2019高考專題沉淀溶解平衡

1、知識(shí)點(diǎn)1介紹：沉淀溶解平衡.物質(zhì)的溶解性電解質(zhì)在水中的溶解度，有的很大，有的很小，但仍有度。在20c時(shí)溶解性與溶解度的關(guān)系如下：溶解性易溶可溶微溶難溶溶解度 10 g1 g 10 gg1 gv g說明：物質(zhì)在水中 溶“與 不溶”是相對(duì)的， 不溶”是指難溶，沒有絕對(duì)不溶的物質(zhì)。.難溶物的溶解平衡難溶電解質(zhì)的溶解速率和沉淀速率相等，溶液里的離子處于飽和及固態(tài)電解質(zhì)的量保持不變的狀態(tài)，叫做難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱沉淀溶解平衡。例如：AgCl(s) Ag+(aq)+Cl (aq)未溶解的固體 溶液中的離子F寤泅、Pbl2(s)Pb2+(aq)+2I (aq)未溶解的固體溶液中的離子.溶解平衡

2、特征(1)動(dòng)”一一動(dòng)態(tài)平衡，溶解的速率和沉淀的速率都不為0;(2) 等“V溶解V沉淀；(3)定”一一達(dá)到平衡時(shí)，溶液中離子的濃度保持不變；(4)變一一當(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。例1: (2011年海南模擬)下列有關(guān)AgCl沉淀的溶解平衡的說法中，不正確的是()AgCl沉淀生成和溶解不斷進(jìn)行，但速率相等AgCl難溶于水，溶液中沒有 Ag +和ClC.升高溫度，AgCl沉淀的溶解度增大D.向AgCl沉淀中加入NaCl固體，AgCl沉淀的溶解度降低4.沉淀溶解平衡常數(shù)一一溶度積(1)定義：在一定條件下，難溶強(qiáng)電解質(zhì)AmBn溶于水形成飽和溶液時(shí)，溶質(zhì)的離子與該固態(tài)物質(zhì)之間建立

3、動(dòng)態(tài)平衡，叫做沉淀溶解平衡。這時(shí)，離子濃度哥的乘積為一常 數(shù)，叫做溶度積Kspo(2)表達(dá)式：A mB n(s)、mAn+(aq)+ nBm (aq)Ksp=c(An+)m c(Bm )n注意：溶度積(Ksp)的大小只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)。(3)溶度積規(guī)則：通過比較溶度積與溶液中有關(guān)離子濃度哥的乘積離子積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；Qo Ksp,溶液過飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和，達(dá)到新的平衡;Qc= Ksp,溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)；QcV Ksp,溶液未飽和，無沉淀析出，若加入過量難溶電解質(zhì)，難溶電解質(zhì)溶解直至溶 液飽和。

4、注意：(1)對(duì)同種類型物質(zhì)，Ksp越小其溶解度越小，越容易轉(zhuǎn)化為沉淀。(2)對(duì)于化學(xué)式中陰、陽離子個(gè)數(shù)比不同的難溶電解質(zhì)，不能直接比較Ksp的大小來確定其溶解能力的大小，需轉(zhuǎn)化為溶解度來計(jì)算。(3)溶液中的各離子濃度的變化只能使沉淀溶解平衡移動(dòng)，并不改變?nèi)芏确e。例2：若在1 L蒸儲(chǔ)水中加入1滴(約mL) mol L 1的NaCl溶液，攪拌均勻后再滴入1滴mol L1AgNO3溶液，請(qǐng)估算是否會(huì)產(chǎn)生沉淀 (已知AgCl的Ksp= X10 10)()A.否B.是 C.可能是 D.以上都不正確2.溶度積的計(jì)算(1)已知溶度積求溶解度以 AgCl(s) Ag+(aq)+C(aq)為例，已知Ksp,則飽

