2018版高考化学总复习专题八难溶电解质的沉淀溶解平衡教学案

课时5　难溶电解质的沉淀溶解平衡 [2018备考·最新考纲] 1．了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.理解溶度积（Ksp）的含义能进行相关的计算。 考点一　沉淀的溶解平衡及应用 (考点层次A→自学、识记、辨析) 1．沉淀溶解平衡 (1)含义 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。 (2)建立过程 固体溶质 溶液中的溶质 (3)特征 (4)沉淀溶解平衡的影响因素 以AgCl为例：AgCl(s)  Ag＋(aq)＋Cl－(aq) 外界条件 移动方向 平衡后c(Ag＋) 平衡后c(Cl－) Ksp 升高温度 正向 增大 增大 增大 加水稀释 正向 不变 不变 不变 加入少量AgNO3 逆向 增大 减小 不变 通入HCl 逆向 减小 增大 不变 通入H2S 正向 减小 增大 不变           提醒：AgCl(s)  Ag＋(aq)＋Cl－(aq)与AgCl===Ag＋＋Cl－所表示的意义不同。前者表示难溶电解质AgCl在水溶液中的沉淀溶解平衡方程式，后者表示强电解质AgCl在水溶液中的电离方程式。 2．沉淀溶解平衡的应用 (1)沉淀的生成 ①调节pH法 如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至3～4，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH 。 ②沉淀剂法 如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。 (2)沉淀的溶解 ①酸溶解法 如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。 ②盐溶液溶解法 如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2＋2NH ===Mg2＋＋2NH3·H2O。 ③氧化还原溶解法 如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。 ④配位溶解法 如AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。 (3)沉淀的转化 ①实质：沉淀溶解平衡的移动(沉淀的溶解度差别越大，越容易转化)。 ②应用：锅炉除垢、矿物转化等。 提醒：①难溶电解质的溶解平衡也是动态平衡，通过改变外界条件可以使平衡发生移动——溶液中的离子转化为沉淀、沉淀转化为溶液中的离子或一种沉淀向另一种沉淀转化。 ②用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，沉淀已经完全。 教材 高考 1．（SJ选修4·P933改编）将AgCl分别加入盛有：①5 mL水；②6 mL 0.5 mol·L－1 NaCl溶液；③10 mL 0.2 mol·L－1 CaCl2溶液；④50 mL 0.1 mol·L－1盐酸的烧杯中，均有固体剩余，各溶液中c（Ag＋）从大到小的顺序排列正确的是（  ） A．④③②① B．②③④①  C．①④③②  D．①③②④ 答案　C 2．(溯源)(2016·海南化学，5)向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化)，下列数值变小的是①，增大的是②③。 ①c(CO )          ②c(Mg2＋) ③c(H＋)          ④Ksp(MgCO3) 探源：本考题源于教材SJ选修4 P88“问题解决”，对沉淀的生成和转化过程进行了分析和判断。 [诊断性题组] 1．基础知识判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)沉淀达到溶解平衡状态，溶液中各离子浓度一定相等(×) (2)升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动(×) (3)某物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水(×) (4)因溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化，故ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀(√) (5)室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度(×) (6)向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色：2AgCl＋S2－===Ag2S＋2Cl－(√) (7)为减少洗涤过程中固体的损耗，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀(√) (8)洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好(×) 2．下列说法中正确的是(  ) A．饱和石灰水中加入一定量生石灰，溶液温度明显升高，pH增大 B．AgCl悬浊液中存在平衡：AgCl(s)  Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，往其中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，溶液中离子的总浓度减小 C．AgCl悬浊液中加入KI溶液，白色沉淀变成黄色，证明此条件下Ksp(AgCl)>Ksp(AgI) D．硬水中含有较多的Ca2＋、Mg2＋、HCO 、SO ，加热煮沸可以完全除去其中的Ca2＋、Mg2＋ 解析　饱和石灰水中加入一定量生石灰，溶液温度明显升高，但Ca(OH)2的溶解度降低，溶液中c(OH－)减小，溶液的pH减小，A错；AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动， 但离子的总浓度增大，B错；由沉淀的转化规律可得，Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，C对；加热煮沸硬水，只能软化具有暂时硬度的硬水，D错。 答案　C 3．