《2022年高考专题沉淀溶解平衡 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高考专题沉淀溶解平衡 .pdf（14页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、学习好资料欢迎下载知识点 1介绍：沉淀溶解平衡1物质的溶解性电解质在水中的溶解度，有的很大，有的很小，但仍有度。在20时溶解性与溶解度的关系如下：溶解性易溶可溶微溶难溶溶解度10 g 1 g10 g 0.01 g1 g 0.01 g 说明：物质在水中“ 溶” 与“ 不溶 ” 是相对的， “ 不溶 ” 是指难溶，没有绝对不溶的物质。2难溶物的溶解平衡难溶电解质的溶解速率和沉淀速率相等，溶液里的离子处于饱和及固态电解质的量保持不变的状态，叫做难溶电解质的沉淀溶解平衡状态，简称沉淀溶解平衡。例如：AgCl(s) Ag+(aq)+Cl(aq) 未溶解的固体溶液中的离子PbI2(s) Pb2+(aq)+
2、2I(aq) 未溶解的固体溶液中的离子3溶解平衡特征（1） “ 动” 动态平衡，溶解的速率和沉淀的速率都不为0；（2） “ 等”v溶解=v沉淀；（3） “ 定” 达到平衡时，溶液中离子的浓度保持不变；（4） “ 变” 当改变外界条件时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。例 1：(20XX 年海南模拟 )下列有关AgCl 沉淀的溶解平衡的说法中，不正确的是(B) AAgCl 沉淀生成和溶解不断进行，但速率相等BAgCl 难溶于水，溶液中没有Ag和 ClC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 沉淀的溶解度降低解析： AgCl 固体在溶液中达到溶解
3、平衡后，溶解与沉淀速率相等，但不为0，A 项正确；AgCl 难溶于水，但溶解的部分电离出Ag和 Cl，B 项错误；一般来说，升高温度有利于固体物质的溶解，C 项正确；向AgCl 沉淀中加入NaCl 固体，增大了Cl浓度，促使溶解平衡向左移动，降低了AgCl 的溶解度， D 项正确。4沉淀溶解平衡常数 溶度积（1）定义：在一定条件下，难溶强电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时，溶质的离子与该固态物质之间建立动态平衡，叫做沉淀溶解平衡。这时，离子浓度幂的乘积为一常数，叫做溶度积Ksp。（2）表达式：AmBn(s)mAn+(aq)+nBm(aq) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师
4、归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 14 页学习好资料欢迎下载Ksp=c(An+)m c(Bm)n注意：溶度积（Ksp）的大小只与难溶电解质的性质和温度有关，与浓度无关。（3）溶度积规则：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；QcKsp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡；QcKsp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；QcKsp，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。注意： （1）对同种类型物质，Ksp越小其溶解度越小，越容易转化为沉淀。（2）对于
5、化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶电解质，不能直接比较Ksp的大小来确定其溶解能力的大小，需转化为溶解度来计算。（3）溶液中的各离子浓度的变化只能使沉淀溶解平衡移动，并不改变溶度积。例 2：若在 1 L 蒸馏水中加入1 滴(约 0.05 mL)0.1 mol L1的 NaCl 溶液，搅拌均匀后再滴入1 滴 0.1 molL1AgNO3溶液，请估算是否会产生沉淀(已知 AgCl 的 Ksp 1.8 1010)(A) A否B是 C可能是 D以上都不正确解析： c(Cl)0.05 103L 0.1 molL1/1 L5 106 mol L1c(Ag)0.05 103L 0.1mol L1/1 L5
