2016届《创新方案》高考化学大一轮复习课件 第八章 电解质溶液 第四节 难溶电解质的溶解平衡

第四节难溶电解质的溶解平衡【高考导航】1．了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2．了解难溶电解质的沉淀转化的本质。一、沉淀溶解平衡的建立与特点1．概念在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成时，溶解速率和速率相等的状态。2．溶解平衡的建立饱和溶液生成沉淀3．特点二、沉淀溶解平衡的影响因素1．内因难溶电解质本身的性质。2．外因(1)浓度(Ksp不变)：①加水稀释，平衡向沉淀溶解的方向移动。②向平衡体系中加入难溶物相应的离子，平衡向沉淀生成的方向移动。③向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离物质或气体的离子时，平衡向沉淀溶解的方向移动。(2)温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向沉淀溶解的方向移动，Ksp增大。(3)实例[以AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)ΔH0为例]外界条件移动方向平衡后c(Ag＋)平衡后c(Cl－)Ksp升高温度加水稀释加入少量AgNO3通入HCl通入H2S正向正向逆向逆向正向增大增大增大减小减小不变增大减小不变减小增大不变减小增大不变3.电解质在水中的溶解度20℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：三、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：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋、CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O。(2)沉淀剂法：如用H2S沉淀Hg2＋，离子方程式：H2S＋Hg2＋===HgS↓＋2H＋。2．沉淀的溶解(1)酸溶解法：如CaCO3溶于盐酸，离子方程式：。Cu(OH)2溶于稀硫酸，离子方程式：。(2)盐溶液溶解法：如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式：。CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2OMg(OH)2＋2NH＋4===Mg2＋＋2NH3·H2O3．沉淀的转化(1)实质：沉淀溶解平衡的移动。(2)规律：一般说来，溶解度小的沉淀容易转化成的沉淀。沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。(3)应用：①锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式：。②矿物转化：CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS，离子方程式：。CaSO4＋CO2－3===CaCO3＋SO2－4Cu2＋＋ZnS===CuS＋Zn2＋溶解度更小1．判断下列说法的正误并说明理由，明确相关概念及其应用沉淀溶解平衡相关概念辨析①沉淀完全是指溶液中该物质的浓度为0。()②AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同。()沉淀溶解平衡的应用③向浓度均为0.1mol·L－1NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，出现黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)Ksp(AgI)。()④醋可用于除去暖水瓶中的水垢。()答案：①×②×③√④√提示：①溶液中离子浓度小于1.0×10－5mol·L－1时认为沉淀完全，绝对不溶的物质是不存在的。②CaCl2溶液中的c(Cl－)浓度大，故AgCl在其中的溶解度小。2．下列离子方程式①AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)、②AgCl===Ag＋＋Cl－表示意义相同吗？3．溶解度较小的沉淀一定不能转化成溶解度较大的沉淀吗？提示：不同。①是AgCl的沉淀溶解平衡的离子方程式；AgCl是强电解质，②是AgCl的电离方程式。提示：不一定。溶解度较小的沉淀在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀，如在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，也可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。4．分别用等体积的蒸馏水和0.01mol·L－1的盐酸洗涤AgCl沉淀，用水洗涤造成的AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量，为什么？提示：用水洗涤AgCl，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)平衡右移，AgCl的质量减少，用HCl洗涤AgCl，稀释的同时HCl电离产生的Cl－会抑制沉淀溶解使平衡左移，AgCl减少的质量要小些。5．试用平衡移动原理解释下列事实：(1)BaCO3不溶于水，为什么不能作钡餐？(2)CaCO3难溶于稀H2SO4，却能溶于醋酸中。提示：(1)BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO2－3(aq)，胃酸中存在：HCl===H＋＋Cl－，2H＋＋CO2－3===H2O＋CO2↑，盐酸电离的H＋与BaCO3产生的CO2－3结合生成CO2和H2O，破坏了BaCO3的溶解平衡，c(Ba2＋)增大，引起人体中毒。(2)CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO2－3(aq)，H2SO4===SO2－4＋2H＋，因为生成的CaSO4溶解度较小，会附在CaCO3的表面，阻止CaCO3溶解；醋酸与碳酸钙生成的醋酸钙易溶于水，当H＋与CO2－3结合生成CO2和H2O时，CaCO3的溶解平衡右移。角度一：沉淀溶解平衡及其影响因素1．(2015·江西景德镇调研)已知Ca(OH)2的饱和溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)ΔH0，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．①⑥B．①⑥⑦C．②③④⑥D．