1、第四单元 沉淀溶解平衡 能力课时10 沉淀溶解平衡 专题三 溶液中的离子反应 探 究 任 务1与沉淀溶解平衡相关的图像。2有关溶度积常数的计算。探究要点典例合作细解 NO.1探究任务1 探究任务2 与沉淀溶解平衡相关的图像沉淀溶解平衡图像题的解题策略第一步:明确图中横、纵轴的含义。第二步:理解图中曲线上的点、曲线外的点的含义。以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此时 QcKsp。在温度不变时,改变一种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线外。(2019全国卷)绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是
2、一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是()A图中 a 和 b 分别为 T1、T2 温度下 CdS 在水中的溶解度B图中各点对应的 Ksp 的关系为:Ksp(m)Ksp(n)Ksp(p)Ksp(q)C向 m 点的溶液中加入少量 Na2S 固体,溶液组成由 m 沿 mpn线向 p 方向移动D温度降低时,q 点的饱和溶液的组成由 q 沿 qp 线向 p 方向移动B A 项,难溶物质的溶解度可以用物质的量浓度(摩尔浓度)表示,即图中 a、b 分别表示 T1、T2 温度下,1 L CdS 饱和溶液里含a mol、b mol CdS,正确;B 项,Ksp 在一定温度下
3、是一个常数,所以 Ksp(m)Ksp(n)Ksp(p)Ksp(q),错误;C 项,向 m 点的溶液中加入 Na2S 固体,Ksp 保持不变,S2浓度增大,则 Cd2浓度减小,溶液组成由 m 沿 mpn 线向 p 方向移动,正确;D 项,温度降低时,溶解度减小,q 点的饱和溶液的组成由 q 沿 qp 线向 p 方向移动,正确。1常温下,几种难溶氢氧化物的饱和溶液中金属离子浓度的负对数与溶液的 pH 关系如图所示。下列说法正确的是()Aa 点代表 Fe(OH)2 饱和溶液BKspFe(OH)3KspAl(OH)3KspFe(OH)2KspMg(OH)2C向 0.1 molL1 Al3、Mg2、Fe
4、2混合溶液中,逐滴滴加稀 NaOH 溶液,Mg2最先沉淀D在 pH7 的溶液中,Fe3、Al3、Fe2能大量共存B a 点不在曲线上,不能代表 Fe(OH)2 饱和溶液,A 错误;沉淀 Fe3 的 pH 最 小,因 此 Fe(OH)3 的 溶 度 积 常 数 最 小,则KspFe(OH)3KspAl(OH)3KspFe(OH)212 时,Zn2就转化成 ZnO22,正确;B项,依据 pH7 时,c(Zn2)103 molL1 计算,此时有沉淀溶解平衡存在,Ksp103(107)21017,不正确;C 项,当 c(Zn2)105 molL1 时认为废液中 Zn2已完全沉淀,所以控制 pH 在 8
5、12 范围内可将 Zn2沉淀完全,正确;D 项,当 pH6 即 c(OH)108molL1,由 Ksp 可知此时 c(Zn2)101 molL1,即有 0.9 mol Zn2转化为 Zn(OH)2,需 NaOH 为 1.8 mol,不正确。有关溶度积常数的计算Ksp 的 4 种计算类型常考题型解题策略根据定义式或者数形结合求Ksp,或者判断金属离子沉淀所需 pH直接根据 Ksp(AmBn)cm(An)cn(Bm)解答,如果已知溶解度,则化为物质的量浓度再代入计算沉淀先后的计算与判断(1)沉淀类型相同,则 Ksp 小的化合物先沉淀;(2)沉淀类型不同,则需要根据 Ksp 分别计算出沉淀时所需离子
6、浓度,离子浓度小的先沉淀根据两种含同种离子的化合物的 Ksp数据,求溶液中不同离子浓度的比值如某溶液中含有 I、Cl等,向其中滴加 AgNO3 溶液,当 AgCl 开始沉淀时,求溶液中 cIcCl,则有 cIcClcAgcIcAgcCl KspAgIKspAgCl 判断沉淀的生成或转化把离子浓度数值代入 Ksp 表达式,若数值大于 Ksp,沉淀可生成或转化为相应难溶物质已知:常温下,Cu(OH)2(s)Cu2 2OH,Kspc(Cu2)c2(OH)21020。当溶液中各种离子的浓度幂的乘积大于溶度积时,则产生沉淀,反之固体溶解。(1)某 CuSO4 溶液中 c(Cu2)0.02 molL1,如
