1、难溶电解质的溶解平衡学案第4讲难溶电解质的溶解平衡考纲要求1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.了解难溶电解质的沉淀转化的本质。考点一沉淀溶解平衡及应用1沉淀溶解平衡(1)沉淀溶解平衡的概念在一定温度下,当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时,溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。(2)溶解平衡的建立固体溶质溶液中的溶质v溶解v沉淀,固体溶解v溶解v沉淀,溶解平衡v溶解0为例外界条件移动方向平衡后c(Ag)平衡后c(Cl)Ksp升高温度正向增大增大增大加水稀释正向减小减小不变加入少量AgNO3逆向增大减小不变通入HCl逆向减小增大不变通入H2S正向减小增大不变(5)电解质在水中的溶解度20 时,电解质
2、在水中的溶解度与溶解性存在如下关系:2沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成调节pH法如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH至78,离子方程式为Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH。沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2,离子方程式为H2SCu2=CuS2H。(2)沉淀的溶解酸溶解法如CaCO3溶于盐酸,离子方程式为CaCO32H=Ca2H2OCO2。盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为Mg(OH)22NH=Mg22NH3H2O。氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。配位溶解法如AgCl溶于氨水,离子方程式为AgCl2NH3H2O=Ag(
3、NH3)2Cl2H2O。(3)沉淀的转化实质:沉淀溶解平衡的移动(沉淀的溶解度差别越大,越容易转化)。应用:锅炉除垢、矿物转化等。深度思考1沉淀的溶解平衡是怎样建立的?勒夏特列原理是否适用于该平衡?答案难溶电解质的溶解度虽然很小,但不可能为零(完全不溶解),溶液中的离子结合成难溶电解质时,也不可能完全进行到底。故难溶电解质在水中会建立如下平衡:MmAn(s) mMn(aq)nAm(aq)。勒夏特列原理同样适用于沉淀溶解平衡。2难溶的氯化银在水中也存在着溶解平衡AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq),怎样用实验证明溶液中可以同时存在着少量的Ag和Cl?答案取适量的AgCl溶解于试管中,滴加酸化
4、的AgNO3溶液,生成白色沉淀,证明溶液中含Cl,另取适量AgCl溶解于试管中,滴加Na2S溶液,生成黑色沉淀,证明溶液中含Ag。3(1)0.1 molL1的盐酸与0.1 molL1的AgNO3溶液等体积混合完全反应后溶液中含有的微粒有_。(2)下列方程式AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq)、AgCl=AgCl、CH3COOH CH3COOH各表示什么意义?答案(1)H2O、H、OH、Ag、Cl、NO、AgCl(2)AgCl的溶解平衡;AgCl是强电解质,溶于水的AgCl完全电离;CH3COOH的电离平衡。4(1)在实验室中怎样除去NaCl溶液中的BaCl2?(2)怎样除去AgI中的AgC
5、l?答案(1)向溶液中加入过量的Na2CO3溶液充分反应过滤,向滤液中加适量盐酸。(2)把混合物与饱和KI溶液混合,振荡静置,溶度积大的AgCl就慢慢转化为溶度积小的AgI。5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0.01 molL1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),HCl=HCl,2HCO=H2OCO2,盐酸电离的H与BaCO3产生的CO结合生成CO2和H2O,破坏了BaCO3
6、的溶解平衡,c(Ba2)增大,引起人体中毒。(2)CaCO3(s) Ca2(aq)CO (aq),H2SO4=SO2H,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。而CH3COOH CH3COOH生成的醋酸钙易溶于水;当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HCl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。题组一沉淀溶解平衡及其影响因素1有关AgCl的沉淀溶解平衡的说法正确的是 ()AAgCl沉淀生成和溶解同时
7、在不断进行,且速率相等BAgCl难溶于水,溶液中没有Ag和ClC只要向含有AgCl的饱和溶液中加入盐酸,一定会有沉淀生成D向含有AgCl的悬浊液中加入NaBr固体,AgCl沉淀不变化答案A解析A项,沉淀溶解平衡是一个动态平衡,正确;B项,沉淀溶解平衡存在,则肯定存在Ag和Cl,故不正确;C项,如果加入盐酸后溶液中Cl的浓度小于原饱和溶液中的Cl浓度,则不产生沉淀;D项,向含有AgCl的悬浊液中加入NaBr固体,AgCl沉淀会转变为AgBr沉淀。2已知溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s) Ca2(aq)2OH(aq)HKsp:溶液过饱和,有沉淀析出QcKsp:溶液饱和,处于平衡状态QcKsp,有
8、沉淀生成。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1105 molL1时,沉淀已经完全。3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不变答案D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。(1
9、)溶解平衡一般是吸热的,温度升高平衡右移,Ksp增大,但Ca(OH)2相反。(2)对于溶解平衡:AmBn(s) mAn(aq)nBm(aq),Kspcm(An)cn(Bm),对于相同类型的物质,Ksp的大小,反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小,也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。与平衡常数一样,Ksp与温度有关。不过温度改变不大时,Ksp变化也不大,常温下的计算可不考虑温度的影响。题组一溶度积的有关计算及应用1在25 时,FeS的Ksp6.31018,CuS的Ksp1.31036,ZnS的Ksp1.31024。下列有关说法中正确的是 ()A25 时,CuS的溶解度大于ZnS的溶解度B25 时
