1、第三章 水溶液中的离子平衡第四节 难溶电解质的溶解平衡第1课时【考纲要求】1了解溶解平衡的建立及其特征;沉淀溶解平衡方程式的书写;理解难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡特点。2应用化学平衡移动原理分析影响溶解平衡的因素3了解溶度积及其有关计算【自主学习】1将一块形状不规则的NaCl固体放入NaCl饱和溶液中,一昼夜后观察发现,固体变为规则的立方体,而质量却未发生变化,为什么?2当AgNO3与NaCl反应生成难溶AgCl时,溶液中是否含有Ag+和Cl-?此溶液是否为AgCl的饱和溶液?3对于平衡AgCl(s) Ag+ + Cl,若改变下列条件,对其平衡有何影响?平衡条 件平衡移动方向C(Ag+)C(
2、Cl)Ksp溶解度(S)升高温度加 水加NaCl(s)加AgNO3(s)4.请写出下列物质的沉淀溶解平衡方程式与溶度积KSP表达式。Cu(OH)2 BaSO4 CaCO3 Al(OH)3 CuS【考点突破】考点一:难溶电解质的溶解平衡例1当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)时,为使Mg(OH)2固体的量减少,须加入少量的()ANH4NO3 BNaOH CMgSO4 DNa2SO4【反馈练习1】一定温度下,在氢氧化钡的悬浊液中,存在氢氧化钡固体与其电离的离子间的溶解平衡关系:Ba(OH)2(s)Ba2(aq)2OH(aq)。向此种悬浊液中加入少量的氢氧
3、化钡粉末,下列叙述正确的是()A溶液中钡离子数目减小 B溶液中钡离子浓度减小C溶液中氢氧根离子浓度增大 DpH减小【反馈练习2】非结合胆红素(VCB)分子中有羟基,被氧化后(生成羧基)与钙离子结合形成胆红素钙的反应,就是一个沉淀生成的离子反应,从动态平衡的角度分析能预防胆结石的方法是()A大量食用纯碱可使钙离子沉淀完全,防止胆结石生成B不食用含钙的食品C适量服用低维生素E、低维生素C等抗氧化自由基可防治胆结石D常喝水稀释钙离子,溶解沉淀考点二:溶度积及其有关计算例2难溶电解质在水溶液中存在着电离平衡。在常温下,溶液里各离子的浓度以它们系数为次方的乘积是一个常数,叫溶度积常数(Ksp)。例如:C
4、u(OH)2Cu22OH,Kspc(Cu2)c(OH)221020。当溶液中各离子的浓度次方的乘积大于溶度积时,则产生沉淀,反之沉淀溶解。(1)某CuSO4溶液里c(Cu2)0.02 mol/L,如要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH,使之大于_才能达到目的。.(2)要使0.2 mol/L CuSO4溶液中Cu2沉淀较为完全(使Cu2浓度降至原来的千分之一),则应向溶液里加入NaOH溶液,使溶液的pH为_。【反馈练习3】与c(H)c(OH)Kw类似,FeS饱和溶液中存在:FeS(s)Fe2S2,c(Fe2)c(S2)Ksp。常温下Ksp8.11017。(1)理论上FeS的溶解度为_,而事
5、实上其溶解度远大于这个数值,其原因可能是_。(2)又知FeS饱和溶液中c(H)与c(S2)之间存在以下限量关系:c2(H)c(S2)1.01022,为了使溶液中c(Fe2)达到1 mol/L,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调节溶液中的c(H)为_。【考点巩固】1. 把Ca(OH)2固体放入一定量的蒸馏水中,一定温度下达到平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+2OH-,当向悬浊液中假如少量生石灰后,若温度保持不变,下列判断正确的是( ) A.溶液中c(Ca2+)减少 B.溶液中Ca2+数目增多 C.溶液pH值不变 D.溶液c(OH-)增大2难溶电解质AB2的饱和溶液中,c(A2)x mol/L,
6、c(B)y mol/L,则Ksp(AB2)为()A.xy Bxy Cxy2 D4xy23下列有关AgCl沉淀的溶解平衡的说法正确的是()AAgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但速率相等BAgCl难溶于水,溶液中没有Ag和ClC升高温度,AgCl沉淀的溶解度增大,但溶度积不变D向AgCl沉淀中加入NaCl固体,AgCl沉淀的溶解度不变4下列叙述中正确的是()A溶度积大的化合物溶解度一定大B向含有AgCl固体的溶液中加入适量的水使AgCl溶解,又达到平衡时,AgCl的溶解度不变,溶度积也不变C将难溶电解质放入纯水中,溶解达到平衡时,电解质离子的浓度的乘积就是该物质的溶度积DAgCl水溶液的导电性很
