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文檔簡介
第八章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡
第7講沉淀溶解平衡
課標(biāo)要求核心考點五年考情核心素養(yǎng)對接
2023北京,T14;20231.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:建立難溶電解質(zhì)的沉
難溶電解質(zhì)
年6月浙江,T15;2023淀溶解平衡模型,分析沉淀的溶解和生成,心
的沉淀溶解
認(rèn)識難溶電年1月浙江,T15;2022的相關(guān)計算。
平衡及其應(yīng)
解質(zhì)在水溶全國乙,T26;2020全2.變化觀念與平衡思想:能利用溶液中的離子
用
液中存在沉國U,T9反應(yīng)和平衡,解釋實驗室、生產(chǎn)和生活中的問
淀溶解平題;能基于沉淀溶解平衡移動規(guī)律,推測溶液
衡,了解沉2022山東,T14;2021中的平衡移動及其結(jié)果;能基于溶液中的離子
淀的生成、有關(guān)Ksp的江蘇,T17;2021湖反應(yīng)和平衡,設(shè)計實驗,解決問題;能從類
溶解與轉(zhuǎn)化計算北,T16;2021海南,另U、氧化還原、水解等角度推測沉淀溶解平衡
T16體系中可能存在的反應(yīng);能設(shè)計實驗探究溶液
中的離子反應(yīng)和平衡問題
1.結(jié)合鹽類水解知識,分析微粒濃度的關(guān)系,沉淀的生成、轉(zhuǎn)化等在實際生產(chǎn)、生活中的
命題分析應(yīng)用,運用金屬離子的水解知識除去工藝流程中的相關(guān)雜質(zhì),是高考命題的熱點。
預(yù)測2.預(yù)計2025年高考在工藝流程中的除雜階段仍會出現(xiàn)借助雜質(zhì)離子形成沉淀的方法使雜
質(zhì)分離除去的問題設(shè)計,其中的相關(guān)計算是考查的熱點
認(rèn)識思路
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〃火位角I龐溶電3電的I形成更
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決定網(wǎng)泰;K9Q的加
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Ttx宜轉(zhuǎn)化I
1(2顆溶度機(jī)茨溶液中的果肉干的濃度
z已知第度乩溶液中此扃子的博由.求落藤中的月月扃子的觸度
3計算反施的手倚常收
SHfW開嶺沉旋期X旋完全時的『H
知識導(dǎo)圖教材讀薄I
一
沉
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*
平
曳
考點1難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡及其應(yīng)用
(教材幫,讀透教材融會貫通
知識整合教材讀厚]
1.沉淀溶解平衡
(1)沉淀溶解平衡的建立
“溶解[1]>V沉淀'難溶電解質(zhì)溶解
沉淀
難溶電解質(zhì)二"溶液中的離子《以溶解[2]17沉淀'沉淀溶解平衡
溶解
?溶解[3]<"沉淀'析出沉淀
(2)沉淀溶解平衡的特點
逆、等、動、定、變(適用平衡移動原理)。
2.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)。
(2)外因:以AgCl(s)UAg+(叫)+C1(叫)AH>0為例。
外界條件平衡移動方向平衡后c(Ag+)平衡后c(CD
升高溫度[4]_正向[5]_增大[6]_增大[7]_增大
加水稀釋[8]_正向[9]_不變[10]_不變[11].不變
加入少量
[12]_逆向[13]_增大[14]_減小[15]不變
AgNO3(s)
通入HC1[16]_逆向[17]_減小[18]_增大[19].不變
通入H2s[20]_正向[21]_減小[22]_增大[23J.不變
3.溶度積
C1)溶度積和離子積(或濃度商)
以(s)+(aq)+nAm~(叫)為例:
