学年高中化学同步讲练331 沉淀溶解平衡与溶度积2鲁科版选修4Word下载.docx
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[Mg2+]
[OH-]
加水
正向移动
减小
升温
增大
加MgCl2(s)
逆向移动
加盐酸
加NaOH(s)
[归纳总结]
外界条件改变对溶解平衡的影响
(1)温度升高,多数溶解平衡向溶解的方向移动。
(2)加水稀释,浓度减小,溶解平衡向溶解方向移动。
(3)加入与难溶电解质构成微粒相同的物质,溶解平衡向生成沉淀的方向移动。
(4)加入与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质,溶解平衡向溶解的方向移动。
[活学活用]
1.把氢氧化钙放入蒸馏水中,一段时间后达到如下平衡:
Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),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
答案 B
解析 Na2S水解显碱性,增大了溶液中OH-的浓度;
NaOH会提供大量OH-;
CaCl2会增大Ca2+的浓度,所以A、C、D选项都会使溶解平衡向左移动,而AlCl3中的Al3+可与OH-发生反应生成Al(OH)3沉淀,使平衡向右移动,促进Ca(OH)2的溶解。
2.将AgCl分别投入下列溶液中:
①40mL0.03mol·
L-1的HCl溶液
②50mL0.03mol·
L-1的AgNO3溶液
③30mL0.02mol·
L-1的CaCl2溶液
④10mL蒸馏水
AgCl的溶解度由大到小的顺序是________。
答案 ④>
①=②>
③
解析 在水中AgCl存在溶解平衡(注:
第一个方程式是双向箭头)AgCl(s)AgCl(aq)===Ag+(aq)+Cl-(aq)
(注:
s表示未溶解的固体,aq表示已被溶解但未电离的AgCl)
当溶液中存在Ag+或者Cl-时,溶解平衡逆向移动,AgCl的溶解度减小。
溶液中Ag+或Cl-的浓度越大,逆向移动的程度越大,溶解度就越小。
以中性的水为参照,溶解度④>
③。
探究点二 溶度积常数
1.在一定温度下,沉淀达溶解平衡后的溶液为饱和溶液,其离子浓度不再发生变化,溶液中各离子浓度幂之积为常数,叫做溶度积常数(简称溶度积),用Ksp表示。
2.写出下列沉淀溶解平衡的溶度积常数的表达式
(1)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
Ksp=[Ag+][Cl-];
(2)Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)
Ksp=[Fe3+][OH-]3;
(3)AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)
Ksp=[An+]m[Bm-]n。
常见难溶电解质的溶度积与溶解度(25℃)
难溶物
Ksp
溶解度/g
AgCl
1.8×
10-10mol2·
L-2
1.5×
10-4
AgBr
5.4×
10-13mol2·
8.4×
10-6
AgI
8.3×
10-17mol2·
2.1×
10-7
BaSO4
1.1×
2.4×
10-3
Fe(OH)3
2.6×
10-39mol4·
L-4
3.0×
10-9
CaCO3
5.0×
10-9mol2·
7.1×
3.通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——浓度商Q的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解:
(1)Q>
Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。
(2)Q=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态。
(3)Q<
Ksp,溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。
1.溶度积的意义
(1)溶度积Ksp仅与温度有关(难溶电解质一定时)。
(2)溶度积与溶解度均可表示物质的溶解性。
(3)相同类型的物质,溶度积越小,其溶解度越小。
2.根据溶度积能计算出饱和溶液中离子浓度,计算出溶解的溶质的浓度。
由溶液体积可计算Ksp与S换算式,S的单位必须用物质的量浓度(mol·
L-1或mol·
dm-3)。
3.下列叙述中,正确的是( )
A.溶度积大的化合物溶解度肯定大
B.向含有AgCl固体的溶液中加入适量的水使AgCl溶解又达到平衡时,AgCl的溶度积不变,其溶解度也不变
C.将难溶电解质放入纯水中,溶解达到平衡时,电解质离子的浓度的乘积就是该物质的溶度积
D.AgCl水溶液的导电性很弱,所以AgCl为弱电解质
解析 当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时,Ksp数值越大,溶解能力越强,A项错误;
B项,溶液中离子浓度变化,能引起平衡移动,但并不改变溶度积,故正确;
溶度积是难溶强电解质饱和溶液中离子浓度的系数次方之积,C项错误;
AgCl在水溶液中完全电离,是强电解质,D项错误。
4.在BaSO4饱和溶液中加入少量的BaCl2溶液产生BaSO4沉淀,若以Ksp表示BaSO4的溶度积常数,则平衡后溶液中( )
A.[Ba2+]=[SO
]=(Ksp)
B.[Ba2+][SO
]>
Ksp,[Ba2+]=[SO
]
C.[Ba2+][SO
]=Ksp,[Ba2+]>
[SO
D.[Ba2+][SO
]≠Ksp,[Ba2+]<
答案 C
解析 在BaSO4饱和溶液中加入少量的BaCl2溶液,平衡BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO
(aq)左移,则此时[Ba2+]>
];
由于温度未发生改变,所以溶液中Ksp=[Ba2+][SO
]不变。
1.下列对“难溶”的理解正确的是( )
A.在水中难溶的物质,在其他溶剂中也是难溶的
B.难溶就是绝对不溶
