学生用选修4专题3第四单元第一课时沉淀溶解平衡原理.docx
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学生用选修4专题3第四单元第一课时沉淀溶解平衡原理
第四单元
难溶电解质的沉淀溶解平衡
第一课时 沉淀溶解平衡原理
[课标要求]
1.知道沉淀溶解平衡建立的过程。
2.了解溶度积和离子积的关系,知道溶度积的含义,并由此学会判断反应进行的方向。
1.在一定的温度下,难溶电解质的溶解速率和沉淀速率相等时,形成饱和溶液,达到平衡状态,称为沉淀溶解平衡,其特征是一种动态平衡。
2.难溶电解质的沉淀溶解平衡常数称为溶度积常数,简称溶度积,对于MmAnmMn++nAm-,Ksp=cm(Mn+)·cn(Am-)。
Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力,相同类型的难溶电解质,Ksp越小,其在水中溶解能力越小。
Ksp只受温度影响。
3.若难溶电解质的离子积为Qc,当Qc>Ksp时有沉淀生成,Qc=Ksp为饱和溶液,当Qc 沉淀溶解平衡原理 1.难溶电解质在水中的溶解性 (1)实验探究 实验步骤 实验现象 实验结论 ①中PbI2难溶于水 ①PbI2水溶液中含有I-,证明PbI2在水中有极少量溶解②中产生黄色沉淀②绝对不溶的物质是不存在的 (2)沉淀溶解平衡的建立 以AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)为例: 2.沉淀溶解平衡 (1)含义 在一定的温度下,当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时,形成饱和溶液,达到平衡状态。 (2)特征 (3)影响因素 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)难溶物质在水中绝对不溶( ) (2)物质溶于水达到饱和时,溶解过程就停止了( ) (3)某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0( ) (4)溶度积Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关( ) 2.对AgCl(s)Ag++Cl-的理解正确的是( ) A.说明AgCl没有完全电离,AgCl是弱电解质 B.说明溶解的AgCl已完全电离,AgCl是强电解质 C.说明Ag+与Cl-的反应不能完全进行到底 D.说明Ag+与Cl-的反应可以完全进行到底 3.石灰乳中存在下列平衡: Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),加入下列溶液,不能使Ca(OH)2固体减少的是( ) A.Na2CO3溶液 B.加水 C.降温D.CaCl2溶液 溶度积及其应用 1.含义 难溶电解质达到溶解平衡时,其平衡常数称为溶度积常数,即难溶电解质饱和溶液中离子浓度的幂之积,简称溶度积,用Ksp表示。 2.表达式 (1)如AgClAg++Cl-,Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)。 (2)如Fe(OH)3Fe3++3OH-,Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-)。 3.意义 反映难溶电解质的溶解能力。 4.规律 相同类型的难溶电解质,Ksp越小,溶解能力越小。 5.影响因素 只与温度有关。 1.已知FeS和CuS的溶度积常数: Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp(CuS)=1.3×10-36,你能确定相同温度下CuS和FeS的溶解度的大小吗? 2.要将等体积的4×10-3mol·L-1的AgNO3溶液和4×10-3mol·L-1的K2CrO4溶液混合,是否能析出Ag2CrO4沉淀? [已知Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12] 1.溶度积与离子积的关系 通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Qc的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。 (1)Qc>Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。 (2)Qc=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态。 (3)Qc<Ksp,溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。 2.溶度积与沉淀溶解能力的关系 溶度积(Ksp)反映了难溶电解质在水中的溶解能力。 (1)对于阴、阳离子个数比相同的电解质,Ksp的数值越大,难溶电解质在水中的溶解度越大。 (2)对于阴、阳离子个数不同的电解质,Ksp小的电解质的溶解度不一定比Ksp大的溶解度小,如Ksp(Ag2CrO4) 因此,不能通过比较Ksp数值的大小来确定溶解度的大小。 1.已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9×10-11。 某溶液中含有Cl-、Br-和CrO ,浓度均为0.010mol·L-1,向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( ) A.Cl-、Br-、CrO B.CrO 、Br-、Cl- C.Br-、Cl-、CrO D.Br-、CrO 、Cl- 2.在0.10mol·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(Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)。 若在0.1mol·L-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体,使Cu2+完全沉淀为CuS,此时溶液中的H+浓度是________mol·L-1。 [三级训练·节节过关] 1.有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中,不正确的是( ) A.AgCl沉淀的生成和溶解不断进行,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 2.