7、弱,所以AgCl是弱电解质5将一定量的碳酸钙放入水中,对此有关的叙述正确的是()A碳酸钙不溶于水,碳酸钙固体质量不会改变B最终会得到碳酸钙的极稀的饱和溶液C因为Ca2CO32=CaCO3很容易发生,所以不存在CaCO3=Ca2CO32的反应D因为碳酸钙难溶于水,所以改变外界条件也不会改变碳酸钙的溶解性6下列说法正确的是()A两难溶电解质作比较时,Ksp小的,溶解度一定小BKsp的大小取决于难溶电解质的量,所以离子浓度改变时,沉淀平衡会发生移动C所谓沉淀完全就是用沉淀剂将溶液中某一离子除净D温度一定时 ,当溶液中Ag和Cl浓度的乘积等于Ksp值时,此溶液为AgCl的饱和溶液7在BaSO4饱和溶液
8、中,加入Na2SO4(s),达平衡时()Ac(Ba2)c(SO42)Bc(Ba2)c(SO42)Ksp(BaSO4)1/2Cc(Ba2)c(SO42),c(Ba2)c(SO42)Ksp(BaSO4)Dc(Ba2)c(SO42),c(Ba2)c(SO42)Ksp(BaSO4)8Cu(OH)2在水中存在着如下沉淀溶解平衡:Cu(OH)2(s)Cu2(aq)2OH(aq),在常温下Ksp21020。某CuSO4溶液中c(Cu2)0.02molL1,在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,需要向CuSO4溶液中加入碱溶液来调整溶液的pH,使溶液的pH大于()A2 B3 C4 D59下列说法正确的是()A
9、在一定温度下密闭容器中进行的反应3A(s)2B(g) C(g)D(g),当混合气体的平均相对分子质量不改变时,反应达到平衡B升高饱和石灰水的温度时,Ca(OH)2的溶度积常数Ksp增大C在CH3COOH稀溶液中加入NaOH固体,CH3COOH的平衡常数增大D溶度积大的化合物溶解度一定大10某温度时,Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法中不正确的是()Ab点对应的Ksp等于c点对应的KspB采取蒸发溶剂的方法可以使溶液从a点变到b点C .该温度下,Ag2SO4的溶度积常数(Ksp)为1.6105D0.02 molL1的AgNO3溶液与0.2 molL1的Na2SO4溶液等体
10、 积混合不会生成沉淀11已知:25时,KspMg(OH)25.611012,KspMgF27.421011。下列说法正确的是()A25时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2)大B25时,在Mg(OH)2悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2)增大C25时,Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 molL1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 molL1NH4Cl溶液中的Ksp小D25时,在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化成为MgF212在100 mL 0.10 mol/L的AgNO3溶液中加入100 mL溶有2.08 g B
11、aCl2的溶液,再加入100 mL 溶有0.010 mol CuSO45H2O的溶液,充分反应。下列说法中正确的是()A最终得到白色沉淀和无色溶液B最终得到白色沉淀是等物质的量的两种化合物的混合物C最终得到的溶液中,Cl的物质的量为0.02 molD在最终得到的溶液中,Cu2的物质的量浓度为0.01 mol/L13利用X射线对BaSO4穿透能力较差的特性,医学上在进行消化系统的X射线透视时,常用BaSO4作内服造影剂,这种检查手段称为钡餐透视。.医学上进行钡餐透视时为什么不用BaCO3?(用离子方程式表示)_ .某课外活动小组为了探究BaSO4的溶解度,分别将足量BaSO4放入:5 mL水,4
12、0 mL 0.2 molL1的Ba(OH)2溶液,20 mL 0.5 molL1的Na2SO4溶液,40 mL 0.1 molL1的H2SO4溶液中,溶解至饱和。(1)以上各溶液中,Ba2的浓度由大到小的顺序为()A B C D(2)已知298 K时,Ksp(BaSO4)1.11010,上述条件下,溶液中的SO42浓度为_molL1,溶液中Ba2的浓度为_molL1。(3)某同学取同体积的溶液和溶液直接混合,则混合液的pH为_(设混合溶液的体积为混合前两溶液的体积之和)。14 .如图:横坐标为溶液的pH值,纵坐标为Zn2+离子或Zn(OH)42-离子物质的量浓度的对数,回答下列问题。(1)往Z
13、nCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,反应的离子方程式可表示为: _ 。(2)从图中数据计算可得Zn(OH)2的溶度积(Ksp)= _ 。(3)某废液中含Zn2+离子,为提取Zn2+离子可以控制溶液中pH值的范围是 _ 。(4)往1.00L 1.00molL1 ZnCl2溶液中加入NaOH固体至pH=6,需NaOH _ mol(5)已知:往ZnCl2溶液中加入硝酸铅或醋酸铅溶液可以制得PbCl2白色晶体;25时,PbCl2固体在盐酸中的溶解度如下:C(HCl)/(molL-1)0.501.002.042.904.025.165.785.104.915.215.907.4810.8114.01根
