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1、第4節(jié)沉淀溶解平衡考綱考情三年14考高考指數(shù):1.了解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡。2.了解溶度積的含義及其表達(dá)式,能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。【知識梳理】一、沉淀溶解平衡1.沉淀溶解平衡的建立:=Ksp:溶液過飽和,有_析出Qc=Ksp:溶液飽和,處于_狀態(tài)QcKsp:溶液_,無沉淀析出Mg2+OH-2c(Mg2+)c2(OH-)沉淀平衡未飽和【微點(diǎn)撥】對于相同類型的物質(zhì),Ksp的大小反映了難溶電解質(zhì)在溶液中溶解能力的大小。Ksp越小,則難溶電解質(zhì)的溶解度越小。二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用1.沉淀的生成:(1)調(diào)節(jié)pH法:如除去CuCl2溶液中的雜質(zhì)FeCl3,可以向溶液中加入CuO,調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+
2、形成Fe(OH)3沉淀而除去。離子方程式為_,_。(2)沉淀劑法。如用H2S沉淀Hg2+的離子方程式為_。CuO+2H+=Cu2+H2OFe3+3H2O=Fe(OH)3+3H+H2S+Hg2+=HgS+2H+2.沉淀的溶解:(1)酸溶解法。如CaCO3溶于鹽酸,離子方程式為_。Cu(OH)2溶于稀硫酸,離子方程式為_。CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2OCu(OH)2+2H+=Cu2+2H2O(2)鹽溶液溶解法。如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,離子方程式為_。3.沉淀的轉(zhuǎn)化:(1)實(shí)質(zhì):沉淀溶解平衡的移動。(2)規(guī)律:一般說來,溶解度小的沉淀容易轉(zhuǎn)化成_的沉淀。沉淀的溶解度差別越大,
3、越容易轉(zhuǎn)化。溶解度更小【小題快練】1.【思考辨析】(1)下列方程式AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCl=Ag+Cl-表示的意義相同。( )【分析】是AgCl的沉淀溶解平衡的離子方程式;AgCl是強(qiáng)電解質(zhì),是AgCl的電離方程式。(2)(2014安徽高考)因溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀轉(zhuǎn)化,故ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀。( )【分析】CuS比ZnS更難溶,因此向ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可實(shí)現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化,生成CuS沉淀。(3)(2013安徽高考)室溫下,AgCl在水中的溶解度小于在食鹽水中的溶解度。( )【分析】增加Cl-的濃度,AgCl的沉淀溶解
4、平衡逆向移動,溶解度減小,錯誤。(4)(2013重慶高考)AgCl沉淀易轉(zhuǎn)化為AgI沉淀且K(AgX)=c(Ag+)c(X-),故K(AgI)K(AgCl)。( )【分析】沉淀AgCl易轉(zhuǎn)化成沉淀AgI,說明碘化銀的溶解度小于氯化銀,即K(AgI)K(AgCl)。(5)(2012北京高考)向AgCl懸濁液中滴加Na2S溶液,白色沉淀變成黑色:2AgCl+S2-=Ag2S+2Cl-。( )【分析】AgCl懸濁液中滴加Na2S溶液,白色沉淀變成黑色,屬于沉淀的轉(zhuǎn)化,即AgCl白色沉淀轉(zhuǎn)化為更難溶的Ag2S黑色沉淀。2.【教材研習(xí)】(1)(LK選修4P97)將AgCl分別加入盛有:5 mL水;6 m
5、L 0.5 molL-1NaCl溶液;10 mL 0.2 molL-1CaCl2溶液;50 mL 0.1 molL-1鹽酸的燒杯中,均有固體剩余,各溶液中Ag+從大到小的順序排列正確的是()A. B.C. D.【解析】選C。根據(jù)沉淀溶解平衡,溶液中Cl-濃度越大,Ag+濃度越小,則選項(xiàng)C符合題意。(2)(LK選修4P97)向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液,出現(xiàn)白色沉淀,繼續(xù)滴加一滴KI溶液并振蕩,沉淀變?yōu)辄S色,再滴入一滴Na2S溶液并振蕩,沉淀又變成黑色,根據(jù)上述變化過程,分析此三種沉淀物的溶解度關(guān)系為()A.AgCl=AgI=Ag2S B.AgClAgIAgIAg2S D.A
