高考化學一輪復(fù)習第八章水溶液中的電離平衡第四講難溶電解質(zhì)的溶解平衡學案

第四講難溶電解質(zhì)的溶解平衡考點一沉淀溶解平衡及其應(yīng)用(命題指數(shù)★★★★)1.沉淀溶解平衡:(1)概念:在一定溫度下,當難溶強電解質(zhì)溶于水形成飽和溶液時,沉淀溶解和生成的速率相等時,即達到溶解平衡狀態(tài)。(2)沉淀溶解平衡的建立。固體溶質(zhì)溶液中的溶質(zhì)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(v（溶解）>v（沉淀），固體溶解,v（溶解）＝v（沉淀），溶解平衡,v（溶解）<v（沉淀），析出晶體))(3)表達式。難溶電解質(zhì)(s)溶質(zhì)離子(aq)如AgCl的溶解平衡表達式為AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

(4)特征。2.影響因素:(1)電解質(zhì)本身的性質(zhì)。①絕對不溶的電解質(zhì)是沒有的。②同是難溶電解質(zhì),溶解度差別也很大。③易溶電解質(zhì)作溶質(zhì)時只要是飽和溶液也可存在溶解平衡。(2)反應(yīng)條件。①濃度:加水,平衡向溶解方向移動。②溫度:大多數(shù)難溶電解質(zhì)的溶解平衡是吸熱過程,升高溫度,多數(shù)平衡向溶解方向移動[特例Ca(OH)2]。③同離子效應(yīng):向平衡體系中加入含有難溶電解質(zhì)電離的某離子的電解質(zhì),平衡向沉淀方向移動。④加入難溶物本身:平衡不移動。(3)實例。以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)ΔH>0為例,說明外因?qū)Τ恋砣芙馄胶獾挠绊?/p>

條件移動方向平衡后c(Ag+)平衡后c(Cl-)加入AgNO3逆向增大減小加H2O正向不變不變升溫正向增大增大通入HCl逆向減小增大加入K2S正向減小增大3.沉淀溶解平衡的應(yīng)用:(1)沉淀的生成。①調(diào)節(jié)pH法。加入氨水調(diào)節(jié)pH至7～8,可除去氯化銨中的雜質(zhì)氯化鐵。反應(yīng)的離子方程式:Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))。②加沉淀劑法。以Na2S、H2S等作沉淀劑,使Cu2+、Hg2+等生成極難溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。反應(yīng)離子方程式如下:Cu2＋＋S2－=CuS↓，Cu2＋＋H2S=CuS↓＋2H＋，Hg2＋＋S2－=HgS↓，Hg2＋＋H2S=HgS↓＋2H＋。(2)沉淀的溶解。①酸溶解法。如CaCO3沉淀溶于鹽酸中，離子方程式為CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑。CO2氣體的生成和逸出，使CaCO3溶解平衡體系中的COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))濃度不斷減小，平衡向沉淀溶解的方向移動。②鹽溶液溶解法。如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，離子方程式為Mg(OH)2＋__2NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))=Mg2＋＋2NH3·H2O。③氧化還原溶解法。如不溶于鹽酸的硫化物Ag2S溶于稀硝酸。④配位溶解法。如AgCl溶于氨水，離子方程式為AgCl＋2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。(3)沉淀的轉(zhuǎn)化。①實質(zhì):沉淀溶解平衡的移動(沉淀的溶解度差別越大,越容易轉(zhuǎn)化)②應(yīng)用。A.鍋爐除水垢:水垢[CaSO4(s)]eq\o(→,\s\up7(Na2CO3溶液))CaCO3(s)eq\o(→,\s\up7(鹽酸))Ca2＋(aq)B.自然界中礦物的轉(zhuǎn)化:原生銅的硫化物CuSO4溶液銅藍(CuS)1.判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)NaCl溶解性很好,飽和NaCl溶液中不存在溶解平衡。 ()

提示:×。易溶電解質(zhì)作溶質(zhì)時只要是飽和溶液也可存在溶解平衡。(2)沉淀達到溶解平衡時,溶液中難溶電解質(zhì)電離出的各個離子濃度均相等。 ()

提示:×。溶解平衡時,溶液中各離子濃度不再改變,不一定相等。(3)室溫下,AgCl在水中的溶解度小于在食鹽水中的溶解度。 ()

提示:×。食鹽水中c(Cl-)大,抑制AgCl的溶解,故AgCl在水中的溶解度大于在食鹽水中的溶解度。(4)常溫下,向BaCO3的飽和溶液中加入Na2CO3固體,會有BaCO3生成。 ()

提示：√。向BaCO3的飽和溶液中加入Na2CO3固體，c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))增大，BaCO3的溶解平衡左移，生成BaCO3。(5)沉淀溶解是吸熱反應(yīng),降低溫度,溶解平衡一定逆向移動。 ()

提示:×。少數(shù)沉淀(如氫氧化鈣)溶解放熱,升溫逆向移動。2.向Mg(OH)2懸濁液中滴加蒸餾水,沉淀不溶解;向Mg(OH)2中滴加鹽酸,沉淀溶解;向Mg(OH)2中滴加NH4Cl溶液,沉淀也溶解。(1)NH4Cl為什么能溶解Mg(OH)2?請從沉淀溶解平衡移動的角度分析。

(2)該反應(yīng)的化學方程式是什么?提示：(1)NH4Cl電離出的NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))與Mg(OH)2電離出的OH－結(jié)合，生成了弱電解質(zhì)NH3·H2O，導(dǎo)致Mg(OH)2的溶解平衡Mg(OH)2(s)?Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)正向移動，Mg(OH)2溶解。(2)該反應(yīng)的化學方程式是Mg(OH)2＋2NH4Cl=MgCl2＋2NH3·H2O。命題角度1:沉淀溶解平衡及其影響因素【典例1】(2021·保定模擬)在一定溫度下,當過量的Mg(OH)2固體在水溶液中達到平衡時:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),要使Mg(OH)2固體增加,c(OH-)增加,可采取的措施是 ()

A.加適量的水B.通入少量HCl氣體

C.加少量NaOH固體 D.加少量MgSO4固體【解析】選C。加入適量水,使溶解平衡正向移動,懸濁液中Mg(OH)2固體的質(zhì)量減少,故A不選;加入鹽酸,可與氫氧化鎂反應(yīng)而導(dǎo)致氫氧化鎂固體減少,故B不選;加少量NaOH固體,平衡逆向移動,則Mg(OH)2固體增加,且c(OH-)增加,故C選;加少量MgSO4固體,平衡逆向移動,c(OH-)減小,故D不選。命題角度2:沉淀溶解平衡的應(yīng)用【典例2】(2021·北京海淀區(qū)模擬)取1mL0.1mol·L-1AgNO3溶液進行如下實驗(實驗中所用試劑濃度均為0.1mol·L-1),下列說法不正確的是 ()

A.實驗①白色沉淀是難溶的AgClB.若按②①順序?qū)嶒?能看到白色沉淀C.若按①③順序?qū)嶒?能看到黑色沉淀D.由實驗②說明AgI比AgCl更難溶【解析】選B。AgNO3溶液中的Ag＋和過量的NaCl溶液中的Cl－生成AgCl的白色沉淀，離子方程式為Ag＋＋Cl－=AgCl↓，所以沉淀為難溶的AgCl，故A正確；一般來說，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn)，AgI的溶解度比AgCl小，所以AgI不易轉(zhuǎn)化為AgCl，所以若按②①順序?qū)嶒?，看不到白色沉淀，故B錯誤；2AgCl(s)＋S2－(aq)Ag2S(s)＋2Cl－(aq)，Ag2S比AgCl更難溶，溶解度更小，所以若按①③順序?qū)嶒灒芸吹胶谏恋?，故C正確；一般來說，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn)，實驗②的白色沉淀AgCl生成了黃色的AgI沉淀，說明AgI比AgCl更難溶，故D正確。(1)(宏觀辨識與微觀探析)飽和AgCl溶液和飽和AgI溶液中,Ag+濃度相同嗎?若向相同濃度的NaCl、KI混合溶液中滴加AgNO3溶液,先產(chǎn)生的沉淀顏色是什么?提示:不相同,AgCl溶解度較大,Ag+濃度較大;向相同濃度的Cl-、I-溶液中加入Ag+,先產(chǎn)生黃色AgI沉淀。(2)(變化觀念與平衡思想)向黃色沉淀中加入足量NaCl溶液,能否產(chǎn)生白色沉淀?提示:Cl-濃度很大時,能產(chǎn)生AgCl沉淀。(3)(變化觀念與平衡思想)若向0.1mol·L-1NaCl溶液中滴加過量AgNO3溶液,再滴入KI溶液產(chǎn)生黃色沉淀,能否說明AgI比AgCl更難溶?

