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【金版学案】2015届高考化学一轮复习讲义(人教版):7-4 难溶电解质的溶解平衡


第四节

难溶电解质的溶解平衡

1. 了解溶解平衡 的定义及影响因素。 2. 掌握沉淀的溶 解和转化的条件及应 用。 3. 了解溶度积及 其有关计算。

梳理基础 一、溶解平衡 1.定义。 在一定温度下,当沉淀的________和________速率相等时, 固体质量、离子浓度不变的状态。 2.溶解平衡的建立。 溶解

固体溶质 溶液中的溶质 沉淀

(1)v 溶解____v 沉淀,固体溶解。 (2)v 溶解____v 沉淀,溶解平衡。 (3)v 溶解____v 沉淀,析出晶体。 3.溶解平衡的特征。

4.电解质在水中的溶解度。 20 ℃时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系:

二、沉淀溶解平衡常数——溶度积 1.表达式。 对于溶解平衡 MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq),Ksp =____________。 2.意义。 溶度积(Ksp)反映了物质在水中的________。 3.影响因素。 溶度积常数只与难溶性电解质的性质和________有关, 而与 沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。 4.溶度积规则。 某难溶电解质的溶液中任一情况下的离子浓度乘积 Qc(离子 积)与 Ksp 的关系。

三、沉淀溶解平衡的应用 1.沉淀的溶解与生成。 在难溶电解质溶液中,当 Qc>Ksp 时,就会______。当 Qc<Ksp 时,就会__________。 (1)沉淀的生成。 ①用氨水除 NH4Cl 中的 FeCl3 杂质, 离子方____________。 2+ ②用 Na2S 沉淀 Cu , 离子方程式为__________________。 2+ ③用 H2S 沉淀 Hg , 离子方程式为___________________。 (2)沉淀的溶解。 ①CaCO3 溶于盐酸,离子方程式为___________________。 ②FeS 溶于稀盐酸, 离子方程式为___________________。 ③Mg(OH)2 溶于 NH4Cl 溶液, 离子方程式为____________。 2.沉淀的转化。 沉淀转化的实质是____________________, 通常一种沉淀可 以转化为更难溶的沉淀,这两种难溶物的________________,这 种转化趋势就越明显。 (1)CaSO4 转化为 CaCO3 离子方程式为___________________。 (2)CuSO4 溶 液 和 ZnS 转 化 为 CuS 的 离 子 方 程 式 为 ___________。

沉淀溶解平衡的应用问题
Ksp 越小, 物质的溶解度越小。 由一种沉淀转化为另一 种沉淀的过程,若难溶电解质类型相同,则 Ksp 较大的沉淀 易转化为 Ksp 较小的沉淀。但要注意的是通过改变外界条 件,利用勒夏特列原理,也可以使溶解度小的沉淀转化为 溶解度大的沉淀。

答案:梳理基础 一、 1.沉积 溶解 2.(1)> (2)= (3)< 3.= > 一定 沉淀溶解平衡 二、 + - 1.cm(Mn )· cn(Am ) 2.溶解能力 3.温度 4 .< = > 三、 1.有沉淀生成 使沉淀溶解 + + (1) ①3NH3· H2O+Fe3 ===Fe(OH)3↓+3NH4 + - + + ②Cu2 +S2 ===CuS↓ ③H2S+Hg2 ===HgS↓+2H + + (2) ①CaCO3+2H ===Ca2 +CO2↑+H2O + + ②FeS+2H ===Fe2 +H2S↑ + + ③Mg(OH)2+2NH4 ===Mg2 +2NH3· H2O 2.沉淀溶解平衡的移动 溶度积差别越大 ①CaSO4+ 2- 2- 2+ 2+ CO3 ===CaCO3+SO4 ②Cu +ZnS===CuS+Zn