6、gIAgClAg2S【解析】選C。沉淀應(yīng)當(dāng)向溶解度更小的沉淀轉(zhuǎn)化,即向著降低離子濃度的方向進(jìn)行,所以溶解度:AgClAgIAg2S。(3)(RJ選修4P67)以MnO2為原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金屬離子,通過添加過量難溶電解質(zhì)MnS,可使這些金屬離子形成硫化物沉淀,經(jīng)過濾除去包括MnS在內(nèi)的沉淀,再經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶,可得純凈的MnCl2。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí),可推知MnS具有的相關(guān)性質(zhì)是()A.具有氧化性B.溶度積與CuS、PbS、CdS等相同C.溶度積大于CuS、PbS、CdSD.溶度積小于CuS、PbS、CdS【解析】選C。添加過量的MnS是為了除去MnCl2
7、溶液中的Cu2+、Pb2+、Cd2+,所以為了不引入MnS雜質(zhì),MnS應(yīng)該具有難溶的性質(zhì),但又能提供S2-,以便與Cu2+、Pb2+、Cd2+結(jié)合,所以MnS的溶度積應(yīng)大于CuS、PbS、CdS。(4)(RJ選修4P67)將AgCl與AgBr的飽和溶液等體積混合,再加入足量的濃AgNO3溶液,發(fā)生的反應(yīng)為()A.只有AgBr沉淀生成B.AgCl與AgBr沉淀等量生成C.AgCl與AgBr沉淀都有,但以AgCl沉淀為主D.AgCl與AgBr沉淀都有,但以AgBr沉淀為主【解析】選C。在AgCl和AgBr兩飽和溶液中,Cl-Br-,再加入足量的AgNO3濃溶液,將溶液中的Cl-、Br-都盡可能沉淀
8、,因此AgCl沉淀多于AgBr。【速記卡片】1.溶度積常數(shù)(Ksp):對于溶解平衡MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq)Ksp=Mn+mAm-n對確定的難溶物,其Ksp只與溫度有關(guān)。2.溶度積規(guī)則中的3個關(guān)系:QcKsp溶液過飽和,有沉淀析出。3.2個應(yīng)用:(1)沉淀的溶解與生成;(2)沉淀的轉(zhuǎn)化??键c(diǎn)一沉淀的生成、溶解與轉(zhuǎn)化【自主訓(xùn)練】(2015鄭州模擬)已知298 K時,Mg(OH)2的溶度積常數(shù)Ksp=5.610-12,取適量的MgCl2溶液,加入一定量的燒堿溶液達(dá)到沉淀溶解平衡,測得pH=13.0,則下列說法不正確的是()A.所得溶液中的H+=10-13molL-1B.所得
9、溶液中由水電離產(chǎn)生的OH-=10-13molL-1C.所加的燒堿溶液的pH=13.0D.所得溶液中的Mg2+=5.610-10molL-1【解析】選C。pH=13.0,所以溶液中的H+=10-13molL-1,故A正確;溶液呈堿性,水的電離被抑制,溶液中由水電離產(chǎn)生的OH-=H+=10-13molL-1,故B正確;所加的燒堿溶液的pH無法知道,故C錯誤;所得溶液中的Mg2+= =5.610-10(molL-1),故D正確。【歸納總結(jié)】1.沉淀的生成:(1)條件:離子濃度積(Qc)大于溶度積(Ksp)。(2)應(yīng)用。分離離子:同一類型的難溶電解質(zhì),如AgCl、AgBr、AgI,溶度積小的物質(zhì)先析出
10、,溶度積大的物質(zhì)后析出??刂迫芤旱膒H來分離物質(zhì),如除去CuCl2中的FeCl3就可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2等物質(zhì),將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去。2.沉淀的溶解:當(dāng)溶液中溶度積Qc小于Ksp時,沉淀可以溶解,其常用的方法有:(1)酸堿溶解法:加入酸或堿與溶解平衡體系中的相應(yīng)離子反應(yīng),降低離子濃度,使平衡向溶解的方向移動,如CaCO3可溶于鹽酸。(2)鹽溶解法:加入鹽溶液,與沉淀溶解平衡體系中某種離子反應(yīng)生成弱電解質(zhì),從而減小離子濃度使沉淀溶解,如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。(3)配位溶解法:加入適當(dāng)?shù)呐浜蟿c沉淀溶解平衡體系中的某種離子生成穩(wěn)定的配合物,從而減小離子濃
