第八章 第42讲 难溶电解质的溶解平衡 (2022版 步步高 大一轮 化学复习 人教版全国Ⅲ(桂贵云川藏)).docx
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1、第第 42 讲讲难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡 复习目标1.了解难溶电解质的溶解平衡。2.理解溶度积(Ksp)的含义,能进行相关的计算。3. 学会分析沉淀溶解平衡图像。 考点一考点一沉淀溶解平衡及应用沉淀溶解平衡及应用 1难溶、可溶、易溶界定 20 时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系: 2沉淀溶解平衡 (1)概念 在一定温度下,当沉淀溶解和生成的速率相等时,形成饱和溶液,达到平衡状态,把这种平 衡称为沉淀溶解平衡。 (2)沉淀溶解平衡的建立 固体溶质 溶解 沉淀 溶液中的溶质 v溶解v沉淀,固体溶解 v溶解v沉淀,溶解平衡 v溶解v沉淀,析出晶体 (3)特点(适用勒夏特列原
2、理) 3影响沉淀溶解平衡的因素 (1)内因 难溶电解质本身的性质,这是决定因素。 (2)外因 浓度:加水稀释,平衡向沉淀溶解的方向移动; 温度:绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向沉淀溶解的方向移动; 同离子效应:向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子,平衡向生成沉淀的方向移动; 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或更难电离或气体的离子时, 平衡向沉淀溶解的方向移动。 以 AgCl(s)Ag (aq)Cl(aq) H0 为例,填写外因对溶解平衡的影响 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
3、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 4.沉淀溶解平衡的应用 (1)沉淀的生成 原理:当 QcKsp时,难溶电解质的溶解平衡向左移动,生成沉淀。 应用:可利用生成沉淀来达到分离或除去溶液中杂质离子的目的。 方法: a调节 pH 法,如除去 NH4Cl 溶液中的 FeCl3杂质,可加入氨水调节 pH,离子方程式为 Fe3 3NH3H2O=Fe(OH)33NH 4。 b沉淀剂法:如用 H2S 沉淀 Cu2 ,离子方程式为 Cu2H2S=CuS2H。 (2)沉淀的溶解 原理:当 QcKsp时,难溶电解质的溶解平衡向右移动,沉淀溶解
4、。 方法: a酸溶解法:CaCO3溶于盐酸,离子方程式为 CaCO32H =Ca2CO2H2O。 b 盐溶解法: Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液, 离子方程式为Mg(OH)22NH 4=Mg2 2NH3H2O。 c氧化还原溶解法:不溶于盐酸的硫化物(如 Ag2S)溶于稀 HNO3。 d 配位溶解法: AgCl 溶于氨水, 离子方程式为 AgCl2NH3H2O=Ag(NH3)2 Cl2H2O。 (3)沉淀的转化 实质:沉淀溶解平衡的移动。 举例: AgNO3溶 液 NaCl AgCl( 白 色 沉 淀 ) NaBr AgBr( 浅 黄 色 沉 淀 ) NaI AgI( 黄 色 沉 淀) Na2
5、S Ag2S(黑色沉淀)。 规律:一般说来,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。 应用 a锅炉除水垢:将 CaSO4转化为 CaCO3,离子方程式为 CaSO4CO2 3=CaCO3SO2 4。 b矿物转化:ZnS 遇 CuSO4溶液转化为 CuS,离子方程式为 ZnSCu2 =CuSZn2。 (1)向 Na2SO4溶液中加入过量的 BaCl2溶液,则 SO 2 4沉淀完全,溶液中只含 Ba2 、Na和 Cl, 不含 SO2 4() 错因:生成 BaSO4沉淀,溶液中建立 BaSO4的沉淀溶解平衡,一定有 SO2 4。 (2)室温下,AgCl 在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度()
6、 错因:食盐水中的 Cl 抑制 AgCl 的溶解,溶解度降低。 (3)洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好() 错因:沉淀水洗时,溶解平衡向右移动,有损失。 (4)在一定条件下,溶解度较小的沉淀不能转化成溶解度较大的沉淀() 错因:向 BaSO4悬浊液中加入饱和 Na2CO3溶液,也可以转化为 BaCO3。 试用平衡移动原理解释下列事实: (1)已知 Ba2 有毒,为什么医疗上能用 BaSO4作钡餐透视,而不能用 BaCO3作钡餐? (2)分别用等体积的蒸馏水和 0.01 molL 1的盐酸洗涤 AgCl 沉淀, 用水洗涤造成的 AgCl 的损 失大于用稀盐酸洗涤的损失量。 答案(1)由于胃液的酸性很