提示:Ag+過量,再引入I-生成黃色沉淀,不能證明沉淀轉(zhuǎn)化為更難溶的物質(zhì)。1.難溶電解質(zhì)的概念及溶解平衡:(1)常溫下,將溶解度小于0.01g的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)。

(2)溶液中的離子濃度小于1×10-5mol·L-1時,可視為沉淀完全。

(3)一般地,升溫、加水均可使平衡向沉淀溶解的方向移動。(4)向沉淀溶解平衡體系中加入相同的離子,能使平衡向生成沉淀的方向移動。2.沉淀溶解平衡應(yīng)用的一般原則:(1)沉淀的生成。①當一種試劑能沉淀溶液中的幾種離子時,生成沉淀所需試劑離子濃度越小的越先沉淀。②如果生成各種沉淀所需試劑離子的濃度相差較大,就能分步沉淀,從而達到分離離子的目的。③利用生成沉淀分離或除去某種離子,首先要使生成沉淀的反應(yīng)能夠發(fā)生;其次希望沉淀生成的反應(yīng)進行越完全越好。④選擇沉淀劑的要求是除去溶液中的某種離子，又不能影響其他離子的存在，并且由沉淀劑引入溶液的雜質(zhì)離子還要便于除去。如沉淀Ca2＋時選用COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))而不選用SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))。(2)沉淀的溶解。對于水中難溶的電解質(zhì),若不斷地使溶解平衡體系中的離子濃度減小,即可使沉淀溶解。(3)沉淀的轉(zhuǎn)化。①溶解度較小的沉淀易轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀。②沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動,溶解度小的沉淀易轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀。兩種沉淀的溶解度差別越大,沉淀越容易轉(zhuǎn)化。命題點1:沉淀溶解平衡及其影響因素(基礎(chǔ)性考點)1.(2021·徐州模擬)向含有MgCO3固體的濁液中滴加少許濃鹽酸(忽略體積變化),下列數(shù)值變小的是 ()

A．c(Mg2＋) B．Ksp(MgCO3)C．c(H＋) D．c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))【解析】選D。MgCO3固體的溶液中存在溶解平衡：MgCO3(s)Mg2＋(aq)＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))(aq)，加入少量稀鹽酸可與COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))反應(yīng)，促使溶解平衡正向移動，故溶液中c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))減小，c(Mg2＋)及c(H＋)增大，Ksp(MgCO3)只與溫度有關(guān)，不變，只有D正確。2.石灰乳中存在下列平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq);加入下列溶液,可使固體明顯減少的是 ()

A.Na2CO3溶液 B.KCl溶液C.NaOH溶液 D.CaCl2溶液【解析】選B。加入Na2CO3，Ca2＋＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))=CaCO3↓，固體不減少；加入KCl溶液相當于加水稀釋，Ca(OH)2減少；加入NaOH，c(OH－)增大，加入CaCl2，c(Ca2＋)增大，平衡均向左移動，Ca(OH)2增多。命題點2:沉淀溶解平衡的應(yīng)用(應(yīng)用性考點)3.要使工業(yè)廢水中的Pb2+沉淀,可用硫酸鹽、碳酸鹽、硫化物等作沉淀劑,已知Pb2+與這些離子形成的化合物的溶解度如下:化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.03×10-41.81×10-71.84×10-14由上述數(shù)據(jù)可知,選用的沉淀劑最好是 ()

A.硫化物 B.硫酸鹽C.碳酸鹽 D.以上沉淀劑均可【解析】選A。產(chǎn)生沉淀的溶解度越小,沉淀反應(yīng)進行越完全。由表中數(shù)據(jù)可知PbS的溶解度最小,所以最好的沉淀劑為硫化物。4．工業(yè)上常用還原沉淀法處理含鉻廢水(Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))和CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))，其流程為已知:步驟③生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq)Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=10-32下列有關(guān)說法正確的是 ()

A．步驟①中當2v正(CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))＝v逆(Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)))時，說明反應(yīng)：2CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H＋Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋H2O達到平衡狀態(tài)B．Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))在酸性溶液中不能大量存在C．步驟②中，若要還原1molCr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))，需要12mol(NH4)2Fe(SO4)2D．步驟③中，當將溶液的pH調(diào)節(jié)至5時，可認為廢水中的鉻元素已基本除盡(當溶液中c(Cr3＋)≤10－5mol·L－1時，可視作該離子沉淀完全)【解析】選D。判定化學平衡狀態(tài)：根據(jù)同種物質(zhì)v正＝v逆，或根據(jù)不同物質(zhì)速率方向相反，且速率比等于系數(shù)比；根據(jù)反應(yīng)：2CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)＋2H＋(aq)Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))(aq)＋H2O(l)，eq\f(v正（CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,v逆（Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))）)＝eq\f(2,1)，即v正(CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))＝2v逆(Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)))時，達平衡狀態(tài)，故A錯誤；根據(jù)反應(yīng)：2CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)＋2H＋(aq)Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))(aq)＋H2O(l)，酸性條件下，c(H＋)大，平衡正向移動程度大，會有更多的Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))，所以Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))在酸性溶液中可以大量存在，故B錯誤；根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，反應(yīng)②1molCr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))要得到6mole－生成2molCr3＋，所以需要6molFe2＋生成6molFe3＋提供6mol電子，即需要6mol(NH4)2Fe(SO4)2，故C錯誤；Ksp[Cr(OH)3]＝c(Cr3＋)c3(OH－)，當c(Cr3＋)≤1×10－5mol·L－1，c3(OH－)＝eq\f(Ksp[Cr（OH）3],c（Cr3＋）)＝eq\f(1×10－32,1×10－5)＝10－27mol·L－1，c(OH－)＝10－9mol·L－1，c(H＋)＝eq\f(Kw,c（OH－）)＝eq\f(10－14,10－9)＝10－5mol·L－1，則pH＝－lgc(H＋)＝5，所以當將溶液的pH調(diào)節(jié)至5時，可認為廢水中的鉻元素已基本除盡，D正確?！炯庸逃柧殹胃摺?/p>

1.(2021·北京房山區(qū)模擬)難溶電解質(zhì)在水中達到沉淀溶解平衡時,下列說法中不正確的 ()

