2023年高考化學(xué)（熱點+題型全突破）專題8模塊4熱點題型三沉淀溶解平衡（含解析）

PAGEPAGE7專題8模塊4熱點題型三沉淀溶解平衡一、沉淀溶解平衡的本質(zhì)1、難溶電解質(zhì)的溶解平衡〔1〕沉淀溶解平衡的概念在一定溫度下，當(dāng)難溶強電解質(zhì)溶于水形成飽和溶液，沉淀與溶解的速度相等時，便到達固體難溶電解質(zhì)與溶液中離子間的平衡狀態(tài)。例如：BaSO4(s)Ba2+(aq)+SOEQ\s(2-,4)(aq)〔2〕溶解平衡的建立固體溶質(zhì)溶液中的溶質(zhì)①v溶解>v沉淀，固體溶解②v溶解＝v沉淀，溶解平衡③v溶解<v沉淀，析出晶體〔3〕溶解平衡的特點2、溶度積和離子積〔1〕以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)為例：溶度積離子積概念沉淀溶解的平衡常數(shù)溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積符號KspQc表達式Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的濃度都是平衡濃度Qc(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的濃度是任意濃度應(yīng)用判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解①Q(mào)c>Ksp：溶液過飽和，有沉淀析出②Qc＝Ksp：溶液飽和，處于平衡狀態(tài)③Qc<Ksp：溶液未飽和，無沉淀析出〔2〕意義：反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力?！?〕影響因素：在一定的溫度下，它是一個常數(shù)，只受溫度影響，不受溶液中物質(zhì)濃度的影響。。二、影響沉淀溶解平衡的因素1、內(nèi)因難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)，這是決定因素。2、外因以氯化銀飽和溶液中，尚有氯化銀固體存在，當(dāng)分別向溶液中參加以下物質(zhì)時，將有何種變化？AgCl〔s〕Ag+(aq)+Cl-(aq)參加物質(zhì)平衡移動向AgCl溶解度溶液中C(Ag+)溶液中C(Cl－)發(fā)生變化的原因0.1mol·L－1HCl向左減小減小增大同離子效應(yīng)0.1mol·L－1AgNO3向左減小增大減小同離子效應(yīng)KNO3(s)向右增大增大增大鹽效應(yīng)0.1mol·L－1NH3·H2O向右增大減小增大形成配合物H2O向右不變不變不變稀釋作用三、沉淀溶解平衡的應(yīng)用1、沉淀的生成原理：假設(shè)Qc大于Ksp，難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡向左移動，就會生成沉淀。在工業(yè)生產(chǎn)、科研、廢水處理等領(lǐng)域中，常利用生成沉淀來到達別離或除去某些離子的目的。常見的方法有：①調(diào)節(jié)溶液的pH法：使雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀。②加沉淀劑法：如除去溶液中的Cu2+、Hg2+，可參加Na2S、H2S等作為沉淀劑?！继貏e提醒〗①為使沉淀更完全，所選用沉淀劑的原那么是：使生成沉淀的反響進行得越完全越好(所沉淀離子形成沉淀的Ksp盡可能的小，即沉淀溶解度越小越好)。②不能影響其他離子的存在，由沉淀劑引入溶液的雜質(zhì)離子要便于除去或不引入新的雜質(zhì)。2、沉淀的溶解原理：當(dāng)Qc小于Ksp，使難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡向右移動，沉淀就會溶解。根據(jù)平衡移動，對于在水中難溶的電解質(zhì)，如果能設(shè)法不斷地移去溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動，就可以使沉淀溶解。方法有：①酸堿溶解法：如難溶于水的CaCO3溶于鹽酸中。②發(fā)生氧化復(fù)原反響使沉淀溶解：如CuS溶于硝酸中，HgS溶解度更小，只能用王水使其溶解。③生成配合物使沉淀溶解：向沉淀體系中參加適當(dāng)配合劑，使溶液中的某些離子生成穩(wěn)定的配合物，減小其濃度，從而使沉淀溶解。如AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)、Ag++2NH3(加氨水)[Ag(NH3)2]+，此法對用酸堿法不能溶解的難溶電解質(zhì)尤其具有重要意義。3、沉淀的轉(zhuǎn)化①實質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動。②特征A．一般說來，溶解能力相對較強的物質(zhì)易轉(zhuǎn)化為溶解能力相對較弱的物質(zhì)。B．沉淀的溶解能力差異越大，越容易轉(zhuǎn)化。例如：AgNO3→AgCl(白色沉淀)→AgBr(淺黃色沉淀)→AgI(黃色沉淀)→Ag2S(黑色沉淀)。③沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用A．鋇化合物的制備重晶石(主要成分是BaSO4)是制備鋇化合物的重要原料，但BaSO4不溶于酸，假設(shè)用飽和Na2CO3溶液處理即可轉(zhuǎn)化為易溶于酸的BaCO3。總反響的離子方程式為BaSO4+COEQ\s(2-,3)BaCO3+SOEQ\s(2-,4)。雖然BaSO4比BaCO3更難溶于水，但在COEQ\s(2-,3)濃度較大的溶液中，BaSO4溶解在水中的Ba2+能與COEQ\s(2-,3)結(jié)合形成BaCO3沉淀。