资源简介 第二十五讲 难溶电解质的溶解平衡1.知道难溶物在水中的溶解情况及沉淀溶解平衡的建立过程,能描述沉淀溶解平衡。2.知道沉淀转化的本质,理解溶度积(Ksp)的含义,能进行相关的计算。3.知道沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用(沉淀的生成和分步沉淀,沉淀的溶解和转化)。一、沉淀溶解平衡1.沉淀溶解平衡的概念在一定温度下,当难溶电解质溶于水形成 时,溶解速率和 速率相等的状态。2.溶解平衡的建立 固体溶质溶液中的溶质①v溶解>v沉淀,固体 ②v溶解=v沉淀,溶解 ③v溶解3.溶解平衡的特点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、影响沉淀溶解平衡的因素1.内因:难溶电解质本身的性质,这是 因素。2.外因:温度、浓度、以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0为例外界条件平衡移动方向平衡后c(Ag+)平衡后c(Cl-)Ksp升高温度正向增大增大增大加水稀释正向不变不变不变加入少量AgNO3逆向增大减小不变通入HCl逆向减小增大不变通入H2S正向减小增大不变三、沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的生成(1)调节pH法如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3,可以向溶液中加入CuO,调节溶液的pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去。离子方程式为 。(2)沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2+,离子方程式为 。2.沉淀的溶解(1)酸溶解法如CaCO3溶于盐酸,离子方程式为 。(2)盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为 。(3)配位溶解法如AgCl溶于氨水,离子方程式为 。(4)氧化还原溶解法如:不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。3.沉淀的转化(1)实质: 的移动。如MgCl2溶液 ,则溶解度:Mg(OH)2>Fe(OH)3。(2)规律:一般说来, 的沉淀转化成 的沉淀容易实现,沉淀的溶解度差别 ,越容易转化。(3)应用锅炉除垢:将CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为 。矿物转化:CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS,离子方程式为ZnS+Cu2+===CuS+Zn2+。四、溶度积及其应用1.溶度积和离子积以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)为例:溶度积离子积概念沉淀溶解的平衡常数溶液中有关离子 的乘积符号KspQc表达式Ksp(AmBn)= ,式中的浓度都是平衡浓度Qc(AmBn)= ,式中的浓度是任意时刻的浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解(1)Qc>Ksp:溶液过饱和,有 析出(2)Qc=Ksp:溶液饱和,处于 状态(3)Qc2.Ksp的影响因素(1)内因:难溶物质本身的性质,这是主要决定因素。(2)外因①浓度:加水稀释,平衡向 方向移动,但Ksp 。②温度:绝大多数难溶盐的溶解是 过程,升高温度,平衡向 方向移动,Ksp 。③其他:向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离物质或气体的离子时,平衡向溶解方向移动,但Ksp不变。1.CaCO3等难溶物的电离方程式和溶解平衡连接符号是不同的,电离用“=”,后面用“” 2.Ksp(AB2)小于Ksp(CD),则AB2的溶解度不一定小于CD的溶解度,只有组成相似的难溶电解质才有可比性,也就是说并非Ksp越小,其物质的溶解度就越小。对于阴、阳离子的个数比相同的难溶电解质,它们的溶解度可以直接用Ksp的大小来比较,Ksp越小,其物质的溶解度就越小;而对于阴、阳离子的个数比不同的难溶电解质,它们的溶解度就不能直接用Ksp的大小来比较。3.在一定条件下,溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀,当两种难溶电解质的Ksp相差不是很大时,通过调节某种离子的浓度,可由溶度积小的难溶电解质向溶度积大的难溶电解质转化。4.难溶电解质不一定是弱电解质,如BaSO4、AgCl等都是强电解质。5.沉淀溶解平衡移动过程是固体溶解和析出的相互转化过程,属于物理变化,但遵循勒夏特列原理。6.沉淀溶解达到平衡时,再加入该难溶物对平衡无影响。7.用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,沉淀已经完全。8.对于沉淀溶解平衡:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),Ksp=cm(An+)·cn(Bm-),对于相同类型的物质,Ksp 的大小反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小,也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量无关。不过温度改变不大时,Ksp 变化也不大,常温下的计算可不考虑温度的影响。考向一 沉淀溶解平衡图像 典例1:“变化观念与平衡思想”是化学学科的核心素养,室温时AgCl在水中的溶解是吸热过程.不同温度下,AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示.己知T1温度下Ksp(AgCl)=1.6×10﹣9,下列说法正确的是( ) A.T1>T2B.a=4.0×10﹣5C.M点溶液温度变为T1时,溶液中Cl﹣的浓度不变D.T2时饱和AgCl溶液中,c(Ag+)、c(Cl﹣)可能分别为2.0×10﹣5mol/L、4.0×10﹣5mol/L变式训练1.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 mol·L-1的Na2SO4溶液,下列针对此过程的叙述正确的是A.溶液中无沉淀析出,但最终溶液中c(SO)较原来大B.溶液中无沉淀析出,溶液中c(Ca2+)、c(SO)都变小C.溶液中析出CaSO4沉淀,溶液中c(Ca2+)、c(SO)都变小D.溶液中析出CaSO4沉淀,最终溶液中c(SO)较原来大考向二 沉淀溶解平衡的应用 典例2:水是人类生存和发展的宝贵资源,而水质的污染问题却越来越严重。目前,世界各国已高度重视这个问题,并积极采取措施进行治理。