A.溶液中不存在難溶電解質(zhì)離子B.沉淀的速率和溶解的速率相等C.繼續(xù)加入難溶電解質(zhì),溶液中各離子濃度不變

D.一定條件下可以轉(zhuǎn)化為更難溶的物質(zhì)【解析】選A。難溶電解質(zhì)在水中達到沉淀溶解平衡時,會有少部分電解質(zhì)發(fā)生電離,得到相應(yīng)的離子,故A錯誤;達到沉淀溶解平衡時,沉淀的速率和溶解的速率相等,各離子濃度保持不變,故B正確;達到沉淀溶解平衡時,已經(jīng)達到難溶電解質(zhì)的溶解限度,溶液為飽和溶液,加入難溶電解質(zhì)會以沉淀的形式存在,對于溶液中各離子的濃度無影響,故C正確;更難溶的物質(zhì)溶度積常數(shù)更小,更容易形成,一定條件下可以轉(zhuǎn)化為更難溶的物質(zhì),故D正確。2．已知同溫度下的溶解度：Zn(OH)2>ZnS，MgCO3>Mg(OH)2；就溶解或電離出S2－的能力而言，F(xiàn)eS>H2S>CuS，則下列離子方程式錯誤的是()A．Mg2＋＋2HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2Ca2＋＋4OH－=Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2OB．Cu2＋＋H2S=CuS↓＋2H＋C．Zn2＋＋S2－＋2H2O=Zn(OH)2↓＋H2S↑D．FeS＋2H＋=Fe2＋＋H2S↑【解析】選C。就溶解度而言,反應(yīng)向著生成溶解度更小的方向進行;就電離而言,反應(yīng)向著難電離的方向進行?？键c二溶度積常數(shù)及其應(yīng)用(命題指數(shù)★★★★★)1.溶度積Ksp:在一定條件下,難溶強電解質(zhì)AmBn溶于水形成飽和溶液時,溶質(zhì)的離子與該固態(tài)物質(zhì)之間建立動態(tài)平衡,叫作沉淀溶解平衡,這時,離子濃度冪的乘積為一常數(shù),叫作溶度積,用Ksp表示。2.表達式:對于AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)。3.溶度積與離子積的關(guān)系:通過比較溶度積與溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積——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:(1)Qc>Ksp,溶液過飽和,有沉淀析出,直至溶液飽和,達到新的平衡。(2)Qc=Ksp,溶液飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)。(3)Qc<Ksp,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。4.Ksp的影響因素:(1)自身性質(zhì):難溶物質(zhì)本身的性質(zhì),這是主要決定因素。(2)反應(yīng)條件。①濃度:加水稀釋,平衡向溶解方向移動,但Ksp不變。②溫度:絕大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過程,升高溫度,平衡向溶解方向移動,Ksp增大。③其他:向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶物質(zhì)或更難電離物質(zhì)或氣體的離子時,平衡向溶解方向移動,但Ksp不變。1.判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)AgCl的Ksp大于Mg(OH)2,則AgCl的溶解度大于Mg(OH)2。 ()

提示:×。溶度積大的難溶電解質(zhì)溶解度不一定大,只有組成類型相同的難溶電解質(zhì)才可以通過Ksp比較溶解度大小。(2)溶度積常數(shù)只受溫度影響,Ksp隨溫度升高而增大。 ()

提示:×。大多數(shù)難溶電解質(zhì)Ksp隨溫度升高而增大,少數(shù)(如氫氧化鈣)升高溫度Ksp減小。(3)Mg(OH)2在NaOH溶液中的溶解度與在水中一樣。 ()

提示:×。OH-抑制Mg(OH)2的溶解平衡,在NaOH溶液中溶解度小。(4)在同濃度的鹽酸中,ZnS可溶而CuS不溶,說明CuS的溶解度比ZnS的小。 ()

提示:√。H+可以與ZnS中S2-結(jié)合促進溶解平衡,進而溶解ZnS,而H+不能溶解CuS,所以CuS的溶解度比ZnS的小。(5)已知常溫下:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,將0.002mol·L-1的AgNO3溶液與0.002mol·L-1的KCl溶液等體積混合會產(chǎn)生AgCl沉淀。 ()

提示：√?；旌虾驫c＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.001mol·L－1×0.001mol·L－1＝1.0×10－6＞1.8×10－10，故生成AgCl沉淀。2.在0.10mol·L-1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分攪拌,有淺藍色氫氧化銅沉淀生成,當溶液的pH=8時,c(Cu2+)=_______mol·L-1(Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)。若在0.1mol·L-1硫酸銅溶液中通入過量H2S氣體,使Cu2+完全沉淀為CuS,此時溶液中的H+濃度是_______mol·L-1。

【解析】pH=8時c(OH-)=10-6mol·L-1,由硫酸銅的沉淀溶解平衡常數(shù)可知:Ksp=2.2×10-20=10-12×c(Cu2+),得c(Cu2+)=2.2×10-8mol·L-1;使Cu2+沉淀完全,已知c(Cu2+)=0.1mol·L-1,根據(jù)反應(yīng)關(guān)系式:Cu2+～2H+得c(H+)=0.2mol·L-1。

答案:2.2×10-80.2

命題角度1:溶度積常數(shù)的計算【典例1】(2021·桂林模擬)常溫下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,在pH=4的Fe(OH)3飽和溶液中,c(Fe3+)為 ()

A.1.0×10-8mol·L-1 B.4.0×10-8mol·L-1

C.1.0×10-26mol·L-1 D.1.3×10-28mol·L-1

【解析】選B。pH＝4的Fe(OH)3飽和溶液中，c(H＋)＝1×10－4mol·L－1，根據(jù)Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－14，則c(OH－)＝eq\f(Kw,c（H＋）)＝eq\f(10－14,10－4)mol·L－1＝1×10－10mol·L－1，根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝4.0×10－38，c(Fe3＋)＝eq\f(Ksp[Fe（OH）3],c3（OH－）)＝eq\f(4.0×10－38,（1×10－10）3)mol·L－1＝4.0×10－8mol·L－1。命題角度2:溶度積常數(shù)的應(yīng)用【典例2】(2020·山東等級考)用軟錳礦(主要成分為MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制備高純MnCO3的工藝流程如下:已知:MnO2是一種兩性氧化物;25℃時相關(guān)物質(zhì)的Ksp見下表。

物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2Ksp1×10-16.31×10-38.61×10-32.31×10-12.7回答下列問題:(1)軟錳礦預(yù)先粉碎的目的是___________,

MnO2與BaS溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為MnO的化學方程式為______________。

(2)保持BaS投料量不變,隨MnO2與BaS投料比增大,S的量達到最大值后無明顯變化,而Ba(OH)2的量達到最大值后會減小,減小的原因是______________。

(3)濾液Ⅰ可循環(huán)使用,應(yīng)當將其導(dǎo)入到______________操作中(填操作單元的名稱)。

(4)凈化時需先加入的試劑X為______________(填化學式)。再使用氨水調(diào)溶液的pH,則pH的理論最小值為______________(當溶液中某離子濃度c≤1.0×10-5mol·L-1時,可認為該離子沉淀完全)。

