沉淀溶解平衡的计算学案.docx
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沉淀溶解平衡的计算学案
沉淀溶解平衡的学案
一、溶度积和溶解度之间的关系
例1、已知Ksp,AgCl=1.56⨯10-10,Ksp,Ag2CrO4=9.0⨯10-12,试求AgCl和Ag2CrO4的溶解度(用g/L表示)
例2、把足量的AgCl放入1L1.0mol/L的盐酸溶液中溶解度是多少?
(g/L)
二、溶度积规则
例1、下列情况下,有无CaCO3沉淀生成?
(KspCaCO3=2.8⨯10-9)
(1)往盛有1.0L纯水中加入0.1mL浓度为0.01mol/L的CaCl2和Na2CO3;
(2)改变CaCl2和Na2CO3的浓度为1.0mol/L呢?
三、沉淀溶解平衡的应用
一般认为沉淀离子浓度小于1.0×10-5mol/L时,则认为已经沉淀完全
1、沉淀的生成
例1、向1.0×10-3mol⋅L-1的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶液,求开始有Ag2CrO4沉淀生成时的[Ag+]=?
CrO42-沉淀完全时,[Ag+]=?
例2、向0.1mol⋅L-1的ZnCl2溶液H2S气体至饱和时(H2S的浓度为0.1mol⋅L-1),溶液中刚有ZnS沉淀生成,求此时溶液的[H+]=?
2、沉淀的溶解
例1:
如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10mol/L,
使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么?
课堂练习:
1.下列说法中正确的是( )
A.饱和石灰水中加入一定量生石灰,温度明显升高,所得溶液的pH增大
B.AgCl悬浊液中存在平衡:
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),往其中加入少量NaCl
粉末,平衡向左移动,溶液中离子的总浓度会减小
C.AgCl悬浊液中加入KI溶液,白色沉淀变成黄色,证明此条件下Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
D.硬水中含有较多的Ca2+、Mg2+、HCO
、SO
,加热煮沸可以完全除去其中的
Ca2+、Mg2+
2.下列说确的是( )
A.向Na2SO4溶液中加入过量BaCl2溶液,则SO
沉淀完全,溶液中只含Ba2+、
Na+和Cl-,不含SO
B.Ksp小的物质的溶解能力一定比Ksp大的物质的小
C.为减小洗涤过程中固体的损失,最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀
D.洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好
3.硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。
下列说确的是( )
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
4.往含I-和Cl-的稀溶液中滴入AgNO3溶液,沉淀的质量与加入AgNO3溶液体积的关系如右图所示。
则原溶液中c(I-)/c(Cl-)的比值为( )
A.(V2-V1)/V1B.V1/V2
C.V1/(V2-V1)D.V2/V1
5.已知AgCl为难溶于水和酸的白色固体,Ag2S为难溶于水和酸的黑色固体。
向AgCl和水形成的悬浊液中加入足量的Na2S溶液并振荡,结果白色固体完全转化为黑色固体:
(1)写出白色固体转化为黑色固体的离子方程式:
________________________________________________________________________。
(2)简要说明白色固体转化为黑色固体的原因。
6.与c(H+)·c(OH-)=Kw类似,FeS饱和溶液中存在:
FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq),
c(Fe2+)·c(S2-)=Ksp。
常温下Ksp=8.1×10-17。
(1)理论上FeS的溶解度为____________________________________________。
(2)又知FeS饱和溶液中c(H+)与c(S2-)之间存在以下限量关系:
[c(H+)]2·c(S2-)=1.0×10-22,为了使溶液中c(Fe2+)达到1mol/L,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调节溶液中的c(H+)为______。
课后补充作业
一、选择题
1.有关AgCl沉淀的溶解平衡说确的是( )
A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但速率为0
B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-
C.升高温度,AgCl沉淀的溶解度增大
D.向AgCl沉淀中加入NaCl固体,AgCl沉淀的溶解度不变
2.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,沉淀的速率和溶解的速率相等
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,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解
