【名师面对面】2016高考化学一轮复习 第八章 第25讲 难溶电解质的溶解平衡优化训练
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冠夺市安全阳光实验学校高考化学一轮精品讲练析难溶电解质的溶解平衡1.能描述沉淀溶解平衡,知道沉淀转化的本质2. 了解难溶电解质的溶解平衡溶度积原理及其应用1.了解沉淀溶解平衡的本质⑴难溶电解质的溶解平衡在一定重要条件下,当沉淀与溶解的速度相等时,便达到固体难溶电解质与溶液中离子间的平衡状态。
例如:BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq)⑵溶度积:在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂之乘积为一常数,称为溶度积常数,简称溶度积。
用符号Ksp表示。
对于AmBn型电解质来说,溶度积的公式是:Ksp=[A n+]m[B m+]n①溶度积与溶解度的关系溶度积和溶解度都可以表示物质的溶解能力,溶度积的大小与溶解度有关,它反映了物质的溶解能力。
②溶度积规则,可以判断溶液中沉淀的生成和溶解。
③离子积Qc与溶度积Ksp的区别与联系某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度的乘积Qc当Qc<Ksp时,为不饱和溶液;当Qc=Ksp时,为饱和溶液;当Qc>Ksp时,为过饱和溶液。
2. 了解沉淀转化的原理⑴沉淀的生成:可通过调节溶液P H或加入某些沉淀剂。
⑵沉淀的溶解:①生成弱电解质。
如生成弱酸、弱碱、水或微溶气体使沉淀溶解。
难溶物的Ksp越大、生成的弱电解质越弱,沉淀越易溶解。
如CuS、HgS、As2S3等Ksp 太小即使加入浓盐酸也不能有效降低S2-的浓度使其溶解。
②发生氧化还原反应,即利用发生氧化还原反应降低电解质离子浓度的方法使沉淀溶解。
③生成难电离的配离子,指利用络合反应降低电解质离子浓度的方法使沉淀溶解。
⑶沉淀的转化:把一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质的过程叫沉淀的转化。
在含有沉淀的溶液中加入另一种沉淀剂,使其与溶液中某一离子结合成更难溶的物质,引起一种沉淀转变成另一种沉淀。
例如:CaSO4(s)+Na2CO3 = CaCO3(s)+Na2SO4在氯化银饱和溶液中,尚有氯化银固体存在,当分别向溶液中加入下列物质时,将有何种变化?在氯化银饱和溶液中,尚有氯化银固体存在,当分别向溶液中加入下列物质时,将有何种变化?加入物质平衡移动AgCl溶解度溶液中溶液中发生变化的考点解读基础过关方向C(Ag +)C(Cl -)原因 0.1mol ·L -1HCl 0.1mol ·L -1AgNO 3KNO 3(s) 0.1mol ·L -1NH 3·H 2OH 2O【解析】AgCl (s )Ag +(aq) + Cl -(aq)加入物质平衡移动方向AgCl 溶解度溶液中C(Ag +)溶液中C(Cl -) 发生变化的原因 0.1mol ·L -1HCl 向左 减小 减小 增大 同离子效应 0.1mol ·L -1AgNO 3向左 减小 增大 减小 同离子效应KNO 3(s) 向右 增大 增大 增大 盐效应 0.1mol ·L -1NH 3·H 2O向右 增大 减小 增大 形成配合物 H 2O向右不变[不变不变稀释作用【例1】(2010山东卷,15)某温度下,3F OH e ()(s )分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液pH ,金属阳离子浓度的辩护如图所示。
回夺市安然阳光实验学校难溶电解质的溶解平衡建议用时:40分钟满分:100分一、选择题(每题7分,共70分)1.下列说法正确的是( )A.难溶电解质的溶度积K sp越小,则它的溶解度越小B.任何难溶物在水中都存在沉淀溶解平衡,溶解度大小都可以用K sp表示C.溶度积常数K sp与温度有关,温度越高,溶度积越大D.升高温度,某沉淀溶解平衡逆向移动,说明它的溶解度减小,K sp也变小答案D解析不同类型的电解质无法由溶度积来比较溶解度大小,A错误;任何难溶物在水中不一定存在溶解平衡,只有难溶电解质在水中存在溶解平衡,溶解度大小才可以用K sp表示,B错误;溶度积常数K sp与温度有关,温度升高,溶度积常数可能增大也可能减小,C错误;升高温度,沉淀溶解平衡逆向移动,则说明它的溶解度减小,所以K sp也变小,D正确。
2.某温度下,难溶物FeR的水溶液中存在平衡:FeR(s)Fe2+(aq)+R2-(aq),其沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是( ) A.可以通过升温实现由a点变到c点B.b点对应的K sp等于a点对应的K spC.d点可能有沉淀生成D.该温度下K sp=4×10-18答案B解析大多数难溶电解质的溶解平衡一般是吸热反应,若升高温度能促进该物质溶解,则c(Fe2+)和c(R2-)均增大,不能由a点变到c点,A错误;温度不变,K sp不变,B正确;溶解平衡曲线右上方表示过饱和溶液,有沉淀生成,曲线左下方表示不饱和溶液,所以d点没有沉淀生成,C错误;该温度下K sp=2×10-18,D错误。
