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文檔簡介
易錯專10難溶電解質的溶解平衡聚焦易錯點:?易錯點一難溶電解質的溶解平衡?易錯點二沉淀反應的應用典例精講易錯點一難溶電解質的溶解平衡【易錯典例】例1(2023上·安徽蕪湖·高二安徽師范大學附屬中學校考階段練習)下列敘述中不正確的是()A.CaCO3能夠溶解在CO2的水溶液中B.Mg(OH)2可溶于鹽酸C.AgCl難溶于水D.向MgSO4溶液中滴加Ba(OH)2只得到一種沉淀【解題必備】難溶電解質的溶解平衡1.定義:在一定條件下,難溶強電解質溶于水,當沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等時,形成溶質的飽和溶液,達到平衡狀態,這種平衡稱為沉淀溶解平衡。AgCl(s)Ag+(aq)+Cl—(aq)2.特征:①逆:可逆過程;②動:動態平衡,v(溶解)=v(沉淀)≠0;③定:達到平衡時,溶液中各離子濃度保持不變;④變:當外界條件改變時,溶解平衡將發生移動,達到新的平衡。3.溶度積(1)在一定溫度下,難溶強電解質MmAn溶于水形成飽和溶液時,溶質的離子與該固態物質之間建立動態平衡,這時的離子濃度冪的乘積是一個常數,叫作溶度積常數,簡稱溶度積。符號為KSP。(2)表達式:MmNn(s)mMn+(aq)+nNm-(aq)Ksp=[c(Mn+])]m·c[(Nm-)]n(3)意義:溶度積Ksp反映了物質在水中的溶解能力。eq\o\ac(○,1)對于相同類型的電解質,Ksp越大,其在水中的溶解能力越大。eq\o\ac(○,2)Ksp和S均可衡量物質在水中的溶解能力,只有相同類型的物質,才有Ksp越大S越大的結論。eq\o\ac(○,3)同一物質的Ksp與溫度有關,與溶液中的溶質離子濃度無關。(4)溶度積規則:通過比較溶度積與溶液中有關離子濃度冪的乘積(離子積)Qc的相對大小,可以判斷難溶電解質在給定條件下沉淀能否生成或溶解。Qc>Ksp時:溶液過飽和,平衡向生成沉淀的方向移動——有沉淀生成;Qc=Ksp時:溶液飽和,處于平衡狀態;Qc<Ksp時:溶液不飽和,平衡向沉淀溶解的方向移動——沉淀溶解。4.影響溶解平衡的因素(1)內因:不同的電解質在水溶液中溶解的程度不一樣,而且差別很大,有的能溶解很多,像NaCl、KCl、NaOH等,這些物質的溶解度大于0.1克,通常把它們稱作易溶物質;有的溶解的不多,如CaSO4、Ca(OH)2等,這些物質的溶解度在0.01克到0.1克之間,通常把它們稱作微溶物質;有的溶解的很少,像CaCO3、AgCl、AgS等,這些物質的溶解度小于0.01克,通常把它們稱作難溶物質,在水溶液中我們把它們稱作沉淀。所以一般情況下,相當量的離子互相反應生成難溶電解質,就可以認為反應完全了。①絕對不溶的電解質是沒有的,對于常量的化學反應來說,化學上通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5mol/L時,沉淀就達完全。②同是難溶電解質,溶解度差別也很大。③易溶電解質做溶質時只要是飽和溶液也可存在溶解平衡。(2)外因:難溶電解質的溶解平衡作為一種平衡體系,遵從平衡移動原理。①濃度:加水,平衡向溶解方向移動。②溫度:升溫,多數平衡向溶解方向移動。③同離子效應:向平衡體系中加入相同的離子,使平衡向沉淀的方向移動。【變式突破】1.(2022上·黑龍江哈爾濱·高二校考期中)某溫度時,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)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.加入AgNO3可以使溶液由c點變到d點B.加入固體NaCl,則AgCl的溶解度減小,Ksp也減小C.d點有AgCl沉淀生成D.c點對應的Ksp小于d點對應的Ksp易錯點二沉淀反應的應用【易錯典例】例2(2023上·安徽合肥·高二合肥一中校考期中)痛風是以關節炎反復發作及產生腎結石為特征的一類疾病,關節炎的原因歸結于在關節滑液中形成了尿酸鈉(NaUr)晶體,有關平衡如下;①HUr(尿酸,aq)Ur-(尿酸根,aq)+H+(aq)(37℃時,Ka=4.0×10-6)②NaUr(s)Ur-(aq)+Na+(aq)(1)37℃時,1.0L水中最多可溶解8.0×10-3mol尿酸鈉,此溫度下尿酸鈉的Ksp為。