2025年高考化学大一轮大单元四 第十二章 第57讲 难溶电解质的沉淀溶解平衡(课件+讲义+练习)
展开1、全面、系统复习回顾基本知识。了解知识规律的来龙去脉,透彻理解概念的内涵外延,让学生经历教材由薄变厚的过程。要正确理解基础,不是会做几个简单题就叫基础扎实。对于一轮复习,基础就是像盖房子一样,需要着力做好两件大事:一是夯实地基,二是打好框架。2、扎实训练学科基本技能、理解感悟学科基本方法。一轮复习,要以教材为本,全面细致的回顾课本知识,让学生树立“教材是最好的复习资料”的观点,先引导学生对教材中所涉及的每个知识点进行重新梳理,对教材中的概念、定理、定律进一步强化理解。3、培养学生积极的学习态度、良好的复习习惯和运用科学思维方法、分析解决问题的能力。落实解题的三重境界:一是“解”,解决问题。二是“思”,总结解题经验和方法。三是“归”,回归到高考能力要求上去。解题上强化学生落实三个字:慢(审题),快(书写),全(要点全面,答题步骤规范)。 4、有计划、有步骤、有措施地指导学生补齐短板。高三复习要突出重点,切忌主次不分,无的放矢。要在“精讲”上下足功夫。抓住学情,讲难点、重点、易混点、薄弱点;讲思路、技巧、规范;讲到关键处,讲到点子上,讲到学生心里去。
难溶电解质的沉淀溶解平衡
2025年高考化学大一轮复习
1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.理解溶度积(Ksp)的含义,并能进行相关计算。3.了解沉淀的生成、溶解与转化,并能应用化学平衡原理解释。
考点一 沉淀溶解平衡 溶度积
考点二 沉淀溶解平衡的应用
1.物质的溶解性与溶解度的关系20 ℃时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系:
2.沉淀溶解平衡(1)沉淀溶解平衡的建立溶质溶解的过程是一个可逆过程:
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
(2)特点(同其他化学平衡):逆、等、定、动、变(适用平衡移动原理)。(3)沉淀溶解平衡的影响因素①内因:难溶电解质本身的性质,即难溶电解质的溶解能力。
②外因:难溶电解质在水溶液中会建立动态平衡,改变温度和某离子浓度,会使沉淀溶解平衡发生移动。以AgCl为例:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0,完成下表:
将足量BaCO3固体分别加入:①30 mL水;②10 mL 0.2 ml·L-1Na2CO3溶液;③50 mL 0.01 ml·L-1 BaCl2溶液;④100 mL 0.01 ml·L-1盐酸中溶解至溶液饱和。所得溶液中c(Ba2+)由大到小的顺序为__________________。
3.溶度积常数(1)溶度积常数和离子积比较以AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)为例:
cm(An+)·cn(Bm-)
(2)Ksp的影响因素①内因:溶度积与难溶电解质溶解能力的关系:阴、阳离子个数比相同的难溶电解质,溶度积 ,其溶解能力 ;不同类型的难溶电解质,应通过计算才能进行比较溶解能力。②外因:仅与 有关,与浓度、压强、催化剂等无关。
已知几种难溶电解质在25 ℃时的溶度积。
请思考并回答下列问题。(1)25 ℃时,AgCl(s)、AgBr(s)、AgI(s)溶于水形成的饱和溶液中c(Ag+)大小关系能否直接判断?三种物质的溶解能力由大到小如何排序?