(5)碳化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________。

【解析】軟錳礦粉(主要成分為MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)加入硫化鋇溶液進行反應(yīng)，主要發(fā)生MnO2＋BaS＋H2O=Ba(OH)2＋MnO＋S，過濾得到Ba(OH)2溶液，經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾、干燥得到氫氧化鋇；濾渣用硫酸溶解，得到的濾液中主要金屬陽離子有Mn2＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋，得到的濾渣為不溶于稀硫酸的硫磺；之后向濾液中加入合適的氧化劑將Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，然后加入氨水調(diào)節(jié)pH，使Fe3＋、Al3＋轉(zhuǎn)化為沉淀除去，壓濾得到的廢渣為Fe(OH)3和Al(OH)3，此時濾液中的金屬陽離子只有Mn2＋，向濾液中加入碳酸氫銨、氨水，Mn2＋和碳酸氫根電離出的碳酸根結(jié)合生成碳酸錳沉淀，過濾、洗滌、干燥得到高純碳酸錳。(1)軟錳礦預(yù)先粉碎可以增大反應(yīng)物的接觸面積，使反應(yīng)更充分，提高反應(yīng)速率；MnO2與BaS反應(yīng)轉(zhuǎn)化為MnO，Mn元素的化合價由＋4價降低為＋2價，根據(jù)元素價態(tài)規(guī)律可知－2價的S元素應(yīng)被氧化得到S單質(zhì)，則MnO2與BaS的系數(shù)比應(yīng)為1∶1，根據(jù)后續(xù)流程可知產(chǎn)物還有Ba(OH)2，結(jié)合元素守恒可得化學方程式為MnO2＋BaS＋H2O=Ba(OH)2＋MnO＋S；(2)根據(jù)題目信息可知MnO2為兩性氧化物，所以當MnO2過量時，會消耗反應(yīng)產(chǎn)生的Ba(OH)2，從而使Ba(OH)2的量達到最大值后會減小；(3)濾液Ⅰ為結(jié)晶后剩余的Ba(OH)2飽和溶液，所以可以導(dǎo)入到蒸發(fā)操作中循環(huán)使用；(4)凈化時除去Fe元素需要將Fe2＋氧化為Fe3＋，為了不引入新的雜質(zhì)，且不將Mn元素氧化，加入的試劑X可以是H2O2；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)e(OH)3和Al(OH)3為同類型沉淀，而Al(OH)3的Ksp稍大，所以當Al3＋完全沉淀時，F(xiàn)e3＋也一定完全沉淀，當c(Al3＋)＝1.0×10－5mol·L－1時，c(OH－)＝eq\r(3,\f(Ksp[Al（OH）3],c（Al3＋）))＝eq\r(3,\f(1×10－32.3,1×10－5))mol·L－1＝10－9.1mol·L－1，所以c(H＋)＝10－4.9mol·L－1，pH＝4.9，即pH的理論最小值為4.9；(5)碳化過程Mn2＋和碳酸氫根電離出的碳酸根結(jié)合生成碳酸錳沉淀，促進碳酸氫根的電離，產(chǎn)生的氫離子和一水合氨反應(yīng)生成銨根和水，所以離子方程式為Mn2＋＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋NH3·H2O=MnCO3↓＋NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋H2O。答案：(1)增大接觸面積，充分反應(yīng)，提高反應(yīng)速率MnO2＋BaS＋H2O=Ba(OH)2＋MnO＋S(2)過量的MnO2消耗了產(chǎn)生的Ba(OH)2(3)蒸發(fā)(4)H2O24.9(5)Mn2＋＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋NH3·H2O=MnCO3↓＋NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋H2O1.溶度積原則:(1)Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān),而與沉淀的量和溶液中離子濃度無關(guān)。(2)同溫條件時,對于同類型物質(zhì),Ksp數(shù)值越大,難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強。如由Ksp數(shù)值可知,溶解能力:AgCl>AgBr>AgI,Cu(OH)2<Mg(OH)2。(3)不同類型的物質(zhì),Ksp差距不大時不能直接作為比較依據(jù)。如(25℃):AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),Ksp=1.8×10-10,Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),Ksp=1.8×10-11,雖然Mg(OH)2的Ksp較小,但不能認為Mg(OH)2比AgCl更難溶。

2.沉淀開始和沉淀完全時溶液pH的計算方法:[以Cu(OH)2為例]。室溫下,向2mol·L-1CuSO4溶液中逐滴加入NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH至多少時開始沉淀?調(diào)節(jié)溶液pH至多少時Cu2+沉淀完全?

(已知:室溫下Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20,離子濃度小于10-5mol·L-1時視為Cu2+沉淀完全)

①沉淀開始時pH的求算。Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝2×c2(OH－)＝2.0×10－20，c(OH－)＝eq\r(10－20)＝10－10(mol·L－1)，c(H＋)＝eq\f(Kw,c（OH－）)＝eq\f(10－14,10－10)＝10－4(mol·L－1)，pH＝－lgc(H＋)＝－lg10－4＝4。②沉淀完全時pH的求算。Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝10－5·c2(OH－)＝2.0×10－20，c(OH－)＝eq\r(2.0×10－15)＝eq\r(20)×10－8≈4.47×10－8(mol·L－1)，c(H＋)＝eq\f(Kw,c（OH－）)＝eq\f(10－14,4.47×10－8)≈2.24×10－7(mol·L－1)，pH＝－lgc(H＋)＝－lg(2.24×10－7)＝7－lg2.24≈6.6。命題點1:溶度積常數(shù)的計算(基礎(chǔ)性考點)1．已知25℃時，RSO4(s)＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))(aq)RCO3(s)＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)的平衡常數(shù)K＝1.75×104，Ksp(RCO3)＝2.80×10－9，下列敘述中正確的是()A．向c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))＝c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))的混合液中滴加RCl2溶液，首先析出RSO4沉淀B．將濃度均為6×10－6mol·L－1的RCl2、Na2CO3溶液等體積混合后不會得到RCO3沉淀C．25℃時，RSO4的Ksp約為4.9×10－4D．相同溫度下，RCO3在水中的Ksp大于在Na2CO3溶液中的Ksp【解析】選B。RSO4(s)＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))(aq)RCO3(s)＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)的平衡常數(shù)K＝eq\f(c（SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c（COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）)＝eq\f(c（R2＋）·c（SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c（R2＋）·c（COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）)＝eq\f(Ksp（RSO4）,Ksp（RCO3）)＝1.75×104，Ksp(RSO4)＝1.75×104×Ksp(RCO3)＝1.75×104×2.80×10－9＝4.9×10－5，C錯誤；RSO4、RCO3屬于同種類型且Ksp(RSO4)>Ksp(RCO3)，向c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))＝c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))的混合液中滴加RCl2溶液，首先析出RCO3沉淀，A錯誤；將濃度均為6×10－6mol·L－1RCl2、Na2CO3溶液等體積混合后，c(R2＋)＝3×10－6mol·L－1、c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))＝3×10－6mol·L－1，此時的離子積Qc＝c(R2＋)·c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))＝3×10－6×3×10－6＝9×10－12<Ksp(RCO3)，不會產(chǎn)生RCO3沉淀，B正確；Ksp只與溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)，相同溫度下RCO3在水中的Ksp與在Na2CO3溶液中的Ksp相等，D錯誤。2．工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))和CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害，必須進行處理。Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)Cr3＋(aq)＋3OH－(aq)，常溫下，Cr(OH)3的溶度積Ksp＝c(Cr3＋)·c3(OH－)＝10－32，要使c(Cr3＋)降低為10－5mol·L－1，溶液的pH應(yīng)調(diào)至__________。【解析】Ksp＝c(Cr3＋)·c3(OH－)＝10－32，則c(OH－)＝eq\r(3,\f(Ksp,c（Cr3＋）))＝eq\r(3,\f(10－32,10－5))＝10－9mol·L－1，c(H＋)＝eq\f(Kw,c（OH－）)＝eq\f(10－14,10－9)＝10－5mol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝－lg10－5＝5。答案：5命題點2:溶度積常數(shù)的應(yīng)用(應(yīng)用性考點)3.(2021·徐州模擬)常溫下,有關(guān)物質(zhì)的溶度積如下,下列有關(guān)說法不正確的是 ()

物質(zhì)CaCO3MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3Ksp4.96×10-96.82×10-64.68×10-65.61×10-122.64×10-39A.常溫下,除去NaCl溶液中的MgCl2雜質(zhì),選用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好B.常溫下,除去NaCl溶液中的CaCl2雜質(zhì),選用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好C.向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液,當兩種沉淀共存且溶液的pH=8時,c(Mg2+)∶c(Fe3+)=2.125×1021D.將適量的Ca(OH)2固體溶于100mL水中,剛好達到飽和[c(Ca2+)=1.0×10-2mol·L-1],若保持溫度不變,向其中加入100mL0.012mol·L-1的NaOH,則該溶液變?yōu)椴伙柡腿芤?/p>