14、据上表数据判断下列说法正确的是 (填字母序号)A随着盐酸浓度的增大,PbCl2固体的溶解度先变小后又变大BPbCl2固体在0.50 molL1盐酸中的溶解度小于在纯水中的溶解度CPbCl2能与浓盐酸反应生成一种难电离的阴离子(如配合离子)DPbCl2固体可溶于饱和食盐水第三章 水溶液中的离子平衡第四节 难溶电解质的溶解平衡第2课时【考纲要求】1了解沉淀反应在工业生产,科学研究中的应用2知道沉淀转化的本质,运用浓度积和平衡常数来分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化【自主学习】1.粗盐提纯时,NaCl溶液中含有SO42- 离子,选择含Ca2+还是Ba2+离子的试剂除去?为什么?2碳酸钡和硫酸钡的溶度积
15、相差不大,为什么不用碳酸钡而硫酸钡做钡餐?3.解释水垢的成分,形成原因?4溶液中浓度积与溶度积有什么联系?5.沉淀之间是怎样实现转化的,有何规律? 【考点突破】考点一:沉淀溶解平衡中的溶度积规则例1已知25时,电离常数Ka(HF)3.6104,溶度积常数Ksp (CaF2)1.461010。现向1 L 0.2 mol/LHF溶液中加入1 L 0.2 mol/LCaCl2溶液,则下列说法中,正确的是()A25时,0.1 mol/LHF溶液中pH1 BKsp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化C该体系中没有沉淀产生 D该体系中HF与CaCl2反应产生沉淀【反馈练习1】某温度时,BaSO4在水中的沉
16、淀溶解平衡曲线如图所示.下列说法正确的是( )A加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点 B通过蒸发可以使溶液由d点变到c点Cd点无BaSO4沉淀生成 Da点对应的Ksp大于c点对应的Ksp考点二:沉淀的转化例2在25时,AgCl的白色悬浊液中,依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液。观察到的现象是先出现黄色沉淀,最终出现黑色沉淀。已知有关物质的溶度积Ksp(25)如下:AgClAgIAg2SKsp1.810108.5110166.31050下列叙述错误的是()A沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动B溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀CAgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶
17、液中的溶解程度相同D25时,在饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中,所含Ag的浓度不同【反馈练习2】在自然界存在溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。已知Ksp(CuS)61036,Ksp(ZnS)21024。下列关于不溶物之间转化的说法中错误的是()AZnS不溶于水和盐酸,也不能转化为CuSB两种不溶物的Ksp相差倍数越大,不溶物就越容易转化为更难溶的不溶物CCuS比ZnS更难溶于水,所以ZnS在一定条件下可以转化为CuSD常温下,ZnS若要在CuCl2溶液中开始转化为CuS,则CuCl2的浓度必须不低于31024 mol/L【反馈练习3】已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡:MmAn
18、(s) mMn(aq)nAm(aq) KspMnmAmn某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性,查得如表资料:难溶电解质CaCO3CaSO4MgCO3Mg(OH)2Ksp2.81097.11056.81065.61012实验步骤如下:往100 mL 0.1 mol/L的CaCl2溶液中加入100 mL0.1 mol/L的Na2SO4溶液,立即有白色沉淀生成。向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g,搅拌、静置、沉淀后弃去上层清液。再加入蒸馏水搅拌、静置、沉淀后再弃去上层清液。_。(1)写出第步发生反应的化学方程式:_。(2)设计第步的目的是_。(3)请补充第步操作及发生的