3.一定温度下,在氢氧化钡的悬浊液中,存在氢氧化钡固体与其电离的离子间的溶解平衡关系:
Ba(OH)2(s)Ba2+(aq)+2OH-(aq)。
向此种悬浊液中加入少量的氧化钡粉末,下列叙述正确的是( )
A.溶液中钡离子数目减小B.溶液中钡离子浓度减小
C.溶液中氢氧根离子浓度增大D.pH减小
4.纯净的NaCl并不潮解,但家庭所用的食盐因含有MgCl2杂质而易于潮解。
为得到纯净的氯化钠,有人设计这样一个实验:
把买来的食盐放入纯NaCl的饱和溶液中一段时间,过滤即得纯净的NaCl固体。
对此有下列说法,其中正确的是( )
A.食盐颗粒大一些有利于提纯
B.设计实验的根据是MgCl2比NaCl易溶于水
C.设计实验的根据是NaCl的溶解平衡
D.在整个过程中,NaCl的物质的量浓度会变大
5.已知:
Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=7.8×10-13。
现将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合,再加入足量浓AgNO3溶液,发生的反应为( )
A.只有AgBr沉淀
B.AgCl和AgBr沉淀等量生成
C.AgCl和AgBr沉淀都有,但以AgCl沉淀为主
D.AgCl和AgBr沉淀都有,但以AgBr沉淀为主
6.石可以用作墙面、地面和厨房桌面,其主要成分是碳酸钙。
食醋不慎滴在石桌面上,会使其失去光泽,变得粗糙。
下列能正确解释此现象的是( )
A.食醋中的水使碳酸钙溶解
B.食醋中的醋酸将碳酸钙氧化
C.食醋中的醋酸与碳酸钙反应并放出大量的二氧化碳气体
D.食醋中的醋酸与碳酸钙发生了复分解反应
7.在BaSO4饱和溶液中,加入Na2SO4(s),达平衡时( )
A.c(Ba2+)=c(SO
)
B.c(Ba2+)=c(SO
)=[Ksp(BaSO4)]1/2
C.c(Ba2+)≠c(SO
),c(Ba2+)·c(SO
)=Ksp(BaSO4)
D.c(Ba2+)≠c(SO
),c(Ba2+)·c(SO
)≠Ksp(BaSO4)
8.在100mL0.01mol·L-1KCl溶液中,加入1mL0.01mol·L-1AgNO3溶液,下列说确的是(已知AgCl的Ksp=1.8×10-10)( )
A.有AgCl沉淀析出B.无AgCl沉淀析出
C.无法确定D.有沉淀但不是AgCl
9.已知25℃时,Ka(HF)=3.6×10-4,Ksp(CaF2)=
1.46×10-10。
现向1L0.2mol·L-1HF溶液中加入1L0.2mol·L-1CaCl2溶液,则下列说法中,正确的是( )
A.25℃时,0.1mol·L-1HF溶液中pH=1
B.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化
C.该体系中没有沉淀产生
D.该体系中HF与CaCl2反应产生沉淀
10.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↑
二、非选择题
11.已知25℃时,Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20。
(1)某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02mol/L,如要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH,使之大于________。
(2)要使0.2mol·L-1CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原来的千分之一),则应向溶液里加入NaOH溶液,使溶液的pH为________。
12.已知在25℃的水溶液中,AgX、AgY、AgZ均难溶于水,但存在沉淀溶解平衡。
当达到平衡时,溶液中离子浓度的乘积是一个常数(此常数用Ksp表示,Ksp和水的Kw相似)。
如:
AgX(s)Ag+(aq)+X-(aq)
Ksp(AgX)===c(Ag+)·c(X-)=1.8×10-10
AgY(s)Ag+(aq)+Y-(aq)
Ksp(AgY)===c(Ag+)·c(Y-)=1.0×10-12
AgZ(s)Ag+(aq)+Z-(aq)
Ksp(AgZ)=c(Ag+)·c(Z-)=8.7×10-17
(1)根据以上信息,判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度(用已被溶解的溶质的物质的量/1L溶液表示)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为________________________________________________________________________。
(2)若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体,则c(Y-)________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)在25℃时,若取0.188g的AgY(相对分子质量188)固体放入100mL水中(忽略溶液体积的变化),则溶液中Y-的物质的量浓度为________。
(4)①由上述Ksp判断,在上述(3)的体系中,能否实现AgY向AgZ的转化?