(1)工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法都正确的是__________(填字母)。选项污染物处理措施方法类别A废酸加生石灰中和物理法BCu2+等重金属离子加硫化物沉降化学法C含纯碱的废水加石灰水反应化学法(2)下图是某市污水处理的工艺流程示意图:①下列物质中不可以作为混凝剂(沉降剂)使用的是______(填字母)。A.偏铝酸钠 B.氧化铝C.碱式氯化铝 D.氯化铁②混凝剂除去悬浮物质的过程是________(填字母)。A.物理变化 B.化学变化C.既有物理变化又有化学变化变式训练2.钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用,它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在,BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。已知:SrSO4(s)Sr2+(aq)+SO(aq) Ksp=2.5×10-7SrCO3(s)Sr2+(aq)+CO(aq) Ksp=2.5×10-9(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为_________________________________________,该反应的平衡常数表达式为________;该反应能发生的原因是_______________________________________________________________________(用沉淀溶解平衡的有关理论解释)。(2)对于上述反应,实验证明增大CO的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。判断在下列两种情况下,平衡常数K的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”):①升高温度,平衡常数K将________;②增大CO的浓度,平衡常数K将________。(3)已知,SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似,设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。实验所用的试剂为________;实验现象及其相应结论为______________________________________________________。考向三 溶度积常数的计算典例3:关于沉淀溶解平衡和溶度积常数,下列说法不正确的是( )A.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与溶液中的离子浓度无关B.将饱和Na2SO4溶液加入到饱和石灰水中,有白色沉淀产生,说明Ksp[Ca(OH)2]大于Ksp(CaSO4)C.已知25 ℃时Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,则该温度下反应Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常数K=4.0×104D.已知25 ℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,在MgCl2溶液中加入氨水调混合液的pH=11,产生沉淀,则此时溶液中的c(Mg2+)=1.8×10-5 mol·L-1变式训练3.(1)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,利用Ag+与CrO生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl-恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10-5 mol·L-1)时,溶液中c(Ag+)为________mol·L-1,此时溶液中c(CrO)等于________mol·L-1(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10-12和2.0×10-10)。(2)浓缩液中主要含有I-、Cl-等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中为________,已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17。(3)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,若向50 mL 0.018 mol·L-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-1的盐酸,混合后溶液中Ag+的浓度为________mol·L-1,pH为________。考向四 沉淀的转化 典例4:往锅炉注入Na2CO3溶液浸泡,将水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸去除,下列叙述正确的是A.温度升高Na2CO3溶液的Kw和c(H+)均会增大B.CaSO4能转化为CaCO3,说明Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)C.CaCO3溶解于盐酸而CaSO4不溶,是因为硫酸酸性强于盐酸D.沉淀转化的离子方程式为CO32?(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO42?(aq)变式训练4.已知常温下Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5×10-13,下列有关说法错误的是( )A.在饱和AgCl、AgBr的混合溶液中:=360B.向AgCl悬浊液中滴加浓NaBr溶液会产生淡黄色沉淀C.AgCl在水中的溶解度及Ksp均比在NaCl溶液中的大D.欲用1 L NaCl溶液将0.01 mol AgBr全部转化为AgCl,则c(NaCl)≥3.61 mol·L-11.【2018江苏卷】根据下列图示所得出的结论不正确的是A.图甲是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线,说明该反应的ΔH<0B.图乙是室温下H2O2催化分解放出氧气的反应中c(H2O2 )随反应时间变化的曲线,说明随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小C.图丙是室温下用0.1000 mol·L?1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L?1某一元酸HX的滴定曲线,说明HX是一元强酸D.图丁是室温下用Na2SO4除去溶液中Ba2+达到沉淀溶解平衡时,溶液中c(Ba2+ )与c(SO42?)