C.难溶就是溶解度相对较小,没有绝对不溶于水的电解质
D.如果向某溶液中加入足量另一种试剂时,生成了难溶性的电解质,则说明原溶液中的相应离子已沉淀完全
解析 难溶是指物质在水中的溶解度小于0.01g。
2.下列有关AgCl沉淀的溶解平衡状态的说法中,正确的是( )
A.AgCl沉淀的生成和溶解不断进行,但速率相等
B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-
C.升高温度,AgCl的溶解度不变
D.向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl的溶解度不变
答案 A
解析 AgCl固体在溶液中存在溶解平衡,所以溶液中有Ag+和Cl-,B错;
升高温度,AgCl溶解度增大,C错;
向平衡体系中加入NaCl固体,增大了[Cl-],溶解平衡左移,AgCl溶解度减小,D错。
3.把足量熟石灰放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡:
Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),下列叙述正确的是( )
A.给溶液加热,溶液的pH升高
B.恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高
C.向溶液中加入Na2CO3溶液,Ca(OH)2固体增多
D.向溶液中加入少量的NaOH固体,Ca(OH)2固体增多
答案 D
解析 A项,加热时Ca(OH)2溶解度减小,平衡逆向移动,[OH-]减小,pH减小;
B项,CaO+H2O===Ca(OH)2,由于保持恒温,Ca(OH)2溶解度不变,[OH-]不变,因此pH不变;
C项,CO
+Ca2+===CaCO3↓,使平衡正向移动,Ca(OH)2固体减少;
D项,加入NaOH固体时,[OH-]增大,平衡逆向移动,因此Ca(OH)2固体增多。
4.下列说法中,正确的是( )
A.两种难溶盐电解质,其中Ksp小的溶解度一定小
B.溶液中存在两种可以与同一沉淀剂生成沉淀的离子,则Ksp小的一定先生成沉淀
C.难溶盐电解质的Ksp与温度有关
D.同离子效应使难溶盐电解质的溶解度变小,也使Ksp变小
解析 Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关。
5.已知在室温时,PbI2的溶度积(Ksp)为7.1×
10-9mol3·
L-3,计算室温下PbI2饱和溶液中Pb2+和I-的浓度。
答案 1.2×
10-3mol·
L-1 2.4×
L-1
解析 根据溶度积的概念可知:
Ksp(PbI2)=[Pb+][I-]2,
由反应知[Pb2+]∶[I-]=1∶2,据此可计算[Pb2+]、[I-]。
解:
PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)
浓度关系:
[I-]=2[Pb2+]
Ksp=[Pb2+][I-]2=4[Pb2+]3=7.1×
L-3
[Pb2+]=
=
≈1.2×
[I-]=2[Pb2+]=2×
1.2×
L-1≈2.4×
10-3mol·
L-1。
[基础过关]
一、物质的溶解性
1.下列属于微溶物质的是( )
A.AgClB.BaCl2C.CaSO4D.Ag2S
解析 AgCl、Ag2S是难溶物,BaCl2是可溶物。
2.下列物质的溶解度随温度升高而减小的是( )
①KNO3②Ca(OH)2
③BaSO4④CO2
A.①②B.②④C.①③D.①④
解析 Ca(OH)2的溶解度比较特殊,随温度的升高而减小,其他绝大多数物质随温度升高,溶解度增大(气体除外)。
二、沉淀溶解平衡及其影响因素
3.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.沉淀溶解达到平衡时,沉淀的生成和溶解的速率相等
C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变
D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶的该沉淀物,将促进溶解
解析 反应开始时,各离子的浓度没有必然的关系,A项不正确;
沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度保持不变,但不一定相等,C项不正确;
沉淀溶解达到平衡后,再加入难溶的该沉淀物,平衡不会移动,D项错。
4.在AgCl饱和溶液中尚有AgCl固体存在,当向溶液中加入0.1mol·
L-1的盐酸时,下列说法正确的是( )
A.AgCl沉淀溶解平衡正向移动
B.AgCl溶解度增大
C.溶液中[Ag+]增大
D.溶液中[Cl-]增大
5.在一定温度下,Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡:
Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),若使固体Mg(OH)2的量减少,而[Mg2+]不变,可采取的措施是( )
A.加MgCl2B.加H2O
C.加NaOHD.加HCl
6.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( )
A.温度一定时,Ksp(SrSO4)随[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
解析 温度一定时,Ksp(SrSO4)不变,A错误;
由题中沉淀溶解平衡曲线可看出,313K时,[Sr2+]、[SO
]最大,Ksp最大,B正确;
283K时,a点[Sr2+]小于平衡时[Sr2+],故未达到饱和,沉淀继续溶解,C不正确;
从283K升温到363K要析出固体,依然为饱和溶液。
三、溶度积常数
7.下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是( )
A.常温下,向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体,BaCO3的Ksp减小