7、强(pH 为 0.91.5),H 与 BaCO3电离产生的 CO2 3结合生成 CO2 和 H2O,使 BaCO3的溶解平衡:BaCO3(s)Ba2 (aq)CO2 3(aq)向右移动,c(Ba2 )增大, 会引起人体中毒。而 SO 2 4是强酸根离子,不能与胃液中的 H 结合,因而胃液中 H浓度对 BaSO4的溶解平衡基本没影响,Ba2 浓度可以保持在安全的浓度标准以下。 (2)用水洗涤 AgCl,AgCl(s)Ag (aq)Cl(aq)平衡右移,AgCl 的质量减少,而用盐酸洗 涤 AgCl 时,HCl 电离产生的 Cl 会使 AgCl 的溶解平衡向左移动,可以减少 AgCl 的溶解, 因
8、而损失较少。 题组一沉淀溶解平衡及影响因素 1下列有关 AgCl 沉淀溶解平衡的说法中正确的是() AAgCl 沉淀生成和溶解不断进行,但速率相等 BAgCl 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 答案A 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)
9、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) H0,下列有关该平衡体 系的说法正确的是() 升高温度,平衡逆向移动 向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子的浓度 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 恒温下,向溶液中加入 CaO,溶液的 pH 升高 给溶液加热,溶液的 pH 升高 向溶液中加入 Na2CO3溶液,其中固体质量增加 向溶液中加入少量 NaOH 固体,Ca(OH)2固体质量不变 AB CD 答案A 解析加入碳酸钠粉末会生成 CaCO3,使 C
10、a2 浓度减小,错;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,错;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, 错;加热,Ca(OH)2的溶解度减小,溶液的 pH 降低,错;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,正确;加入 NaOH 固体 平衡向左移动,Ca(OH)2固体质量增加,错。 3 (2020山东枣庄三中段考)牙齿表面覆盖的牙釉质是人体中最坚硬的部分, 起着保护牙齿的 作
11、 用 , 其 主 要 成 分 为 羟 基 磷 酸 钙 Ca5(PO4)3OH 。 在 牙 齿 表 面 存 在 着 如 下 平 衡 : Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2 (aq)3PO3 4(aq)OH (aq) Ksp6.810 37。已知 Ca5(PO4)3F(s)的 Ksp2.810 51。下列说法错误的是( ) A残留在牙齿上的糖发酵会产生 H ,经常吃糖易造成龋齿 B由题述平衡可知,小孩长牙时要少吃糖多补钙 C若减少 OH 的浓度,题述平衡将向右移动,Ksp的值相应增大 D使用含氟的牙膏能防止龋齿,是因为 Ca5(PO4)3OH(s)转化为更难溶的 Ca5(PO4)3F(s) 答案
12、C 解析残留在牙齿上的糖发酵会产生 H , 与 OH反应生成 H2O, 促使 Ca5(PO4)3OH(s)的沉淀 溶解平衡正向移动,易造成龋齿,A 正确;小孩长牙时,要在牙齿表面形成 Ca5(PO4)3OH(s), 从平衡移动角度分析,要增大牙齿表面的 c(Ca2 )、c(OH),促使 Ca5(PO4)3OH(s)溶解平衡逆 向移动,故小孩长牙时要少吃糖多补钙,B 正确;减少 OH 的浓度,Ca5(PO4)3OH(s)溶解平 衡将向右移动, 由于温度不变, Ksp的值不变, C 错误; 由于 Ca5(PO4)3F 的 Ksp小于 Ca5(PO4)3OH 的 Ksp,使用含氟牙膏,使 Ca5(P
13、O4)3OH(s)转化为更难溶的 Ca5(PO4)3F(s),可有效防止龋齿, D 正确。 题组二沉淀溶解平衡的应用 4下列化学原理的应用,可以用沉淀溶解平衡原理来解释的是() 热纯碱溶液洗涤油污的能力比冷纯碱溶液强误将钡盐BaCl2、Ba(NO3)2当作食盐食用 后, 常用 0.5%的 Na2SO4溶液解毒石灰岩(喀斯特地貌)溶洞的形成BaCO3不能作“钡 餐”,而 BaSO4可以泡沫灭火器灭火原理 AB CD 答案A 解析碳酸钠是强碱弱酸盐,因为水解使其溶液呈碱性,加热促进水解,碱能促进油脂水 解,所以热纯碱溶液洗涤油污的能力更强应用了盐类水解原理,不符合题意;钡离子有毒, 所以可溶性的钡
