2021高考化学鲁科版一轮复习教师用书第八章第6课时　沉淀溶解平衡

第6课时　沉淀溶解平衡

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知识点一　沉淀溶解平衡及其影响因素

1.沉淀溶解平衡

(1)概念:在一定温度下的水溶液中,当沉淀溶解和生成的速率相等时,即建立了溶解平衡状态。

固体溶质溶液中的溶质

(2)特征

2.影响沉淀溶解平衡的因素

1.下列有关AgCl沉淀的溶解平衡的说法中正确的是(　A　)

A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,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沉淀的溶解度减小

D.在有AgCl沉淀生成的溶液中加入NaCl固体,AgCl沉淀溶解的量不变

解析:沉淀溶解平衡是动态平衡,A项正确;AgCl在水中存在溶解平衡,溶液中有极少量的Ag+和Cl-,B项错误;通常固体的溶解度随温度的升高而增大(氢氧化钙等除外),C项错误;加入NaCl固体,增大Cl-浓度,使AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)的平衡左移,析出氯化银沉淀,因此AgCl沉淀溶解的量减少,D项错误。

2.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正确的是(　A　)

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

A.①⑥      B.①⑥⑦

C.②③④⑥ D.①②⑤⑦

解析:Ca(OH)2的沉淀溶解平衡为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,①正确;加入碳酸钠粉末会生成CaCO3,使Ca2+浓度减小,②错误;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错误;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错误;加热,Ca(OH)2的溶解度减小,溶液的pH降低,⑤错误;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,平衡向左移动,Ca(OH)2固体质量增加,⑦错误。

3.下列说法中,正确的是(　C　)

A.难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,沉淀和溶解即停止

B.Ksp越小,难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱

C.Ksp的大小与离子浓度无关,只与难溶电解质的性质和温度有关

D.相同温度下,AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的相同

解析:难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,沉淀溶解平衡是动态平衡,沉淀和溶解速率相等但不为零,A错误;Ksp可用来判断相同类型的化合物在水中溶解度的大小,但是如果化合物的类型不同,就不能进行直接判断,故Ksp越小,难溶电解质在水中的溶解能力不一定越弱,B错误;溶度积常数Ksp的大小与离子浓度无关,只与难溶电解质的性质和温度有关,C正确;相同温度下,AgCl在水中的溶解能力大于在NaCl溶液中的溶解能力,因为氯化钠溶液中氯离子对氯化银溶解起到抑制作用,D错误。

知识点二　溶度积

1.溶度积和离子积

以AmBn(s)m(aq)+n(aq)为例

2.Ksp的影响因素

(1)内因:难溶物质本身的性质,这是主要决定因素。

(2)外因

1.已知25 ℃时,电离常数Ka(HF)=3.6×10-4 mol·L-1,溶度积常数Ksp(CaF2)=1.46×10-10 mol3·L-3。现向1 L 0.2 mol·L-1HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L-1CaCl2溶液,下列说法正确的是(　D　)

A.25 ℃时,0.1 mol·L-1HF溶液中pH=1

B.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化

C.该体系中Ksp(CaF2)=

D.该体系中有CaF2沉淀产生

解析:HF为弱酸,不能完全电离,则25 ℃时,0.1 mol·L-1HF 溶液中pH>1,A项错误;Ksp(CaF2)只与温度有关,B项错误;由已知得Ksp(CaF2)≠,C项错误;两溶液混合后,c(Ca2+)=0.1 mol·L-1,c(F-)==6×10-3 mol·L-1,则Q=c2(F-)·c(Ca2+)=3.6×10-6 mol3·L-3>Ksp(CaF2),故体系中有CaF2沉淀产生,D项正确。

2.已知某温度下,Ksp(AgCl)=1.56×10-10 mol2·L-2,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12 mol3·L-3,下列叙述正确的是(　D　)

