2016年高考化学大一轮总复习专题七第四单元难溶电解质解读
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高考化学第一轮复习电解质知识点电解质是溶于水溶液中或在熔融形状下就可以导电(自身电离成阳离子与阴离子)的化合物,下面是电解质知识点,希望对考生温习有协助。
高中化学电解质知识点:酸、碱、盐是电解质(1)电解质与非电解质在水溶液或熔化形状下能导电的化合物称为电解质;在水溶液和熔化形状下都不能导电的化合物称为非电解质。
说明:①电解质和非电解质都是化合物,单质既不属于电解质,也不属于非电解质。
②电离是电解质溶液导电的前提。
③能导电的物质不一定是电解质,如石墨等;电解质自身不一定能导电,如食盐晶体。
④有些化合物的水溶液能导电,但由于这些化合物在水中或熔化形状下自身不能电离,故也不是电解质.如SO2、SO3、NH3、CO2等,它们的水溶液都能导电,是由于跟水反响生成了电解质,它们自身都不是电解质。
⑤电解质溶液中,阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数是相等的,故显电中性,称电荷守恒。
高中化学电解质知识点:酸式盐的电离①强酸的酸式盐在熔化和溶解条件下的电离方程式不同熔化:NaHSO4 === Na+ + HSO4—溶解:NaHSO4 === Na+ + H+ + SO42—②弱酸的酸式盐受热易分解,普通没有熔化形状,在溶解中电离时强中有弱溶液中:NaHCO3 === Na+ + HCO3—HCO3—H+ + CO32—Al3+ + 3OH—H+ + HCO3—HCO3—H+ + HSO3—HSO3—H+ + H2PO4—H2PO42— H+ + CO32— H+ + SO32— H+ +HPO42— HPO42—高中化学电解质知识点:酸、碱、盐的电离(1)电离的概念:物质溶解于水或熔化时,离解成自在移动的离子的进程称为电离。
留意:电离的条件是在水的作用下或受热熔化,绝不能以为是通电。
(2)酸、碱、盐+电离时生成的阳离子全部是H的化合物称为酸;-电离时生成的阴离子全部是OH的化合物称为碱;电离时生成的阳离子是金属阳离子(或NH4+离子)、阴离子全部是酸根离子的化合物称为盐。
42-《难溶电解质的溶解平衡》【知识梳理】一、沉淀溶解平衡与溶度积1. 沉淀溶解平衡:(1)定义:一定温度下,难溶电解质AmBn(s)难溶于水,但在水溶液中仍有部分A n+和B m-离开固体表面溶解进入溶液,同时进入溶液中的A n+和B m-又会在固体表面沉淀下来,当这两个过程速率相等时,A n+和B m-的沉淀与AmBn 固体的溶解达到平衡状态,称之为达到沉淀溶解平衡状态。
AmBn 固体在水中的沉淀溶解平衡可表示为:AmBn(s) mA n+(aq)+nB m-(aq)(2)特征:难溶电解质在水中建立起来的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡等一样,合乎平衡的基本特征,满足平衡的变化基本规律。
①逆:可逆过程;②等:沉积和溶解速率相等;③动:动态平衡;④定:离子浓度一定(不变);⑤变:改变温度、浓度等条件,沉淀溶解平衡会发生移动直到建立一个新的沉淀溶解平衡。
2.溶度积常数Ksp(或溶度积):难溶固体在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时,离子浓度保持不变(或一定),各离子浓度幂的乘积是一个常数,这个常数称之为溶度积常数简称为溶度积,用符号Ksp 表示。
即:AmBn(s) mA n+(aq)+nB m-(aq) Ksp =[A n+]m·[B m-]n如:常温下沉淀溶解平衡:Ag+(aq)+Cl-(aq),Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-] =1.8×10-10;常温下沉淀溶解平衡:Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO4 (aq),Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO2- ] =1.1×10-12。
3.溶度积K SP 的性质(1)溶度积K SP的大小和平衡常数一样,它与难溶电解质的性质和温度有关,与浓度无关,离子浓度的改变可使溶解平衡发生移动,而不能改变溶度积K SP的大小。
(2)溶度积K SP 反映了难溶电解质在水中的溶解能力的大小。
相同类型的难溶电解质的Ksp 越小,溶解度越小,越难溶于水;反之Ksp 越大,溶解度越大。
第四单元难溶电解质的沉淀溶解平衡一、选择题1.Cu(OH)2在水溶液中存在着如下沉淀溶解平衡:Cu(OH)2(s) Cu2+(aq)+2OH-(aq),在常温下K sp=2×10-20。
在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,需要向0.02 mol·L-1的CuSO4溶液中加入碱溶液来调整溶液的pH,使溶液的pH大于( )。