19、现象:_。(4)请写出该转化在实际生产、生活中的一个应用_。【反馈练习4】卤化银(包括AgCl、AgBr、AgI)都是既不溶于水又不溶于酸的难溶物。(1)下列有关AgCl的叙述中,正确的是_。A一定温度下的AgCl水溶液中,Ag和Cl浓度的乘积是一常数BAgCl的Ksp1.81010,在任何含AgCl固体的溶液中,c(Ag)c(Cl),且c(Ag)和c(Cl)乘积等于1.81010C温度一定时,在AgCl饱和溶液中,c(Ag)和c(Cl)乘积是一个常数D向饱和AgCl溶液中加盐酸Ksp变大(2)向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液,出现白色沉淀,继续滴加一滴KI溶液并振荡,沉淀变为
20、黄色,再滴入一滴Na2S溶液并振荡,沉淀又变成黑色。根据上述变化过程,分析此三种沉淀物的溶解度关系为_。AAgClAgIAg2S BAgClAgIAg2SCAgClAgIAg2S DAgIAgClAg2S(3)现向含AgI的饱和溶液中:加入固体AgNO3,则c(Ag)_(填“变大”、“变小”或“不变”,下同);若改加更多的AgI,则c(Ag)_;若改加AgBr固体,则c(I)_,c(Ag) _。【考点巩固】1自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的ZnS或PbS,慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是()ACuS的溶解度大于PbS的溶解度B
21、原生铜的硫化物具有还原性,而铜蓝没有还原性CCuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2S2=CuSD整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应2要使工业废水中的重金属离子Pb2沉淀,可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂,已知Pb2与这些离子形成的化合物的溶解度如下:化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.031041.811071.841014由上述数据可知,选用沉淀剂最好为()A硫化物 B硫酸盐 C碳酸盐 D以上沉淀剂均可3.某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析,下列判断错误的是(
22、)AKspFe(OH)3KspCu(OH)2B加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点Cc、d两点代表的溶液中c(H)与c(OH)乘积相等DFe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和4实验:0.1 molL1 AgNO3溶液和0.1 molL1NaCl溶液等体积混合得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c;向滤液b中滴加0.1 molL1 KI溶液,出现浑浊;向沉淀c中滴加0.1 molL1KI溶液,沉淀变为黄色。下列分析不正确的是()A浊液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq)B滤液b中不含有AgC中颜色变化说明AgCl转化为AgID实验可以证
23、明AgI比AgCl更难溶5已知Mg(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3的溶解度。要除去混在MgCl2溶液中的FeCl3,可以边搅拌边加入一种试剂,这种试剂是() ANa2CO3 BNaOH CMg(OH)2 DNH3H2O6已知Ksp(AgCl)1.561010,Ksp(AgBr)7.71013 ,Ksp(Ag2CrO4)91011。某溶液中含有Cl、Br和CrO,浓度均为0.010 mol/L,向该溶液中逐滴加入0.010 mol/L的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为 ()ACl、Br、CrO BCrO、Br、Cl CBr、Cl、CrO DBr、CrO、Cl 7以MnO2为原
24、料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2、Pb2、Cd2等金属离子,通过添加难溶电解质MnS,可使这些金属离子形成硫化物沉淀,过滤除去包括MnS在内的沉淀,再经蒸发、结晶,可得纯净物MnCl2。根据上述实验事实,可推知MnS具有相关性质是()A具有吸附性B溶解度与CuS、PbS、CdS等相同C溶解度大于CuS、PbS、CdSD溶解度小于CuS、PbS、CdS8往含I和Cl的稀溶液中滴入AgNO3溶液,沉淀的质量与加入AgNO3溶液体积的关系如右图所示。则原溶液中c(I)/c(Cl)的比值为()A(V2V1)/V1 BV1/V2CV1/(V2V1) DV2/V19. 下列说法中正确的是() A饱和石
