高考化学一轮复习 第8章 水溶液中的离子平衡 第4节 难溶电解质的溶解平衡教师用书 新人教版

第四节难溶电解质的溶解平衡考纲定位考情播报1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.理解溶度积(Ksp)的含义，能进行相关的计算。3.了解溶液的含义，了解溶解度、饱和溶液的概念。2016全国乙卷T27(9)/全国丙卷T13(D)、T27(4)2015全国卷T10(D)、T28(2)/全国卷T12、T26(4)2014全国卷T11、T13(A)/全国卷T282013全国卷T11/全国卷T10(D)、T13、T27(1)考点1| 沉淀溶解平衡及应用基础知识整合1沉淀溶解平衡(1)含义：在一定温度下的水溶液中，当沉淀溶解和生成速率相等时，即建立了溶解平衡。(2)沉淀溶解平衡的建立固体溶质溶液中的溶质(3)沉淀溶解平衡的四大特征等动定变。(4)沉淀溶解平衡的影响因素2沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成调节pH法如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至4左右，离子方程式为Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH。沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2，离子方程式为Cu2H2S=CuS2H。(2)沉淀的溶解酸溶解法如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO32H=Ca2CO2H2O。盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)22NH=Mg22NH3H2O。(3)沉淀的转化实质：沉淀溶解平衡的移动。规律：一般说来，溶解度小的沉淀容易转化成溶解度更小的沉淀。沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。但溶解度小的沉淀在一定条件下也可以转化为溶解度大的沉淀。应用a锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为CaSO4(s)CO(aq)=CaCO3(s)SO(aq)。b矿物转化：CuSO4溶液遇PbS转化为CuS，离子方程式为Cu2(aq)PbS(s)=CuS(s)Pb2(aq)。应用体验1以AgCl为例：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)H>0。外界条件移动方向c(Ag)Ksp升高温度_加入少量的AgNO3_加入Na2S_通入HCl_提示正向增大增大逆向增大不变正向减小不变逆向减小不变2从沉淀溶解平衡的角度解释Mg(OH)2溶于醋酸铵溶液的原理。提示Mg(OH)2在水中存在Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)平衡，加入醋酸铵，NH与OH结合为弱碱NH3H2O，导致c(OH)减小，上述平衡向右移动，使Mg(OH)2逐渐溶解。考点多维探究角度1沉淀溶解平衡及其影响因素1CaCO3是一种难溶性盐，下列有关CaCO3的溶解平衡的说法中，不正确的是() 【导学号：95812213】ACaCO3沉淀析出和沉淀溶解不断进行，但速率相等BCaCO3难溶于水，其饱和溶液不导电，CaCO3是弱电解质C升高温度，CaCO3的溶解度增大D向CaCO3饱和溶液中加入纯碱固体，CaCO3的溶解度降低B虽然CaCO3难溶于水，其饱和溶液导电性较弱，但溶于水的部分能完全电离，CaCO3是强电解质。2(2017江西景德镇调研)已知Ca(OH)2的饱和溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)H<0，下列有关该平衡体系的说法正确的是()升高温度，平衡逆向移动向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子，可以向溶液中加入适量的NaOH溶液恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高给溶液加热，溶液的pH升高向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变A BC DA向溶液中加Na2CO3，与Ca2反应生成沉淀CaCO3，c(Ca2)减小，错；引入OH，错；恒温下，Ca(OH)2饱和溶液的浓度不变，pH不变，错；加热，平衡左移，c(OH)减小，pH减小，错；加NaOH，平衡左移，Ca(OH)2的质量增大，错。3将AgCl分别加入盛有：5 mL水；6 mL 0.5 molL1 NaCl溶液；10 mL 0.2 molL1CaCl2溶液；50 mL 0.1 molL1盐酸的烧杯中，均有固体剩余，各溶液中c(Ag)从大到小的顺序_(填序号)。解析根据沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)知，溶液中c(Cl)越大，越利于平衡逆向移动，c(Ag)越小。c(Cl)：>>>，故c(Ag)：<<<。答案>>>(1)沉淀达到溶解平衡时，加水，沉淀溶解平衡右移，但沉淀剩余时，离子浓度不变。(2)沉淀溶解达到平衡时，再加入该难溶物对平衡无影响。(3)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1105 molL1时，沉淀已经完全。角度2沉淀溶解平衡的应用4(2016辽宁六校期末)已知：Ksp(CuS)1.31036，Ksp(MnS)2.61013。