浙江省高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)航 第6單元第27講 沉淀溶解平衡課件 新課標(biāo)

一、沉淀溶解平衡一、沉淀溶解平衡 1溶解平衡的建立 在一定溫度下，當(dāng)沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等時(shí)，形成飽和溶液，達(dá)到平衡狀態(tài)，把這種平衡稱為沉淀溶解平衡。 如：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) 盡管氯化銀溶解度小，并非絕對(duì)不溶，生成的氯化銀沉淀會(huì)有少量溶解。從固體溶解平衡的角度，氯化銀在溶液中存在兩個(gè)過程：在氯化銀的溶液中，一方面，在水分子作用下，少量Ag+和Cl-脫離氯化銀表面溶入水中；另一方面，溶液中的Ag+和Cl-受氯化銀表面正、負(fù)離子的吸引，回到氯化銀的表面析出沉淀。在一定溫度下，當(dāng)沉淀溶解和生成的速率相等時(shí)，得到氯化銀飽和溶液，建立動(dòng)態(tài)平衡。 2溶解平衡的特征 (1)弱：存在于弱電解質(zhì)的溶液里； (2)等：分子電離成離子的速率等于離子結(jié)合成該分子的速率； (3)定：達(dá)到平衡時(shí)，溶液里離子濃度和分子濃度都保持不變(不隨時(shí)間變化，但不一定相等)； (4)動(dòng)：電離平衡屬于動(dòng)態(tài)平衡，即平衡時(shí)，電離速率等于化合成分子速率，都不等于0； (5)變：外界條件(如溫度、濃度、外加試劑等)發(fā)生變化時(shí)，電離平衡發(fā)生移動(dòng)。 二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用 由于沉淀溶解平衡也是動(dòng)態(tài)平衡，因此可以通過改變條件使平衡移動(dòng)，最終使溶液中的離子轉(zhuǎn)化為沉淀或沉淀轉(zhuǎn)化為溶液中的離子。 1沉淀的生成 (1)調(diào)節(jié)pH法： 如除去碳酸銅溶液中混有的少量鐵離子，可向溶液中加入氫氧化銅或堿式碳酸銅，調(diào)節(jié)pH到34，鐵離子就會(huì)全部轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去。 (2)加沉淀劑法 如以Na2S、H2S等作沉淀劑，使某些金屬離子，如Cu2+、Hg2+等生成極難溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，也是分離、除去雜質(zhì)的方法。 2沉淀的轉(zhuǎn)化 根據(jù)難溶物質(zhì)溶解度的大小，難溶物質(zhì)間可以進(jìn)行轉(zhuǎn)化，生成溶解度更小的物質(zhì)。例如： AgNO3 AgCl(白色沉淀) AgBr(淡黃色沉淀) AgI(黃色沉淀)Ag2S(黑色沉淀) 沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動(dòng)，一般來說，溶解能力相對(duì)較強(qiáng)的物質(zhì)易轉(zhuǎn)化為溶解能力相對(duì)較弱的物質(zhì)。NaClNaBrNa2SNaI考點(diǎn)一 溶解平衡平衡的考查 例例1 已知Ag2SO4的Ksp為2.010-5，將適量Ag2SO4固體溶于100 mL水中至剛好飽和，該過程中Ag+和 濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖飽和Ag2SO4溶液中c(Ag+)=0.034 molL-1。若t1時(shí)刻在上述體系中加入100 mL 0.020 molL-1Na2SO4溶液，下列示意圖中，能正確表示t1時(shí)刻后Ag+和 濃度隨時(shí)間變化關(guān)系的是()2-4SO2-4SO 【解析】Ag2SO4飽和溶液中c(Ag+)=0.034 mol/L，c( )=0.017 mol/L；當(dāng)加入100 mL 0.020 mol/L Na2SO4溶液后，c(Ag+)=0.017 mol/L，c( )=0.0185 mol/L，QC=c(Ag+)2c( )=5.3 10-62.010-5(Ksp)，即此時(shí)Ag2SO4溶液不飽和，溶液中不存在Ag2SO4固體的溶解平衡，即c(Ag+)仍為0.017 mol/L，c( )仍為0.0185 mol/L。