2022-2023版高中化學(xué) 專(zhuān)題3 溶液中的離子反應(yīng) 第四單元 難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡 第1課時(shí)學(xué)案 蘇教版選修4

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1、2022-2023版高中化學(xué) 專(zhuān)題3 溶液中的離子反應(yīng) 第四單元 難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡 第1課時(shí)學(xué)案 蘇教版選修4學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.知道沉淀溶解平衡的概念及其影響因素。2.明確溶度積和離子積的關(guān)系，并由此學(xué)會(huì)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。一、難溶電解質(zhì)的溶解平衡1實(shí)驗(yàn)探究(1)在裝有少量難溶的AgCl白色固體的試管中，加入約5 mL蒸餾水，充分振蕩后靜置。取約2 mL上層清液加入另一試管中，滴加濃鹽酸，觀察到的現(xiàn)象是有白色沉淀生成。由上述實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是原上層清液中含有Ag。(2)分析AgCl的溶解過(guò)程：AgCl在溶液中存在下述兩個(gè)過(guò)程：一方面，在水分子作用下，少量Ag和Cl脫離AgCl的表面溶于水中

2、，即存在溶解過(guò)程；另一方面，溶液中的Ag和Cl受AgCl表面陰、陽(yáng)離子的吸引，回到AgCl的表面析出，即存在沉淀過(guò)程。在一定溫度下，當(dāng)AgCl溶解和生成的速率相等時(shí)，達(dá)到溶解平衡狀態(tài)，得到AgCl的飽和溶液。(3)AgCl溶于水的平衡方程式是AgCl(s)Cl(aq)Ag(aq)，由于沉淀、溶解之間的這種動(dòng)態(tài)平衡的存在，決定了Ag和Cl的反應(yīng)不能進(jìn)行到底。(4)反應(yīng)完全的標(biāo)志對(duì)于常量的化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1.0105 molL1時(shí)，沉淀就達(dá)完全。2溶解平衡的概念與特征(1)概念在一定溫度下，當(dāng)沉淀溶解和生成的速率相等時(shí)，即建立了動(dòng)態(tài)平衡，叫做沉淀溶解平衡。(2

3、)AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)和AgCl=AgCl表示的意義不同：前者表示AgCl的溶解平衡，后者表示AgCl在水中完全電離(是指溶解的那一部分)。(3)特征動(dòng)態(tài)平衡v溶解v沉淀0。達(dá)到平衡時(shí)，溶液中離子的濃度保持不變。當(dāng)改變外界條件時(shí)，溶解平衡將發(fā)生移動(dòng)，達(dá)到新的平衡。3溶解平衡的影響因素已知溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，請(qǐng)分析當(dāng)改變下列條件時(shí)對(duì)該溶解平衡的影響，填寫(xiě)下表：條件改變移動(dòng)方向c(Mg2)c(OH)加水正向移動(dòng)不變不變升溫正向移動(dòng)增大增大加MgCl2(s)逆向移動(dòng)增大減小通HCl正向移動(dòng)增大減小加NaOH(s)逆向移動(dòng)減小增大(以上濃度變化

4、均指平衡后和原平衡比較) 外界條件對(duì)溶解平衡的影響(1)溫度升高，多數(shù)溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)。(2)加水稀釋?zhuān)瑵舛葴p小，溶解平衡向溶解方向移動(dòng)，但平衡后因仍存在溶解平衡，故離子濃度保持不變。(3)加入與難溶電解質(zhì)構(gòu)成微粒相同的物質(zhì)，溶解平衡向生成沉淀的方向移動(dòng)。(4)加入與難溶電解質(zhì)溶解所得的離子反應(yīng)的物質(zhì)，溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)。例1判斷正誤(對(duì)的打“”，錯(cuò)的打“”)(1)難溶電解質(zhì)的溶解度為0()(2)等物質(zhì)的量的AgNO3和NaCl混合后，溶液中不存在Ag和Cl()(3)對(duì)于“AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)”， 說(shuō)明溶解的AgCl部分電離，是弱電解質(zhì)()(4)當(dāng)改變外界條件時(shí)

5、，沉淀溶解平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng)，直至達(dá)到新的平衡()(5)沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等，且保持不變()(6)溶液中的離子濃度小于1105 molL1時(shí)，可視為沉淀完全()答案(1)(2)(3)(4)(5) (6)考點(diǎn)沉淀溶解平衡題點(diǎn)沉淀溶解平衡與飽和溶液的特征例2Mg(OH)2固體在水中存在下列溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，欲減少M(fèi)g(OH)2固體的量，可以加入少量的()ANaOH固體 BNaCl固體CNaHSO4固體 DMgSO4固體答案C解析欲使Mg(OH)2減少，應(yīng)使平衡右移，NaHSO4電離產(chǎn)生的H會(huì)使平衡體系中c(OH)減小，而使沉淀溶解平衡右