工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2：Cu2(aq)MnS(s)=CuS(s)Mn2(aq)，下列说法错误的是()AMnS使用量越大，废水中的Cu2的去除率越高B该反应可将工业废水中的Cu2沉淀完全C往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2)变大D该反应的平衡常数K2.01023B达到溶解平衡后，增加MnS的量，平衡不移动，废水中的Cu2的去除率不再改变，A项错误；Ksp(CuS)Ksp(MnS)，溶解度较大的物质可转化为溶解度较小物质，B项正确；Cu2浓度增大，平衡向MnS溶解的方向移动，溶液中的c(Mn2)变大，C项正确；该反应的平衡常数K2.01023，D项正确。5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，下同)。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：下列物质中不可以作为混凝剂(沉降剂)使用的是_。A偏铝酸钠B氧化铝C碱式氯化铝 D氯化铁混凝剂除去悬浮物质的过程是_。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)BC考点2| 溶解度(S)与溶度积(Ksp)基础知识整合1溶解度及其影响因素(1)固体的溶解度(S)在一定温度下，某固体物质在100_g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在该溶剂里的溶解度，其单位为g。固体物质溶解度(饱和溶液)S100 g。影响溶解度大小的因素 内因：物质本身的性质(由结构决定)。外因a溶剂的影响(如NaCl易溶于水不易溶于汽油)。b温度的影响：升温，大多数固体物质的溶解度增大，少数物质却相反，如Ca(OH)2；温度对NaCl的溶解度影响不大。(2)气体的溶解度通常指该气体(其压强为101 kPa)在一定温度时溶解于1体积水里达到饱和状态时气体的体积，常记为1x。如NH3、HCl、SO2、CO2等气体常温时的溶解度分别为1700、1500、140、11。 气体溶解度的大小与温度和压强有关，温度越高，溶解度越小；压强越大，溶解度越大。(3)利用溶解度受温度影响不同除杂的方法溶解度受温度影响较小的物质(如NaCl)采取蒸发结晶的方法。如NaCl溶液中含有KNO3，应采取蒸发结晶，趁热过滤的方法。溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水)采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法。如KNO3溶液中含有NaCl，应采取加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。2溶度积(Ksp)及其应用(1)溶度积和离子积以AmBn(s)mAn(aq)nBm(aq)为例：溶度积离子积符号KspQc表达式Ksp(AmBn)cm(An)cn(Bm)，式中的浓度都是平衡时浓度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QcKsp：溶液过饱和，有沉淀析出QcKsp：溶液饱和，处于平衡状态QcKsp：溶液未饱和，无沉淀析出(2)影响Ksp的因素内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。外因Ksp只与温度有关，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(选填“增大”“减小”或“不变”)。应用体验125 时，AgCl在0.1 mol/L的NaCl溶液中溶解度和在0.1 mol/L的CaCl2溶液中溶解度谁大？为什么？提示在0.1 mol/L的NaCl溶液大，因为c(Cl)小，对AgCl的溶解抑制程度小。225 时，AgCl的Ksp1.801010，将0.002 molL1的NaCl和0.002 molL1的AgNO3溶液等体积混合，是否有AgCl沉淀生成？写出分析过程。提示Qc1106>Ksp，有沉淀生成。考点多维探究角度1有关Ksp和S的计算和应用1已知Ksp(AgCl)1.561010，Ksp(AgBr)7.71013，Ksp(Ag2CrO4)9.01012。某溶液中含有Cl、Br和CrO，浓度均为0.010 molL1，向该溶液中逐滴加入0.010 molL1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为()ACl、Br、CrOBCrO、Br、ClCBr、Cl、CrO DBr、CrO、ClC利用沉淀溶解平衡原理，当Qc>Ksp时，有沉淀析出。溶液中Cl、Br、CrO的浓度均为0.010 molL1，向该溶液中逐滴加入0.010 molL1的AgNO3溶液时，溶解度小的先满足Qc>Ksp，有沉淀析出。比较Ksp，AgBr、AgCl同类型，溶解度：AgBr<AgCl。比较AgCl、Ag2CrO4的溶解度：从数量级看，AgCl中c(Ag)，Ag2CrO4中，Ag2CrO4(s)2AgCrO，设c(CrO)x，则Ksp(Ag2CrO4)c2(Ag)c(CrO)(2x)2x4x3，则x。故Ag2CrO4中c(Ag)2x2>，故推知三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br、Cl、CrO。2(1)(2016全国乙卷节选)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1.0105 molL1)时，溶液中c(Ag)为_molL1，此时溶液中c(CrO)等于_molL1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.01012和2.01010)(2)(2015全国卷节选)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，溶液中为_。