【解析】選B。因為MgCO3是微溶物、Mg(OH)2是難溶物，所以除去NaCl溶液中的MgCl2雜質(zhì)，選用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好，故A正確；因為Ca(OH)2是微溶物、CaCO3是難溶物，所以除去NaCl溶液中的CaCl2雜質(zhì)，選用Na2CO3溶液比NaOH溶液效果好，故B錯誤；當兩種沉淀共存且溶液的pH＝8時，即c(OH－)＝10－6mol·L－1，c(Mg2＋)＝eq\f(Ksp[Mg（OH）2],c2（OH－）)＝eq\f(5.61×10－12,（10－6）2)mol·L－1＝5.61mol·L－1，c(Fe3＋)＝eq\f(Ksp[Fe（OH）3],c3（OH－）)＝eq\f(2.64×10－39,（10－6）3)mol·L－1＝2.64×10－21mol·L－1，所以c(Mg2＋)∶c(Fe3＋)＝5.61∶2.64×10－21＝2.125×1021，故C正確；將適量的Ca(OH)2固體溶于100mL水中，剛好達到飽和，c(Ca2＋)＝1.0×10－2mol·L－1，c(OH－)＝eq\r(\f(4.68×10－6,1×10－2))mol·L－1≈2.163×10－2mol·L－1，若保持溫度不變，向其中加入100mL0.012mol·L－1的NaOH，混合后，c(Ca2＋)＝0.5×10－2mol·L－1，c(OH－)＝eq\f(2.163×10－2mol·L－1＋0.012mol·L－1,2)＝0.016815mol·L－1，此時Ca(OH)2的Qc＝c(Ca2＋)·c2(OH－)＝0.5×10－2×0.0168152≈1.4×10－6＜Ksp[Ca(OH)2]，則該溶液變?yōu)椴伙柡腿芤?，故D正確。【加固訓練—拔高】

1.(2021·煙臺模擬)25℃時,下列4種鹽的溶度積常數(shù)(Ksp)分別如下表,結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)分析,下列說法錯誤的是 ()

Ag2SO4(白色)Ag2S(黑色)FeS(黑色)MnS(肉色)1.4×10-5mol3·L-36.3×10-50mol3·L-33.3×10-18mol2·L-22.5×10-13mol2·L-2A.除去某溶液中的Ag+用Na2S溶液比Na2SO4溶液效果好B.25℃時,MnS的溶解度大于FeS的溶解度

C.向少量FeS懸濁液中加入足量飽和MnCl2溶液,沉淀顏色會由黑色變?yōu)槿馍獶.向Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)平衡體系中加入少量Na2S固體,溶液中c(Ag+)不變

【解析】選D。Ksp(Ag2S)<Ksp(Ag2SO4),除去某溶液中的Ag+用Na2S溶液比Na2SO4溶液效果好,故A正確;根據(jù)表中數(shù)據(jù),25℃時,MnS的溶解度大于FeS的溶解度,故B正確;向少量FeS懸濁液中,即FeS的飽和溶液,加入足量飽和MnCl2溶液,發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化,沉淀顏色會由黑色變?yōu)槿馍?故C正確;向Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)平衡體系中加入少量Na2S固體,溶液中c(S2-)增大,平衡逆向移動,則溶液中c(Ag+)減小,故D錯誤。

2.(2021·浙江模擬)利用調(diào)節(jié)pH的方法,可以除去硫酸銅溶液中的亞鐵離子(已知常見某些陽離子沉淀對應(yīng)pH如表所示),下列說法正確的是 ()

陽離子開始沉淀時完全沉淀時Fe3+2.73.7Cu2+4.46.4Fe2+7.69.6A.調(diào)節(jié)pH前,應(yīng)先將Fe2+氧化為Fe3+,可選擇Cl2或H2O2作為氧化劑B.調(diào)節(jié)pH可選用Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3C.調(diào)節(jié)pH控制在pH=6.4～7.6效果最好D.將分離得到硫酸銅溶液蒸干可獲得Cu(OH)2固體【解析】選B。如加入氯氣,則生成氯化鐵,引入新雜質(zhì),故A錯誤;選用Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3,可調(diào)節(jié)溶液的pH,且不引入新雜質(zhì),可達到除雜的目的,故B正確;調(diào)節(jié)pH控制在pH=6.4～7.6,銅離子沉淀,不能達到除雜的目的,將亞鐵離子氧化生成鐵離子,應(yīng)調(diào)節(jié)pH在3.7～4.4之間,故C錯誤;由于硫酸為難揮發(fā)性酸,則硫酸銅溶液蒸干,如溫度不是很高,硫酸銅不分解,則可得到硫酸銅,故D錯誤?？键c三沉淀溶解平衡曲線(命題指數(shù)★★★)1.沉淀溶解平衡曲線:溶度積曲線是難溶電解質(zhì)飽和溶液中離子濃度之間的關(guān)系曲線,以AgCl懸濁液為例,溶度積曲線如圖:①曲線上任一點都代表沉淀溶解平衡狀態(tài),即Qc=Ksp。②曲線上方區(qū)域均為過飽和溶液,即Qc>Ksp。③曲線下方區(qū)域均為不飽和溶液,即Qc<Ksp。④升高溫度,曲線向右上方平移。2.沉淀溶解平衡對數(shù)曲線:溶度積對數(shù)曲線是難溶電解質(zhì)飽和溶液中離子濃度對數(shù)值之間的關(guān)系曲線,以CdCO3飽和溶液為例,溶度積曲線如圖:①直線上任一點都代表沉淀溶解平衡狀態(tài),即Qc=Ksp。②直線上方區(qū)域均為不飽和溶液,即Qc<Ksp。③直線下方區(qū)域均為過飽和溶液,即Qc>Ksp。④升高溫度,直線向左下方平移。3.沉淀滴定曲線:沉淀滴定曲線是沉淀滴定過程中構(gòu)成難溶電解質(zhì)的離子濃度與滴定劑加入量之間的關(guān)系曲線,以向10mL0.1mol·L-1CuSO4溶液中滴加0.1mol·L-1的K2S溶液為例,滴加過程中溶液中-lgc(Cu2+)與K2S溶液體積(V)的關(guān)系曲線如圖:

①曲線上任一點都代表平衡點,c(Cu2+)·c(S2-)=Ksp。②滴定終點時(b點)為飽和CuS溶液,c(Cu2+)=c(S2-)。③滴定終點以前線上點(如a點),代表c(Cu2+)>c(S2-);滴定終點以后線上點(如c點),代表c(Cu2+)<c(S2-)。1.判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)某溫度下,難溶物FeR水溶液中存在平衡FeR(s)Fe2+(aq)+R2-(aq),其溶解平衡曲線如圖Ⅰ所示,曲線上的點代表溶解平衡狀態(tài),Ksp=4×10-18。 ()

提示:×。選a點或b點計算,Ksp=2×10-18。(2)如圖Ⅰ所示,FeR溶解平衡曲線外,d點有沉淀生成,c點沒有。 ()

提示:×。d點相對于平衡點a,c(Fe2+)相同,c(R2-)小于a點,沒有沉淀生成;同理,c點有沉淀生成。(3)t℃時,PdI2在水中的溶解平衡曲線如圖Ⅱ所示,Ksp=7.0×10-9。 ()

提示:×。根據(jù)a點計算Ksp=7×10-13。(4)如圖Ⅱ所示,PdI2溶解平衡曲線上a點溶液中加入少量NaI固體,溶液由a點向c點方向移動。 ()

提示:√。碘離子濃度增大,鉛離子濃度減小,由a點向c點方向移動。2.溶洞的形成與碳酸鈣的溶解平衡有關(guān)。如圖是碳酸鈣(CaCO3)在25℃和100℃兩種情況下,在水中的沉淀溶解平衡曲線。

(1)由圖象可知,碳酸鈣溶解的熱效應(yīng)如何?(2)a、b、c、d四點對應(yīng)的Ksp大小關(guān)系如何?提示:(1)100℃時碳酸鈣溶解度大于25℃,則碳酸鈣溶解吸熱。