3.关于沉淀溶解平衡和溶度积常数,下列说法不正确的是( )A.将饱和Na2SO4溶液加入饱和石灰水中,有白色沉淀产生,说明K sp[Ca(OH)2]大于K sp(CaSO4)B.K sp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与溶液中的离子浓度无关C.已知25 ℃时,K sp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,该温度下反应Fe(OH)3+3H +Fe3++3H2O的平衡常数K=4.0×104D.已知25 ℃时,K sp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,在MgCl2溶液中加入氨水,测得混合液的pH=11,则溶液中的c(Mg2+)为1.8×10-5mol·L-1答案A解析将饱和Na2SO4溶液加入饱和石灰水中,有白色沉淀产生,说明硫酸钙的溶解度小,但溶度积表达式类型不同,不能判断其相对大小,A错误;K sp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与溶液中的离子浓度无关,B正确;K sp[Fe(OH)3]=c3(OH-)·c(Fe3+),反应的平衡常数K=c(Fe3+)/c3(H+)=[c3(OH-)·c(Fe3+)]/K3w=4.0×104,C正确;测得混合液的pH=11,K sp[Mg(OH)2]=c2(OH-)·c(Mg2+),c(OH-)=10-3mol·L-1,代入求得c(Mg2+)=1.8×10-5mol·L-1,D正确。
必考部分第八章第25讲难溶电解质的溶解平衡题组一溶解平衡的含义和影响因素1.有关AgCl沉淀的溶解平衡说法错误..的是( )A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但速率相等B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-C.升高温度,AgCl沉淀的溶解度增大D.向AgCl沉淀中加入NaCl固体,AgCl沉淀的溶解度降低【答案】B【解析】AgCl固体在溶液中达到溶解平衡后,溶解与沉淀速率相等,但不为0,一般来说,升高温度,有利于固体物质的溶解,A、C均正确;AgCl难溶于水,但溶解的部分完全电离出Ag+和Cl-,B错误;向AgCl沉淀中加入NaCl固体,增大了Cl-浓度,促使溶解平衡向左移动,Ag+浓度减小,Cl-浓度增大,但由于温度不变,溶度积不变,二者浓度乘积为定值,而AgCl的溶解度降低,D正确。
2.有固体Mg(OH)2存在的饱和水溶液中有如下平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),加入下列物质:①水;②MgCl2固体;③NaOH固体;④盐酸;⑤NH4Cl固体。
其中能使Mg(OH)2固体减少的是( )A.④⑤ B.②③C.①④⑤ D.①②③④【答案】C【解析】加水可以使氢氧化镁继续溶解;加MgCl2固体和NaOH固体都使溶解平衡左移;盐酸能与Mg(OH)2反应;加NH4Cl固体,铵离子的水解促进了氢氧化镁的溶解。
题组二溶解平衡的应用3.(2012安徽卷)已知室温下,Al(OH)3的K sp或溶解度远大于Fe(OH)3。
向浓度均为0.1 mol·L-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中,逐滴加入NaOH 溶液。
下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系。
合理的是( )【答案】C【解析】因K sp[Al(OH)3]≫K sp[Fe(OH)3],因此向混合溶液中滴加NaOH溶液时,首先应生成Fe(OH)3沉淀,当Fe3+沉淀完全后,再生成Al(OH)3沉淀,继续滴加NaOH溶液,则Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O,故C项图象符合实际情况。
——————————教育资源共享步入知识大海————————难溶电解质的溶解均衡李仕才【课标要求】1.掌握难溶电解质的溶解均衡及溶解均衡的应用2.运用均衡挪动原理剖析、解决积淀的溶解和积淀的转变问题【教课过程】一、溶解均衡1.难溶电解质的定义是什么?难溶物的溶解度能否为0?在 20℃时电解质的溶解性与溶解度的关系以下:溶解性易溶可溶微溶难溶溶解度2.当 AgNO3与 NaCl 反响生成难溶AgCl 时,溶液中能否含有Ag+和 Cl -?此溶液能否为AgCl 的饱和溶液?3.难溶电解质(如AgCl )能否存在溶解均衡?并写出AgCl 的溶解均衡表达式。
4.溶解均衡的观点?其有哪些特点?二、积淀反响的应用1.积淀的生成(1)积淀生成的应用:在波及无体制备、提纯工艺的生产、科研、废水办理等领域中,常利用生成积淀达到分别或某些离子的目的。
(2)积淀的方法a 调理 pH法:如:工业原料氯化铵中混有氯化铁,加氨水调pH 值至 7- 8b加积淀剂法:写出使用Na2S、 H2S 作积淀剂使 Cu2+、 Hg2+形成积淀的离子方程式 .【思虑】1) 在生活中,水资源是很可贵的,假如工业废水中含有Ag+,理论上,你会选择加入什么试剂?2) 粗盐提纯时 ,NaCl 溶液中含有2- 离子,选择含2+ 2+SO Ca 仍是Ba 离子的试剂除掉?42.积淀的溶解(1)积淀溶解的原理:想法不停移去溶解均衡系统中的相应离子,使均衡向积淀溶解的方向挪动(2)应用举例:a)难溶于水的盐溶于酸中如:CaCO3溶于盐酸,FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸b ) 难溶于水的电解质溶于某些盐溶液如:Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液c)难溶物因发生氧化复原反响而溶解如:不溶于盐酸的硫化银可溶于硝酸3.积淀的转变(1)积淀转变的本质:(2)积淀转变的应用:如锅炉除水垢(CaSO4),一些自然现象的解说金戈铁骑三、溶度积(K sp)1.观点:2.表达式:关于积淀溶解均衡M m A nn+ m-Mm (aq)+Na (aq) , K sp =3.溶度积规则:比较K sp与溶液中相关离子浓度幂的乘积(离子积Q c)判断难溶电解质在给定条件下积淀可否生成或溶解。