溶度積離子積(或濃度商)
概念沉淀溶解平衡的平衡常數(shù)溶液中有關(guān)離子濃度哥的乘積
符號KspQ。或Q)
Ks0=[24]V(M"+)-c"(A"「)。=[25]伊(M,,+)?(?"(A4)(濃度是任意濃
表達(dá)式~
(濃度都是平衡濃度)度)
判斷一定條件下沉淀能否生成或溶解
0)0/26]>口:溶液過飽和,有沉淀析出;
應(yīng)用
②。/27]=心溶液飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態(tài);
③。/28]<K,n:溶液未飽和,無沉淀析出
(2)&p的意義
注意陰、陽離子個數(shù)比不相同時,Ksp大的難溶電解質(zhì)的溶解度不一定大。
(3)Kp的影響因素
只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和[29]溫度有關(guān),而與沉淀的量、離子濃度無關(guān)。
4.沉淀溶解平衡的應(yīng)用
Y17調(diào)節(jié)pH法。通過控制溶液的酸堿性F以使京四金信陽高字轉(zhuǎn)化為氫氧化物沅淀7工業(yè)―
料氯化鏤中含雜質(zhì)氯化鐵,將含雜質(zhì)的氯化鏤溶于水,再加入「30]氨水調(diào)節(jié)pH,可使Fe3+生
沉成Fe(OH)3沉淀而除去,發(fā)生的反應(yīng)為「31]Fe3++3NH3HO^Fe(OH)31+3NH:(填
淀離子方程式)。
的(2)加沉淀劑法。加入適當(dāng)沉淀劑,使某些金屬陽離子轉(zhuǎn)化為沉淀。以Na2s作沉淀劑處理工業(yè)廢
生水中的金屬離子C/+、Hg2+,發(fā)生的反應(yīng)分別為「32]Cu2++S2——CuSl、[33]Hs2++S2-
成HgSJ,°
(3)氧化還原法。改變某離子的存在形式,促使其轉(zhuǎn)化為溶解度更小的難溶電解質(zhì),便于分離出
來。例如將Fe2+氧化為Fe3+,從而生成更難溶的[34]Fe(OH)3沉淀而除去
71)酸、堿溶解法。―如用鹽酸溶解Cu(OH)2:1351Cu(OH)2+2H+—Cu2a2H2O(填
沉離子方程式)。
淀(2)鹽溶解法。如用NH4cl溶液溶解Mg(OH)2:Mg(OH)2(s)^Mg2+(aq)+2OH-
的(aq),-36]NH:+0才亦113任0(填離子方程式)。
溶(3)配位溶解法。加入某試劑與溶液中的某種離子形成穩(wěn)定配合物,使該離子的濃度減小。如溶
解解AgCl可加入NH3H2O:「37]Ag++2NH3-H2O-=rAg(NH3)2廣+2比0(填離子方程
式)。
(4)氧化還原溶解法。采用氧化性酸溶解金屬硫化物(如CuS、HgS等)。如用稀HNC)3溶解
CuS:「3813CUS+8HNO3(稀)^3Cu(NO3)2+3S+2NOT+4H2O
一般來說,若難溶電解質(zhì)類型相同,則K蔽天的沅淀「39]易轉(zhuǎn)化為Ksp癡、的沉淀。沉淀的溶
解能力差別越大,越容易轉(zhuǎn)化。
沉(1)鍋爐除水垢
加除水垢[CaS04(s)吧邙CaCCh(s)鹽酸Ca?+(叫)]反應(yīng)為水0]CaSO4(s)+Na2co3
的‘
轉(zhuǎn)(aq)UCaCCh(s)+Na2SCU(aq)、[41]CaCO^+2HC1=^CaCl?+CO2T+H2O。
化(2)礦物轉(zhuǎn)化
ZnS(閃鋅礦的主要成分)遇CuSCU溶液轉(zhuǎn)化為CuS(銅藍(lán)的主要成分)的反應(yīng)為「42]ZnS(s)
+Cu2‘(aq)=CuS(s)+2/'(aq)(填離子方程式)
知識活用
1.易錯辨析。
(1)升高溫度,沉淀溶解平衡一定正向移動。(X)
(2)室溫下,AgCl在水中的溶解度小于在食鹽水中的溶解度。(X)
(3)難溶電解質(zhì)達(dá)到沉淀溶解平衡時,增加難溶電解質(zhì)的量,平衡向溶解的方向移動。(X)
(4)分別用等體積的蒸儲水和0.01mol-L1的鹽酸洗滌AgCl沉淀,用水洗滌AgCl的損失量大于用鹽酸洗
滌AgCl的損失量。(4)
(5)[全國III高考響AgCl、AgBr的飽和溶液中加入少量AgNCh,溶液中小匚工不變。(?)
