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第21講 難溶電解質的沉淀溶解平衡(含答案)【暑假彎道超車】2024年新高二化學暑假講義+習題(人教版2019選擇性必修1)

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第21講 難溶電解質的沉淀溶解平衡(含答案)【暑假彎道超車】2024年新高二化學暑假講義+習題(人教版2019選擇性必修1)

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第21講 難溶電解質的沉淀溶解平衡
1.了解難溶電解質的沉淀溶解平衡,能通過實驗證明難溶電解質沉淀溶解平衡的存在,進一步發展粒子觀、平衡觀。
2.理解外界因素對難溶電解質溶解平衡的影響。
3.了解溶度積和離子積的關系,學會由此判斷反應進行的方向。
4.了解沉淀的生成、溶解與轉化,能用化學平衡理論解釋沉淀的生成、溶解和轉化,會應用沉淀的生成、溶解與轉化。
5.學會從定量的角度分析沉淀的生成與轉化。
一、難溶電解質的沉淀溶解平衡
1.25 ℃時,溶解性與溶解度的關系
溶解性 易溶 可溶 微溶 難溶
溶解度 >10 g 1~10 g 0.01~1 g <0.01 g
2.難溶電解質的沉淀溶解平衡
(1)沉淀溶解平衡的建立
(2)沉淀溶解平衡的概念
在一定溫度下,當沉淀和溶解的速率相等時,形成電解質的飽和溶液,達到平衡狀態,人們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡。
(3)沉淀溶解平衡方程式
以AgCl沉淀溶解平衡為例:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)。
【易錯警示】沉淀溶解平衡方程式中各物質要標明聚集狀態。
(4)沉淀溶解平衡的特征
3.難溶電解質沉淀溶解平衡的影響因素
(1)內因(決定因素):難溶電解質本身的性質。
(2)外因:溫度、濃度等條件的影響符合勒夏特列原理。
(3)實例分析
已知沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),請分析當改變下列條件時,對該沉淀溶解平衡的影響,填寫下表(濃度變化均指平衡后和原平衡比較):
條件改變 移動方向 c(Mg2+) c(OH-)
加少量水 正向移動 不變 不變
升溫 正向移動 增大 增大
加MgCl2(s) 逆向移動 增大 減小
加鹽酸 正向移動 增大 減小
加NaOH(s) 逆向移動 減小 增大
【易錯警示】大多數電解質溶解度隨溫度的升高而增大,但也有例外,如Ca(OH)2,溫度越高,溶解度越小。二、溶度積常數
1.概念
難溶電解質的沉淀溶解平衡也存在平衡常數,稱為溶度積常數,簡稱溶度積,符號為Ksp。
2.表達式
AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)
Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)。
如:Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)
Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-)。
3.影響因素
溶度積Ksp只與難溶電解質本身的性質和溫度有關。
【易錯警示】一般溫度升高,Ksp增大,但Ca(OH)2 相反。
4.Ksp的意義
反映了難溶電解質在水中的溶解能力。
5.應用
定量判斷給定條件下有無沉淀生成。
離子積(Q):對于AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)任意時刻Q=cm(An+)·cn(Bm-)。
(1)Q>Ksp,溶液過飽和,有沉淀析出,直至溶液飽和,達到新的平衡。
(2)Q=Ksp,溶液飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態。
(3)Q【歸納總結】1Ksp只與難溶電解質本身的性質和溫度有關,而與沉淀的量和溶液中的離子濃度無關。
2對于同類型物質如AgCl、AgBr、AgI等,可直接用溶度積比較難溶電解質的溶解能力,Ksp越大,難溶電解質在水中的溶解能力越強。
3對于不同類型的物質,Ksp不能直接作為比較依據,而應通過計算將Ksp轉化為飽和溶液中溶質的物質的量濃度確定溶解能力的強弱。
三、沉淀的生成和溶解
1.沉淀的生成
(1)沉淀生成的應用
在無機物的制備和提純、廢水處理等領域,常利用生成沉淀來達到分離或除去某些離子的目的。
(2)沉淀的方法
①調節pH法:如工業原料氯化銨中含雜質氯化鐵,使其溶解于水,再加入氨水調節pH,使Q[Fe(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]可使Fe3+轉變為Fe(OH)3沉淀而除去。反應如下:Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH。
②加沉淀劑法:如以Na2S、H2S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,即離子積Q>Ksp時,生成沉淀,也是分離、除去雜質常用的方法。
a.通入H2S除去Cu2+的離子方程式:H2S+Cu2+===CuS↓+2H+。
b.加入Na2S除去Hg2+的離子方程式:Hg2++S2-===HgS↓。
2.沉淀的溶解
(1)沉淀溶解的原理
根據平衡移動原理,對于在水中難溶的電解質,如果能設法不斷地移去平衡體系中的相應離子,Q(2)實驗探究:Mg(OH)2沉淀溶解
(3)沉淀溶解的方法
①酸溶解法:用強酸溶解的難溶電解質有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。
如CaCO3難溶于水,卻易溶于鹽酸,原因是:CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡為CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO(aq),當加入鹽酸后發生反應:CO+2H+===H2O+CO2↑,c(CO)降低,溶液中CO與Ca2+的離子積Q(CaCO3)<Ksp(CaCO3),沉淀溶解平衡向溶解的方向移動。
②鹽溶液溶解法:Mg(OH)2難溶于水,能溶于鹽酸、NH4Cl溶液中。溶于NH4Cl溶液反應的離子方程式為Mg(OH)2+2NH===Mg2++2NH3·H2O。
四、沉淀的轉化
1.沉淀轉化的過程探究
(1)實驗探究AgCl、AgI、Ag2S的轉化
實驗操作
實驗現象 有白色沉淀析出 白色沉淀轉化為黃色沉淀 黃色沉淀轉化為黑色沉淀
化學方程式 NaCl+AgNO3=== AgCl↓+NaNO3 AgCl+KIAgI+KCl 2AgI+Na2SAg2S+2NaI
實驗結論:AgCl沉淀轉化為AgI沉淀,AgI沉淀又轉化為Ag2S沉淀,說明溶解度由小到大的順序為Ag2S理論分析:
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) Ksp=1.8×10-10
AgI(s)Ag+(aq)+I-(aq) Ksp=8.5×10-17
由Ksp值可看出AgI的溶解度遠比AgCl的溶解度小。
當向AgCl沉淀中滴加KI溶液時,Q(AgI)>Ksp(AgI)導致AgCl溶解、AgI生成,反應的離子方程式可表示為:I-(aq)+AgCl(s)AgI(s)+Cl-(aq),
K===≈2.1×106>1×105。
