沉淀溶解平衡及电解质溶液中三种平衡综合

沉淀溶解平衡及电解质溶液中三种平衡综合

、沉淀溶解平衡的应用实例

二、电解质溶液章三大常数K a ( K b)、K w、K sp使用常见的错误

(1) 混淆水的离子积的意义

K w = c(H +) c(OH「)，所以我们常误认为水电离的c(H十)与c(OH「)的乘积才是水的离子积，而实质上是

水溶液中的c(H J与c(OH「)的乘积。

⑵看到水的离子积(K w)就认为其数值等于1 X10-14，而忽略温度的影响，只有常温下的K w = 1&0「14。

(3) 电离平衡常数、K w、水解平衡常数、K sp均是温度的函数，只受温度的影响，在温度一定时，平衡常数不变，与化学平衡是否移动无关。

(4) pH的计算中混淆c(H +)和c(OH「)

在应用pH = - lg c(H +)计算时，一定要抓住矛盾的主要方面”，溶液显酸性用溶液中的c(H +)来计算；

溶液显碱性要先求溶液中的c(OH-),再利用K w求溶液中的c(H +)。

(5) 错误地认为只要K sp越大，其溶解度就会越大。K sp还与难溶物化学式中的各离子配比有关，只有

同类型的难溶物的K sp大小可用于比较其溶解度大小。

⑹误认为K sp小的不能转化为K sp大的，只能实现K sp大的向K sp小的转化。实际上当两种难溶电解质的K sp相差不是很大时，通过调节某种离子的浓度，可实现难溶电解质由K sp小的向K sp大的转化。

例题1: (1)用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2： Mg2+> SO：-等杂质。某次除杂操作时，往粗盐

水中先加入过量的__________________ (填化学式)，至沉淀不再产生后，再加入过量的Na：CO3和NaOH ,

充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO4 -，其原因是 ________ _______

⑵已知Ba2+有很强的毒性，医学上进行消化系统的X射线透视时，常使用BaS04作内服造影剂。胃酸酸性很强(pH约为1)，但服用大量BaS04仍然是安全的，BaS04不溶于酸的原因是______________________ ______ ___________________________________________________________ (用沉淀溶解平衡原理解释)。

归纳：平衡简答题模板……存在……平衡，……(条件)使平衡向……(方向)移动，……(结论)

(3)现有0.2mol BaS04沉淀，每次用1L饱和Na2CO3溶液(浓度为1.7mol/L )处理，若使BaSO q

全部转化到溶液中，需反复处理_______ 次。已知Ksp ( BaSO4)=5.0 x 10-9

例题2:某二元弱酸H2R，电离常数为心、K2，请讨论盐NaHR溶液的酸碱性。

练习1: 25 C时，H2SO3—^HSO3 + H +的电离常数心=1X0「2mol L一1,则该温度下NaHSO s水解反

应的平衡常数K h = ______ mol-L 一1，若向NaHSO3溶液中加入少量的12，则溶液中霭^^3)将

_______ (填增大”、减小”或不变”。

练习2：室温下，0.1 mol L一1的硫化钠溶液和0.1 mol L「1的碳酸钠溶液，碱性更强的是________________ , 其原因是________________________________________________________ 。

已知：H2S: K i1= 1.3 X0「7 K i2= 7.1 X0「15H2CO3：K i1= 4.3 X0「7 K i2= 5.6 X。"1

例题3:化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2+，写出反应中的离子方程式 _ ，由此可知大小关系K sp(MnS) K sp(Cu S),向溶液中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2J将，上述反应的平衡常数K=

练习3:将Ca(OH)2加入蒸馏水中，一段时间后达到沉淀溶解平衡：Ca(OH)2(s) ——Ca2+(aq)+ 2OH

(aq)。下列说法中正确的是()

A ?恒温下向溶液中加CaO，溶液的pH升高

B. 给溶液加热，溶液的pH升高

C. 恒温下向溶液中加CaO后，溶液中的n(OH「)减小

D .向溶液中加入少量的NaOH固体，Ca(OH) 2固体的质量不变

练习4：实验：①0.1 mol「1 AgNO 3溶液和0.1 mol L一1 NaCl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0.1 mol L KI溶液，出现浑浊；③向沉淀c中滴加0.1 mol L- —1 KI溶液，沉淀变为黄色。下列分析不正确的是()

A.浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)-------- A g^(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AgI

D.实验可以证明AgI比AgCl更难溶

三、用三大常数”分析溶液中的平衡问题例题4: pC类似pH，是指极稀溶液中，溶质物质的量浓度的常用对数负值。如某溶液溶质的浓度为

1X 10—3 mol L —1,则该溶液中溶质的pC =—lg(1 x 10—3)= 3。下图为H2CO3在加入强酸或强碱溶液溶

(1) 在人体血液中，HCO 3能起到使人体血液 pH 保持在7.35?7.45的作用。

① 请用电解质溶液中的平衡解释： ____________________ (用离子方程式表示)。 ② 正常人体血液中，HCO 3的水解程度 __________ 电离程度(填“<”、“>”或“=”)。 ③ pH = 7.00 的血液中，C (H 2CO 3) _______ c(HCO 3)(填“< ”、“〉”或)。 ⑵H 2CO 3 一级电离平衡常数的数值 K ai ~ __________ 。 ⑶某同学认为该溶液中 Na 2CO 3的水解是微弱的，发生水解的