在BaSO4饱和溶液中加入少量BaCl2溶液产生BaSO4沉淀,若以Ksp表示BaSO4的溶度积常数,则平衡后溶液中( ) A.c(Ba2+)=c(SO )=(Ksp) B.c(Ba2+)·c(SO )>Ksp,c(Ba2+)=c(SO ) C.c(Ba2+)·c(SO )=Ksp,c(Ba2+)>c(SO ) D.c(Ba2+)·c(SO )≠Ksp,c(Ba2+) ) 3.某温度下,难溶物FeR的水溶液中存在平衡: FeRFe2++R2-,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c点变到a点 B.d点可能有沉淀生成 C.a点对应的Ksp等于b点对应的Ksp D.该温度下,Ksp=2×10-18 4.已知: 某离子被沉淀后,若其浓度小于1×10-5mol·L-1,则认为该离子沉淀完全。 在1L含0.001mol·L-1SO 的溶液中加入0.01molBaCl2,能否使SO 沉淀完全? 此时溶液中SO 的浓度是多少? [已知Ksp(BaSO4)=1.08×10-10] 一、单项选择题 1.下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( ) A.反应开始时,溶液中各离子浓度相等 B.沉淀溶解达到平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等 C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变 D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解 2.下列说法中正确的是( ) A.只有易溶电解质在溶液中才存在溶解平衡 B.难溶电解质在溶液中只存在溶解平衡,不存在电离平衡 C.溶解平衡只能通过电解质溶于水时建立 D.溶解平衡时,电解质表面上的离子或分子脱离电解质的速率与溶液中的离子或分子回到电解质表面的速率相等 3.难溶盐CaCO3在下列溶液中溶解度最大的是( ) A.0.1mol·L-1CH3COOH B.0.10mol·L-1CaSO4 C.纯水 D.1.0mol·L-1Na2CO3 4.已知: Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.5×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,则下列难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小顺序正确的是( ) A.AgCl>AgI>Ag2CrO4 B.AgCl>Ag2CrO4>AgI C.Ag2CrO4>AgCl>AgI D.Ag2CrO4>AgI>AgCl 5.已知在Ca3(PO4)2的饱和溶液中,c(Ca2+)=2.0×10-6mol·L-1,c(PO )=1.58×10-6mol·L-1,Ca3(PO4)2的Ksp为( ) A.2.0×10-29 B.3.2×10-12 C.6.3×10-18D.5.1×10-27 6.将足量的AgCl分别放入下列物质中,AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是( ) ①20mL0.01mol·L-1KCl溶液 ②30mL0.02mol·L-1CaCl2溶液 ③40mL0.03mol·L-1HCl溶液 ④10mL蒸馏水 ⑤50mL0.05mol·L-1AgNO3溶液 A.①>②>③>④>⑤B.④>①>③>②>⑤ C.⑤>④>②>①>③D.④>③>⑤>②>① 二、不定项选择题 7.一定温度下,在氢氧化钡的悬浊液中,存在氢氧化钡固体与其电离出的离子间的溶解平衡关系: Ba(OH)2(s)Ba2++2OH-。 向此悬浊液中加入少量的氧化钡粉末,下列叙述正确的是( ) A.溶液中钡离子数目减少 B.溶液中钡离子浓度减小 C.溶液中氢氧根离子浓度增大 D.pH减小 8.把Ca(OH)2放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡: Ca(OH)2(s)Ca2++2OH-,下列说法正确的是( ) A.恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高 B.给溶液加热,溶液的pH降低 C.向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加 D.向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变 9.某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。 下列说法正确的是( ) 提示: BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO (aq)的平衡常数Ksp=c(Ba2+)·c(SO ),称为溶度积常数。 A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点 B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点 C.d点无BaSO4沉淀生成 D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp 三、非选择题 10. (1)0.004mol·L-1AgNO3与0.004mol·L-1K2CrO4等体积混合,此时有无Ag2CrO4沉淀生成? (Ag2CrO4的Ksp=1.1×10-12) (2)向50mL0.018mol·L-1的AgNO3溶液中加入50mL0.020mol·L-1的盐酸,生成沉淀。 溶度积为Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=1×10-10,试求: ①沉淀生成后溶液中c(Ag+)为________。 ②沉淀生成后溶液的pH是________。 一、单项选择题 1.下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是( ) A.常温下,向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体,BaCO3的Ksp减小 B.