2022版高中化學(xué)專題3溶液中的離子反應(yīng)第四單元難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡第1課時學(xué)案蘇教版選修4

1、2021版高中化學(xué)專題3溶液中的離子反應(yīng)第四單元難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡第1課時學(xué)案蘇教版選修4PAGE PAGE 37第1課時沉淀溶解平衡與溶度積學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.知道沉淀溶解平衡的概念及其影響因素。2.明確溶度積和離子積的關(guān)系，并由此學(xué)會判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。一、難溶電解質(zhì)的溶解平衡1實驗探究(1)在裝有少量難溶的AgCl白色固體的試管中，加入約5 mL蒸餾水，充分振蕩后靜置。取約2 mL上層清液加入另一試管中，滴加濃鹽酸，觀察到的現(xiàn)象是有白色沉淀生成。由上述實驗得出的結(jié)論是原上層清液中含有Ag。(2)分析AgCl的溶解過程：AgCl在溶液中存在下述兩個過程：一方面，在水分子作用下，少量Ag和

2、Cl脫離AgCl的表面溶于水中，即存在溶解過程；另一方面，溶液中的Ag和Cl受AgCl表面陰、陽離子的吸引，回到AgCl的表面析出，即存在沉淀過程。在一定溫度下，當(dāng)AgCl溶解和生成的速率相等時，達(dá)到溶解平衡狀態(tài)，得到AgCl的飽和溶液。(3)AgCl溶于水的平衡方程式是AgCl(s)eq o(,sup7(溶解),sdo5(沉淀)Cl(aq)Ag(aq)，由于沉淀、溶解之間的這種動態(tài)平衡的存在，決定了Ag和Cl的反應(yīng)不能進(jìn)行到底。(4)反應(yīng)完全的標(biāo)志對于常量的化學(xué)反應(yīng)來說，化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1.0105 molL1時，沉淀就達(dá)完全。2溶解平衡的概念與特征(1)概念在一定溫

3、度下，當(dāng)沉淀溶解和生成的速率相等時，即建立了動態(tài)平衡，叫做沉淀溶解平衡。(2)AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)和AgCl=AgCl表示的意義不同：前者表示AgCl的溶解平衡，后者表示AgCl在水中完全電離(是指溶解的那一部分)。(3)特征動態(tài)平衡v溶解v沉淀0。達(dá)到平衡時，溶液中離子的濃度保持不變。當(dāng)改變外界條件時，溶解平衡將發(fā)生移動，達(dá)到新的平衡。3溶解平衡的影響因素已知溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，請分析當(dāng)改變下列條件時對該溶解平衡的影響，填寫下表：條件改變移動方向c(Mg2)c(OH)加水正向移動不變不變升溫正向移動增大增大加MgCl2(s)逆向移動增

4、大減小通HCl正向移動增大減小加NaOH(s)逆向移動減小增大(以上濃度變化均指平衡后和原平衡比較) 外界條件對溶解平衡的影響(1)溫度升高，多數(shù)溶解平衡向溶解的方向移動。(2)加水稀釋，濃度減小，溶解平衡向溶解方向移動，但平衡后因仍存在溶解平衡，故離子濃度保持不變。(3)加入與難溶電解質(zhì)構(gòu)成微粒相同的物質(zhì)，溶解平衡向生成沉淀的方向移動。(4)加入與難溶電解質(zhì)溶解所得的離子反應(yīng)的物質(zhì)，溶解平衡向溶解的方向移動。例1判斷正誤(對的打“”，錯的打“”)(1)難溶電解質(zhì)的溶解度為0()(2)等物質(zhì)的量的AgNO3和NaCl混合后，溶液中不存在Ag和Cl()(3)對于“AgCl(s)Ag(aq)Cl(

5、aq)”， 說明溶解的AgCl部分電離，是弱電解質(zhì)()(4)當(dāng)改變外界條件時，沉淀溶解平衡會發(fā)生移動，直至達(dá)到新的平衡()(5)沉淀溶解達(dá)到平衡時，溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等，且保持不變()(6)溶液中的離子濃度小于1105 molL1時，可視為沉淀完全()答案(1)(2)(3)(4)(5) (6)考點沉淀溶解平衡題點沉淀溶解平衡與飽和溶液的特征例2Mg(OH)2固體在水中存在下列溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，欲減少Mg(OH)2固體的量，可以加入少量的()ANaOH固體 BNaCl固體CNaHSO4固體 DMgSO4固體答案C解析欲使Mg(OH)2減少，應(yīng)使平衡右

