高三化学总复习 专题攻略 之水溶液中的离子平衡 六、 难溶电解质的溶解平衡（含解析）

《高三化学总复习 专题攻略 之水溶液中的离子平衡 六、 难溶电解质的溶解平衡（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三化学总复习 专题攻略 之水溶液中的离子平衡 六、 难溶电解质的溶解平衡（含解析）（9页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

难溶电解质的溶解平衡 【高考预测】 1. (★★★)正确理解和掌握溶度积KSP的概念,会运用溶度积进行有关计算。 2. (★★)了解沉淀溶解平衡的应用。 锁定高考 1．（2014课标Ⅰ）溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示，下列说法错误的是( ) A．溴酸银的溶解时放热过程 B．温度升高时溴酸银溶解速度加快 C．60 ℃时溴酸银的Ksp约等于610－4 D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯 【答案】A 【解析】解决本题，首先要认识坐标系，弄清在坐标系中横坐标、纵坐标的含义。然后分析物质的性质变化规律，再对各个选项中的知识进行逐一剖析。A、由溶解度随温度的变化曲线关系可知：温度升高，该物质的溶解度增大。说明升高温度促进物质的溶解，根据平衡移动原理：升高温度，OH向吸热方向移动。因此溴酸银(AgBrO3)溶解是吸热过程 ，错误；B、温度升高，溴酸银溶解在水中的微粒运动速度加快，扩散的更快，因此升高温度使其溶解速度加快，正确；C、有图像可以看出：在60℃时溴酸银的溶解度大约是0.6g.即在100g约0.1L,则在该饱和溶液中溶质是浓度为：c(AgBrO3)= (0.6g236g/mol) 0.1L =0.025mol/L，故Ksp=c(Ag+)c(BrO3-)=0.0250.025约等于610-4 ，正确；D、由于硝酸钾的溶解度比较大，而且溶解度随温度的升高而增大。而溴酸银的溶解度较小，所以若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯。正确。 2．（2015重庆）下列叙述正确的是（ ） A．稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度 B．25℃时，等体积等浓度的硝酸与氨水混合后，溶液pH=7 C．25℃时，0.1molL－1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱 D．0.1 mol AgCl和0.1molAgI混合后加入1L水中，所得溶液中c(Cl－)=c(I－) 【答案】C 夯实基础 一. 难溶电解质的溶解平衡 1．溶解度和溶解性：难溶电解质和易溶电解质之间并无严格的界限，溶解度小于0.01g的称为难溶电解质，离子相互反应生成难溶电解质，可以认为是完全反应。 在20℃时电解质的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 >10g 1-10g 1-0.1g <0.01g 2．根据对溶解度及反应限度、化学平衡原理的认识，说明生成沉淀的离子反应是否真正能进行到底？ AgCl在溶液中存在两个过程，一方面，在水分子作用下，少量Cl-、Ag＋脱离AgCl表面溶入水中；另一方面，溶液中的Cl-、Ag＋受AgCl表面阴、阳离子的静电作用，回到AgCl的表面析出晶体。一定温度下，AgCl饱和溶液建立下列动态平衡的反应式：AgCl（s）Cl-（aq）＋Ag＋（aq），沉淀、溶解之间由于动态平衡的存住，决定了沉淀反应不能完全进行到底。 典例1下列有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是(　) A．AgCl沉淀生成和沉淀溶解达平衡后不再进行 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沉淀的溶解度不变 【答案】C 3．溶解平衡的特征： 逆：溶解平衡是 一个 可逆过程。 等：溶解速率和沉淀速率相等。 动：溶解速率和沉淀速率相等，但不为0。 定：平衡状态时，溶液中各种离子的浓度保持一定。 变：当外界条件改变，溶解平衡发生移动。 【名师点拨】难溶强电解质的电离方程式用“=”，如：AgCl 溶解平衡：AgCl（s） Cl-（aq）＋Ag＋（aq）；电离平衡：AgCl＝Cl- ＋Ag＋ 4. 影响平衡的因素： 影 响 因 素 沉淀溶解平衡 电 离 平 衡 内 因 电 解 质 本 身 的 性 质 外 因 温 度 温度升高，多数溶解平衡向溶解的方向移动 温度升高正向移动 稀 释 向溶解的方向移动 正向移动 同离子效应 加入相同离子，向生成沉淀的方向移动 逆向移动 典例2 下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是(　　) A．反应开始时，溶液中各离子的浓度相等 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 【答案】B 【解析】沉淀达到溶解平衡，溶质离子浓度保持一定，但不一定相等，沉淀的速率和溶解的速率相等，再加入难溶性的该沉淀物，不会溶解。 二. 溶度积（Ksp） 1. 概念：一定温度下，难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数，这个常数称为该难溶电解质的溶度积，用符号Ksp表示。 