25、灰水中加入一定量生石灰,温度明显升高,所得溶液的pH增大BAgCl悬浊液中存在平衡:AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq),往其中加入少量NaCl粉末,平衡向左移动,溶液中离子的总浓度会减小CAgCl悬浊液中加入KI溶液,白色沉淀变成黄色,证明此条件下Ksp(AgCl)Ksp(AgI) D硬水中含有较多Ca2、Mg2、HCO、SO,加热煮沸可以完全除去其中的Ca2、Mg210(1)对于Ag2S(s) 2Ag(aq)S2(aq),其Ksp的表达式为_。(2)下列说法中不正确的是_(填序号)。用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小一般地,物质的溶解度随温度的升高而增加,故物质的溶解大多是
26、吸热的对于Al(OH)3(s)Al(OH)3(aq)Al33OH,前者为溶解平衡,后者为电离平衡除去溶液中的Mg2,用OH沉淀比用CO好,说明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3大沉淀反应中常加过量的沉淀剂,其目的是使沉淀更完全(3)如何除去Mg(OH)2中混有的Ca(OH)2? 11.沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。难溶物在水中溶解达到饱和时,即建立沉淀溶解平衡,平衡常数称为溶度积(Ksp)。已知25时, Ksp(BaSO4)110-10,Ksp(BaCO3)2.510-9,Ksp(CaSO4)9.110-6,Ksp(CaCO3)2.810-9。(1)将浓度均
27、为0.1 molL-1的BaCl2溶液与Na2SO4溶液等体积混合,充分搅拌后过滤,滤液中c(Ba2+) =_ molL-1。(2)医学上进行消化系统的X射线透视时,常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸很强(pH约为1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是(用沉淀溶解平衡原理解释)_。万一误服了少量BaCO3,应尽快用大量0.5 molL-1Na2SO4溶液给患者洗胃,如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化,残留在胃液中的Ba2+浓度仅为_ molL-1。(3)长期使用的锅炉需要定期除水垢,否则会降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理
28、,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。 CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为_。 请分析CaSO4转化为CaCO3的原理:_。第四节 难溶电解质的溶解平衡(第1课时)例1:A 练习:A 练2:C 练3:B 练4:(1)7.92108gFeS在水中存在下列平衡:FeS(s)Fe2(aq)S2(aq),而Fe2、S2均可以发生水解:Fe22H2OFe(OH)22H、S2H2OHSOH,使上述平衡中的c(Fe2)、c(S2)降低,平衡向右移动,造成更多的FeS溶解(2)1.11103 mol/L【考点巩固】题号12345678910答案CCABBDCDAB题号1112答案BB13
29、. .BaCO32H=Ba2H2OCO2.(1)B(2)5.510102.21010(3)1314.(1)Zn2+ 4OH=Zn(OH)42; (2)1017; (3)(8.0,12.0); (4)1.80;(5)A B C D。第四节 难溶电解质的溶解平衡(第2课时)例1:D 练1:C 例2:C 练2:A练3:(1)Na2CO3CaSO4=Na2SO4CaCO3(2)洗去沉淀中附着的SO(3)向沉淀中加入足量的盐酸,沉淀完全溶解,并放出无色无味气体(4)将锅炉水垢的CaSO4转化为CaCO3易于除去练4:(1)C(2)C(3)变大不变变小、变大【考点巩固】题号123456789答案DABBCCCCC10. (1)Kspc2(Ag)c(S2)(2)(3)加足量MgCl2溶液,充分搅拌,过滤,洗涤即得纯Mg(OH)2。11. (1)110511010(2)对于平衡BaSO4(s) Ba2(aq)SO(aq),H不能减小Ba2或SO的浓度,故平衡不能向溶解方向移动21010(3)CaSO4(s)CO(aq) =CaCO3(s)SO(aq)CaSO4存在沉淀溶解平衡,加入Na2CO3溶液后,CO与Ca2结合生成CaCO3沉淀,Ca2浓度减少,使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动