已知Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgI)8.51017。解析(1)由AgCl的Kspc(Ag)c(Cl)，当溶液中Cl恰好完全沉淀(浓度等于1.0105molL1)时，溶液中c(Ag)molL12.0105molL1；由Ag2CrO4的Kspc2(Ag)c(CrO)，此时溶液中c(CrO)molL15.0103molL1。(2)当AgCl开始沉淀时，溶液中4.7107。答案(1)2.01055.0103(2)4.71073向50 mL 0.018 molL1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 molL1的盐酸，生成沉淀。已知该温度下AgCl的Ksp1.01010，忽略溶液混合后体积的变化，请计算：(1)完全沉淀后，溶液中c(Ag)_。(2)完全沉淀后，溶液的pH_。(3)如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 molL1的盐酸，是否有白色沉淀生成？_(填“是”或“否”)。(4)该温度下，AgCl饱和溶液的密度为1 g/cm3，则该温度下，AgCl在水中的溶解度约为_ g。解析(1)反应前，n(Ag)0.018 molL10.05 L0.9103 mol，n(Cl)0.020 molL10.05 L1103 mol；反应后剩余的Cl为0.1103 mol，则混合溶液中，c(Cl)1.0103 molL1，c(Ag)1.0107 molL1。(2)H没有参与反应，沉淀完全后，c(H)0.010 molL1，pH2。(3)因为加入的盐酸中c(Cl)和反应后所得溶液中的c(Cl)相同，c(Cl)没有改变，c(Ag)变小，所以Qc(Ag)c(Cl)<Ksp(AgCl)，没有沉淀产生。(4)c(AgCl)c(Ag)105 mol/L，S100 g1.435104 g。答案(1)1.0107 mol/L(2)2(3)否(4)1.435104(1)比较溶液的Q与Ksp的大小，判断溶液中有无沉淀析出。(2)涉及Q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。角度2与溶解度、溶度积有关的溶解平衡图像分析4(2014全国卷)溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如下图所示。下列说法错误的是() 【导学号：95812214】A溴酸银的溶解是放热过程B温度升高时溴酸银溶解速度加快C60 时溴酸银的Ksp约等于6104D若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯AA.由题图可知，随着温度升高，溴酸银的溶解度逐渐增大，因此AgBrO3的溶解是吸热过程。B.温度越高物质的溶解速率越快。C.由溶解度曲线可知，60 时AgBrO3的溶解度约为0.6 g，则其物质的量浓度约为0.025 molL1，AgBrO3的Kspc(Ag)c(BrO)0.0250.0256104。D.若KNO3中含有少量AgBrO3，可通过蒸发浓缩得到KNO3的饱和溶液，再冷却结晶获得KNO3晶体，而AgBrO3留在母液中。5(2017北京模拟)已知四种盐的溶解度(S)曲线如图所示，下列说法不正确的是 ()A将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体B将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体CMg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质，可用重结晶法提纯D可用MgCl2和NaClO3制备Mg(ClO3)2B因为NaCl的溶解度受温度的影响不大，所以将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体，故A正确；因为MgCl2能够水解，水解产生Mg(OH)2和HCl，加热水解平衡正向移动，HCl易挥发，所以将MgCl2溶液蒸干可得固体Mg(OH)2，故B错误；因为Mg(ClO3)2的溶解度随温度升高而增大且受温度影响变化较大，NaCl的溶解度随温度升高而减小且受温度影响较小，所以Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质，可用重结晶法提纯，故C正确；反应MgCl22NaClO3=Mg(ClO3)22NaCl类似于侯德榜制碱法生成NaHCO3的原理，因为NaCl溶解度小而从溶液中析出，使反应向生成Mg(ClO3)2的方向进行，故D正确。6T 时，AgCl在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。在该温度下，下列说法中不正确的是()Aa点和b点对应的Ksp(AgCl)相等BKsp(AgCl)21010C可采取蒸发溶剂的方法使溶液从c点变到b点D已知Ksp(AgI)8.51017，向含KI和KCl的溶液中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中4.25107C难溶电解质的Ksp只与温度有关，温度一定时，沉淀溶解平衡曲线上任意一点的Ksp均相等，A项不符合题意；由图可知，当c(Ag)1105 molL1时，c(Cl)2105 molL1，Ksp(AgCl)1105210521010，B项不符合题意；蒸发溶剂时，c(Ag)和c(Cl)同时增大，而图中c点到b点是c(Ag)增大，c(Cl)不变，C项符合题意；向含KI和KCl的溶液中滴加AgNO3溶液，先产生AgI沉淀，当AgCl开始沉淀时，溶液中存在2个沉淀溶解平衡：AgIAgI，AgClAgCl，故4.25107，D项不符合题意。