?c(Br)
-13-1
2.已知:“(AgCl)=1.8X10r°;%(AgBr)=5.0X10;Ksp(Agl)=8.3X10\
上述難溶電解質(zhì)的溶解能力由小到大的順序為AgI<AgBr<AgCl。
3.醫(yī)學(xué)上用作領(lǐng)餐的物質(zhì)的化學(xué)式為BaSCU,BaCCh不能(填“能”或“不能”)用作領(lǐng)餐,原因
是BaCCh濁液中存在沉淀溶解平衡BaCCh(s)UBa?+(aq)+C0;一(aq),CO〉與胃液中的H卡反
應(yīng),c(CO〉)減小,促進(jìn)BaCCh溶解,c(Ba2*)增大,易引起重金屬中毒。
4.[2021海南改編]溶洞里有美麗的鐘乳石與石筍,形成鐘乳石的化學(xué)方程式為Ca(HCO3)2=CaCO3+
CO2T+H2O。
溶洞景區(qū)限制參觀的游客數(shù)量,主要原因之一是游客呼吸產(chǎn)生的氣體對鐘乳石有破壞作用,從化學(xué)平衡的
角度說明其原因鐘乳石的主要成分是CaCCh,游客呼出的CO2氣體可與
CaCCh發(fā)生反應(yīng)CaCC)3+CO2+H2OuCa2++2HC0;,且CCh和旦0反應(yīng)生成的H+又使平衡CaCCh(s)
UCa?+(aq)+C0;一(aq)正向移動,從而使鐘乳石遭到破壞。
5.寫出下列反應(yīng)的離子方程式。
(1)[沉淀的生成]將H2s通入(CH3coe))2Pb溶液中:H2S+(CH3coe))2Pb^PbSC+
2CH3COOHo
(2)[沉淀的轉(zhuǎn)化][2022海南改編]AgCl懸濁液中滴加KI溶液至過量,白色沉淀全部轉(zhuǎn)化為黃色沉淀:
AgCl+1-Agl+C「。
(3)[沉淀的溶解、轉(zhuǎn)化]已知PbSCU不溶于水,但可溶于醋酸鏤溶液:PbSC)4+2CH3coe
、o一
(CH3coO)Tb+SO:。
6.[實驗探究沉淀的轉(zhuǎn)化]Mg(OH)2沉淀與Fe(OH)3沉淀的相互轉(zhuǎn)化實驗如圖所示。
?2~4滴?4滴
B_2mol,L_10_0.1mol,L-1
SNaOH溶液廠FeCl3溶液
身疑。薄’眇反應(yīng)混合物
(1)產(chǎn)牛.白色沉淀的化學(xué)方程式為MgCb+2NaOH—Mg(OH)21+2NaCl。
(2)白色沉淀轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀的化學(xué)方程式為3Mg(OH)2+2FeCb^2Fe(OH)3+3MgCL。
f-----------------------------(高考幫)研透高考明確方向-----------------------------
命題點1沉淀溶解平衡的實驗探究
1.[高考組合]由下列實驗事實或現(xiàn)象推出的相應(yīng)結(jié)論正確的是(A)
選項實驗事實或現(xiàn)象結(jié)論
AI天津高考改編]FeS溶于稀硫酸,而CuS不溶于稀硫酸Ksp《FeS)、Ksp(CuS)
高考]向濃度均為0.05mol-L-1的Nai、NaCl混音「
B&p(AgD>%(AgCl)
溶液中滴加少量AgNCh溶液,有黃色沉淀生成一
[全國I高考]將0.1mol-L1MgS04溶液滴入NaOH溶液
-Cu(OH)2的溶度積比Mg(OH)
C至不再有沉淀產(chǎn)生,再滴加0.1mol1-1CuS04溶液,先
2的大
有白色沉淀生成,后變?yōu)闇\藍(lán)色沉淀
P[天津高考恢編]向含有ZnS和Na2s的懸濁液中滴加
DKp(CuS)<Ksp(ZnS)
C11SO4溶液,生成黑色沉淀
解析將CuS投入稀硫酸中,CuS存在沉淀溶解平衡,電離出的S2一的濃度很小,與H+反應(yīng)不能生成說
氣體,而將FeS投入稀硫酸中可以得到H2s氣體,說明Ksp(FeS)>K^(CuS),A項正確;因為「、Cl
一的濃度相等,所以先生成的沉淀的溶度積小,生成的黃色沉淀為Agl,則Kp(Agl)<Ksp(AgCl),B
項錯誤;對于組成類似(陰、陽離子個數(shù)比相同)的難溶電解質(zhì),溶度積大的易轉(zhuǎn)化為溶度積小的,C項
錯誤;欲驗證Kp(CuS)<Ksp(ZnS),應(yīng)向ZnS懸濁液中滴加C11SO4溶液,觀察是否有黑色沉淀生
成,而不是向含有ZnS和Na2s的懸濁液中滴加CuSO4溶液,D項錯誤。
命題拓展
[變式拓展]下列說法正確的是(A)
A.向2支盛有2mL相同濃度銀氨溶液的試管中分別加入2滴相同濃度的NaCl和Nai溶液,一支試管中產(chǎn)