選項(xiàng)B正確。2-4SO2-4SO2-4SO2-4SO 【方法技巧點(diǎn)撥】本題易錯(cuò)選A，忽視體積變化，對(duì)原溶液中離子濃度的變化?！敬鸢浮?B考點(diǎn)二 沉淀的生成與轉(zhuǎn)化 例例2 一定溫度下的難溶電解質(zhì)AmBn在水溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)，其平衡常數(shù)Ks p=cm(An +) cn(Bm-)，稱為難溶電解質(zhì)的離子積。已知下表數(shù)據(jù)：物質(zhì)Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3Ksp/25 8.010-162.210-204.010-38完全沉淀時(shí)的pH范圍9.66.434 對(duì)含等物質(zhì)的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的說法，不正確的是() A向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到紅褐色沉淀 B該溶液中c( ) c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)5 4 C向該溶液中加入適量氯水，并調(diào)節(jié)pH到34后過濾，可獲得純凈的CuSO4溶液 D在pH等于5的溶液中Fe3+不能大量存在2-4SOC 【解析】根據(jù)溶度積?？膳袛噙x項(xiàng)A正確。由于Cu2+、Fe2+和Fe3+在溶液中均能發(fā)生水解反應(yīng)使得金屬陽離子濃度減小，因此選項(xiàng)B正確。選項(xiàng)C的操作可知溶液中必有氯離子存在，即溶液中溶質(zhì)還存在CuCl2，C錯(cuò)。由表中數(shù)據(jù)知Fe3+在pH4的環(huán)境中已沉淀完全，因此選項(xiàng)D也錯(cuò)。 【方法技巧點(diǎn)撥】根據(jù)溶度積規(guī)則，當(dāng)QCKsp時(shí)，沉淀就向溶解的方向進(jìn)行。因此，使沉淀溶解的總原則就是設(shè)法使構(gòu)成離子的濃度減小，即QCKsp。常用的方法是：在難溶電解質(zhì)飽和溶液中加入適當(dāng)試劑使之與組成沉淀的一種構(gòu)成離子結(jié)合成另一類化合物，從而使之溶解。具體辦法可采用酸堿溶解法、配位溶解法、氧化還原溶解法以及沉淀轉(zhuǎn)化溶解法等。 1.某溫度時(shí)，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如下圖所示。下列說法正確的是() 提示：BaSO4(s) Ba2+(aq)+ (aq)的平衡常數(shù)：Ksp=c(Ba2+) c( )，稱為溶度積常數(shù)。 A加入Na2SO4可以使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn) B通過蒸發(fā)可以使溶液由d點(diǎn)變到c點(diǎn) Cd點(diǎn)無BaSO4沉淀生成 Da點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp大于c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp2-4SO2-4SO 【解析】類似于溶解度曲線，曲線上的任一點(diǎn)如a和c表示BaSO4飽和溶液，曲線上方的任一點(diǎn)，均表示過飽和，如b點(diǎn)說明溶液中有BaSO4沉淀析出，此時(shí)QcKsp；曲線下方的任一點(diǎn)，均表示不飽和，如d點(diǎn)，此時(shí)QcKsp，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)。