2023屆新高考化學一輪復習(多選)魯科版第八章第6課時　難溶電解質(zhì)的溶解平衡學案

第6課時難溶電解質(zhì)的溶解平衡1.認識難溶電解質(zhì)在水溶液中存在沉淀溶解平衡,了解沉淀的生成、溶解與轉(zhuǎn)化。2.了解水溶液中的離子反應與平衡在物質(zhì)檢測、化學反應規(guī)律研究、物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的應用。3.能綜合運用離子反應、化學平衡原理,分析和解決生產(chǎn)、生活中有關電解質(zhì)溶液的實際問題。沉淀溶解平衡及應用1.沉淀溶解平衡(1)含義在一定溫度下的水溶液中,當沉淀溶解和生成的速率相等時,即達到了沉淀溶解平衡狀態(tài)。(2)建立過程固體溶質(zhì)溶液中的溶質(zhì)v(溶解)(3)特征(4)表示:如AgCl沉淀溶解平衡為AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)2.影響沉淀溶解平衡的因素(1)內(nèi)因難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì),這是決定因素。(2)外因因素規(guī)律溫度升溫,大多數(shù)平衡向溶解的方向移動,Ksp增大(大多數(shù)難溶電解質(zhì)的溶解過程是吸熱的)濃度加水稀釋,平衡向溶解的方向移動,Ksp不變相同離子加入與難溶電解質(zhì)構(gòu)成微粒相同離子組成的物質(zhì),平衡向生成沉淀的方向移動反應離子加入能消耗難溶電解質(zhì)離子的物質(zhì),平衡向溶解的方向移動3.沉淀溶解平衡的應用(1)沉淀的生成①調(diào)節(jié)pH法如除去NH4Cl溶液中的FeCl3雜質(zhì),可加入氨水調(diào)節(jié)pH至3～4,離子方程式為Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3NH4+②沉淀劑法如用H2S沉淀Cu2+,離子方程式為H2S+Cu2+CuS↓+2H+。(2)沉淀的溶解①酸溶解法如CaCO3溶于鹽酸,離子方程式為CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑。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+2NH4+Mg2++2NH3·H2O③氧化還原溶解法如不溶于鹽酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。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。②舉例:MgCl2溶液Mg(OH)2Fe(OH)3,則Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3]。③規(guī)律:一般說來,溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn),但溶解度小的沉淀在一定條件下也能轉(zhuǎn)化為溶解度稍大的沉淀。④應用鍋爐除水垢將CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3,離子方程式為CaSO4+CO32-CaCO3+S礦物轉(zhuǎn)化CuSO4溶液遇ZnS轉(zhuǎn)化為CuS,離子方程式為ZnS+Cu2+CuS+Zn2+

用沉淀法除雜不可能將雜質(zhì)離子全部通過沉淀除去。一般認為殘留在溶液中的雜質(zhì)離子濃度小于1×10-5mol·L-1時,沉淀已經(jīng)完全。[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)難溶電解質(zhì)達到沉淀溶解平衡時,保持溫度不變,增加難溶電解質(zhì)的量,平衡向溶解方向移動。()(2)難溶電解質(zhì)都是弱電解質(zhì)。()(3)室溫下,AgCl在水中的溶解度小于在食鹽水中的溶解度。()(4)在白色ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液,沉淀變黑,說明CuS比ZnS更難溶于水。()解析:(1)難溶電解質(zhì)是固體,其濃度可視為常數(shù),增加它的量對平衡無影響。(2)難溶電解質(zhì),溶解度小,若溶解部分完全電離,為強電解質(zhì),若部分電離,為弱電解質(zhì),如BaSO4為強電解質(zhì)。(3)食鹽水中的Cl-抑制AgCl的溶解,溶解度降低。答案:(1)×(2)×(3)×(4)√2.