2023届新高考化学一轮复习(多选)鲁科版第八章第6课时　难溶电解质的溶解平衡学案

第6课时难溶电解质的溶解平衡1.认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡,了解沉淀的生成、溶解与转化。2.了解水溶液中的离子反应与平衡在物质检测、化学反应规律研究、物质转化中的应用。3.能综合运用离子反应、化学平衡原理,分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。沉淀溶解平衡及应用1.沉淀溶解平衡(1)含义在一定温度下的水溶液中,当沉淀溶解和生成的速率相等时,即达到了沉淀溶解平衡状态。(2)建立过程固体溶质溶液中的溶质v(溶解)(3)特征(4)表示:如AgCl沉淀溶解平衡为AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)2.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)外因因素规律温度升温,大多数平衡向溶解的方向移动,Ksp增大(大多数难溶电解质的溶解过程是吸热的)浓度加水稀释,平衡向溶解的方向移动,Ksp不变相同离子加入与难溶电解质构成微粒相同离子组成的物质,平衡向生成沉淀的方向移动反应离子加入能消耗难溶电解质离子的物质,平衡向溶解的方向移动3.沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成①调节pH法如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH至3～4,离子方程式为Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3NH4+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+2NH4+Mg2++2NH3·H2O③氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。④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。(3)沉淀的转化①实质:沉淀溶解平衡的移动。②举例:MgCl2溶液Mg(OH)2Fe(OH)3,则Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3]。③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,但溶解度小的沉淀在一定条件下也能转化为溶解度稍大的沉淀。④应用锅炉除水垢将CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为CaSO4+CO32-CaCO3+S矿物转化CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS,离子方程式为ZnS+Cu2+CuS+Zn2+

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杂质离子浓度小于1×10-5mol·L-1时,沉淀已经完全。[理解辨析]1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,保持温度不变,增加难溶电解质的量,平衡向溶解方向移动。()(2)难溶电解质都是弱电解质。()(3)室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。()(4)在白色ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液,沉淀变黑,说明CuS比ZnS更难溶于水。()解析:(1)难溶电解质是固体,其浓度可视为常数,增加它的量对平衡无影响。(2)难溶电解质,溶解度小,若溶解部分完全电离,为强电解质,若部分电离,为弱电解质,如BaSO4为强电解质。(3)食盐水中的Cl-抑制AgCl的溶解,溶解度降低。答案:(1)×(2)×(3)×(4)√2.想一想(1)CaCO3难溶于稀H2SO4,却能溶于醋酸中,原因是什么?提示:CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq),Ca2++SO42-CaSO4↓,因为生成的CaSO4溶解度较小,会附着在CaCO3的表面,阻止平衡右移,而CH3COOHCH3COO-+H+,Ca2+与CH3COO-不产生沉淀,当H+与CO32(2)分别用等体积的蒸馏水和0.01mol·L-1的盐酸洗涤AgCl沉淀,用水洗涤造成AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的,原因是什么?提示:用水洗涤AgCl,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡右移,AgCl的质量减小;用稀盐酸洗涤AgCl,稀释的同时HCl电离产生的Cl-会使平衡左移,AgCl减小的质量要小些。沉淀溶解平衡及影响因素1.25℃时,在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq),加入KI固体,下列说法正确的是(D)A.溶液中Pb2+和I-的浓度都增大B.PbI2溶解度增大C.