A.2 B.3C.4 D.5解析由K sp=c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20,若要使0.02 mol·L-1的Cu2+沉淀,则需c(OH-)>1×10-9,再根据水的离子积常数得,c(H+)=1×10-14/c(OH-)<1×10-5mol·L -1,则pH>5。
答案 D2.将氨水滴加到盛有AgCl的试管中,至AgCl完全溶解。
对上述过程,下列叙述或解释中正确的是( )A.所得溶液中c(Ag+)·c(Cl-)>K sp(AgCl)B.上述实验说明Cl-与NH+4间有很强的结合力C.所得溶液中形成了难电离的物质D.上述过程中NH3·H2O的电离常数增大解析若溶液中c(Ag+)·c(Cl-)>K sp(AgCl),则沉淀不溶解;NH4Cl属于强电解质,易电离;NH3·H2O的电离常数只与温度有关。
答案 C3.常温下,Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数依次为:K sp(Ag2SO4)=7.7×10-5mol3·L-3、K sp(AgCl)=1.8×10-10mol2·L-2、K sp(AgI)=8.3×10-17 mol2·L-2。
下列有关说法中,错误的是( )A.常温下,Ag2SO4、AgCl、AgI在水中溶解能力依次减小B.在AgCl饱和溶液中加入NaI固体,有AgI沉淀生成C.Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数之比等于它们饱和溶液的物质的量浓度之比D.在Ag2SO4饱和溶液中加入Na2SO4固体有Ag2SO4沉淀析出解析因为Ag2SO4、AgCl、AgI的化学式不类似,故需要根据其溶度积常数计算出c(Ag +),不难判断A、B正确,C项错误。
答案 C4.电离常数(K a或K b)、溶度积常数(K sp)是判断物质性质的重要常数,下列关于这些常数的计算或运用正确的是( )。
A.某亚硫酸溶液pH=4.3,若忽略二级电离,则其一级电离常数K1=1.0×10-8.60B.K a(HCN)<K a(CH3COOH),说明同浓度时氢氰酸的酸性比醋酸强C .K sp (AgI)<K sp (AgCl),向AgCl 悬浊液中加入KI 溶液会出现黄色沉淀D .K sp (AgCl)<K sp (AgOH),说明AgOH 和AgCl 均不溶于稀硝酸解析 A 项缺少亚硫酸的浓度,无法计算其一级电离常数;B 项说明醋酸比氢氰酸易电离,醋酸的酸性强;C 项由K sp (AgI)<K sp (AgCl),可知AgI 的溶解性更小,根据沉淀转化的本质AgCl 会转化为溶解性更小的AgI ;D 项数据只能说明AgOH 和AgCl 在水中的溶解性大小,而AgOH 易溶于稀硝酸。
答案 C5.已知K sp [Cu(OH)2]=2.2×10-20、K sp [Fe(OH)3]=4.0×10-38,Cu 2+和Fe 3+完全以氢氧化物沉淀时的pH 分别为:6.7和3.2。
现在向pH =0、浓度均为0.04 mol·L -1的Cu 2+、Fe3+溶液中加入某一固体,以中和H +调节pH(设溶液体积不变),该过程中Cu 2+、Fe 3+的浓度与pH 关系正确的是( )。
解析 由K sp [Cu(OH)2]=2.2×10-20、K sp [Fe(OH)3]=4.0×10-38,浓度均为0.04 mol·L-1的Cu 2+和Fe 3+溶液,Cu 2+开始沉淀时c (OH -)=K spc Cu 2+=7.4×10-10,pH 约为4.8,Fe 3+开始沉淀时,c (OH -)= 3K spc Fe 3+=10-12,pH =2。
所以pH =2时Fe 3+开始沉淀,当全部沉淀时,pH 为3.2。
答案 B6.化工生产中常用MnS 作沉淀剂除去工业废水中的Cu 2+:Cu 2+(aq)+MnS(s) CuS(s)+Mn 2+(aq),下列说法错误的是 ( )。
A .MnS 的K sp 比CuS 的K sp 大B .该反应达到平衡时c (Mn 2+)=c (Cu 2+)C .往平衡体系中加入少量CuSO 4固体后,c (Mn 2+)变大D .该反应的平衡常数K =K sp MnSK sp CuS解析 MnS 和CuS 是同类型物质,沉淀转化反应向溶度积更小的方向进行,因此K sp (MnS)>K sp (CuS),A 项正确;该反应达到平衡时c (Mn 2+)、c (Cu 2+)保持不变,但不一定相等,B 项错误;往平衡体系中加入少量CuSO 4固体后,平衡向正反应方向移动,c (Mn 2+)变大,C 项正确;该反应的平衡常数K =c Mn 2+ c Cu 2+ =c Mn 2+ ·c S 2- c Cu 2+ ·c S 2- =K sp MnS K sp CuS,D 项正确。
答案 B7.已知:25 ℃时,K sp [Mg(OH)2]=5.61×10-12,K sp [MgF 2]=7.42×10-11。
下列说法正确的是( )。