反應向正反應方向進行完全,即AgCl沉淀可轉化為AgI沉淀。
(2)實驗探究Mg(OH)2與Fe(OH)3的轉化
實驗操作
實驗現象 產生白色沉淀 白色沉淀轉化為紅褐色沉淀
化學方程式 MgCl2+2NaOH=== Mg(OH)2↓+2NaCl 3Mg(OH)2+2FeCl3 2Fe(OH)3+3MgCl2
實驗結論:Mg(OH)2沉淀轉化為Fe(OH)3沉淀,說明溶解度:Fe(OH)32.沉淀轉化的實質與條件
(1)實質:沉淀的轉化是指由一種難溶物轉化為另一種難溶物的過程,其實質是沉淀溶解平衡的移動。
(2)條件:兩種沉淀的溶解度不同。一般溶解度小的沉淀轉化為溶解度更小的沉淀容易實現,兩者的溶解度差別越大,轉化越容易。
注意 可以反向轉化。
3.沉淀轉化的應用
(1)鍋爐除水垢(含有CaSO4)
CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2+(aq),反應的化學方程式為CaSO4+Na2CO3===CaCO3+Na2SO4,CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
(2)自然界中礦物的轉化
原生銅的硫化物CuSO4溶液銅藍(CuS),反應的化學方程式為CuSO4+ZnS===CuS+ZnSO4,CuSO4+PbSCuS+PbSO4。
(3)工業廢水處理
工業廢水處理過程中,重金屬離子可利用沉淀轉化原理用FeS等難溶物轉化為HgS、Ag2S、PbS等沉淀。
用FeS除去Hg2+的離子方程式:FeS(s)+Hg2+(aq)HgS(s)+Fe2+(aq)。
(4)水垢的形成
硬水煮沸形成的水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2,形成的原因(用化學方程式表示):
Mg(HCO3)2MgCO3↓+H2O+CO2↑,
Ca(HCO3)2CaCO3↓+H2O+CO2↑,
MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑。
說明Mg(OH)2比MgCO3難溶。
五、難溶電解質沉淀溶解平衡圖像分析
1.曲線型圖像
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Q=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Q>Ksp。
(3)曲線下方區域的點均為不飽和溶液,此時Q<Ksp 。
2.對數型圖像
解題時要理解pH、pOH、pC的含義,以及圖像橫坐標、縱坐標代表的含義,通過曲線的變化趨勢,找到圖像與已學化學知識間的聯系。
(1)pH(或pOH)—pC圖
橫坐標:將溶液中c(H+)取負對數,即pH=-lg c(H+),反映到圖像中是c(H+)越大,則pH越小,pOH則相反。
縱坐標:將溶液中某一微粒濃度[如c(A)]或某些微粒濃度的比值取負對數,即pC=-lg c(A),反映到圖像中是c(A-)越大,則pC越小。
例如:常溫下,幾種難溶氫氧化物的飽和溶液中金屬離子濃度的負對數與溶液的pH關系如圖所示。
①直線上的任意一點都達到溶解平衡,②由圖像可得Fe3+、Al3+、Fe2+、Mg2+完全沉淀的pH分別為4、4.8、8.3、11.2。
(2)pC—pC圖
縱橫坐標均為一定溫度下,溶解平衡粒子濃度的負對數。
例如:已知p(Ba2+)=-lg c(Ba2+),p(酸根離子)=-lgc(酸根離子),酸根離子為SO或CO。某溫度下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解關系如圖所示,
①直線上的任意一點都達到溶解平衡,②p(Ba2+)=a時,即c(Ba2+)=10-a mol·L-1時,p(SO)>p(CO),從而可知Ksp(BaSO4)3.沉淀溶解平衡滴定曲線
沉淀溶解平衡滴定曲線,一般橫坐標為滴加溶液的體積;縱坐標為隨溶液體積增加,相應離子濃度的變化。突躍點表示恰好完全反應,曲線上的點都處于沉淀溶解平衡狀態。利用突躍點對應的數據可計算對應沉淀的Ksp。
已知:pAg=-lgc(Ag+),Ksp(AgCl)=1.8×10-10,如圖是向10 mL AgNO3溶液中逐滴加入
0.1 mol·L-1的NaCl溶液時,溶液的pAg隨著加入NaCl溶液的體積(單位:mL)變化的圖像。[提示:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)]
①由于:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),b線為AgNO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaCl溶液時,溶液的pAg隨著加入NaCl溶液的體積(單位:mL)變化的圖像。a線則為相同實驗條件下,把0.1 mol·L-1的NaCl換成0.1 mol·L-1 NaI的滴定圖像。
②同理滴加NaI滴定終點的pAg值大于6。
考點01 外界條件對沉淀溶解平衡的影響
【例1】有關AgCl沉淀的溶解平衡說法正確的是( )
A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不斷進行,但速率相等
B.AgCl難溶于水,溶液中沒有Ag+和Cl-
C.升高溫度,AgCl沉淀的溶解度不變
D.向AgCl沉淀中加入NaCl固體,AgCl的沉淀溶解平衡不移動
【答案】A
【解析】A選項,AgCl沉淀生成和沉淀溶解不斷進行,速率相等,就達到了溶解平衡,故A正確;
B選項,AgCl雖然難溶于水,但存在溶解平衡,因此溶液中有Ag+和Cl-,故B錯誤;
C選項,升高溫度,AgCl沉淀溶解平衡正向移動,溶解度變大,故C錯誤;
D選項,向AgCl沉淀中加入NaCl固體,平衡逆向移動,故D錯誤;
綜上所述,答案為A。
【變式1-1】下列有關沉淀溶解平衡的說法正確的是( )
A.Ksp(AB2)小于Ksp(CD),則AB2的溶解度小于CD的溶解度
B.在氯化銀的沉淀溶解平衡體系中,加入蒸餾水,氯化銀的溶解度和Ksp均增大
C.在氯化銀沉淀溶解平衡體系中,加入碘化鈉固體,氯化銀沉淀可轉化為碘化銀沉淀
D.在碳酸鈣的沉淀溶解平衡體系中,加入稀鹽酸,溶解平衡不移動
【答案】C
【解析】A選項,同類型的Ksp(AB)小于Ksp(CD),才能說AB的溶解度小于CD的溶解度,不同類型難溶電解質不能根據Ksp大小來說溶解度大小,因此A錯誤;
B選項,在氯化銀的沉淀溶解平衡體系中,加入蒸餾水,平衡正向移動,但氯化銀的溶解度和Ksp均不變,故B錯誤;
C選項,在氯化銀沉淀溶解平衡體系中,加入碘化鈉固體,生成碘化銀,平衡正向移動,因此氯化銀沉淀可轉化為碘化銀沉淀,故C正確;
D選項,在碳酸鈣的沉淀溶解平衡體系中,加入稀鹽酸,溶液中的碳酸根離子不斷被消耗,溶解平衡正向移動,故D錯誤;
綜上所述,答案為C。
【變式1-2】欲使沉淀溶解平衡向右移動,可采用的方法是
A.增大溶液的pH B.加入固體
C.加入固體 D.加入適量無水乙醇
【答案】B
【解析】A.飽和溶液中存在沉淀溶解平衡。增大溶液的pH即增加的濃度,沉淀溶解平衡逆向移動,故A不符合題意;
B.加入固體,由于與結合生成弱電解質,沉淀溶解平衡向右移動,故B項符合題意;
C.加入固體,實質加入Mg2+,使沉淀溶解平衡向左移動,故C不符合題意;
D.加入適量無水乙醇對平衡無影響,故D不符合題意;
故答案:B。
考點02 溶度積及應用
【例2】下列說法正確的是
A.溶度積就是溶解平衡時難溶電解質在溶液中的各離子濃度的乘積
B.溶度積常數是不受任何條件影響的常數,簡稱溶度積
C.可用離子積Qc與溶度積Ksp的比較來判斷沉淀溶解平衡進行的方向