(2)Ksp僅與溫度有關(guān),Ksp(d)>Ksp(b)=Ksp(c)>Ksp(a)。命題角度1:沉淀溶解平衡曲線【典例1】(2019·全國Ⅱ卷)絢麗多彩的無機顏料的應(yīng)用曾創(chuàng)造了古代繪畫和彩陶的輝煌。硫化鎘(CdS)是一種難溶于水的黃色顏料,其在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法錯誤的是 ()

A.圖中a和b分別為T1、T2溫度下CdS在水中的溶解度B.圖中各點對應(yīng)的Ksp的關(guān)系為:Ksp(m)=Ksp(n)<Ksp(p)<Ksp(q)C.向m點的溶液中加入少量Na2S固體,溶液組成由m沿mpn線向p方向移動D.溫度降低時,q點的飽和溶液的組成由q沿qp線向p方向移動【解析】選B。圖中p、q對應(yīng)縱橫坐標數(shù)值相等,即c(Cd2+)=c(S2-),則a和b分別為T1、T2溫度下CdS在水中的溶解度,A正確;圖中m、n、p點對應(yīng)的溫度相同,小于q點對應(yīng)的溫度,對應(yīng)的Ksp的關(guān)系為:Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p)<Ksp(q),B錯誤;向m點的溶液中加入少量Na2S固體,c(S2-)增大,而Ksp不變,c(Cd2+)減小,溶液組成由m沿mpn線向p方向移動,C正確;溫度降低時,CdS在水中的溶解度逐漸減小,飽和溶液降溫后離子濃度減小,但仍為飽和溶液,q點的飽和溶液的組成由q沿qp線向p方向移動,D正確。

命題角度2:沉淀溶解平衡對數(shù)曲線【典例2】在濕法煉鋅的電解循環(huán)溶液中,較高濃度的Cl-會腐蝕陽極板而增大電解能耗?？上蛉芤褐型瑫r加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀從而除去Cl-。根據(jù)溶液中平衡時相關(guān)離子濃度的關(guān)系圖,下列說法錯誤的是

()

A．Ksp(CuCl)的數(shù)量級為10－7B．除Cl－反應(yīng)為Cu＋Cu2＋＋2Cl－=2CuClC．加入Cu越多，Cu＋濃度越高，除Cl－效果越好D．2Cu＋=Cu2＋＋Cu平衡常數(shù)很大，反應(yīng)趨于完全【解析】選C。Ksp(CuCl)＝c(Cu＋)·c(Cl－)，橫坐標－lgeq\f(c（Cl－）,mol·L－1)為1時，即c(Cl－)＝10－1mol·L－1，縱坐標lgeq\f(c（Cu＋）,mol·L－1)大于－6，小于－5，所以Ksp(CuCl)的數(shù)量級是10－7，A項正確；向溶液中同時加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀，除去Cl－的反應(yīng)為Cu＋Cu2＋＋2Cl－=2CuCl，B項正確；除去Cl－效果取決于Cu與Cu2＋的物質(zhì)的量的多少，并不是Cu的量越多，除去Cl－效果越好，C項錯誤；從圖中可以看出，隨著－lgc(Cl－)的逐漸增大，c(Cl－)逐漸減小，溶液中l(wèi)gc(Cu2＋)與lgc(Cu＋)的差值越來越大，即溶液中的2Cu＋=Cu2＋＋Cu趨向越來越大，平衡常數(shù)很大，反應(yīng)趨向完全，D項正確。命題角度3:沉淀滴定曲線【典例3】(2018·全國Ⅲ卷)用0.100mol·L-1AgNO3滴定50.0mL0.0500mol·L-1Cl-溶液的滴定曲線如圖所示。下列有關(guān)描述錯誤的是 ()

A.根據(jù)曲線數(shù)據(jù)計算可知Ksp(AgCl)的數(shù)量級為10-10B.曲線上各點的溶液滿足關(guān)系式c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)C.相同實驗條件下,若改為0.0400mol·L-1Cl-,反應(yīng)終點c移到a

D.相同實驗條件下,若改為0.0500mol·L-1Br-,反應(yīng)終點c向b方向移動

【以圖析題·培養(yǎng)關(guān)鍵能力】

【解析】選C。選取橫坐標為50mL的點,此時向50mL0.0500mol·L-1的Cl-溶液中,加入了50mL0.100mol·L-1的AgNO3溶液,所以計算出此時溶液中過量的Ag+濃度為0.025mol·L-1(按照銀離子和氯離子1∶1沉淀,同時不要忘記溶液體積變?yōu)樵瓉淼?倍),由圖示得到此時Cl-濃度約為1×10-8mol·L-1(實際稍小),所以Ksp(AgCl)約為0.025×10-8=2.5×10-10,所以其數(shù)量級為10-10,故A說法正確;B項在坐標圖中曲線表示沉淀溶解平衡曲線,每個點都滿足c(Ag+)×c(Cl-)=Ksp,故B正確;C項若c(Cl-)=0.0400mol·L-1,則滴定終點是AgNO3體積為20mL處,而圖中a點對應(yīng)的橫坐標AgNO3體積為15mL,故C錯誤;D項AgCl在水中的溶解度大于AgBr,故滴定終點時橫坐標相同,而-lgc(Br-)>-lgc(Cl-),即在c點的上方,故D說法正確。

1.解沉淀溶解平衡圖象的步驟:(1)明確圖象中橫、縱坐標的含義,橫、縱坐標通常是難溶物溶解后電離出的離子濃度。(2)理解圖象中線上點、線外點的含義。(3)抓住Ksp的特點,結(jié)合選項分析判斷。①溶液在蒸發(fā)時,粒子濃度的變化分兩種情況:a.原溶液不飽和時,離子濃度都增大b.原溶液飽和時,離子濃度都不變②溶度積常數(shù)只受溫度影響,與溶液中溶質(zhì)的離子濃度無關(guān),在同一曲線上的點,溶度積常數(shù)相同。2.解沉淀滴定圖象的步驟:(1)明確圖象中橫、縱坐標的含義,橫坐標通常是加入滴定劑的體積,縱坐標通常是離子濃度或其對數(shù)值。(2)找到滴定終點,即為飽和溶液,求算Ksp。(3)理解圖象中線上點、線外點的含義。命題點1：沉淀溶解平衡曲線(綜合性考點)1．氫氧化鈣是一種二元強堿，不同溫度下的沉淀溶解平衡曲線如圖。已知曲線Ⅰ對應(yīng)的溫度T1時Ksp＝4×10－6，eq\r(3,4)≈1.6。下列說法中正確的是()(濃度單位為mol·L-1)A.溫度T2>T1B.恒定溫度T1時,向Q點溶液中加入少量生石灰,溶液中OH-的數(shù)目不變C.Z點溶液中c(OH-)的數(shù)量級為10-3D.P點在溫度為T1時,分散質(zhì)粒徑>100nm