6、106mol L1Qcc(Cl) c(Ag)2.5 1011Ksp，所以不会产生沉淀。2溶度积的计算(1)已知溶度积求溶解度以Ag(aq) Cl(aq)为例，已知Ksp，则饱和溶液中c(Ag )c(Cl )，结合溶液体积即求出溶解的AgCl 的质量，利用公式即可求出溶解度。(2)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 cm3)，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(即离子的物质的量浓度)便求出，利用公式即求出Ksp。(3)两溶液混合 是否会产生沉淀或同一溶液中可能会产生多种沉淀时判
7、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溶度积的关系式加以判断。例 3：(20XX 年山东理综 )某温度下， Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH ，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是(B) AKspFe(OH)3KspCu(OH)2 B加适量NH4Cl 固体可使溶液由a点变到 b 点Cc、d 两点代表的溶液中c(H)与 c(OH)乘积相等精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 14 页学习好资料欢迎下载DFe(OH)3、Cu(OH)2分
8、别在 b、c 两点代表的溶液中达到饱和【解析】本题考查沉淀溶解平衡知识，意在考查考生分析图形的能力和实际运用知识的能力。 KspFe(OH)3c(Fe3) c3(OH)，KspCu(OH)2c(Cu2) c2(OH)，Fe3、 Cu2浓度相等 (b、c 点)时， Fe3对应的pH 小， c(H)较大，则c(OH)较小，又知Ksp 仅与温度有关，则KspFe(OH)3KspCu(OH)2， A 选项正确；存在沉淀溶解平衡：Fe(OH)3Fe3(aq)3OH(aq)，加入 NH4Cl 固体，因为NH4水解产生H，H与 OH反应使平衡正向移动， c(Fe3)增大， B 选项错误； c(H)和 c(O
9、H)的乘积为KW，KW 仅与温度有关，则C 选项正确；由题意和题图知D 选项正确。5影响沉淀溶解平衡的因素内因：难溶电解质本身的性质。外因： （1）浓度：加水冲稀，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，但Ksp不变。（2）温度：多数难溶电解质溶解于水是吸热的，所以升高温度，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，同时Ksp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 Ksp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的沉淀或气体，使平衡向溶解的方向移动，Ksp不变。注意：溶解度随温度升高而增大的难溶电解质，升高温度后，沉淀溶解平衡向溶解的
10、方向移动；溶解度随温度升高而减小的难溶电解质，升高温度后，沉淀溶解平衡向沉淀的方向移动。例 4： (20XX 年温州模拟 )为了除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是 (D) ANaOH B Na2CO3 C氨水 DMgO 解析：本题常规方法是加入化学物质直接与Fe3反应形成沉淀，但在这里却巧妙地利用了MgO 消耗 FeCl3水解生成的HCl 促使 FeCl3水解成 Fe(OH)3，同时 MgO 转化成 MgCl2，不引入新杂质，即使MgO 过量，但它不溶于水，不会引起二次污染。知识点 2介绍 ：沉淀溶解平衡的应用难溶电解质的沉淀溶解平衡在生产、科研和环保等领域
11、有着许多应用。沉淀溶解平衡是一个动态平衡，当条件发生改变时，平衡也会相应地发生移动。我们在生产、生活中经常根据平衡移动原理，选择适当的条件，使平衡向着需要的方向移动。1沉淀的生成（1）沉淀的方法：调节 pH 法：例如：除去硫酸铜溶液中混有的少量铁离子。方法：向溶液中加入氢氧化铜或碱式碳酸铜，调节溶液的pH 在 34 之间，铁离子就精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 14 页学习好资料欢迎下载会转化为氢氧化铁而除去。流程图：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Cu
