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人教A版高二化学上册选择性必修一试卷讲义第10讲 沉淀溶解平衡 -【暑假衔接】新高二化学暑假精品课(人教版)(学生版)
展开1.变化观念与平衡思想:知道难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因素,能多角度、动态地分析难溶电解质的溶解平衡。能用平衡移动原理分析理解沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质。
2.证据推理与模型认知:知道溶度积的意义,建立根据溶度积和离子积的大小关系判断反应进行方向的思维模型。
3.科学探究与创新意识:学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题,并设计实验探究方案,进行沉淀转化等实验探究。
一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
1.沉淀溶解平衡
(1)含义
在一定温度下的水溶液中,当难溶电解质沉淀溶解和生成的速率相等时,即建立了沉淀溶解平衡状态。
(2)溶解平衡的建立
固体溶质溶液中的溶质eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(v溶解>v结晶 固体溶解,v溶解=v结晶 溶解平衡,v溶解<v结晶 析出晶体))
(3)特点(同其他化学平衡):逆、等、定、动、变(适用平衡移动原理)
2.难溶电解质沉淀溶解平衡的影响因素
(1)内因(决定因素):难溶电解质本身的性质。
(2)外因:温度、浓度等条件的影响符合勒夏特列原理。
(3)已知沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),请分析当改变下列条件时,对该沉淀溶解平衡的影响,填写下表(浓度变化均指平衡后和原平衡比较):
二、溶度积常数
1.概念
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,符号为Ksp,Ksp的大小反映难溶电解质在水中的溶解能力。
2.表达式
AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)
Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)。
如:Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)
Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-)。
3.影响因素
溶度积Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关。
4.应用
定量判断给定条件下有无沉淀生成。
Q:离子积对于AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)任意时刻Q=cm(An+)·cn(Bm-)。
(1)Q>Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。
(2)Q=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态。
(3)Q
1.沉淀的生成
(1)沉淀生成的应用
在无机物的制备和提纯、废水处理等领域,常利用生成沉淀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,使Q[Fe(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下:Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NHeq \\al(+,4)。
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,即离子积Q>Ksp时,生成沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。
a.通入H2S除去Cu2+的离子方程式:H2S+Cu2+===CuS↓+2H+。
b.加入Na2S除去Hg2+的离子方程式:Hg2++S2-===HgS↓。
【归纳总结】
①一般来说,当溶液中有多种可以沉淀的离子且生成相同类型的沉淀时,越难溶(Ksp越小)的越先沉淀。
②当离子浓度小于1×10-5 ml·L-1时,认为已完全沉淀。
2.沉淀的溶解
(1)沉淀溶解的原理
根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去平衡体系中的相应离子,使平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。
3.沉淀溶解常用的方法
(1)酸溶解法:如CaCO3溶于盐酸,Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸等。
