专题54沉淀溶解平衡曲线(讲解)-2019高考化学难点剖析Word版含解析
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专题54 沉淀溶解平衡曲线1.(2018届河北省保定市高三第二次模拟考试)已知298K时,Ksp(NiS)=1.0×10-21,Ksp(NiCO3)=1.0×10-7;2+2-2-的混合溶液中滴加S和NaCO)),p(B)=lgc(S或-lgc(CO)。
在含物质的量浓度相同的Nap(Ni)=-lgc(Ni3322时,溶液中阳离子、阴离子浓度的负对数,298K温度升高,NiS、NiCOKsp均增大))Ni(NO溶液产生两种沉淀(323关系如图所示。
下列说法不正确的是A.常温下NiCO的溶解度大于NiS的溶解度3B.向d点对应的溶液中加入对应阴离子的钠盐,d点向b点移动C.对于曲线I,在b点加热(忽略蒸发),b点向c点移动为3.5且对应的阴离子是 MD.3C2- CO【答案】AgNO20mL0.1000mol·L年宁德市普通高.2(2018中毕业班5月1-浓度标准溶液分别滴加到的理综)常温下将3+1-c与滴定百分数(滴定所用标准溶液体pAg NaBrNaCl0.1000mol·L均为的和溶液中,混合溶液的[)]lg-(Ag 积相对于滴定终点时所用标准溶液体积的百分数)的变化关系如图所示。
下列叙述错误的是A.曲线a代表滴定NaBr溶液-9.5K(AgCl) =1×10 B.sp+-++cccc(H) ))>时,50%NaCl溶液中>(Na) >(Ag(NOC.滴定至3++--c ccc)(H) +(OH(Ag) =(Br时,D.滴定至100%)+C【答案】2+2+2+2+所需),、Mn、Zn三种离子(M届新疆乌鲁木齐市高三高考适应性训练)某温度时,可用3.(2018KS沉淀Cu22+2-2-)的关系如图所示。
下列说法正确的是lgc(SS最低浓度的对数值)与lgc(M-20最小,约为1×10.三种离子对应的硫化物中Ksp(CuS)A2- c(S解的方向移动,)增大B.向MnS的悬浊液中加入少量水。
人教部编版高中化学沉淀溶解平衡曲线知识考点梳理溶度积(Ksp)1. 概念:一定温度下,难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数,这个常数称为该难溶电解质的溶度积,用符号Ksp表示。
2. 表达式:对于沉淀溶解平衡:MmAn(s)? mMn+(aq)+nAm-(aq),溶度积常数:Ksp = c(Mn+)mc(Am-)n3. 溶度积规则:比较Ksp与溶液中有关离子浓度幂的乘积(离子积Qc)判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。
Qc>Ksp时,生成沉淀;Qc=Ksp时,达到溶解平衡;Qc<Ksp时,沉淀溶解。
4. 影响溶度积的因素:Ksp 只与难溶电解质的性质和温度有关,而与沉淀的量无关,并且溶液中的离子浓度的变化能使平衡移动,并不改变Ksp 。
5. 溶度积的物理意义:Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时,Ksp数值越大则难溶电解质在水中的溶解能力越强。
但对化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比不相同的电解质,则不能直接由它们的溶度积来比较溶解能力的大小,必须通过具体计算确定。
6. 难溶电解质的溶度积以及溶解能力的比较【拓展提升】一. 沉淀的生成1.沉淀生成的应用在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中,常利用沉淀溶解来达到分离或除去某些离子的目的。
2.沉淀的方法(1) 调节pH法:如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节pH至7~8,可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。
反应如下:Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH4+。
(2) 加沉淀剂法:如以Na2S、H2S等作沉淀剂,使某些金属离子,如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。
反应如下:Cu2++S2-===CuS↓Cu2++H2S===CuS↓+ 2H+Hg2++S2-===HgS↓Hg2++H2S===HgS↓+ 2H+二. 沉淀的转化1.实验探究(1) Ag+的沉淀物的转化(2) Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化2. 沉淀转化的方法对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解沉淀。
2019年高考备考之【五年高考真题】微测试专题36 沉淀溶解平衡(满分60分时间25分钟)姓名:班级:得分:1.【2018新课标3卷】用0.100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.0500 mol·L-1 Cl-溶液的滴定曲线如图所示。