沉淀溶解平衡向右移动D.溶液中Pb2+的浓度减小解析:加入KI固体时,溶液中c(I-)增大,使PbI2的沉淀溶解平衡逆向移动,因此溶液中c(Pb2+)减小,PbI2溶解度减小。2.(2022·山西吕梁月考)Ca(OH)2是微溶物,且在水中溶解度随温度升高而减小,一定温度下,把一定量的Ca(OH)2放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)。下列有关该悬浊液的说法中正确的是(D)A.向该悬浊液中再加入一定量的CaO,恢复原温度,溶液的总质量不变B.该溶液中:2c(Ca2+)=c(OH-)C.向该悬浊液中加少量水稀释,n(Ca2+)×n2(OH-)保持不变D.Ca(OH)2固体溶解是放热过程解析:加少量生石灰,发生反应CaO+H2OCa(OH)2,消耗水,且有溶质析出,则溶液的总质量减小,故A错误;该溶液为饱和的Ca(OH)2溶液,所以根据电荷守恒,则有2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-),故B错误;加少量水稀释过程中Ca(OH)2会溶解,Ca2+、OH-的物质的量增加,n(Ca2+)×n2(OH-)应增大,故C错误;根据题意可知,温度升高,Ca(OH)2溶解度减小,则Ca(OH)2固体溶解为放热过程,故D正确。沉淀溶解平衡的应用3.工业上采用湿法炼锌过程中,以ZnSO4为主要成分的浸出液中,含有Fe3+、Fe2+、Cu2+、Cl-等杂质,这些杂质对锌的电解工序有妨碍,必须事先除去。现有下列试剂可供选择:①酸性KMnO4溶液②NaOH溶液③ZnO④H2O2溶液⑤Zn⑥Fe⑦AgNO3⑧Ag2SO4下列说法不正确的是(A)A.用酸性KMnO4溶液将Fe2+氧化成Fe3+,再转化为Fe(OH)3沉淀除去B.用ZnO调节浸出液的酸碱性,可使某些离子形成氢氧化物沉淀C.在实际生产过程中,加入Ag2SO4可除去Cl-,是利用了沉淀转化的原理D.也可以用ZnCO3代替ZnO调节溶液的酸碱性解析:用酸性KMnO4溶液氧化Fe2+时,会引入K+、Mn2+等新的杂质,这些离子在后续反应中难以除去,影响生产,生产中应该使用H2O2溶液氧化Fe2+,然后加入ZnO或ZnCO3调节溶液的pH,使Fe3+等离子水解形成沉淀,故选A。4.(2021·河南三门峡模拟)实验:①0.1mol·L-1AgNO3溶液和0.1mol·L-1NaCl溶液等体积混合得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c;②向滤液b中滴加0.1mol·L-1KI溶液,出现浑浊;③向沉淀c中滴加0.1mol·L-1KI溶液,沉淀变为黄色。下列分析不正确的是(B)A.浊液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)B.滤液b中不含有Ag+C.③中颜色变化说明AgCl转化为AgID.实验可以证明AgI比AgCl更难溶解析:浊液a中含有AgCl,存在沉淀溶解平衡,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),故A正确;滤液b为AgCl的饱和溶液,也存在沉淀溶解平衡,即存在Ag+,故B不正确;向AgCl中滴加0.1mol·L-1KI溶液,白色AgCl沉淀变为黄色AgI沉淀,实验可以证明AgI比AgCl更难溶,故C、D正确。溶度积及应用1.溶度积和离子积以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)为例。项目溶度积离子积概念沉淀溶解平衡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-),式中的浓度为平衡浓度Qc(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解:Qc<Ksp:溶液不饱和,无沉淀析出Qc=Ksp:溶液恰好饱和,沉淀与溶解处于平衡状态Qc>Ksp:溶液过饱和,有沉淀析出2.Ksp的意义Ksp可以反映难溶电解质在水中的溶解能力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时,Ksp越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强,一般溶解度也越大;但阴、阳离子个数比不相同时,Ksp大的难溶电解质的溶解度不一定大。3.Ksp的影响因素(1)内因:难溶电解质本身的性质。(2)外因[理解辨析]1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)Ksp既与难溶电解质的性质和温度有关,也与沉淀的量和溶液中离子浓度有关。()(2)Ksp只受温度影响,温度升高,Ksp增大。()(3)常温下,向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体,Mg(OH)2的Ksp不变。()(4)25℃时,Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl),则溶解度:Ag2CrO4<AgCl。()解析:(1)Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量和溶液中离子浓度无关。