A.饱和AgCl溶液与饱和Ag2CrO4溶液相比,前者的c(Ag+)大

B.向氯化银的浊液中加入氯化钠溶液,氯化银的Ksp减小

C.向0.000 8 mol·L-1的K2CrO4溶液中加入等体积的0.002 mol·L-1AgNO3溶液,则Cr完全沉淀

D.将0.001 mol·L-1的AgNO3溶液滴入0.001 mol·L-1KCl和0.001 mol·L-1K2CrO4的混合溶液,则先产生AgCl沉淀

解析:饱和AgCl溶液中c2(Ag+)=Ksp(AgCl)=1.56×10-10 mol2·L-2,饱和Ag2CrO4溶液中=Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12 mol3·L-3,显然后者的c(Ag+) 大,A项错误;AgCl的Ksp只与温度有关,向AgCl的浊液中加入氯化钠溶液,虽然平衡向逆方向移动,但Ksp不变,B项错误;两溶液等体积混合后,根据2Ag++CrAg2CrO4↓,则溶液中剩余的c(Ag+)=0.000 2 mol·L-1,根据Ksp(Ag2CrO4),则生成沉淀后的溶液中c(Cr)==mol·L-1=2.5×10-5 mol·L-1>1.0×10-5 mol·L-1,所以Cr不能完全沉淀,C项错误;根据Ksp(AgCl)、Ksp(Ag2CrO4),则当Cl-开始沉淀时c(Ag+)==1.56×10-7 mol·L-1,当Cr开始沉淀时c(Ag+)=mol·L-1=1.0×10-4.5 mol·L-1,故先产生AgCl沉淀,D项正确。

3.可溶性钡盐有毒,医院中常用硫酸钡这种钡盐作为内服造影剂。医院抢救钡离子中毒患者时,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 mol2·L-2;Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 mol2·L-2。下列推断正确的是(　D　)

A.不用碳酸钡作为内服造影剂,是因为Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)

B.抢救钡离子中毒患者时,若没有硫酸钠,可以用碳酸钠溶液代替

C.若误饮c(Ba2+)=1.0×10-5 mol·L-1的溶液时,会引起钡离子中毒

D.可以用0.36 mol·L-1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃

解析:因胃酸可与反应生成水和二氧化碳,使浓度降低,从而使平衡BaCO3(s)Ba2+(aq)+ (aq)向溶解方向移动,使Ba2+浓度增大,Ba2+有毒,与Ksp大小无关,A、B错误;c(Ba2+)=1.0×10-5 mol·L-1的溶液钡离子浓度很小,不会引起钡离子中毒,C错误;用0.36 mol·L-1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃,反应后c(Ba2+)=mol·L-1≈3.06×10-10 mol·L-1,浓度很小,可起到解毒的作用,D正确。

知识点三　沉淀溶解平衡的应用

1.沉淀的生成

调节pH法…加入氨水调节pH至7～8,可除去氯化铵中的杂质氯化铁

加沉淀剂法…以Na2S、H2S等作沉淀剂,使Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀

2.沉淀的溶解

酸溶解法…大多数难溶于水的碳酸盐、氢氧化物都能在强酸中溶解

盐溶液溶解法…Mg(OH)2沉淀不仅能被盐酸溶解,还能被NH4Cl溶液溶解

3.沉淀的转化

实质…沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动,溶解度小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀。两种沉淀的溶解度差别越大,沉淀越容易转化

应用…①锅炉除水垢
②自然界中矿物的沉淀

1.工业上向锅炉里注入Na2CO3溶液浸泡,将水垢中的CaSO4转化为CaCO3,而后用盐酸去除。下列叙述不正确的是(　D　)

A.温度升高,Na2CO3溶液的KW和c(OH-)均会增大

B.沉淀转化的离子方程式为(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+ (aq)

C.在盐酸中,CaCO3的溶解性大于CaSO4

D.Na2CO3溶液遇CO2后,阴离子浓度均减小

解析:温度升高,KW增大,温度升高促进碳酸钠溶液水解,c(OH-)增大,A项正确;加入碳酸钠溶液,把硫酸钙转化为碳酸钙:(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+(aq),B项正确;因为碳酸钙与盐酸反应,而硫酸钙与盐酸不反应,所以在盐酸中碳酸钙的溶解性大于硫酸钙,C项正确;根据+CO2+H2O2HC知,HC浓度增大,D项不正确。

2.要使工业废水中的重金属Pb2+沉淀,可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂,已知Pb2+与这些离子形成的化合物的溶解度如下:

由上述数据可知,选用的沉淀剂最好为(　A　)

A.硫化物 B.硫酸盐

C.碳酸盐 D.以上沉淀剂均可

解析:要将Pb2+沉淀,就要形成溶解度更小的物质,由表中数据可知,PbS的溶解度最小,故沉淀剂最好为硫化物。