6、移，Mg(OH)2固體的量減小?？键c(diǎn)沉淀溶解平衡題點(diǎn)改變離子濃度引起的沉淀溶解平衡的移動(dòng)相關(guān)鏈接1不同的固體物質(zhì)在水中的溶解度不同，有的很大，有的很小，但無(wú)論大小，都有一定的溶解度。在20 時(shí)，物質(zhì)的溶解度與溶解性的關(guān)系如下：下列物質(zhì)，屬于易溶物質(zhì)的是，屬于微溶物質(zhì)的是，屬于難溶物質(zhì)的是。NaCl、NaOH、H2SO4、MgCO3、CaSO4、 Ca(OH)2、CaCO3、BaSO4、Mg(OH)22固體物質(zhì)的溶解是可逆過(guò)程固體溶質(zhì) 溶液中的溶質(zhì)(1)v溶解v沉淀固體溶解(2)v溶解v沉淀溶解平衡(3)v溶解Ksp，溶液過(guò)飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和，達(dá)到新的平衡。(2)QcKsp，溶液飽和

7、，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)。(3)QcKsp，溶液未飽和，無(wú)沉淀析出，若加入過(guò)量難溶電解質(zhì)，難溶電解質(zhì)溶解直至溶液飽和。1溶質(zhì)積的意義在一定溫度下，Ksp為常數(shù)。難溶電解質(zhì)的Ksp的大小反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。對(duì)同類(lèi)型電解質(zhì)而言，Ksp越小，其在水中的溶解能力也越小。2影響因素3應(yīng)用(1)通過(guò)比較溶度積與溶液的離子積Qc的相對(duì)大小，可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下沉淀能否生成或溶解。(2)根據(jù)溶度積能計(jì)算出飽和溶液中的離子濃度。例3已知25 時(shí)，AgCl的溶度積Ksp1.81010，則下列說(shuō)法正確的是()A向飽和AgCl水溶液中加入鹽酸，Ksp值變大BAgNO3溶液與NaCl溶液混合后的

8、溶液中，一定有c(Ag)c(Cl)C溫度一定時(shí)，當(dāng)溶液中c(Ag)c(Cl)Ksp時(shí)，此溶液中必有AgCl的沉淀析出DKsp(AgI)Ksp(AgCl)，所以飽和溶液的濃度c(AgI)c(Cl)c(I)B25 時(shí)，Cu(OH)2在水中的溶解度大于在Cu(NO3)2溶液中的溶解度C在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固體，c(Ba2)增大D25 時(shí)，AgCl在同濃度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同答案B解析A項(xiàng)，Ksp(AgCl)Ksp(AgI)，所以含AgCl和AgI固體的懸濁液中c(Ag)c(Cl)c(I)；B項(xiàng)，Cu(NO3)2溶液中含有Cu2，使Cu(OH)2(s)Cu2

9、(aq)2OH(aq)逆向移動(dòng)，溶解度比在水中的??；C項(xiàng)，在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固體，c(SO)增大，沉淀溶解平衡向生成沉淀方向移動(dòng)，c(Ba2)減小；D項(xiàng)，溶液中c(Cl)越大，AgCl的溶解度越小。考點(diǎn)沉淀溶解平衡題點(diǎn)改變離子濃度引起的沉淀溶解平衡的移動(dòng)6把足量熟石灰放入蒸餾水中，一段時(shí)間后達(dá)到平衡：Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)。下列敘述正確的是()A給溶液加熱，溶液的pH升高B恒溫下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高C向溶液中加入Na2CO3溶液，Ca(OH)2固體增多D向溶液中加入少量的NaOH固體，Ca(OH)2固體增多答案D解析A項(xiàng)，加熱時(shí)

10、Ca(OH)2溶解度減小，平衡逆向移動(dòng)，c(OH)減小，pH減?。籅項(xiàng)，CaOH2O=Ca(OH)2，由于保持恒溫，Ca(OH)2溶解度不變，c(OH)不變，因此pH不變；C項(xiàng)，COCa2=CaCO3，使平衡正向移動(dòng)，Ca(OH)2固體減少；D項(xiàng)，加入NaOH固體時(shí)，c(OH)增大，平衡逆向移動(dòng)，因此Ca(OH)2固體增多?？键c(diǎn)沉淀溶解平衡題點(diǎn)沉淀溶解平衡的綜合題組三溶度積及應(yīng)用7一定溫度下，將足量的AgCl分別放入下列物質(zhì)中，AgCl的溶解度由大到小的排列順序是()20 mL 0.01 molL1 KCl溶液30 mL 0.02 molL1 CaCl2溶液40 mL 0.03 molL1 H