10、,饱和CuS溶液中Cu2的浓度为1.31036 molL1C向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S,只有FeS沉淀生成D除去某溶液中的Cu2,可以选用FeS作沉淀剂答案D解析1 L溶液中溶解的CuS的质量为101896 g,同理1 L溶液中溶解的ZnS的质量为101297 g,所以CuS的溶解度小于ZnS的溶解度,A、B错误;FeS的Ksp大于ZnS,所以C选项应只有ZnS生成;D选项依据沉淀的转化,溶度积大的FeS可以转化为溶度积小的CuS。2(1)已知Ksp(AgCl)1.81010,则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液,溶液中的c(Ag)是多少?(2)已知K
11、spMg(OH)21.81011,则将Mg(OH)2放入蒸馏水中形成饱和溶液,溶液的pH为多少?(3)在0.01 molL1的MgCl2溶液中,逐滴加入NaOH溶液,刚好出现沉淀时,溶液的pH是多少?当Mg2完全沉淀时,溶液的pH为多少?答案(1)由AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq)知c(Ag)c(Cl)所以Ksp(AgCl)1.81010c(Ag)c(Cl)c2(Ag)解得c(Ag)1.3105molL1(2)由Mg(OH)2(s) Mg2(aq)2OH(aq)知KspMg(OH)21.81011c(Mg2)c2(OH)c2(OH)解得c(OH)3.3104molL1所以c(H)3.0
12、1011molL1所以pH10.5(3)由KspMg(OH)21.81011c(Mg2)c2(OH)0.01c2(OH)c(OH)4.2105molL1c(H)2.41010molL1所以pH9.6,即当pH9.6时,开始出现Mg(OH)2沉淀。由于一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1105molL1时,沉淀已经完全。故Mg2完全沉淀时有:1105c2(OH)1.81011所以c(OH)1.34103molL1c(H)7.461012 molL1所以pH11.13已知Ksp(AgCl)1.81010,Ksp(Ag2CrO4)1.91012,现在向0.001 molL1 K2CrO4和0.01
13、molL1 KCl混合液中滴加0.01 molL1 AgNO3溶液,通过计算回答:(1)Cl、CrO谁先沉淀?(2)刚出现Ag2CrO4沉淀时,溶液中Cl浓度是多少?(设混合溶液在反应中体积不变)答案(1)Cl先沉淀(2)4.13106 molL1解析由Ksp(AgCl)c(Ag)c(Cl)得c(Ag)molL11.8108 molL1。由Ksp(Ag2CrO4)c2(Ag)c(CrO),得c(Ag)molL14.36105molL1,生成AgCl沉淀需c(Ag)小于生成Ag2CrO4沉淀时所需c(Ag),故Cl先沉淀。刚开始生成Ag2CrO4沉淀时,c(Cl)molL14.13106 mol
14、L1。题组二溶度积与溶解平衡曲线4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Ksp41010,下列说法不正确的是 ()A在t 时,AgBr的Ksp为4.91013B在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点变到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K816答案B解析根据图中c点的c (Ag)和c(Br)可得该温度下AgBr的Ksp为4.91013,A正确。在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后,c(Br)增大,溶解平衡逆向移动,c(Ag)减小,故B错。在a点时QcKsp,故为
15、AgBr的不饱和溶液,C正确。选项D中Kc(Cl)/c(Br)Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr),代入数据得K816,D正确。5.已知25 时,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,向100 mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400 mL 0.01 molL1 Na2SO4溶液,下列叙述正确的是 ()A溶液中析出CaSO4固体沉淀,最终溶液中c(SO)比原来的大B溶液中无沉淀析出,溶液中c(Ca2)、c(SO)都变小C溶液中析出CaSO4固体沉淀,溶液中c(Ca2)、c(SO)都变小D溶液中无沉淀析出,但最终溶液中c(SO)比原来的大答案D解析本题是一道考查沉淀溶解平衡的图像题。
16、由题意知,Ksp(CaSO4)c(Ca2)c(SO)3.01033.01039106,CaSO4饱和溶液中c(Ca2)c(SO)3.0103 molL1。加入400 mL 0.01 molL1 Na2SO4溶液后,c(Ca2)6104 (molL1),c(SO)8.6103(molL1),Qcc(Ca2)c(SO)61048.61035.16106Ksp,所以没有沉淀(CaSO4固体)析出,但溶液中c(SO)变大了,c(Ca2)变小了,故只有D项正确。沉淀溶解平衡图像题的解题策略(1)溶解平衡曲线类似于溶解度曲线,曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和,此时有沉淀析出,曲线下
17、方的任一点,均表示不饱和。(2)从图像中找到数据,根据Ksp公式计算得出Ksp的值。(3)比较溶液的Qc与Ksp的大小,判断溶液中有无沉淀析出。(4)涉及Qc的计算时,所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,因此计算离子浓度时,所代入的溶液体积也必须是混合液的体积。1(2009广东,18改编)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c(SO)的增大而减小B三个不同温度中,313 K时Ksp(SrSO4)最大C283 K时,图中a点对应的溶液是饱和溶液D283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液答案B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,313 K时,c(Sr2)、c(SO)最大,Ksp最大,B正确;a点c(Sr2)小于平衡时c(Sr2),故未达到饱和,沉淀继续溶解,C不正确;从283 K升温到363 K要析出固体,依然为饱和溶液。2(2011浙江理综,13)海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案:模拟海水中的离子浓度/molL1NaMg2Ca2ClHCO0.4390.0500.0110.560
copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有
经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1