D.所有物質的溶度積都是隨溫度的升高而增大的
【答案】C
【解析】A.溶度積是沉淀溶解平衡時難溶電解質在溶液中各離子濃度冪的乘積,A項錯誤;
B.溶度積與溫度有關,B項錯誤;
C.可用離子積Qc與溶度積Ksp的比較來判斷沉淀溶解平衡進行的方向,若Qc>Ksp,則平衡向生成沉淀的方向移動;若Qc<Ksp,則平衡向沉淀溶解的方向移動;若Qc=Ksp,則平衡不移動,C項正確;
D.Ca(OH)2的Ksp隨溫度升高而減小,D項錯誤;
故選C。
【變式2-1】常溫下三種難溶電解質的溶度積如表所示:則表中難溶鹽的飽和溶液中,Ag+的物質的量濃度大小順序正確的是
物質名稱 氯化銀 碘化銀 溴化銀
溶度積 1.8×10﹣10 1.5×10﹣16 7.7×10﹣13
A.AgCl>AgI>AgBr B.AgBr>AgI>AgCl
C.AgBr>AgCl>AgI D.AgCl>AgBr>AgI
【答案】D
【解析】飽和溶液中c(Ag+)=,Ksp越大,則c(Ag+)越大,由表中數據可知Ksp:AgCl>AgBr>AgI,則Ag+的物質的量濃度大小順序為AgCl>AgBr>AgI,故答案選D。
【變式2-2】常溫下,Ksp(ZnS)=1. 6×10-24 ,Ksp(FeS)=6.4×10-18,其中FeS為黑色晶體,ZnS是一種白色顏料的組成成分。下列說法不正確的是
A.向FeS懸濁液中通入少量HCl,Ksp(FeS)不變
B.向物質的量濃度相等的FeCl2和ZnCl2混合液中滴加Na2S溶液,先產生白色沉淀
C.在ZnS的飽和溶液中,加入FeCl2溶液,可能產生FeS沉淀
D.常溫下,反應FeS(s)+ Zn2+ (aq) ZnS(s)+Fe2+ (aq)的平衡常數K=4.0×10-6
【答案】D
【解析】A.Ksp(FeS)只與溫度有關,溫度不變,Ksp(FeS)不變,A正確;
B.Ksp(ZnS)<Ksp(FeS),根據Ksp小的先沉淀可知,先產生ZnS白色沉淀,B正確;
C.在ZnS的飽和溶液中,加入FeCl2溶液,由于FeCl2濃度未知,則Qc(FeS)可能大于Ksp(FeS),故可能產生FeS沉淀,C正確;
D.反應FeS(s)+Zn2+(aq)ZnS(s)+Fe2+(aq)的平衡常數K=,D錯誤;故答案選D。
考點03 沉淀的生成與轉化
【例3】已知常溫時Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.0×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12。下列說法中正確的是
A.由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),所以AgI可以轉化為AgCl
B.向Ag2CrO4溶液中加入固體K2CrO4,溶解平衡逆向移動,所以Ag2CrO4的Ksp減小
C.由于Ksp(Ag2CrO4)D.常溫下,AgCl飽和溶液中加入NaI,若要使溶液中開始轉化為AgI,則NaI的濃度必不低于0.75×10-11 mol·L-1
【答案】D
【解析】A.沉淀往往向生成更難溶物的方向轉化,所以選項A錯。
B.溶度積只受溫度的影響,B錯。
C.不同類型的物質,不能根據溶度積的大小判斷物質溶解度的大小,C錯。
D.若要有碘化銀沉淀生成,則c(Ag+)·c(I-)>Ksp(AgI)。因為在氯化銀溶液中,c(Ag+)= ×10-5 mol·L-1,所以此時c(I-)≥Ksp(AgI)/c(Ag+)=7.5×10-12 mol·L-1,因此D正確。
【變式3-1】已知:25℃時,PbS、CuS、HgS的溶度積分別為8.0×10-28、6.3×10-36、1.6×10-52。下列說法正確的是( )
A.可溶性硫化物可作處理含題述金屬離子的沉淀劑
B.在硫化銅懸濁液中滴加幾滴Pb(NO3)2溶液,會生成PbS沉淀
C.在含Pb2+、Cu2+、Hg2+的溶液中滴加Na2S溶液,當溶液中c(S2-)=0.001mol L-1時,三種金屬離子不能都完全沉淀
D.向含Pb2+、Cu2+、Hg2+均為0.010mol L-1的溶液中通入H2S氣體,產生沉淀的順序依次為PbS、CuS、HgS
【答案】A
【解析】A.由、、的溶度積可知,這些物質的溶解度均較小,故可用等可溶性硫化物處理含上述金屬離子的廢水,故A正確;
B.由于,則的溶解度大于的溶解度,故在懸濁液中滴加幾滴溶液,不能生成沉淀,故B錯誤;
C.當金屬離子均沒有完全沉淀時,,Q應小于,而實際上,故三種金屬離子都能完全沉淀,故C錯誤;
D.由于溶度積:,則溶解度:,故向含等濃度、、的溶液中通入氣體,產生沉淀的順序依次為、、,故D錯誤;
故選A。
【變式3-2】25℃時有關物質的顏色和溶度積(Ksp)如下表:
物質 AgCl AgBr AgI Ag2S
顏色 白 淡黃 黃 黑
Ksp 1.8×10-10 5.4×10-13 8.5×10-17 1.8×10-50
下列敘述中不正確的是
A.在5mL1.8×10-6mol·L-1NaCl溶液中,加入1滴(20滴約為1mL)1×10-3mol·L-1AgNO3溶液,有AgCl沉淀生成
B.向AgCl的白色懸濁液中加入0.1mol·L-1Na2S溶液,有黑色沉淀產生
C.25℃,AgCl固體在等物質的量濃度NaCl、CaCl2溶液中的溶解度不相同
D.AgCl(s)+Br-(aq) AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常數約為333
【答案】A
【解析】A.Qc(AgCl)=c(Ag+) c(Cl-)=1.8×10-6 mol L-1×××10-5mol L-1=0.45×10-13<1.8×10-10,所以不能產生白色沉淀,故A錯誤;
B.一般情況下溶度積大的沉淀較易轉化成溶度積小的沉淀,如向AgCl的白色懸濁液中c(Ag+)=mol/L,0.1mol L-lNa2S溶液,Qc=c2(Ag+) c(S2-)=()2×0.1=1.8×10-11>Ksp(Ag2S),可生成黑色Ag2S沉淀,故B正確;
C.氯離子抑制AgCl溶解,溶液中c(Cl-)越大,AgCl的溶解度越小,物質的量濃度相同的NaCl、CaCl2溶液中c(Cl-):前者小于后者,則AgCl固體在等物質的量濃度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解度:前者大于后者,故C正確;
D.該反應的平衡常數,故D正確;
故選:A。
考點04 沉淀溶解平衡圖像分析
【例4】25℃時,M(OH)2在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是
A.25℃時,M(OH)2的溶度積常數Ksp為1x10-8
B.向飽和M(OH)2溶液中加入NaOH固體不能使溶液由Z點變為X點
C.25℃時,M(OH)2在水中的溶度積和溶解度比其在KOH溶液中的大
D.升高溫度,可使溶液由Y點變為X點
【答案】B
【解析】A. 25℃時,M(OH)2的溶度積常數,故A錯誤;
B.向飽和M(OH)2溶液中加入NaOH固體,OH-的濃度會增加,M2+的濃度會減小,新達到的點依然會在曲線上,因此不能使溶液由Z點變為X點,故B正確;
C. 25℃時,M(OH)2在水中的溶解度比其在KOH溶液中的大,但M(OH)2在水中的溶解度比其在KOH溶液中溶度積相等,因為溫度相同,故C錯誤;
D. 升高溫度,溶解平衡正向移動,c(M+)增大,c(OH-)也增大,因此不能使溶液由Y點變為X點,故D錯誤;
綜上所述,答案為B。
【變式4-1】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.t℃時,Ag2CrO4的Ksp=1×10﹣8 B.d點有Ag2CrO4沉淀生成