(2)盐溶解法:如Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液中。
(3)生成配合物法:如AgCl可溶于氨水。
(4)氧化还原法:如CuS、HgS等可溶于HNO3中。
四、沉淀的转化
1.沉淀转化的过程探究
(1)实验探究AgCl、AgI、Ag2S的转化
实验结论:AgCl沉淀转化为AgI沉淀,AgI沉淀又转化为Ag2S沉淀,说明溶解度由小到大的顺序为Ag2S
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) Ksp=1.8×10-10
AgI(s)Ag+(aq)+I-(aq) Ksp=8.5×10-17
由Ksp值可看出AgI的溶解度远比AgCl小得多。
当向AgCl沉淀中滴加KI溶液时,Q(AgI)>Ksp(AgI)导致AgCl溶解,AgI生成,离子方程式可表示为:I-(aq)+AgCl(s)AgI(s)+Cl-(aq),
K=eq \f(c(Cl-),c(I-))=eq \f(c(Ag+)·c(Cl-),c(Ag+)·c(I-))=eq \f(1.8×10-10,8.5×10-17)≈2.1×106>1×105。
反应向正方向进行完全,即AgCl可转化为AgI沉淀。
(2)实验探究Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化
实验结论:Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀,说明溶解度:Fe(OH)3
(1)实质:沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程,其实质是沉淀溶解平衡的移动。
(2)条件:两种沉淀的溶解度不同,溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀,两者溶解度相差越大转化越容易。
3.沉淀转化的应用
(1)锅炉除水垢(含有CaSO4):CaSO4(s)eq \(―――――→,\s\up7(Na2CO3溶液))CaCO3(s)eq \(―――――→,\s\up7(加酸如盐酸))Ca2+(aq),反应为CaSO4+Na2CO3===CaCO3+Na2SO4,CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
(2)自然界中矿物的转化:原生铜的硫化物eq \(――――→,\s\up7(氧化、淋滤))CuSO4溶液eq \(――――――――――――――→,\s\up7(渗透、遇闪锌矿ZnS和方铅矿PbS))铜蓝(CuS),反应为CuSO4+ZnS===CuS+ZnSO4,CuSO4+PbS===CuS+PbSO4。
(3)工业废水处理
工业废水处理过程中,重金属离子可利用沉淀转化原理用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。
用FeS除去Hg2+的离子方程式:FeS(s)+Hg2+(aq)HgS(s)+Fe2+(aq)。
考点一 沉淀溶解平衡表达式
例1.下列表达式书写不正确的是
A.CaCO3的电离方程式:
B.的电离方程式:
C.的水解方程式:
D.CaCO3的沉淀溶解平衡表达式:
考点二 外界条件对沉淀溶解平衡的影响
例2.当Mg(OH)2固体在水中溶解达到平衡时:Mg(OH)2 (s)⇌Mg2++2OH- ,为使Mg(OH)2固体的量减少,可加入的物质是
A.MgSO4B.NaOHC.HClD.NaCl
考点三 溶度积及应用
例3.几种难溶电解质的溶度积常数(25℃)如下,下列说法不正确的是
A.与难溶电解质的性质、温度有关
B.由上述数据可知,溶解度
C.在一定条件下,可实现AgCl转化为AgBr
D.AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,向N点溶液中加入NaCl固体,能使溶液由N点变到P点
考点四 沉淀的转化
例4.硫化汞常用于彩色封蜡、塑料、橡胶和医药及防腐剂等方面。不同温度下HgS在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:HgS溶解的过程中吸收热量。下列说法正确的是
A.图中T1<20℃
B.升高温度可实现b点向a点的转化
C.向b点对应的溶液中加入少量Na2S固体,b点向c点方向移动
D.20℃时,HgS的饱和溶液的物质的量浓度为10-m ml·L-1
考点五 沉淀溶解平衡图像分析
例5.硫化锌(ZnS)和硫化铅(PbS)常用于光导体、半导体工业,它们在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:,M为Zn或Pb,pM表示。下列说法正确的是
A.曲线Ⅱ代表PbS的沉淀溶解平衡曲线
B.n、q两点溶液中的:n
C.图中m点和n点对应的关系为
D.向m点对应的悬浊液中加入少量固体,溶液组成由m沿mn曲线向n方向移动
1.25℃时CaCO3溶于水达饱和,其物质的量浓度为5.0×10-5ml/L,该温度下CaCO3的Ksp为( )
A.B.C.D.