A項(xiàng)，在原溶解平衡的溶液中加入Na2SO4，增大了c( )，使平衡向生成BaSO4的方向移動(dòng)，但溶液仍處于飽和狀態(tài)，即最后的點(diǎn)應(yīng)在曲線上(a下方)，A錯(cuò)。B項(xiàng)，蒸發(fā)使c( )增大，而c點(diǎn)與d點(diǎn)的c( )相等，故B項(xiàng)錯(cuò)。2-4SO2-4SO2-4SO 【答案】C 2.下表為有關(guān)化合物的pKsp，pKsp= -lgKsp。某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：向AgNO3溶液中加入適量NaX溶液，得到沉淀AgX；向中加NaY，則沉淀轉(zhuǎn)化為AgY；向中加入Na2Z，沉淀又轉(zhuǎn)化為Ag2Z。則表中a、b、c的大小關(guān)系為()相關(guān)化合物AgXAgYAg2ZpKspabcA.abc BabcCcab Da+b=cB 【解析】難溶物質(zhì)間可以進(jìn)行轉(zhuǎn)化，生成溶解度更小的物質(zhì)，說明溶解度Ag2ZAgYAgX，則Ksp(Ag2Z)Ksp(AgY)Ksp(AgX)，則abc。 3.已知25 時(shí)，電離常數(shù)Ka(HF)=3.610-4 mol/L，溶度積常數(shù)Ksp(CaF2)=1.4610-10 mol3/L3?，F(xiàn)向1 L 0.2 mol/L HF溶液中加入1 L 0.2 mol/L CaCl2溶液，則下列說法中，正確的是() A25 時(shí)，0.1 mol/L HF溶液中pH=1 BKsp(CaF2)隨溫度和濃度的變化而變化 C該體系中，Ksp(CaF2)= D該體系中有CaF2沉淀產(chǎn)生D 【解析】由HF的電離常數(shù)可知，HF是弱酸，由Ka(HF)= =3.610-4 mol/L，得c(H+)=610-2 mol/L，所以0.1 mol/L HF溶液中pH1。Ksp(CaF2)是溫度函數(shù)隨溫度的變化而變化，但不隨溶液的變化而變化。溶液混合后，c(HF)=0.1 mol/L，c(H+)=c(F-)=610- 2 mol/L，c(Ca2 +)=0.1 mol/L，此時(shí)K(CaF2)=c(Ca2+) c(F-)2=3.610-4Ksp(CaF2)，所以Ksp(CaF2)=Ka(HF)，有沉淀生成。 4.(2011南昌一模南昌一模)已知常溫下Ksp(AgCl)=1.810-10 mol2/L2；Ksp(AgI)=1.010-16 mol2/L2。下列說法中正確的是() A在相同溫度下AgCl的溶解度小于AgI的溶解度 BAgCl和AgI都不溶于水，因此AgCl和AgI不能相互轉(zhuǎn)化 C常溫下，AgCl若要在NaI溶液中開始轉(zhuǎn)化為AgI，則NaI的濃度必須不低于 10-11 mol/L D將足量的AgCl分別放入下列物質(zhì)中：20 mL 0.01 mol/L KCl溶液，10 mL 0.02 mol/L CaCl2溶液，30 mL 0.05 mol/L AgNO3溶液。AgCl的溶解度由大到小的順序?yàn)椋篊 【解析】本題以溶度積常數(shù)背景綜合考查了物質(zhì)的溶解性、沉淀的轉(zhuǎn)化等問題。在相同溫度下，Ksp(AgCl)Ksp(AgI)，AgCl的溶解度大于AgI的溶解度，而且AgCl可以轉(zhuǎn)化為AgI，故A、B不正確；由Ksp(AgCl)=1.810-10 mol2/L2可求得AgCl溶液中c(Ag+)= mol/L，代入Ksp(AgI)=1.010-16 mol2/L2中即可求得c(I-)= 10-11mol/L，故C正確；D選項(xiàng)中三種溶液中c(Cl-)或c(Ag+)由小到大的順序是：，故D錯(cuò)誤。 5 . ( 2 0 11 黃 山 三 模黃 山 三 模 ) 已 知 ： 2 5 C 時(shí) ，KspR(OH)2=5.6110-12，Ksp(RF2)=7.4210-11。