12、S、 HgS 等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。反应如下：Cu2+S2CuS Cu2+H2SCuS +2H+Hg2+S2HgS Hg2+H2SHgS +2H+（2）不同沉淀方法的应用直接沉淀法：除去指定的溶液中某种离子或获取该难溶电解质。分步沉淀法：鉴别溶液中含有哪些离子或分别获得不同难溶电解质。共沉淀法：除去一组某种性质相似的离子，加入合适的沉淀剂。氧化还原法：改变某离子的存在形式，促进其转变为溶解度更小的难溶电解质便于分离除去。注意：（1）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。（2）沉淀法工艺流程示意图如图：2沉淀的溶解根
13、据溶度积规则，当QcKsp时，沉淀就向溶解的方向进行。因此，使沉淀溶解的总原则就是设法使构晶离子的浓度减小使之满足QcKsp。常用的方法是：在难溶电解质饱和溶液中加入适当试剂使之与组成沉淀的一种构晶离子结合成另一类化合物，从而使之溶解。具体办法可采用酸碱溶解法、配位溶解法、氧化还原溶解法以及沉淀转化溶解法等。（1）酸碱溶解法例如：难溶于水的CaCO3沉淀可以溶于盐酸中精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 14 页学习好资料欢迎下载在上述反应中，气体CO2的生成和逸出，使CaCO3溶解平衡体系中的CO32浓度不断减小，平衡向沉淀
14、溶解方向移动。注意： 类似的可用强酸溶解的难溶电解质还有FeS、 Al(OH)3、Cu(OH)2等。医学上用BaSO4作“ 钡餐 ” ，但不能用BaCO3，其原因是BaCO3溶于胃酸（盐酸） 。（2）盐溶解法如 Mg(OH)2可溶于 NH4Cl 溶液。Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH(aq) 当加入 NH4Cl 溶液时， NH4+OHNH3 H2O，使 c(OH)减小，使Mg(OH)2溶解平衡向右移动，直至沉淀完全溶解，总反应式为：Mg(OH)2+2NH4Cl MgCl2+2NH3 H2O （3）氧化还原法有些金属硫化物如CuS、 HgS 等，其溶度积很小，在饱和溶液中c(S2)特
15、别小，不能溶于非氧化性强酸，只能溶于氧化性酸，减小c(S2)，从而达到沉淀溶解的目的。如：3CuS+8HNO33Cu(NO3)2+3S +2NO +4H2O 此法适用于溶解那些具有明显氧化性或还原性的难溶物。（4）生成配合物使沉淀溶解向沉淀体系中加入适当配合剂，使溶液中某离子生成稳定的配合物，减小其离子浓度，从而使沉淀溶解。如：AgCl 可溶于 NH3 H2O 此法对用酸碱性不能溶解的难溶电解质具有重要意义。（5）沉淀转化溶解法此法是将难溶物转化为能被前三种方法溶解的沉淀，然后再溶解。例如：重晶石（ BaSO4）23Na CO饱和BaCO3总反应的离子方程式为：BaSO4+CO32BaCO3+
16、SO42注意： 虽然 BaSO4比 BaCO3更难溶于水，但在CO32浓度较大的溶液中，BaSO4溶解在水中的 Ba2+能与 CO32结合形成BaCO3溶液。转化过程是用饱和Na2CO3溶液处理BaSO4溶液，待达到平衡后，移走上层溶液；再加入饱和Na2CO3溶液，重复处理多次，使绝大部分 BaSO4转化为 BaCO3；最后加入盐酸，Ba2+即转入到溶液中。AgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq) NH3 H2O Ag(NH3)2+BaSO4Ba2+SO42CO32BaCO3(s) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 14
17、 页学习好资料欢迎下载3沉淀的转化根据难溶物质溶解度的大小，难溶物质间可以进行转化，例如：AgNO3溶液和NaCl 溶液反应，生成AgCl 沉淀。当向体系中滴加KI 溶液时，溶液中的 Ag+和 I结合生成了更难溶解的AgI ，由于溶液中Ag+浓度减小，促进了AgCl 的溶解，最终 AgCl 全部转化为AgI 。同样，由于硫化银的溶解度比碘化银的溶解度更小，因此向体系中滴加硫化钠溶液时，碘化银转化为硫化银。注意：（1）沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般地，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。（2）沉淀的转化在生产、生活中的应用较多，如用FeS、MnS、H2S 等除去废水中