的关系曲线,说明溶液中c(SO42? )越大c(Ba2+ )越小2.【2018新课标Ⅲ卷】用0.100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.0500 mol·L-1 Cl-溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是 A.根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)C.相同实验条件下,若改为0.0400 mol·L-1 Cl-,反应终点c移到aD.相同实验条件下,若改为0.0500 mol·L-1 Br-,反应终点c向b方向移动3.【2018北京卷】磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。溶解度:Ca5(PO4)3(OH)(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42?残留,原因是__________;加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是____________________。4.【2018新课标Ⅲ卷26】硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248 g·mol?1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题:(1)已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10?10,Ksp(BaS2O3)=4.1×10?5。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质,选用下列试剂设计实验方案进行检验:试剂:稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液实验步骤现象①取少量样品,加入除氧蒸馏水②固体完全溶解得无色澄清溶液③___________④___________,有刺激性气体产生⑤静置,___________⑥___________5.【2017海南卷14】碳酸钠是一种重要的化工原料,主要采用氨碱法生产。回答下列问题:(3)向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液,当有BaCO3沉淀生成时溶液中 =_____________。已知Ksp(BaCO3)=2.6×10?9,Ksp(BaSO4)=1.1×10?10。6.【2017新课标Ⅰ卷】Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如下:(5)若“滤液②”中,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使恰好沉淀完全即溶液中,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成? (列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为。7.【2017新课标Ⅲ卷】在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图,下列说法错误的是( )A.的数量级为B.除反应为Cu+Cu2++2=2CuClC.加入Cu越多,Cu+浓度越高,除效果越好D.2Cu+=Cu2++Cu平衡常数很大,反应趋于完全8.【2017江苏卷12】下列说法正确的是( ) A.反应N2 (g) +3H2 (g) 2NH3 (g)的ΔH < 0,ΔS >0 B.地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀 C.常温下,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,pH=10的含Mg2+溶液中,c(Mg2+ )≤5.6×10-4 mol·L-1 D.常温常压下,锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2,反应中转移的电子数为6.02×1023 9【2016新课标Ⅰ卷】元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4?(绿色)、Cr2O72?(橙红色)、CrO42?(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:(3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl?,利用Ag+与CrO42?生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl?恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10?5 mol·L?1)时,溶液中c(Ag+)为_______ molL?1,此时溶液中c(CrO42?)等于__________ molL?1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10?12和2.0×10?10)。10.【2016海南卷】向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化),下列数值变小的是( )A.c(CO32?) B.c(Mg2+) C.c(H+) D.Ksp(MgCO3)11.【2016新课标Ⅲ卷】下列有关电解质溶液的说法正确的是( )A.向0.1molCH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小B.将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中增大C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变第二十五讲 难溶电解质的溶解平衡1.知道难溶物在水中的溶解情况及沉淀溶解平衡的建立过程,能描述沉淀溶解平衡。2.知道沉淀转化的本质,理解溶度积(Ksp)的含义,能进行相关的计算。3.知道沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用(沉淀的生成和分步沉淀,沉淀的溶解和转化)。一、沉淀溶解平衡1.沉淀溶解平衡的概念在一定温度下,当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时,溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。2.溶解平衡的建立 固体溶质溶液中的溶质①v溶解>v沉淀,固体 溶解 ②v溶解=v沉淀,溶解 平衡 ③v溶解3.