5、和溶液中c(Ag + ) = c(Cl -)=.”“質(zhì))廝，結(jié)合溶液體積即求出溶解的AgCl的質(zhì)量，利用公式100 g料(劑)即可求出溶解度。(2)已知溶解度求溶度積已知溶解度S(因?yàn)槿芤褐腥芙獾碾娊赓|(zhì)很少，所以溶液的密度可視為1 g cm 3),則100 g水即L溶液中溶解的電解質(zhì)的質(zhì)量 m為已知，則1 L溶液中所含離子的物質(zhì)的量 (即離子的 物質(zhì)的量濃度)便求出，利用公式即求出 Ksp。(3)兩溶液混合 是否會(huì)產(chǎn)生沉淀 或同一溶液中可能會(huì)產(chǎn)生多種沉淀時(shí)判斷產(chǎn)生沉淀先后順序的問題，均可利用溶度積的計(jì)算公式或離子積與溶度積的關(guān)系式加以判斷。例3: (2010年山東理綜)某溫度下，F(xiàn)e(OH)3

6、(s)、Cu(OH) 2(s)分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平 衡后，改變?nèi)芤簆H ,金屬陽離子濃度的變化如圖所示。據(jù)圖分析，下列判斷錯(cuò)誤的是()A . KspFe(OH) 3 KspCu(OH) 2B.加適量NH4Cl固體可使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn)c、d兩點(diǎn)代表的溶液中 c(H+)與c(OH-)乘積相等Fe(OH)3、Cu(OH)2分別在b、c兩點(diǎn)代表的溶液中達(dá)到飽和5.影響沉淀溶解平衡的因素內(nèi)因：難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)。外因：(1)濃度：加水沖稀，沉淀溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)，但Ksp不變。(2)溫度：多數(shù)難溶電解質(zhì)溶解于水是吸熱的，所以升高溫度，沉淀溶解平衡向溶 解的方向移動(dòng)，同時(shí) Ksp變大。(3

7、)同離子效應(yīng)：向沉淀溶解平衡體系中，加入相同的離子，使平衡向沉淀方向移 動(dòng)，但Ksp不變。(4)其他：向沉淀溶解平衡體系中，加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶的沉淀或氣體，使平衡向溶解的方向移動(dòng)，Ksp不變。注意：溶解度隨溫度升高而增大的難溶電解質(zhì)，升高溫度后，沉淀溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)；溶解度隨溫度升高而減小的難溶電解質(zhì)，升高溫度后，沉淀溶解平衡向沉淀的方向 移動(dòng)。例4： (2010年溫州模擬)為了除去 MgCl2溶液中的FeCl3,可在加熱攪拌的條件下加入的一種試劑是()A. NaOH B . Na2CO3C.氨水 D. MgO知識(shí)點(diǎn)2介紹：沉淀溶解平衡的應(yīng)用難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡在

8、生產(chǎn)、科研和環(huán)保等領(lǐng)域有著許多應(yīng)用。沉淀溶解平衡是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)條件發(fā)生改變時(shí)，平衡也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生移動(dòng)。我們?cè)谏a(chǎn)、生活中經(jīng) 常根據(jù)平衡移動(dòng)原理，選擇適當(dāng)?shù)臈l件，使平衡向著需要的方向移動(dòng)。.沉淀的生成(1)沉淀的方法：調(diào)節(jié)pH法：例如：除去硫酸銅溶液中混有的少量鐵離子。方法：向溶液中加入氫氧化銅或堿式碳酸銅，調(diào)節(jié)溶液的pH在34之間，鐵離子就會(huì)轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵而除去。流程圖：CuSQHaqW Cu(OH)：或 Cu：(OH)二 CO廣調(diào)節(jié)溶液十低 *冶一題式0用”(除去的)加沉淀劑法：如以 Na2S H 2s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

9、，也是分離、除去雜質(zhì)常用的方法。反應(yīng)如下：Cu2+S2 =CuS Cu2+H2S= CuSj +2月Hg2+S2 =HgS Hg2+H2S= HgS J +2Ft(2)不同沉淀方法的應(yīng)用直接沉淀法：除去指定的溶液中某種離子或獲取該難溶電解質(zhì)。分步沉淀法：鑒別溶液中含有哪些離子或分別獲得不同難溶電解質(zhì)。共沉淀法：除去一組某種性質(zhì)相似的離子，加入合適的沉淀劑。氧化還原法：改變某離子的存在形式，促進(jìn)其轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛雀〉碾y溶電解質(zhì)便于 分離除去。注意：(1)在涉及無機(jī)制備、提純工藝的生產(chǎn)、科研、廢水處理等領(lǐng)域中，常利用生成沉 淀來達(dá)到分離或除去某些離子的目的。(2)沉淀法工藝流程示意圖如圖：2.沉淀的