生黃色沉淀,另一支試管中無明顯現(xiàn)象,說明Ksp(Agl)<Ksp(AgCl)
B.室溫下,向濃度均為01mol-L1的BaCL和CaCL混合溶液中滴加NazSCU溶液,出現(xiàn)白色沉淀,說明
Ksp(BaSO4)<Ksp(CaSO4)
C.將稀硫酸與Na2s反應(yīng)產(chǎn)生的氣體不斷通入AgNCh與AgCl的濁液中,白色沉淀逐漸變?yōu)楹谏恋?,說
明Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)
解析A項,根據(jù)題中描述可知黃色沉淀為Agl,另一支試管中無明顯現(xiàn)象,說明沒有AgCl析出,證明
Ksp(Agl)<Ksp(AgCl),正確。B項,BaSCU和CaSCU均為白色沉淀,根據(jù)該實驗現(xiàn)象不能判斷出二者
的Ksp的相對大小,錯誤。C項,稀硫酸與Na2s反應(yīng)可產(chǎn)生H?S,通入AgNCh與AgCl的濁液中,雖然白
色沉淀變成黑色沉淀,但不斷通入H2s時,c(S2一)增大,不能確定&p(AgCl)與Ksp(Ag2S)的相對大
小,錯誤。
技巧點撥
Ksp大小的比較
1.根據(jù)沉淀的先后順序判斷Ksp大小。
難溶物的類型相同時,用含等濃度的不同陽離子(或陰離子)的溶液滴定某溶液時,先沉淀者Ksp小。
如:
①向c(C「)=c(BD的混合溶液中滴加少量AgNCh溶液,先出現(xiàn)淡黃色沉淀,則AgBr的Ksp比AgCl
的小。
②向c(Fe3+)=c(Al3+)的混合溶液中滴加少量氨水,先出現(xiàn)紅褐色沉淀,則Fe(OH)3的Ksp比Al
(OH)3的小。
③向c(Zi?+)=c(Cu2+)的混合溶液中滴加少量Na2s溶液,先出現(xiàn)黑色沉淀,則CuS的Ksp比ZnS的
小。
2.根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化判斷Ksp大小。
難溶物的類型相同時,向難溶物A的懸濁液中滴加少量某溶液,A沉淀轉(zhuǎn)化為B沉淀,則B的Ksp比A的
小。
如向ZnS的懸濁液中加入CuSC>4溶液,白色沉淀逐漸轉(zhuǎn)化為黑色沉淀,貝ICuS的Ksp比ZnS的小。
3.根據(jù)溫度判斷。
一般溫度升高,Ksp增大[Ca(OH)2的&p例外]。
2.[北京高考]實驗:①0.1mol-L-1AgNCh溶液和01mol-L-1NaCl溶液等體積混合得到濁液a,過濾得到濾
液b和白色沉淀c;②向濾液b中滴加O.lmolL-iKI溶液,出現(xiàn)渾濁;③向沉淀c中滴加0.1mol1一】KI
溶液,沉淀變?yōu)辄S色。下列分析不正確的是(B)
A.濁液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)UAg+(aq)+CC(aq)
B.濾液b中不含有Ag+
C.③中顏色變化說明AgCl轉(zhuǎn)化為Agl
D.實驗可以證明Agl比AgCl更難溶
解析由實驗現(xiàn)象和反應(yīng)原理可知,濁液a為含有AgCl及硝酸鈉的濁液,濾液b為硝酸鈉溶液(含極少
量的Ag+、Cl"),白色沉淀c為AgCl,②中出現(xiàn)的渾濁為Agl,③中的黃色沉淀為AgL濁液a中存在
AgCl的沉淀溶解平衡,A項正確;由選項A可知濾液b中含有Ag+,B項錯誤;③中的黃色沉淀為Agl,
是由AgCl電離出的Ag+與「結(jié)合生成的,C項正確;實驗②和實驗③均說明Agl比AgCl更難溶,D項
正確。
命題點2溫度、濃度對沉淀溶解平衡的影響
3.[海南高考]某溫度下向含AgCl固體的AgCl飽和溶液中加少量稀鹽酸,下列說法正確的是(C)
A.AgCl的溶解度、&p均減小
B.AgCl的溶解度、Kp均不變
C.AgCl的溶解度減小,Ksp不變
D.AgCl的溶解度不變,Kp減小
解析AgCl的飽和溶液中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)UAg+(aq)+CF(aq),加入少量稀鹽酸,c
(CD增大,沉淀溶解平衡向逆反應(yīng)方向移動,AgCl的溶解度減小,但Ksp只與溫度有關(guān),故Ksp不變,
C項正確。
命題點3沉淀反應(yīng)及其應(yīng)用
4.[2022全國乙]廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有PbSCU、PbCh、PbO和Pb,還有少量Ba、Fe、Al的鹽或
氧化物等,為了保護(hù)環(huán)境、充分利用鉛資源,通過下圖流程實現(xiàn)鉛的回收。
