小。

(2)此温度下,在0.010mo1·L-1的AgNO3溶液中,AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量

浓度,并比较两者的大小。

 

6.(2009·浙江理综,10)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的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的悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化为MgF2

作业

1.下列说法正确的是(  )

A.溶度积小的物质一定比溶度积大的物质溶解度小

B.对同类型的难溶物,溶度积小的一定比溶度积大的溶解度小

C.难溶物质的溶度积与温度无关

D.难溶物的溶解度仅与温度有关

2.自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的

ZnS或PbS,慢慢转变为铜蓝(CuS).下列分析正确的是(  )

A.CuS的溶解度大于PbS的溶解度

B.原生铜的硫化物具有还原性,而铜蓝没有还原性

C.CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2++S2-===CuS↓

D.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应

3.已知同温度下的溶解度:

Zn(OH)2>ZnS,MgCO3>Mg(OH)2.就溶解或电离出S2-的能力而言,

FeS>H2S>CuS,则下列离子方程式错误的是(  )

A.Mg2++2HCO

+2Ca2++4OH-===Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O

B.Cu2++H2S===CuS↓+2H+

C.Zn2++S2-+2H2O===Zn(OH)2↓+H2S↑

D.FeS+2H+===Fe2++H2S↑

4.在25℃时,AgCl的白色悬浊液中,依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液,观察到的现象是先出现

黄色沉淀,最后出现黑色沉淀.已知有关物质的溶度积Ksp(25℃)如表所示:

AgCl

AgI

Ag2S

Ksp(单位省略)

1.8×10-10

1.5×10-16

1.8×10-50

下列叙述错误的是(  )

A.沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动

B.溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀

C.AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解度相同

D.25℃时,在饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中,所含Ag+的浓度不同

5.已知25℃时,AgCl的溶度积Ksp=1.8×10-10mol2·L-2,则下列说法正确的是(  )

A.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,Ksp变大

B.AgNO3溶液与NaCl溶液混合后的溶液中,一定有c(Ag+)=c(Cl-)

C.温度一定时,当溶液中c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp时,此溶液中必有AgCl沉淀析出

D.将AgCl加入到较浓Na2S溶液中,AgCl转化为Ag2S,因为AgCl溶解度大于Ag2S

6.常温下,已知Mg(OH)2的溶度积常数为1.8×10-11mol3·L-3,则Mg(OH)2的饱和溶液的pH最接近于

(  )

A.1     B.3C.11D.13

7.某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示.下列说法正确的是(  )

A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点

C.d点无BaSO4沉淀生成D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp

8.水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2而不是CaCO3和MgCO3的解释正确的是(  )

A.Mg(OH)2的溶度积大于MgCO3的溶度积,且在水中发生了沉淀转化

B.Mg(OH)2的溶度积小于MgCO3的溶度积,且在水中发生了沉淀转化

C.MgCO3电离出的CO

发生水解,使水中OH-浓度减小,对Mg(OH)2的沉淀溶解平衡而言,

Q<Ksp,生成Mg(OH)2沉淀

D.MgCO3电离出的CO

发生水解,使水中OH-浓度增大,对Mg(OH)2的沉淀溶解平衡而言,

Q>Ksp,生成Mg(OH)2沉淀

9.在CaF2(Ksp=5.3×10-9mol3·L-3)与CaSO4(Ksp=9.1×10-6mol2·L-2)混合的饱和溶液中,测得F-浓度为

1.8×10-3mol·L-1,则溶液中SO

的浓度为(  )

A.3.0×10-3mol·L-1B.5.7×10-3mol·L-1

C.1.6×10-3mol·L-1D.9.0×10-4mol·L-1

10.已知25℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2·L-2,Ksp(AgI)=8.3×10-17mol2·L-2.若在5mL含有KCl和

KI浓度均为0.01mol·L-1的混合溶液中,滴加8mL0.01mol·L-1的AgNO3溶液,则下列叙述中不正

确的是(  )

A.溶液中所含溶质的离子浓度大小关系为:

c(K+)>c(NO

)>c(Ag+)>c(Cl-)>c(I-)

B.溶液中先产生的是AgI沉淀

C.AgCl饱和溶液

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