C.a點對應的Ksp等于b點對應的Ksp D.加入AgNO3可使溶液由b點變成c點
【答案】C
【解析】
A.Ag2CrO4存在沉淀溶解平衡:Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+(aq),據圖可知,Ksp=c2(Ag+) c()=(10﹣3mol/L)2×10﹣5mol/L=1×10﹣11,故A錯誤;
B.b為溶解平衡點,b在d的上方,則d點為Ag2CrO4的不飽和溶液,沒有Ag2CrO4沉淀生成,故B錯誤;
C.Ksp只與溫度有關,a點溫度與b點相同,所以Ksp相等,故C正確;
D.Ag2CrO4的沉淀溶解平衡為:Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+,加入AgNO3可使溶液中的c(Ag+)增大,平衡逆向移動,最終c(Ag+)增大、c()減小,所以不能由b點變成c點,故D錯誤;
答案選C。
【變式4-2】t℃時,已知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.t℃時,的
B.圖中a、c兩點對應的溶液都是飽和溶液,b、d兩點對應的溶液都是不飽和溶液
C.向c點的溶液中加入少量NaI固體,有固體析出
D.c點的溶液恒溫蒸發部分水,可變到a點
【答案】C
【解析】A.曲線上的點均處于沉淀溶解平衡狀態,則PdI2的Ksp=c(Pd2+)×c2(I-)=(5×10-5)×(1×10-4)2=5.0×10-13,故A錯誤;
B.t℃時,a、c兩點在曲線上、為飽和溶液,b點在曲線下方、為不飽和溶液,d點在曲線上方、為過飽和溶液,即a、c點是飽和溶液,d點是過飽和溶液,b點為不飽和溶液,故B錯誤;
C.c點溶液是飽和溶液,Ksp=c(Pd2+)×c2(I-),加入少量NaI固體,溶液中c(I-)增大,此時濃度積Q>Ksp,則有PdI2固體析出,故C正確;
D.c點的溶液為飽和溶液,恒溫蒸發部分水,有晶體析出,溶液中c(Pd2+)、c(I-)不變,則不能變到a點,故D錯誤;
故選C。
1.下列說法中,正確的是
A.難溶電解質達到沉淀溶解平衡時,保持溫度不變增加難溶電解質的量,平衡向溶解方向移動
B.難溶電解質都是弱電解質
C.在白色ZnS沉淀上滴加溶液,沉淀變黑,說明CuS比ZnS更難溶于水
D.AgCl在水中的溶解度與在飽和NaCl溶液中的溶解度相同
【答案】C
【解析】A.難溶電解質是固體,其濃度可視為常數,增加難溶電解質的量對平衡無影響,故A錯誤;
B.難溶電解質在熔融狀態下可以完全電離,不一定都是弱電解質,如AgCl難溶于水,但為強電解質,故B錯誤;
C.在白色ZnS沉淀上滴加溶液,沉淀變黑,說明CuS比ZnS更難溶于水,故C正確;
D.相同溫度下,氯化銀在溶液中存在沉淀溶解平衡,氯化鈉溶液中氯離子抑制氯化銀溶解,AgCl在水中的溶解度大于在飽和NaCl溶液中的溶解度,故D錯誤;
答案選C。
2.一定溫度下,在氫氧化鋇的懸濁液中,存在氫氧化鋇固體與其電離的離子間的溶解平衡關系:Ba(OH)2(固體) Ba2++2OH-。向此種懸濁液中加入少量的氧化鋇粉末,下列敘述正確的是:
A.溶液中氫氧根離子濃度增大 B.溶液中鋇離子濃度減少
C.溶液中鋇離子數目減小 D.pH減小
【答案】C
【解析】A.反應后仍為飽和溶液,溶液中氫氧根離子濃度不變,故A錯誤;
B.反應后仍為飽和溶液,溶液中鋇離子濃度不變,故B錯誤;
C.加入氧化鋇粉末,消耗水,由于原溶液已達到飽和,則平衡向逆反應方向移動,溶液中Ba2+數目減少,故C正確;
D.反應后仍為飽和溶液,溶液中氫氧根離子濃度不變,則氫離子濃度也不變,pH不變,故D錯誤;
故選:C。
3.下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是( )
A.BaSO4屬于難溶物,它在水中完全不能溶解
B.沉淀溶解達到平衡時,沉淀的速率和溶解的速率相等
C.沉淀溶解達到平衡時,溶液中溶質的離子濃度相等,且保持不變
D.沉淀溶解達到平衡時,如果再加入難溶性的該沉淀物,將促進溶解
【答案】B
【解析】A. BaSO4雖然是難溶物,但仍然有少部分BaSO4溶于水,故A錯誤;
B. 沉淀的速率和溶解的速率相等,沉淀溶解達到平衡,故B正確;
C. 沉淀溶解達到平衡時,溶液中溶質的離子濃度保持不變,但不一定相等,與難溶二者是否是1:1型有關、與溶解難溶物質的溶液中是否存在難溶物質的離子等有關,故C錯誤;
D. 沉淀溶解達到平衡時,如果再加入難溶的該沉淀物,由于固體的濃度為常數,故平衡不發生移動,故D錯誤;
正確答案是B。
4.下列有關沉淀溶解平衡的說法正確的是
A.平衡時沉淀生成和溶解的速率都等于零
B.難溶于水,溶液中不存在和
C.向沉淀溶解平衡體系中加入固體,的不變
D.升高溫度,的溶解度不變
【答案】C
【解析】A.平衡時AgBr沉淀生成和溶解的速率相都等且不等于零,沉淀溶解平衡屬于動態平衡,故A錯誤;
B.AgBr難溶于水,但溶液中仍存在和離子,其濃度很小,故B錯誤;
C.只與難溶電解質的性質和溫度有關,溫度不變,不變,故C正確;
D.溫度升高,AgBr的溶解度增大,故D錯誤;
故答案:C。
5.25℃時,在含有大量PbI2的飽和溶液中存在著平衡:PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq),加入KI溶液,下列說法正確的是
A.溶液中Pb2+和I-濃度都增大 B.溶度積常數Ksp增大
C.沉淀溶解平衡向左移動 D.溶液中Pb2+濃度增大
【答案】C
【解析】A.加入KI溶液,c(I-)增大,沉淀溶解平衡逆移,c(Pb2+)減小,故A錯誤;
B.溶度積常數Ksp只與溫度有關,故B錯誤;
C.加入KI溶液,c(I-)增大,沉淀溶解平衡左移,故C正確;
D.加入KI溶液,c(I-)增大,沉淀溶解平衡逆移,c(Pb2+)減小,故D錯誤;
答案:C
6.25℃時,5種銀鹽的溶度積常數()如表所示:
物質
溶度積常數()
下列說法正確的是
A.氯化銀、溴化銀和碘化銀的溶解度依次增大
B.將硫酸銀溶解于水形成飽和溶液后,向其中加入少量硫化鈉溶液,不可能得到黑色沉淀
C.在的溶液中加入1滴(約20滴)的溶液(忽略溶液體積變化),不能觀察到白色沉淀
D.將足量淺黃色溴化銀固體浸泡在飽和氯化鈉溶液中,有少量白色固體生成
【答案】D
【解析】A.當難溶物組成類型相同時,可以利用Ksp直接比較難溶物的溶解度,Ksp值越小越難溶,所以氯化銀、溴化銀、碘化銀的溶解度依次減小,故A錯誤;
B.硫酸銀的Ksp遠大于硫化銀的Ksp,因此會有更難溶的黑色硫化銀生成,故B錯誤;
C.,,大于氯化銀的,故會有白色沉淀生成,故C錯誤;
D.足量溴化銀固體浸泡在氯化鈉的飽和溶液中,則溶液中氯離子與銀離子的濃度積大于氯化銀的溶度積,所以會有少量白色固體生成,故D正確;
故選D。
7.向濃度均為0.010mol/L的Na2CrO4、NaBr和NaCl的混合溶液中逐滴加入0.010mol/L的AgNO3溶液[已知Ksp(AgCl)=1.77×10-10mol2·L-2, Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12mol3·L-3, Ksp(AgBr)=5.35×10-13mol2·L-2,Ag2CrO4顯磚紅色]。下列敘述正確的是( )
A.原溶液中n(Na+)=0.040mol
B. Na2CrO4可用作AgNO3溶液滴定Cl-或Br-的指示劑
C.生成沉淀的先后順序是AgBr→Ag2CrO4→AgCl
D.出現 Ag2CrO4沉淀時,溶液中c(Cl-):c(Br-)=117:535
【答案】B
【解析】A.原溶液中c(Na+)=0.040mol/L,溶液體積未知,則n(Na+)未知,A錯誤;