【解析】選D。溫度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，不利于沉淀溶解平衡向正反應(yīng)方向移動，溶度積常數(shù)減小，圖中T2時的溶度積常數(shù)大于T1時的溶度積常數(shù)，因此溫度關(guān)系為T1＞T2，故A錯誤；溫度不變的情況下，生石灰加入消耗水，析出固體后上層清液仍為氫氧化鈣飽和溶液，c(OH－)不變，溶液體積減小，OH－的數(shù)目減少，故B錯誤；Z在溫度為T1的曲線上，溫度相同，則溶度積常數(shù)不變，此時的溶度積常數(shù)為Ksp＝c(Ca2＋)·c2(OH－)＝16a×a2＝16a3＝4×10－6，解得a＝eq\f(0.01,1.6)，則圖中Z點溶液中c(OH－)＝4a＝0.025mol·L－1，數(shù)量級為10－2，故C錯誤；溫度為T1時，P點Qc＞Ksp，反應(yīng)向生成沉淀的方向移動，得到懸濁液，P點分散系中分散質(zhì)粒子直徑大于100nm，故D正確。命題點2:沉淀溶解平衡對數(shù)曲線(綜合性考點)2．(2021·濟寧模擬)某溫度時硫酸鹽MSO4(M：Pb2＋、Ba2＋、Sr2＋)的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。已知p(M)＝－lgc(M)，p(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))＝－lgc(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))。下列說法正確的是()A.向BaSO4懸濁液中加入濃度較大的Pb(NO3)2溶液可能轉(zhuǎn)化成PbSO4B．X、Y兩點對應(yīng)的SrSO4均是飽和溶液，不能繼續(xù)溶解SrSO4C．蒸發(fā)Z點的BaSO4溶液可得到C點狀態(tài)的BaSO4溶液D．溶度積：Ksp(SrSO4)＜Ksp(PbSO4)＜Ksp(BaSO4)【解析】選A。由圖可知，Ksp(BaSO4)＜Ksp(PbSO4)，但增大Pb2＋的濃度，即c(Pb2＋)×c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))＞Ksp(PbSO4)，可使BaSO4轉(zhuǎn)化為PbSO4，故A正確；由圖可知Y點對應(yīng)的SrSO4溶液，c(Sr2＋)×c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))＜Ksp(SrSO4)，所以為不飽和溶液，能繼續(xù)溶解SrSO4，故B錯誤；由圖可知Z點對應(yīng)溶液中c(Ba2＋)＞c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))，蒸發(fā)Z點的BaSO4溶液不能得到C點狀態(tài)的溶液，故C錯誤；由圖可知溶度積BaSO4＜PbSO4＜SrSO4，故D錯誤。3．(2021年遼寧適應(yīng)性測試)天然水體中的H2CO3與空氣中的CO2保持平衡。已知Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9，某溶洞水體中l(wèi)gc(X)(X為H2CO3、HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))或Ca2＋)與pH的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A．曲線①代表COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))B．H2CO3的一級電離常數(shù)為10－8.3C．c(Ca2＋)隨pH升高而增大D．pH＝10.3時，c(Ca2＋)＝2.8×10－7.9mol·L－1【解析】選D。根據(jù)圖象可知，隨著pH的增大，溶液堿性增強，HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))濃度都增大，而曲線①在pH較小時也產(chǎn)生，因此曲線①代表HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，②代表COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，③代表Ca2＋，A錯誤；曲線①為HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，由點(6.3，－5)可知，H2CO3的一級電離常數(shù)Ka1＝eq\f(c（H＋）·c（HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))）,c（H2CO3）)＝1.0×10－6.3，B錯誤；曲線③代表Ca2＋，根據(jù)圖象可知，c(Ca2＋)隨pH升高而減小，C錯誤；已知Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9，根據(jù)圖象，pH＝10.3時，c(HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＝c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))＝10－1.1mol·L－1，則c(Ca2＋)＝eq\f(Ksp,c（COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）)＝eq\f(2.8×10－9,10－1.1)＝2.8×10－7.9mol·L－1，D正確。命題點3:沉淀滴定曲線(綜合性考點)4.(2021·瀘州模擬)已知:pBa=-lgc(Ba2+),Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,Ksp(BaCO3)=3.0×10-9。常溫下,用0.1mol·L-1Na2SO4溶液滴定20mL0.1mol·L-1BaCl2溶液的曲線如圖所示,V0達到滴定終點,下列說法錯誤的是 ()

A.圖象中,m=5,V0=20B.若將c(BaCl2)從0.1mol·L-1變?yōu)?.2mol·L-1,m值將減小

C.a點溶液中離子濃度大小關(guān)系為c(Cl-)>c(Na+)>c(Ba2+)>c(OH-)D．向b點溶液中滴加Na2CO3溶液至eq\f(c（COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）,c（SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）)≥30時將生成BaCO3【解析】選B。A.圖象中，m＝5，pBa＝－lgc(Ba2＋)＝5，c(Ba2＋)＝10－5mol·L－1，Ksp(BaSO4)＝1.0×10－10，c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))＝10－5mol·L－1，沉淀完全，反應(yīng)的鋇離子和硫酸根離子的量相同，20mL×0.1mol·L－1＝V0×0.1mol·L－1，V0＝20mL，故A正確；B.若將c(BaCl2)從0.1mol·L－1變?yōu)?.2mol·L－1，m為沉淀完全時，pBa＝－lgc(Ba2＋)，m值不變，故B錯誤；C.a點溶液中離子濃度大小關(guān)系為c(Cl－)＝eq\f(20mL×0.1mol·L－1×2,（20＋15）mL)＝eq\f(4,35)mol·L－1，c(Na＋)＝eq\f(15mL×0.1mol·L－1×2,（20＋15）mL)＝eq\f(3,35)mol·L－1，c(Ba2＋)＝eq\f(（20－15）mL×0.1mol·L－1,（20＋15）mL)＝eq\f(0.5,35)mol·L－1，c(OH－)來源于水電離，c(Cl－)＞c(Na＋)＞c(Ba2＋)＞c(OH－)，故C正確；D.BaSO4＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))BaCO3＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，K＝eq\f(c（SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c（COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）)＝eq\f(Ksp（BaSO4）,Ksp（BaCO3）)＝eq\f(1.0×10－10,3.0×10－9)＝eq\f(1,30)，向b點溶液中滴加Na2CO3溶液至eq\f(c（COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）,c（SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）)≥30時將生成BaCO3，故D正確?！炯庸逃柧殹胃摺?/p>

1．(2021·日照模擬)t℃時，兩種碳酸鹽MCO3(M表示X2＋或Y2＋)的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。已知：pM＝－lgc(M2＋)，p(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))＝－lgc(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))，Ksp(XCO3)＜Ksp(YCO3)。下列說法正確的是()A.線a表示YCO3的溶解平衡曲線B.Ksp(XCO3)=1.0×10-8C.t℃時,向XCO3懸濁液中加入飽和Y(NO3)2溶液,可能有YCO3生成

D.t℃時,向飽和YCO3溶液中加入Na2CO3溶液,一定能產(chǎn)生YCO3沉淀

【解析】選C。Ksp(XCO3)＝c(X2＋)c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))，Ksp(YCO3)＝c(Y2＋)c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))；又因Ksp(XCO3)＜Ksp(YCO3)，所以c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))相同時，c(X2＋)＜c(Y2＋)，pc(X2＋)＞pc(Y2＋)，所以a為XCO3的溶解平衡曲線，b為YCO3的溶解平衡曲線，故A錯誤；Ksp(XCO3)＝c(X2＋)c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))＝10－4mol·L－1×100mol·L－1＝10－4，故B錯誤；雖然Ksp(XCO3)＜Ksp(YCO3)，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn)，沉淀轉(zhuǎn)化的平衡移動原理為X2＋(aq)＋YCO3(s)XCO3(s)＋Y2＋(aq)，但加入飽和Y(NO3)2溶液，增大了c(Y2＋)，使平衡逆向移動，可能會有YCO3生成，故C正確；YCO3沉淀溶解的原理，YCO3(s)COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))(aq)＋Y2＋(aq)，向飽和YCO3溶液中加入Na2CO3溶液，不知Na2CO3溶液的濃度，無法確定是否一定能產(chǎn)生YCO3沉淀，故D錯誤。2.(2021·梅河口模擬)硫酸鋇難溶于水,其在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法錯誤的是 ()

