3.4.1 沉淀溶解平衡原理 學(xué)案4

第1課時(shí)沉淀溶解平衡原理目標(biāo)要求1.能描述沉淀溶解平衡。2.了解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。知識(shí)清單一、沉淀溶解平衡的建立1生成沉淀的離子反應(yīng)之所以能夠發(fā)生的原因生成沉淀的離子反應(yīng)之所以能夠發(fā)生，在于生成物的溶解度小。盡管生成物的溶解度很小，但不會(huì)等于0。2溶解平衡的建立以AgCl溶解為例：從固體溶解平衡的角度，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；另一方面，溶液中的Ag和Cl受AgCl表面正、負(fù)離子的吸引，回到AgCl的表面析出沉淀。溶解平衡：在一定溫度下，當(dāng)沉淀溶解和生成的速率相等時(shí)，即得到AgCl的飽和溶液，如AgCl沉淀體系中的溶解平衡可表示為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。3生成難溶電解質(zhì)的離子反應(yīng)的限度不同電解質(zhì)在水中的溶解度差別很大，例如AgCl和AgNO3；但難溶電解質(zhì)與易溶電解質(zhì)之間并無(wú)嚴(yán)格的界限，習(xí)慣上將溶解度小于0.01 g的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)。對(duì)于常量的化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，0.01 g是很小的，因此一般情況下，相當(dāng)量的離子互相反應(yīng)生成難溶電解質(zhì)，可以認(rèn)為反應(yīng)完全了?；瘜W(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1105 molL1時(shí)，沉淀就達(dá)完全。二、溶度積1表達(dá)式對(duì)于下列沉淀溶解平衡：MmAn(s) mMn(aq)nAm(aq)Kspc(Mn)mc(Am)n。2意義Ksp表示難溶電解質(zhì)在溶液中的溶解能力。3規(guī)則通過(guò)比較溶度積與溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積離子積Qc的相對(duì)大小，可以判斷在給定條件下沉淀能否生成或溶解：QcKsp，溶液過(guò)飽和，有沉淀析出；QcKsp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)；QcBCD課后作業(yè)練基礎(chǔ)落實(shí)125時(shí)，在含有大量PbI2的飽和溶液中存在著平衡PbI2(s)Pb2(aq)2I(aq)，加入KI溶液，下列說(shuō)法正確的是()A溶液中Pb2和I濃度都增大B溶度積常數(shù)Ksp增大C沉淀溶解平衡不移動(dòng)D溶液中Pb2濃度減小2CaCO3在下列哪種液體中，溶解度最大()AH2O BNa2CO3溶液 CCaCl2溶液 D乙醇3下列說(shuō)法正確的是()A溶度積就是溶解平衡時(shí)難溶電解質(zhì)在溶液中的各離子濃度的乘積B溶度積常數(shù)是不受任何條件影響的常數(shù)，簡(jiǎn)稱溶度積C可用離子積Qc判斷沉淀溶解平衡進(jìn)行的方向D所有物質(zhì)的溶度積都是隨溫度的升高而增大的4AgCl和Ag2CrO4的溶度積分別為1.81010 mol2L2和2.01012 mol3L3，若用難溶鹽在溶液中的濃度來(lái)表示其溶解度，則下面的敘述中正確的是()AAgCl和Ag2CrO4的溶解度相等BAgCl的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度C兩者類型不同，不能由Ksp的大小直接判斷溶解能力的大小D都是難溶鹽，溶解度無(wú)意義5已知HF的Ka3.6104 molL1，CaF2的Ksp1.461010 mol2L2。向1 L 0.1 molL1的HF溶液中加入11.1 g CaCl2，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A通過(guò)計(jì)算得知，HF與CaCl2反應(yīng)生成白色沉淀B通過(guò)計(jì)算得知，HF與CaCl2不反應(yīng)C因?yàn)镠F是弱酸，HF與CaCl2不反應(yīng)D如果升高溫度，HF的Ka、CaF2的Ksp可能增大，也可能減小練方法技巧6.已知Ag2SO4的Ksp為2.0105 mol3L3，將適量Ag2SO4固體溶于100 mL水中至剛好飽和，該過(guò)程中Ag和SO濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示飽和Ag2SO4溶液中c(Ag)0.034 molL1。若t1時(shí)刻在上述體系中加入100 mL 0.020 molL1 Na2SO4溶液，下列示意圖中，能正確表示t1時(shí)刻后Ag和SO濃度隨時(shí)間變化關(guān)系的是()7已知：25時(shí)，KspMg(OH)25.611012 mol3L3，KspMgF27.421011 mol3L3。下列說(shuō)法正確的是()A25時(shí)，飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2)大B25時(shí)，在Mg(OH)2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體，c(Mg2)增大C25時(shí)，Mg(OH)2固體在20 mL 0.01 molL1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 molL1 NH4Cl溶液中的Ksp小D25時(shí)，在Mg(OH)2的懸濁液中加入NaF溶液后， Mg(OH)2不可能轉(zhuǎn)化為MgF28Mg(OH)2難溶于水，但它溶解的部分全部電離。