(2)溶解一般是吸热的,温度升高,平衡正移,Ksp增大,但有些溶解是放热的,如温度升高,Ca(OH)2的Ksp减小。(4)两者的化学式中阴、阳离子个数比不同,不能依据Ksp比较溶解度。答案:(1)×(2)×(3)√(4)×2.想一想(1)等体积、浓度均为0.2mol·L-1的AgNO3和NaAc溶液混合,是否会生成AgAc沉淀?(已知AgAc的Ksp为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溶液与等体积的0.02mol·L-1Na2SO4溶液混合,是否有沉淀产生?若有,判断Ba2+是否沉淀完全。(该温度下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,两种溶液混合之后,SO42-浓度变为9×10-3mol·L-1,根据Ksp=c(Ba2+)·c(SO42-),计算得c(Ba2+)<1×溶度积的理解与应用1.(2021·广东梅州期末)25℃时,Ksp(CuS)=1.0×10-36,Ksp(FeS)=6.3×10-18,下列说法错误的是(C)A.CuS在水中的沉淀溶解平衡可表示为CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)B.25℃时,饱和CuS溶液中Cu2+的浓度为1.0×10-18mol·L-1C.因为H2SO4是强酸,所以反应CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4不能发生D.除去某溶液中的Cu2+,可加入FeS作沉淀剂,反应的离子方程式为FeS+Cu2+CuS+Fe2+解析:CuS为难溶物,存在沉淀溶解平衡,CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq),故A正确;25℃时,Ksp(CuS)=c(Cu2+)×c(S2-)=1.0×10-36,饱和CuS溶液中c(Cu2+)=c(S2-),则c(Cu2+)=1.0×10-36mol·L-1=1.0×10-18mol·L-1,故B正确;生成的CuS难溶于稀H2SO4,则反应CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4能发生,故C错误;由Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp(CuS)=1.3×2.(2021·山西运城期末)298K下,一些银盐的溶度积如下表。化学式Ag2SO4Ag2SAgClAgBrAgIKsp1.2×10-56.7×10-501.8×10-105.0×10-138.9×10-17下列说法中,错误的是(A)A.将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合,再加入足量的浓AgNO3溶液,析出的AgCl沉淀的物质的量少于AgBr沉淀的B.向饱和AgCl溶液中加入0.1mol/LNa2S溶液后,有黑色沉淀生成C.常温下,饱和卤化银溶液中c(Ag+)大小顺序为AgI<AgBr<AgClD.将0.02mol/LAgNO3溶液与0.02mol/LNa2SO4溶液等体积混合后,无沉淀生成解析:在AgCl和AgBr两饱和溶液中,c(Cl-)>c(Br-),则将AgCl、AgBr两饱和溶液混合,n(Cl-)>n(Br-),当加入足量的浓AgNO3溶液时,生成更多的AgCl沉淀,故A错误;Ag2S的溶度积远小于AgCl的,Ag2S难溶于水,在AgCl的饱和溶液中加入Na2S,可发生沉淀转化生成黑色的Ag2S沉淀,故B正确;卤化银均为结构相似的难溶性盐,饱和卤化银溶液中,Ksp越大,对应的c(Ag+)越大,由表格中的数据可知AgCl、AgBr、AgI的Ksp依次减小,则c(Ag+)大小顺序为AgI<AgBr<AgCl,故C正确;将0.02mol/LAgNO3溶液与0.02mol/LNa2SO4溶液等体积混合后,Qc(Ag2SO4)=c2(Ag+)·c(SO42-)=1×10-6<Ksp(Ag2SO4),无Ag2有关溶度积的计算3.(2021·浙江杭州测试)BaSO4的相对分子质量为233,Ksp=1×10-10,把1mmol的BaSO4溶于10L的水中,尚未溶解的BaSO4的质量为(B)A.2.1g B.0.21gC.0.021g D.0.0021g解析:根据BaSO4的Ksp=1×10-10可以计算出,BaSO4的饱和溶液中,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的质量为(1×10-34.(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CrO42-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1.0×10-5mol·L-1)时,溶液中c(Ag+)为mol·L-1,此时溶液中c(CrO42-)为mol·L-1。[已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为1.9×10(2)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,该浓缩液中主要含有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c(I-)c(Cl-)为。[已知Ksp(AgCl)=1.8(3)已知:25℃时,Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),Ksp=c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20。当溶液中各种离子的浓度幂的乘积大于溶度积时,则产生沉淀,反之固体溶解。①25℃时,某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02mol·L-1,如果生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH,使之大于。