14、盐有毒,钡离子和硫酸根离子反应生成不溶于酸和水的硫酸钡,即易溶性的 物质向难溶性的物质转化,可以用沉淀溶解平衡原理来解释;石灰岩里不溶性的碳酸钙在 水和二氧化碳的作用下转化为微溶性的碳酸氢钙,长时间反应,形成溶洞,可以用沉淀溶解 平衡原理来解释;碳酸钡能和盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水,硫酸钡和盐酸不反应, 所以碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡可以,可以用沉淀溶解平衡原理来解释;碳酸氢钠水 解使其溶液呈碱性,硫酸铝水解使其溶液呈酸性,氢离子和氢氧根离子反应生成水,则碳酸 氢钠和硫酸铝相互促进水解,从而迅速产生二氧化碳,所以可以用盐类水解原理来解释泡沫 灭火器灭火的原理,不符合题意。 5分别进行下
15、列操作,由现象得出的结论正确的是() 选项操作现象结论 A 将稀硫酸和 Na2S 反应生成的气体通入 AgNO3与 AgCl 组成的悬浊液中 出现黑色沉淀Ksp(AgCl)Ksp(Ag2S) B 向盛有2 mL 0.1 molL 1AgNO3溶液的试 管中滴加 1 mL 0.1 molL 1NaCl 溶液, 再 向其中滴加 45 滴 0.1 molL 1KI 溶液 先有白色沉淀 生成,后又产 生黄色沉淀 Ksp(AgCl)Ksp(AgI) C向 AgI 悬浊液中滴入 Na2S 溶液固体变黑Ksp(Ag2S)Ksp(AgI) D 将 H2S 气体通入浓度均为 0.01 molL 1 的 ZnSO
16、4和 CuSO4 先出现 CuS 黑 色沉淀 Ksp(CuS)Ksp(ZnS) 答案D 解析生成的硫化氢与硝酸银溶液反应生成硫化银沉淀, 没有沉淀的转化, 无法判断 Ksp(AgCl) 与 Ksp(Ag2S)的大小,A 错误;AgNO3溶液过量,KI 直接与 AgNO3反应,无法判断 Ksp(AgCl) 与 Ksp(AgI)的大小关系,B 错误;溶度积常数大的物质能转化为溶度积常数小的物质,AgI 悬浊液中滴入 Na2S 溶液,固体变黑,说明 Ksp(Ag2S)Ksp(AgI),C 错误;难溶的物质先沉淀 出来,说明 Ksp(CuS)Ksp(ZnS),D 正确。 题组三沉淀溶解平衡的实验探究
17、6(2019长春高三模拟)某兴趣小组进行下列实验: 将 0.1 molL 1 MgCl2溶液和 0.5 molL 1 NaOH 溶液等体积混合得到浊液 取少量中浊液,滴加 0.1 molL 1 FeCl3溶液,出现红褐色沉淀 将中浊液过滤,取少量白色沉淀,滴加 0.1 molL 1 FeCl3溶液,白色沉淀变为红褐色沉淀 另取少量白色沉淀,滴加饱和 NH4Cl 溶液,沉淀溶解 下列说法中不正确的是() A将中所得浊液过滤,所得滤液中含少量 Mg2 B中浊液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2 (aq)2OH(aq) C实验和均能说明 Fe(OH)3比 Mg(OH)2难溶 DNH4Cl
18、 溶液中的 NH 4可能是中沉淀溶解的原因 答案C 解析MgCl2溶液与 NaOH 溶液等体积混合得到 Mg(OH)2悬浊液,剩余 NaOH,但仍存在沉 淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2 (aq)2OH(aq)。实验中是因为剩余的 NaOH 能和氯化 铁反应生成 Fe(OH)3,不能比较 Fe(OH)3和 Mg(OH)2的溶解能力,故 C 错误。 7某研究性学习小组通过传感器测量一定温度下溶液的电导率(电导率越大,说明溶液的导 电能力越强),各物质的电导率数据如下: 序号 物质 CaCO3 (固体) H2O CaCO3 饱和 溶液 CaSO4 饱和溶液 NaCl0.001 molL 1
19、AgNO3 0.001 molL 1 AgCl 饱 和溶液 电导率07373891 9891 13813 下列分析不正确的是() A依据数据,CaCO3固体中不存在自由移动的离子 B与对比,说明中存在:AgCl(s)Ag (aq)Cl(aq) C将 Na2CO3固体加入中,可以生成 CaSO4沉淀 D等体积混合后过滤,推测滤液的电导率大于 13 答案C 解析电导率可反映自由移动离子的浓度大小。碳酸钙为离子化合物,由离子构成,离子间 形成离子键,离子不能自由移动,故 A 正确;与对比,AgCl 饱和溶液的电导率为 13, 说明氯化银饱和溶液中存在自由移动的离子,AgCl(s)Ag (aq)Cl(
