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最新文檔-2019版高考化學一輪復習第八章水溶液中的離子平衡第四講難溶電解質的溶解平衡課件(共64張PPT)-PPT_圖文

第八章 水溶液中的離子平衡
第四講 難溶電解質的溶解平衡

第八章 水溶液中的離子平衡
1.了解難溶電解質的沉淀溶解平衡。 2.理解溶度積(Ksp)的含義,能進行相關的計算。

沉淀溶解平衡及其應用
[知識梳理] 一、沉淀溶解平衡 1.概念 在一定溫度下,當難溶電解質溶于水形成_飽__和__溶__液___時,溶解 速率和_生__成__沉__淀___速率相等的狀態。

2.建立

固體溶質

溶解 沉淀

??v溶解_>__v沉淀,固體溶解 溶液中的溶質?v溶解=___v沉淀,溶解平衡
??v溶解_<__v沉淀,析出晶體

3.特點

二、影響沉淀溶解平衡的因素

1.內因:難溶電解質本身的性質,這是決定因素。

2.外因:以 AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0 為例

外界條件 平衡移動方向 平衡后 c(Ag+) 平衡后 c(Cl-) Ksp

升高溫度

正向

增大

增大 增大

加水稀釋

正向

不變

不變 不變

加入少量 AgNO3 通入 HCl

逆向 逆向

增大 減小

減小 增大

不變 不變

通入 H2S

正向

減小

增大 不變

AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)與 AgCl===Ag++ Cl-所表示的意義不同。前者表示難溶電解質 AgCl 在水溶液中 的沉淀溶解平衡方程式,后者表示強電解質 AgCl 在水溶液中 的電離方程式。

三、沉淀溶解平衡的應用 1.沉淀的生成 (1)調節 pH 法 如除去 CuCl2 溶液中的雜質 FeCl3,可以向溶液中加入 CuO, 調節溶液的 pH,使 Fe3+形成 Fe(OH)3 沉淀而除去。離子方程 式為__F_e3_+_+__3_H_2_O____F_e_(O__H_)_3+__3_H_+ _、__C_u_O__+__2_H_+_=_=_=_C_u_2_+_+__H_2_O_。 (2)沉淀劑法 如用 H2S 沉淀 Cu2+,離子方程式為_H__2S_+ __C__u_2+_=_=_=_C_u_S_↓ __+__2_H_+_。

2.沉淀的溶解
(1)酸溶解法 如 CaCO3 溶于鹽酸,離子方程式為__C_a_C__O_3_+__2_H_+_=__=_=_C_a_2_+_ __+__H__2O__+__C_O__2_↑____。
(2)鹽溶液溶解法 如 Mg(OH)2 溶于 NH4Cl 溶液,離子方程式為__M__g_(O__H__)2_+___ ___2_N__H_+ 4_=_=_=__M_g_2_+_+__2_N__H_3_·__H_2_O____。
(3)配位溶解法 如 AgCl 溶于氨水,離子方程式為__A__g_C_l_+__2_N_H__3_·__H_2_O_=_=_=____ _[A__g_(_N_H__3)_2_]+_+__C__l-_+__2_H__2O__。

3.沉淀的轉化 (1)實質:__沉__淀__溶__解__平__衡__的移動。 如 MgCl2 溶液-加-入--N-aO--H-(-少--量→)__M__g_(_O_H__)2_ -加-入--F-eC→l3 __F_e_(_O_H__)3__, 則溶解度:Mg(OH)2>Fe(OH)3。 (2)規律:一般說來,_溶__解___度__小__的沉淀轉化成_溶__解__度___更__小__的 沉淀容易實現,沉淀的溶解度差別__越__大__,越容易轉化。 (3)應用 鍋爐除垢:將 CaSO4 轉化為 CaCO3,離子方程式為 CaSO4+ CO23-===CaCO3+SO24-。 礦物轉化:CuSO4 溶液遇 ZnS 轉化為 CuS,離子方程式為 ZnS +Cu2+===CuS+Zn2+。

[自我檢測] 1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。 (1) 其 他 條 件 不 變 時 , 向 飽 和 Ag2CrO4 水 溶 液 中 加 入 少 量 K2CrO4 固體,溶液中 c(Ag+)減小。( ) (2)難溶電解質達到沉淀溶解平衡時,溶液中各種離子的溶解 (或沉淀)速率都相等。( ) (3)難溶電解質達到沉淀溶解平衡時,增加難溶電解質的量,平 衡向溶解方向移動。( ) (4)向 Na2SO4 溶液中加入過量的 BaCl2 溶液,則 SO24-沉淀完全, 溶液中只含 Ba2+、Na+和 Cl-,不含 SO24-。( )