B.向混合溶液中加入AgNO3溶液,析出AgCl沉淀時所需c(Ag+)==mol/L=1.77×10-8mol/L,析出AgBr沉淀時所需c(Ag+)==mol/L=5.35×10-11mol/L,析出Ag2CrO4沉淀時所需c(Ag+)==mol/L≈1.1×10-5mol/L,所需c(Ag+)越小,則越先生成沉淀,所以可用Na2CrO4作AgNO3溶液滴定Cl-或Br-的指示劑,B正確;
C.根據B選項分析,所需c(Ag+)越小,則越先生成沉淀,所以產生沉淀的先后順序為AgBr、AgCl、Ag2CrO4,C錯誤;
D.出現Ag2CrO4沉淀時,溶液中c(Cl-):c(Br-)= Ksp(AgCl): Ksp(AgBr)=1770:5.35,D錯誤;
故選B。
8.已知25℃時,飽和溶液中存在沉淀溶解平衡,,下列有關的溶度積和沉淀溶解平衡的敘述正確的是
A.25℃時,向的溶液中加入固體,增大
B.向該飽和溶液中加入固體,的溶度積增大
C.向該飽和溶液中加入固體,溶液中
D.向該飽和溶液中加入固體,溶液中減小
【答案】D
【解析】A.的溶度積,即BaSO4飽和溶液中,再加入BaSO4固體,不溶解,不變,故A錯誤;
B.溶度積只與難溶電解質的性質和溫度有關,故B錯誤;
C.加入Na2SO4固體,濃度增大,沉淀溶解平衡向左移動,減小,故C錯誤;
D.加入BaCl2固體,Ba2+濃度增大,沉淀溶解平衡向左移動,減小,故D正確。
綜上所述,答案為D。
9.已知飽和溶液中存在沉淀溶解平衡,下列有關該平衡體系的說法正確的是
①升高溫度,該沉淀溶解平衡逆向移動
②向溶液中加入少量粉末能增大濃度
③恒溫條件下,向溶液中加入,溶液的pH升高
④加熱溶液,溶液的pH升高
⑤向溶液中加入溶液,其中固體質量增加
⑥向溶液中加入少量固體,固體質量不變
A.①⑤ B.①④⑥ C.②③⑤ D.①②⑤⑥
【答案】A
【解析】①因為該沉淀溶解平衡為放熱過程,升高溫度,該沉淀溶解平衡逆向移動,故①正確;
②加入粉末,會與結合生成更難溶的,濃度減小,故②錯誤;
③恒溫條件下,不變,加入后,雖然與水反應生成,但溶液仍為的飽和溶液,和的濃度都不變,pH不變,故③錯誤;
④加熱溶液,該沉淀溶解平衡逆向移動,濃度減小,溶液的pH降低,故④錯誤;
⑤加入溶液,該沉淀溶解平衡正向移動,固體轉化為固體,固體質量增加,故⑤正確;
⑥加入固體,濃度增大,該沉淀溶解平衡逆向移動,固體質量增加,故⑥錯誤。
故答案:A。
10.向溶液中加入溶液時,有白色沉淀生成,然后向白色沉淀中滴加溶液,發現沉淀變為黑色,則下列說法不正確的是
A.白色沉淀為,黑色沉淀為
B.上述現象說明的小于的
C.利用該原理可實現一種沉淀轉化為另一種更難溶的沉淀
D.該過程破壞了的沉淀溶解平衡
【答案】B
【解析】A. 向溶液中加入溶液時,有白色沉淀生成,然后向白色沉淀中滴加溶液,發現沉淀變為黑色,故白色沉淀為,黑色沉淀為,A正確;
B. 沉淀的轉化規律是對于相同類型的物質,由大向更小的方向轉化,給上述現象說明的大于的,B錯誤;
C. 上述實驗中已經實現了轉化為,故利用該原理可實現一種沉淀轉化為另一種更難溶的沉淀,C正確;
D. 加入溶液后,發生反應,該過程破壞了的沉淀溶解平衡,D正確;
故答案為:B。
11.下列有關難溶電解質及其溶度積常數Ksp的說法正確的是( )
A.常溫下,向BaCO3飽和溶液中加入Na2CO3固體,BaCO3的Ksp減小
B.用稀鹽酸洗滌AgCl沉淀比用水洗滌損耗的AgCl少
C.Mg(OH)2可溶于鹽酸,不溶于NH4Cl溶液
D.溫度相同時,Ksp小的物質其溶解度一定比Ksp大的物質的溶解度小
【答案】B
【解析】A.溶度積常數與溫度有關系,與溶液類型以及濃度無關,向BaCO3飽和溶液中加入Na2CO3固體,BaCO3的Ksp不變,故A錯誤;
B.氯化銀在水中存在沉淀溶解平衡,用稀鹽酸洗滌AgCl沉淀,能使沉淀溶解平衡逆移,減少AgCl的溶解,所以用稀鹽酸洗滌AgCl沉淀比用水洗滌損耗AgCl少,故B正確;
C.Mg(OH)2電離出來的OH-與結合生成難電離的弱電解質NH3 H2O,從而使Mg(OH)2的溶解平衡正向移動,故Mg(OH)2能溶于NH4Cl溶液中,故C錯誤;
D.當難溶物類型不同時,不能直接根據溶度積數據大小判斷溶解度,則Ksp小的物質其溶解能力不一定比Ksp大的物質的溶解能力小,故D錯誤。
答案選B。
12.下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是( )
A.沉淀達到溶解平衡時,溶液中溶質離子濃度一定相等,且保持不變
B.升高溫度,沉淀溶解平衡一定向溶解方向移動
C.室溫下,AgCl在水中的溶解度大于在食鹽水中的溶解度
D.向Na2SO4溶液中加入過量的BaCl2溶液,則SO沉淀完全,溶液中只含Ba2+、Na+和Cl-,不含SO
【答案】C
【解析】A.沉淀達到溶解平衡時,溶液中溶質離子濃度保持不變,不一定相等,例如Ca(OH)2達到溶解平衡,鈣離子和氫氧根離子濃度不相等,故A錯誤;
B.有些物質升高溫度,溶解度減小,沉淀溶解平衡向逆反應方向移動,例如氫氧化鈣飽和溶液升高溫度,沉淀溶解平衡向逆反應反向移動,故B錯誤;
C.室溫下,食鹽水中含有大量的氯離子,根據同離子效應,氯化銀的電離平衡被破壞,平衡向左移動,溶液中銀離子濃度減小,降低了氯化銀的溶解度,故氯化銀在水中的溶解度大于在食鹽水中的溶解度,故C正確;
D.硫酸鋇達到沉淀溶解平衡為動態平衡,溶液中還含有硫酸根離子,故D錯誤;
故選C。
13.室溫時,在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。已知的溶度積(室溫),下列說法中不正確的是

A.的數值為 B.點時有生成
C.加入蒸餾水可使溶液由點變成點 D.點與點對應的溶度積相等
【答案】C
【分析】圖像為在水中的沉淀溶解平衡曲線,曲線上b點和d點為飽和狀態,a點不飽和,而c為過飽和狀態,據此分析。
【解析】A.在d點c()=1.410-4,因室溫時,CaCO3的溶度積 Ksp =2.810-9,所以 c(Ca2+)=210-5,故x的數值為210-5,故 A 正確;
B.在 c 點 c (Ca2 +)>210-5,即相當于增大鈣離子濃度,平衡左移,有CaCO3生成,B正確;
C.d 點為飽和溶液,加入蒸餾水后如仍為飽和溶液,則 c (Ca2 +)、c()都不變,如為不飽和溶液,則二者濃度都減小,故不可能使溶液由 d 點變成 a 點, C錯誤;
D. b 點與 d 點在相同的溫度下,溶度積相等,D正確;
故本題選C。
14.的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法不正確的是
A.若,沉淀溶解是吸熱的過程
B.在b點對應的溶解度大于c點
C.向c點對應的懸濁液中加入少量固體,溶液組成由c沿曲線向a方向移動
D.圖中四個點的:
【答案】C
【解析】A.b、d兩點的相等,b點c(Al3+)更大,所以b點溶度積更大,若,則升溫AlPO4溶度積變大,所以其沉淀溶解是吸熱的過程,故A正確;
B.b點的和c(Al3+)更大,所以b點對應的溶解度大于c點,故B正確;
C.向c點對應的懸濁液中加入少量AlPO4固體,仍為其飽和溶液,溶液組成不能由c沿曲線向a方向移動,故C錯誤;
D.圖中a、c、d三個點的溫度相同,其Ksp相同,但b點溶度積更大,所以四個點的:,故D正確;
故答案為:C。
15.下,、和的沉淀溶解平衡曲線如下圖所示。某實驗小組以為指示劑,用標準溶液分別滴定含水樣、含水樣。
已知:①為磚紅色沉淀;
②相同條件下溶解度大于;
③時,,。
(代表、或)
下列說法錯誤的是
A.曲線②為沉淀溶解平衡曲線
B.滴定過程中,當觀察到有穩定的磚紅色沉淀產生,即為終點