6、移，NaHSO4電離產(chǎn)生的H會使平衡體系中c(OH)減小，而使沉淀溶解平衡右移，Mg(OH)2固體的量減小。考點沉淀溶解平衡題點改變離子濃度引起的沉淀溶解平衡的移動相關(guān)鏈接1不同的固體物質(zhì)在水中的溶解度不同，有的很大，有的很小，但無論大小，都有一定的溶解度。在20 時，物質(zhì)的溶解度與溶解性的關(guān)系如下：下列物質(zhì)，屬于易溶物質(zhì)的是，屬于微溶物質(zhì)的是，屬于難溶物質(zhì)的是。NaCl、NaOH、H2SO4、MgCO3、CaSO4、 Ca(OH)2、CaCO3、BaSO4、Mg(OH)22固體物質(zhì)的溶解是可逆過程固體溶質(zhì) eq o(,sup7(溶解),sdo5(沉淀) 溶液中的溶質(zhì)(1)v溶解v沉淀固體溶解

7、(2)v溶解v沉淀溶解平衡(3)v溶解Ksp，溶液過飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和，達(dá)到新的平衡。(2)QcKsp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)。(3)QcKsp，溶液未飽和，無沉淀析出，若加入過量難溶電解質(zhì)，難溶電解質(zhì)溶解直至溶液飽和。1溶質(zhì)積的意義在一定溫度下，Ksp為常數(shù)。難溶電解質(zhì)的Ksp的大小反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。對同類型電解質(zhì)而言，Ksp越小，其在水中的溶解能力也越小。2影響因素3應(yīng)用(1)通過比較溶度積與溶液的離子積Qc的相對大小，可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下沉淀能否生成或溶解。(2)根據(jù)溶度積能計算出飽和溶液中的離子濃度。例3已知25 時，AgCl的溶度積Ks

8、p1.81010，則下列說法正確的是()A向飽和AgCl水溶液中加入鹽酸，Ksp值變大BAgNO3溶液與NaCl溶液混合后的溶液中，一定有c(Ag)c(Cl)C溫度一定時，當(dāng)溶液中c(Ag)c(Cl)Ksp時，此溶液中必有AgCl的沉淀析出DKsp(AgI)Ksp(AgCl)，所以飽和溶液的濃度c(AgI)c(Cl)c(I)B25 時，Cu(OH)2在水中的溶解度大于在Cu(NO3)2溶液中的溶解度C在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固體，c(Ba2)增大D25 時，AgCl在同濃度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同答案B解析A項，Ksp(AgCl)Ksp(AgI)，所以含Ag

9、Cl和AgI固體的懸濁液中c(Ag)c(Cl)c(I)；B項，Cu(NO3)2溶液中含有Cu2，使Cu(OH)2(s)Cu2(aq)2OH(aq)逆向移動，溶解度比在水中的??；C項，在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固體，c(SOeq oal(2,4)增大，沉淀溶解平衡向生成沉淀方向移動，c(Ba2)減?。籇項，溶液中c(Cl)越大，AgCl的溶解度越小。考點沉淀溶解平衡題點改變離子濃度引起的沉淀溶解平衡的移動6把足量熟石灰放入蒸餾水中，一段時間后達(dá)到平衡：Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)。下列敘述正確的是()A給溶液加熱，溶液的pH升高B恒溫下向溶液中加入CaO，溶

10、液的pH升高C向溶液中加入Na2CO3溶液，Ca(OH)2固體增多D向溶液中加入少量的NaOH固體，Ca(OH)2固體增多答案D解析A項，加熱時Ca(OH)2溶解度減小，平衡逆向移動，c(OH)減小，pH減?。籅項，CaOH2O=Ca(OH)2，由于保持恒溫，Ca(OH)2溶解度不變，c(OH)不變，因此pH不變；C項，COeq oal(2,3)Ca2=CaCO3，使平衡正向移動，Ca(OH)2固體減少；D項，加入NaOH固體時，c(OH)增大，平衡逆向移動，因此Ca(OH)2固體增多?？键c沉淀溶解平衡題點沉淀溶解平衡的綜合題組三溶度積及應(yīng)用7一定溫度下，將足量的AgCl分別放入下列物質(zhì)中，A