、從CQHAr.HQ,NnOH
rX,一,
鉛籽T脫破1~~電幽一沉一
沙浦//泄液
一些難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)如下表:
難溶電解質(zhì)
PbSO4PbCO3BaSO4BaCO3
Ksp2.5X10-87.4X10-141.1X10—1°2.6X10-9
一定條件下,一些金屬氫氧化物沉淀時的pH如下表:
金屬氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Pb(OH)2
開始沉淀的pH2.36.83.57.2
完全沉淀的pH3.28.34.69.1
回答下列問題:
(1)在“脫硫”中PbSCh轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式為PbSCU(s)+C0;—(aq)^PbCCh(s)+S01
皿」,用沉淀溶解平衡原理解釋選擇超83的原因該反應(yīng)的K=個=署,=
名"-3.4X105,反應(yīng)正向進(jìn)行的程度很大,可以進(jìn)行到底。
7.4x1014
(2)在“脫硫”中,加入Na2cCh不能使鉛膏中BaSCU完全轉(zhuǎn)化,原因是反應(yīng)BaSCU(s)+<20廠
(aq)UBaCCh(s)+S0、(aq)的::::巳=:、1廠:心0反應(yīng)正向進(jìn)行的程度很
9
&C(CO;)^sp<BdCO3)2.6x10
小。
(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(HAc),還要加入H2O2。
(i)能被H2O2氧化的離子是Fe?+;
(ii)H2O2促進(jìn)了金屬Pb在醋酸中轉(zhuǎn)化為Pb(Ac)2)其化學(xué)方程式為Pb+H2O?+2HAc^Pb(Ac)2
+2H2O;
(iii)H2O2也能使PbCh轉(zhuǎn)化為Pb(Ac)2,H?。,的作用是作還原劑。
(4)“酸浸”后溶液的pH約為4.9,濾渣的主要成分是Al(OH)3、Fe(OH)3。
(5)“沉鉛”的濾液中,金屬離子有Ba2+、Na+。
解析加入Na2co3使PbSCU(s)轉(zhuǎn)化為PbCCh(s),便于后續(xù)的酸浸;通過酸浸,鉛元素全部轉(zhuǎn)化為可
溶性的Pb(Ac)2,過濾后在濾液中加入NaOH溶液,使Pb(Ac)2轉(zhuǎn)化為Pb(OH)2,Pb(OH)2加熱
分解得到PbO。(1)PbCCh的Kp遠(yuǎn)小于PbS04的Ksp,PbSC)4易轉(zhuǎn)化為PbCCh,且進(jìn)行較為徹底。(2)
BaCCh的埼大于BaSC)4的時,生成BaCQ,沉淀的反應(yīng)進(jìn)行的程度也很小。(3)DFe?+具有還原性,能
被H2O2氧化;口比。?能氧化Pb,使其轉(zhuǎn)化成Pb2+,Pb?+再與AL結(jié)合生成Pb(Ac)2,依據(jù)氧化還原反
應(yīng)的規(guī)律,即可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式;口PbCh通過與H2O2、HAc反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Pb(Ac)2,發(fā)生氧化還原
反應(yīng),Pb化合價降低,H2O2作還原劑。(4)根據(jù)題給信息,當(dāng)pH=4.9時,AF+、Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Al
(OH)3、Fe(OH)3o(5)加入NaOH溶液,發(fā)生沉鉛的反應(yīng)為Pb(Ac)2+2NaOH^Pb(OH)21+
2+
2NaAc,故濾液中含有的金屬陽離子有Na卡以及未沉淀的BaO
考點2有關(guān)&p的計算
------------------CSSS',讀透教材融會貫通-------------------------S
知識整合
??碱}型解題策略
根據(jù)定義式或數(shù)形結(jié)合求Ksp,或者判斷沉直接根據(jù)Ksp定義式解答「如果已知溶解度,則需先轉(zhuǎn)化
淀金屬離子所需pH為物質(zhì)的量濃度再代入計算
難溶電解質(zhì)類型相同時,Ksp小的化合物先沉淀;難溶電解
沉淀先后的計算與判斷質(zhì)類型不同時,需根據(jù)Ksp計算出開始沉淀時所需離子的
濃度,所需離子濃度小的先沉淀
根據(jù)兩種含同種離子的化合物的&p,①求
