高考化學復習課件：第6單元第27講沉淀溶解平衡

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歡迎進入化學課堂 第27講沉淀溶解平衡 一 沉淀溶解平衡1 溶解平衡的建立在一定溫度下 當沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等時 形成飽和溶液 達到平衡狀態(tài) 把這種平衡稱為沉淀溶解平衡 如 AgCl s Ag aq Cl aq 盡管氯化銀溶解度小 并非絕對不溶 生成的氯化銀沉淀會有少量溶解 從固體溶解平衡的角度 氯化銀在溶液中存在兩個過程 在氯化銀的溶液中 一方面 在水分子作用下 少量Ag 和Cl 脫離氯化銀表面溶入水中 另一方面 溶液中的Ag 和Cl 受氯化銀表面正 負離子的吸引 回到氯化銀的表面析出沉淀 在一定溫度下 當沉淀溶解和生成的速率相等時 得到氯化銀飽和溶液 建立動態(tài)平衡 2 溶解平衡的特征 1 弱 存在于弱電解質的溶液里 2 等 分子電離成離子的速率等于離子結合成該分子的速率 3 定 達到平衡時 溶液里離子濃度和分子濃度都保持不變 不隨時間變化 但不一定相等 4 動 電離平衡屬于動態(tài)平衡 即平衡時 電離速率等于化合成分子速率 都不等于0 5 變 外界條件 如溫度 濃度 外加試劑等 發(fā)生變化時 電離平衡發(fā)生移動 二 沉淀溶解平衡的應用由于沉淀溶解平衡也是動態(tài)平衡 因此可以通過改變條件使平衡移動 最終使溶液中的離子轉化為沉淀或沉淀轉化為溶液中的離子 1 沉淀的生成 1 調節(jié)pH法 如除去碳酸銅溶液中混有的少量鐵離子 可向溶液中加入氫氧化銅或堿式碳酸銅 調節(jié)pH到3 4 鐵離子就會全部轉化為氫氧化鐵沉淀除去 2 加沉淀劑法如以Na2S H2S等作沉淀劑 使某些金屬離子 如Cu2 Hg2 等生成極難溶的硫化物CuS HgS等沉淀 也是分離 除去雜質的方法 2 沉淀的轉化根據(jù)難溶物質溶解度的大小 難溶物質間可以進行轉化 生成溶解度更小的物質 例如 AgNO3AgCl 白色沉淀 AgBr 淡黃色沉淀 AgI 黃色沉淀 Ag2S 黑色沉淀 沉淀轉化的實質就是沉淀溶解平衡的移動 一般來說 溶解能力相對較強的物質易轉化為溶解能力相對較弱的物質 考點一溶解平衡平衡的考查 例1已知Ag2SO4的Ksp為2 0 10 5 將適量Ag2SO4固體溶于100mL水中至剛好飽和 該過程中Ag 和濃度隨時間變化關系如圖 飽和Ag2SO4溶液中c Ag 0 034mol L 1 若t1時刻在上述體系中加入100mL0 020mol L 1Na2SO4溶液 下列示意圖中 能正確表示t1時刻后Ag 和濃度隨時間變化關系的是 解析 Ag2SO4飽和溶液中c Ag 0 034mol L c 0 017mol L 當加入100mL0 020mol LNa2SO4溶液后 c Ag 0 017mol L c 0 0185mol L QC c Ag 2 c 5 3 10 6 2 0 10 5 Ksp 即此時Ag2SO4溶液不飽和 溶液中不存在Ag2SO4固體的溶解平衡 即c Ag 仍為0 017mol L c 仍為0 0185mol L 選項B正確 方法技巧點撥 本題易錯選A 忽視體積變化 對原溶液中離子濃度的變化 答案 B 考點二沉淀的生成與轉化 例2一定溫度下的難溶電解質AmBn在水溶液中達到沉淀溶解平衡時 其平衡常數(shù)Ksp cm An cn Bm 稱為難溶電解質的離子積 已知下表數(shù)據(jù) 對含等物質的量的CuSO4 FeSO4 Fe2 SO4 3的混合溶液的說法 不正確的是 A 向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液 最先看到紅褐色沉淀B 該溶液中c c Cu2 c Fe2 c Fe3 5 4C 向該溶液中加入適量氯水 并調節(jié)pH到3 4后過濾 可獲得純凈的CuSO4溶液D 在pH等于5的溶液中Fe3 不能大量存在 C 解析 根據(jù)溶度積?？