________,并简述理由:
_________________________________________________________。
②在上述(3)体系中,能否实现AgY向AgX的转化?
________,根据你的观点选答一项。
若不能,请简述理由:
________________________________________________。
若能,则实现转化的必要条件是_________________________________________。
13.水体中重金属铅的污染问题备受关注。
水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、Pb(OH)
、Pb(OH)
,各形态的浓度分数α随溶液pH变化的关系如下图所示:
(1)Pb(NO3)2溶液中,
________2(填“>”“=”或“<”);往该溶液中滴入氯化铵溶液后,
增加,可能的原因是________________________________。
(2)往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液,pH=8时溶液中存在的阳离子(Na+除外)有__________,pH=9时主要反应的离子方程式为_______________________。
(3)某课题组制备了一种新型脱铅剂,能有效去除水中的痕量铅,实验结果如下表:
离 子
Pb2+
Ca2+
Fe3+
Mn2+
Cl-
处理前浓度/(mg·L-1)
0.100
29.8
0.120
0.087
51.9
处理后浓度/(mg·L-1)
0.004
22.6
0.040
0.053
49.8
上表中除Pb2+外,该脱铅剂对其他离子的去除效果最好的是________。
(4)如果该脱铅剂(用EH表示)脱铅过程中主要发生的反应为:
2EH(s)+Pb2+E2Pb(s)+2H+则脱铅的最合适pH围为( )
A.4~5B.6~7C.9~10D.11~12
14.已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡:
MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq)
Ksp=c(Mn+)m·c(Am-)n,称为溶度积。
某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性,查得如下资料:
(25℃)
难溶电解质
CaCO3
CaSO4
MgCO3
Mg(OH)2
Ksp
2.8×10-9
9.1×10-6
6.8×10-6
1.8×10-11
实验步骤如下:
①往100mL0.1mol·L-1的CaCl2溶液中加入100mL0.1mol·L-1的Na2SO4溶液,立即有白色沉淀生成。
②向上述悬浊液中加入固体Na2CO33g,搅拌,静置,沉淀后弃去上层清液。
③再加入蒸馏水搅拌,静置,沉淀后再弃去上层清液。
④______________________________________________________________________。
(1)由题息Ksp越大,表示电解质的溶解度越________(填“大”或“小”)。
(2)写出第②步发生反应的化学方程式:
_____________________________。
(3)设计第③步的目的是________________________________________。
(4)请补充第④步操作及发生的现象:
_________________________________。
2011-2012学年高二化学选修4(人教版)同步练习第三章
第四节难溶电解质的溶解平衡
1.下列说法中正确的是( )
A.饱和石灰水中加入一定量生石灰,温度明显升高,所得溶液的pH增大
B.AgCl悬浊液中存在平衡:
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),往其中加入少量NaCl
粉末,平衡向左移动,溶液中离子的总浓度会减小
C.AgCl悬浊液中加入KI溶液,白色沉淀变成黄色,证明此条件下Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
D.硬水中含有较多的Ca2+、Mg2+、HCO
、SO
,加热煮沸可以完全除去其中的
Ca2+、Mg2+
解析:
A项中温度升高,Ca(OH)2溶解度降低,碱性减弱,pH减小,A项错误;B项中加入NaCl,虽然平衡左移,但加入了NaCl粉末会使溶液中离子的总浓度会增大,B项错误;沉淀总是向溶解度更小的方向转化,C项中现象说明AgI的溶解度小于AgCl,对于同类型(阴、阳离子个数分别相等)的难溶物,Ksp越小,溶解度越小,C项正确;D项加热煮沸,只能降低Ca2+、Mg2+的浓度,而不可能完全除去,D项错误。