溶液中不同離子的濃度的比值;②計算一般是在所求表達(dá)式分子、分母中同乘以某離子的濃度,
“恰好沉淀時”溶液中離子的濃度;③計將分子、分母轉(zhuǎn)化為不同物質(zhì)的Ksp的表達(dá)式
算或判斷調(diào)節(jié)溶液的pH的范圍
知識活用教材讀活
1.[直接計算型]某溫度下Ksp(AgCl)=a,在0.1moLL-NaCl溶液中加入過量的AgCl固體(忽略溶液體
積變化),達(dá)到平衡后,c(Ag+)=10。molLL
2.[計算完全沉淀時離子的濃度]已知:FePCU、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.3X10-22、1.0X10-24。某溶液
中含F(xiàn)e2+和Mg2+,且c(Mg2+)=0.02moLLr,加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍),使Fe3+恰
3+5-1
好沉淀完全,即溶液中c(Fe)=1.0X10-mol.L,此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?Fe3+恰好沉
淀完全時,c(PO廠)=13x10~22mol-L1=1.3X10^17mol-L-1,c3(Mg2+)-c2(PO廠)=0.013X
1.0x105
(1.3X10-17)2=L69X10-40<KsJMg3(PC>4)2I,因此不會生成Mg3(PO4)2沉淀(列式計算)。
3.[根據(jù)溶解度S求Ksp]60℃時澳酸銀(AgBrO3)的溶解度為0.6g,則Ksp(AgBrCh)為6.25XI。一,
(保留3位有效數(shù)字)。
f-----------------------------(高考—)研透高考明確方向-----------------------------
命題點1應(yīng)用Kp計算金屬離子開始沉淀與沉淀完全時的pH
1.[全國II高考]用廢電池的鋅皮制備ZnSOr7H2O的過程中,需除去鋅皮中的少量雜質(zhì)鐵,其方法是:加稀
H2s04和H2O2溶解,鐵變?yōu)镕e3+,加堿調(diào)節(jié)至pH為2.7時,鐵剛好沉淀完全(離子濃度小于
IXlO—moLL-i時,即可認(rèn)為該離子沉淀完全);繼續(xù)加堿至pH為6時,鋅開始沉淀(假定Zr?十濃度
為0.1moLL-i)。若上述過程不加H2O2后果是Zn?+和Fe?+分離不開,原因是Fe(OH)2和Zn
(OH)2的心相近。
化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3
Ksp近似值10一"KF。10-39
3+3
解析在H2O2存在下,鐵被氧化為Fe3+;根據(jù)表格數(shù)據(jù),&p[Fe(OH)3]=c(Fe)-c(OH)=10一
39+312
,則c(OH-)20.5X10-11mol-L-i,c(H)=2X10-mol-L_,pH^2.7;^sp[Zn(OH)2]=c(Zn
+)-c2(OH)=10-",則0(OHT)=10-8mol-L-1,所以控制pH為6時,Zi?+開始沉淀;如果不加
H2O2,Fe2+不能被氧化,F(xiàn)e(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相同,在pH=6時,兩者將同時沉淀,則無法除
去Zi?+中的Fe2+o
命題拓展
[變式拓展][全國I高考]在化學(xué)分析中采用KzCrCU為指示劑,以AgNCh標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中C1-,利用Ag
+與CrO:一生成胸紅色沉淀,指示到達(dá)滴定終點。當(dāng)溶液中C「恰好沉淀完全(濃度等于1.0X10—5moLlT
1)時,溶液中c(Ag+)為2.0X10-5moLL-I此時溶液中c(CrO;)等于5.0乂10-3molLf。
1210
(已知Ag2CrO4>AgCl的&p分別為2.0X10-fll2.OX1O-)
解析c(Ag+)=Ksp(AgC1)=2OX1O_10mol-L-1=2.0X10-5mol-L-1,故c(CrO:)=&-50"=
c(Cl-)1.0X10-54c2(Ag+)
-1
2°xiL2mol.L=5.0X10-3mol1—I
(2.0X10-5)
命題點2Ksp與化學(xué)平衡常數(shù)的相關(guān)計算
2.(1)[2021江蘇]向已經(jīng)除去Fe、Al、Si的M11SO4溶液(pH約為5)中加入NH4F溶液,溶液中的Ca?