(5)BaSO4 在物質的量濃度相同的 Na2SO4 溶液和 Al2(SO4)3 溶液 中的溶解度相同。( ) (6)向 AgCl 懸濁液中滴加 Na2S 溶液,白色沉淀變成黑色:2AgCl +S2-===Ag2S+2Cl-。( ) (7)為減少洗滌過程中固體的損耗,最好選用稀 H2SO4 代替 H2O 來洗滌 BaSO4 沉淀。( ) (8)洗滌沉淀時,洗滌次數越多越好。( ) 答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)√ (8)×

2.(教材改編題)下列敘述中正確的是( )

A.升高溫度,沉淀溶解平衡都是向促進沉淀溶解的方向移動

B.絕對不溶解的物質是不存在的

C.難溶電解質在水溶液中達到沉淀溶解平衡時,沉淀和溶解

即停止

D . BaSO4(s)

SO

2- 4

(aq)



Ba2



(aq)















H2O



HSO3- SO23-+H3O+表示水解平衡

答案:B

3.(2016·高考海南卷改編)向含有 MgCO3 固體的溶液中滴加少 許濃鹽酸(忽略體積變化),下列數值變小的是________,增大 的是________。 ①c(CO23-) ②c(Mg2+) ③c(H+) ④Ksp(MgCO3)
答案:① ②③

(1)難溶電解質不一定是弱電解質,如 BaSO4、AgCl 等都是強 電解質。 (2)沉淀溶解平衡移動過程是固體溶解和析出的相互轉化過程, 屬于物理變化,但遵循勒夏特列原理。 (3)沉淀溶解達到平衡時,再加入該難溶物對平衡無影響。 (4)用沉淀法除雜不可能將雜質離子全部通過沉淀除去。一般認 為殘留在溶液中的離子濃度小于 1×10-5 mol·L-1 時,沉淀已 經完全。

(教材改編題)一定溫度下,將足量的 AgCl 分別放入下 列物質中,AgCl 的溶解度由大到小的排列順序是( ) ①20 mL 0.01 mol·L-1KCl 溶液 ②30 mL 0.02 mol·L-1CaCl2 溶液 ③40 mL 0.03 mol·L-1HCl 溶液 ④10 mL 蒸餾水 ⑤50 mL 0.05 mol·L-1AgNO3 溶液 A.①>②>③>④>⑤ B.④>①>③>②>⑤ C.⑤>④>②>①>③ D.④>③>⑤>②>①

[解析] AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),c(Cl-)或 c(Ag+)越大,越 能抑制 AgCl 的溶解,AgCl 的溶解度就越小。①c(Cl-)= 0.01 mol·L-1,②c(Cl-)=0.04 mol·L-1,③c(Cl-)=0.03 mol·L-1, ④c(Cl-)=c(Ag+)=0 mol·L-1,⑤c(Ag+)=0.05 mol·L-1,Ag+或 Cl-濃度由小到大的排列順序為④<①<③<②<⑤,故 AgCl 的溶解 度由大到小的排列順序為④>①>③>②>⑤。 [答案] B

上述例題各溶液中 c(Ag+)由大到小的排列順序是___________ ______________________。
答案:⑤>④>①>③>②

題組一 沉淀溶解平衡及其影響因素 1.(2018·甘谷模擬)下列有關 AgCl 沉淀溶解平衡的說法中,正 確的是( ) A.升高溫度,AgCl 的溶解度減小 B.在任何含 AgCl 固體的水溶液中,c(Ag+)=c(Cl-)且二者乘 積是一個常數 C.AgCl 沉淀生成和溶解不斷進行,但速率相等 D.向 AgCl 沉淀溶解平衡體系中加入 NaCl 固體,AgCl 溶解 的質量不變

解析:選 C。升高溫度,AgCl 的溶解度增大,A 錯誤;在任何 含 AgCl 固體的水溶液中,c(Ag+)與 c(Cl-)不一定相等,但二者 乘積在一定溫度下是一個常數,B 錯誤;當達到平衡時,AgCl 沉淀生成和溶解不斷進行,但速率相等,C 正確;向 AgCl 沉 淀溶解平衡體系中加入 NaCl 固體,溶解平衡逆向移動,AgCl 溶解的質量減小,D 錯誤。

