高三化学一轮复习精品学案5：难溶电解质的溶解平衡

高三化学一轮复习

1 第29讲 难溶电解质的溶解平衡

『考纲要求』

1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。

2.理解溶度积(Ksp)的含义，能进行相关的计算。

『知识梳理』

1．沉淀溶解平衡

(1)概念

在下，当难溶电解质溶于水形成时，速率和速率相等的状态。

(2)溶解平衡的建立

(3)特点

(4)表示

AgCl在水溶液中的电离方程式为AgCl===Ag＋＋Cl－。

AgCl的溶解平衡方程式为AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。

2．沉淀溶解平衡的影响因素

3．溶度积常数

(1)溶度积和离子积

以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例： 高三化学一轮复习

2

(2)影响Ksp的因素

①内因：难溶物质，直接决定Ksp的大小。

②外因：Ksp只受影响，与其他外界条件无关。绝大多数难溶电解质的溶解是过程，升高温度，平衡向方向移动，Ksp。

『基础自测』

正误判断，正确的画“√”，错误的画“×”。

(1)沉淀达到溶解平衡状态，溶液中各离子浓度一定相等。( )

(2)某物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水。( )

(3)因溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化，故ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀。( )

(4)25℃时Cu(OH)2在水中的溶解度大于其在Cu(NO3)2溶液中的溶解度。( )

(5)在一定条件下，溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀。( )

(6)常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小。( )

(7)溶度积常数Ksp只受温度的影响，温度升高Ksp增大。( )

(8)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变。( )

(9)Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，则AB2的溶解度小于CD的溶解度。( )

『典题精讲』

考点1 沉淀溶解平衡

典例1 (2017·甘谷模拟)下列有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中，正确的是( )

A．升高温度，AgCl的溶解度减小

B．在任何含AgCl固体的水溶液中，c(Ag＋)＝c(Cl－)且二者乘积是一个常数

C．AgCl沉淀生成和溶解不断进行，但速率相等

D．向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体，AgCl溶解的质量不变 高三化学一轮复习

3 名师精讲

沉淀溶解平衡的几点说明

(1)沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡的移动也同样遵循勒夏特列原理。

(2)沉淀溶解达到平衡时，再加入该难溶物对平衡无影响。

(3)用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol·l－1时，沉淀已经完全。

『对点精炼』

1．已知Ca(OH)2溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)(ΔH<0)，下列有关该平衡体系的说法正确的是( )

①升高温度，平衡逆向移动

②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度

③除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子，可以向溶液中加入适量的NaOH溶液

④恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高

⑤给溶液加热，溶液的pH升高

⑥向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加

⑦向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变

A．①⑥ B．①⑥⑦

C．②③④⑥ D．①②⑥⑦

2．为研究沉淀的生成及其转化，某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是( )

A．①浊液中存在平衡：AgSCN(s)Ag＋(aq)＋SCN－(aq)

B．②中颜色变化说明上层清液中含有SCN－

C．③中颜色变化说明有AgI生成

D．该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶

考点2 Ksp的计算

典例2 (2016·全国卷Ⅰ)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl－，利用Ag＋与CrO2－4生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl－恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10－5mol·L－1)时，溶液中c(Ag＋)为________mol·L－1，此时溶液中c(CrO2－4)等于________mol·L－1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10－12和2.0×10－10)。 高三化学一轮复习

4 名师精讲

溶度积Ksp的计算

(1)已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度，如Ksp＝a的饱和AgCl溶液中c(Ag＋)＝a mol·L－1。

(2)已知溶度积及溶液中某离子的浓度，求溶液中另一种离子的浓度，如某温度下AgCl的Ksp＝a，在含0.1 mol·L－1 Cl－的NaCl溶液中c(Ag＋)＝10a mol·L－1。

(3)计算反应的平衡常数，如对于反应Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)，Ksp(MnS)＝c(Mn2＋)·c(S2－)，Ksp(CuS)＝c(Cu2＋)·c(S2－)，而平衡常数K＝cMn2＋cCu2＋＝KspMnSKspCuS。