2. 表达式：对于沉淀溶解平衡：MmAn（s）mMn+(aq)+nAm-(aq)， 溶度积常数：Ksp = c（Mn+）mc（Am-）n 3. 溶度积规则：比较Ksp与溶液中有关离子浓度幂的乘积（离子积Qc）判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。 Qc＞Ksp时，生成沉淀； Qc＝Ksp时，达到溶解平衡； Qc＜Ksp时，沉淀溶解。 4. 影响溶度积的因素： Ksp 只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量无关，并且溶液中的离子浓度的变化能使平衡移动，并不改变Ksp 。 5. 溶度积的物理意义： Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp数值越大则难溶电解质在水中的溶解能力越强。但对化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比不相同的电解质，则不能直接由它们的溶度积来比较溶解能力的大小，必须通过具体计算确定。 6. 难溶电解质的溶度积以及溶解能力的比较 沉淀溶解平衡 Ksp（18～25℃） 溶解能力比较 AgCl（s）Cl-（aq）＋Ag＋（aq） 1.810-10mol2. L-2 AgCl> AgBr > AgI AgBr（s）Br-（aq）＋Ag＋（aq） 5.010-13mol2.L-2 AgI（s）I-（aq）＋Ag＋（aq） 8.310-17mol2.L-2 Mg(OH)2（s）Mg 2+（aq）＋2OH-（aq） 1.810-11mol3.L-3 Mg(OH)2 > Cu(OH)2 Cu(OH)2（s） Cu 2+（aq）＋2OH-（aq） 2.210-20mol3.L-3 典例3 在一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液存在下列溶解平衡：Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)，当向此悬浊液中加入少量生石灰时，若温度不变，下列说法正确的是(　　)　 A．溶液中Ca2＋数目减少 B．c(Ca2＋)增大 C．溶液中c(OH－)减小 D．c(OH－)增大 【答案】A 【解析】石灰乳悬浊液中加入少量生石灰时，若温度不变，生石灰和水反应，饱和溶液中的水少了，溶质析出，溶液中Ca2＋数目减少，c(Ca2＋)、c(OH－)不变。 典例4 下列说法正确的是(　　) A．在一定温度下的AgCl水溶液中，Ag＋和Cl－浓度的乘积是一个常数 B．AgCl的Ksp＝1.810－10 mol2L－2，在任何含AgCl固体的溶液中，c(Ag＋)＝c(Cl－)且Ag＋与Cl－浓度的乘积等于1.810－10 mol2L－2 C．温度一定时，当溶液中Ag＋和Cl－浓度的乘积等于Ksp值时，此溶液为AgCl的饱和溶液 D．向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp值变大 【答案】B 典例5 对于难溶盐MX，其饱和溶液中M＋和X－的物质的量浓度之间的关系类似于c(H＋)c(OH－)＝KW，存在等式c(M＋)c(X－)＝Ksp。一定温度下，将足量的AgCl分别加入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是(　　) ① 20 mL 0.01 molL－1 KCl； ② 30 mL 0.02 molL－1 CaCl2溶液； ③ 40 mL 0.03 molL－1 HCl溶液； ④ 10 mL蒸馏水； ⑤ 50 mL 0.05 molL－1 AgNO3溶液 A．①>②>③>④>⑤ B．④>①>③>②>⑤ C．⑤>④>②>①>③ D．④>③>⑤>②>① 【答案】B 【解析】AgCl加入水中，存在关系：c(Ag＋)c(Cl－)＝Ksp，c(Cl－)越大，AgCl溶解度越小。 重难突破 一. 沉淀的生成 1．沉淀生成的应用 在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用沉淀溶解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，可使Fe3＋转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下：Fe3＋＋3NH3H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。 (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，也是分离、除去杂质常用的方法。反应如下： Cu2＋＋S2－===CuS↓ Cu2＋＋H2S===CuS↓ + 2H+ Hg2＋＋S2－===HgS↓ Hg2＋＋H2S===HgS↓+ 2H+ 二. 沉淀的转化 1．实验探究 (1) Ag＋的沉淀物的转化 实验步骤 实验现象 有白色沉淀生成 白色沉淀变为黄色 黄色沉淀变为黑色 化学方程式 AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋ NaNO3 AgCl＋KI===AgI＋KCl 2AgI＋Na2S===Ag2S＋2NaI 实验结论 溶解度小的沉淀可以转化成溶解度更小的沉淀 (2) Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化 实验步骤 实验现象 产生白色沉淀 产生红褐色沉淀 化学方程式 MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl 3Mg(OH)2＋2FeCl3===2Fe(OH)3＋3MgCl2 实验结论 Fe(OH)3比Mg(OH)2溶解度小 2. 