2.試用平衡移動原理解釋下列事實: (1)BaCO3 不溶于水,為什么不能作鋇餐? (2)CaCO3 難溶于稀 H2SO4,卻能溶于醋酸中。 (3)分別用等體積的蒸餾水和 0.01 mol·L-1 的鹽酸洗滌 AgCl 沉 淀,用水洗滌造成的 AgCl 的損失量大于用稀鹽酸洗滌的損失 量。 答案:(1)BaCO3(s) Ba2+(aq)+CO23-(aq),胃液中的鹽酸電 離出的 H+與 BaCO3 產生的 CO23-結合生成 CO2 和 H2O,破壞 了 BaCO3 的溶解平衡,c(Ba2+)增大,會引起人體中毒。

(2)CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO23-(aq),在稀 H2SO4 中,因為生 成的 CaSO4 溶解度較小,會附在 CaCO3 的表面,阻止平衡的 右移。醋酸鈣易溶于水,當醋酸電離出的 H+與 CO23-結合生成 CO2 和 H2O 時,CaCO3 的溶解平衡右移。 (3)用水洗滌 AgCl,AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡右移, AgCl 的質量減少,用鹽酸洗滌 AgCl,c(Cl-)較大,會使平衡 左移,AgCl 減少的質量要小些。

題組二 沉淀溶解平衡的應用

3.下列化學原理的應用,主要用沉淀溶解平衡原理來解釋的

是( )

① 熱 純 堿 溶 液 的 洗 滌 油 污 能 力 強 ② 誤 將 鋇 鹽 [BaCl2 、 Ba(NO3)2]當作食鹽混用后,常用 0.5%的 Na2SO4 溶液解毒 ③溶洞、珊瑚的形成 ④碳酸鋇不能作“鋇餐”而硫酸鋇則能

⑤泡沫滅火器滅火的原理

A.②③④

B.①②③

C.③④⑤

D.①②③④⑤

解析:選 A。①⑤是水解平衡原理。

4.(2018·株洲模擬)以 MnO2 為原料發生反應制得 MnCl2 溶液, 其中常含有 Cu2+、Pb2+、Cd2+等金屬離子,通過添加過量難溶 電解質 MnS,可使這些金屬離子形成硫化物沉淀,經過濾除去 包括 MnS 在內的沉淀,再經蒸發、結晶,可得純凈的 MnCl2。 根據上述實驗事實,下列分析正確的是( ) A.MnS 的溶解度小于 CuS、PbS、CdS 等硫化物的溶解度 B.除雜試劑 MnS 也可用 Na2S 替代 C.MnS 與 Cu2+反應的離子方程式是 Cu2++S2-===CuS↓ D.整個過程中涉及的反應類型有氧化還原反應和復分解反應

解析:選 D。通過添加過量難溶電解質 MnS,除去 Cu2+、Pb2+、 Cd2+等離子,屬于沉淀的轉化,利用的是 CuS、PbS、CdS 比 MnS 更難溶于水的原理,A 錯誤;用 Na2S 替代 MnS,會引入 S2-和 Na+雜質,同時還生成 MnS 沉淀,減少了 Mn2+的量,B 錯誤;沉 淀轉化的離子方程式為 Cu2+(aq)+MnS(s)===CuS(s)+Mn2+(aq), C 錯誤;整個反應過程中 MnO2 制 MnCl2 的反應是氧化還原反應, 沉淀轉化是復分解反應,D 正確。

1.復分解反應總是向著某些離子濃度減小的方向進行,若生 成難溶電解質,則向著生成溶度積較小的難溶電解質的方向進 行。 2.沉淀生成的兩大應用 (1)分離離子:同一類型的難溶電解質,如 AgCl、AgBr、AgI, 溶度積小的物質先析出,溶度積大的物質后析出。 (2)控制溶液的 pH 來分離物質,如除去 MgCl2 中的 FeCl3 就可 向溶液中加入 MgO 或 Mg(OH)2 等物質,將 Fe3+轉化為 Fe(OH)3 而除去。

溶度積及其應用

[知識梳理]

1.溶度積和離子積 以 AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)為例:
溶度積

離子積

概念

溶液中有關離子_濃__度__冪__ 沉淀溶解的平衡常數
的乘積

符號

Ksp

Qc

溶度積

離子積

表 Ksp(AmBn)=

Qc(AmBn)=

達 ___c_m_(_A_n_+_)_·_c_n(_B_m_-__)__,式中 ___c_m_(A__n+__)_·c_n_(_B_m_-_)__,式中

式 的濃度都是平衡濃度

的濃度是任意時刻的濃度

判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解
應 (1)Qc>Ksp:溶液過飽和,有__沉__淀__析出 用 (2)Qc=Ksp:溶液飽和,處于__平__衡__狀態
(3)Qc<Ksp:溶液_未__飽___和__,無沉淀析出