2.下列离子方程式书写正确的是
A.溶液显碱性的原因:
B.的电离方程式:
C.泡沫灭火器的原理:
D.的沉淀溶解平衡:
3.下列现象不能用沉淀溶解平衡移动原理解释的是
A.锅炉水垢中含有CaSO4,先用Na2CO3溶液处理,再用酸除去
B.浓FeCl3溶液滴入沸水加热形成红褐色液体
C.自然界地表层原生铜矿变成CuSO4溶液向地下层渗透,遇到难溶的ZnS或PbS,慢慢转变为铜蓝(CuS)
D.医院里不用碳酸钡,而用硫酸钡作为“钡餐”
4.下列关于沉淀溶解平衡的说法正确的是
A.在同浓度的和溶液中的溶解度相同,也相同
B.升高温度,沉淀溶解平衡一定正向移动
C.洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好
D.向饱和的混合溶液中加入少量,溶液中不变
5.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
6.下列应用与沉淀溶解平衡无关的是
A.在工业废水处理过程中,以作沉淀剂,除去、等
B.如果要除去某溶液中的,最好选择钡盐
C.草木灰与铵态氮肥不能混合施用
D.医疗上常用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药剂
7.已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12.某溶液中含有Cl-、Br-和的浓度均为0.010ml·L-1,向该溶液中逐滴加入0.010ml·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-、B.、Br-、Cl-
C.Br-、Cl-、D.Br-、、Cl-
8.已知常温下Ksp(AgCl)=1.6×10-10,Ksp(AgI)=8.3×10-17,下列有关说法正确的是( )
A.常温下,AgCl在纯水中的Ksp比在AgNO3溶液中的Ksp大
B.向AgI与AgCl的悬浊液中加入几滴浓NaCl溶液,不变
C.在AgCl的饱和溶液中通入HCl,有AgCl析出,且溶液中c(Ag+)=c(Cl-)
D.向AgCl与AgI等体积混合的饱和溶液中加入足量浓AgNO3溶液,产生的AgCl沉淀的物质的量少于AgI
9.某兴趣小组进行下列实验:
①将0.1 ml·L-1 MgCl2溶液和0.5 ml·L-1 NaOH溶液等体积混合得到浊液
②取少量①中浊液,滴加0.1 ml·L-1 FeCl3溶液,出现红褐色沉淀
③将①中浊液过滤,取少量白色沉淀,滴加0.1 ml·L-1 FeCl3溶液,白色沉淀变为红褐色沉淀
④另取少量白色沉淀,滴加饱和NH4Cl溶液,沉淀溶解
下列说法中不正确的是
A.将①中所得浊液过滤,所得滤液中含少量Mg2+
B.①中浊液中存在沉淀溶解平衡:
Mg(OH)2(s)⇌ Mg2+(aq)+2OH-(aq)
C.实验②和③均能说明Fe(OH)3比Mg(OH)2难溶
D.NH4Cl溶液中的NH可能是④中沉淀溶解的原因
10.已知①相同温度下:Ksp[Zn(OH)2]>Ksp(ZnS),Ksp(MgCO3)>Ksp[Mg(OH)2];②电离出S2-的能力:FeS>H2S>CuS,则下列离子方程式错误的是
A.将FeS加入稀盐酸中:FeS+2H+=Fe2++H2S↑
B.向CuSO4溶液中通H2S气体:Cu2++H2S=CuS↓+2H+
C.将ZnCl2溶液和Na2S溶液混合:Zn2++S2-+2H2O=Zn(OH)2↓+H2S↑
D.向少量Mg(HCO3)2溶液中加入足量NaOH溶液:Mg2++2+4OH-=Mg(OH)2↓+2+2H2O
11.25℃时,用溶液沉淀Ba2+、Pb2+、Ca2+三种金属离子(M2+),所需最低浓度的负对数值与关系如图所示,下列说法正确的是
A.
B.a点可表示的饱和溶液,且
C.b点可表示的不饱和溶液,且
D.向浓度为的废水中加入足量粉末,会有沉淀析出
12.将AgCl分别加入盛有:①5mL水②6mL0.5溶液③10mL0.2溶液④5mL0.1盐酸的烧杯中,均有固体剩余,各溶液中从大到小的顺序排列正确的是
A.①④③②B.②③④①C.④③②①D.①③②④
13.硫化镉是一种难溶于水的黄色颜料,在水溶液中存在如下溶解平衡:,其沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是
A.图中温度
B.图中各点对应的的关系为:
C.向m点的溶液中加入少量固体,溶液组成由m沿线向p方向移动
D.温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿线向p方向移动
14.不同温度(T1和T2)时,硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。下列说法正确的是
A.T1>T2
B.加入BaCl2固体,可使溶液由a点变到c点
C.c点时,在T1、T2两个温度下均没有固体析出
D.图中c点对应的是T1时硫酸钡的过饱和溶液
15.一定温度下,AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq)体系中,c(Ag+)和c(Cl−)的关系如图所示。下列说法错误的是