答案:
C
2.下列说确的是( )
A.向Na2SO4溶液中加入过量BaCl2溶液,则SO
沉淀完全,溶液中只含Ba2+、
Na+和Cl-,不含SO
B.Ksp小的物质的溶解能力一定比Ksp大的物质的小
C.为减小洗涤过程中固体的损失,最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀
D.洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好
解析:
生成BaSO4沉淀后的溶液中仍然存在Ba2+和SO
,因为有BaSO4的沉淀溶解平衡存在,A不正确;同类型物质的Ksp数值越小,溶解能力越小,不同类型的物质则不能直接比较,B不正确。
从减小BaSO4沉淀损失的角度而言,用稀H2SO4洗涤效果好,因为H2SO4可以抑制BaSO4的溶解,C正确。
洗涤沉淀一般2~3次即可,次数过多会使沉淀溶解而减少。
答案:
C
3.硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。
下列说确的是( )
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:
A项,Ksp只与温度有关,与浓度的大小无关;283K时对比线上所有的点为饱和溶液,而a点在此温度下是不饱和溶液。
D项,283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后,因363K时的Ksp小于283K时的Ksp,故溶液变为过饱和溶液。
答案:
B
4.往含I-和Cl-的稀溶液中滴入AgNO3溶液,沉淀的质量与加入AgNO3溶液体积的关系如右图所示。
则原溶液中c(I-)/c(Cl-)的比值为( )
A.(V2-V1)/V1B.V1/V2
C.V1/(V2-V1)D.V2/V1
解析:
根据I-+Ag+===AgI↓(黄色),Cl-+Ag+===AgCl↓(白色),结合图示,可知
I-、Cl-消耗AgNO3溶液的体积分别为V1、(V2-V1),因此在原溶液中c(I-)/c(Cl-)=V1/(V2-V1)。
答案:
C
5.已知AgCl为难溶于水和酸的白色固体,Ag2S为难溶于水和酸的黑色固体。
向AgCl和水形成的悬浊液中加入足量的Na2S溶液并振荡,结果白色固体完全转化为黑色固体:
(1)写出白色固体转化为黑色固体的离子方程式:
________________________________________________________________________。
(2)简要说明白色固体转化为黑色固体的原因。
解析:
由于AgCl的溶解度远大于Ag2S的溶解度,即Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S),当在AgCl与水的悬浊液中加入Na2S(aq)时,对Ag2S来说Qc>Ksp,所以2Ag++S2-===Ag2S↓,使AgCl(s)Ag++Cl-溶解平衡向右移动,最终转化成Ag2S。
答案:
(1)2AgCl+S2-===Ag2S+2Cl-
(2)因为Ag2S的溶解度比AgCl的溶解度小,根据平衡移动原理,沉淀溶解平衡向离子浓度减小的方向移动
6.与c(H+)·c(OH-)=Kw类似,FeS饱和溶液中存在:
FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq),
c(Fe2+)·c(S2-)=Ksp。
常温下Ksp=8.1×10-17。
(1)理论上FeS的溶解度为____________________________________________。
(2)又知FeS饱和溶液中c(H+)与c(S2-)之间存在以下限量关系:
[c(H+)]2·c(S2-)=1.0×10-22,为了使溶液中c(Fe2+)达到1mol/L,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调节溶液中的c(H+)为______。
解析:
(1)由FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq)
c(Fe2+)=
=
=9×10-9mol·L-1
即1L溶液中可溶解9×10-9mol的FeS(令所得溶液的密度为1g·cm-3)
由(100g+S)∶S=1000g∶(9×10-9×88)g
所以S=7.92×10-8g
(2)c(Fe2+)=1mol·L-1,则c(S2-)=
=