判断正误 正确的打“√”,错误的打“×”。 1.相同温度下,将足量氯化银固体分别放入相同体积的① 蒸馏水、 ②0.1 mol/L 盐酸、 ③0.1 mol/L 氯化镁溶液、 ④0.1 mol/L + 硝酸银溶液中,Ag 浓度:①>④=②>③( ) 解析:氯化银是难溶电解质,溶液中 c(Ag )很小,所以④中 + Ag 浓度最大,而②和③中氯离子对 AgCl 的溶解平衡起抑制作 - 用 , 且 Cl 浓 度 越 大 , 抑 制 作 用 越 强 , 所 以 正 确 顺 序 为 ④>①>②>③,错误。 答案:×


2.在含有 BaSO4 沉淀的溶液中加入 Na2SO4 固体,c(Ba )增 大( ) 解析:加入 Na2SO4 固体后,溶液中 c(SO2 4 )增大,使 BaSO4 2+ 的溶解平衡向左移动,c(Ba )减小,错误。 答案:×


2+

3.向 AgCl 悬浊液中滴加 Na2S 溶液,白色沉淀变成黑色: 2- - 2AgCl+S ===Ag2S↓+2Cl ( ) 解析:由于 Ag2S 比 AgCl 更难溶,向 AgCl 悬浊液中加入 Na2S 溶液可实现沉淀的转化,生成 Ag2S 沉淀,正确。 答案:√ 4 . AgCl 在同浓度的 CaCl2 和 NaCl 溶液中的溶解度相同 )


(

解析:同浓度的 CaCl2 溶液的 c(Cl )是 NaCl 的两倍,它们 对 AgCl 沉淀溶解平衡的抑制程度不同,错误。 答案:× 5.Ksp 数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强( )

解析:当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时, Ksp 越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强,错误。 答案:× 6.在 AgCl 的澄清饱和溶液中,只要向其中加入 NaCl 溶液, 一定会有沉淀生成( ) 解析:若 NaCl 溶液很稀,不一定有 AgCl 沉淀析出,错误。 答案:×

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:A 项反应开始时,各离子的浓度没有必然的关系;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 2 .已知: Ksp(AgCl) =1.8×10 mol ·L , Ksp(AgI) = -16 2 -2 -12 3 -3 1.5×10 mol ·L ,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10 mol ·L ,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 > Ag2CrO4 B.AgCl > Ag2CrO4 > AgI C.Ag2CrO4 > AgCl > AgI D.Ag2CrO4 > AgI > AgCl 解析:因为 AgCl 和 AgI 的结构相似,由 Ksp 可知 AgCl 的 + + - c(Ag )大于 AgI 的 c(Ag );AgCl 中的 c2(Ag )=Ksp=1.8×10 10, + - 2 Ag2CrO4 (aq) + CrO 2 4 (aq) 的 Ksp = c (Ag 1 3 + - + -12 + )· c(CrO2 ,所以 Ag 4 )= c (Ag )=2.0×10 2CrO4 中的 c(Ag )大 2 + 于 AgCl 中的 c(Ag )。 答案:C
+ - 10 2 -2

3.下列液体均处于 25 ℃,有关叙述正确的是( ) A.25 ℃时,在 Mg(OH)2 的悬浊液中加入少量的 NH4Cl 固

体,c(Mg )不变 -1 B.向浓度均为 0.1 mol·L MgCl2、CuCl2 混合溶液 中逐滴加入少量氨水,先生成 Cu(OH)2 沉淀,说明 Ksp 2 [Cu(OH) ]<Ksp[Mg(OH)2] C.AgCl 在同浓度的 CaCl2 和 NaCl 溶液中的溶解度相同 D.在 Na2S 溶液中加入 AgCl 固体,溶液中 c (S ) 解析:NH4Cl 水解显酸性, 使 Mg(OH)2(s) Mg2 (aq) - + +2OH (aq)平衡向右移动, c(Mg2 )增大, A 错误; CaCl2 中的 c(Cl - - )是 NaCl 溶液中 c(Cl )的 2 倍,所以 AgCl 在 CaCl2 溶液中的溶 解度小,C 错误;因为 Ag2S 的溶度积常数远远小于 AgCl 的,所 以在 Na2S 溶液中加入 AgCl 固体,AgCl 会转化为 Ag2S,消耗 - - S2 ,c(S2 )减小。 答案: B
+ 2-