A.a、b、c三点对应的Ksp相等
B.d点的溶液为AgCl的不饱和溶液
C.AgCl在c点的溶解度比b点的大
D.AgCl溶于水形成的饱和溶液中,c(Ag+)=c(Cl−)
16.常温下,Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.Ksp[Fe(OH)3]>Ksp[Cu(OH)2]
B.a、b、c、d四点的Kw不同
C.在Fe(OH)3饱和溶液中加入适量硝酸钾晶体可使a点变到b点
D.d点时的Cu(OH)2溶液为不饱和溶液
17.25 ℃时,Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp(CuS)=1.3×10-36,Ksp(ZnS)=1.3×10-24。下列有关说法中正确的是( )
A.25 ℃时,CuS的溶解度大于ZnS的溶解度
B.25 ℃时,饱和CuS溶液中Cu2+的浓度为1.3×10-36 ml·L-1
C.向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S,只有FeS沉淀生成
D.ZnS(s)+Cu2+(aq) CuS(s)+Zn2+(aq)的平衡常数为1.0×1012
18.Ag2SO4的溶解度随温度升高而增大,T℃时,Ag2SO4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.a点与d点Ksp数值不相等
B.a点溶液降低温度,则a点可沿虚线移动到c点
C.T℃,从曲线a点数据计算可知,Ksp(Ag2SO4)=2.25×10−4
D.向a点的悬浊液中加入Na2SO4固体,溶液组成可能会由a向d方向移动
19.硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下(已知:0℃为273K)。下列说法正确的是
A.363K时,随的增大而增大
B.三个不同温度中,363K时最小
C.283K时,图中a点对应的溶液是饱和溶液
D.313K时,图中a点对应的溶液比1ml/L的溶液导电性强
20.完成下列问题。
(1)H2C2O4是一种二元弱酸,H2C2O4溶液中各粒子浓度在其总浓度中所占比值叫其分布系数,常温下某浓度的H2C2O4溶液中各粒子分布系数随pH的变化如图所示,据此分析:该温度下,H2C2O4的电离平衡常数Ka2=___________,0.1ml/L的NaHC2O4溶液中离子浓度从大到小排列的顺序为___________。
(2)已知p(Ag+)=-lgc(Ag+),p(X-)=-lgc(X-)。某温度下,AgBr、AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,a点的坐标为(5,5),b点的坐标为(7,7)。已知:Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr),看图分析可知:
①Ksp(AgBr)=___________,向饱和AgCl溶液中加入NaCl固体,a点___________变到d点(填“能”或“不能”)。
②如果向AgBr的悬浊液中滴加1ml/LKCl溶液,原来的沉淀___________(填“能”或“不能”)完全转化为AgCl,请从化学平衡常数角度解释原因___________。
条件改变
移动方向
c(Mg2+)
c(OH-)
加少量水
正向移动
不变
不变
升温
正向移动
增大
增大
加MgCl2(s)
逆向移动
增大
减小
加盐酸
正向移动
增大
减小
加NaOH(s)
逆向移动
减小
增大
实验操作
实验现象
有白色沉淀析出
白色沉淀转化为黄色沉淀
黄色沉淀转化为黑色沉淀
化学方程式
NaCl+AgNO3===
AgCl↓+NaNO3
AgCl+KI===
AgI+KCl
2AgI+Na2S===
Ag2S+2NaI
实验操作
实验现象
产生白色沉淀
白色沉淀转化为红褐色沉淀
化学方程式
MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl
3Mg(OH)2+2FeCl3===2Fe(OH)3+3MgCl2
难溶电解质
选项
实验操作和现象
实验目的或结论
A
室温下,用试纸测定浓度为溶液和溶液的
比较和的酸性强弱
B
向固体加入饱和溶液,过滤,洗涤,向滤渣中加入盐酸有气体生成
C
取溶液,向其中滴加溶液,加入振荡静置,取上层清液滴加溶液,溶液变成血红色
该反应是可逆反应
D
向等体积与的饱和溶液中分别加入足量的浓溶液,析出沉淀的物质的量多于
第10讲 沉淀溶解平衡 -2024年新高二化学暑假讲义习题(人教版2019选择性必修1): 这是一份第10讲 沉淀溶解平衡 -2024年新高二化学暑假讲义习题(人教版2019选择性必修1),共19页。试卷主要包含了变化观念与平衡思想,证据推理与模型认知,科学探究与创新意识,应用,5×10-17,3×10-18,Ksp等内容,欢迎下载使用。
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