室溫下時(shí)，飽和Mg(OH)2溶液的pH11，若不考慮KW的變化，則該溫度下Mg(OH)2的溶解度是多少？(溶液密度為1.0 gcm3)練綜合拓展9金屬氫氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用這一性質(zhì)，控制溶液的pH，以達(dá)到分離金屬離子的目的。難溶金屬的氫氧化物在不同pH下的溶解度(S/molL1)如下圖。(1)pH3時(shí)溶液中銅元素的主要存在形式是_。(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3，應(yīng)該控制溶液的pH為_(kāi)。A1 B4左右 C6(3)在Ni(OH)2溶液中含有少量的Co2雜質(zhì)，_(填“能”或“不能”)通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH的方法來(lái)除去，理由是_。(4)要使氫氧化銅沉淀溶解，除了加入酸之外，還可以加入氨水，生成Cu(NH3)42，寫出反應(yīng)的離子方程式_。(5)已知一些難溶物的溶度積常數(shù)如下表：物質(zhì)FeSMnSCuSPbSHgSZnSKsp6.310182.510131.310363.410286.410531.61024某工業(yè)廢水中含有Cu2、Pb2、Hg2，最適宜向此工業(yè)廢水中加入過(guò)量的_除去它們。(選填序號(hào))ANaOH BFeS CNa2S答案解析1. 答案C解析難溶物達(dá)到溶解平衡時(shí)沉淀的生成和溶解都不停止，但溶解和生成速率相等；沒(méi)有絕對(duì)不溶的物質(zhì)；溫度越高，一般物質(zhì)的溶解度越大；向AgCl沉淀中加入NaCl固體，使溶解平衡左移，AgCl的溶解度減小。2. 答案B3. 答案A4. 答案A解析c(Ag) molL19.9105 molL1，c(Cl) molL19.9103 molL1，所以Q cc(Ag)c(Cl)9.8107 mol2L21.81010 mol2L2Ksp，故有AgCl沉淀析出。5. 答案C解析在AgCl的飽和溶液中，Ag和Cl濃度的乘積是一個(gè)常數(shù)，故A錯(cuò)；只有在飽和AgCl溶液中c(Ag)c(Cl)才等于1.81010 mol2L2，故B項(xiàng)敘述錯(cuò)誤；當(dāng)QcKsp，則溶液為飽和溶液，故C項(xiàng)敘述正確；在AgCl水溶液中加入HCl只會(huì)使溶解平衡發(fā)生移動(dòng)，不會(huì)影響Ksp，所以D錯(cuò)。6. 答案B解析AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)，由于c(Ag)c(Cl)Ksp，溶液中c(Cl)或c(Ag)越大，越能抑制AgCl的溶解，AgCl的溶解度就越小。AgCl的溶解度大小只與溶液中Ag或Cl的濃度有關(guān)，而與溶液的體積無(wú)關(guān)。c(Cl)0.01 molL1；c(Cl)0.04 molL1；c(Cl)0.03 molL1；c(Cl)0 molL1；c(Ag)0.05 molL1。Ag或Cl濃度由小到大的排列順序：。課后作業(yè)1. 答案D2. 答案A解析在B、C選項(xiàng)的溶液中，分別含有CO、Ca2，會(huì)抑制CaCO3的溶解，而CaCO3在乙醇中是不溶的。3. 答案C解析溶度積不是溶解平衡時(shí)難溶電解質(zhì)在溶液中的各離子濃度的簡(jiǎn)單乘積，還與平衡式中化學(xué)計(jì)量數(shù)的冪指數(shù)有關(guān)，溶度積受溫度的影響，不受離子濃度的影響。4. 答案C解析AgCl和Ag2CrO4陰、陽(yáng)離子比類型不同，不能直接利用Ksp來(lái)比較二者溶解能力的大小，所以只有C對(duì)；其余三項(xiàng)敘述均錯(cuò)誤。比較溶解度大小，若用溶度積必須是同類型，否則不能比較。5. 答案A解析該題可采用估算法。0.1 molL1的HF溶液中c(HF)0.1 molL1，因此，c2(F)c(H)c(F)3.6104 molL10.1 molL13.6105 mol2L2，又c(Ca2)11.1 g111 g/mol1 L0.1 molL1，c2(F)c(Ca2)3.6106Ksp，顯然，A是正確的；D項(xiàng)，由于HF的電離是吸熱的，升高溫度，Ka一定增大，D錯(cuò)誤。6. 答案B解析已知Ag2SO4的Ksp2.0105 mol3L3c(Ag)2c(SO)，則飽和溶液中c(SO) molL10.017 molL1，當(dāng)加入100 mL 0.020 molL1 Na2SO4溶液時(shí)，c(SO)0.018 5 molL1，c(Ag)0.017 molL1(此時(shí)Q cKsp(MgF2)，則會(huì)產(chǎn)生MgF2沉淀，D錯(cuò)誤。8. 答案0.002 9 g解析根據(jù)Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，c(OH)103 molL1，則1 L Mg(OH)2溶液中，溶解的nMg(OH)21 L103 molL15104 mol，其質(zhì)量為58 gmol15104 mol0.029 g，再根據(jù)可求出S0.002 9 g。凡是此類題都是設(shè)溶液的體積為1 L，根據(jù)1 L溶液中溶解溶質(zhì)的質(zhì)量，計(jì)算溶解度。9. 答案(1)Cu2(2)B(3)不能Co2和Ni2沉淀的pH范圍相差太小(4)Cu(OH)24NH3H2O=Cu(NH3)422OH4H2O(5)B解析(1)據(jù)圖知pH45時(shí)，Cu2開(kāi)始沉淀為Cu(OH)2，因此pH3時(shí)，銅元素主要以Cu2形式存在。(2)若要除去CuCl2溶液中的Fe3，以保證Fe3完全沉淀，而Cu2還未沉淀，據(jù)圖知pH應(yīng)為4左右。(3)據(jù)圖知，Co2和Ni