18、的重金属离子（ Hg2+、Pb2+等） ：FeS(s)+Hg2+(aq) HgS(s)+Fe2+(aq) 例 5： (20XX 年北京高考 )自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS 或 PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是(D) ACuS 的溶解度大于PbS的溶解度B原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性CCuSO4与 ZnS 反应的离子方程式是Cu2 S2=CuSD整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应【解析】A 项，应为CuS 的溶解度小于PbS 的溶解度，所以有PbSCu2=CuSPb2；B 项， Cu
19、S 中硫元素处于最低价态，有还原性；C 项， ZnS 不溶于水， CuSO4与 ZnS 反应的离子方程式应为：Cu2ZnS=CuS Zn2； D 项，铜的硫化物变为CuSO4的反应是氧化还原反应，CuSO4与 ZnS 或 PbS的反应是复分解反应。4生活中的沉淀溶解平衡（1）溶洞里美丽的石笋、钟乳石和石柱是大自然创造的奇迹。石灰岩里不溶性的碳酸钙与水及二氧化碳反应能转化为微溶性的碳酸氢钙Ca(HCO3)2。溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶向溶洞底滴落时，水分蒸发、二氧化碳压强减小或温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋等。（2）氟化物防龋
20、齿的化学原理。AgNO3NaCl AgCl KI AgI 2Na SAg2S （白色沉淀）（黄色沉淀）（黑色沉淀）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 14 页学习好资料欢迎下载龋齿可能是由口腔细菌在糖代谢过程中释放出来的有机酸穿透牙釉质表面使牙齿的矿物质 羟（基）磷灰石Ca5(PO4)3OH 溶解造成的。由于细菌在牙齿表面形成一层黏附膜 齿斑（或称菌斑） ，这些有机酸能够长时间地跟牙齿表面密切接触，使羟（基）磷灰石溶解：Ca5(PO4)3OH+4H+ 5Ca2+3HPO42+H2O 饮水、食物和牙膏里氟离子会跟羟（基）磷灰石
21、发生沉淀转化生成氟磷灰石：Ca5(PO4)3OH+FCa5(PO4)3F+OH溶解度研究证实氟磷灰石比羟磷灰石更能抵抗酸的侵蚀。这是由于氟离子体积小于氢氧根离子，在磷灰石晶结构里更匹配。此外，氟离子还能抑制口腔细菌产生酸。含氟牙膏已经使全世界千百万人减少龋齿，使人们的牙齿更健康。拓展延伸 水垢中 Mg(OH)2的生成硬水中含有Ca(HCO3)2、 Mg(HCO3)2、 MgSO4、 CaSO4、 CaCl2、 MgCl2等钙盐、镁盐。硬水在煮沸时，可发生以下反应：Ca(HCO3)2CaCO3 +CO2 +H2O Mg(HCO3)2MgCO3 +CO2 +H2O 持续加热可以使水中部分溶解的碳酸
22、镁转化为更难溶的氢氧化镁，碳酸钙和氢氧化镁的混合物就是水垢的主要成分。注：硬水是指含Ca2+、Mg2+较多的水。【课后加强】一、选择题1下列各操作中，不发生“先沉淀后溶解”现象的是 () 向饱和 Na2CO3溶液中不断通入过量的CO2气体向 AgNO3溶液中逐滴滴入过量的氨水向 AgI 胶体中逐滴加入过量的稀盐酸向石灰水中通入过量的CO2向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸A B C D全部2已知 CuSO4溶液分别与Na2CO3溶液、 Na2S溶液的反应情况如下：(1)CuSO4Na2CO3主要： Cu2 CO23H2O=Cu(OH)2 CO2次要： Cu2CO23=CuCO3(2)CuSO4N
23、a2S 主要： Cu2 S2=CuS次要： Cu2S22H2O=Cu(OH)2 H2S下列几种物质的溶解度大小的比较中，正确的是() ACuSCu(OH)2C u(OH)2CuCO3CCu(OH)2CuCO3CuS DCu(OH)2CuCO3Ksp(MgF2)时有 MgF2析出。11A 二、非选择题1解析： (1)BaSO4(s)Ba2(aq)SO24(aq)，由于Ba2、SO24均不与H反应，无法使平衡移动。 c(Ba2)KspBaSO4c SO2421010 mol/L 。答案： (1)对于平衡BaSO4(s)Ba2(aq) SO24(aq)，H不能减少Ba2或 SO24的浓精选学习资料