A .25 ℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF 2溶液相比,前者的c (Mg 2+)大 B .25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH 4Cl 固体,c (Mg 2+)增大C .25 ℃时,Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L -1氨水中的K sp 比在20 mL 0.01 mol·L-1NH 4Cl 溶液中的K sp 小D .25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液加入NaF 溶液后,Mg(OH)2不可能转化成为MgF 2 解析 A 项,由于Mg(OH)2的溶度积比MgF 2的溶度积小,故其电离出的Mg 2+浓度要小一些,所以A 项错;B 项,NH +4 可以结合Mg(OH)2电离出的OH -离子,从而促使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动,c (Mg 2+)增大,B 项正确;C 项,K sp 仅与温度有关,故C 项错;D 项,虽Mg(OH)2的K sp 较小,但二者的K sp 相近,当c (F -)较大时,仍会出现Q c =c (Mg2+)·c 2(F -)>K sp [MgF 2],从而生成MgF 2沉淀,故D 错。
答案 B 二、非选择题8.(1)已知在25 ℃时K sp [Mg(OH)2]=3.2×10-11,假设饱和Mg(OH)2溶液的密度为1 g·mL-1,试求Mg(OH)2的溶解度为________g 。
(2)在25 ℃时,向0.02 mol·L -1的MgCl 2溶液中加入NaOH 固体,如要生成Mg(OH)2沉淀,应使溶液中的c (OH -)最小为________mol·L -1。
(3)25 ℃时,向浓度均为0.02 mol·L -1的MgCl 2和CuCl 2混合溶液中逐滴加入NaOH 溶液,先生成________沉淀(填化学式);当两种沉淀共存时,c Mg 2+c Cu 2+=________。
{已知25 ℃时K sp [Cu(OH)2]=2.2×10-20}解析 (1)设c (Mg 2+)为x ,则c (OH -)为2x 。
由K s p [Mg(OH)2]=3.2×10-11=c (Mg 2+)·c 2(OH -)=x ×(2x )2=4x 3,解得c (Mg 2+)=2×10-4mol·L -1,则1 L 溶液(即1 L 水中)溶解Mg(OH)2为2×10-4mol ,即1 000 g 水中溶解Mg(OH)2为:2×10-4mol×58 g·mol -1=1.16×10-2g ,所以Mg(OH)2的溶解度为1.16×10-3g 。
(2)当c (Mg 2+)·c 2(OH -)=3.2×10-11时开始生成Mg(OH)2沉淀,则c 2(OH -)=3.2×10-11c Mg=1.6×10-9,解得c (OH -)=4×10-5mol·L -1。
(3)由于K sp [Cu(OH)2]小于K sp [Mg(OH)2],所以离子的浓度商首先达到并大于K sp [Cu(OH)2]的数值而先沉淀;当两种沉淀共存时,此时的溶液对Mg(OH)2和Cu(OH)2而言都是饱和的,OH -、Mg 2+、Cu 2+同时满足K sp [Cu(OH)2]和K sp [Mg(OH)2]的关系,因为它们都在同一溶液中,K sp [Cu(OH)2]和K sp [Mg(OH)2]的关系式中c (OH -)应相等,所以c Mg 2+ c Cu 2+=c Mg 2+ ·c 2 OH - c Cu 2+ ·c 2 OH -=K sp [Mg OH 2]K sp [Cu OH 2]=1.45×109。
答案 (1)1.16×10-3(2)4×10-5(3)Cu(OH)2 1.45×109 (5)Cl -1.67×10-5mol·L -19.以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。
sp回答以下问题:(1)该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c (H 2SO 4)=________mol·L -1。
(2)写出难溶物Ca 3(AsO 4)2的K sp 表达式:K sp [Ca 3(AsO 4)2]=________,若混合溶液中Al 3+、Fe 3+的浓度均为1.0×10-4 mol·L -1,c (AsO 3-4)的最大是______mol·L -1。
(3)工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H 3AsO 3弱酸)不易沉降,可投入MnO 2先将其氧化成五价砷(H 3AsO 4弱酸),写出该反应的离子方程式_________________________________________________________________。