20、aq),故 B 正确; CaCO3饱和溶液的电导率比CaSO4的小, 说明CaCO3的溶解度比CaSO4小的多, 应生成CaCO3 沉淀,故 C 错误;等体积、等浓度混合,混合后过滤得到硝酸钠、氯化银的饱和溶液, 电导率一定大于 13,故 D 正确。 (1)AgCl 的澄清饱和溶液,加水稀释,沉淀溶解平衡右移,但离子浓度减小,而 AgCl 悬浊液 加水稀释,平衡右移,但 c(Ag )和 c(Cl)不变。AgCl 沉淀溶解达到平衡时,再加入 AgCl 固 体对平衡无影响。 (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 110 5 molL 1时,沉淀已
21、经完全。 (3)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差别不是很大时,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。 考点二考点二溶度积常数及其应用溶度积常数及其应用 1溶度积和离子积 以 AmBn(s)mAn (aq)nBm(aq)为例: 溶度积离子积 概念沉淀溶解平衡的平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积 符号KspQc 表达式 Ksp(AmBn)cm(An )cn(Bm),式 中的浓度是平衡浓度 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
22、QcKsp:溶液过饱和,有沉淀析出 QcKsp:溶液饱和,处于平衡状态 QcKsp:溶液未饱和,无沉淀析出 2.Ksp的意义 Ksp可以反映难溶电解质在水中的溶解能力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同 时,Ksp越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强,一般溶解度也越大;但阴、阳离子个数比 不相同时,Ksp大的难溶电解质的溶解度不一定大。 3Ksp的影响因素 溶度积只与难溶电解质的性质和温度有关,而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。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。 (1)已知:Ksp(Ag2CrO4)Ksp(AgCl),则 Ag2CrO4的溶解
23、度小于 AgCl 的溶解度() 错因:二者的化学式中离子个数比不同,不能依据 Ksp比较溶解度。 (2)常温下,向 BaCO3的饱和溶液中加入 Na2CO3固体,BaCO3的 Ksp减小() 错因:温度不变,Ksp不变。 (3)溶度积常数 Ksp只受温度影响,温度升高,Ksp增大() 错因:溶解一般是吸热的,温度升高,平衡正移,Ksp增大,但 Ca(OH)2相反。 (4)向 AgCl、AgBr 的混合饱和溶液中加入少量 AgNO3,溶液中cCl cBr 不变() 1某温度下,已知 Ksp(AgCl)1.8010 10,将 2.2103 molL 1的 NaCl 和 2.0103 molL 1
24、的 AgNO3等体积混合是否有沉淀生成?写出推理过程。若有沉淀生成,请计算反应后 Ag 浓度。 答案Qcc(Cl )c(Ag)1.11031.01031.1106 QcKsp(AgCl),有沉淀生成。 反应后剩余 c(Cl )1.0104 molL 1 则 c(Ag )KspAgCl cCl 1.8010 10 1.010 4 molL 11.80106 molL 1。 2室温下,Mg(OH)2的 Ksp510 13。则室温下,饱和 Mg(OH)2溶液的 pH_。 答案10 解析设饱和 Mg(OH)2溶液中 c(OH )x molL1,则 c(Mg2)x 2molL 1 KspMg(OH)2c
25、(Mg2 )c2(OH) x 2x 251013 则 x110 4 c(H )110 14 110 4molL 111010molL1 所以 pH10。 题组一溶度积及溶度积规则 1下列说法不正确的是() AKsp只与难溶电解质的性质和温度有关 B由于 Ksp(ZnS)Ksp(CuS),所以 ZnS 沉淀在一定条件下可转化为 CuS 沉淀 C其他条件不变,离子浓度改变时,Ksp不变 D难溶电解质的 Ksp越小,溶解度越小 答案D 解析对于阴、阳离子的个数比相同即同一类型的难溶电解质,Ksp的数值越大,难溶电解质 在水中的溶解能力越强即溶解度越大;对于阴、阳离子的个数比不同的难溶电解质,不能直
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