C.反應的平衡常數
D.的
【答案】D
【分析】由于AgCl和AgBr中陰、陽離子個數比均為1:1,即兩者圖象平行,所以①代表Ag2CrO4,由于相同條件下,AgCl溶解度大于AgBr,即Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),所以②代表AgCl,則③代表AgBr,根據①上的點(2.0,7.7),可求得Ksp(Ag2CrO4)=(10-2)2×10-7.7=10-11.7,根據②上的點(2.0,7.7),可求得Ksp(AgCl)=10-2×10-7.7=10-9.7,根據③上的點(6.1,6.1),可求得Ksp(AgBr)=10-6.1×10-6.1=10-12.2。
【解析】A.由分析得,曲線②為AgCl沉淀溶解平衡曲線,故A正確;
B.Ag2CrO4為磚紅色沉淀,滴定過程中,當觀察到有穩定的磚紅色沉淀產生,即為終點,故B正確;
C.反應Ag2CrO4+H+ 2Ag++的平衡常數K==10-5.2,故C正確;
D.由以上分析可知,AgBr的Ksp=10-12.2,故D錯誤;
故選D。
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第21講 難溶電解質的沉淀溶解平衡
1.了解難溶電解質的沉淀溶解平衡,能通過實驗證明難溶電解質沉淀溶解平衡的存在,進一步發展粒子觀、平衡觀。
2.理解外界因素對難溶電解質溶解平衡的影響。
3.了解溶度積和離子積的關系,學會由此判斷反應進行的方向。
4.了解沉淀的生成、溶解與轉化,能用化學平衡理論解釋沉淀的生成、溶解和轉化,會應用沉淀的生成、溶解與轉化。
5.學會從定量的角度分析沉淀的生成與轉化。
一、難溶電解質的沉淀溶解平衡
1.25 ℃時,溶解性與溶解度的關系
溶解性 易溶 可溶 微溶 難溶
溶解度 >10 g 1~10 g 0.01~1 g <0.01 g
2.難溶電解質的沉淀溶解平衡
(1)沉淀溶解平衡的建立
(2)沉淀溶解平衡的概念
在一定溫度下,當 和 的速率相等時,形成電解質的 溶液,達到平衡狀態,人們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡。
(3)沉淀溶解平衡方程式
以AgCl沉淀溶解平衡為例:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)。
【易錯警示】沉淀溶解平衡方程式中各物質要標明聚集狀態。
(4)沉淀溶解平衡的特征
3.難溶電解質沉淀溶解平衡的影響因素
(1)內因(決定因素):難溶電解質本身的性質。
(2)外因:溫度、濃度等條件的影響符合勒夏特列原理。
(3)實例分析
已知沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),請分析當改變下列條件時,對該沉淀溶解平衡的影響,填寫下表(濃度變化均指平衡后和原平衡比較):
條件改變 移動方向 c(Mg2+) c(OH-)
加少量水
升溫
加MgCl2(s)
加鹽酸
加NaOH(s)
【易錯警示】大多數電解質溶解度隨溫度的升高而增大,但也有例外,如Ca(OH)2,溫度越高,溶解度越小。二、溶度積常數
1.概念
難溶電解質的沉淀溶解平衡也存在 ,稱為 ,簡稱溶度積,符號為Ksp。
2.表達式
AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)
Ksp= 。
如:Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)
Ksp= 。
3.影響因素
溶度積Ksp只與 的性質和 有關。
【易錯警示】一般溫度升高,Ksp增大,但Ca(OH)2 相反。
4.Ksp的意義
反映了難溶電解質在水中的溶解能力。
5.應用
定量判斷給定條件下有無沉淀生成。
離子積(Q):對于AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)任意時刻Q=cm(An+)·cn(Bm-)。
(1)Q>Ksp,溶液過飽和,有 析出,直至溶液 ,達到新的平衡。
(2)Q=Ksp,溶液飽和,沉淀與溶解處于 。
(3)Q【歸納總結】1Ksp只與難溶電解質本身的性質和溫度有關,而與沉淀的量和溶液中的離子濃度無關。
2對于同類型物質如AgCl、AgBr、AgI等,可直接用溶度積比較難溶電解質的溶解能力,Ksp越大,難溶電解質在水中的溶解能力越強。
3對于不同類型的物質,Ksp不能直接作為比較依據,而應通過計算將Ksp轉化為飽和溶液中溶質的物質的量濃度確定溶解能力的強弱。
三、沉淀的生成和溶解
1.沉淀的生成
(1)沉淀生成的應用
在無機物的制備和提純、廢水處理等領域,常利用生成沉淀來達到 或 某些離子的目的。
(2)沉淀的方法
①調節pH法:如工業原料氯化銨中含雜質氯化鐵,使其溶解于水,再加入氨水調節pH,使Q[Fe(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]可使Fe3+轉變為 沉淀而除去。反應如下: 。
②加沉淀劑法:如以Na2S、H2S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,即離子積 時,生成沉淀,也是分離、除去雜質常用的方法。
a.通入H2S除去Cu2+的離子方程式: 。
b.加入Na2S除去Hg2+的離子方程式: 。
2.沉淀的溶解
(1)沉淀溶解的原理
根據平衡移動原理,對于在水中難溶的電解質,如果能設法不斷地移去平衡體系中的 ,Q(2)實驗探究:Mg(OH)2沉淀溶解
(3)沉淀溶解的方法
①酸溶解法:用強酸溶解的難溶電解質有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。
如CaCO3難溶于水,卻易溶于鹽酸,原因是:CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡為CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO(aq),當加入鹽酸后發生反應:CO+2H+===H2O+CO2↑,c(CO) ,溶液中CO與Ca2+的離子積Q(CaCO3)<Ksp(CaCO3),沉淀溶解平衡向 的方向移動。
②鹽溶液溶解法:Mg(OH)2難溶于水,能溶于鹽酸、NH4Cl溶液中。溶于NH4Cl溶液反應的離子方程式為 。
四、沉淀的轉化
1.沉淀轉化的過程探究
(1)實驗探究AgCl、AgI、Ag2S的轉化
實驗操作
實驗現象 有白色沉淀析出 白色沉淀轉化為黃色沉淀 黃色沉淀轉化為黑色沉淀
化學方程式 NaCl+AgNO3=== AgCl+KI 2AgI+Na2S
實驗結論:AgCl沉淀轉化為AgI沉淀,AgI沉淀又轉化為Ag2S沉淀,說明溶解度由小到大的順序為 。
理論分析:
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) Ksp=1.8×10-10
AgI(s)Ag+(aq)+I-(aq) Ksp=8.5×10-17
由Ksp值可看出AgI的溶解度遠比AgCl的溶解度小。
當向AgCl沉淀中滴加KI溶液時,Q(AgI)>Ksp(AgI)導致AgCl溶解、AgI生成,反應的離子方程式可表示為:I-(aq)+AgCl(s)AgI(s)+Cl-(aq),
K===≈2.1×106>1×105。
反應向正反應方向進行完全,即AgCl沉淀可轉化為AgI沉淀。
(2)實驗探究Mg(OH)2與Fe(OH)3的轉化
實驗操作
實驗現象 產生白色沉淀 白色沉淀轉化為紅褐色沉淀
化學方程式 MgCl2+2NaOH=== 3Mg(OH)2+2FeCl3?