必考部分 第八章 第25讲 难溶电解质的溶解平衡题组一 溶解平衡的含义和影响因素1.有关AgCl沉淀的溶解平衡说法错误的是( )A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但速率相等B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-C.升高温度,AgCl沉淀的溶解度增大D.向AgCl沉淀中加入NaCl固体,AgCl沉淀的溶解度降低【答案】B【解析】AgCl固体在溶液中达到溶解平衡后,溶解与沉淀速率相等,但不为0,一般来说,升高温度,有利于固体物质的溶解,A、C均正确;AgCl难溶于水,但溶解的部分完全电离出Ag+和Cl-,B错误;向AgCl沉淀中加入NaCl固体,增大了Cl-浓度,促使溶解平衡向左移动,Ag+浓度减小,Cl-浓度增大,但由于温度不变,溶度积不变,二者浓度乘积为定值,而AgCl的溶解度降低,D正确。
2.有固体Mg(OH)2存在的饱和水溶液中有如下平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),加入下列物质:①水;②MgCl2固体;③NaOH固体;④盐酸;⑤NH4Cl固体。
其中能使Mg(OH)2固体减少的是( ) A.④⑤ B.②③C.①④⑤ D.①②③④【答案】C【解析】加水可以使氢氧化镁继续溶解;加MgCl2固体和NaOH固体都使溶解平衡左移;盐酸能与Mg(OH)2反应;加NH4Cl固体,铵离子的水解促进了氢氧化镁的溶解。
题组二 溶解平衡的应用3.(2012安徽卷)已知室温下,Al(OH)3的K sp或溶解度远大于Fe(OH)3。
向浓度均为0.1 mol·L-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中,逐滴加入NaOH 溶液。
下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系。
合理的是( )【答案】C【解析】因K sp[Al(OH)3]≫K sp[Fe(OH)3],因此向混合溶液中滴加NaOH溶液时,首先应生成Fe(OH)3沉淀,当Fe3+沉淀完全后,再生成Al(OH)3沉淀,继续滴加NaOH溶液,则Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O,故C项图象符合实际情况。
4.已知在pH为4~5的环境中,Cu2+、Fe2+几乎不水解,而Fe3+几乎完全水解。
工业上制CuCl2是将浓盐酸用蒸气加热到80 ℃左右,再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质FeO),充分搅拌使之溶解。
欲除去溶液中的杂质离子,下述方法中可行的是( )A.加入纯Cu将Fe2+还原为FeB.向溶液中通入H2S使Fe2+沉淀C.向溶液中通入Cl2,再通入NH3,调节pH为4~5D.向溶液中通入Cl2,再加入纯净的CuO粉末调节pH为4~5【答案】D【解析】A中Cu不能将铁置换出;B中H2S能使Cu2+沉淀;C中不能用NH3来调节pH,会引入新杂质。
题组三 溶度积曲线5.常温下,K sp(CaSO4)=9×10-6,常温下CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线见下图。
下列说法正确的是( )A.在任何溶液中,c(Ca2+)、c(SO)均相等B.d点有沉淀生成C.a点对应的K sp等于c点对应的K spD.b点将有沉淀生成,平衡后溶液中c(SO)一定等于3×10-3mol·L -1【答案】C【解析】在特定溶液中,c(Ca2+)、c(SO)才相等,A错误;d点溶液未饱和,没有沉淀生成,B错误;a、c两点温度相同,K sp是一常数,温度不变K sp不变,在曲线上的任意一点K sp都相等,C正确;根据图中数据,可以看出b点Q c=2×10-5>K sp,所以会生成沉淀,平衡向生成沉淀的方向进行,此时溶液中c(SO)会小于4×10-3mol/L,由于c(Ca2+)>c(SO),则c(SO)小于3×10-3 mol/L,D错误。
6.常温下二价锌在水溶液中的存在形式与pH的关系如下图所示,纵坐标为Zn2+或Zn(OH)物质的量浓度的对数。
下列说法正确的是( )A.pH<12的溶液中不存在Zn(OH)B.如果溶液中c(Zn2+)=0.1 mol·L-1,则c(H+)≤1×10-6 mol·L-1 C.控制pH在8~12可以分离出溶液中的Zn2+D.Zn(OH)2(s)Zn2+(aq)+2OH-(aq)在a点的平衡常数为1×10-10【答案】C【解析】A中在pH<12的溶液中也存在Zn(OH),只是浓度很小;D 中的平衡常数就是K sp=1×10-3×1×10-7×1×10-7=1×10-17。
