高二化学 沉淀溶解平衡专题复习

高二化学沉淀溶解平衡专题复习

学习目标：掌握沉淀溶解平衡的概念及影响因素，能够根据溶度积判断是否沉淀

知识点一沉淀溶解平衡

1.概念：在________下，当难溶电解质溶于水形成______时，______速率和_____速率相等的状态。

2.溶解平衡的建立

固体溶质

溶解

沉淀

溶液中的溶质

(1)v溶解______v沉淀，固体溶解(2)v溶解______v沉淀，溶解平衡(3)v溶解______v沉淀，析出晶体

3．特征

(1)逆：可逆过程(离子间生成难溶电解质的反应不能完全进行到底)。

(2)动：动态平衡，溶解的速率和沉淀的速率并不为0。

(3)等：v溶解_______v沉淀。

(4)定：达到平衡时，__________________________不变。

(5)变：当外界条件改变时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡状态。

4．电解质在水中的溶解度

20℃时电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：

练习：物质的溶解性

1.下列物质，属于易溶物质的是，属于微溶物质的是，属于难溶物质的是。

①NaCl、②NaOH、③H2SO4、④MgCO3、⑤CaSO4、⑥Ca(OH)2、⑦CaCO3、⑧BaSO4、⑨Mg(OH)2 2．下列物质的溶解度随温度升高而减小的是①KNO3②Ca(OH)2③BaSO4④CO2

A．①② B．②④C．①③ D．①④

知识点二、影响沉淀溶解平衡的因素

1．主要因素：难溶电解质本身的性质。

2．外因：浓度、温度

(1)浓度：(K sp不变)①加水稀释，平衡向溶解的方向移动；

②向平衡体系中加入难溶物相应的离子，平衡逆向移动；

③向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子时，平衡向溶解的方向移动。

(2)温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解的方向移动，K sp增大。

练习1.难溶物质溶解程度的大小，主要取决于物质本身的性质。但改变外界条件(如浓度、温度等)，沉淀溶解平衡会发生移动。已知溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，请分析当改变下列条件时，对该溶解平衡的影响，填写下表：(以上浓度变化均指平衡后和原平衡比较) 2．一定温度下，将足量的AgCl分别放入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是

①20 mL 0.01 mol·L－1KCl溶液②30 mL 0.02 mol·L－1 CaCl2溶液

③40 mL 0.03 mol·L－1HCl溶液④10 mL 蒸馏水⑤50 mL 0.05 mol·L－1 AgNO3溶液

知识点三沉淀溶解平衡常数——溶度积

1.表达式：对于溶解平衡M m A n(s) mM n＋(aq)＋nA m－(aq)K sp＝[c(M n＋)]m·[c(A m－)]n

2．意义：溶度积(K sp)反映了物质在水中的溶解能力。对同类型的电解质而言，K sp数值越大，电解质在水中溶解度越大；K sp数值越小，难溶电解质的溶解度也越小。

3．影响因素

溶度积常数只与难溶性电解质的性质和______有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。4．溶度积规则：某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度幂的乘积称为离子积，用Q c表示。

①当Q c K sp时，溶液不饱和，无沉淀析出，需加入该难溶电解质直至饱和；

②当Q c K sp时，溶液达饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；

③当Q c K sp时，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。

5．掌握沉淀反应的3个应用(1)沉淀的生成；(2)沉淀的溶解；(3)沉淀的转化

练习1．已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数K sp＝5.6×10－12，在氯化镁溶液中加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2＋)是___________________ 2．在0.10 mol·L－1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH＝8时，c(Cu2＋)＝__________ mol·L－1(K sp[Cu(OH2)]＝2.2×10－20)。若在0.1 mol·L－1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2＋完全沉淀为CuS，此时溶液中的H＋浓度是____ mol·L－1。3．工业制氯化铜时，是将浓盐酸用蒸气加热至80 ℃左右，慢慢加入粗制氧化铜粉(含杂质氧化亚铁)，充分搅拌使之溶解，反应如下：CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O，FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O。已知：pH≥9.6时，Fe2＋以Fe(OH)2的形式完全沉淀：pH≥6.4时，Cu2＋以Cu(OH)2的形式完全沉淀；pH为3～4时，Fe3＋以Fe(OH)3的形式完全沉淀。

(1)为除去溶液中的Fe2＋，可采用的方法是

A．直接加碱，调整溶液pH≥9.6B．加纯铜粉，将Fe2＋还原出来

C．先将Fe2＋氧化成Fe3＋，再调整pH到3～4D．通入硫化氢，使Fe2＋直接沉淀

(2)工业上为除去溶液中的Fe2＋，常使用NaClO，当溶液中加入NaClO后，溶液pH变化情况是A．肯定减小 B．肯定增大C．可能减小D．可能增大

(3)若此溶液中只含有Fe3＋时，要调整pH为3～4，此时最好向溶液中加入

A．NaOH溶液B．氨水C．CuCl2溶液D．CuO固体

课下练习

1．向AgCl饱和溶液中加水，下列叙述正确的是

A．溶解度、Ksp均不变B．溶解度、Ksp均变大

C．结晶过程停止，溶解过程加快D．结晶过程将小于溶解过程，直至再达到平衡

2．已知如下物质的溶度积常数：K sp(FeS)＝6.3×10－18，K sp(CuS)＝6.3×10－36。下列说法正确的是A．同温度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度

B．同温度下，向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后，K sp(FeS)变小

C．向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出现的沉淀是FeS D．除去工业废水中的Cu2＋和Hg2＋，可以选用FeS作沉淀剂