溶解平衡的特点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、影响沉淀溶解平衡的因素1.内因:难溶电解质本身的性质,这是决定因素。2.外因:温度、浓度、以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0为例外界条件平衡移动方向平衡后c(Ag+)平衡后c(Cl-)Ksp升高温度正向增大增大增大加水稀释正向不变不变不变加入少量AgNO3逆向增大减小不变通入HCl逆向减小增大不变通入H2S正向减小增大不变三、沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的生成(1)调节pH法如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3,可以向溶液中加入CuO,调节溶液的pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去。离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+、CuO+2H+===Cu2++H2O。(2)沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2+,离子方程式为H2S+Cu2+===CuS↓+2H+。2.沉淀的溶解(1)酸溶解法如CaCO3溶于盐酸,离子方程式为CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。(2)盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为Mg(OH)2+2NH===Mg2++2NH3·H2O。(3)配位溶解法如AgCl溶于氨水,离子方程式为AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O。(4)氧化还原溶解法如:不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。3.沉淀的转化(1)实质:沉淀溶解平衡的移动。如MgCl2溶液Mg(OH)2Fe(OH)3,则溶解度:Mg(OH)2>Fe(OH)3。(2)规律:一般说来,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现,沉淀的溶解度差别越大,越容易转化。(3)应用锅炉除垢:将CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为CaSO4+CO===CaCO3+SO。矿物转化:CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS,离子方程式为ZnS+Cu2+===CuS+Zn2+。四、溶度积及其应用1.溶度积和离子积以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)为例:溶度积离子积概念沉淀溶解的平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积符号KspQc表达式Ksp(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-),式中的浓度都是平衡浓度Qc(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-),式中的浓度是任意时刻的浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解(1)Qc>Ksp:溶液过饱和,有沉淀析出(2)Qc=Ksp:溶液饱和,处于平衡状态(3)Qc2.Ksp的影响因素(1)内因:难溶物质本身的性质,这是主要决定因素。(2)外因①浓度:加水稀释,平衡向溶解方向移动,但Ksp不变。②温度:绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向溶解方向移动,Ksp增大。③其他:向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离物质或气体的离子时,平衡向溶解方向移动,但Ksp不变。1.CaCO3等难溶物的电离方程式和溶解平衡连接符号是不同的,电离用“=”,后面用“” 2.Ksp(AB2)小于Ksp(CD),则AB2的溶解度不一定小于CD的溶解度,只有组成相似的难溶电解质才有可比性,也就是说并非Ksp越小,其物质的溶解度就越小。对于阴、阳离子的个数比相同的难溶电解质,它们的溶解度可以直接用Ksp的大小来比较,Ksp越小,其物质的溶解度就越小;而对于阴、阳离子的个数比不同的难溶电解质,它们的溶解度就不能直接用Ksp的大小来比较。3.在一定条件下,溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀,当两种难溶电解质的Ksp相差不是很大时,通过调节某种离子的浓度,可由溶度积小的难溶电解质向溶度积大的难溶电解质转化。4.难溶电解质不一定是弱电解质,如BaSO4、AgCl等都是强电解质。5.沉淀溶解平衡移动过程是固体溶解和析出的相互转化过程,属于物理变化,但遵循勒夏特列原理。6.沉淀溶解达到平衡时,再加入该难溶物对平衡无影响。7.用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,沉淀已经完全。8.对于沉淀溶解平衡:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),Ksp=cm(An+)·cn(Bm-),对于相同类型的物质,Ksp 的大小反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小,也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量无关。不过温度改变不大时,Ksp 变化也不大,常温下的计算可不考虑温度的影响。考向一 沉淀溶解平衡图像 典例1:“变化观念与平衡思想”是化学学科的核心素养,室温时AgCl在水中的溶解是吸热过程.不同温度下,AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示.己知T1温度下Ksp(AgCl)=1.6×10﹣9,下列说法正确的是( ) A.T1>T2B.a=4.0×10﹣5C.M点溶液温度变为T1时,溶液中Cl﹣的浓度不变D.T2时饱和AgCl溶液中,c(Ag+)、c(Cl﹣)可能分别为2.0×10﹣5mol/L、4.0×10﹣5mol/L【答案】B【解析】A.AgCl在水中的溶解是吸热过程,升高温度Ksp增大,由图象可知T1<T2,故A错误;B.T1温度下Ksp(AgCl)=1.6×10﹣9,可知a2=1.6×10﹣9,则a=4.0×10﹣5,故B正确;C.M点溶液温度变为T1时,温度降低,Ksp减小,则溶液中Cl﹣的浓度减小,故C错误;D.T2时Ksp(AgCl)>1.6×10﹣9,如c(Ag+)、c(Cl﹣)分别为2.0×10﹣5mol/L、4.0×10﹣5mol/L,则Qc=8×10﹣10,小于Ksp,故D错误;故选B。