想一想(1)CaCO3難溶于稀H2SO4,卻能溶于醋酸中,原因是什么?提示:CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq),Ca2++SO42-CaSO4↓,因為生成的CaSO4溶解度較小,會附著在CaCO3的表面,阻止平衡右移,而CH3COOHCH3COO-+H+,Ca2+與CH3COO-不產(chǎn)生沉淀,當H+與CO32(2)分別用等體積的蒸餾水和0.01mol·L-1的鹽酸洗滌AgCl沉淀,用水洗滌造成AgCl的損失大于用稀鹽酸洗滌的,原因是什么?提示:用水洗滌AgCl,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡右移,AgCl的質(zhì)量減小;用稀鹽酸洗滌AgCl,稀釋的同時HCl電離產(chǎn)生的Cl-會使平衡左移,AgCl減小的質(zhì)量要小些。沉淀溶解平衡及影響因素1.25℃時,在含有大量PbI2的飽和溶液中存在著平衡PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq),加入KI固體,下列說法正確的是(D)A.溶液中Pb2+和I-的濃度都增大B.PbI2溶解度增大C.沉淀溶解平衡向右移動D.溶液中Pb2+的濃度減小解析:加入KI固體時,溶液中c(I-)增大,使PbI2的沉淀溶解平衡逆向移動,因此溶液中c(Pb2+)減小,PbI2溶解度減小。2.(2022·山西呂梁月考)Ca(OH)2是微溶物,且在水中溶解度隨溫度升高而減小,一定溫度下,把一定量的Ca(OH)2放入蒸餾水中,一段時間后達到平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)。下列有關該懸濁液的說法中正確的是(D)A.向該懸濁液中再加入一定量的CaO,恢復原溫度,溶液的總質(zhì)量不變B.該溶液中:2c(Ca2+)=c(OH-)C.向該懸濁液中加少量水稀釋,n(Ca2+)×n2(OH-)保持不變D.Ca(OH)2固體溶解是放熱過程解析:加少量生石灰,發(fā)生反應CaO+H2OCa(OH)2,消耗水,且有溶質(zhì)析出,則溶液的總質(zhì)量減小,故A錯誤;該溶液為飽和的Ca(OH)2溶液,所以根據(jù)電荷守恒,則有2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-),故B錯誤;加少量水稀釋過程中Ca(OH)2會溶解,Ca2+、OH-的物質(zhì)的量增加,n(Ca2+)×n2(OH-)應增大,故C錯誤;根據(jù)題意可知,溫度升高,Ca(OH)2溶解度減小,則Ca(OH)2固體溶解為放熱過程,故D正確。沉淀溶解平衡的應用3.工業(yè)上采用濕法煉鋅過程中,以ZnSO4為主要成分的浸出液中,含有Fe3+、Fe2+、Cu2+、Cl-等雜質(zhì),這些雜質(zhì)對鋅的電解工序有妨礙,必須事先除去?，F(xiàn)有下列試劑可供選擇:①酸性KMnO4溶液②NaOH溶液③ZnO④H2O2溶液⑤Zn⑥Fe⑦AgNO3⑧Ag2SO4下列說法不正確的是(A)A.用酸性KMnO4溶液將Fe2+氧化成Fe3+,再轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去B.用ZnO調(diào)節(jié)浸出液的酸堿性,可使某些離子形成氫氧化物沉淀C.在實際生產(chǎn)過程中,加入Ag2SO4可除去Cl-,是利用了沉淀轉(zhuǎn)化的原理D.也可以用ZnCO3代替ZnO調(diào)節(jié)溶液的酸堿性解析:用酸性KMnO4溶液氧化Fe2+時,會引入K+、Mn2+等新的雜質(zhì),這些離子在后續(xù)反應中難以除去,影響生產(chǎn),生產(chǎn)中應該使用H2O2溶液氧化Fe2+,然后加入ZnO或ZnCO3調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+等離子水解形成沉淀,故選A。4.(2021·河南三門峽模擬)實驗:①0.1mol·L-1AgNO3溶液和0.1mol·L-1NaCl溶液等體積混合得到濁液a,過濾得到濾液b和白色沉淀c;②向濾液b中滴加0.1mol·L-1KI溶液,出現(xiàn)渾濁;③向沉淀c中滴加0.1mol·L-1KI溶液,沉淀變?yōu)辄S色。下列分析不正確的是(B)A.濁液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)B.濾液b中不含有Ag+C.③中顏色變化說明AgCl轉(zhuǎn)化為AgID.