2.Ksp 的影響因素 (1)內因:難溶物質本身的性質,這是主要決定因素。 (2)外因 ①濃度:加水稀釋,平衡向__溶__解__方向移動,但 Ksp_不__變___。 ②溫度:絕大多數難溶鹽的溶解是__吸__熱__過程,升高溫度,平 衡向_溶__解___方向移動,Ksp_增__大___。 ③其他:向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應生成更難
溶物質或更難電離物質或氣體的離子時,平衡向溶解方向移
動,但 Ksp 不變。

[自我檢測]

1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。

(1)(2017·高考全國卷Ⅱ,13D)向 2 支盛有 2 mL 相同濃度銀氨

溶液的試管中分別加入 2 滴相同濃度的 NaCl 和 NaI 溶液,一

支試管中產生黃色沉淀,另一支中無明顯現象,說明 Ksp(AgI) <Ksp(AgCl)。( ) (2)(2016·高考全國卷Ⅲ,13D)向 AgCl、AgBr 的飽和溶液中加

入少量 AgNO3,溶液中cc((BCrl--))不變。(

)

(3)(2016·高考天津卷)在同濃度的鹽酸中,ZnS 可溶而 CuS 不 溶,說明 CuS 的溶解度比 ZnS 的小。( ) (4)(2016·高考江蘇卷)室溫下,向濃度均為 0.1 mol·L-1 的 BaCl2 和 CaCl2 混合溶液中滴加 Na2SO4 溶液,出現白色沉淀,說明 Ksp(BaSO4)<Ksp(CaSO4)。( ) (5)(2015·高考全國卷Ⅰ,10D)將 0.1 mol·L-1 MgSO4 溶液滴入 NaOH 溶液至不再有沉淀產生,再滴加 0.1 mol·L-1 CuSO4 溶 液,先有白色沉淀生成,后變為淺藍色沉淀,說明 Cu(OH)2 的溶度積比 Mg(OH)2 的小。( )

(6)(2015·高考重慶卷)0.1 mol AgCl 和 0.1 mol AgI 混合后加入 1 L 水中,所得溶液中 c(Cl-)=c(I-)。( ) (7)(2015·高考山東卷)向 AgCl 懸濁液中加入 NaI 溶液時出現黃 色沉淀,說明 Ksp(AgCl)<Ksp(AgI)。( ) (8)(2015·高 考 天 津 卷 )Mg(OH)2 固 體 在 溶 液 中 存 在 平 衡 : Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),該固體可溶于 NH4Cl 溶 液。( ) 答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)√

2.[2016·高考全國卷Ⅰ,27(3)]在化學分析中采用 K2CrO4 為指 示劑,以 AgNO3 標準溶液滴定溶液中 Cl-,利用 Ag+與 CrO24- 生成磚紅色沉淀,指示到達滴定終點。當溶液中 Cl-恰好沉淀 完全(濃度等于 1.0×10-5 mol·L-1)時,溶液中 c(Ag+)為 ________mol·L-1,此時溶液中 c(CrO24-)等于________mol·L-1。 (已知 Ag2CrO4、AgCl 的 Ksp 分別為 2.0×10-12 和 2.0×10-10)

解析:由 AgCl 的 Ksp=c(Ag+)·c(Cl-),當溶液中 Cl-恰好沉淀完全(濃 度等于 1.0×10-5 mol·L-1)時,溶液中 c(Ag+)=21..00××1100--150 mol·L-1 =2.0×10-5 mol·L-1;由 Ag2CrO4 的 Ksp=c2(Ag+)·c(CrO24-),此時 溶液中 c(CrO42-)=(22..00× ×1100- -152)2 mol·L-1=5.0×10-3 mol·L-1。 答案:2.0×10-5 5.0×10-3

(1)并非 Ksp 越小,其物質的溶解度就越小。對于陰、陽離子的 個數比相同的難溶電解質,它們的溶解度可以直接用 Ksp 的大 小來比較,Ksp 越小,其物質的溶解度就越小;而對于陰、陽離 子的個數比不同的難溶電解質,它們的溶解度就不能直接用 Ksp 的大小來比較。 (2)溶液中離子濃度的變化只能使溶解平衡移動,并不能改變溶 度積。