膳袛噙x項A正確 由于Cu2 Fe2 和Fe3 在溶液中均能發(fā)生水解反應使得金屬陽離子濃度減小 因此選項B正確 選項C的操作可知溶液中必有氯離子存在 即溶液中溶質還存在CuCl2 C錯 由表中數(shù)據(jù)知Fe3 在pH 4的環(huán)境中已沉淀完全 因此選項D也錯 方法技巧點撥 根據(jù)溶度積規(guī)則 當QC Ksp時 沉淀就向溶解的方向進行 因此 使沉淀溶解的總原則就是設法使構成離子的濃度減小 即QC Ksp 常用的方法是 在難溶電解質飽和溶液中加入適當試劑使之與組成沉淀的一種構成離子結合成另一類化合物 從而使之溶解 具體辦法可采用酸堿溶解法 配位溶解法 氧化還原溶解法以及沉淀轉化溶解法等 1 某溫度時 BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如下圖所示 下列說法正確的是 提示 BaSO4 s Ba2 aq aq 的平衡常數(shù) Ksp c Ba2 c 稱為溶度積常數(shù) 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C d點無BaSO4沉淀生成D a點對應的Ksp大于c點對應的Ksp 解析 類似于溶解度曲線 曲線上的任一點如a和c表示BaSO4飽和溶液 曲線上方的任一點 均表示過飽和 如b點說明溶液中有BaSO4沉淀析出 此時Qc Ksp 曲線下方的任一點 均表示不飽和 如d點 此時Qc Ksp 故選項C正確 D錯 A項 在原溶解平衡的溶液中加入Na2SO4 增大了c 使平衡向生成BaSO4的方向移動 但溶液仍處于飽和狀態(tài) 即最后的點應在曲線上 a下方 A錯 B項 蒸發(fā)使c 增大 而c點與d點的c 相等 故B項錯 答案 C 2 下表為有關化合物的pKsp pKsp lgKsp 某同學設計實驗如下 向AgNO3溶液中加入適量NaX溶液 得到沉淀AgX 向 中加NaY 則沉淀轉化為AgY 向 中加入Na2Z 沉淀又轉化為Ag2Z 則表中a b c的大小關系為 A a b cB a b cC c a bD a b c B 解析 難溶物質間可以進行轉化 生成溶解度更小的物質 說明溶解度Ag2Z AgY AgX 則Ksp Ag2Z Ksp AgY Ksp AgX 則a b c 3 已知25 時 電離常數(shù)Ka HF 3 6 10 4mol L 溶度積常數(shù)Ksp CaF2 1 46 10 10mol3 L3 現(xiàn)向1L0 2mol LHF溶液中加入1L0 2mol LCaCl2溶液 則下列說法中 正確的是 A 25 時 0 1mol LHF溶液中pH 1B Ksp CaF2 隨溫度和濃度的變化而變化C 該體系中 Ksp CaF2 D 該體系中有CaF2沉淀產生 D 解析 由HF的電離常數(shù)可知 HF是弱酸 由Ka HF 3 6 10 4mol L 得c H 6 10 2mol L 所以0 1mol LHF溶液中pH 1 Ksp CaF2 是溫度函數(shù)隨溫度的變化而變化 但不隨溶液的變化而變化 溶液混合后 c HF 0 1mol L c H c F 6 10 2mol L c Ca2 0 1mol L 此時K CaF2 c Ca2 c F 2 3 6 10 4 Ksp CaF2 所以Ksp CaF2 Ka HF 有沉淀生成 4 2011 南昌一模 已知常溫下Ksp AgCl 1 8 10 10mol2 L2 Ksp AgI 1 0 10 16mol2 L2 下列說法中正確的是 A 在相同溫度下AgCl的溶解度小于AgI的溶解度B AgCl和AgI都不溶于水 因此AgCl和AgI不能相互轉化C 常溫下 AgCl若要在NaI溶液中開始轉化為AgI 則NaI的濃度必須不低于 10 11mol LD 將足量的AgCl分別放入下列物質中 20mL0 01mol LKCl溶液 10mL0 02mol LCaCl2溶液 30mL0 05mol LAgNO3溶液 AgCl的溶解度由大到小的順序為 C 解析 本題以溶度積常數(shù)背景綜合考查了物質的溶解性 