下列有关描述错误的是A.根据曲线数据计算可知K sp(AgCl)的数量级为10-10B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=K sp(AgCl)C.相同实验条件下,若改为0.0400 mol·L-1 Cl-,反应终点c移到aD.相同实验条件下,若改为0.0500 mol·L-1 Br-,反应终点c向b方向移动【答案】C【解析】精准分析:A.选取横坐标为50mL的点,此时向50mL 0.05mol/L的Cl-溶液中,加入了50mL 0.1mol/L的AgNO3溶液,所以计算出此时溶液中过量的Ag+浓度为0.025mol/L(按照银离子和氯离子1:1沉淀,同时不要忘记溶液体积变为原来2倍),由图示得到此时Cl-约为1×10-8mol/L(实际稍小),所以K SP(AgCl)约为0.025×10-8=2.5×10-10,所以其数量级为10-10,选项A正确。
B.由于K SP(AgCl)极小,所以向溶液滴加硝酸银就会有沉淀析出,溶液一直是氯化银的饱和溶液,所以c(Ag+)·c(Cl-)=K SP(AgCl),选项B正确。
C.滴定的过程是用硝酸银滴定氯离子,所以滴定的终点应该由原溶液中氯离子的物质的量决定,将50mL0.05mol/L的Cl-溶液改为50mL 0.04mol/L的Cl-溶液,此时溶液中的氯离子的物质的量是原来的0.8倍,所以滴定终点需要加入的硝酸银的量也是原来的0.8倍,因此应该由c点的25mL变为25×0.8=20mL,而a点对应的是15mL,选项C错误。
一、沉淀溶解平衡及其影响因素1.沉淀溶解平衡的概念在一定温度下,当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时,溶解速率和生成沉淀的速率相等的状态。
2.沉淀溶解平衡的建立3.沉淀溶解平衡的特征4.影响沉淀溶解平衡的因素(1)内因难溶电解质本身的性质。
(2)外因①浓度:加水稀释,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,但K sp不变。
②温度:多数难溶电解质的溶解过程是吸热的,所以升高温度,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,同时K sp变大。
③同离子效应:向沉淀溶解平衡体系中,加入相同的离子,使平衡向沉淀方向移动,但K sp 不变。
④其他:向沉淀溶解平衡体系中,加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或气体的离子,使平衡向溶解的方向移动,K sp 不变。
以AgCl(s)垐?噲?Ag +(aq)+Cl -(aq) ΔH >0为例:(1)溶度积和离子积 以A m B n(s)m A n +(aq)+n B m -(aq)为例:(2)已知溶度积求溶解度 以AgCl(s)Ag +(aq)+Cl −(aq)为例,已知K sp ,则饱和溶液中c (Ag +)=c (Cl −,结合溶液体积即可求出溶解的AgCl 的质量,利用公式S 100g=)((m m 质)剂即可求出溶解度。
(3)已知溶解度求溶度积已知溶解度S (因为溶液中溶解的电解质很少,所以溶液的密度可视为1 g·cm −3),则100 g 水即0.1 L 溶液中溶解的电解质的质量m 为已知,则1 L 溶液中所含离子的物质的量(离子的物质的量浓度)便可求出,利用公式即可求出K sp 。
(4)两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中可能产生多种沉淀时判断产生沉淀先后顺序的问题,均可利用溶度积的计算公式或离子积与浓度积的关系加以判断。
2.溶度积的应用 (1)沉淀的生成原理:当Q c >K sp 时,难溶电解质的溶解平衡向左移动,就会生成沉淀。
方法:①调节pH 法。
如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水中,再加入氨水调节pH 至7~8,可使Fe 3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。
解密13 沉淀溶解平衡考点1 影响沉淀溶解平衡的因素 1.沉淀溶解平衡的外界影响因素以AgCl(s)垐?噲?Ag +(aq)+Cl -(aq) ΔH >0为例:2.运用沉淀溶解平衡解决的实际问题(1)沉淀生成的方法在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
①调节pH:如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶于水,再加入氨水调节pH至7~8,可使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
②加沉淀剂法:如以Na2S、H2S等作沉淀剂,使某些金属离子如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS 除去,是分离、除杂常用的方法。
(2)沉淀的溶解①转化生成弱电解质S(g),其实质是H+消耗S2-生成了H2S。
实验室用CaCO3和HCl生成弱酸:FeS(s)+2H+(aq)Fe2+(aq)+H反应制备CO2也是此原理。
生成水:Mg(OH)2(s)+2H+(aq)Mg2+(aq)+2H2O(l)。