24、- - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 14 页学习好资料欢迎下载度，平衡不能向溶解的方向移动 21010(2)CaSO4(s)CO23(aq)=CaCO3(s)SO24(aq) CaSO4存在沉淀溶解平衡，加入Na2CO3溶液后， CO23与 Ca2结合生成CaCO3沉淀， Ca2浓度减小，使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动2解析： (1)由图可知，在pH3 时溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀。(2)除去 Fe3的同时必须保证Cu2不能沉淀，因此pH 应保持在 4 左右。(3)从图示关系可看出，Co2和 Ni2沉淀的 pH 范围相差
25、太小，不能通过调控pH 而达到分离的目的。(4)要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时又不会引入其他离子。答案： (1)Cu2(2)B (3) 不能Co2和 Ni2沉淀的 pH 范围相差太小 (4)B 3(1)2.0 mol/L(2)NH4Cl (3)n(CO2)0.896 L22.4 Lmol14.00 102 mol， n(MgO) 2.00 g40 g mol15.00102 mol，n(H2O)4.66 g4.00102 mol 44 g mol12.00 g18 g mol15.00102 mol，n(MgO) n(CO2)
26、n(H2O)5.00 1024.001025.00 102545，碳式碳酸镁的化学式为Mg(OH)2 4MgCO3 4H2O。(4)升高4解析： (1)由 Cu2、Fe3和 Fe2的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH 知，当 Fe2开始沉淀时， Cu2已经沉淀完全；而当Fe3沉淀完全时，Cu2尚未沉淀，所以除去Cu2中的 Fe2时，需将Fe2氧化成 Fe3后除去。(2)加入的氧化剂能把Fe2氧化成 Fe3，同时又不能引入新杂质，所以应选用H2O2。(3)当除去Cu2中的Fe3时，可以利用Fe3的水解： Fe33H2OFe(OH)3 3H，所以加入的物质Y 应具有以下条件：能与 H反应，使水解平
27、衡向正反应方向移动，从而使 Fe3转化为Fe(OH)3沉淀而除去； 不能引入新杂质，满足该条件的物质Y 可以是CuO、 Cu(OH)2、CuCO3或 Cu2(OH)2CO3。(4)若直接加碱使Fe3沉淀的同时，也能使Cu2沉淀。(5)若直接蒸发结晶将得不到CuCl2 2H2O 晶体，因为在对CuCl2溶液蒸发的过程中，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 14 页学习好资料欢迎下载CuCl2水解产生的HCl 从溶液中挥发出来，导致CuCl2水解平衡向正反应方向移动，最终得到 Cu(OH)2或 CuO，而得不到CuCl2 2H
28、2O 晶体。为了抑制CuCl2水解，应在HCl 气流中加热蒸发结晶。(6)在溶液 中存在FeCl3、CuCl2的水解平衡，溶液呈酸性，加入的碳酸钙与水解产生的 H反应，导致c(H)减小，水解平衡向正反应方向移动，直至反应完全，所以产生气泡和沉淀，同时碳酸钙溶解。(7)在溶液 中存在FeCl3、CuCl2的水解平衡，溶液呈酸性，加入的镁粉与水解产生的H反应，导致c(H)减小，水解平衡向正反应方向移动，直至反应完全，所以产生氢气和Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀。答案： (1)将 Fe2氧化成 Fe3，便于生成沉淀与Cu2分离(2)C (3)CuOCu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3也可以 (4)不能加碱使 Fe3沉淀的同时也能使Cu2沉淀(5)不能应在 HCl 气流 中加热蒸发结晶(6)碳酸钙溶解，产生气泡和沉淀(7) 氢气 (H2) 镁粉与 FeCl3、CuCl2水解产生的H反应而生成氢气精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 14 页