沉淀的轉化等問題 在相同溫度下 Ksp AgCl Ksp AgI AgCl的溶解度大于AgI的溶解度 而且AgCl可以轉化為AgI 故A B不正確 由Ksp AgCl 1 8 10 10mol2 L2可求得AgCl溶液中c Ag mol L 代入Ksp AgI 1 0 10 16mol2 L2中即可求得c I 10 11mol L 故C正確 D選項中三種溶液中c Cl 或c Ag 由小到大的順序是 故D錯誤 5 2011 黃山三模 已知 25 C時 Ksp R OH 2 5 61 10 12 Ksp RF2 7 42 10 11 下列說法正確的是 A 25 時 飽和R OH 2溶液與飽和RF2溶液相比 前者的c R2 大B 25 時 在R OH 2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體 c R2 增大C 25 時 R OH 2固體在20mL0 01mol L氨水中的Ksp比在20mL0 01mol LNH4Cl溶液中的Ksp小D 25 時 在R OH 2懸濁液中加入NaF稀溶液后 R OH 2不可能轉化為RF2 B 解析 由兩物質的溶度積前者小于后者 且化合物類型相同得出 A中c R2 小 A錯誤 若在R OH 2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體 由于NH4Cl溶于水后顯酸性 使R OH 2的溶解平衡右移 c R2 增大 B正確 由于Ksp是受溫度影響的 在相同溫度下的Ksp相同 C錯誤 根據(jù)沉淀轉化原理 若在體系中加入更大濃度的F 也會產生RF2沉淀 D錯誤 6 在AgCl飽和溶液中尚有AgCl固體存在 當向溶液中加入0 1mol L的鹽酸時 下列說法正確的是 A AgCl沉淀溶解平衡正向移動B AgCl溶解度增大C 溶液中c Ag 增大D 溶液中c Cl 增大 D 解析 加入0 1mol L的鹽酸 Cl 濃度增大 溶解平衡逆向移動 生成氯化銀沉淀 c Ag 減小 由Ksp不變得Cl 濃度增大 7 2010 浙江 已知 25 時 弱電解質的電離平衡常數(shù) Ka CH3COOH 1 8 10 5 Ka HSCN 0 13 難溶電解質的溶度積常數(shù) Ksp CaF2 1 5 10 10 25 時 2 0 10 3mol L 1氫氟酸水溶液中 調節(jié)溶液pH 忽略體積變化 得到c HF c F 與溶液pH的變化關系 如下圖所示 請根據(jù)以上信息回答下列問題 1 25 時 將20mL0 10mol L 1CH3COOH溶液和20mL0 10mol L 1HSCN溶液分別與20mL0 10mol L 1NaHCO3溶液混合 實驗測得產生的氣體體積 V 隨時間 t 變化的示意圖為 反應初始階段 兩種溶液產生CO2氣體的速率存在明顯差異的原因是 反應結束后所得兩溶液中 c CH3COO c SCN 填 或 2 25 時 HF電離平衡常數(shù)的數(shù)值Ka 列式并說明得出該平衡常數(shù)的理由 3 4 0 10 3mol L 1HF溶液與4 0 10 4mol L 1CaCl2溶液等體積混合 調節(jié)混合液pH為4 0 忽略調節(jié)時混合液體積的變化 通過列式計算說明是否有沉淀產生 解析 本題主要考查電離平衡和沉淀溶解平衡等知識點 意在考查考生的邏輯思維能力和信息提取的能力 由題給數(shù)據(jù)可知 相同條件下 HSCN的酸性強于CH3COOH 則等體積 等濃度時 HSCN溶液中的c H 比CH3COOH溶液中的大 則反應速率要快 最終均與NaHCO3完全反應 得到CH3COONa溶液和NaSCN溶液 酸性越弱 則水解程度越大 所以反應后的溶液中 c CH3COO c SCN 答案 1 HSCN的酸性比CH3COOH強 其溶液中c H 較大 故其溶液與NaHCO3溶液的反應速率較快Ksp CaF2 有沉淀產生 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全