答案 能。溶解能力由大到小:AgCl>AgBr>AgI。
(2)AgCl和Mg(OH)2相比,哪种物质更难溶?通过简单的计算阐述判断的依据。
答案 Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=c2(Ag+)=1.8×10-10,c(Ag+)≈1.34×10-5 ml·L-1,即AgCl的溶解浓度为1.34×10-5 ml·L-1;Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=4c3(Mg2+)=5.6×10-12,c(Mg2+)≈1.12×10-4 ml·L-1,即Mg(OH)2的溶解浓度为1.12×10-4 ml·L-1,则AgCl更难溶。
1.已知溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq) ΔH<0,下列有关该平衡体系的说法不正确的是______________(填序号)。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的浓度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
加入碳酸钠粉末会生成CaCO3沉淀,使Ca2+浓度减小,②错;加入氢氧化钠溶液会使平衡左移,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;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,沉淀溶解平衡向左移动,Ca(OH)2固体质量增加,⑦错。
2.(2023·青海海东统考模拟)将足量AgCl(s)溶解在水中,形成悬浊液。已知:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0,下列叙述错误的是A.加热悬浊液,使其温度升高,则Ksp(AgCl)增大B.加少量水稀释,上述平衡正向移动,c(Ag+)不变C.向悬浊液中通入少量氨气,Q(AgCl)
4.(沉淀的pH)常温下,Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20,计算有关Cu2+沉淀的pH。(1)某CuSO4溶液中c(Cu2+)=0.02 ml·L-1,如果生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH,使之大于____。
(2)要使0.2 ml·L-1 CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原来的千分之一),则应向溶液中加入NaOH溶液,使溶液的pH为____。
5.(沉淀的顺序)已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。某溶液中含有Cl-、Br-和 ,浓度均为0.01 ml·L-1,向该溶液中逐滴加入0.01 ml·L-1的AgNO3溶液时,计算三种阴离子沉淀的先后顺序。
答案 三种阴离子浓度均为0.01 ml·L-1时,分别产生AgCl、AgBr和Ag2CrO4沉淀,所需要Ag+浓度依次为
1.沉淀的生成(1)沉淀生成的实际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)使溶液中的离子转化为沉淀的条件:溶液中离子积Q>Ksp。
CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3]
CuO与H+反应,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀
Fe3+与NH3·H2O反应生成Fe(OH)3沉淀
Na2S与Cu2+、Hg2+反应生成沉淀
2.沉淀的溶解(1)原理:不断减少沉淀溶解平衡体系中的相应离子,使Q Ksp,平衡向_________________移动。(2)应用实例①Mg(OH)2难溶于水,能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。写出有关反应的离子方程式:__________________________________、_____________________________________。
Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O
②已知:PbSO4不溶于水,但可溶于醋酸铵溶液,反应的化学方程式:PbSO4+2CH3COONH4===(CH3COO)2Pb+(NH4)2SO4,试对上述PbSO4沉淀的溶解加以解释。
特别提醒 利用氧化还原反应、形成配合物也可以降低难溶电解质沉淀溶解平衡中的某种离子,使难溶电解质向溶解的方向移动。
3.沉淀的转化(1)原理:由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程,实质是 。(2)沉淀转化规律①一般来说,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。
②一定条件下溶解度小的沉淀也可以转化成溶解度相对较大的沉淀。
ZnS转化为CuS的离子方程式为 。PbS转化为CuS的离子方程式为 。
一、实验探究沉淀的生成、溶解与转化
1.(2023·天津模拟)取1 mL 0.1 ml·L-1 AgNO3溶液进行如下实验(实验中所用试剂浓度均为0.1 ml·L-1),下列说法不正确的是A.实验①白色沉淀是难溶的AgClB.若按②①顺序实验,能看到白色沉淀C.若按①③顺序实验,能看到黑色沉淀D.由实验②说明AgI比AgCl更难溶
一般来说,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现,AgI的溶解度比AgCl小,所以AgI不易转化为AgCl,所以若按②①顺序实验,看不到白色沉淀,故B项错误。
2.某同学设计实验探究影响沉淀溶解平衡的因素,有关实验操作如下:ⅰ.取规格相同的两支试管①和②,先向试管①中加入少量PbI2黄色固体,并插入电导率测试仪,然后分别加入等体积PbI2饱和溶液;ⅱ.向试管①和②中分别滴入1滴0.1 ml·L-1 KI溶液,观察沉淀变化情况,一段时间后向①中滴入少量蒸馏水,测得溶液电导率变化如图2所示。