题组四 溶解平衡与溶度积常数7.在0.10 mol·L-1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pH=8时,c(Cu2+)=______mol·L -1{K[Cu(OH)2]=2.2×10-20}。
sp【答案】2.2×10-8【解析】pH=8时,c(OH-)=1×10-6mol·L-1,K sp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=2.2×10-20,求得c(Cu2+)=2.2×10-8 mol·L-1。
8.已知:I2+2S2O===S4O+2I-。
常温下相关物质的溶度积常数见下表:物 质Cu(OH)2Fe(OH)3CuCl CuIK sp 2.2×10-202.6×10-391.7×10-7 1.3×10-12(1)某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3,为得到纯净的CuCl2·2H2O 晶体,加入__________调至pH=4,使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的c(Fe3+)=______________;过滤后,将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶,可得到CuCl2·2H2O晶体。
(2)在空气中直接加热CuCl2·2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2,原因是________________ ________________________________(用化学方程式表示)。
由CuCl2·2H2O晶体得到纯的无水CuCl2的合理方法是_____________________________。
(3)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2·2H2O晶体的试样(不含能与I―发生反应的氧化性质杂质)的纯度,过程如下:取0.36 g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。
用0.100 0 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。
①可选用__________作滴定指示剂,滴定终点的现象是________________________________________________________________________。
②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为______________________________。
③该试样中CuCl2·2H2O的质量百分数为______________________________。
【答案】(1)Cu(OH)2[或Cu2(OH)2CO3] 2.6×10-9 mol·L-1(2)2CuCl2·2H2OCu(OH)2·CuCl2+2HCl+2H2O[主要产物写成Cu(OH)2、Cu(OH)Cl、CuO均可] 在干燥的HCl气流中加热脱水(3)①淀粉溶液 蓝色褪去,30 s内不恢复蓝色②2Cu2++4I-===2CuI↓+I2 ③95%【解析】(1)为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体要除去氯化铁,加入的物质和氯化铁反应生成氢氧化铁且不能引进新的杂质,所以加入物质后应能转化为氯化铜,所以应该加入含铜元素和氢氧根离子的物质,可以是氢氧化铜或碱式碳酸铜。
溶液的pH=4,所以溶液中氢氧根离子浓度为10-4 mol/L,则氢氧根离子浓度为10-10 mol/L,c(Fe3+)===2.6×10-9 mol/L。
(2)由于CuCl2在加热过程中水解被促进,且生成的HCl又易挥发而脱离体系,造成水解完全,得到碱式氯化铜或氢氧化铜,以至于得到CuO固体,而不是CuCl2,2CuCl2·2H2OCu(OH)2·CuCl2+2HCl+2H2O;想得到无水CuCl2的合理方法是让CuCl2·2H2O晶体在干燥的HCl气流中加热脱水。
(3)测定含有CuCl2·2H2O晶体的试样(不含能与I-发生反应的氧化性杂质)的纯度,过程如下:取0.36 g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。
用0.100 0 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL;反应的化学方程式为2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI,①硫代硫酸钠滴定碘单质,利用碘单质遇淀粉变蓝选择指示剂为淀粉;终点为蓝色褪去30 s内不恢复蓝色;②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为为2Cu2++4I-===2CuI↓+I2;③依据2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI,2Cu2++4I-=== 2CuI↓+I2,得到2Na2S2O3 ~ 2Cu2+ 2 20.1000 mol/L 0.1000 mol/L××0.0200 L 0.0200 L=0.002 mol试样中CuCl2·2H2O的质量百分数=×100%=95%。