①②⑥⑦解析：②会生成CaCO3，使Ca2＋浓度减小，错误；加入氢氧化钠溶液会使平衡向左移动，有Ca(OH)2沉淀生成，但Ca(OH)2的溶度积较大，要除去Ca2＋，应把Ca2＋转化为更难溶的CaCO3，③错误；恒温下Ksp不变，加入CaO后，溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液，pH不变，④错；加热，Ca(OH)2的溶解度减小，溶液的pH降低，⑤错；加入Na2CO3溶液，沉淀溶解平衡向右移动，Ca(OH)2固体转化为CaCO3固体，固体质量增加，⑥正确；加入NaOH固体平衡向左移动，Ca(OH)2固体质量增加，⑦错。答案：A2.(2015·青岛模拟)已知难溶性物质K2SO4·MgSO4·2CaSO4在水中存在如下平衡：K2SO4·MgSO4·2CaSO4(s)2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO2－4。不同温度下，K＋的浸出浓度与溶浸时间的关系如图所示，则下列说法错误的是()A．向该体系中加入饱和NaOH溶液，溶解平衡向右移动B．向该体系中加入饱和碳酸钠溶液，溶解平衡向右移动C．升高温度，化学反应速率增大，平衡向右移动D．该平衡的Ksp＝c(Ca2＋)·c(K＋)·c(Mg2＋)·c(SO2－4)解析：根据平衡K2SO4·MgSO4·2CaSO4(s)2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO2－4，向该体系中加入饱和NaOH溶液，OH－与Mg2＋结合，生成难溶的Mg(OH)2沉淀使平衡向右移动，A项正确；向该体系中加入饱和碳酸钠溶液，CO2－3与Ca2＋结合，生成难溶的碳酸钙，使溶解平衡向右移动，B项正确；根据曲线可知，温度越高K＋的浸出浓度越大，说明该过程是吸热的，故C项正确；该平衡的Ksp＝c2(Ca2＋)·c2(K＋)·c(Mg2＋)·c4(SO2－4)，D项错误。答案：D角度二：沉淀溶解平衡在工农业生产中的应用3．硫酸工业中废渣称为硫酸渣，其成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。已知：溶液pH＝3.7时，Fe3＋已经沉淀完全；一水合氨电离常数Kb＝1.8×10－5mol·L－1，其饱和溶液中c(OH－)约为1×10－3mol·L－1。请回答下列问题：(1)写出A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：___________________。(2)上述流程中两次使用试剂①，推测试剂①应该是________(填字母)。A．氢氧化钠B．氧化铝C．氨水D．水(3)溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH＝13，如果pH过小，可能导致的后果是____________(任写一点)。(4)H中溶质的化学式是____________。(5)计算溶液F中的c(Mg2＋)＝______________________(25℃时，氢氧化镁的Ksp＝5.6×10－12)。解析：(1)固体A为SiO2，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。(2)一水合氨饱和溶液中c(OH－)＝1×10－3mol·L－1，达不到0.1mol·L－1，所以应加NaOH溶液调节pH值。(3)根据信息，调节pH＝3.7时，使Fe3＋完全沉淀，调节pH＝13时，使Mg2＋沉淀，使Al(OH)3溶解。若pH过小，会造成镁离子沉淀不完全或Al(OH)3溶解不彻底。(4)溶液F为NaAlO2溶液，通入足量CO2后，生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3溶液。(5)c(Mg2＋)＝Kspc2OH－＝5.6×10－120.12mol·L－1＝5.6×10－10mol·L－1。答案：(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(2)A(3)镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全等(4)NaHCO3(5)5.6×10－10mol·L－14．要使工业废水中的Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如表所示：化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.03×10－41.81×10－71.84×10－14由上述数据可知，沉淀剂最好选用()A．硫化物B．硫酸盐C．碳酸盐D．以上沉淀剂均可解析：沉淀工业废水中的Pb2＋时，生成沉淀的反应进行得越完全越好，由于PbS的溶解度最小，故选硫化物作为沉淀剂。答案：A5．(2015·安徽蚌埠模拟)在25℃下，向浓度均为0.1mol·L－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成________沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离子方程式为_______________________________。已知25℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20。解析：因为Ksp[Cu(OH)2]≪Ksp[Mg(OH)2]，故先生成Cu(OH)2沉淀。注意氨水是弱电解质，在离子方程式中要写成分子形式。答案：Cu(OH)2Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH＋46．(2012·浙江高考节选)已知：I2＋2S2O2－3===S4O2－6＋2I－。相关物质的溶度积常数见表：物质Cu(OH)2Fe(OH)3CuClCuIKsp2.2×10－202.6×10－391.7×10－71.3×10－12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。解析：调节溶液pH时不应该带入其他杂质，故可选择Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质消耗溶液中的H＋，使溶液的pH升高；当溶液的pH＝4时，c(H＋)＝1×10－4mol·L－1，c(OH－)＝1×10－10mol·L－1，由Fe(OH)3的Ksp计算可得c(Fe3＋)＝Kspc3OH－＝2.6×10－391×10－103mol·L－1＝2.6×10－9mol·L－1。答案：Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3(其他合理答案均可)2．6×10－9mol·L－17．下列化学原理的应用，主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是()①热纯碱溶液的洗涤油污能力强②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐混用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒③溶洞、珊瑚的形成④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡则能⑤泡沫灭火器灭火的原理A．②③④B．①