10、溶解根據(jù)溶度積規(guī)則，當(dāng)QcVKsp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)晶離子的濃度減小使之滿足Qc v Ksp。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)晶離 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)酸堿溶解法例如：難溶于水的 CaCO 3沉淀可以溶于鹽酸中在上述反應(yīng)中，氣體 CO2的生成和逸出，使 CaCO3溶解平衡體系中的 CO32一濃度不斷 減小，平衡向沉淀溶解方向移動(dòng)。注意：類似的可用強(qiáng)酸溶解的難溶電解質(zhì)還有FeS Al(OH) 3、Cu(OH)2等。醫(yī)

11、學(xué)上用BaSO4作 鋼餐”，但不能用BaCO3,其原因是BaCO3溶于胃酸(鹽酸)。 (2)鹽溶解法如Mg(OH) 2可溶于NH4Cl溶液。Mg(OH) 2(s)=Mg2+(aq)+2OH (aq)當(dāng)加入 NH4Cl 溶液時(shí)，NH4+OH NH3 H2O,使 c(OH)減小，使 Mg(OH) 2溶解平衡向右移動(dòng)，直至沉淀完全溶解，總反應(yīng)式為：Mg(OH) 2+2NH 4Cl = MgCl 2+2NH 3 H 2O(3)氧化還原法有些金屬硫化物如CuS、HgS等，其溶度積很小，在飽和溶液中c(S2)特別小，不能溶于非氧化性強(qiáng)酸，只能溶于氧化性酸，減小c(S2),從而達(dá)到沉淀溶解的目的。如：3Cu

12、S+8HNO3=3Cu(NO3)2+3S J +2NOT +4HD此法適用于溶解那些具有明顯氧化性或還原性的難溶物。(4)生成配合物使沉淀溶解向沉淀體系中加入適當(dāng)配合劑，使溶液中某離子生成穩(wěn)定的配合物，減小其離子濃 度，從而使沉淀溶解。如：AgCl 可溶于 NH3 H2O此法對(duì)用酸堿性不能溶解的難溶電解質(zhì)具有重要意義。(5)沉淀轉(zhuǎn)化溶解法此法是將難溶物轉(zhuǎn)化為能被前三種方法溶解的沉淀，然后再溶解。例如:壬曰k / C飽和Na2c03重晶石(BaS042 3 BaC03總反應(yīng)的離子方程式為: 9& 9BaSO4+CO32 BaCO3+SO42注意：雖然BaSO4比BaCO3更難溶于水，但在 CO3

13、2一濃度較大的溶液中， BaSO4溶解在水 中的Ba2+能與CO32一結(jié)合形成BaCO3溶液。轉(zhuǎn)化過程是用飽和 Na2CO3溶液處理BaSO4溶液，待達(dá)到平衡后，移走上層溶液；再加入飽和Na2CO3溶液，重復(fù)處理多次，使絕大部分BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3；最后加入鹽酸，Ba2+即轉(zhuǎn)入到溶液中。3.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，例如:NaClKIAgNO3AgClAgI(白色沉淀)(黃色沉淀)AgNO3溶液和 NaCl溶液反應(yīng)，生成 AgClNa2sAg 2S(黑色沉淀)沉淀。當(dāng)向體系中滴加KI溶液時(shí)，溶液中的Ag+和廠結(jié)合生成了更難溶解的 AgI,由于溶液中 Ag

14、+濃度減小，促進(jìn)了 AgCl的溶解，最 終AgCl全部轉(zhuǎn)化為AgI。同樣，由于硫化銀的溶解度比碘化銀的溶解度更小，因此向體系中滴加硫化鈉溶液 時(shí)，碘化銀轉(zhuǎn)化為硫化銀。注意：(1)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動(dòng)。一般地，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)。(2)沉淀的轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用較多，如用FeS、MnS、H2s等除去廢水中的重金屬離子(Hg2+、Pb2+等)：FeS(s)+Hg2+(aq)= HgS(s)+Fe2+(aq)例5: (2010年北京高考)自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后變成CuSO4溶液，向地下深層滲透，遇到難溶的ZnS或PbS,慢慢