(3)沉淀的生成和溶解相互轉化的條件是離子濃度的大小,改變 反應所需的離子濃度,可使反應向著所需的方向轉化。 (4)溶度積小的難溶電解質在一定條件下也能向溶度積大的難 溶電解質轉化。當兩種難溶電解質的 Ksp 相差不是很大時,通 過調節某種離子的濃度,可由溶度積小的難溶電解質向溶度積 大的難溶電解質轉化。

(2018·中原名校模擬)已知:①t ℃時 AgCl 的 Ksp=2× 10-10;②在 t ℃時,Ag2CrO4 在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖 所示。下列說法正確的是( )

A.在 t ℃時,Ag2CrO4 Ksp 為 1×10-8
B.在飽和 Ag2CrO4 溶液中加入 K2CrO4 可使溶液由 Y 點變成 X 點 C.在 t ℃時,以 0.01 mol·L-1 AgNO3 溶液滴定 20 mL 0.01 mol·L-1KCl 和 0.01 mol·L-1 K2CrO4 的混合溶液(溶液體積不變),CrO24-先沉淀 D.在 t ℃時,反應 Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq) 2AgCl(s)+CrO24-(aq)的 平衡常數 K=2.5×108

[解析] 在 t ℃時,Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO24-(aq)的 Ksp= (1×10-3)2×1×10-5=1×10-11,A 錯誤;在飽和 Ag2CrO4 溶液 中加入 K2CrO4,即增大了 c(CrO24-),可使溶液由 Y 點變成 Z 點, B 錯誤;沉淀 0.01 mol·L-1 Cl-需 2×10-8 mol·L-1Ag+,沉淀 0.01 mol·L-1 CrO24-需 10-4.5 mol·L-1Ag+,因此 Cl-先沉淀,C 錯誤;K=c(c2(CrCOl-24-))=KsKp(2sp(AgA2gCCrOl)4)=4×101-01-1 20=2.5×108, D 正確。
[答案] D

若在上述例題圖中存在 A 點(如圖),則 A 點溶液屬于飽和溶液 還是不飽和溶液,為什么?將 A 點溶液蒸發掉一定量的水至析 出沉淀,溶液是否會由 A 點變成 Y 點或 Z 點,為什么?

答案:A 點溶液的 c2(Ag+)與 c(CrO24-)乘積小于曲線上任意一點, 故屬于不飽和溶液。 將 A 點溶液蒸發掉一定量的水至析出沉淀,溶液既不會變成 Y 點也不會變成 Z 點。變為 Y 點的意義是 c(CrO24-)不變而 c(Ag+) 增大,變為 Z 點的意義是 c(Ag+)不變而 c(CrO24-)增大,因為蒸 發溶液時 c(Ag+)和 c(CrO24-)均增大,故不會由 A 點變為 Y 點或 Z 點。

解沉淀溶解平衡圖像題三步驟 第一步:明確圖像中縱、橫坐標的含義 縱、橫坐標通常是難溶物溶解后電離出的離子濃度。 第二步:理解圖像中線上點、線外點的含義

(1)以氯化銀為例,在該沉淀溶解平衡圖像上,曲線上任意一點 都達到了沉淀溶解平衡狀態,此時 Qc=Ksp。在溫度不變時, 無論改變哪種離子的濃度,另一種離子的濃度只能在曲線上變 化,不會出現在曲線以外。 (2)曲線上方區域的點均為過飽和溶液,此時 Qc>Ksp。 (3)曲線下方區域的點均為不飽和溶液,此時 Qc<Ksp。

第三步:抓住 Ksp 的特點,結合選項分析判斷 (1)溶液在蒸發時,離子濃度的變化分兩種情況: ①原溶液不飽和時,離子濃度都增大; ②原溶液飽和時,離子濃度都不變。 (2)溶度積常數只是溫度的函數,與溶液中溶質離子的濃度無 關,在同一曲線上的點,溶度積常數相同。

題組一 Ksp 的概念及影響因素 1.已知 25 ℃時 BaSO4 飽和溶液中存在 BaSO4(s) Ba2+(aq)+ SO42-(aq),Ksp=1.102 5×10-10,下列有關 BaSO4 的溶度積和溶解 平衡的敘述正確的是( ) A.25 ℃時,向 c(SO24-)=1.05×10-5 mol/L 的 BaSO4 溶液中,加 入 BaSO4 固體,c(SO24-)增大 B.向該飽和溶液中加入 Ba(NO3)2 固體,則 BaSO4 的溶度積增大 C.向該飽和溶液中加入 Na2SO4 固體,則該溶液中 c(Ba2+)>c(SO24-) D.向該飽和溶液中加入 BaCl2 固體,則該溶液中 c(SO42-)減小