11、gCl的溶解度由大到小的排列順序是()20 mL 0.01 molL1 KCl溶液30 mL 0.02 molL1 CaCl2溶液40 mL 0.03 molL1 HCl溶液 10 mL 蒸餾水50 mL 0.05 molL1 AgNO3溶液A BC D答案B解析AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)，c(Cl)或c(Ag)越大，對AgCl的溶解抑制作用越大，AgCl的溶解度就越小。注意AgCl的溶解度大小只與溶液中Ag或Cl的濃度有關(guān)，而與溶液體積無關(guān)。c(Cl)0.01 molL1；c(Cl)0.04 molL1；c(Cl)0.03 molL1；蒸餾水中無Cl或Ag；c(Ag)0.05 m

12、olL1。Ag或Cl濃度由小到大的順序為?？键c沉淀溶解平衡題點難溶物在同離子溶液中的溶解8某溫度時，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是()A加入Na2SO4可以使溶液由a點變到b點B通過蒸發(fā)可以使溶液由d點變到c點Cd點無BaSO4沉淀生成Da點對應(yīng)的Ksp大于c點對應(yīng)的Ksp答案C解析Ksp在溫度一定的條件下是一定值，與Ba2和SOeq oal(2,4)的濃度大小有一定關(guān)系，但兩者濃度的乘積是一定值。b點本身已過飽和，d點沒有達(dá)到沉淀溶解平衡，故無BaSO4沉淀生成。考點溶度積常數(shù)題點溶度積常數(shù)(Ksp)的綜合考查9室溫時，M(OH)2(s)M2(aq)2OH(aq

13、)Kspa，c(M2)b molL1時，溶液的pH等于()A.eq f(1,2)lg(eq f(b,a) B.eq f(1,2)lg(eq f(a,b)C14eq f(1,2)lg(eq f(a,b) D14eq f(1,2)lg(eq f(b,a)答案C解析由Kspc(M2)c2(OH)得c(OH)，Kwc(H)c(OH)得c(H)eq f(1.01014,f(a,b) molL1pHlgeq f(1014,f(a,b)14eq f(1,2)lg(eq f(a,b)。考點溶度積常數(shù)題點溶度積的表達(dá)和簡單計算10已知CaCO3的Ksp2.8109，現(xiàn)將濃度為2104 molL1的Na2CO3溶

14、液與CaCl2溶液等體積混合，若要產(chǎn)生沉淀，則所用CaCl2溶液的濃度至少應(yīng)為()A2.8102 molL1B1.4105 molL1C2.8105 molL1D5.6105 molL1答案D解析由沉淀形成的條件知，要產(chǎn)生沉淀必須滿足：c(Ca2)c(COeq oal(2,3)2.8109，因等體積混合，混合溶液中，c(COeq oal(2,3)1104 molL1，c(Ca2)應(yīng)大于2.8105 molL1，則混合前c(CaCl2)至少應(yīng)為5.6105 molL1?？键c溶度積常數(shù)題點飽和溶液中溶度積常數(shù)、離子濃度、pH、溶解度等換算11在BaSO4飽和溶液中加入少量的BaCl2溶液產(chǎn)生BaS

15、O4沉淀，若以Ksp表示BaSO4的溶度積常數(shù)，則平衡后溶液中()Ac(Ba2)c(SOeq oal(2,4)(Ksp)Bc(Ba2)c(SOeq oal(2,4)Ksp，c(Ba2)c(SOeq oal(2,4)Cc(Ba2)c(SOeq oal(2,4)Ksp，c(Ba2)c(SOeq oal(2,4)Dc(Ba2)c(SOeq oal(2,4)Ksp，c(Ba2)c(SOeq oal(2,4)；由于溫度未發(fā)生改變，所以溶液中Kspc(Ba2)c(SOeq oal(2,4)。考點溶度積常數(shù)題點飽和溶液中溶度積常數(shù)、離子濃度、pH、溶解度等換算12(2017湖南岳陽一中高二月考)不同溫度(T