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高Ksp减小 C.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高Ksp增大 D.常温下,向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体,Mg(OH)2的Ksp不变 2.溶度积常数表达式符合Ksp=[c(Ax+)]2·c(By-)的是( ) A.AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) B.Na2S===2Na++S2- C.Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq) D.PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq) 3.Mg(OH)2固体在水中存在下列溶解平衡: Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),欲减少Mg(OH)2固体的量,可以加入少量的( ) A.NaOH固体 B.NaCl固体 C.MgSO4固体D.NaHSO4固体 4.在100mL0.01mol·L-1KCl溶液中,加入1mL0.01mol·L-1AgNO3溶液,下列说法正确的是(AgCl的Ksp=1.8×10-10)( ) A.有AgCl沉淀析出B.无AgCl沉淀析出 C.无法确定D.有沉淀但不是AgCl沉淀 5.在CaF2(Ksp=5.3×10-9)与CaSO4(Ksp=9.1×10-6)混合的饱和溶液中,测得F-浓度为1.8×10-3mol·L-1,则溶液中SO 的浓度为( ) A.3.0×10-3mol·L-1B.5.6×10-3mol·L-1 C.1.6×10-3mol·L-1D.9.0×10-4mol·L-1 二、不定项选择题 6.某温度时,Ag2SO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。 该温度下,下列说法正确的是( ) A.含有大量SO 的溶液中肯定不存在Ag+ B.0.02mol·L-1的AgNO3溶液与0.02mol·L-1的Na2SO4溶液等体积混合不会生成沉淀 C.Ag2SO4的溶度积常数Ksp为1×10-3 D.a点表示Ag2SO4的不饱和溶液,蒸发可以使溶液由a点变到b点 7.下列说法正确的是( ) A.已知某温度下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1.9×10-12,故Ag2CrO4更难溶 B.在AgCl饱和溶液中,加入AgCl固体,新加入的AgCl固体不会溶解 C.溶度积常数Ksp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,说明它的溶解度是减小的,Ksp也变小 8.某温度时,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)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.加入AgNO3,可以使溶液由c点变到d点 B.加入少量水,平衡右移,Cl-浓度不变 C.d点没有AgCl沉淀生成 D.c点对应的Ksp等于a点对应的Ksp 三、非选择题 9.医学上在进行胃肠疾病的检查时,利用X射线对BaSO4穿透能力较差的特性,常用BaSO4做内服造影剂,这种检查手段称为钡餐透视。 Ⅰ.请写出BaSO4能作为钡餐透视的另外一个理由: ________________________________________________________________________。 Ⅱ.请用文字叙述和离子方程式说明钡餐透视时为什么不用BaCO3? ________________________________________________________________________。 Ⅲ.某课外活动小组为探究BaSO4的溶解度,分别将足量BaSO4放入: ①5mL水 ②20mL0.5mol·L-1的Na2SO4溶液 ③40mL0.2mol·L-1的Ba(OH)2溶液 ④40mL0.1mol·L-1的H2SO4溶液中,溶解至饱和。 (1)以上各溶液中,c(Ba2+)的大小顺序正确的是______,BaSO4的溶解度的大小顺序为______(填字母)。 A.③>①>④>② B.③>①>②>④ C.①>④>③>②D.①>③>④>② (2)已知25℃时,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,上述条件下,溶液③中的c(SO )为________________,溶液②中c(Ba2+)为________________。 (3)某同学取同样的溶液③和溶液④直接混合,则混合溶液的pH为________(假设混合后溶液的体积为混合前两溶液的体积之和)。 10.(江苏高考)软锰矿(主要成分MnO2,杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O,反应的化学方程式为MnO2+SO2===MnSO4。 (1)质量为17.40g纯净MnO2最多能氧化________L(标准状况)SO2。 (2)已知: Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。 室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度均小于1×10-6mol·L-1),需调节溶液pH范围为________。 (3)下图可以看出,从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体,需控制的结晶温度范围为________。 (4)准确称取0.1710gMnSO4·H2O样品置于锥形瓶中,加入适量H3PO4和NH4NO3溶液,加热使Mn2+全部氧化成Mn3+,用c(Fe2+)=0.0500mol·L-1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3+被还原为Mn2+),消耗Fe2+溶液20.00mL。 计算MnSO4·H2O样品的纯度(请给出计算过程)。
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- 学生 选修 专题 第四 单元 第一 课时 沉淀 溶解 平衡 原理