【解题策略】沉淀溶解平衡图像题的解题策略解沉淀溶解平衡图像题三步骤第一步:明确图像中纵、横坐标的含义纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。第二步:理解图像中线上点、线外点的含义(1)以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Qc=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线以外。(2)曲线上方区域的点均为过饱和溶液,此时Qc>Ksp。(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Qc第三步:抓住Ksp的特点,结合选项分析判断(1)溶液在蒸发时,离子浓度的变化分两种情况:①原溶液不饱和时,离子浓度都增大;②原溶液饱和时,离子浓度都不变。(2)溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质离子的浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同。 (3)从图像中找到数据,根据Ksp公式计算得出Ksp的值。(4)比较溶液的Qc与Ksp的大小,判断溶液中有无沉淀析出。(5)涉及Qc的计算时,所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,因此计算离子浓度时,所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。变式训练1.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 mol·L-1的Na2SO4溶液,下列针对此过程的叙述正确的是A.溶液中无沉淀析出,但最终溶液中c(SO)较原来大B.溶液中无沉淀析出,溶液中c(Ca2+)、c(SO)都变小C.溶液中析出CaSO4沉淀,溶液中c(Ca2+)、c(SO)都变小D.溶液中析出CaSO4沉淀,最终溶液中c(SO)较原来大【答案】A【解析】由图示可知,在该条件下,CaSO4饱和溶液中,平衡时Ksp(CaSO4)= 9.0×10-6。当向100 mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400 mL 0.01 mol·L-1的Na2SO4溶液后,混合液中c(Ca2+) = 6.0×10-4 mol·L-1、c(SO)=8.6×10-3mol·L-1,溶液中c(Ca2+)·c(SO)=5.16×10-6考向二 沉淀溶解平衡的应用 典例2:水是人类生存和发展的宝贵资源,而水质的污染问题却越来越严重。目前,世界各国已高度重视这个问题,并积极采取措施进行治理。(1)工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法都正确的是__________(填字母)。选项污染物处理措施方法类别A废酸加生石灰中和物理法BCu2+等重金属离子加硫化物沉降化学法C含纯碱的废水加石灰水反应化学法(2)下图是某市污水处理的工艺流程示意图:①下列物质中不可以作为混凝剂(沉降剂)使用的是______(填字母)。A.偏铝酸钠 B.氧化铝C.碱式氯化铝 D.氯化铁②混凝剂除去悬浮物质的过程是________(填字母)。A.物理变化 B.化学变化C.既有物理变化又有化学变化【答案】 (1)BC (2)①B ②C【解析】 (1)工业废水中的废酸可加生石灰中和,属于化学变化;CuS、HgS、Ag2S均难溶,所以加硫化物,如Na2S,可沉淀Cu2+等重金属离子,消除污染;纯碱可加入石灰水生成CaCO3沉淀而除去。(2)偏铝酸钠、碱式氯化铝、氯化铁水解生成胶体,除去悬浮物,而氧化铝难溶于水,不能产生胶体,不能作混凝剂。在除去悬浮物的过程中既有物理变化又有化学变化。变式训练2.钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用,它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在,BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。已知:SrSO4(s)Sr2+(aq)+SO(aq) Ksp=2.5×10-7SrCO3(s)Sr2+(aq)+CO(aq) Ksp=2.5×10-9(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为_________________________________________,该反应的平衡常数表达式为________;该反应能发生的原因是_______________________________________________________________________(用沉淀溶解平衡的有关理论解释)。(2)对于上述反应,实验证明增大CO的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。判断在下列两种情况下,平衡常数K的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”):①升高温度,平衡常数K将________;②增大CO的浓度,平衡常数K将________。(3)已知,SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似,设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。实验所用的试剂为________;实验现象及其相应结论为______________________________________________________。【答案】(1)SrSO4(s)+CO(aq)SrCO3(s)+SO(aq)K= Ksp(SrCO3) (2)①减小 ②不变(3)盐酸 若沉淀完全溶解,则证明SrSO4完全转化成SrCO3,否则,未完全转化【解析】(1)SrSO4转化成SrCO3的离子反应为SrSO4(s)+CO(aq)SrCO3(s)+SO(aq),平衡常数表达式为K=,根据沉淀转化的原理,该反应能够发生,是因为Ksp(SrCO3)(2)①降低温度有利于提高SrSO4的转化率,说明降温平衡向正反应方向移动,因此升高温度,平衡向逆反应方向移动,故平衡常数K减小。②平衡常数只与温度有关,增大CO的浓度,平衡常数不变。