下列說法正確的是() A25 時(shí)，飽和R(OH)2溶液與飽和RF2溶液相比，前者的c(R2+)大 B25 時(shí)，在R(OH)2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體，c(R2+)增大 C25 時(shí)，R(OH)2固體在20 mL 0.01 mol/L氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol/L NH4Cl溶液中的Ksp小 D25 時(shí)，在R(OH)2懸濁液中加入NaF稀溶液后，R(OH)2不可能轉(zhuǎn)化為RF2B 【解析】由兩物質(zhì)的溶度積前者小于后者，且化合物類型相同得出，A中c(R2+)小，A錯(cuò)誤；若在R(OH)2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體，由于NH4Cl溶于水后顯酸性，使R(OH)2的溶解平衡右移，c(R2+)增大，B正確；由于Ksp是受溫度影響的，在相同溫度下的Ksp相同，C錯(cuò)誤；根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化原理，若在體系中加入更大濃度的F-，也會(huì)產(chǎn)生RF2沉淀，D錯(cuò)誤。 6.在AgCl飽和溶液中尚有AgCl固體存在，當(dāng)向溶液中加入0.1 mol/L的鹽酸時(shí)，下列說法正確的是() AAgCl沉淀溶解平衡正向移動(dòng) BAgCl溶解度增大 C溶液中c(Ag+)增大 D溶液中c(Cl-)增大D 【解析】加入0.1 mol/L的鹽酸，Cl-濃度增大，溶解平衡逆向移動(dòng)，生成氯化銀沉淀，c(Ag+)減小，由Ksp不變得Cl-濃度增大。 7. (2010浙江浙江)已知：25 時(shí)，弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)：Ka(CH3COOH)=1.810- 5，Ka(HSCN)=0.13，難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)：Ksp(CaF2)=1.510-10。25 時(shí)，2.010-3molL-1氫氟酸水溶液中，調(diào)節(jié)溶液pH(忽略體積變化)，得到c(HF)、c(F-)與溶液pH的變化關(guān)系，如下圖所示： 請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列問題： (1)25 時(shí)，將20 mL 0.10 molL-1 CH3COOH溶液和20 mL 0.10 molL-1 HSCN溶液分別與20 mL 0.10 molL-1NaHCO3溶液混合，實(shí)驗(yàn)測(cè)得產(chǎn)生的氣體體積(V)隨時(shí)間(t)變化的示意圖為： 反應(yīng)初始階段，兩種溶液產(chǎn)生CO2氣體的速率存在明顯差異的原因是_， 反 應(yīng) 結(jié) 束 后 所 得 兩 溶 液 中 ， c ( C H3C O O-)_c(SCN-)(填“”、“”或“=”)。 ( 2 ) 2 5 時(shí) ， H F 電 離 平 衡 常 數(shù) 的 數(shù) 值Ka_，列式并說明得出該平衡常數(shù)的理由_。 (3)4.010-3 molL-1 HF溶液與4.010-4 molL-1 CaCl2溶液等體積混合，調(diào)節(jié)混合液pH為4.0(忽略調(diào)節(jié)時(shí)混合液體積的變化)，通過列式計(jì)算說明是否有沉淀產(chǎn)生。 【解析】本題主要考查電離平衡和沉淀溶解平衡等知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生的邏輯思維能力和信息提取的能力。由題給數(shù)據(jù)可知，相同條件下，HSCN的酸性強(qiáng)于CH3COOH，則等體積、等濃度時(shí)，HSCN溶液中的c(H+)比CH3COOH溶液中的大，則反應(yīng)速率要快，最終均與NaHCO3完全反應(yīng)，得到CH3COONa溶液和NaSCN溶液，酸性越弱，則水解程度越大，所以反應(yīng)后的溶液中，c(CH3COO-)c(SCN-)。 【答案】(1)HSCN的酸性比CH3COOH強(qiáng)，其溶液中c(H+)較大，故其溶液與NaHCO3溶液的反應(yīng)速率較快 Ksp(CaF2) 有沉淀產(chǎn)生。