=8.1×10-17mol·L-1,c(H+)=
=1.11×10-3mol·L-1。
答案:
(1)7.92×10-8g
(2)1.11×10-3mol·L-1
一、选择题
1.有关AgCl沉淀的溶解平衡说确的是( )
A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但速率为0
B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-
C.升高温度,AgCl沉淀的溶解度增大
D.向AgCl沉淀中加入NaCl固体,AgCl沉淀的溶解度不变
解析:
溶解平衡为动态平衡,是沉淀生成的速率和沉淀溶解的速率达到相等而并非速率为0的状态,物质的难溶是相对的,因此AgCl溶液中Ag+、Cl-非常少,向AgCl沉淀中加NaCl,增大c(Cl-),使平衡向逆方向移动,则溶解度减小。
答案:
C
2.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,沉淀的速率和溶解的速率相等
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,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解
解析:
本题考查了沉淀溶解平衡的建立与特征。
A项:
反应开始时,各离子的浓度没有必然的关系。
B项正确。
C项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。
D项:
沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,由于固体的浓度为常数,故平衡不发生移动。
答案:
B
3.一定温度下,在氢氧化钡的悬浊液中,存在氢氧化钡固体与其电离的离子间的溶解平衡关系:
Ba(OH)2(s)Ba2+(aq)+2OH-(aq)。
向此种悬浊液中加入少量的氧化钡粉末,下列叙述正确的是( )
A.溶液中钡离子数目减小B.溶液中钡离子浓度减小
C.溶液中氢氧根离子浓度增大D.pH减小
解析:
在Ba(OH)2悬浊液中,加入BaO粉末,使溶液中水量减少,部分Ba2+和OH-结合为Ba(OH)2固体析出,使Ba2+、OH-数目减小,但由于温度没有改变,溶解度不变,Ba2+和OH-的浓度不变,溶液的pH不变。
答案:
A
4.纯净的NaCl并不潮解,但家庭所用的食盐因含有MgCl2杂质而易于潮解。
为得到纯净的氯化钠,有人设计这样一个实验:
把买来的食盐放入纯NaCl的饱和溶液中一段时间,过滤即得纯净的NaCl固体。
对此有下列说法,其中正确的是( )
A.食盐颗粒大一些有利于提纯
B.设计实验的根据是MgCl2比NaCl易溶于水
C.设计实验的根据是NaCl的溶解平衡
D.在整个过程中,NaCl的物质的量浓度会变大
解析:
饱和食盐水已不再溶解食盐,但对于MgCl2并未达到饱和。
NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq),当MgCl2被溶解时,c(Cl-)增大,平衡左移,还可得到比原来更多的食盐。
答案:
C
5.已知:
Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=7.8×10-13。
现将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合,再加入足量浓AgNO3溶液,发生的反应为( )
A.只有AgBr沉淀
B.AgCl和AgBr沉淀等量生成
C.AgCl和AgBr沉淀都有,但以AgCl沉淀为主
D.AgCl和AgBr沉淀都有,但以AgBr沉淀为主
解析:
在AgCl和AgBr两饱和溶液中,前者c(Ag+)大于后者c(Ag+),c(Cl-)>c(Br-)。
当将AgCl、AgBr两饱和溶液混合时,发生沉淀的转化:
生成AgBr沉淀。
当加入足量的浓AgNO3溶液时,AgBr沉淀有所增多,但AgCl沉淀增加更多。
答案:
C
6.石可以用作墙面、地面和厨房桌面,其主要成分是碳酸钙。
食醋不慎滴在石桌面上,会使其失去光泽,变得粗糙。
下列能正确解释此现象的是( )
A.食醋中的水使碳酸钙溶解
B.食醋中的醋酸将碳酸钙氧化
C.食醋中的醋酸与碳酸钙反应并放出大量的二氧化碳气体
D.食醋中的醋酸与碳酸钙发生了复分解反应
解析:
CaCO3难溶于水,但能与比碳酸酸性强的酸发生复分解反应,如醋酸的酸性就比碳酸强,又由于食醋中含醋酸的浓度很低,所以几滴食醋与石反应不可能放出大量的CO2,本题实际也是对难溶性物质的转化考查,一般来说,强酸可以与弱酸盐反应,生成相应的强酸盐和弱酸的规律,从溶解平衡角度看,由于生成了更弱的酸