11、Cl溶液 10 mL 蒸餾水50 mL 0.05 molL1 AgNO3溶液A BC D答案B解析AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)，c(Cl)或c(Ag)越大，對(duì)AgCl的溶解抑制作用越大，AgCl的溶解度就越小。注意AgCl的溶解度大小只與溶液中Ag或Cl的濃度有關(guān)，而與溶液體積無(wú)關(guān)。c(Cl)0.01 molL1；c(Cl)0.04 molL1；c(Cl)0.03 molL1；蒸餾水中無(wú)Cl或Ag；c(Ag)0.05 molL1。Ag或Cl濃度由小到大的順序?yàn)?。考點(diǎn)沉淀溶解平衡題點(diǎn)難溶物在同離子溶液中的溶解8某溫度時(shí)，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A

12、加入Na2SO4可以使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn)B通過(guò)蒸發(fā)可以使溶液由d點(diǎn)變到c點(diǎn)Cd點(diǎn)無(wú)BaSO4沉淀生成Da點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp大于c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp答案C解析Ksp在溫度一定的條件下是一定值，與Ba2和SO的濃度大小有一定關(guān)系，但兩者濃度的乘積是一定值。b點(diǎn)本身已過(guò)飽和，d點(diǎn)沒(méi)有達(dá)到沉淀溶解平衡，故無(wú)BaSO4沉淀生成?？键c(diǎn)溶度積常數(shù)題點(diǎn)溶度積常數(shù)(Ksp)的綜合考查9室溫時(shí)，M(OH)2(s)M2(aq)2OH(aq)Kspa，c(M2)b molL1時(shí)，溶液的pH等于()A.lg() B.lg()C14lg() D14lg()答案C解析由Kspc(M2)c2(OH)得c(OH)，Kwc(H)c(OH

13、)得c(H) molL1pHlg14lg()?？键c(diǎn)溶度積常數(shù)題點(diǎn)溶度積的表達(dá)和簡(jiǎn)單計(jì)算10已知CaCO3的Ksp2.8109，現(xiàn)將濃度為2104 molL1的Na2CO3溶液與CaCl2溶液等體積混合，若要產(chǎn)生沉淀，則所用CaCl2溶液的濃度至少應(yīng)為()A2.8102 molL1B1.4105 molL1C2.8105 molL1D5.6105 molL1答案D解析由沉淀形成的條件知，要產(chǎn)生沉淀必須滿(mǎn)足：c(Ca2)c(CO)2.8109，因等體積混合，混合溶液中，c(CO)1104 molL1，c(Ca2)應(yīng)大于2.8105 molL1，則混合前c(CaCl2)至少應(yīng)為5.6105 molL

14、1。考點(diǎn)溶度積常數(shù)題點(diǎn)飽和溶液中溶度積常數(shù)、離子濃度、pH、溶解度等換算11在BaSO4飽和溶液中加入少量的BaCl2溶液產(chǎn)生BaSO4沉淀，若以Ksp表示BaSO4的溶度積常數(shù)，則平衡后溶液中()Ac(Ba2)c(SO)(Ksp)Bc(Ba2)c(SO)Ksp，c(Ba2)c(SO)Cc(Ba2)c(SO)Ksp，c(Ba2)c(SO)Dc(Ba2)c(SO)Ksp，c(Ba2)c(SO)；由于溫度未發(fā)生改變，所以溶液中Kspc(Ba2)c(SO)?？键c(diǎn)溶度積常數(shù)題點(diǎn)飽和溶液中溶度積常數(shù)、離子濃度、pH、溶解度等換算12(2017湖南岳陽(yáng)一中高二月考)不同溫度(T1和T2)時(shí)，硫酸鋇在水中的

15、沉淀溶解平衡曲線如圖所示，已知硫酸鋇在水中溶解時(shí)吸收熱量。下列說(shuō)法正確的是()AT1T2B加入BaCl2固體，可使溶液由a點(diǎn)變 到c點(diǎn)Cc點(diǎn)時(shí)，在T1、T2兩個(gè)溫度下均有固體析出Da點(diǎn)和b點(diǎn)的Ksp相等答案D解析因?yàn)榱蛩徜^在水中溶解時(shí)吸收熱量，則溫度升高硫酸鋇的Ksp增大，T2時(shí)硫酸鋇的Ksp大于T1時(shí)硫酸鋇的Ksp，故T2T1，A錯(cuò)誤；硫酸鋇溶液中存在著沉淀溶解平衡，a點(diǎn)在平衡曲線上，加入BaCl2，c(Ba2)增大，平衡左移，c(SO)應(yīng)降低，所以不能使溶液由a點(diǎn)變到c點(diǎn)，B錯(cuò)誤；在T1時(shí)c點(diǎn)溶液的QcKsp，有沉淀析出，在T2時(shí)c點(diǎn)溶液的QcKsp，沒(méi)有沉淀析出，C錯(cuò)誤；Ksp是一常數(shù)，