下列说法错误的是A.滴加KI溶液①②中产生PbI2固体B.b到c过程中①中固体质量减小C.c点时溶液中c(Pb2+):①=②D.b点:c(Pb2+)·c2(I-)
4.可溶性钡盐有毒,医院中常用无毒硫酸钡作为内服“钡餐”造影剂。医院抢救钡离子中毒者时,除催吐外,还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知:某温度下,Ksp(BaCO3)=5.1×10-9,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。下列推断正确的是A.不用碳酸钡作为内服造影剂,是因为碳酸钡比硫酸钡更难溶B.可以用0.36 ml·L-1的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃C.抢救钡离子中毒者时,若没有硫酸钠也可以用碳酸钠溶液代替D.误饮c(Ba2+)=1.0×10-5 ml·L-1的溶液时,会引起钡离子中毒
碳酸钡能与胃酸反应生成可溶性钡盐,钡离子有毒,所以不能用碳酸钡作为内服造影剂,A错误;
碳酸钡与胃酸反应转化为可溶性钡盐,起不到解毒的作用,C错误;
(2)若用Zn替换Cu可加快除Cl-的速率,但需控制溶液的pH。若pH过低,除Cl-效果下降的原因是_______________________________________。
若pH过低,锌会与溶液中的氢离子反应
1.下列判断错误的是________(填字母)。A.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中 增加(2016·全国卷Ⅲ, 13D)B.向2支盛有2 mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI, 一支试管中产生黄色沉淀,另一支中无明显现象,说明Ksp(AgI)
已知:酸性条件下,MnO2的氧化性强于Fe3+。“浸锰”过程中,发生反应MnS+2H+===Mn2++H2S↑,则可推断:Ksp(MnS)_____(填“>”或“<”)Ksp(Ag2S)。
“浸锰”过程中,矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中,MnS发生反应:MnS+2H+===Mn2++H2S↑,硫化锰溶于强酸而硫化银不溶于强酸,则可推断:Ksp(MnS)>Ksp(Ag2S)。
3.[2022·重庆,15(2)]25 ℃时相关的溶度积见表。
①在某滤液中Fe3+和Cu2+的浓度相近,加入NaOH溶液,先得到的沉淀是__________。
由溶度积可知,向某滤液中加入氢氧化钠溶液,氢氧化铁先沉淀。
②25 ℃时,为了使Cu2+沉淀完全,需调节溶液H+浓度不大于_________ ml·L-1。
4.[2022·全国乙卷,26(1)(2)]废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb,还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等,为了保护环境、充分利用铅资源,通过右图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为___________________________________________,用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因:__________________。
(2)在“脱硫”中,加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化,原因是_____________。
1.(2020·全国卷Ⅱ,9)二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响,其原理如下图所示。下列叙述错误的是
2.(2018·海南,6)某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸,下列说法正确的是A.AgCl的溶解度、Ksp均减小B.AgCl的溶解度、Ksp均不变C.AgCl的溶解度减小、Ksp不变D.AgCl的溶解度不变,Ksp减小
3.往锅炉注入Na2CO3溶液浸泡,将水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸去除,下列叙述正确的是A.温度升高,Na2CO3溶液的Kw增大,c(OH-)减小B.CaSO4能转化为CaCO3,说明Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)C.CaCO3溶于盐酸而CaSO4不溶,是因为硫酸酸性强于盐酸
温度升高,水的电离平衡正向移动,Kw增大;温度升高,Na2CO3的水解平衡正向移动,c(OH-)增大,A项错误;Ksp(CaCO3)<Ksp(CaSO4),B项错误;CaCO3与盐酸反应生成可溶性的氯化钙、水和二氧化碳,CaSO4与盐酸不满足复分解反应发生的条件,与酸性强弱无关,C项错误。
4.向AgCl浊液中滴加氨水后可得到澄清溶液,继续滴加浓硝酸后又有沉淀生成。经查资料得知:Ag++2NH3·H2O [Ag(NH3)2]++2H2O。下列分析不正确的是A.浊液中存在沉淀溶解平衡:AgCl (s) Ag+(aq)+Cl-(aq)B.实验可以证明NH3结合Ag+能力比Cl-强C.实验表明实验室可用氨水洗涤银镜反应后的试管D.由资料信息可推知:加浓硝酸后生成的沉淀为AgCl
6.(2023·浙江临海、新昌两地高三适应性考试)椰子蟹具有异常坚硬的甲壳,这归功于摄入的椰子中的月桂酸(C11H23COOH),在表面的角质层中形成难溶的月桂酸磷酸钙,存在如下平衡:Ca3PO4(OOCC11H23)3(s) 3Ca2+(aq)+ (aq)+3C11H23COO-(aq) Ksp=7.3×10-35,已知CaCO3的Ksp=3.4×10-9。下列说法不正确的是A.椰子蟹摄入月桂酸含量较高的椰肉有助于形成更加坚硬的甲壳B.弱碱性的海水可以保护椰子蟹外壳,使其不易被腐蚀C.将少量月桂酸磷酸钙投入适量1 ml·L-1碳酸钠溶液中,可实现其与碳酸钙的转化D.海水中CO2浓度升高,会腐蚀椰子蟹的外壳,使Ksp增大