實驗結論:Mg(OH)2沉淀轉化為Fe(OH)3沉淀,說明溶解度: 。
2.沉淀轉化的實質與條件
(1)實質:沉淀的轉化是指由一種難溶物轉化為另一種難溶物的過程,其實質是沉淀溶解平衡的移動。
(2)條件:兩種沉淀的溶解度不同。一般溶解度小的沉淀轉化為溶解度 的沉淀容易實現,兩者的溶解度差別 ,轉化越 。
注意 可以反向轉化。
3.沉淀轉化的應用
(1)鍋爐除水垢(含有CaSO4)
CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2+(aq),反應的化學方程式為CaSO4+Na2CO3===CaCO3+Na2SO4,CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
(2)自然界中礦物的轉化
原生銅的硫化物CuSO4溶液銅藍(CuS),反應的化學方程式為CuSO4+ZnS===CuS+ZnSO4,CuSO4+PbSCuS+PbSO4。
(3)工業廢水處理
工業廢水處理過程中,重金屬離子可利用沉淀轉化原理用FeS等難溶物轉化為HgS、Ag2S、PbS等沉淀。
用FeS除去Hg2+的離子方程式:FeS(s)+Hg2+(aq)HgS(s)+Fe2+(aq)。
(4)水垢的形成
硬水煮沸形成的水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2,形成的原因(用化學方程式表示):
Mg(HCO3)2MgCO3↓+H2O+CO2↑,
Ca(HCO3)2CaCO3↓+H2O+CO2↑,
MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑。
說明Mg(OH)2比MgCO3難溶。
五、難溶電解質沉淀溶解平衡圖像分析
1.曲線型圖像
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Q=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Q>Ksp。
(3)曲線下方區域的點均為不飽和溶液,此時Q<Ksp 。
2.對數型圖像
解題時要理解pH、pOH、pC的含義,以及圖像橫坐標、縱坐標代表的含義,通過曲線的變化趨勢,找到圖像與已學化學知識間的聯系。
(1)pH(或pOH)—pC圖
橫坐標:將溶液中c(H+)取負對數,即pH=-lg c(H+),反映到圖像中是c(H+)越大,則pH越小,pOH則相反。
縱坐標:將溶液中某一微粒濃度[如c(A)]或某些微粒濃度的比值取負對數,即pC=-lg c(A),反映到圖像中是c(A-)越大,則pC越小。
例如:常溫下,幾種難溶氫氧化物的飽和溶液中金屬離子濃度的負對數與溶液的pH關系如圖所示。
①直線上的任意一點都達到溶解平衡,②由圖像可得Fe3+、Al3+、Fe2+、Mg2+完全沉淀的pH分別為4、4.8、8.3、11.2。
(2)pC—pC圖
縱橫坐標均為一定溫度下,溶解平衡粒子濃度的負對數。
例如:已知p(Ba2+)=-lg c(Ba2+),p(酸根離子)=-lgc(酸根離子),酸根離子為SO或CO。某溫度下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解關系如圖所示,
①直線上的任意一點都達到溶解平衡,②p(Ba2+)=a時,即c(Ba2+)=10-a mol·L-1時,p(SO)>p(CO),從而可知Ksp(BaSO4)3.沉淀溶解平衡滴定曲線
沉淀溶解平衡滴定曲線,一般橫坐標為滴加溶液的體積;縱坐標為隨溶液體積增加,相應離子濃度的變化。突躍點表示恰好完全反應,曲線上的點都處于沉淀溶解平衡狀態。利用突躍點對應的數據可計算對應沉淀的Ksp。
已知:pAg=-lgc(Ag+),Ksp(AgCl)=1.8×10-10,如圖是向10 mL AgNO3溶液中逐滴加入
0.1 mol·L-1的NaCl溶液時,溶液的pAg隨著加入NaCl溶液的體積(單位:mL)變化的圖像。[提示:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)]
①由于:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),b線為AgNO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaCl溶液時,溶液的pAg隨著加入NaCl溶液的體積(單位:mL)變化的圖像。a線則為相同實驗條件下,把0.1 mol·L-1的NaCl換成0.1 mol·L-1 NaI的滴定圖像。
②同理滴加NaI滴定終點的pAg值大于6。
考點01 外界條件對沉淀溶解平衡的影響
【例1】有關AgCl沉淀的溶解平衡說法正確的是( )
A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不斷進行,但速率相等
B.AgCl難溶于水,溶液中沒有Ag+和Cl-
C.升高溫度,AgCl沉淀的溶解度不變
D.向AgCl沉淀中加入NaCl固體,AgCl的沉淀溶解平衡不移動
【變式1-1】下列有關沉淀溶解平衡的說法正確的是( )
A.Ksp(AB2)小于Ksp(CD),則AB2的溶解度小于CD的溶解度
B.在氯化銀的沉淀溶解平衡體系中,加入蒸餾水,氯化銀的溶解度和Ksp均增大
C.在氯化銀沉淀溶解平衡體系中,加入碘化鈉固體,氯化銀沉淀可轉化為碘化銀沉淀
D.在碳酸鈣的沉淀溶解平衡體系中,加入稀鹽酸,溶解平衡不移動
【變式1-2】欲使沉淀溶解平衡向右移動,可采用的方法是
A.增大溶液的pH B.加入固體
C.加入固體 D.加入適量無水乙醇
考點02 溶度積及應用
【例2】下列說法正確的是
A.溶度積就是溶解平衡時難溶電解質在溶液中的各離子濃度的乘積
B.溶度積常數是不受任何條件影響的常數,簡稱溶度積
C.可用離子積Qc與溶度積Ksp的比較來判斷沉淀溶解平衡進行的方向
D.所有物質的溶度積都是隨溫度的升高而增大的
【變式2-1】常溫下三種難溶電解質的溶度積如表所示:則表中難溶鹽的飽和溶液中,Ag+的物質的量濃度大小順序正確的是
物質名稱 氯化銀 碘化銀 溴化銀
溶度積 1.8×10﹣10 1.5×10﹣16 7.7×10﹣13
A.AgCl>AgI>AgBr B.AgBr>AgI>AgCl
C.AgBr>AgCl>AgI D.AgCl>AgBr>AgI
【變式2-2】常溫下,Ksp(ZnS)=1. 6×10-24 ,Ksp(FeS)=6.4×10-18,其中FeS為黑色晶體,ZnS是一種白色顏料的組成成分。下列說法不正確的是
A.向FeS懸濁液中通入少量HCl,Ksp(FeS)不變
B.向物質的量濃度相等的FeCl2和ZnCl2混合液中滴加Na2S溶液,先產生白色沉淀
C.在ZnS的飽和溶液中,加入FeCl2溶液,可能產生FeS沉淀
D.常溫下,反應FeS(s)+ Zn2+ (aq) ZnS(s)+Fe2+ (aq)的平衡常數K=4.0×10-6
考點03 沉淀的生成與轉化
【例3】已知常溫時Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.0×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12。下列說法中正確的是
A.由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),所以AgI可以轉化為AgCl
B.向Ag2CrO4溶液中加入固體K2CrO4,溶解平衡逆向移動,所以Ag2CrO4的Ksp減小
C.由于Ksp(Ag2CrO4)D.常溫下,AgCl飽和溶液中加入NaI,若要使溶液中開始轉化為AgI,則NaI的濃度必不低于0.75×10-11 mol·L-1
【變式3-1】已知:25℃時,PbS、CuS、HgS的溶度積分別為8.0×10-28、6.3×10-36、1.6×10-52。下列說法正確的是( )
A.可溶性硫化物可作處理含題述金屬離子的沉淀劑
B.在硫化銅懸濁液中滴加幾滴Pb(NO3)2溶液,會生成PbS沉淀