16、溫度不變，Ksp不變，在曲線上的任意一點(diǎn)Ksp都相等，D正確。考點(diǎn)溶度積常數(shù)題點(diǎn)溶度積常數(shù)(Ksp)的綜合考查綜合強(qiáng)化13室溫下用廢電池的鋅皮制備ZnSO47H2O的過(guò)程中，需除去鋅皮中的少量雜質(zhì)鐵，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，鐵變?yōu)開(kāi)，加堿調(diào)節(jié)至pH為_(kāi)時(shí)，鐵離子剛好沉淀完全(離子濃度小于1105 molL1時(shí)，即可認(rèn)為該離子沉淀完全)；繼續(xù)加堿至pH為_(kāi)時(shí)，鋅開(kāi)始沉淀(假定Zn2濃度為0.1 molL1)。若上述過(guò)程不加H2O2的后果是_，原因是_。化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp的近似值101710171039答案Fe32.76Zn2和Fe2不能分離Fe(

17、OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近解析鐵溶于稀硫酸生成Fe2，F(xiàn)e2被雙氧水氧化為Fe3。KspFe(OH)3c(Fe3)c3(OH)1039，鐵剛好完全沉淀時(shí)，c(OH) molL14.641012 molL1，則c(H) molL12.16103 molL1，pH2.7；KspZn(OH)2c(Zn2)c2(OH)1017，鋅開(kāi)始沉淀時(shí)，c(OH) molL1108 molL1，則c(H) molL1106 molL1，pH6；Zn(OH)2和 Fe(OH)2的Ksp相近，若不加雙氧水，沉淀Zn2的同時(shí)Fe2也會(huì)沉淀，從而使Zn2和Fe2不能分離?？键c(diǎn)溶度積常數(shù)題點(diǎn)溶度積的表達(dá)和簡(jiǎn)單計(jì)算

18、14(1)已知25 時(shí)，Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgI)8.51017。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：25 時(shí)，若向50 mL 0.018 molL1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 molL1的鹽酸，混合后溶液中的c(Ag)為_(kāi) molL1，pH為_(kāi)。25 時(shí)，取一定量含有I、Cl的溶液，向其中滴加AgNO3溶液，當(dāng)AgCl和AgI同時(shí)沉淀時(shí)，溶液中為_(kāi)。(2)已知：25 時(shí)Ksp(Ag2CrO4)9.01012，Ksp(AgCl)1.81010，則Ag2CrO4的溶解度_(填“大于”“小于”或“等于”)AgCl的溶解度。(3)25 時(shí)，Mg(OH)2飽和溶液_(填“能”或“

19、不能”)使石蕊溶液變藍(lán)色。(已知KspMg(OH)24.01012，lg 50.7)。答案(1)1.810724.7107(2)大于(3)能解析(1)反應(yīng)后剩余的c(Cl)0.001 molL1，c(Ag) molL11.8107 molL1 。反應(yīng)后溶液中的c(H)0.010 molL1，pH2。4.7107。(2)25 時(shí)，Ag2CrO4和AgCl飽和溶液的物質(zhì)的量濃度分別為x、yAg2CrO4(s)2Ag(aq)CrO(aq)x 2x xAgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)y y y4x39.01012，y21.81010x molL1104 molL1y105 molL1所以xy，A

20、g2CrO4的溶解度大于AgCl的溶解度。(3)設(shè)Mg(OH)2飽和溶液的物質(zhì)的量濃度為x，則4x34.01012，x1.0104 molL1，c(OH)2.0104 molL1，c(H) molL151011 molL1，pH lg(51011)11lg 510.3。所以能使石蕊溶液變藍(lán)色?？键c(diǎn)溶度積常數(shù)題點(diǎn)飽和溶液中溶度積常數(shù)、離子濃度、pH、溶解度等換算15在Cl和CrO濃度都是0.100 molL1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液(忽略體積改變)時(shí)，AgCl和Ag2CrO4哪一種先沉淀？當(dāng)Ag2CrO4開(kāi)始沉淀時(shí)，溶液中Cl濃度是多少？已知：Ksp(AgCl)1.81010Ksp(Ag2CrO4)9.01012。答案AgCl開(kāi)始沉淀所需c(Ag) molL11.8109 molL1，Ag2CrO4開(kāi)始沉淀所需c(Ag) molL19.5106 molL1，因此，AgCl先沉淀。當(dāng)Ag2CrO4開(kāi)始沉淀時(shí)：c(Ag)9.5106 molL1此時(shí)，c(Cl) molL11.89105 molL1?？键c(diǎn)溶度積常數(shù)題點(diǎn)溶度積的表達(dá)和簡(jiǎn)單計(jì)算