7.为研究沉淀的生成及转化,某小组进行如图实验。下列关于该实验的分析不正确的是A.①浊液中存在平衡:AgSCN(s) Ag+(aq) +SCN-(aq)B.②中颜色变化说明上层清液中含有SCN-C.③中颜色变化说明有AgI生成D.该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶
根据信息,上层清液中存在SCN-,白色沉淀是AgSCN,存在沉淀溶解平衡:AgSCN(s) Ag+(aq)+SCN-(aq),A、B正确;在①中Ag+有剩余,可能是c(I-)·c(Ag+)>Ksp(AgI),出现沉淀,D错误。
8.牙齿表面存在如下平衡:Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2+(aq)+ (aq)+OH-(aq) Ksp=6.8×10-37,Ca5(PO4)3F的Ksp=2.8×10-61。下列说法错误的是A.在牙膏中添加适量的磷酸盐,能起到保护牙齿的作用B.口腔中的食物残渣能产生有机酸,容易导致龋齿,使Ksp增大C.正常口腔的pH接近中性,有利于牙齿健康D.使用含氟牙膏,当Ca5(PO4)3OH(s)与Ca5(PO4)3F(s)共存时, ≈2.4×1024
在牙膏中添加适量的磷酸盐,使平衡逆向移动,生成Ca5(PO4)3OH(s)覆盖在牙齿表面,能起到保护牙齿的作用,A正确;Ksp只与温度有关,与溶液的酸碱性无关,B错误;
A.向①中滴加几滴酚酞溶液后,溶液显红色,说明Mg(OH)2是一种弱电解质B.为了使Mg(OH)2悬浊液溶解得更快,加入过量NH4Cl浓溶液并充分振荡,效果更好
9.探究Mg(OH)2的沉淀溶解平衡时,利用下表三种试剂进行实验,下列说法不正确的是
10.已知:常温下,Ksp(NiCO3)=1.4×10-7,Ksp(PbCO3)=1.4×10-13,则向浓度均为0.1 ml·L-1的Ni(NO3)2和Pb(NO3)2混合溶液中逐滴加入Na2CO3溶液,下列说法错误的是A.常温下在水中的溶解度:NiCO3>PbCO3B.逐滴加入Na2CO3溶液,先生成NiCO3沉淀,后生成PbCO3沉淀C.向NiCO3沉淀中加入Pb(NO3)2溶液,会生成PbCO3沉淀D.逐滴加入Na2CO3溶液,当两种沉淀共存时,溶液中c(Ni2+)∶c(Pb2+)=106∶1
常温下,Ksp(NiCO3)>Ksp(PbCO3),故溶解度:NiCO3>PbCO3,A项正确;逐滴加入Na2CO3溶液时,Ksp(PbCO3)较小,故先生成PbCO3沉淀,后生成NiCO3沉淀,B项错误;由于Ksp(PbCO3)
②Ksp(CuS)=6.4×10-36,Ksp(ZnS)=1.6×10-24。
当pH=1.9时氢氧化铁开始沉淀,当pH=3.5时氢氧化铝开始沉淀,当pH=4时,则会生成氢氧化铝和氢氧化铁,即“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3,A正确;
“出水”中除含有阴离子外,还含有大量的Na+、Ca2+等,故只经阴离子交换树脂软化处理后,不可用作工业冷却循环用水,D错误。
12.[2021·海南,16(4)(5)](4)25 ℃时,潮湿的石膏雕像表面会发生反应:CaSO4(s)+ (aq) CaCO3(s)+ (aq),其平衡常数K=___________。[已知Ksp(CaSO4)=9.1×10-6,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9](5)溶洞景区限制参观的游客数量,主要原因之一是游客呼吸产生的气体对钟乳石有破坏作用,从化学平衡的角度说明其原因:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
13.[2020·全国卷Ⅲ,27(4)]某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O):
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
利用上述表格数据,计算Ni(OH)2的Ksp=___________________________________(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0 ml·L-1,则“调pH”应控制的pH范围是___________。
0.01×(107.2-14)2[或10-5×(108.7-14)2]
14.氟化钡可用于制造电机电刷、光学玻璃、光导纤维、激光发生器等。以钡矿粉(主要成分为BaCO3,含有SiO2、Fe2+、Mg2+等杂质)为原料制备氟化钡的流程如下:
已知:常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是3.4、12.4。(1)滤渣A的化学式为_________。
(2)滤液1加H2O2氧化的过程中主要反应的离子方程式为______________________________________。(3)加20%NaOH溶液调节pH=12.5,得到滤渣C的主要成分是____________。(4)滤液3加入盐酸酸化后再经__________、冷却结晶、________、洗涤、真空干燥等一系列操作后得到BaCl2·2H2O。
H2O2+2Fe2++2H+===
滤液3加盐酸酸化后得到BaCl2和HCl的混合溶液,由该溶液得到BaCl2·2H2O的实验操作为加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、真空干燥等。
(5)常温下,用BaCl2·2H2O配制成0.2 ml·L-1水溶液与等浓度的氟化铵溶液反应,可得到氟化钡沉淀。请写出该反应的离子方程式:______________________。已知Ksp(BaF2)=1.84×10-7,当钡离子完全沉淀时(即钡离子浓度≤10-5 ml·L-1),至少需要的氟离子浓度是________ ml·L-1(结果保留三位有效数字,已知 =1.36)。
Ba2++2F-===BaF2↓
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