B.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高Ksp减小
C.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高Ksp增大
D.常温下,向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体,Mg(OH)2的Ksp不变
解析 温度不变,溶度积常数不变,故A项不正确;
大多数的难溶物温度升高,Ksp增大,但也有少数物质相反,故B、C均不正确。
8.在CaCO3饱和溶液中,加入Na2CO3固体,达到平衡时( )
A.[Ca2+]=[CO
B.[Ca2+]=[CO
]=
C.[Ca2+]≠[CO
],[Ca2+][CO
]=Ksp(CaCO3)
D.[Ca2+]≠[CO
]≠Ksp(CaCO3)
解析 溶液中[Ca2+]<
[CO
],A、B均不正确,C项正确;
D项,温度不变,则Ksp(CaCO3)不变。
9.已知:
Ksp(AgCl)=1.8×
L-2,Ksp(AgI)=1.5×
10-16mol2·
L-2,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×
10-12mol3·
L-3,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>
C.Ag2CrO4>
AgCl>
AgID.Ag2CrO4>
解析 AgCl和AgI的结构相似,由Ksp可知AgCl饱和溶液中的[Ag+]大于AgI饱和溶液中的[Ag+];
AgCl饱和溶液中的[Ag+]2=Ksp=1.8×
L-2,Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO
(aq)的Ksp=[Ag+]2[CrO
[Ag+]3=2.0×
L-3,可得Ag2CrO4饱和溶液中的[Ag+]大于AgCl饱和溶液中的[Ag+]。
[能力提升]
10.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×
L-2,下列说法不正确的是( )
A.在t℃时,AgBr的Ksp为4.9×
B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到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
解析 根据图中c点的[Ag+]和[Br-]可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×
L-2,A正确;
在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后,[Br-]增大,溶解平衡逆向移动,[Ag+]减小,故B错;
在a点时Q<
Ksp,故为AgBr的不饱和溶液,C正确;
选项D中K=[Cl-]/[Br-]=Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr),代入数据得K≈816,D正确。
11.已知在Ca3(PO4)2的饱和溶液中存在平衡:
Ca3(PO4)2(s)3Ca2+(aq)+2PO
(aq)
(1)溶度积Ksp=_____________________________________________________;
(2)若一定温度下,饱和溶液中[Ca2+]=2.0×
10-6mol·
L-1,[PO
]=1.58×
L-1,则Ksp=________。
答案
(1)Ksp=[Ca2+]3[PO
]2
(2)2.0×
10-29mol5·
L-5
解析 Ksp=[Ca2+]3[PO
=(2.0×
L-1)3×
(1.58×
L-1)2
=2.0×
L-5。
[拓展探究]
12.从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(2)流程乙加入烧碱后生成SiO
的离子方程式为
(3)验证滤液B中含Fe3+,可取少量滤液并加入________(填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成分是__________(填化学式),写出该溶液的一种用途________________________________________________________________________。
(5)已知298K时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×
L-3,取适量的滤液B,加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡,测得pH=13.00,则此温度下残留在溶液中的[Mg2+]=__________。
答案
(1)Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O
(2)SiO2+2OH-===SiO
+H2O
(3)硫氰化钾(或苯酚溶液等合理答案均可)
(4)NaHCO3 制纯碱(或作发酵粉等合理答案均可)
(5)5.6×
10-10mol·
解析
(1)Al2O3溶于盐酸生成AlCl3和水,化学方程式为Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O
(2)SiO2与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO2+2OH-===SiO
(3)Fe3+的鉴定有多种方法,KSCN溶液、苯酚溶液、NaOH溶液等都可与之产生明显现象,若使用NaOH溶液,则NaOH溶液要过量。
(4)由于通入的是过量CO2,因此滤液E和K中的主要成分是NaHCO3,其用途广泛,工业上可用于制纯碱,也可用作食品添加剂。
(5)298K,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×
L-3,即溶液中[Mg2+][OH-]2=5.6×
L-3。
pH=13的溶液中,[OH-]=0.1mol·
L-1,则此时[Mg2+]=
mol·
L-1=5.6×