7、果生成 Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的 pH,使之大于_。(2)要使 0.2 molL1 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_。解析(1)根据信息,当 c(Cu2)c2(OH)21020 时开始出现沉淀,则c(OH)21020cCu2 molL1210200.02 molL1109 molL1,c(H)105 molL1,pH5,所以要生成 Cu(OH)2 沉淀,应调整 pH5。(2)要使Cu2浓度降至 0.2 molL11 0002104 molL1,c(OH)210202104molL1108 mo
8、lL1,c(H)106 molL1,此时溶液的 pH6。答案(1)5(2)61等体积 0.2 molL1 的 AgNO3 和 NaAc 溶液混合,是否会生成 AgAc 沉淀?(已知 AgAc 的 Ksp 为 2.3103)提示 c(Ag)c(Ac)0.22 molL10.1 molL1,Qcc(Ag)c(Ac)1.0102Ksp,故有 AgAc 沉淀生成。2取 5 mL 0.002 molL1 BaCl2与等体积的 0.02 molL1 Na2SO4的混合,是否有沉淀产生?若有,请计算 Ba2是否沉淀完全。(该温度下 BaSO4 的 Ksp1.11010)提示 此题中,Qcc(Ba2)c(SO
9、24)1105Ksp,故有沉淀生成。两种溶液混合之后,SO24 浓度变为 9103 molL1,根据 Kspc(Ba2)c(SO24),计算得 c(Ba2)Ksp(AgBr)c(Br)c(Ag)1107.31105 判断 d 点对应的 AgBr 溶液为过饱和溶液,选项 B 错误;Ksp(AgCl)Ksp(AgBr),则 c(Cl)与 c(Br)相同且1 2 3 4 5 达到沉淀溶解平衡时,生成 AgCl 的溶液中 c(Ag)大于生成 AgBr 的溶液中 c(Ag),故所得曲线在 AgBr 曲线下方,选项 C 错误;Ag2SeO3(s)2Br2AgBr(s)SeO 23的 平 衡 常 数K cS
10、eO23 c2Br KspAg2SeO3K2spAgBr 1101511012.32109.6,选项 D 错误。1 2 3 4 5 5(1)已知常温时 CuS 的 Ksp1.31036,向 100 mL 21018molL1 的 K2S 溶液中加入 100 mL 21018 molL1 的 CuCl2 溶液,试通过计算说明有无 CuS 沉淀生成(写出计算推理过程,忽略溶液混合时的体积变化):_。(2)某同学向某 Na2S 样品(含 Na2CO3、Na2SO4 杂质)的溶液中加入少量 BaCl2 溶液,产生白色沉淀,过滤,向滤渣中加入过量盐酸,沉淀完全溶解。1 2 3 4 5 沉淀溶于盐酸的离子
11、方程式是_。仅由上述实验无法判断 Ksp(BaCO3)与Ksp(BaSO4)的大小关系,理由是_。1 2 3 4 5(3)在 0.10 molL1 硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当溶液的 pH8 时,c(Cu2)_molL1已知 KspCu(OH)22.21020。1 2 3 4 5 解析(2)由题意知生成的含钡离子的沉淀可完全溶于稀盐酸,故应为 BaCO3。(3)KspCu(OH)2 c(Cu2 )c2(OH)c(Cu2 )(110 6)2 2.21020,c(Cu2)2.2108molL1。1 2 3 4 5 答案(1)c(S2)c(Cu2)1101811018110361.31036,无 CuS 沉淀生成(2)BaCO32H=Ba2H2OCO2沉淀的形成除了与 Ksp 有关外,还与溶液中沉淀组分的离子浓度大小有关(3)2.2108点击右图进入 能 力 课 时 落 实 谢谢观看 THANK YOU!