(3)根据提供的信息,可以推断SrSO4难溶于盐酸,而SrCO3可溶于盐酸,因此向溶液中加入盐酸,若沉淀全部溶解,则SrSO4完全转化成SrCO3,若沉淀没有全部溶解,则SrSO4没有完全转化成SrCO3,需要注意的是,不能选择稀硫酸,因为SrCO3与稀硫酸反应生成SrSO4。考向三 溶度积常数的计算典例3:关于沉淀溶解平衡和溶度积常数,下列说法不正确的是( )A.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与溶液中的离子浓度无关B.将饱和Na2SO4溶液加入到饱和石灰水中,有白色沉淀产生,说明Ksp[Ca(OH)2]大于Ksp(CaSO4)C.已知25 ℃时Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,则该温度下反应Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常数K=4.0×104D.已知25 ℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,在MgCl2溶液中加入氨水调混合液的pH=11,产生沉淀,则此时溶液中的c(Mg2+)=1.8×10-5 mol·L-1【答案】 B【解析】A.Ksp只与难溶电解质的自身性质和温度有关,而与溶液中的离子浓度无关,正确;B.B项的实质是发生了沉淀的转化:Ca(OH)2(s)+SO(aq)CaSO4(s)+2OH-(aq),这与Ksp[Ca(OH)2]和Ksp(CaSO4)的相对大小没有必然联系,B选项错误;C.Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-),K=====4.0×104,C选项正确;D.c(Mg2+)== mol·L-1=1.8×10-5 mol·L-1,D选项正确。★总结提升溶度积Ksp的计算(1)已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度,如Ksp=a的饱和AgCl溶液中c(Ag+)= mol·L-1。(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中的另一种离子的浓度,如某温度下AgCl的Ksp=a,在0.1 mol·L-1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,达到平衡后c(Ag+)=10a mol·L-1。(3)计算反应的平衡常数,如对于反应Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),Ksp(MnS)=c(Mn2+)·c(S2-),Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-),而平衡常数K==。变式训练3.(1)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,利用Ag+与CrO生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl-恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10-5 mol·L-1)时,溶液中c(Ag+)为________mol·L-1,此时溶液中c(CrO)等于________mol·L-1(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10-12和2.0×10-10)。(2)浓缩液中主要含有I-、Cl-等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中为________,已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17。(3)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,若向50 mL 0.018 mol·L-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-1的盐酸,混合后溶液中Ag+的浓度为________mol·L-1,pH为________。【答案】(1)2.0×10-5 5×10-3(2)4.7×10-7 (3)1.8×10-7 2【解析】(1)根据Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=2.0×10-10,可计算出当溶液中Cl-恰好完全沉淀(即浓度等于1.0×10-5 mol·L-1)时,溶液中c(Ag+)=2.0×10-5mol·L-1,然后再根据Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO)=2.0×10-12,又可计算出此时溶液中c(CrO)=5×10-3 mol·L-1。(2)AgI的溶度积小于AgCl,当滴加AgNO3溶液时,AgI沉淀先生成,AgCl开始沉淀时,AgI已经沉淀完全,则===4.7×10-7。(3)根据反应中HCl和AgNO3的物质的量可知HCl过量,则剩余的氯离子的物质的量浓度为(0.02-0.018) mol/L/2=0.001 mol/L,根据AgCl的溶度积即可计算出c(Ag+);因为该反应中氢离子未参加反应,溶液的体积变为100 mL时,则氢离子的浓度为0.01 mol/L,则pH=2。考向四 沉淀的转化 典例4:往锅炉注入Na2CO3溶液浸泡,将水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸去除,下列叙述正确的是A.温度升高Na2CO3溶液的Kw和c(H+)均会增大B.CaSO4能转化为CaCO3,说明Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)C.CaCO3溶解于盐酸而CaSO4不溶,是因为硫酸酸性强于盐酸D.沉淀转化的离子方程式为CO32?(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO42?(aq)【答案】D【解析】A.温度升高,水的电离平衡正向移动,Kw增大,温度升高,Na2CO3的水解平衡正向移动,c(OH一)增大,c(H+)减小,故A错误;B.根据沉淀的转化,CaSO4能转化为CaCO3,说明Ksp(CaCO3)<Ksp(CaSO4),故B错误;C.CaCO3与盐酸反应生成可溶性的氯化钙、水和二氧化碳;CaSO4与盐酸不满足复分解进行的条件,与酸性强弱无关,故C错误;D.硫酸钙较为致密,可转化为较为疏松,且溶解度更小的碳酸钙,反应的离子方程式为CaSO4(s)+CO32-(aq)===CaCO3(s)+SO42-(aq),故D正确。变式训练4.已知常温下Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5×10-13,下列有关说法错误的是( )A.