2+

4.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 -1 mol·L 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(SO4 )比原来 B.溶液中无沉淀析出,溶液中 c(Ca )、c(SO4 )都变小 2+ 2- C.溶液中析出 CaSO4 固体沉淀,溶液中 c (Ca )、c(SO4 ) D.溶液中无沉淀析出,但最终溶液中 c(SO4 )比原来的大 解析:本题是一道考查沉淀溶解平衡的图像题。由题意知, + - -3 -3 -6 Ksp(CaSO4)=c(Ca2 )· c(SO2 4 )=3.0×10 ×3.0×10 =9×10 , + - -3 - CaSO4 饱和溶液中 c(Ca2 )=c(SO2 mol· L 1。加入 4 )=3.0×10
2- 2+ 2-

2-

3.0×10 3×0.1 400 mL 0.01 mol· L Na2SO4 溶液后,c(Ca )= = 0.5 - 3.0×10 3×0.1+0.01×0.4 -4 -1 2- 6×10 mol· L ,c(SO4 )= =8.6×10 0.5 -3 - + - -4 -3 mol· L 1, Qc=c(Ca2 )· c(SO2 4 )=6×10 ×8.6×10 =5.16×10 -6 - <Ksp,所以没有沉淀(CaSO4 固体)析出,但溶液中 c(SO2 4 )变大 + 了,c(Ca2 )变小了,故只有 D 项正确。 答案:D
- -1

2+

5.(1)用于电解的食盐水需先除去其中的 Ca 、Mg 、SO4 等 杂质。除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的________(填化学 式),至沉淀不再产生后,再加入过量的 Na2CO3 和 NaOH,充分反 2- 应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的 SO4 , 其原因是_________________________________________[已知: Ksp(BaSO4)= 1.1 ×10-10 ,Ksp(BaCO3)= 5.1 ×10-9] (2)为分析某铜合金的成分, 用酸将其完全溶解后, 用 NaOH 溶液调节 pH,当 pH=3.4 时开始出现沉淀,分别在 pH 为 7.0、 8.0 时过滤沉淀。结合下图信息推断该合金中除铜外一定含有 __________。

2+

2+

2-

(3)已知 25 ℃时 Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10 ,Ksp[Cu(OH)2] -20 -1 =2.2×10 。在 25 ℃下,向浓度均为 0.1 mol·L 的 MgCl2 和 CuCl2 混合溶液中逐滴加入氨水, 先生成________沉淀(填化学 式),生成该沉淀的离子方程式为________________________。

-11

解析:(1)根据提纯的流程可知,先加入的试剂是除去杂质

SO2 4 ,在不引入新的杂质的前提下,滴加的试剂是 BaCl2。根据 - - 所给 Ksp(BaSO4)= 1.1 ×10 10 和 Ksp(BaCO3)=5.1×10 9, 二者相 2- 差不大,又由于溶液中存在大量的 CO3 ,所以会导致 BaSO4(s) - 转化为 BaCO3(s),这时溶液中就出现了 SO2 4 。(2)用酸完全溶解 某铜合金, 此处所用酸应是稀硝酸, 所得溶液用 NaOH 溶液调节 pH,当 pH=3.4 时才开始出现沉淀,从图中信息可知该合金中 一定含有 Al,不含 Fe;分别在 pH 为 7.0、8.0 时过滤沉淀,从 图 中 信 息 来 看 , 该 合 金 还 含 有 Ni 。 (3) 因 为 Ksp[Cu(OH)2] < Ksp[Mg(OH)2],所以先生成 Cu(OH)2 沉淀。 - 答案: (1)BaCl2 根据所给 Ksp(BaSO4) = 1.1 ×10 10 和 - Ksp(BaCO3)=5.1 ×10 9,二者相差不大,又由于溶液中存在大量 - 的 CO2 3 ,所以会导致 BaSO4(s)转化为 BaCO3(s),这时溶液中就 - 出现了 SO2 4 (2)Al、Ni + + (3)Cu(OH)2 Cu2 +2NH3· H2O===Cu(OH)2↓+2NH4



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