實驗可以證明AgI比AgCl更難溶解析:濁液a中含有AgCl,存在沉淀溶解平衡,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),故A正確;濾液b為AgCl的飽和溶液,也存在沉淀溶解平衡,即存在Ag+,故B不正確;向AgCl中滴加0.1mol·L-1KI溶液,白色AgCl沉淀變?yōu)辄S色AgI沉淀,實驗可以證明AgI比AgCl更難溶,故C、D正確。溶度積及應用1.溶度積和離子積以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)為例。項目溶度積離子積概念沉淀溶解平衡的平衡常數(shù)溶液中有關離子濃度冪的乘積符號KspQc表達式Ksp(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-),式中的濃度為平衡濃度Qc(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-應用判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解:Qc<Ksp:溶液不飽和,無沉淀析出Qc=Ksp:溶液恰好飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)Qc>Ksp:溶液過飽和,有沉淀析出2.Ksp的意義Ksp可以反映難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。當化學式所表示的組成中陰、陽離子個數(shù)比相同時,Ksp越大的難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強,一般溶解度也越大;但陰、陽離子個數(shù)比不相同時,Ksp大的難溶電解質(zhì)的溶解度不一定大。3.Ksp的影響因素(1)內(nèi)因:難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)。(2)外因[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)Ksp既與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關,也與沉淀的量和溶液中離子濃度有關。()(2)Ksp只受溫度影響,溫度升高,Ksp增大。()(3)常溫下,向Mg(OH)2飽和溶液中加入NaOH固體,Mg(OH)2的Ksp不變。()(4)25℃時,Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl),則溶解度:Ag2CrO4<AgCl。()解析:(1)Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關,與沉淀的量和溶液中離子濃度無關。(2)溶解一般是吸熱的,溫度升高,平衡正移,Ksp增大,但有些溶解是放熱的,如溫度升高,Ca(OH)2的Ksp減小。(4)兩者的化學式中陰、陽離子個數(shù)比不同,不能依據(jù)Ksp比較溶解度。答案:(1)×(2)×(3)√(4)×2.想一想(1)等體積、濃度均為0.2mol·L-1的AgNO3和NaAc溶液混合,是否會生成AgAc沉淀?(已知AgAc的Ksp為2.3×10-3)提示:是。c(Ag+)=c(Ac-)=0.22mol·L-1=0.1mol·L-1,Qc=c(Ag+)·c(Ac-)=1.0×10-2(2)取5mL0.002mol·L-1BaCl2溶液與等體積的0.02mol·L-1Na2SO4溶液混合,是否有沉淀產(chǎn)生?若有,判斷Ba2+是否沉淀完全。(該溫度下BaSO4的Ksp=1.1×10-10)提示:有,Qc=c(Ba2+)·c(SO42-)=1×10-5>Ksp,故有沉淀生成。是,兩種溶液混合之后,SO42-濃度變?yōu)?×10-3mol·L-1,根據(jù)Ksp=c(Ba2+)·c(SO42-),計算得c(Ba2+)<1×溶度積的理解與應用1.(2021·廣東梅州期末)25℃時,Ksp(CuS)=1.0×10-36,Ksp(FeS)=6.3×10-18,下列說法錯誤的是(C)A.CuS在水中的沉淀溶解平衡可表示為CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)B.25℃時,飽和CuS溶液中Cu2+的濃度為1.0×10-18mol·L-1C.因為H2SO4是強酸,所以反應CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4不能發(fā)生D.