高考复习第26讲 难溶电解质的溶解平衡

高考复习第26讲
难溶电解质的溶解平衡
罗定中学
马 腾
了解难溶电解质的溶解平衡及沉 考纲要求 淀转化的本质。
1.难溶电解质溶解平衡建立的判 断。 考点提示 2.根据物质的溶解性分析判断难 溶电解质的溶解和转化。
基础盘点
一、沉淀溶解平衡 1．概念 在一定温度下，当沉淀 溶解 和 生成 速率相等时达到的平衡 状态。
即时巩固 2 在溶液中有浓度均为 0.01 mol/L 的 Fe 、 Cr 、Zn 、Mg 等离子，已知： Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10 ；Ksp[Cr(OH)3]＝7.0×10
－17 －39 －31 －11
3＋
3＋
2＋
2＋
Ksp[Zn(OH)2]＝1.0×10 ；Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10 最小( A ) A．Fe
－
题组二 溶解平衡的应用 4．判断正误 (1)常温下，向饱和 Na2CO3 溶液中加少量 BaSO4 粉末，过 滤，向洗净的沉淀中加稀盐酸，有气泡产生，说明常温下， Ksp(BaCO3)<Ksp(BaSO4) ( × ) ( × ) (2)AgCl 在同浓度的 CaCl2 和 NaCl 溶液中的溶解度相同
高考集训
题组一 溶解平衡与溶度积常数 1．某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀 溶解平衡后，改变溶液 pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据 图分析，下列判断错误的是( B ) A．Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Cu(OH)2] B．加适量 NH4Cl 固体可使溶液由 a 点变到 b 点 C．c、d 两点代表的溶液中 c(H＋)与 c(OH－)乘积相等 D．Fe(OH)3、Cu(OH)2 分别在 b、c 两点代表的溶液中 达到饱和
＋ － ＋
2－ 3SO 4
＋
②沉淀的溶解能力差别越大，越容易转化。 NaCl NaBr 例如：AgNO3——→ AgCl(白色沉淀) ——→ AgBr(浅黄色沉淀) NaI Na2S ——→AgI(黄色沉淀)――→Ag2S(黑色沉淀)。 (3)沉淀转化的应用 ①锅炉除水垢 NaCO3 盐酸 除水垢[CaSO4(s) ——→ CaCO3(s)――→Ca2＋(aq)] 其反应如下： CaSO4＋Na2CO3 CaCO3＋Na2SO4， CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O。 ②矿物转化 CuSO4 溶液遇 ZnS(闪锌矿)转化为 CuS(铜蓝)的离子方程式为： ZnS(s)＋Cu2＋(aq)===CuS(s)＋Zn2＋(aq)。
考点二
与溶度积有关的计算 Ag (aq)＋Cl (aq)为例，已知 Ksp，则饱和
＋ －
1．已知溶度积求溶解度 以 AgCl(s) 溶液中 c(Ag＋)＝c(Cl－)＝ Ksp，结合溶液体积即求出溶解的 AgCl m(质) S 的质量，利用公式 ＝ 即可求出溶解度。 100 g m(剂) 2．已知溶解度求溶度积 已知溶解度 S(因为溶液中溶解的电解质很少，所以溶液的密度 可视为 1 g/cm3)，则 100 g 水即 0.1 L 溶液中溶解的电解质的质量 m 为已知， 1 L 溶液中所含离子的物质的量(即离子的物质的量浓度) 则 便求出，利用公式即求出 Ksp。 3． 两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中可能会产生多种沉 淀时判断产生沉淀先后顺序的问题，均可利用溶度积的计算公式或 离子积与溶度积的关系式加以判断。
2．沉淀的洗涤 由于沉淀生成时，表面溶液吸附一定量的离子(尤其 是沉淀成分离子)。因此，过滤后紧接着要进行沉淀的洗 涤。洗涤方法是：向过滤器中慢慢注入适量的蒸馏水，至 刚好浸没沉淀，然后静置，让其自然流下，重复以上操作 2～3 次，直至洗涤干净。 3．沉淀是否洗涤干净的检验 欲检验沉淀是否洗涤干净， 主要是检验洗涤液中是否 还含有在溶液中吸附的离子。 一般的检验方法是： 取少量 最后一次的洗涤液， 置于一洁净的试管中， 再滴加少量的 检验试剂，若没有特征现象出现则证明沉淀已洗涤干净。
例 2
－8
ห้องสมุดไป่ตู้
已知 25℃时，AgI 饱和溶液中 c(Ag )为 1.23×
＋ －5
＋
10 mol/L，AgCl 的饱和溶液中 c(Ag )为 1.25×10 mol/L。若 在 5 mL 含有 KCl 和 KI 各为 0.01 mol/L 的溶液中，加入 8 mL 0.01 mol/L AgNO3 溶液，下列叙述正确的是( B ) A．混合溶液中 c(K＋)＞c(NO－)＞c(Ag＋)＞c(Cl－)＞c(I－) 3 B．混合溶液中 c(K )＞c(NO3 )＞c(Cl )＞c(Ag )＞c(I ) C．加入 AgNO3 溶液时首先生成 AgCl 沉淀 － c(Cl ) D．混合溶液中 － 约为 1.03×10－3 c(I )