C.在含Pb2+、Cu2+、Hg2+的溶液中滴加Na2S溶液,當溶液中c(S2-)=0.001mol L-1時,三種金屬離子不能都完全沉淀
D.向含Pb2+、Cu2+、Hg2+均為0.010mol L-1的溶液中通入H2S氣體,產生沉淀的順序依次為PbS、CuS、HgS
【變式3-2】25℃時有關物質的顏色和溶度積(Ksp)如下表:
物質 AgCl AgBr AgI Ag2S
顏色 白 淡黃 黃 黑
Ksp 1.8×10-10 5.4×10-13 8.5×10-17 1.8×10-50
下列敘述中不正確的是
A.在5mL1.8×10-6mol·L-1NaCl溶液中,加入1滴(20滴約為1mL)1×10-3mol·L-1AgNO3溶液,有AgCl沉淀生成
B.向AgCl的白色懸濁液中加入0.1mol·L-1Na2S溶液,有黑色沉淀產生
C.25℃,AgCl固體在等物質的量濃度NaCl、CaCl2溶液中的溶解度不相同
D.AgCl(s)+Br-(aq) AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常數約為333
考點04 沉淀溶解平衡圖像分析
【例4】25℃時,M(OH)2在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是
A.25℃時,M(OH)2的溶度積常數Ksp為1x10-8
B.向飽和M(OH)2溶液中加入NaOH固體不能使溶液由Z點變為X點
C.25℃時,M(OH)2在水中的溶度積和溶解度比其在KOH溶液中的大
D.升高溫度,可使溶液由Y點變為X點
【變式4-1】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.t℃時,Ag2CrO4的Ksp=1×10﹣8 B.d點有Ag2CrO4沉淀生成
C.a點對應的Ksp等于b點對應的Ksp D.加入AgNO3可使溶液由b點變成c點
【變式4-2】t℃時,已知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.t℃時,的
B.圖中a、c兩點對應的溶液都是飽和溶液,b、d兩點對應的溶液都是不飽和溶液
C.向c點的溶液中加入少量NaI固體,有固體析出
D.c點的溶液恒溫蒸發部分水,可變到a點
1.下列說法中,正確的是
A.難溶電解質達到沉淀溶解平衡時,保持溫度不變增加難溶電解質的量,平衡向溶解方向移動
B.難溶電解質都是弱電解質
C.在白色ZnS沉淀上滴加溶液,沉淀變黑,說明CuS比ZnS更難溶于水
D.AgCl在水中的溶解度與在飽和NaCl溶液中的溶解度相同
2.一定溫度下,在氫氧化鋇的懸濁液中,存在氫氧化鋇固體與其電離的離子間的溶解平衡關系:Ba(OH)2(固體) Ba2++2OH-。向此種懸濁液中加入少量的氧化鋇粉末,下列敘述正確的是:
A.溶液中氫氧根離子濃度增大 B.溶液中鋇離子濃度減少
C.溶液中鋇離子數目減小 D.pH減小
3.下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是( )
A.BaSO4屬于難溶物,它在水中完全不能溶解
B.沉淀溶解達到平衡時,沉淀的速率和溶解的速率相等
C.沉淀溶解達到平衡時,溶液中溶質的離子濃度相等,且保持不變
D.沉淀溶解達到平衡時,如果再加入難溶性的該沉淀物,將促進溶解
4.下列有關沉淀溶解平衡的說法正確的是
A.平衡時沉淀生成和溶解的速率都等于零
B.難溶于水,溶液中不存在和
C.向沉淀溶解平衡體系中加入固體,的不變
D.升高溫度,的溶解度不變
5.25℃時,在含有大量PbI2的飽和溶液中存在著平衡:PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq),加入KI溶液,下列說法正確的是
A.溶液中Pb2+和I-濃度都增大 B.溶度積常數Ksp增大
C.沉淀溶解平衡向左移動 D.溶液中Pb2+濃度增大
6.25℃時,5種銀鹽的溶度積常數()如表所示:
物質
溶度積常數()
下列說法正確的是
A.氯化銀、溴化銀和碘化銀的溶解度依次增大
B.將硫酸銀溶解于水形成飽和溶液后,向其中加入少量硫化鈉溶液,不可能得到黑色沉淀
C.在的溶液中加入1滴(約20滴)的溶液(忽略溶液體積變化),不能觀察到白色沉淀
D.將足量淺黃色溴化銀固體浸泡在飽和氯化鈉溶液中,有少量白色固體生成
7.向濃度均為0.010mol/L的Na2CrO4、NaBr和NaCl的混合溶液中逐滴加入0.010mol/L的AgNO3溶液[已知Ksp(AgCl)=1.77×10-10mol2·L-2, Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12mol3·L-3, Ksp(AgBr)=5.35×10-13mol2·L-2,Ag2CrO4顯磚紅色]。下列敘述正確的是( )
A.原溶液中n(Na+)=0.040mol
B. Na2CrO4可用作AgNO3溶液滴定Cl-或Br-的指示劑
C.生成沉淀的先后順序是AgBr→Ag2CrO4→AgCl
D.出現 Ag2CrO4沉淀時,溶液中c(Cl-):c(Br-)=117:535
8.已知25℃時,飽和溶液中存在沉淀溶解平衡,,下列有關的溶度積和沉淀溶解平衡的敘述正確的是
A.25℃時,向的溶液中加入固體,增大
B.向該飽和溶液中加入固體,的溶度積增大
C.向該飽和溶液中加入固體,溶液中
D.向該飽和溶液中加入固體,溶液中減小
9.已知飽和溶液中存在沉淀溶解平衡,下列有關該平衡體系的說法正確的是
①升高溫度,該沉淀溶解平衡逆向移動
②向溶液中加入少量粉末能增大濃度
③恒溫條件下,向溶液中加入,溶液的pH升高
④加熱溶液,溶液的pH升高
⑤向溶液中加入溶液,其中固體質量增加
⑥向溶液中加入少量固體,固體質量不變
A.①⑤ B.①④⑥ C.②③⑤ D.①②⑤⑥
10.向溶液中加入溶液時,有白色沉淀生成,然后向白色沉淀中滴加溶液,發現沉淀變為黑色,則下列說法不正確的是
A.白色沉淀為,黑色沉淀為
B.上述現象說明的小于的
C.利用該原理可實現一種沉淀轉化為另一種更難溶的沉淀
D.該過程破壞了的沉淀溶解平衡
11.下列有關難溶電解質及其溶度積常數Ksp的說法正確的是( )
A.常溫下,向BaCO3飽和溶液中加入Na2CO3固體,BaCO3的Ksp減小
B.用稀鹽酸洗滌AgCl沉淀比用水洗滌損耗的AgCl少
C.Mg(OH)2可溶于鹽酸,不溶于NH4Cl溶液
D.溫度相同時,Ksp小的物質其溶解度一定比Ksp大的物質的溶解度小
12.下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是( )
A.沉淀達到溶解平衡時,溶液中溶質離子濃度一定相等,且保持不變
B.升高溫度,沉淀溶解平衡一定向溶解方向移動
C.室溫下,AgCl在水中的溶解度大于在食鹽水中的溶解度
D.向Na2SO4溶液中加入過量的BaCl2溶液,則SO沉淀完全,溶液中只含Ba2+、Na+和Cl-,不含SO
13.室溫時,在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。已知的溶度積(室溫),下列說法中不正確的是

A.的數值為 B.點時有生成
C.加入蒸餾水可使溶液由點變成點 D.點與點對應的溶度積相等
14.的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法不正確的是
A.若,沉淀溶解是吸熱的過程
B.在b點對應的溶解度大于c點
C.向c點對應的懸濁液中加入少量固體,溶液組成由c沿曲線向a方向移動
D.圖中四個點的:
15.下,、和的沉淀溶解平衡曲線如下圖所示。某實驗小組以為指示劑,用標準溶液分別滴定含水樣、含水樣。
已知:①為磚紅色沉淀;
②相同條件下溶解度大于;
③時,,。
(代表、或)
下列說法錯誤的是
A.曲線②為沉淀溶解平衡曲線
B.滴定過程中,當觀察到有穩定的磚紅色沉淀產生,即為終點
C.反應的平衡常數
D.的
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