除去某溶液中的Cu2+,可加入FeS作沉淀劑,反應的離子方程式為FeS+Cu2+CuS+Fe2+解析:CuS為難溶物,存在沉淀溶解平衡,CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq),故A正確;25℃時,Ksp(CuS)=c(Cu2+)×c(S2-)=1.0×10-36,飽和CuS溶液中c(Cu2+)=c(S2-),則c(Cu2+)=1.0×10-36mol·L-1=1.0×10-18mol·L-1,故B正確;生成的CuS難溶于稀H2SO4,則反應CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4能發(fā)生,故C錯誤;由Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp(CuS)=1.3×2.(2021·山西運城期末)298K下,一些銀鹽的溶度積如下表?；瘜W式Ag2SO4Ag2SAgClAgBrAgIKsp1.2×10-56.7×10-501.8×10-105.0×10-138.9×10-17下列說法中,錯誤的是(A)A.將AgCl與AgBr的飽和溶液等體積混合,再加入足量的濃AgNO3溶液,析出的AgCl沉淀的物質(zhì)的量少于AgBr沉淀的B.向飽和AgCl溶液中加入0.1mol/LNa2S溶液后,有黑色沉淀生成C.常溫下,飽和鹵化銀溶液中c(Ag+)大小順序為AgI<AgBr<AgClD.將0.02mol/LAgNO3溶液與0.02mol/LNa2SO4溶液等體積混合后,無沉淀生成解析:在AgCl和AgBr兩飽和溶液中,c(Cl-)>c(Br-),則將AgCl、AgBr兩飽和溶液混合,n(Cl-)>n(Br-),當加入足量的濃AgNO3溶液時,生成更多的AgCl沉淀,故A錯誤;Ag2S的溶度積遠小于AgCl的,Ag2S難溶于水,在AgCl的飽和溶液中加入Na2S,可發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化生成黑色的Ag2S沉淀,故B正確;鹵化銀均為結(jié)構(gòu)相似的難溶性鹽,飽和鹵化銀溶液中,Ksp越大,對應的c(Ag+)越大,由表格中的數(shù)據(jù)可知AgCl、AgBr、AgI的Ksp依次減小,則c(Ag+)大小順序為AgI<AgBr<AgCl,故C正確;將0.02mol/LAgNO3溶液與0.02mol/LNa2SO4溶液等體積混合后,Qc(Ag2SO4)=c2(Ag+)·c(SO42-)=1×10-6<Ksp(Ag2SO4),無Ag2有關溶度積的計算3.(2021·浙江杭州測試)BaSO4的相對分子質(zhì)量為233,Ksp=1×10-10,把1mmol的BaSO4溶于10L的水中,尚未溶解的BaSO4的質(zhì)量為(B)A.2.1g B.0.21gC.0.021g D.0.0021g解析:根據(jù)BaSO4的Ksp=1×10-10可以計算出,BaSO4的飽和溶液中,c(Ba2+)=c(SO42-)=Ksp=1×10-10mol/L=1×10-5mol/L,故把1mmol的BaSO4溶于10L的水中,尚未溶解的BaSO4的質(zhì)量為(1×10-34.(1)在化學分析中采用K2CrO4為指示劑,以AgNO3標準溶液滴定溶液中的Cl-,利用Ag+與CrO42-生成磚紅色沉淀,指示到達滴定終點。當溶液中Cl-恰好完全沉淀(濃度等于1.0×10-5mol·L-1)時,溶液中c(Ag+)為mol·L-1,此時溶液中c(CrO42-)為mol·L-1。[已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為1.9×10(2)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后濃縮,該濃縮液中主要含有I-、Cl-等離子。取一定量的濃縮液,向其中滴加AgNO3溶液,當AgCl開始沉淀時,溶液中c(I-)c(Cl-)為。[已知Ksp(AgCl)=1.8(3)已知:25℃時,Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),Ksp=c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20。當溶液中各種離子的濃度冪的乘積大于溶度積時,則產(chǎn)生沉淀,反之固體溶解。①25℃時,某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02mol·L-1,如果生成Cu(OH)2沉淀,應調(diào)整溶液的pH,使之大于。