解析:選 D。BaSO4 的溶度積等于 c(Ba2+)和 c(SO24-)的乘積, 故飽和溶液中 c(SO24-)=1.05×10-5 mol/L,再加入 BaSO4 固體 不溶解,c(SO24-)不變,A 錯誤;溶度積只與溫度有關,B 錯誤; 加入 Na2SO4 固體,c(SO24-)增大,溶解平衡向左移動,c(Ba2+) 減小,C 錯誤;加入 BaCl2 固體,c(Ba2+)增大,溶解平衡向左 移動,c(SO24-)減小,D 正確。

2.(2018·林州一中月考)已知常溫下 Ksp(AgCl)=1.8×10-10, Ksp(AgBr)=5×10-13,下列有關說法錯誤的是( ) A.在飽和 AgCl、AgBr 的混合溶液中:cc((BCrl--))=360 B.向 AgCl 懸濁液中滴加濃 NaBr 溶液會產生淡黃色沉淀 C.AgCl 在水中的溶解度及 Ksp 均比在 NaCl 溶液中的大 D.欲用 1 L NaCl 溶液將 0.01 mol AgBr 全部轉化為 AgCl,則 c(NaCl)≥3.61 mol·L-1

解析:選 C。同一溶液中,c(Ag+)相同,溶液中同時存在如下兩 種 關 系 式 : c(Ag + )·c(Br - ) = Ksp(AgBr) , c(Ag + )·c(Cl - ) = Ksp(AgCl),所以 c(Cl-)∶c(Br-)=Ksp(AgCl)∶Ksp(AgBr)=360, A 項正確;由于 Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),氯化銀容易轉化為淡黃 色溴化銀沉淀,B 項正確;溶度積只與溫度有關,C 項錯誤; AgBr(s)+Cl-(aq) AgCl(s)+Br-(aq),平衡常數 K=cc((BCrl--)) =KKsspp((AAggBCrl)),當溴化銀全部轉化為氯化銀時,溶液中 Br-的 濃度為 0.01 mol·L-1,將有關數據代入計算式,求得平衡時 Cl- 濃度為 3.6 mol·L-1,溴化銀轉化過程中消耗了 0.01 mol Cl-,故 氯化鈉的最低濃度為 3.61 mol·L-1,D 項正確。

題組二 Ksp 的相關計算及應用 3.相關物質的溶度積常數見下表(25 ℃):

物質 Mg(OH)2

CH3COOAg

Ksp 1.1×10-11

2.3×10-3

下列有關說法中不正確的是( )

AgCl Ag2CrO4 1.8×10-10 1.9×10-12

A.濃度均為 0.2 mol·L-1 的 AgNO3 溶液和 CH3COONa 溶液 等體積混合一定產生 CH3COOAg 沉淀 B.將 0.001 mol·L-1 AgNO3 溶液滴入 0.001 mol·L-1KCl 和 0.001 mol·L-1K2CrO4 的混合溶液中,先產生 Ag2CrO4 沉淀

C.向濃度為 0.11 mol·L-1 的 MgCl2 溶液中加入氨水產生

Mg(OH)2 沉淀時溶液的 pH 為 9

D.在其他條件不變的情況下,向飽和 AgCl 溶液中加入 NaCl

溶液,Ksp(AgCl)不變 解析:選 B。濃度均為 0.2 mol·L-1 的 AgNO3 溶液和 CH3COONa 溶液等體積混合后,濃度均變為 0.1mol·L-1,此時 c(Ag+)

·c(CH3COO-)=0.1×0.1>2.3×10-3,所以一定產生 CH3COOAg

沉淀,A 項正確;根據 AgCl 和 Ag2CrO4 的溶度積常數可知在

Cl-和

C

r

O

2- 4









0.001

m o l ·L - 1 的 條 件 下 , 開 始

出 現 沉 淀 時 A g + 的 濃 度 分 別 為 1 . 8 × 1 0 - 7 m o l ·L - 1 、

1.9×10-12 0.001

mol·L-1,所以將 0.001 mol·L-1AgNO3 溶液分別

滴入 0.001 mol·L-1KCl 和 0.001 mol·L-1 K2CrO4 的混合溶液中

先產生 AgCl 沉淀,B 項錯誤;根據 Mg(OH)2 的溶度積常數可

知 0.11 mol·L-1MgCl2 溶液中加入氨水產生 Mg(OH)2 沉淀時溶

液中 OH-的濃度為

1.1×10-11 0.11

mol·L-1=1×10-5mol·L-1,

因此 H+濃度是 1×10-9 mol·L-1,則溶液的 pH 為 9,C 項正確;