在饱和AgCl、AgBr的混合溶液中:=360B.向AgCl悬浊液中滴加浓NaBr溶液会产生淡黄色沉淀C.AgCl在水中的溶解度及Ksp均比在NaCl溶液中的大D.欲用1 L NaCl溶液将0.01 mol AgBr全部转化为AgCl,则c(NaCl)≥3.61 mol·L-1【答案】C【解析】A.同一溶液中,c(Ag+)相同,溶液中同时存在如下两种关系式:c(Ag+)·c(Br-)=Ksp(AgBr),c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl),所以c(Cl-)∶c(Br-)=Ksp(AgCl)∶Ksp(AgBr)=360,A项正确;B.由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),氯化银容易转化为淡黄色溴化银沉淀,B项正确;C.溶度积只与温度有关,C项错误;D.AgBr(s)+Cl-(aq)AgCl(s)+Br-(aq),平衡常数K==,当溴化银全部转化为氯化银时,溶液中Br-的浓度为0.01 mol·L-1,将有关数据代入计算式,求得平衡时Cl-浓度为3.6 mol·L-1,溴化银转化过程中消耗了0.01 mol Cl-,故氯化钠的最低浓度为3.61 mol·L-1,D项正确。1.【2018江苏卷】根据下列图示所得出的结论不正确的是A.图甲是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线,说明该反应的ΔH<0B.图乙是室温下H2O2催化分解放出氧气的反应中c(H2O2 )随反应时间变化的曲线,说明随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小C.图丙是室温下用0.1000 mol·L?1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L?1某一元酸HX的滴定曲线,说明HX是一元强酸D.图丁是室温下用Na2SO4除去溶液中Ba2+达到沉淀溶解平衡时,溶液中c(Ba2+ )与c(SO42?)的关系曲线,说明溶液中c(SO42? )越大c(Ba2+ )越小【答案】C【解析】升高温度,lgK减小,平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,该反应的ΔH0,正确;根据图像,随着时间的推移,c(H2O2)变化趋于平缓,随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小,正确;根据图像,没有滴入NaOH溶液时,0.1000mol/LHX溶液的pH1,HX为一元弱酸,错误;根据图像可见横坐标越小,纵坐标越大,-lgc(SO42-)越小,-lgc(Ba2+)越大,说明c(SO42-) 越大c(Ba2+)越小,正确。答案选C2.【2018新课标Ⅲ卷】用0.100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.0500 mol·L-1 Cl-溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是 A.根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)C.相同实验条件下,若改为0.0400 mol·L-1 Cl-,反应终点c移到aD.相同实验条件下,若改为0.0500 mol·L-1 Br-,反应终点c向b方向移动【答案】C【解析】本题应该从题目所给的图入手,寻找特定数据判断题目中的沉淀滴定的具体过程。注意:横坐标是加入的硝酸银溶液的体积,纵坐标是氯离子浓度的负对数。C.滴定的过程是用硝酸银滴定氯离子,所以滴定的终点应该由原溶液中氯离子的物质的量决定,将50mL 0.05mol/L的Cl-溶液改为50mL 0.04mol/L的Cl-溶液,此时溶液中的氯离子的物质的量是原来的0.8倍,所以滴定终点需要加入的硝酸银的量也是原来的0.8倍,因此应该由c点的25mL变为25×0.8=20mL,而a点对应的是15mL,选项C错误。3.【2018北京卷】磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。溶解度:Ca5(PO4)3(OH)(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42?残留,原因是__________;加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是____________________。【答案】 (5). CaSO4微溶 BaCO3++2H3PO4BaSO4+CO2↑+H2O+2 【解析】磷精矿粉酸浸后生成粗磷酸和磷石膏,粗磷酸经过脱有机碳、脱硫等步骤获得精制磷酸。(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42-残留,原因是:CaSO4微溶于水。加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,因为BaSO4难溶于水,其中SO42-与BaCO3生成更难溶的BaSO4和CO32-,H3PO4的酸性强于H2CO3,在粗磷酸中CO32-转化成H2O和CO2,反应的离子方程式为 BaCO3+SO42-+2H3PO4=BaSO4+CO2↑+2H2PO4-+H2O。4.【2018新课标Ⅲ卷26】硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248 g·mol?1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题:(1)已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10?10,Ksp(BaS2O3)=4.1×10?5。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质,选用下列试剂设计实验方案进行检验:试剂:稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液实验步骤现象①取少量样品,加入除氧蒸馏水②固体完全溶解得无色澄清溶液③___________④___________,有刺激性气体产生⑤静置,___________⑥___________【答案】(1)加入过量稀盐酸 出现乳黄色浑浊 取上层清液,滴加BaCl2溶液 有白色沉淀生成【解析】(1)中,检验硫酸根离子需先除去硫代硫酸根离子,故选择稀盐酸,再选用氯化钡溶液检验硫酸根离子。5.【2017海南卷14】碳酸钠是一种重要的化工原料,主要采用氨碱法生产。回答下列问题:(3)向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液,当有BaCO3沉淀生成时溶液中 =_____________。