11、度使沉淀溶解,如AgCl溶于氨水。(4)氧化還原法:通過發(fā)生氧化還原反應(yīng)使平衡體系中的離子濃度降低,從而使沉淀溶解,如Ag2S溶于硝酸。3.沉淀的轉(zhuǎn)化:(1)含義:在難溶物質(zhì)的飽和溶液中,溶解度小的沉淀會轉(zhuǎn)化生成溶解度更小的沉淀。(2)實(shí)例。AgNO3 AgCl(白色沉淀) AgBr(淡黃色沉淀) AgI(黃色沉淀) Ag2S(黑色沉淀)?!踞槍τ?xùn)練】常溫下,Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度積常數(shù)依次為Ksp(Ag2SO4)=7.710-5、Ksp(AgCl)=1.810-10、Ksp(AgI)=8.310-17。下列有關(guān)說法中,錯誤的是()A.常溫下,Ag2SO4、AgCl、AgI在水中
12、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【解析】選C。由溶度積數(shù)據(jù)可知A正確;Ksp(AgI)Ksp(AgCl),說明AgI更難溶,B正確;Ksp(Ag2SO4)=Ag+2 ,Ksp(AgCl)=Ag+Cl-,Ksp(AgI)=Ag+I-,C錯誤;Ag2SO4飽和溶液中存在沉淀溶解平衡:Ag2SO4(s) 2Ag+(aq)+ (aq),加入Na2SO4固體, 的濃度增大,平衡逆向移動,有Ag2SO4固體析出,
13、D正確。【加固訓(xùn)練】1.(2015泉州模擬)Mg(OH)2的溶度積常數(shù)Ksp=1.810-11mol3L-3,則其飽和溶液的pH為()已知:lg3=0.477 1。A.3.48B.3.78C.10.52D.10.22【解析】選C。Ksp=Mg2+OH-2=Mg2+22Mg2+2=4Mg2+3=1.810-11mol3L-3,解得Mg2+=1.6510-4molL-1,則OH-=2Mg2+=3.310-4molL-1。根據(jù)OH-H+=1.010-14mol2L-2,得H+= molL-1=3.010-11molL-1,則pH=-lgH+=-lg(3.010-11)=10.52。2.(2015濟(jì)南
14、模擬)25時,已知下列三種金屬硫化物的溶度積常數(shù)Ksp分別為Ksp(FeS)=6.310-18,Ksp(CuS)=1.310-36,Ksp(ZnS)=1.610-24。下列關(guān)于常溫時的有關(guān)敘述正確的是()A.硫化鋅、硫化銅、硫化亞鐵的溶解度依次增大B.將足量的ZnSO4晶體加入0.1 molL-1的Na2S溶液中,Zn2+的濃度最大只能達(dá)到1.610-23molL-1C.除去工業(yè)廢水中含有的Cu2+可采用FeS固體作為沉淀劑D.向飽和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后,混合液中c(Fe2+)變大、S2-變小,Ksp改變【解析】選C。由Ksp可知,常溫下,CuS的溶解度最??;將足量的ZnSO4晶
15、體加入0.1 molL-1的Na2S溶液中,S2-將減至非常小,而Zn2+的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1.610-23molL-1;CuS比FeS更難溶,因此FeS沉淀可轉(zhuǎn)化為CuS沉淀;溫度不變,Ksp不變??键c(diǎn)二溶度積曲線溶度積曲線是分別以陽、陰離子的濃度為坐標(biāo)作出的曲線,不同溫度下曲線形狀不盡相同。如圖是BaSO4溶液中的離子濃度曲線。(1)曲線上的任意一點(diǎn)(如a、c點(diǎn)),都代表指定溫度下的飽和溶液,由對應(yīng)的離子濃度可求Ksp。(2)可通過比較、觀察得出溶液是否達(dá)到飽和狀態(tài),是否有沉淀析出。處于曲線上方的點(diǎn)(如b點(diǎn))表明溶液處于過飽和狀態(tài),一定會有沉淀析出,處于曲線下方的點(diǎn)(如d點(diǎn)),則表明溶液處于未
16、飽和狀態(tài),不會有沉淀析出?!镜漕}】(雙選)(2013江蘇高考)一定溫度下,三種碳酸鹽MCO3(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。已知:pM=-lgM,p( )=-lg 。下列說法正確的是()A.MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大B.a點(diǎn)可表示MnCO3的飽和溶液,且Mn2+= C.b點(diǎn)可表示CaCO3的飽和溶液,且Ca2+ D.c點(diǎn)可表示MgCO3的不飽和溶液,且Mg2+ ,C錯誤;通過c點(diǎn)作橫軸的垂線后可看出,Mg2+ Ksp,故溶液不飽和,且Mg2+ ,D正確。【針對訓(xùn)練】在t時,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。又知t時AgCl的Ksp=410-10,下列說法不正確的是()A.在t時,AgBr的Ksp為4.910-13B.在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體,
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