沉淀转化的方法 对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀，可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解沉淀。 3．沉淀转化的实质 沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般说来，溶解度大的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。 两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。 4．沉淀转化的应用 沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。 (1) 锅炉除水垢 水垢CaSO4(s)CaCO3Ca2＋(aq)] 其反应方程式是CaSO4＋Na2CO3 CaCO3＋Na2SO4，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。 (2) 对一些自然现象的解释 在自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。例如，各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)时，便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。其反应如下：CuSO4＋ZnS===CuS↓ + ZnSO4 、CuSO4＋PbS===CuS↓ + PbSO4。 典例1下列有关沉淀溶解平衡的说法中，正确的是（　　） A.在AgCl的沉淀溶解平衡体系中，加入蒸馏水，Ksp（AgCl）增大 B．在CaCO3的沉淀溶解平衡体系中，加入稀盐酸，平衡不移动 C．可直接根据Ksp的数值大小比较难溶物在水中的溶解度大小 D．25℃时，KSP（AgCl）＞KSP（AgI），向AgCl的悬浊液中加入KI固体，有黄色沉淀生成 【答案】D 典例2 常温下Ca（OH）2的溶解度为0.148g，其溶于水达饱和时存在如下关系： Ca（OH）2（s）⇌Ca（OH）2（aq），Ca（OH）2（aq）═Ca2++2OH-，若饱和石灰水的密度为1g/cm3则常温下Ca（OH）2的Ksp约为（　　） A．510-3 B．810-4 C．3.210-5 D．1.610-7 【答案】C 【解析】本题考察了溶度积的计算．解题关键是计算氢氧化钙的物质的量浓度。先计算氢氧化钙的物质的量浓度，再计算钙离子、氢氧根离子浓度，代入溶度积常数表达式计算即可．0.148g氢氧化钙的物质的量为：0.148g74g/mol=0.002mol，100g溶剂溶解0.148g氢氧化钙，则100.148g溶液的体积为：100.148g/1000g/L=0.1L，氢氧化钙的物质的量浓度为：0.002mol/0.1L=0.02mol/L，c（Ca2+）=0.02mol/L，c（OH-）=0.04mol/L，Ksp=c（Ca2+）•c（OH-）2=0.020.042=3.210-5。 典例3 硫化汞（HgS）难溶于水，在自然界中呈红褐色，常用于油画颜料、印泥等．某温度时，HgS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．向硫化汞的浊液中加入硫化钠溶液，硫化汞的Ksp减小 B．图中a点对应的是饱和溶液 C．向c点的溶液中加入0.1 mol•L-1Hg（NO3）2，则c（S2-）减小 D．升高温度可以实现c点到b点的转化 【答案】C 跟踪训练 1. 把氢氧化钙放入蒸馏水中，一定时间后达到如下平衡：Ca（OH）2（固） Ca2++2OH-．加入以下溶液，可使Ca（OH）2减少的是（　　） A．Na2S溶液 B．AlCl3溶液 C．NaOH溶液 D．CaCl2溶液 2. 某溶液中同时存在Mg2+、Fe2+、Mn2+和Al3+四种金属离子（浓度均为0.1mol/L）．现用碱调节溶液pH，根据表可知，下列说法错误的是（　　） A．Al3+最先转化为Al（OH）3沉淀 B．加碱过程中，Fe2+、Mn2+几乎同时转化为沉淀 C．要使Mg2+转化为沉淀，溶液pH应大于9 D．pH=14时，四种金属离子全部以沉淀形式存在 3. 在t℃时，Ag2CrO4(橘红色)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知AgCl的Ksp＝1.8 10－10。下列说法不正确的是 A．t℃时，Ag2CrO4的Ksp为110－8 B．饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点 C．t℃时，Y点和Z点时Ag2CrO4的Ksp相等 D．t℃时，将0.01 molL－1AgNO3溶液滴入20 mL 0.01 molL－1KCl和0.01 molL－1K2CrO4的混合溶液中，Cl－先沉淀 4. 某温度时，AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，又知：Ksp(AgCl)＝1.810－10，Ksp(Ag2S)＝6.310－50。