『对点精炼』

3．下列说法正确的是( )

A．向Cl－、CrO2－4浓度均为0.010 mol·L－1的溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1 AgNO3溶液，先有Ag2CrO4沉淀生成[Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝9×10－11]

B．一般认为沉淀离子浓度小于1.0×10－5 mol·L－1时沉淀就达完全

C．用饱和Na2CO3溶液可以将BaSO4转化为BaCO3，说明Ksp(BaCO3)＜Ksp(BaSO4)

D．向含AgCl沉淀的悬浊液中加入NaCl饱和溶液，AgCl的溶解度和溶度积常数都变小

4．根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题：

(1)已知25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12；酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下：

pH <8.0 8.0～9.6 >9.6

颜色 黄色 绿色 蓝色

25 ℃时，在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为________。

(2)25 ℃向50 mL 0.018 mol·L－1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L－1的盐酸，生成沉淀。已知该温度下，AgCl的Ksp＝1.8×10－10，忽略溶液的体积变化，请计算：

①完全沉淀后，溶液中c(Ag＋)＝________。

②完全沉淀后，溶液的pH＝________。

③如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L－1的盐酸，是否有白色沉淀生成？________(填“是”或“否”)。

(3)在某温度下，Ksp(FeS)＝6.25×10－18，FeS饱和溶液中c(H＋)与c(S2－)之间存在关系：c2(H＋)·c(S2－)＝1.0×10－22，为了使溶液里c(Fe2＋)达到1 mol·L－1，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的c(H＋)约为______________。

考点3 沉淀溶解平衡的应用

典例3 在t℃时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t℃时AgCl的Ksp＝4×10－10，下列说法不正确的是( ) 高三化学一轮复习

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A．在t℃时，AgBr的Ksp为4.9×10－13

B．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点变到b点

C．图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液

D．在t℃时，AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)的平衡常数K≈816

典例4 (2015·全国卷Ⅱ)已知：

化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3

Ksp近似值 10－17 10－17 10－39

用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是：加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为________，加碱调节至pH为________时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为______时，锌开始沉淀(假定Zn2＋浓度为0.1 mol·L－1)。若上述过程不加H2O2后果是______________________，原因是________________________________。

名师精讲

1．沉淀溶解平衡的应用

(1)沉淀的生成

①调节pH法

如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH，使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀而除去。离子方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O。

②沉淀剂法

如用H2S沉淀Hg2＋的离子方程式为Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋。

(2)沉淀的溶解

①酸溶解法：如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。 ②盐溶解法：如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2＋2NH＋4===Mg2＋＋2NH3·H2O。

③配位溶解法：如Cu(OH)2溶于NH3·H2O溶液，离子方程式为Cu(OH)2＋4NH3·H2O===

[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。

(3)沉淀的转化

①一般说来，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。 高三化学一轮复习

6 如：AgNO3――→NaClAgCl――→KIAgI――→Na2SAg2S。

②沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。

2．解沉淀溶解平衡图像题三步骤

第一步：明确图像中纵、横坐标的含义

纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。

第二步：理解图像中线上点、线外点的含义

(1)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Qc＝Ksp。在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度只能在曲线上变化，不会出现在曲线以外。

(2)曲线右上方区域的点均为过饱和溶液，此时Qc＞Ksp。

(3)曲线左下方区域的点均为不饱和溶液，此时Qc＜Ksp。

第三步：抓住Ksp的特点，结合选项分析判断

(1)溶液在蒸发时，离子浓度的变化分两种情况：

①原溶液不饱和时，离子浓度都增大；

②原溶液饱和时，离子浓度都不变。

(2)溶度积常数只是温度的函数，与溶液中溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点，溶度积常数相同。

『对点精炼』

5．下图是碳酸钙(CaCO3)在25 ℃和100 ℃两种情况下，在水中的溶解平衡曲线。下列有关说法正确的是( )

A．CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO2－3(aq) ΔH＜0

B．a、b、c、d四点对应的溶度积Ksp相等

C．温度不变，挥发水分，可使溶液由a点变到c点