(2015·德州模拟)下列化学原理的应用，主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是(  ) ①热纯碱溶液去油污能力强 ②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐混用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒 ③溶洞、珊瑚的形成 ④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡则能 ⑤泡沫灭火器灭火的原理 A．②③④      B．①②③      C．③④⑤　    D．①②③④⑤ 解析　①⑤是水解平衡原理。 答案　A 4．(2016·成都一诊)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(  ) 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CO ＋CaSO4  CaCO3＋SO C．盐酸溶液中，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选项正确；加入碳酸钠溶液，把硫酸钙转化为碳酸钙：CO ＋CaSO4  CaCO3＋SO ，B选项正确；因为碳酸钙与盐酸反应，而硫酸钙不与盐酸反应，所以在盐酸溶液中碳酸钙的溶解性大于硫酸钙，C选项正确；根据CO ＋CO2＋H2O===2HCO 知，HCO 浓度增大，D选项错误。 答案　D 【练后归纳】 沉淀生成的两大应用 (1)分离离子：同一类型的难溶电解质，如AgCl、AgBr、AgI，溶度积小的物质先析出，溶度积大的物质后析出。 (2)控制溶液的pH来分离物质，如除去CuCl2中的FeCl3就可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2等物质，将Fe3＋转化为Fe(OH)3而除去。 【规范模板】 某工厂用六水合氯化镁和粗石灰制取的氢氧化镁含有少量氢氧化铁杂质，通过如下流程进行提纯精制，获得阻燃剂氢氧化镁。 已知EDTA只能与溶液中的Fe2＋反应生成易溶于水的物质，不与Mg(OH)2反应。虽然Fe(OH)2难溶于水，但步骤②中随着EDTA的加入，最终能够将Fe(OH)2除去并获得纯度高的Mg(OH)2。请从沉淀溶解平衡的角度加以解释：Fe(OH)2悬浊液中存在如下平衡：Fe(OH)2  Fe2＋＋2OH－，当不断滴 入EDTA时，EDTA将结合Fe 2＋促使平衡向右移动而使Fe(OH)2不断溶解。 考点二　沉淀溶解平衡常数及其应用 (考点层次B→共研、理解、整合) 1．溶度积和离子积 以AmBn(s)  mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例   溶度积 离子积 概念 沉淀溶解的平衡常数 溶液中有关离子浓度幂的乘积 符号 Ksp Qc 表达式 Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度都是平衡浓度 Qc(AmBn)＝cm(An＋) ·cn(Bm－)，式中的浓度是任意浓度 应用 判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解 ①Qc＞Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出 ②Qc＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态 ③Qc＜Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出       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浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。 ②温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。 ③其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。 提醒：①并非Ksp越小，其物质的溶解性就越小。 对于阴、阳离子的个数比相同的难溶电解质，它们的溶解性可以直接用Ksp的大小来比较，Ksp越小，其物质的溶解性就越小；而对于阴、阳离子的个数比不同的难溶电解质，它们的溶解性就不能直接用K sp的大小来比较。 ②溶度积小的难溶电解质在一定条件下也能向溶度积大的难溶电解质转化。当两种难溶电解质的Ksp相差不是很大时，通过调节某种离子的浓度，可由溶度积小的难溶电解质向溶度积大的难溶电解质转化。 教材 高考 1．(RJ选修4·P65思考与交流)判断下列有关难溶电 解质及其溶度积常数Ksp的说法是否正确 (1)常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小(×) (2)Mg(OH)2可溶于盐酸，不溶于NH4Cl溶液(×) (3)溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp增大(×) (4)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变(√) 2．(RJ选修4·P674改编)已知AgCl的溶解度为1.5×10－4g，AgBr的溶解度为8.4×10－6g，如果将AgCl和AgBr的饱和溶液等体积混合，再加入足量浓AgNO3溶液，发生反应的结果为(  ) A．只有AgBr沉淀生成 B．AgCl和AgBr沉淀等量生成 C．AgCl沉淀多于AgBr沉淀 D．AgCl沉淀少于AgBr沉淀 答案　C 3．(溯源题)[2016·课标全国Ⅰ，27(3)]在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl－，利用Ag＋与CrO 生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl－恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10－5 mol·L－1)时，溶液中c(Ag＋)为2.0×10－5mol·L－1，此时溶液中c(CrO )等于5×10－3mol·L－1(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10－12和2.0×10－10)。 继续阅读