),D错误。
答案 B
1.下列有关叙述中,正确的是( )。
A.在一定温度下的BaSO4水溶液中,Ba2+和SO
浓度的乘积是一个常数
B.向含有BaSO4固体的溶液中加入适量的水使溶解又达到平衡时,BaSO4的溶度积不变,其溶解度也不变
C.只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程
D.向饱和的BaSO4水溶液中加入硫酸,BaSO4的Ksp变大
解析 一定温度下,只有在BaSO4的饱和溶液中,Ba2+和SO
浓度的乘积才是一个常数,A错误;溶度积和溶解度是温度的函数,向BaSO4固体中加入水,可使沉淀溶解平衡发生移动,但溶度积和溶解度均不变,B正确;无论难溶电解质还是易溶电解质,都存在沉淀溶解平衡状态,例如在NaCl的过饱和溶液中就存在沉淀溶解平衡状态,C错误;向BaSO4溶液中加入H2SO4溶液,只会使溶解平衡发生移动,但不会影响BaSO4的Ksp,D错误。
答案 B
2.(2013·济南名校模拟)下列有关沉淀溶解平衡的说法中正确的是( )。
A.在AgCl的沉淀溶解平衡体系中加入蒸馏水,Ksp(AgCl)增大
B.在CaCO3的沉淀溶解平衡体系中加入稀盐酸,平衡不移动
C.可直接根据Ksp的数值大小比较难溶物在水中的溶解度大小
D.25℃时,Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),向AgCl的悬浊液中加入KI固体,有黄色沉淀生成
解析 Ksp的大小只与温度有关,A项错误;CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO
(aq),加入稀盐酸,CO
与H+反应,导致溶解平衡正向移动,B项错误;只有比较相同温度下、相同组成形式的难溶电解质的Ksp的数值大小,才可比较难溶物在水中的溶解度大小。
答案 D
3.(2014·菏泽一模)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,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;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。
答案 B
1.沉淀溶解平衡是化学平衡的一种,沉淀溶解平衡的移动也同样遵循勒夏特列原理。
2.溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大,只有组成相似的难溶电解质才有可比性。
3.复分解反应总是向着某些离子浓度减小的方向进行,若生成难溶电解质,则向着生成溶度积较小的难溶电解质的方向进行。
4.一定温度下沉淀溶解平衡,曲线上的任意一点,都代表指定温度下的饱和溶液,由对应的离子浓度可求Ksp。
考点二 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FeCl3
Fe3++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
===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,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。
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+CO
===CaCO3+SO
。
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+CO
===BaCO3↓+SO
;
BaCO3+2H+===Ba2++H2O+CO2↑。
探究思考
1.试用平衡移动原理解释下列事实:
(1)BaCO3不溶于水,为什么不能作钡餐?
(2)CaCO3难溶于稀H2SO4,却能溶于醋酸中;
(3)分别用等体积的蒸馏水和0.01mol·L-1的盐酸洗涤AgCl沉淀,用水洗涤造成的AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。
答案
(1)BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO
(aq),胃液中的盐酸电离出的H+与BaCO3产生的CO
结合生成CO2和H2O,破坏了BaCO3的溶解平衡,c(Ba2+)增大,引起人体中毒。
(2)CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO
(aq),因为生成的CaSO4溶解度较小,会附在CaCO3的表面,阻止平衡的右移。
醋酸钙易溶于水;当醋酸电离出H+与CO
结合生成CO2和H2O时,CaCO3的溶解平衡右移。
(3)用水洗涤AgCl,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡右移,AgCl的质量减少,用盐酸洗涤AgCl,c(Cl-)较大会使平衡左移,AgCl减少的质量要小些。
2.利用生成沉淀的方法能否全部除去要沉淀的离子?
答案 不可能将要除去的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。
3.
(1)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液,溶液中的[Ag+]是________。
(2)已知Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,则将Mg(OH)2放入蒸馏水中形成饱和溶液,溶液的pH为________。
解析
(1)由AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)知[Ag+]=[Cl-]
所以Ksp(AgCl)=1.8×10-10=[Ag+]·[Cl-]=[Ag+]2
解得[Ag+]=1.3×10-5mol·L-1。
(2)由Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)
知Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11=[Mg2+]·[OH-]2=
·[OH-]2
解得[OH-]=3.3×10-4mol·L-1
所以[H+]=
=3.0×10-11mol·L-1
所以pH=10.5。
答案
(1)1.3×10-5mol·L-1
(2)10.5
【示例3】(2013·全国新课标Ⅰ,11)已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。
某溶液中含有Cl-、Br-和CrO
,浓度均为0.010mol·L-1,向该溶液中逐滴加入0.010mol·L-1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )。
A.Cl-、Br-、CrO
B.CrO
、Br-、Cl-
C.Br-、Cl-、CrO
D.Br-、CrO
、Cl-
思维启迪根据已知的三种阴离子的浓度计算出要产生三种沉淀所需Ag+的最小浓度,所需Ag+浓度最小的先沉淀。
解析 要产生AgCl沉淀,[Ag+]>
mol·L-1=1.56×10-8mol·L-1;
要产生AgBr沉淀,[Ag+]>
mol·L-1=7.7×10-11mol·L-1;
要产生Ag2CrO4,需[Ag+]2·[CrO
]>Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12,
即[Ag+]>
mol·L-1=3.0×10-5mol·L-1;
显然沉淀的顺序为Br-、Cl-、CrO
。
答案 C
【示例4】(2013·北京理综,10)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AgI