溶度積常數只與溫度有關系,則在其他條件不變的情況下,向

飽和 AgCl 溶液中加入 NaCl 溶液,Ksp(AgCl)不變,D 項正確。

4 . ( 1 ) [ 2 0 1 7 ·高 考 全 國 卷 Ⅰ , 2 7 ( 5 ) ] 若 濾 液 中 c ( M g 2 + ) = 0.02 mol·L-1,加入雙氧水和磷酸(設溶液體積增加 1 倍),使 Fe3+恰好沉淀完全即溶液中 c(Fe3+)=1.0×10-5 mol·L-1,此時 是否有 Mg3(PO4)2 沉淀生成?列式計算。FePO4、Mg3(PO4)2 的 Ksp 分別為 1.3×10-22、1.0×10-24。 (2)[2015·高考全國卷Ⅱ,26(4)]酸性鋅錳干電池是一種一次性電 池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2 和 NH4Cl 等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產生 MnOOH。 回收處理該廢電池可得到多種化工原料。有關數據如下表所示:

化合物 Ksp 近似值

Zn(OH)2 10-17

Fe(OH)2 10-17

Fe(OH)3 10-39

用廢電池的鋅皮制備 ZnSO4·7H2O 的過程中,需除去鋅皮中

的少量雜質鐵,其方法是加稀 H2SO4 和 H2O2 溶解,鐵變為

________,加堿調節至 pH 為________時,鐵剛好沉淀完全(離

子濃度小于 1×10-5 mol·L-1 時,即可認為該離子沉淀完全);

繼續加堿至 pH 為________時,鋅開始沉淀(假定 Zn2+濃度為

0.1 mol·L-1)。若上述過程不加 H2O2 后果是______________,

原因是_______________________________________。

( 3 ) ( 2 0 15·高 考 江 蘇 卷 ) 已 知 : K s p [ Al ( O H ) 3 ] = 1 × 1 0 - 3 3 , Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39,pH=7.1 時 Mn(OH)2 開始沉淀。室溫 下,除去 MnSO4 溶液中的 Fe3+、Al3+(使其濃度均小于 1× 10-6 mol·L-1),需調節溶液 pH 范圍為________。
解析:(1)考查溶度積計算以及判斷沉淀是否生成。分兩步計算: ①計算鐵離子完全沉淀時磷酸根離子濃度。c(Fe3+)·c(PO43-)= Ksp(FePO4),c(PO34-)=11..30××1100--252 mol·L-1=1.3×10-17 mol·L-1。 ②混合后,溶液中鎂離子濃度為 c(Mg2+)=0.01 mol·L-1,c3(Mg2+)· c2(PO34-)=0.013×(1.3×10-17)2=1.7×10-40<Ksp[Mg3(PO4)2],沒有磷 酸鎂沉淀生成。

(2)Fe 與稀 H2SO4 反應生成 FeSO4,再被 H2O2 氧化轉化為 Fe2(SO4)3。Fe(OH)3 的 Ksp=c(Fe3+)·c3 (OH-),則 Fe3+恰好沉淀

3

完全時,c(OH-)=

c(FKesp3+)≈10-11.3 mol·L-1,溶液的

pH=2.7。Zn(OH)2 的 Ksp=c(Zn2+)·c2(OH-),則 Zn2+開始沉淀

時,c (OH-)=

c(ZKnsp2+)=10-8 mol·L-1,溶液的 pH=6。

Fe(OH)2 和 Zn(OH)2 的 Ksp 相近,不加入 H2O2 將 Fe2+轉化為 Fe3+,很難將 Zn2+和 Fe2+分開。

3
(3)Fe3+全部轉化為 Fe(OH)3 時,c(OH-)=

Ksp[Fe(OH)3] c(Fe3+)



3

3×10-39 1×10-6

3
mol·L-1= 3×10-11

mol·L-1;Al3+全部轉化為

3
Al(OH)3 時,c(OH-)=

Ksp[cA(l(AlO3+H))3]= 3

1×10-33 1×10-6

mol·L-1

=1×10-9 mol·L-1,故 Al3+、Fe3+完全沉淀時,溶液中 OH-的最

小濃度應為 1×10-9 mol·L-1,即 pH 最小應為 5.0,因為 Mn(OH)2 沉淀時的最小 pH 為 7.1,故除去 MnSO4 溶液中的 Fe3+、Al3+,應