CO 3一不超过其总量的10%。请你设计

简单实验证明该同学的观点是否正确 __________________________ 。

⑷已知某温度下Li 2CO 3的K sp 为1.68X 10「3，将适量U2CO 3固体溶于100 mL 水中至刚好饱和，饱和 Li 2CO 3溶液中 c(Li +

)= 0.15 mol L 「C (CO 2「

)= 0.075 mol L ^1。若 h 时刻在上述体系中加入 100 mL 0.125 mol L ：1 Na 2CO 3

溶液，列式计算说明是否有沉淀产生。

练习5:测定NaOH 和Na 2CO 3的混合液中NaOH 的含量。实验操作为先向混合液中加过量的

BaCI 2

溶液使Na 2CO 3完全转化成BaCO 3沉淀，然后用标准盐酸滴定 (用酚酞作指示剂)。则终点颜色的变化 为 ______________ ，为何此种情况能测出 NaOH 的含量？ _____________________________________ 。

A . X 中一定有 Fe 3+

B . Z 中一定有Fe 3+

C . Y 为Agl 沉淀 2

选项 实验内容

结论

A 某物质的水溶液使红色石蕊试纸变蓝 该物质疋是碱

B 某气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝

该气体一定是氯气 C 向某物质的水溶液中加入盐酸， 产生无色 无味气体

该溶液中定含有碳酸根离子 D

向铁和稀硝酸反应后的溶液中滴入 KSCN 溶

液，溶液显血红色

反应后溶液中肯定有 Fe 3+

,可能还有Fe 2

+

3?若甲、丙分别为短周期、同一主族元素组成的单质，乙、丁都是由两种元素组成的化合物，它们 之间有如图所示的转化关系，则满足条件的甲和丙可以为 ( ) T ---------- --------- 丙 A .钠和氢气 B .氟和氧气 C .碳和硅 D .氯气和溴

/

4.

下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是 (

) * * *

A .等 pH 的氨水、KOH 溶液、Ba(OH )2 溶液中：C (NH 4 )= C (K +

) = c(Ba 2+

)

B .将 10 mL 0.1 mol L

Na 2CO 3 溶液逐滴滴入

10 mL 0.1 mol ?_

盐酸中：c(Na )>C (CI

一

)〉c(HCO 3)>c(CO 3 一)

1. 某学生设计了如下方法对 X 盐进行鉴定:

piAgXO ：

凶过滤

I (■茨黄色沉淀) L

回q 泌画血红色瘩加

由此分析，下列结论中正确的是

D . X 一定为FeBr 2溶液

I I I I I * I I ...................................................................................... ?

LN 4

w b T-dr -J — -dks^l-r-s 占--J —电 J = fc--? B |瓦肛也8切目3 Jyfcfcoi-) i ； ~卞-T l ] i i G

—TIT —

6

C.向NH4HCO3溶液中滴加NaOH 溶液至pH = 7: c(NH4)+ c(Na )= C(HCO3) + C(CO3 )

D. 0.2 mol L-某一元弱酸 HA 溶液和0.1 mol L NaOH 溶液等体积混合后的溶液：

2c(OH )+ c(A

― +

)=2c(H )+ c(HA)

5. A 为两种固体的混合物， G 和I 为溶液D 的组成成分，E 为红褐色沉淀，J 为淡黄色固体。反应所 加的试剂均足量。

(1) 混合物A 一定含有的元素为(写元素符号) _____________________________________ 。 (2) 溶液F —定含有的阴离子为(写离子符号) _______________________________________ 。 ⑶写出B + G T J 的化学方程式： ____________________________________________________ ； 写出溶液 C T 溶液D 的离子方程式： ___________________________________________________ 。

(4)溶液I 中溶质的阳离子常作净水剂，其作用原理是 (用离子方程式表示): ________________________ 6 (2015山东高考)毒重石的主要成分 BaCO 3 (含 Ca 2+、Mg 2+、Fe 3+等杂质)，实验室利用毒重石制备

(1) 毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是 筒

外还需使用下列仪器中的 __________ 。

a .烧杯

b .容量瓶

c .玻璃棒

d .滴定管 (2)

Ca +

-------- 2+ -----------------

Mg 3+

Fe

开始沉淀时的pH 11.9 9.1 1.9 完全沉淀时的pH

13.9

11.1

3.2

加入NH 3 H 2O 调节pH=8可除去 ___________ (填离子符号)，滤渣H 中含 ________ (填化学式)。 加入 H 2C 2O 4时应避免过量，原因是 _________________________ 。 已知：Ksp (BaC 2O 4)=1.6 XI0-7, Ksp (CaC 2O 4)=2.3 X10-9 (3)