轉(zhuǎn)化過程是用飽和Na2CO3溶液處理BaSO4沉淀，待到達平衡后，移走上層溶液；再參加飽和Na2CO3溶液，重復(fù)處理屢次，使絕大局部BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3；最后參加鹽酸，Ba2+即轉(zhuǎn)入到溶液中。B．鍋爐除水垢除水垢[CaSO4(s)→CaCO3(s)→Ca2+(aq)]〖特別提醒〗沉淀溶解平衡與弱電解質(zhì)電離平衡的區(qū)別:〔1〕從物質(zhì)類別看，難溶電解質(zhì)可以是強電解質(zhì)，也可以是弱電解質(zhì)[如BaSO4是強電解質(zhì)，而Al(OH)3是弱電解質(zhì)]，而難電離物質(zhì)只能是弱電解質(zhì)。〔2〕從變化的過程來看，沉淀溶解平衡是指已溶解的溶質(zhì)與未溶解的溶質(zhì)之間形成沉淀與溶解的平衡狀態(tài)；而電離平衡那么是指已經(jīng)溶解在溶液中的弱電解質(zhì)分子與離子之間的轉(zhuǎn)化到達平衡狀態(tài)。典例一、【考點定位】考查反響熱和焓變、金屬的腐蝕與防護、原電池原理、難溶電解質(zhì)的溶解平衡【2022天津】以下表達正確的選項是()A．使用催化劑能夠降低化學(xué)反響的反響熱(△H)B．金屬發(fā)生吸氧腐蝕時，被腐蝕的速率和氧氣濃度無關(guān)C．原電池中發(fā)生的反響達平衡時，該電池仍有電流產(chǎn)生D．在同濃度的鹽酸中，ZnS可溶而CuS不溶，說明CuS的溶解度比ZnS的小【答案】D典例二、【考點定位】此題考查電解質(zhì)溶液，涉及電荷守恒、與量有關(guān)的反響、沉淀溶解平衡和電離常數(shù)等知識【全國省級聯(lián)考.東北三省四市教研聯(lián)合體2022屆高三高考模擬試題〔一〕】以下說法正確的選項是A.KAl(SO4)2溶液中c(K+)=2c(SO42-)B.向NaHCO3溶液中參加少量Ba(OH)2固體，c(CO32-)增大C.含有AgCl和AgBr固體的懸濁液中，C(Ag+)>c(Cl-)=c(Br-)D.常溫下，向含0.1molCH3COOH的溶液中參加amolNaOH固體，反響后溶液中c(CH3COOH)=c(CH3COO-)，那么溶液顯堿性。〔醋酸Ka=1.75×10-5)【答案】B知識升華二、【考點定位】考查化學(xué)平衡移動原理的應(yīng)用、化學(xué)平衡常數(shù)、溶度積常數(shù)的應(yīng)用、兩性物質(zhì)的性質(zhì)等知識?！?022Ⅰ卷】(15分)元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3+(藍紫色)、Cr(OH)4?(綠色)、Cr2O72?(橙紅色)、CrO42?(黃色)等形式存在，Cr(OH)3為難溶于水的灰藍色固體，答復(fù)以下問題：〔1〕Cr3+與Al3+的化學(xué)性質(zhì)相似。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴參加NaOH溶液直至過量，可觀察到的現(xiàn)象是_________?！?〕CrO42?和Cr2O72?在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0molL?1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72?)隨c(H+)的變化如下圖。①用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反響____________。②由圖可知，溶液酸性增大，CrO42?的平衡轉(zhuǎn)化率__________(填“增大〞“減小〞或“不變〞)。根據(jù)A點數(shù)據(jù)，計算出該轉(zhuǎn)化反響的平衡常數(shù)為__________。③升高溫度，溶液中CrO42?的平衡轉(zhuǎn)化率減小，那么該反響的ΔH______0(填“大于〞“小于〞或“等于〞)?！?〕在化學(xué)分析中采用K2CrO4為指示劑，以AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中Cl?，利用Ag+與CrO42?生成磚紅色沉淀，指示到達滴定終點。當(dāng)溶液中Cl?恰好沉淀完全(濃度等于1.0×10?5mol·L?1)時，溶液中c(Ag+)為_______molL?1，此時溶液中c(CrO42?)等于__________molL?1。(Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.0×10?12和2.0×10?10)。〔4〕+6價鉻的化合物毒性較大，常用NaHSO3將廢液中的Cr2O72?復(fù)原成Cr3+，該反響的離子方程式為______________?！敬鸢浮俊?〕藍紫色溶液變淺，同時有灰藍色沉淀生成，然后沉淀逐漸溶解形成綠色溶液；〔2〕①2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O；②增大；1.0×1014；③小于；〔3〕2.0×10-5；5×10-3；〔4〕Cr2O72?+3HSO3?+5H＋=2Cr3++3SO42?+4H2O。沉淀溶解平衡圖象題的解題策略沉淀溶解平衡圖像分析1．第一步：明確圖像中縱、橫坐標(biāo)的含義縱、橫坐標(biāo)通常是難溶物溶解后電離出的離子濃度。從圖象中找到數(shù)據(jù)，根據(jù)Ksp公式計算得出Ksp的值。2．第二步：理解圖像中線上點、線外點的含義(1)以氯化銀為例，在該沉淀溶解平衡圖像上，曲線上任意一點都到達了沉淀溶解平衡狀態(tài)，此時Qc=Ksp。在溫度不變時，無論改變哪種離子的濃度，另一種離子的濃度只能在曲線上變化，不會出現(xiàn)在曲線外的點。(2)比擬溶液的Qc與Ksp的大小，判斷溶液中有無沉淀析出。曲線上方區(qū)域的點均為過飽和溶液，此時Qc＞Ksp。曲線下方區(qū)域的點均為不飽和溶液