②要使0.2mol·L-1CuSO4溶液中Cu2+沉淀較為完全(使Cu2+濃度降至原來的千分之一),則應向溶液里加入NaOH溶液,使溶液的pH為。

解析:(1)根據(jù)Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,可計算出當溶液中Cl-恰好完全沉淀(即濃度等于1.0×10-5mol·L-1)時,溶液中c(Ag+)=1.8×10-5mol·L-1,然后再根據(jù)Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO42-)=1.9×10-12,又可計算出此時溶液中c(CrO42-)≈5.9×10(2)當AgCl開始沉淀時,溶液中c(I-)c(Cl-)=(3)①根據(jù)信息,當c(Cu2+)·c2(OH-)=Ksp時開始出現(xiàn)沉淀,則c(OH-)=Kspc(Cu2+)=2×10-200.02mol·L-1=10-9mol·L-1,c(H+)=10-1410-9mol·L-1=10-5mol·L-1,pH=5,所以要生成Cu(OH)2沉淀,應調(diào)整pH>5。②要使Cu2+濃度降至0.2mol·L-11000=2×10-4答案:(1)1.8×10-55.9×10-3(2)4.7×10-7(3)①5②61.(2020·全國Ⅱ卷,9)二氧化碳的過量排放可對海洋生物的生存環(huán)境造成很大影響,其原理如圖所示。下列敘述錯誤的是(C)A.海水酸化能引起HCO3-濃度增大、CB.海水酸化能促進CaCO3的溶解,導致珊瑚礁減少C.CO2能引起海水酸化,其原理為HCO3-H++CD.使用太陽能、氫能等新能源可改善珊瑚的生存環(huán)境解析:根據(jù)圖示可知CO2的過量排放,能導致海水中CO2+H2OH2CO3H++HCO3-平衡右移;H+又能與珊瑚礁溶解生成的CO32-結(jié)合生成HCO3-,促使CaCO3Ca2++CO32-平衡右移,從而使珊瑚礁減少。結(jié)合上述分析可知海水酸化,海水中H+和HCO3-的濃度均增大,使海水中CO32-的濃度減小,A項正確;H+可結(jié)合珊瑚礁溶解產(chǎn)生的CO32-,故能促進CaCO3的溶解,使珊瑚礁減少,B項正確;CO2引起海水酸化的原理為CO2+H2.(2021·全國乙卷,13)HA是一元弱酸,難溶鹽MA的飽和溶液中c(M+)隨c(H+)而變化,M+不發(fā)生水解。實驗發(fā)現(xiàn),298K時c2(M+)～c(H+)為線性關系,如圖中實線所示。下列敘述錯誤的是(C)A.溶液pH=4時,c(M+)<3.0×10-4mol·L-1B.MA的溶度積Ksp(MA)=5.0×10-8C.溶液pH=7時,c(M+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)D.HA的電離常數(shù)Ka(HA)≈2.0×10-4解析:HA為弱酸,電離方程式為HAH++A-,電離常數(shù)Ka=c(H+)·c(A-)c(HA);MA是難溶電解質(zhì),存在MA(s)M+(aq)+A-(aq),溶度積Ksp(MA)=c(M+)·c(A-)。當溶液pH=4時(圖示),c(H+)=10-4mol·L-1,此時c2(M+)=7.5×10-8(mol·L-1)2,所以c(M+)<3.0×10-4mol·L-1,故A正確;由圖可知,c(H+)=0時,可看作溶液中c(OH-)較大,此時A-水解極大被抑制,溶液中c(M+)=c(A-),則Ksp(MA)=c(M+)×c(A-)=5.0×10-8,故B項正確;未加酸時,體系為純MA的飽和溶液,此時,c(M+)>c(A-),pH≠7,當pH=7時,根據(jù)電荷守恒,c(M+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)中還缺少一種調(diào)節(jié)pH的強酸陰離子,故C項錯誤;由物料守恒c(M+)=c(A-)+c(HA),當c(A-)=c(HA)時,c(M+)=2c(A-),c2(M+)=c(M+)×2c(A-)=2Ksp(MA)=10×10-8mol2·L-2,由圖可知當c2(M+)=10×10-8mol2·L-2時,c(H+)=20×10-5mol·3.(2021·全國甲卷,12)已知相同溫度下,Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)。某溫度下,飽和溶液中-lg[c(SO42-)]、-lg[c(CO下列說法正確的是(B)A.曲線①代表BaCO3的沉淀溶解曲線B.該溫度下BaSO4的Ksp(BaSO4)值為1.0×10-10C.加適量BaCl2固體可使溶液由a點變到b點D.c(Ba2+)=10-5.1時兩溶液中c(