7一定温度下，三种碳酸盐MCO3(M：Mg2、Ca2、Mn2)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：pMlg c(M)，p(CO)lg c(CO)。下列说法正确的是()AMgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大Ba点可表示MnCO3的饱和溶液，且c(Mn2)c(CO)Cb点可表示CaCO3的饱和溶液，且c(Ca2)c(CO)Dc点可表示MgCO3的不饱和溶液，且c(Mg2)>c(CO)B结合沉淀溶解平衡曲线及溶度积常数进行分析。碳酸盐MCO3的溶度积可表示为Ksp(MCO3)c(M2)c(CO)，由图像可知，MgCO3、CaCO3、MnCO3的pM为一定值时，其p(CO)逐渐增大，由溶度积表达式可知三种物质的Ksp逐渐减小，A错。a点在MnCO3的沉淀溶解平衡曲线上，为其饱和溶液，结合MnCO3图中曲线可知，c(CO)c(Mn2)，B对。b点在CaCO3的沉淀溶解平衡曲线上，为其饱和溶液，结合CaCO3图中曲线可知，c(CO)<c(Ca2)，C错。c点在MgCO3的沉淀溶解平衡曲线的上方，为其不饱和溶液，溶液中c(CO)>c(Mg2)，D错。沉淀溶解平衡图像题的分析(1)沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点，均表示不饱和溶液。(2)从图像中找到数据，根据Ksp公式计算得出Ksp的值。课堂小结反馈达标11 全新理念探究高考明确考向1一组判断，展示高考易误点(1)(2016全国丙卷)向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中不变。()(2)(2015全国卷)粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯。()(3)(2014全国卷)将Na2S与稀H2SO4反应生成的气体通入AgNO3与AgCl的溶液中，根据现象可得出Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)。()(4)(2013全国卷)向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2反应的方程式为3Mg(OH)22Fe3=2Fe(OH)33Mg2。()(5)0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入1 L水中，所得溶液中c(Cl)c(I)。()(6)已知Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2CrO4)故溶解度S(AgCl)>S(Ag2CrO4)。()(7)常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，Ksp(BaCO3)减小。()(8)AgCl(s)IAgI(s)Cl的化学平衡常数K。()(9)(2013安徽高考)室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。()(10)向NaOH溶液中加入几滴MgCl2溶液，溶液中有白色沉淀，然后再加入FeCl3溶液，又生成红褐色沉淀，可证明KspFe(OH)3<KspMg(OH)2。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)2一题串知，覆盖高考考什么(2015全国卷改编)有关数据如表所示：(25 )化合物Mg(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Zn(OH)2Ksp近似值1011101710391017(1)将Mg(OH)2溶于一定的水中形成Mg(OH)2的悬浊液。悬浊液中存在Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)。将悬浊液分为3份第一份加入NaOH溶液，c(Mg2)_(填“变大”、“变小”或“不变”，下同)，mMg(OH)2_。第二份加入FeCl3溶液，c(OH)_，mMg(OH)2_。第三份加入NH4Cl固体，c(Mg2)_，平衡向_移动。考查沉淀溶解平衡及其影响因素(2)写出Fe(OH)3的Ksp表达式为_，25 Fe(OH)3溶于水形成的饱和溶液中c(Fe3)约为_。考查Ksp表达式及有关计算用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为_，加碱调节至pH为_时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1105 molL1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为_时，锌开始沉淀(假定Zn2浓度为0.1 molL1)。若上述过程不加H2O2后果是_，原因是_。考查Ksp的计算及应用(3)25 时，3Zn(OH)2(s)2Fe32Fe(OH)3(s)3Zn2的反应平衡常数K为_。考查沉淀转化反应率平衡常数的换算(4)25 将0.0001 mol/L的FeCl3溶液与pH9的NaOH溶液等体积混合，是否有Fe(OH)3沉淀生成？写出判断过程。考查沉淀形成的条件答案(1)变小变大变小变小变大右(2)Kspc(Fe3)c3(OH)1109.8 mol/LFe32.76无法将Zn2和Fe2分离Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近(3)1027(4)Qc31019>KspFe(OH)3有Fe(OH)3沉淀生成