②发生氧化还原反应如CuS不溶于HCl但却溶于硝酸,这是因为:3CuS+8HNO3===3Cu(NO3)2+3S+2NO↑+4H2O③生成难离解的配合物离子AgCl+2NH 3[Ag(NH3)2]++Cl-S O [Ag(S2O3)2]3-+Br-(用于照相技术)AgBr+22(3)沉淀的转化①由难溶的沉淀转化为较难溶的沉淀是比较容易实现的一种转化。
如在PbI 2悬浊液中,加入AgNO3溶液后,PbI2(s)+2Ag+(aq)2AgI(s)+Pb2+(aq),K转=>>1,所以只要较低物质的量浓度的Ag+即可消耗I-,从而使PbI 2不断溶解,最终完全转化为更难溶的沉淀AgI 。
②由难溶的沉淀转化为较易溶的沉淀是比较难以实现的一种转化,前提是“两种沉淀的溶解度相差不是很大”。
如虽然Ksp (BaSO 4)<K sp (BaCO 3),但两者差异不大,BaSO 4(s)+23CO -(aq)BaCO 3(s)+ 24SO -(aq),K 转=<1,只要加入足量的饱和Na 2CO 3溶液,BaSO 4就可能转化为BaCO 3,而BaCO 3是可用酸溶解的。
高中化学辅导沉淀溶解平衡知识点总结本节所学为中学化学的四大平衡之一,其特征与化学平衡相似,化学平衡移动原理对其异样适用。
1、溶解平衡的树立:在一定条件下,难溶电解质溶于水,当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时,构成溶质的饱和溶液,到达平衡形状,这种平衡称为沉淀溶解平衡。
溶解平衡的特征:溶解平衡异样具有:逆、等、动、定、变等特征。
溶解平衡的表达式:MmAn mMn+(aq)+nAm-(aq);2、影响沉淀溶解平衡的内因:难溶电解质自身的性质。
相对不溶的电解质是没有的。
同是难溶电解质,溶解度差异也很大。
影响沉淀溶解平衡的外因:浓度、温度、同离子效应。
3、溶度积规那么: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。
关于AmBn型电解质来说,其溶度积的公式是:4、沉淀的生成:可经过调理溶液的pH或参与某些沉淀剂完成。
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。
(2)发作氧化恢复反响,即应用发作氧化恢复反响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,指应用络合反响降低电解质离子浓度的方法使沉淀溶解。
5、沉淀的转化:沉淀的转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。
溶液中的沉淀反响总是向着离子浓度增加的方向停止,简而言之,即溶解度大的生成溶解度小的,溶解度小的生成溶解度更小的。
罕见考法常以选择题的方式考察溶解平衡的特征,溶解平衡的影响要素,溶度积常数与沉淀的转化的关系,这些考题的切入点普通不难,细心计算是第一要务。
误区提示1、易溶电解质做溶质时只需是饱和溶液也可存在溶解平衡。
如将一块外形不规那么的NaCl固体放入NaCl饱和溶液中,一昼夜后观察发现,固体变为规那么的立方体,而质量却未发作变化。
2、沉淀的生成、溶解、转化实质上都是沉淀溶解平衡的移动效果。
【典型例题】例、为了除去MgCl2溶液中的FeCl3,可在加热搅拌的条件下参与的一种试剂是( )A、NaOHB、Na2CO3C、氨水D、MgO解析:Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的溶解度,从而可以使Fe(OH)3沉淀,而不致使Mg2+转化为沉淀而析出。
一、高考题再现
1.(2018课标Ⅲ)用0.100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.0500 mol·L-1 Cl-溶液的滴定曲线如图所示。
下列有关描述错误的是
A. 根据曲线数据计算可知K sp(AgCl)的数量级为10-10
B. 曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=K sp(AgCl)
C. 相同实验条件下,若改为0.0400 mol·L-1 Cl-,反应终点c移到a
D. 相同实验条件下,若改为0.0500 mol·L-1 Br-,反应终点c向b方向移动
【答案】C
C错误。
D.卤化银从氟化银到碘化银的溶解度应该逐渐减小,所以K SP(AgCl)应该大于K SP(AgBr),将50mL 0.05mol/L的Cl-溶液改为50mL 0.05mol/L的Br-溶液,这是将溶液中的氯离子换为等物质的量的溴离子,因为银
离子和氯离子或溴离子都是1:1沉淀的,所以滴定终点的横坐标不变,但是因为溴化银更难溶,所以终点时,溴离子的浓度应该比终点时氯离子的浓度更小,所以有可能由a点变为b点,D正确。
2.(2017课标Ⅲ)在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的Cl-会腐蚀阳极板而增大电解能耗。
可向溶
液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去Cl-。
根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图,下
列说法错误的是
A.