15、轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)(CuS)o下列分析正確的是()A. CuS的溶解度大于 PbS的溶解度B.原生銅的硫化物具有還原性，而銅藍(lán)沒有還原性C. CuSO4與ZnS反應(yīng)的離子方程式是 Cu2 + S2 =CuSD .整個(gè)過程涉及的反應(yīng)類型有氧化還原反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)4.生活中的沉淀溶解平衡(1)溶洞里美麗的石筍、鐘乳石和石柱是大自然創(chuàng)造的奇跡。石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣與水及二氧化碳反應(yīng)能轉(zhuǎn)化為微溶性的碳酸氫鈣Ca(HCO 3)2。溶有碳酸氫鈣的水從溶洞頂向溶洞底滴落時(shí)，水分蒸發(fā)、二氧化碳?jí)簭?qiáng)減小或溫度的變化都會(huì)使二氧化碳溶解度 減小而析出碳酸鈣沉淀。這些沉淀經(jīng)過千百萬年的積聚，漸漸形成了鐘乳石、石筍等。(2)

16、氟化物防齦齒的化學(xué)原理。齦齒可能是由口腔細(xì)菌在糖代謝過程中釋放出來的有機(jī)酸穿透牙釉質(zhì)表面使牙齒的礦 物質(zhì)一一羥(基)磷灰石Ca5(PO4)3OH溶解造成的。由于細(xì)菌在牙齒表面形成一層黏附膜 齒斑(或稱菌斑)，這些有機(jī)酸能夠長(zhǎng)時(shí)間地跟牙齒表面密切接觸，使羥(基)磷灰石 溶解：Ca5(PO4)3OH+4H += 5Ca2+3HPO42 +H2O飲水、食物和牙膏里氟離子會(huì)跟羥(基)磷灰石發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化生成氟磷灰石：Ca5(PO4)3OH+F = Ca5(PO4)3F+OH溶解度研究證實(shí)氟磷灰石比羥磷灰石更能抵抗酸的侵蝕。這是由于氟離子體積小于氫 氧根離子，在磷灰石晶結(jié)構(gòu)里更匹配。此外，氟離子還能抑制口

17、腔細(xì)菌產(chǎn)生酸。含氟牙膏 已經(jīng)使全世界千百萬人減少齦齒，使人們的牙齒更健康。【課后加強(qiáng)】一、選擇題.下列各操作中，不發(fā)生“先沉淀后溶解”現(xiàn)象的是()向飽和Na2CO3溶液中不斷通入過量的 CO2氣體向AgNO 3溶液中逐滴滴入過量的氨水向AgI膠體中逐滴加入過量的稀鹽酸向石灰水中通入過量的 CO2向硅酸鈉溶液中逐滴加入過量的鹽酸A. B.C. D.全部.已知CuSO4溶液分另IJ與Na2CO3溶液、Na2s溶液的反應(yīng)情況如下： (1)CuSO4+Na2CO3主要：Cu2+C。2 +H2O=Cu(OH)2j + CO2 T 次要：Cu+CO3 =CuCO3j (2)CuSO4+ Na2s主要：Cu

18、2+ S2 =CuS J 次要：Cu2+ + S2 + 2H2O=Cu(OH) 2 J + H2S T 下列幾種物質(zhì)的溶解度大小的比較中，正確的是 ()A. CuSCu(OH) 2Cu(OH) 2CuCO3C. Cu(OH)2CuCO3CuS D . Cu(OH)2CuCO3bc B. a b c C. c Ksp(AgCl)=x 10 10 Ksp(AgI) = x 10 17o下列有關(guān)說法中，錯(cuò)誤的是 ()A,常溫下，Ag2SO4、AgCl、AgI在水中的溶解能力依次減弱B.在AgCl飽和溶液中加入 NaI固體，有AgI沉淀生成C. Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度積常數(shù)之比等于它們飽

19、和溶液的物質(zhì)的量濃度之比D.在Ag2SO4飽和溶液中加入 Na2SO4固體有Ag2SO4沉淀析出10,已知：25 C時(shí)，KspMg(OH) 2 = X 10 12, Ksp(MgF2) = X 10 110 下列說法正確的是 ()25 C時(shí)，飽和 Mg(OH)2溶液與飽和 MgF2溶液相比，前者的 c(Mg2+)大25 c時(shí)，在 Mg(OH) 2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體，c(Mg)增大25 C時(shí)，Mg(OH)2固體在 20 mL mol L1 氨水中的 Ksp比在20 mL mol L1 NH 4Cl 溶液中的Ksp小25 C時(shí)，在 Mg(OH) 2懸濁液中加入 NaF溶液后，Mg(