3．已知K sp(AgCl)=1.56×10－10，K sp(Ag2CO3)=8.45×10－12，K sp(AgBr)=7.7×10－13。某溶液中含有Cl－、CO32－和Br－浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为

A．Cl－、Br－、CO32－B．Br－、Cl－、CO32－C．CO32－、Br－、Cl－D．Br－、CO32－、Cl－4．已知某温度下，MnCO3、MnS的溶度积分别为2.0×10－11、5.0×10－14。下列推断不正确的是A．碳酸锰转化成硫化锰的平衡常数K═400

B．向含MnCO3、MnS固体的溶液中加入MnCl2固体，CO32－和S2－浓度均下降

C．在含相同浓度的CO32－、S2－的溶液中滴加二氯化锰溶液，先产生沉淀是MnS

D．该温度下所有含MnCO3的溶液中都有c(Mn2＋)═c(CO32－)和c(Mn2＋)·c(CO32－)═2.0×10－11 5．25℃时，K sp(AgCl)＝1.56×10－10，K sp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12，下列说法正确的是

A．AgCl和Ag2CrO4共存的悬浊液中，

B．向Ag2CrO4悬浊液中加入NaCl浓溶液，Ag2CrO4不可能转化为AgCl

C．向同浓度的Na2CrO4和NaCl混合溶液中滴加AgNO3溶液，AgCl先析出

D．向AgCl饱和溶液中加入NaCl晶体，有AgCl析出且溶液中c(Cl－)＝c(Ag+)

6．25 ℃时，在氢氧化镁悬浊液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)===Mg2+(aq)＋2OH－(aq)，已知25 ℃时K sp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，K sp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20。下列说法错误的是

A．若向Mg(OH)2浊液中加入少量NH4Cl(s)，c(Mg2+)会增大

B．若向Mg(OH)2浊液中加入少量Na2CO3(s)，固体质量将增大

C．若向Mg(OH)2浊液中滴加CuSO4溶液，沉淀将由白色逐渐变为蓝色

D．若向Mg(OH)2浊液中加入适量蒸馏水，K sp保持不变，故上述平衡不发生移动

7．实验：①0.1 mol·L－1 AgNO3溶液和0.1 mol·L－1NaCl溶液等体积混合得到悬浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；②向滤液b中滴加0.1 mol·L－1 KI溶液，出现浑浊；③向沉淀c中滴加

0.1 mol·L－1KI溶液，沉淀变为黄色。下列说法不正确的是

A．悬浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)B．滤液b中不含有Ag＋

C．③中颜色变化说明AgCl转化为AgID．实验可以证明AgI比AgCl更难溶

8．25℃时，Fe(OH)2和Cu(OH)2的饱和溶液中，金属阳离子的物质的量浓度的负对数[一lgc(M2+)]与溶液pH的变化关系如图所示，已知该温度下，K sp[Cu(OH)2]＜K sp[Fe(OH)2]，下列说法正确的是A．除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2+，可加入适量CuO

B．b线表示Fe(OH)2饱和溶液中的变化关系，且K sp[Fe(OH)2]=10－15.1C．当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时，溶液中：c(Fe2+):c(Cu2+)=1:104.6

D．向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH，可转化为Y点对应的

溶液

9．下列结论正确的是________。

①向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀，证明

K sp(AgCl)

中滴加AgNO3溶液，首先产生黄色沉淀，可推断K sp(AgCl)>K sp(AgI)。

③由于K sp(BaSO4)＝1.08×10－10，K sp(BaCO3)＝8.1×10－9，因此BaSO4沉淀不可能转化为BaCO3沉淀。④将FeCl3溶液加入Mg(OH)2悬浊液中，振荡、可观察到沉淀由白色变为红褐色，验证Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2。⑤向BaSO4饱和溶液中加入饱和Na2CO3溶液有白色沉淀生成，说明K sp(BaSO4)>K sp(BaCO3)。⑥ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀的原因是溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化。⑦将H2S气体通入AgNO3与AgCl的悬浊液中产生黑色沉淀，说明K sp(AgCl)>K sp(Ag2S)

10

（1）CuCl2溶液中含有少量的FeCl2和FeCl3，为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体，可先加入适量氯水，发生的离子反应为___________________；再加入___________，调至pH=4，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，由CuCl2•2H2O晶体得到纯的无水CuCl2的合理方法是_____________________。

Ⅱ.（1）已知25℃时，K sp(BaSO4)＝1×10－10，将BaSO4的悬浊液过滤，滤液中c(Ba2+)＝_________mol·L －1。取100 mL滤液与100 mL 2 mol·L－1的Na

2

SO4溶液混合，混合液中c(Ba2+)＝_________mol·L－1。（2）长期使用的锅炉需要定期除水垢，否则会降低燃料的利用率。水垢中含有的

CaSO

4

，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去。

①CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为：__________________________________；

②请分析CaSO4转化为CaCO3的原理：____________________________________。

11．工业上制取纯净的CuCl2·2H2O的主要过程是①将粗氧化铜(含少量Fe)溶解于稀盐酸中，加热、过滤，调节滤液的pH为3；②对①所得滤液按下列步骤进行操作：

已知Cu2＋、Fe2＋在pH为4～5时不水解，

而Fe3＋却几乎完全水解而沉淀。请回答

下列问题：

(1)X是什么物质？____。其反应的离子

方程式是_________________________。

(2)加入Y物质的作用是________________________________，生产中Y可选________________。

(3)溶液乙在蒸发结晶时应注意____________________________________________。