A.T1>T2B.圖中各點對應(yīng)的Ksp的關(guān)系為Ksp(m)=Ksp(q)<Ksp(p)C.T1溫度下,向p點的溶液中加入少量BaSO4固體,溶液組成不變D.相同溫度下,BaSO4在水中的溶解度與在Na2SO4溶液中的溶解度相同【解析】選D。根據(jù)坐標，－lgc(Ba2＋)和－lgc(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))數(shù)值越大，c(Ba2＋)和c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))越小；溶解平衡為吸熱反應(yīng)，離子濃度越大，溫度越高，所以T1＞T2，故A正確；Ksp只受溫度影響，溶解平衡為吸熱反應(yīng)，溫度越高Ksp越大，又因T1＞T2，Ksp(p)＞Ksp(m)＝Ksp(q)，即Ksp(m)＝Ksp(q)＜Ksp(p)，故B正確；T1溫度下，p點的溶液已達溶解平衡，加入少量BaSO4固體，平衡不發(fā)生移動，溶液組成不變，故C正確；BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)，在Na2SO4溶液中，c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))大，使平衡逆向移動，BaSO4的溶解度減小，故D錯誤。3.(2021·河南模擬)已知常溫下,H2CrO4的Ka2=3.2×10-7,BaCO3的Ksp=2.5×10-9,BaCrO4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.向m點的懸濁液中通入HCl,能使m點沿mp線向p點方向移動B.通過蒸發(fā)可使q點溶液向p點移動C．常溫下，BaCrO4(s)＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))(aq)BaCO3(s)＋CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)的K＝6.4×10－2D.n點時,沉淀溶解的速率大于離子結(jié)晶的速率【解析】選C。m為平衡點，BaCrO4(s)Ba2＋(aq)＋CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)，向m點的懸濁液中通入HCl，H2CrO4的Ka2＝3.2×10－7，存在CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋H＋HCrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))，使得CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))濃度減小，平衡正向移動，c(Ba2＋)增大，能使m點沿曲線向m點左上方移動，故A錯誤；q點在曲線下方，有c(Ba2＋)c(CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))＜Ksp，蒸發(fā)后，c(Ba2＋)和c(CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))均增大，可使q點溶液向p點右下方移動，故B錯誤；常溫下，BaCrO4(s)＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))(aq)BaCO3(s)＋CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)的K＝eq\f(c（CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）,c（COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）)＝eq\f(c（CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）c（Ba2＋）,c（COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）c（Ba2＋）)＝eq\f(Ksp（BaCrO4）,Ksp（BaCO3）)＝eq\f(8×10－5.5×2×10－5.5,2.5×10－9)＝6.4×10－2，故C正確；n點在曲線上方，有c(Ba2＋)c(CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))＞Ksp，沉淀溶解的速率小于離子結(jié)晶的速率，故D錯誤。4．(2021·成都模擬)常溫下，向25mL0.12mol·L－1AgNO3溶液中逐滴加入濃度為2%的氨水，先出現(xiàn)沉淀，繼續(xù)滴加沉淀溶解。該過程中加入氨水的體積V與溶液中l(wèi)geq\f(c（H＋）,c（OH－）)的關(guān)系如圖所示。已知e點時溶液迅速由渾濁變得澄清，且此時溶液中c(Ag＋)與c(NH3)均約為2×10－3mol·L－1。下列敘述不正確的是()A.a點溶液呈酸性的原因是AgNO3水解B．b點溶液中：c(Ag＋)＋c([Ag(NH3)2]＋)＜c(NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))C．由e點可知，反應(yīng)Ag＋＋2NH3[Ag(NH3)2]＋平衡常數(shù)的數(shù)量級為105D．cd段加入的氨水主要用于沉淀的生成和溶解【解析】選C。AgNO3是強酸弱堿鹽，Ag＋水解離子方程式為Ag＋＋H2OAgOH＋H＋，因為水解導(dǎo)致溶液呈酸性，故A正確；b點lgeq\f(c（H＋）,c（OH－）)＝0，則c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，溶液中存在電荷守恒c(Ag＋)＋c([Ag(NH3)2]＋)＋c(H＋)＋c(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))＝c(OH－)＋c(NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))，則c(Ag＋)＋c([Ag(NH3)2]＋)＜c(NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))，故B正確；e點時溶液迅速由渾濁變澄清，則Ag＋絕大部分以[Ag(NH3)2]＋存在，故c([Ag(NH3)2]＋)＝eq\f(25mL×0.12mol·L－1,25mL＋4.7mL)≈0.1mol·L－1，c(Ag＋)與c(NH3)均約為2×10－3mol·L－1，代入平衡常數(shù)表達式K＝1.25×107，所以反應(yīng)Ag＋＋2NH3[Ag(NH3)2]＋平衡常數(shù)的數(shù)量級為107，故C錯誤；e點溶液迅速由渾濁變得澄清，e點溶質(zhì)為銀氨絡(luò)合物，cd段過程中有沉淀的生成、沉淀的溶解，所以cd段加入的氨水主要用于沉淀的生成和溶解，故D正確。1.(2020·天津等級考)常溫下,下列有關(guān)電解質(zhì)溶液的說法錯誤的是 ()

A.相同濃度的HCOONa和NaF兩溶液,前者的pH較大,則Ka(HCOOH)>Ka(HF)

B.相同濃度的CH3COOH和CH3COONa兩溶液等體積混合后pH約為4.7,則溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)C.FeS溶于稀硫酸,而CuS不溶于稀硫酸,則Ksp(FeS)>Ksp(CuS)D.在1mol·L-1Na2S溶液中,c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=1mol·L-1

【解析】選A。相同濃度的溶液,HCOONa的pH大于NaF,說明HCOO-水解程度大于F-的水解程度,則HCOOH的酸性弱于HF的酸性,故Ka(HCOOH)<Ka(HF),A項錯誤;相同濃度的兩溶液等體積混合,pH約為4.7,說明CH3COOH的電離程度大于CH3COO-的水解程度,則c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),B項正確;FeS溶于稀硫酸,而CuS不溶于稀硫酸,說明CuS比FeS難溶,則Ksp(FeS)>Ksp(CuS),C項正確;在1mol·L-1Na2S溶液中,根據(jù)物料守恒,c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=1mol·L-1,D項正確。

2.(2020·全國Ⅰ卷)釩具有廣泛用途。黏土釩礦中,釩以+3、+4、+5價的化合物存在,還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3。該工藝條件下,溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金屬離子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+開始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1回答以下問題：(1)“酸浸氧化”需要加熱，其原因是________________________。(2)“酸浸氧化”中，VO＋和VO2＋被氧化成VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))，同時還有________離子被氧化，寫出VO＋轉(zhuǎn)化為VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))反應(yīng)的離子方程式________________。(3)“中和沉淀”中，釩水解并沉淀為V2O5·xH2O，隨濾液②可除去金屬離子K＋、Mg2＋、Na＋、________，以及部分的________。(4)“沉淀轉(zhuǎn)溶”中，V2O5·xH2O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽溶解、濾渣③的主要成分是________。(5)“調(diào)pH”中有沉淀生成，生成沉淀反應(yīng)的化學方程式是________________________________。(6)“沉釩”中析出NH4VO3晶體時，需要加入過量NH4Cl，其原因是_______________________________。【解析】(1)“酸浸氧化”需要加熱，其原因是升高溫度，加快酸浸和氧化反應(yīng)速率(促進氧化完全)；(2)“酸浸氧化”中，釩礦粉中的Fe3O4與硫酸反應(yīng)生成FeSO4、Fe2(SO4)3和水，MnO2具有氧化性，F(xiàn)e2＋具有還原性，則VO＋和VO2＋被氧化成VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))的同時還有Fe2＋被氧化，反應(yīng)的離子方程式為MnO2＋2Fe2＋＋4H＋=Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O；VO＋轉(zhuǎn)化為VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))時，釩元素的化合價由＋3價升至＋5價，1molVO＋失去2mol電子，MnO2被還原為Mn2＋，Mn元素的化合價由＋4價降至＋2價，1molMnO2得到2mol電子，根據(jù)得失電