+、Mg2+形成氟化物沉淀。若沉淀后上層清液中c(FD=0.05mol-L1,則c(Ca?+)lc(Mg2+)=—
9
100o[&p(MgF2)=5X10—u,Ksp(CaF2)=5X10-]
(2)在1.0LNa2cO3溶液中溶解0.01molBaSO4,則Na2cCh溶液的最初濃度不得低于0.27mol1一1
9
(忽略溶液體積變化)[已知:常溫下椅(BaSO4)=1X10-1。、椅(BaCCh)=2.6X10]o
解析(1)Ca2+,Mg2+均形成沉淀,上層清液中仍有F,說明CaF2和MgF2均達(dá)到沉淀溶解平衡,
+
9=:m色-i。。。⑵沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式為c。廠
2-
7—C(soj-)c(SO:-)-c(Ba2+)(BaSOQ_,(QQ)c(soj-)
BaSO#BaCO+S04,K=
432~-c(CO”c(Ba2+)Ksp(BaCO)2.6x10-9,K
c(CO3)3
。相弋產(chǎn)L=o.26m°l廠,岫8溶液的最初濃度eMS)》(0.01+0.26)m°l『=027
mol-L-1o
l.[2023北京]利用平衡移動原理,分析一定溫度下Mg?+在不同pH的Na2c。3體系中的可能產(chǎn)物。
己知:①圖1中曲線表示Na2cCh體系中各含碳粒子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與pH的關(guān)系。
②圖2中曲線I的離子濃度關(guān)系符合c(Mg2+)七2(OH)=Ksp[Mg(OH)2];曲線H的離子濃度關(guān)系符
合c(Mg?*)-c(CO>)=心(MgCCh)[注:起始c(Na2co3)=0.1mol-L-1,不同pH下c(CO>)由
圖1得到]。
下列說法不正確的是(C)
A.由圖1,pH=10.25,c(HCOf)=c(CO>)
B.由圖2,初始狀態(tài)pH=ll、lg[c(Mg2+)]=-6,無沉淀生成
C.由圖2,初始狀態(tài)pH=9、lg[c(Mg2+)]=-2,平衡后溶液中存在c(H2co3)+c(HCOf)+c
(CO>)=0.1mol-L1
D.由圖1和圖2,初始狀態(tài)pH=8、lg[c(Mg2+)]=-l,發(fā)生反應(yīng):Mg2++2HC0;^MgCO31+CO2T
+H2O
解析
機(jī)■已AXb.偽羯I,■余制區(qū)承片金pHT
時”米*叩(附>?8姐(<口沉這.■?豉上才H
1<^C<.?AT#F#1<XM
枳據(jù)此點知.
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心t.k北反應(yīng)的禹中r(H,COJ?€(HHh)?
才才包人月M.rZMOic(CO:)?0.1.!1?L,C
Mf"hJ叫€>心>、r.DAM3很
2.[2021全國甲]已知相同溫度下,Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)□某溫度下,飽和溶液中一lg[c
(SO:)卜-lg[c(CO"-)]與一炮[。(Ba2+)]的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(B)
A.曲線①代表BaCO3的沉淀溶解曲線
B.該溫度下BaSCU的椅(BaSO4)值為1.OX1O-10
C.加適量BaCL固體可使溶液由a點變到b點
2—
D.c(Ba2+)=10-"時兩溶液中,<so〔)=10二一%
c(CO;)
解析根據(jù)相同溫度下,Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),可進(jìn)行如下分析:當(dāng)橫坐標(biāo)均為5.1時,即c
(Ba2+)=10r」molLr時,陰離子濃度d點<c點;c、d兩點均在沉淀溶解平衡曲線上,即溶度積常數(shù)
d點<c點。結(jié)合上述分析,可知曲線①代表BaSCU的沉淀溶解曲線,曲線②代表BaCCh的沉淀溶解曲
線,A項錯誤。根據(jù)曲線①過橫縱坐標(biāo)均為5.0的點可知,沉淀溶解平衡體系中c(Ba2+)=c(SO^")=
1.0X10~5°mol-L-1,則該溫度下Ksp(BaSCU)=c(Ba2+)-c(SO:)=1,0X10-(50+50)=1.OX1O-10,B
項正確。加適量BaCb固體,溶液中c(Ba?+)增大,由于溫度保持不變,即溶液中c(<20;一)減小,可
使溶液由b點向a點移動,C項錯誤。當(dāng)c(Ba2+)=10=」moHT1時,d點平衡時c(S07)=10一段
2一_
mol-L1,c點平衡時c(CO廠)=10-^mol-L1,即兩溶液中土里」=也上=10%一叫D項錯誤。
3c(CO”10f
溶習(xí)幫,練透好題精準(zhǔn)分層、
基礎(chǔ)域一關(guān)
1.[2023遼寧葫蘆島聯(lián)考]下列有關(guān)BaSCh沉淀溶解平衡的說法錯誤的是(B)