D.实验可以证明AgI比AgCl更难溶
解析 在浊液a中,存在AgCl的沉淀溶解平衡,即在滤液b中,仍含有少量Ag+,故在b中生成了AgI沉淀,A正确,B错误;向白色沉淀AgCl中滴加KI溶液生成黄色AgI,由此可说明AgI比AgCl更难溶,C项和D项都正确。
答案 B
1.(2013·枣庄质检)下表是三种难溶金属硫化物的溶度积常数(25℃)。
化学式
FeS
CuS
MnS
溶度积
6.3×10-18
1.3×10-36
2.5×10-13
下列有关说法中正确的是( )。
A.25℃时,CuS的溶解度大于MnS的溶解度
B.25℃时,饱和CuS溶液中,Cu2+的浓度为1.3×10-36mol·L-1
C.因为H2SO4是强酸,所以反应CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4不能发生
D.除去某溶液中的Cu2+,可以选用FeS作沉淀剂
解析 FeS、CuS、MnS都是同类型的难溶电解质,25℃时,CuS的Ksp远小于MnS的Ksp,说明CuS的溶解度小于MnS的溶解度;25℃时,饱和CuS溶液中,[Cu2+]=[S2-]=
=
≈1×10-18mol·L-1;因为CuS不溶于稀硫酸,所以反应CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4可以发生;因为溶解度CuS答案 D
2.已知Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9。
若用10LNa2CO3溶液溶解1.0mol的BaSO4,则Na2CO3溶液的最初浓度不得低于( )。
A.2.6mol·L-1B.2.5mol·L-1
C.2.3mol·L-1D.3.0mol·L-1
解析 当BaSO4溶解完后溶液中[SO
]≈0.1mol·L-1,设此时溶液中的[CO
]=xmol·L-1。
溶液中有BaSO4(s)+CO
(aq)BaCO3(s)+SO
(aq),故K=
=
=
=
=0.04=
,x=2.5,因此Na2CO3溶液的最初浓度:
[Na2CO3]≥(0.1+2.5)mol·L-1=2.6mol·L-1。
答案 A
3.(2012·浙江理综,26)已知:
I2+2S2O
===S4O
+2I-
相关物质的溶度积常数见下表:
物质
Cu(OH)2
Fe(OH)3
CuCl
CuI
Ksp
2.2×10-20
2.6×10-39
1.7×10-7
1.3×10-12
(1)某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3,为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,加入________,调至pH=4,使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的c(Fe3+)=________。
过滤后,将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶,可得到CuCl2·2H2O晶体。
(2)在空气中直接加热CuCl2·2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2,原因是___________________________________________________________
(用化学方程式表示)。
由CuCl2·2H2O晶体得到纯的无水CuCl2的合理方法是___________________________________________________________。
(3)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2·2H2O晶体的试样(不含能与I-发生反应的氧化性杂质)的纯度,过程如下:
取0.36g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。
用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。
①可选用________作滴定指示剂,滴定终点的现象是___________________________________________________________
___________________________________________________________。
②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为___________________________________________________________
___________________________________________________________。
③该试样中CuCl2·2H2O的质量百分数为________。
解析
(1)考虑到不引入新的杂质,调节至溶液pH为4,使Fe3+沉淀的试剂可以是Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、CuO等。
pH=4时,[OH-]=
=10-10mol·L-1,此时溶液中[Fe3+]=
=
mol·L-1=2.6×10-9mol·L-1。
(2)CuCl2·2H2O在空气中加热会发生水解反应:
2CuCl2·2H2O
Cu(OH)2·CuCl2+2HCl+2H2O或CuCl2·2H2O
CuO+2HCl+H2O,要得到无水CuCl2,应将CuCl2·2H2O晶体在干燥的HCl气流中加热脱水以抑制其水解。
(3)依题给信息,用“间接碘量法”测定CuCl2·2H2O晶体试样纯度的反应原理是:
2Cu2++4I-===2CuI↓+I2,I2+2S2O
===S4O
+2I-,用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2,指示剂选择淀粉溶液,终点时溶液蓝色褪去,且半分钟内不复色。
由2Cu2+~I2~2S2O
得CuCl2·2H2O试样的纯度为
×100%=95%。
答案
(1)Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 2.6×10-9mol·L-1
(2)2CuCl2·2H2O
Cu(OH)2·CuCl2+2HCl+2H2O[主要产物写成Cu(OH)2、Cu(OH)Cl、CuO均可]
在干燥的HCl气流中加热脱水
(3)①淀粉溶液 蓝色褪去,放置30s后不复色
②2Cu2++4I-===2CuI↓+I2 ③95%
“两应用”“三方法”“两类型”
1.沉淀生成的两大应用
①分离离子:
同一类型的难溶电解质,如AgCl、AgBr、AgI,溶度积小的物质先析出,溶度积大的物质后析出。
②控制溶液的pH来分离物质,如除去CuCl2中的FeCl3就可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2等物质,将Fe3+转化为Fe(OH)3而除去。
2.沉淀溶解的三种常用方法
①盐溶解法:
加入盐溶液,与沉淀溶解平衡体系中某种离子反应生成弱电解质,从而减小离子浓度使沉淀溶解,如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。
②配位溶解法:
加入适当的配合剂,与沉淀溶解平衡体系中的某种离子生成稳定的配合物,从而减小离子浓度使沉淀溶解,如AgCl溶于氨水。
③氧化还原法:
通过发生氧化还原反应使平衡体系中的离子浓度降低,从而使沉淀溶解,如Ag2S溶于硝酸。
3.溶度积计算的两大类型
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+]=
mol·L-1。
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+]=10amol·L-1。