②要使0.2mol·L-1CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原来的千分之一),则应向溶液里加入NaOH溶液,使溶液的pH为。

解析:(1)根据Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,可计算出当溶液中Cl-恰好完全沉淀(即浓度等于1.0×10-5mol·L-1)时,溶液中c(Ag+)=1.8×10-5mol·L-1,然后再根据Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO42-)=1.9×10-12,又可计算出此时溶液中c(CrO42-)≈5.9×10(2)当AgCl开始沉淀时,溶液中c(I-)c(Cl-)=(3)①根据信息,当c(Cu2+)·c2(OH-)=Ksp时开始出现沉淀,则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,应调整pH>5。②要使Cu2+浓度降至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·全国Ⅱ卷,9)二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响,其原理如图所示。下列叙述错误的是(C)A.海水酸化能引起HCO3-浓度增大、CB.海水酸化能促进CaCO3的溶解,导致珊瑚礁减少C.CO2能引起海水酸化,其原理为HCO3-H++CD.使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境解析:根据图示可知CO2的过量排放,能导致海水中CO2+H2OH2CO3H++HCO3-平衡右移;H+又能与珊瑚礁溶解生成的CO32-结合生成HCO3-,促使CaCO3Ca2++CO32-平衡右移,从而使珊瑚礁减少。结合上述分析可知海水酸化,海水中H+和HCO3-的浓度均增大,使海水中CO32-的浓度减小,A项正确;H+可结合珊瑚礁溶解产生的CO32-,故能促进CaCO3的溶解,使珊瑚礁减少,B项正确;CO2引起海水酸化的原理为CO2+H2.(2021·全国乙卷,13)HA是一元弱酸,难溶盐MA的饱和溶液中c(M+)随c(H+)而变化,M+不发生水解。实验发现,298K时c2(M+)～c(H+)为线性关系,如图中实线所示。下列叙述错误的是(C)A.溶液pH=4时,c(M+)<3.0×10-4mol·L-1B.MA的溶度积Ksp(MA)=5.0×10-8C.溶液pH=7时,c(M+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)D.HA的电离常数Ka(HA)≈2.0×10-4解析:HA为弱酸,电离方程式为HAH++A-,电离常数Ka=c(H+)·c(A-)c(HA);MA是难溶电解质,存在MA(s)M+(aq)+A-(aq),溶度积Ksp(MA)=c(M+)·c(A-)。当溶液pH=4时(图示),c(H+)=10-4mol·L-1,此时c2(M+)=7.5×10-8(mol·L-1)2,所以c(M+)<3.0×10-4mol·L-1,故A正确;由图可知,c(H+)=0时,可看作溶液中c(OH-)较大,此时A-水解极大被抑制,溶液中c(M+)=c(A-),则Ksp(MA)=c(M+)×c(A-)=5.0×10-8,故B项正确;未加酸时,体系为纯MA的饱和溶液,此时,c(M+)>c(A-),pH≠7,当pH=7时,根据电荷守恒,c(M+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)中还缺少一种调节pH的强酸阴离子,故C项错误;由物料守恒c(M+)=c(A-)+c(HA),当c(A-)=c(HA)时,c(M+)=2c(A-),c2(M+)=c(M+)×2c(A-)=2Ksp(MA)=10×10-8mol2·L-2,由图可知当c2(M+)=10×10-8mol2·L-2时,c(H+)=20×10-5mol·3.(2021·全国甲卷,12)已知相同温度下,Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)。某温度下,饱和溶液中-lg[c(SO42-)]、-lg[c(CO下列说法正确的是(B)A.曲线①代表BaCO3的沉淀溶解曲线B.该温度下BaSO4的Ksp(BaSO4)值为1.0×10-10C.加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到b点D.c(Ba2+)=10-5.1时两溶液中c(