利用简洁酸碱滴定法可测定 Ba 2+的含量，实验分两步进行。

已知：2CrO 4 +2H =Cr 2O 7 +H 20 Ba +CrO 4 =BaCrO 4^

步骤I 移取xml 一定浓度的Na 2CrO 4溶液与锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用

b mol -L _1盐酸标

准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为 V °mL 。

步骤H ：移取y mLBaCI 2溶液于锥形瓶中，加入 x mL 与步骤I 相同浓度的Na 2CrO 4溶液，待 Ba 2+完全沉

淀后，再加入酸碱指示剂，用 b mol L _1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸 的体积为V 1mL 。

滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管， “0刻度位于滴定管的 ________ (填 上方”或 下方”)。

BaCl 2溶液的浓度为 _______ mol L _1,若步骤n 中滴加盐酸时有少量待测液溅出，

Ba 2+浓度测量值 将 ______ (填偏大”或偏小”)。

例题1:答案 (1) BaCl 2 BaSO 4和BaCO ?的K sp 相差不大，当溶液中存在大量 CO 2_时，BaSO 4(s)

会部分转化为BaCO 3(s)(或其他合理答案)

(2) 对于平衡BaSO 4(s) —Ba 2+

(aq) + S O 4_(aq), H +不能减小SO 2_的浓度，故平衡不能向溶解方向

_______ 。实验室用37%的盐酸配置15%的盐酸，除量 BaCl 2 2H 2O 的流程如下:

移动，Ba2+浓度很小，因而对人身无害

(3) 3 次练习1答案1X10T2增大

练习2答案硫化钠溶液硫化氢的K i2小于碳酸的K i2，硫化钠更易水解

练习4解析：由实验现象和反应原理可知，浊液a为含有AgCI及硝酸钠的浊液，滤液b为硝酸钠溶

液(含极少量的Ag S C「)，白色沉淀c为AgCI，②中出现的浑浊为AgI，③中的黄色沉淀为AgI。浊液a中存在AgCI的溶解平衡，A项正确；由选项A可知滤液b中含有Ag + , B项错误；③中的黄色沉淀为AgI，是由AgCI电离出的Ag +与「结合生成的，C项正确；实验②和实验③均说明AgI比AgCI

更难溶，D项正确。

练习5答案：由红色变成无色滴定终点时溶液呈弱碱性，BaC03不参与反应

例题 3 答案Cu2(aq)+ MnS(s) CuS(s) + Mn2 (aq)，大于，变大，K^CUl ?

K sp(CUS J

例题 4 答案⑴① HCO3 —- H + + CO2「、HCO3+ H2O —H2CO3+ OH —② > ③ < (2)10 —6⑶

用pH试纸(或pH计)测常温下0.1 moI L —1 Na2CO3溶液的pH，若pH<12，该同学的观点正确；若pH>12 , 则该同学的观点错误

+ _ 1 2 一一1 2 + 2——4 —3

(4) c(Li ) = 0.075 moI L?、c(CO3 ) = 0.1 moI L- , c (Li ) c(CO 3 )= 5.6 x 10 <1.68 x 10 ，所以无沉淀产生。

5、答案(1)Fe、AI、S (2)CI 一、OH 一、AIO 2

(3)H2S+ 2FeCI3===2FeCI2+ S J + 2HCI 2Fe2++ CI2===2Fe3++ 2CI _

；：： AI(OH) 3(胶体)+ 3H +

⑷AI 3+ + 3出0

6、【答案】(1)增大接触面积从而使反应速率加快；ac

(2)Fe3+；Mg(OH) 2、Ca(OH)2；H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀，产品的产量减少。

(3)上方；(V°b—V1b) /y ;偏小。

【解析】

试题分析：(1)充分研磨可以增大反应物的接触面积，增大反应速率；因为配制的盐酸溶液浓度为质量分数，可以计算出浓盐酸的体积和水的体积，所以使用烧杯作为容器稀释，玻璃杯搅拌。

(2) 根据流程图和表中数据，加入NH?HO调pH为8,只有Fe3+完全沉淀，故可除去Fe3+;加入NaOH 调

pH=12.5 ,Mg+也完全沉淀，Cs i+部分沉淀，所以滤渣n中含Mg(OH) 2、Ca(OH)2；根据Ksp( BaC2O4) =1.6 X0-7, H2C2O4过量时Ba2+转化为BaC2O4沉淀，BaCI? 2出。产品的产量减少。

(3) “0刻度位于滴定管的上方；与Ba2+反应的CrO42呼物质的量为(V°b—V1b) /1000moI，则Ba2+

浓度为(V0b—V1b) /y ;根据计算式，若步骤n中滴加盐酸时有少量待测液溅出, Ba2+浓度测

V1减小，则量值将偏大。