調節溶液至 5.0<pH<7.1。

答案:(1)見解析 (2)Fe3+ 2.7 6 Zn2+和 Fe2+分離不開 Fe(OH)2 和 Zn(OH)2 的 Ksp 相近 (3)5.0<pH<7.1

題組三 溶解平衡曲線及應用 5.(2017·高考全國卷Ⅲ,13,6 分)在濕法煉鋅的電解循環溶液 中,較高濃度的 Cl-會腐蝕陽極板而增大電解能耗。可向溶液 中同時加入 Cu 和 CuSO4,生成 CuCl 沉淀從而除去 Cl-。根 據溶液中平衡時相關離子濃度的關系圖,下列說法錯誤的是 ()

A.Ksp(CuCl)的數量級為 10-7 B.除 Cl-反應為 Cu+Cu2++2Cl-===2CuCl C.加入 Cu 越多,Cu+濃度越高,除 Cl-效果越好 D.2Cu+===Cu2++Cu 平衡常數很大,反應趨于完全

解析:選 C。由題圖可知,當 c(Cu+)=10-2 mol·L-1 時,c(Cl-) 約為 10-4.75 mol·L-1,則 Ksp(CuCl)=c(Cu+)·c(Cl-)的數量級 為 10-7,A 項正確;根據題目信息可知 B 項正確;Cu、Cu2+ 是按一定物質的量之比反應的,并不是加入 Cu 越多,Cu+濃 度越高,除 Cl-效果越好,C 項錯誤;由題圖可知,交點處 c(Cu+)=c(Cu2+)≈10-6 mol·L-1,則 2Cu+===Cu2++Cu 的平 衡常數 K=cc( 2(CCuu2+ +) )≈106,該平衡常數很大,因而反應趨于 完全,D 項正確。

6.在 T ℃時,鉻酸銀(Ag2CrO4)在水溶 液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下 列說法中不正確的是( ) A.T ℃時,在 Y 點和 Z 點,Ag2CrO4 的 Ksp 相等 B.向飽和 Ag2CrO4 溶液中加入固體 K2CrO4 不能使溶液由 Y 點 變為 X 點 C.T ℃時,Ag2CrO4 的 Ksp 為 1×10-8 D.圖中 a= 2×10-4

解析:選 C。一定溫度下溶度積是常數,所以 T ℃時,Y 點和 Z 點 Ag2CrO4 的 Ksp 相等,A 正確;在飽和 Ag2CrO4 溶液中加 入 K2CrO4 固體仍為飽和溶液,點仍在曲線上,不能使溶液由 Y 點變為 X 點,B 正確;曲線上的點都是沉淀溶解平衡點,Ag2CrO4 的沉淀溶解平衡為 Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO24-(aq),Ksp= c2(Ag+)·c(CrO24-)=(1×10-3)2×1×10-5=1×10-11,C 錯誤; Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO24-)=1×10-11,Z 點時 c(CrO24-) =5×10-4 mol·L-1,c2(Ag+)=2×10-8,所以 a= 2×10-4,D 正確。

7.(2018·湖北七市聯考)常溫下,取一定量的 PbI2 固體配成飽 和溶液,T 時刻改變某一條件,離子的濃度變化如圖所示 [注:第一次平衡時 c(I-)=2×10-3 mol·L-1,c(Pb2+)=1× 10-3 mol·L-1],下列有關說法正確的是( )

A.常溫下,PbI2 的 Ksp=2×10-6 B.溫度不變,向 PbI2 飽和溶液中加入少量硝酸鉛濃溶液,PbI2 的溶解度不變,Pb2+濃度不變 C.常溫下 Ksp(PbS)=8×10-28,向 PbI2 的懸濁液中加入 Na2S 溶液,PbI2(s)+S2-(aq) PbS(s)+2I-(aq)反應的化學平衡常數 為 5×1018 D.T 時刻改變的條件是升高溫度,PbI2 的 Ksp 增大

解析:選 C。由 PbI2 Pb2++2I-得 Ksp=c(Pb2+)·c2(I-)=1× 10-3×(2×10-3)2=4×10-9,A 錯誤;由于硝酸鉛是強電解質, 完全電離產生 Pb2+,Pb2+濃度增大,PbI2 的溶解度減小,B 錯 誤;PbI2(s)+S2-(aq) PbS(s)+2I-(aq)反應的平衡常數 K= cc(2(SI2--))=KKsspp((PPbbIS2))=84××1100--298=5×1018,C 正確;T 時刻 若改變的條件是升高溫度,c(Pb2+)、c(I-)均呈增大趨勢,D 錯 誤。


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