SP (CuCl)
K的数量级为7
10-
B.除Cl-反应为Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl
C.加入Cu越多,Cu+浓度越高,除Cl-效果越好
D.2Cu+=Cu2++Cu平衡常数很大,反应趋于完全
【答案】C
二、考点突破
1、沉淀溶解平衡滴定曲线
案例1(2018届湖北省襄阳市高三上学期1月调研统一测试)某温度下,向10mL0.1mol/LCaCl2溶液中滴加0.1mol/L 的Na2CO3溶液(此时不考虑CO32-的水解),滴加过程中溶液中-lgc(Ca2+)与Na2CO3溶液体积(V)的关系如图所示,下列有关说法正确的是
A.z 点对应的分散系很稳定
B.w、x、y三点中,水的电离程度最大的为w点
C.若用等浓度的Na2SO4溶液代替Na2CO3溶液,则图像在x点后的变化如虚线部分所示
D.此温度下,Ksp(CaCO3)=1x10-8.6
【答案】D
2、不同金属离子的沉淀曲线
典例2一定温度下,金属硫化物的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
纵坐标p(M n+)表示-lg c(M n+),横坐标p(S2-)表示-lg c(S2-),下列说法不正确的是()
A.该温度下,Ag2S的K sp=1.6×10-49
B.该温度下,溶解度的大小顺序为NiS>SnS
C.SnS和NiS的饱和溶液中=104
D.向含有等物质的量浓度的Ag+、Ni2+、Sn2+溶液中加入饱和Na2S溶液,析出沉淀的先后顺序为Ag2S、SnS、NiS
【答案】C
3、沉淀转化的判断
典例3①已知t ℃时AgCl的K sp=2×10-10;②Ag2CrO4是一种橙红色的固体。
在t ℃时Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是
A.在t℃时,用AgNO3标准溶液滴定20mL未知浓度的KCl溶液,可以采用K2CrO4溶液为指示剂
B.在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4固体可使溶液由Y点到X点
C.在t ℃时,以0.01 mol·L-1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.01 mol·L-1 KCl和0.01 mol·L-1 K2CrO4的混合溶液, CrO42-先沉淀
D.在t ℃时,反应Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+ CrO42- (aq)的平衡常数K=2.5×105
【答案】A
【解析】A、用AgNO3溶液滴定过程中,由于AgCl的溶解度小,AgCl先沉淀出来,待AgCl定量沉淀后,过量的一滴AgNO3溶液即与K2CrO4反应,形成Ag2CrO4砖红色沉淀,则有砖红色沉淀生成时即达到终点,所以能采用K2CrO4溶液为指示剂,A正确;B、在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4仍为饱和溶液,点仍在曲线上,所以在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点,B错误;C、依据溶度积常数计算Ksp(CrO42-)
=c2(Ag+)c(CrO42-)=1×10-12;Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=1.8×10-10,以0.01mol/L AgNO3溶液滴定20mL0.01mol/L
KCl和0.01mol/L的K2CrO4的混合溶液,c(CrO42-)=0.01mol/L,得到c(Ag+)==10-5mol/L,0.01mol/L KCl
溶液中,c(Cl-)=0.01mol/L;依据溶度积计算得到:c(Ag+)=2×=2×10-8mol/L,所以先析出氯化银沉淀,C错误;D、在t℃时,Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+ CrO42- (aq);离子浓度相同时氯化银的溶度积和Ag2CrO4(橘红色)的溶度积计算,
K====6.25×107,D错误。
4、滴定曲线的判断
案例4(2018届福建省南平市高三下学期第二次(5月)综合质量检查)某温度下,分别向10 mL浓度均为0.1mol/L 的CuCl2和ZnCl2溶液中滴加0.1mol/L的Na2S 溶液,滴加过程中溶液中-1gc(Cu2+)和-lgc(Zn2+)与Na2S 溶液体积(V)的关系如图所示。
(已知: K sp(ZnS) > K sp(C uS),1g3≈0.5) 下列有关说法错误的是
A.溶液pH:a<b<e B.a 点的ZnCl2溶液中: c(Cl-)<2[c(Zn2+)+c(H+)]
C.a-b-e为滴定CuCl2溶液的曲线D.d点纵坐标小于34.9
【答案】C
【解析】A、a溶液中Zn2+和Cu2+离子水解,溶液显酸性,分别加入硫化钠生成沉淀,b点接近中性,c点为Na2S 溶液,溶液显碱性,故溶液pH:a<b<e,A正确;B. a 点的ZnCl2溶液显酸性,且存在电荷守恒有c(Cl-)= 2c(Zn2+)+c(H+)-c(OH-)< 2[c(Zn2+)+c(H+)],B正确;C、K sp(ZnS) > K sp(CuS),硫离子浓度相同时,-1gc(Cu2+)<lgc(Zn2+),故a-b-e为滴定Zn Cl2溶液的曲线,C错误;D. 10 mL浓度均为0.1mol/L的CuCl2和ZnCl2溶液中滴加0.1mol/L的Na2S 溶液10 mL达到滴定终点,则-lgc(Zn2+)=17.7,K sp(ZnS)=10-35.4,d点时若。