下列说法正确的是(　　) A．加入NaCl可以使溶液由a点变到b点 B．b点和d点均无AgCl沉淀生成 C．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp D．向0.1mol/L 的硝酸银溶液中滴加0.1mol/L 的NaCl溶液至不再有白色沉淀生成，再向其中滴加0.1mol/L 的Na2S溶液，白色沉淀转化为黑色沉淀。其沉淀转化的反应方程式为：2AgCl(s)＋S2－(aq)===Ag2S(s)＋2Cl－(aq) 5. 已知常温下Ksp(AgCl)＝1.810－10mol2/L2；Ksp(AgI)＝1.010－16mol2/L2。下列说法中正确的是 A．在相同温度下AgCl的溶解度小于AgI的溶解度 B．AgCl和AgI都不溶于水，因此AgCl和AgI不能相互转化 C．常温下，AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI，则NaI的浓度必须不低于10－11molL－1 D．将足量的AgCl分别放入下列物质中：①20 mL 0.01 molL－1KCl溶液，②10 mL 0.02 mol L－1CaCl2溶液，③30 mL 0.05 molL－1AgNO3溶液，AgCl的溶解度由大到小的顺序为③>②>① 6. 已知：I2 +2S2O32-=S4O62-+2I-．相关物质的溶度积常数见下表： 物 质 Cu（OH）2 Fe（OH）3 CuCl CuI Ksp 2.210-20 2.610-39 1.710-7 1.310-12来源 （1）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． （2）在空气中直接加热CuCl2•2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2，原因是 。 （用化学方程式表示）．由CuCl2•2H2O晶体得到纯的无水CuCl2的合理方法是 。 （3）某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2•2H2O晶体的试样（不含能与I-发生反应的氧化性质杂 质）的纯度，过程如下：取0.36g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀．用0.1000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗 Na2S2O3标准溶液20.00mL。 ① 可选用 作滴定指示剂，滴定终点的现象是 。 ② CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为 。 ③ 该试样中CuCl2•2H2O的质量百分数为 。 1.【答案】B 2. 【答案】D 【解析】要充分利用溶度积常数来判断和计算．本题易忽视氢氧化铝的两性，导致认为D也是正确的．A．根据溶度积的大小判断；B．根据溶度积的大小判断；C．根据溶度积先计算氢氧根浓度，再根据水的离子积常数计算氢离子浓度，再求PH；D．考虑氢氧化铝为两性氢氧化物。 3. 【答案】A 【解析】由图中数据可计算Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)c(CrO)＝1.010－13，可知A项错误；在Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4，c(CrO)增大，则c(Ag＋)降低，而X点与Y点的c(Ag＋)相同，所以B项正确；Y点、Z点溶液的温度相同，则Ksp相同，C项正确；由AgCl的Ksp计算此条件下AgCl沉淀时的c(Ag＋)＝1.310－5molL－1，由Ag2CrO4的Ksp计算c(Ag＋)＝1.210－4molL－1，可知Cl－优先沉淀，D项正确。 4. 【答案】D 【解析】a、c两点表示处于溶解平衡状态，b点表示过饱和状态，应有沉淀析出，d点表示未达到饱和状态，不会有沉淀析出，B错误；加入NaCl，Cl－的浓度增大，而a点变到b点，Cl－的浓度不变，A错误；Ksp只与温度有关，a、c两点的Ksp相等，C错误；Ag2S比AgCl更难溶于水，故AgCl可转化为Ag2S，D正确。 5. 【答案】C 6. 【答案】Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3 ； 2.610-9mol/L； 2CuCl2•2H2O= Cu2（OH）2•CuCl2+2HCl+2H2O； 在干燥的HCl气流中加热脱水；淀粉溶液；蓝色褪去，放置一定时间后不恢复原色；2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 ；95%。 【解析】（1）加入的物质用于调节pH以除去杂质，主要将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，且不能引入新杂质，先根据溶液的pH计算氢离子浓度，再结合水的离子积常数计算氢氧根离子浓度，最后根据c（Fe3+）=Ksp(Fe(OH)3)/c3(OH−)计算铁离子浓度； （2）加热时促进氯化铜的水解且生成的氯化氢易挥发造成水解完全，要想得到较纯的无水氯化铜应在氯化氢气流中抑制其水解； （3）依据碘化钾和氯化铜发生氧化还原反应，生成碘化亚铜沉淀，和碘单质，碘单质遇淀粉变蓝，依据碘单质被 Na2S2O3标准溶液滴定到终点，发生反应离子方程式计算分析。