20、OH) 2不可能車專化為 MgF2 11.在100 mL mol L二1 KCl溶液中，加入1 mL mol L1的AgNO3溶液，下列說法正確的 是(已知 AgCl 的 Ksp= x 10 10 mol2 L 2) () zxxkA .有AgCl沉淀析出B .無AgCl沉淀析出C.無法確定D .有沉淀但不是 AgCl二、非選擇題1,已知：25 C時(shí)，Ksp(BaSO4) = 1X 10 10, Ksp(BaCO3) = 1 X 10 9。(1)醫(yī)學(xué)上進(jìn)行消化系統(tǒng)的 X射線透視時(shí)，常使用 BaSO4作內(nèi)服造影劑。胃酸酸性很強(qiáng) (pH約為1),但服用大量 BaSO4仍然是安全的，BaSO4不溶于

21、酸白原因是(用溶解平衡原理 解釋)。萬一誤服了少量BaCO3,應(yīng)盡快用大量mol/L Na2SO4溶液給患者洗胃，如果忽略洗胃過程中Na2SO4溶液濃度的變化，殘留在胃液中的Ba2+濃度僅為 mol/L。(2)長(zhǎng)期使用的鍋爐需要定期除水垢，否則會(huì)降低燃料的利用率。水垢中含有的 CaSO4,可先用Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。CaSO4轉(zhuǎn)化為 CaCO3的離子方程式為 請(qǐng)分析CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3的原理： 2.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,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/mo

22、l Li)如圖所示。(1)pH = 3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(填序號(hào))。A. V 1 B. 4左右 C. 6(3)在Ni(NO 3)2溶液中含有少量的 Co2+雜質(zhì)，(填“能”或“不能”)通過調(diào)節(jié) 溶液pH的方法來除去，理由是 。(4)已知一些難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)如下表：物質(zhì)FeSMnSCuSKspx 10 18X10 13X 10 35物質(zhì)PbSHgSZnSKspx 10 28X10 33X 10 24為除去某工業(yè)廢水中含有的Cu2+、Pb2+、Hg2+雜質(zhì)，最適宜向此工業(yè)廢水中加入過量的(填序號(hào))。A. NaOH

23、 B. FeSC. Na2s. (2010江蘇高考)以水氯鎂石(主要成分為 MgC12 6H2O)為原料生產(chǎn)堿式碳酸鎂的主要流 程如下：N H 也門 Nib WL而。彼演_ t_U &曰一沉流十拽本解過閶f FL(1)預(yù)氨化過程中有 Mg(OH)2沉淀生成，已知常溫下 Mg(OH) 2的Ksp= X 10 11,若溶液 中 c(OH )=x 10 6 mol/L ,則溶液中 c(Mg2+)=。(2)上述流程中的濾液濃縮結(jié)晶，所得主要固體物質(zhì)的化學(xué)式為 。(3)高溫煨燒堿式碳酸鎂得到MgOo取堿式碳酸鎂 g,高溫煨燒至恒重，得到固體g和標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2 L,通過計(jì)算確定堿式碳酸鎂的化學(xué)式。(4)

24、若熱水解不完全，所得堿式碳酸鎂中將混有MgCO3,則產(chǎn)品中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(填“升高”、“降低”或“不變”)。.鐵、銅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣?，F(xiàn)有含氯化亞鐵雜質(zhì)的氯化銅晶體 (CuC12 2H2O),為制取純凈的 CuC12 2H2O,首先將其制成水溶液，然后按如圖步驟進(jìn)行提純：已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH見下表:Fe3+Fe2+Cu2+氫氧化物開始沉淀時(shí)的 pH氫氧化物完全沉淀時(shí)的 pH請(qǐng)回答下列問題:(1)加入氧化劑的目的是，_。(2)最適合作氧化劑X的是。A. K2Cr2O7B. NaClOC. H2O2D. KMnO 4(3)加入的物質(zhì)Y是。(4)若不用物質(zhì) Y而是直接用堿能不能達(dá)到目的