cm(An＋)·n(Bm－) c
。
(2)意义：Ksp 反映了难溶电解质 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， 数值 越大 ， K 难溶电解质在水中的
sp
溶解能力 越大 。 (3)沉淀溶解与生成的判断(Qc 表示溶液中有关离子 浓度的乘积，称为离子积)
①Qc > Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出。 ②Qc = Ksp：溶液恰饱和，溶解平衡状态。 ③Qc < Ksp，溶液未饱和，无沉淀生成。 (4)Ksp 的影响因素 Ksp 只与
5．已知：Ksp(AgCl)＝1.8×10 浓度大小顺序正确的是(
－10
，Ksp(AgI)＝1.5×10
－16
，
Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag＋
C )
A．AgCl>AgI>Ag2CrO4 B．AgCl>Ag2CrO4>AgI C．Ag2CrO4>AgCl>AgI D．Ag2CrO4>AgI>AgCl
(4)氧化还原法：通过氧化还原反应使平衡体系 中的离子浓度降低，从而使沉淀溶解，如 Ag2S 溶 于稀 HNO3，离子方程式为： 3Ag2S ＋ 8H ＋ 8NO 3 ===6Ag ＋ 8NO↑＋4H2O 3．沉淀的转化 (1)实质：沉淀溶解平衡的移动 (2)特征 ①一般说来，溶解能力相对较强的物质易转化 为溶解能力相对较弱的物质。
3＋ 2＋
当其氢氧化物刚开始沉淀时， 下列哪一种离子所需的 pH B．Cr
3＋ 2＋
C．Zn
D．Mg
实验探究
沉淀分析法中的几个典型问题 在有些实验中不但要把沉淀分离出来，还要准确称量所得沉 淀的质量。因此，一方面要让沉淀剂适当过量，另一方面还要把 沉淀洗涤干净。
1．沉淀剂过量的检验 根据沉淀溶解平衡原理可知，欲使杂质离子沉淀完全，应加入 稍过量的沉淀剂。那么，如何判断沉淀剂已加入过量呢？一般的操 作方法是：把反应混合物静置后，吸取少量上清液，置于一洁净的 试管中，再滴加少量的沉淀剂，若没有沉淀生成则证明沉淀剂已过 量。
2．已知：25℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10 － 12 ， Ksp[MgF2]＝7.42× 10
－11
。下列说法正确的是( B )
A．25℃时，饱和 Mg(OH)2 溶液与饱和 MgF2 溶液 相比，前者的 c(Mg2＋)大 B．25℃时，在 Mg(OH)2 的悬浊液中加入少量的 NH4Cl 固体，c(Mg2＋)增大 C．25℃时，Mg(OH)2 固体在 20 mL 0.01 mol/L 氨 水中的 Ksp 比在 20 mL 0.01mol/L NH4Cl 溶液中的 Ksp 小 D．25℃时，在 Mg(OH)2 的悬浊液中加入 NaF 溶 液后， Mg(OH)2 不可能转化为 MgF2
难溶电解质的性质
和 温度 有
关，与沉淀量无关。 溶液中 离子浓度 的变化只能使平衡移动， 并不 改变溶度积。
考点精讲
考点一 沉淀溶解平衡的应用 1．沉淀的生成 原理： Qc 大于 Ksp， 若 难溶电解质的沉淀溶解平衡向左移 动，就会生成沉淀。 在工业生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉 淀来达到分离或除去某些离子的目的。常见的方法有： (1)调节溶液的 pH 法：使杂质离子转化为氢氧化物沉淀。 如除去 NH4Cl 溶液中的 FeCl3 杂质， 可加入氨水调节 pH 至 7～8，离子方程式为 Fe3＋＋3NH3· 2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋。 H 4
(2)加沉淀剂法：加入沉淀剂使杂质离子转化为 沉淀除去。 如用 H2S 沉淀 Cu ，离子方程式为 Cu ＋ H2S===CuS↓＋2H ；用 BaCl2 溶液沉淀
2 子方程式为 Ba2＋＋SO4－===BaSO4↓。
＋
2＋
2＋
2－ SO4 ，离
注意：(1)利用生成沉淀分离或除去某种离子， 首先要使生成沉淀的反应能够发生； 其次沉淀生成的 反应进行得越完全越好。如要除去溶液中的 Mg2＋， 应使用 NaOH 等使之转化为溶解度较小的 Mg(OH)2。
例 1 硫酸锶（SrSO4）在水中的沉淀溶解平衡曲线如下，下 列说法正确的是（双选） ( BC )
A．温度一定时，Ksp(SrSO4) 随 c(SO2－)的增大而减小 4 B．三个不同温度中，313 K 时 Ksp(SrSO4)最大 C．283 K 时，图中 a 点对应 的溶液是不饱和溶液 D． K 下的 SrSO4 饱和溶 283 液升温到 363 K 后变为不饱和溶 液
3．已知 Ag2SO4 的 Ksp 为 2.0×10 5，将适量 Ag2SO4 固体溶于 100 mL 水中至刚好饱和，该过程中 Ag＋和 SO2－浓度随时间变化关系如下图[饱和 4 Ag2SO4 溶液中 c(Ag＋)＝0.034 mol/L]。若 t1 时刻在上述体系中加入 100 mL 0.020 mol/L Na2SO4 溶液，下列示意图中，能正确表示 t1 时刻后 Ag＋和 SO2－ 4 浓度随时间变化关系的是( B )