A.BaSCh的溶度積常數(shù)表達(dá)式Ksp(BaSCh)=c(Ba2+)-c(SO:一)
B.BaSCh難溶于水,溶液中沒有Ba?+和SO7
C.升高溫度,BaSCh的溶解度增大
D.向BaSCh懸濁液中加入Na2sCh固體,BaSCh溶解的量減少
解析BaSCh懸濁液中存在BaSCh(s)^Ba2+(aq)+S0>(aq),則Ksp(BaSCh)=c(Ba2+)-c
(SOj-),A項正確;BaSCh微溶于水,在水中溶解度較小,溶液中有少量Ba2+和SO;,B項錯誤;
BaSCh的溶解度隨著溫度的升高而增大,C項正確;BaSCh懸濁液中存在BaSCh(s)UBa?+(aq)+S07
(叫),加入Na2sCh固體,平衡逆向移動,導(dǎo)致c(Ba?+)減少,即BaSCh溶解的量減少,D項正確。
2.[2023黑龍江大慶模擬改編]下列說法正確的是(D)
A.在含有BaSCU沉淀的溶液中加入少量Na2s。4固體,c(Ba2+)增大
1
B.相同溫度下,將足量AgCl固體分別加入相同體積的①蒸儲水、②0.1molL-鹽酸、?0.1mol-LMgCl2
溶液、④0.1mol-L-iAgNCh溶液中,溶液中Ag+的濃度:①〉④二②〉③
C.向AgCl懸濁液中滴加Na2s溶液,白色沉淀變?yōu)楹谏恋恚篈gCl(s)+S2-(叫)UAg2s(s)+C「
(aq)
D.25℃時,向Mg(OH)2懸濁液中加入少量NH4cl固體,c(Mg?+)增大
解析在含有BaSCU沉淀的溶液中加入少量Na2so4固體,c30:一)增大,使BaSCU沉淀溶解平衡逆向
移動,c(Ba?+)減小,A項錯誤;C「的濃度越大,其抑制AgCl沉淀溶解平衡正向移動的能力越大,即c
(CD越大,c(Ag+)越小,①蒸鐳水中c(C「)=0,②0.1moLL-鹽酸中c(C「)=0.1mol-L1,③
0.1molL-iMgCL溶液中c(CD=0.2mol-L-1,④0.1molL-AgNCh溶液中c(Ag+)=0.1mol-L'1,故
相同溫度下,將足量AgCl固體分別加入相同體積的上述4種液體中,c(Ag+)由大到小的順序是④>①
>②>③,B項錯誤;向AgCl懸濁液中滴加Na2s溶液,AgCl沉淀轉(zhuǎn)化為Ag2s沉淀,反應(yīng)的離子方程式
為2Age1(s)+S2"(叫)UAg2s(s)+2Cr(叫),C項錯誤;當(dāng)加入少量NH4cl固體后,NH:與溶液
中的OJT結(jié)合生成NH3H2O,c(OH)減小,使Mg(OH)2沉淀溶解平衡正向移動,c(Mg2+)增大,
D項正確。
3.[傳統(tǒng)文化][2023黃岡中學(xué)月考]“寒芒秀采總稱珍,就中雞缸最為冠",色彩濃艷的斗彩雞缸杯是我國陶
瓷珍品。HgS是一種難溶于水的朱砂紅釉彩,一定溫度下其在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說
法正確的是(A)
A.HgS溶于水形成的飽和溶液中c(Hg2+)=c⑶-)
B.m點時,有HgS沉淀生成
C.圖中各點對應(yīng)的&p的關(guān)系為Ksp(n)=Kp(p)=2.5X10-52
D.向n點對應(yīng)的溶液中加入少量Na2s固體,溶液組成沿曲線向p點方向移動
解析HgS在水中存在沉淀溶解平衡:HgS(s)UHg2+(叫)+S2—(叫),故HgS溶于水形成的飽和溶
2
液中c(Hg2+)=c(S"),A項正確;由題圖可知,m點位于曲線左側(cè),則m點時。(HgS)<Ksp
2+2-
(HgS),無HgS沉淀生成,B項錯誤;&p與溫度有關(guān),所以Ksp(n)=Ksp(p)=c(Hg)-c(S)
=5X10-27x5X10-27=2.5X1()-53,C項錯誤;由HgS(s)^Hg2+(aq)+S2-(aq)可知,向n點對應(yīng)的
溶液中加入少量Na2s固體,cIS2-)增大,平衡逆向移動,c(Hg2+)減小,則溶液組成沿曲線向n點右
下方移動,D項錯誤。
4.[2021江蘇]室溫下,用0.5moLL「iNa2c。3溶液浸泡CaSCU粉末,一段時間后過濾,向濾渣中加稀醋酸,
產(chǎn)生氣泡。已知&p(CaSOQ=5X10=,Ksp(CaCO3)=3義10—9。下列說法正確的是(C)
A.0.5moi1一]Na2cCh溶液中存在:c(OJT)=c(H+)+c(HCOf)+c(H2co3)
2-
B.反應(yīng)CaSCU+COrUCaCCh+SO;正向進(jìn)行,需滿足土巴」淖義及
C(CO”3
C.過濾后所得清液中一定存在:c(Ca2+)=Ksp,.caC031且c(Ca?+)Q'CM
c(CO3)c(SO4)
+2+
D.濾渣中加入醋酸發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:CaCO3+2H^Ca+CO2T+H2O
解析A項,Na2c。3溶液
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