已知Ksp(BaCO3)=2.6×10?9,Ksp(BaSO4)=1.1×10?10。【答案】(3) 24【解析】(3)在同一个溶液中,c(Ba2+)相同,依据溶度积的数学表达式,则有=24。6.【2017新课标Ⅰ卷】Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如下:(5)若“滤液②”中,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使恰好沉淀完全即溶液中,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成? (列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为。【答案】(5)Fe3+恰好沉淀完全时,c()=mol·L?1=1.3×10–17 mol·L?1,c3(Mg2+)×c2()=(0.01)3×(1.3×10–17)2=1.7×10–40<Ksp ,因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀。7.【2017新课标Ⅲ卷】在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图,下列说法错误的是( )A.的数量级为B.除反应为Cu+Cu2++2=2CuClC.加入Cu越多,Cu+浓度越高,除效果越好D.2Cu+=Cu2++Cu平衡常数很大,反应趋于完全【答案】C【解析】Ksp(CuCl)=c(Cu+)·c(Cl-),在横坐标为1时,纵坐标大于-6,小于-5,所以Ksp(CuCl)的数量级是10-7,A正确;B.除去Cl-反应应该是Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl,B正确;C.溶液中存在平衡:Cu++Cl-CuCl、2Cu+Cu2++Cu,加入纯固态物质Cu对平衡无影响,故C错误;D.在没有Cl-存在的情况下,反应2Cu+Cu2++Cu的平衡常数约为 ,平衡常数很大,反应趋于完全,D正确。答案选C。8.【2017江苏卷12】下列说法正确的是( ) A.反应N2 (g) +3H2 (g) 2NH3 (g)的ΔH < 0,ΔS >0 B.地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀 C.常温下,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,pH=10的含Mg2+溶液中,c(Mg2+ )≤5.6×10-4 mol·L-1 D.常温常压下,锌与稀H2SO4反应生成11.2 L H2,反应中转移的电子数为6.02×1023 【答案】BC【解析】 A.该反应气体的分子数减少了,所以是熵减小的反应ΔS<0,故A错误B.锌比铁活泼,形成原电池时锌作负极,所以可以减缓钢铁管道的腐蚀,故B正确C.常温下,在pH=10的溶液中,c(OH-)=1×10-4mol/L,溶液中含Mg2+浓度的最大值为,故C正确D.在锌和稀硫酸的反应中每生成1molH2,电子转移的数目为2mol,在常温常压下,11.2LH2的物质的量不是0.5mol,所以反应中转移的电子数不是6.02×1023,故D错误故选BC。9【2016新课标Ⅰ卷】元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4?(绿色)、Cr2O72?(橙红色)、CrO42?(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:(3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl?,利用Ag+与CrO42?生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl?恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10?5 mol·L?1)时,溶液中c(Ag+)为_______ molL?1,此时溶液中c(CrO42?)等于__________ molL?1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10?12和2.0×10?10)。【答案】(3)2.0×10-5 ;5×10-3;【解析】(3)当溶液中Cl?完全沉淀时,即c(Cl-)=1.0×10?5 mol·L?1,根据溶度积常数Ksp(AgCl)=2.0×10?10,可得溶液中c(Ag+)=Ksp(AgCl)÷c(Cl-)=2.0×10?10÷(1.0×10?5 mol·L?1)=2.0×10-5 mol·L?1;则此时溶液中c(CrO42?)=Ksp(Ag2CrO4)/c2(Ag+)=2.0×10?12÷(2.0×10-5 mol·L?1)=5×10-3mol·L?1.10.【2016海南卷】向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化),下列数值变小的是( )A.c(CO32?) B.c(Mg2+) C.c(H+) D.Ksp(MgCO3)【答案】A【解析】 MgCO3固体的溶液中存在溶解平衡:MgCO3(s)Mg2+(aq)+CO32?(aq),加入少量稀盐酸可与CO32?促使溶解平衡正向移动,故溶液中c(CO32?)减小,c(Mg2+)及c(H+)增大,Ksp(MgCO3)只与温度有关,不变。故选A。11.【2016新课标Ⅲ卷】下列有关电解质溶液的说法正确的是( )A.向0.1molCH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小B.将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中增大C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变【答案】D【解析】A 因为所以随着水的量的增加,醋酸电离程度增大,但是醋酸根离子浓度减小,而平衡常数K不发生变化,故比值变大,故A错误;B 将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,醋酸根离子水解程度增大,=1/K,K变大,所以比值变小,故B错误;C 向盐酸中加入氨水至中性时,c(H+)=c(OH-),则有c(NH4+)=c(Cl-),c(NH4+)/c(Cl-)=1,故C错误;D 向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,沉淀溶解平衡向右移动,但是溶液中仍然等于其溶度积的比值;故D正确。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 考点25 难溶电解质的溶解平衡(学生版).doc 考点25 难溶电解质的溶解平衡(教师版).doc