16、1和T2)時，硫酸鋇在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示，已知硫酸鋇在水中溶解時吸收熱量。下列說法正確的是()AT1T2B加入BaCl2固體，可使溶液由a點變 到c點Cc點時，在T1、T2兩個溫度下均有固體析出Da點和b點的Ksp相等答案D解析因為硫酸鋇在水中溶解時吸收熱量，則溫度升高硫酸鋇的Ksp增大，T2時硫酸鋇的Ksp大于T1時硫酸鋇的Ksp，故T2T1，A錯誤；硫酸鋇溶液中存在著沉淀溶解平衡，a點在平衡曲線上，加入BaCl2，c(Ba2)增大，平衡左移，c(SOeq oal(2,4)應(yīng)降低，所以不能使溶液由a點變到c點，B錯誤；在T1時c點溶液的QcKsp，有沉淀析出，在T2時c點溶液的Q

17、cKsp，沒有沉淀析出，C錯誤；Ksp是一常數(shù)，溫度不變，Ksp不變，在曲線上的任意一點Ksp都相等，D正確。考點溶度積常數(shù)題點溶度積常數(shù)(Ksp)的綜合考查綜合強化13室溫下用廢電池的鋅皮制備ZnSO47H2O的過程中，需除去鋅皮中的少量雜質(zhì)鐵，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，鐵變?yōu)開，加堿調(diào)節(jié)至pH為_時，鐵離子剛好沉淀完全(離子濃度小于1105 molL1時，即可認(rèn)為該離子沉淀完全)；繼續(xù)加堿至pH為_時，鋅開始沉淀(假定Zn2濃度為0.1 molL1)。若上述過程不加H2O2的后果是_，原因是_?；衔颶n(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp的近似值10171017103

18、9答案Fe32.76Zn2和Fe2不能分離Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近解析鐵溶于稀硫酸生成Fe2，F(xiàn)e2被雙氧水氧化為Fe3。KspFe(OH)3c(Fe3)c3(OH)1039，1017，鋅開始沉淀時，c(OH)eq r(f(1017,0.1) molL1108 molL1，則c(H)eq f(Kw,cOH)eq f(1.01014,108) molL1106 molL1，pH6；Zn(OH)2和 Fe(OH)2的Ksp相近，若不加雙氧水，沉淀Zn2的同時Fe2也會沉淀，從而使Zn2和Fe2不能分離?？键c溶度積常數(shù)題點溶度積的表達(dá)和簡單計算14(1)已知25 時，Ksp(AgC

19、l)1.81010，Ksp(AgI)8.51017。請回答下列問題：25 時，若向50 mL 0.018 molL1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 molL1的鹽酸，混合后溶液中的c(Ag)為_ molL1，pH為_。25 時，取一定量含有I、Cl的溶液，向其中滴加AgNO3溶液，當(dāng)AgCl和AgI同時沉淀時，溶液中eq f(cI,cCl)為_。(2)已知：25 時Ksp(Ag2CrO4)9.01012，Ksp(AgCl)1.81010，則Ag2CrO4的溶解度_(填“大于”“小于”或“等于”)AgCl的溶解度。(3)25 時，Mg(OH)2飽和溶液_(填“能”或“不能”)使石蕊

20、溶液變藍(lán)色。(已知KspMg(OH)24.01012，lg 50.7)。答案(1)1.810724.7107(2)大于(3)能解析(1)反應(yīng)后剩余的c(Cl)eq f(50 mL0.0200.018 molL1,100 mL)0.001 molL1，c(Ag)eq f(1.81010,0.001) molL11.8107 molL1 。反應(yīng)后溶液中的c(H)eq f(0.020 molL1,2)0.010 molL1，pH2。eq f(cI,cCl)eq f(KspAgI,KspAgCl)eq f(8.51017,1.81010)4.7107。(2)25 時，Ag2CrO4和AgCl飽和溶液的物質(zhì)的量濃度分別為x、yAg2CrO4(s)2Ag(aq)CrOeq oal(2,4)(aq)x 2x xAgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)y y y4x39.01012，y21.81010 xeq r(3,f(91012,4) molL1eq