(2)關節炎發作多在腳趾和手指的關節處,這說明溫度降低時,尿酸鈉的Ksp(填“增大”、“減小”或“不變”),生成尿酸鈉晶體的反應是(填“放熱”或“吸熱”)反應。(3)37℃時,某尿酸結石病人尿液中尿酸分子和尿酸根離子的總濃度為2.0×10-3mol·L-1,其中尿酸分子的濃度為5.0×10-4mol·L-1,該病人尿液的c(H+)為,pH7(填“>”、“=”或“<”)。【解題必備】1.沉淀的生成:(1)調節pH法:加入氨水調節pH至7~8,可除去氯化銨溶液中的雜質氯化鐵。反應離子方程式如下:Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NHeq\o\al(+,4)。(2)加沉淀劑法:以Na2S、H2S等作沉淀劑,使Cu2+等生成極難溶的硫化物沉淀。反應離子方程式如下:Cu2++S2-=CuS↓,Cu2++H2S=CuS↓+2H+。2.沉淀的溶解:(1)原理:根據平衡移動原理,對于在水中難溶的電解質,只要不斷減少溶解平衡體系中的相應離子,平衡就向沉淀溶解的方向移動,從而使沉淀溶解。(2)溶解沉淀的試劑類型:用強酸溶解,如溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等難溶電解質;用某些鹽溶液溶解,如Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液,化學方程式為:Mg(OH)2+2NH4Cl=MgCl2+2NH3·H2O。3.沉淀的轉化:溶解度小的沉淀轉化成溶解度更小的沉淀(一般)。兩種沉淀的溶解度差別越大,沉淀越容易轉化。4.難溶電解質溶解平衡中的圖像分析難溶電解質溶解平衡是一種動態平衡,隨著外界條件的改變,平衡也會發生移動,當用電解質離子濃度等物理量作縱橫坐標時,可以畫出沉淀溶解平衡的曲線。在分析這類圖像問題時要做到五看:(1)一看縱橫坐標,一般縱橫坐標代表的是溶液中離子的濃度或其對數;(2)二看曲線,坐標系中的曲線往往代表該溫度下沉淀與溶解達到平衡的曲線;(3)三看點,曲線上的點代表的溶液為該溫度下的飽和溶液,曲線下面的點代表該溫度下的不飽和溶液,曲線上面的點代表該溫度下的過飽和溶液;(4)四看變化,外界條件的改變會導致溶解平衡的移動,改變的外界條件是溫度或電解質的離子濃度;電解質離子的濃度增大是蒸發溶劑造成的或是加入其他電解質造成的;(5)五看溫度,只要溫度不變,電解質的溶度積常數Ksp不變。【變式突破】2.(2023·福建南平·高二期末)某研究性學習小組對腎結石在人體中的溶解平衡進行初步探究,進一步認識腎結石產生并利用沉淀的轉化進行治療的原理。經分析腎結石主要成分有:草酸鈣(CaC2O4)90%、碳酸鈣(CaCO3)8%、磷酸鈣[Ca2(PO4)3]及其它2%。實驗探究一:草酸鈣的溶解性實驗①某同學觀察后認為:滴加飽和Na2CO3溶液后無現象說明草酸鈣不溶于水,水中不存在鈣離子。另一同學認為無明顯現象并不能證明不存在鈣離子只是很少,并補充下列實驗。實驗②鈣試劑的顯色反應鈣試劑蒸餾水+鈣試劑礦泉水+鈣試劑實驗現象實驗③(1)實驗②中使用蒸餾水的目的是___________。(2)實驗②、③驗證了___________,草酸鈣沉淀溶解平衡的方程式是___________。實驗探究二:草酸鈣沉淀轉化難溶物25℃時Ksp/(mol2·L-2)CaC2O42.3×10-9CaCO33.0×10-8MgC2O48.6×10-5(3)人體內血清總鈣含量范圍2.25-2.75mmol·L-1,當血清總鈣含量達上限時,血清中濃度達到___________時,會產生草酸鈣沉淀可能會引起結石。(4)腎結石病人不能過量食用含草酸的食物(如菠菜等),已知草酸溶液中H2C2O4、HC2O、三種微粒的物質的量分數(δ)隨溶液pH的變化關系如圖所示,當pH=2.7時,=___________。(5)醫生建議:腎結石病人口服鎂制劑(主要成分為MgCl2溶液),可以減緩草酸鈣結石患者的病痛。解釋醫生建議的合理性___________。習題精練1.(2023上·重慶·高二重慶市育才中學校考期中)當CaCO3固體在水中溶解達到平衡時:為使CaCO3固體質量減少而c(Ca2+)不變,可加入適量的下列物質是A.CaCl2 B.NaNO3 C.HCl D.H2O2.(2022上·安徽滁州·高二安徽省滁州中學校考期中)已知25℃物質的溶度積常數為:FeS:Ksp=6.3×10-18;CuS:Ksp=1.3×10-36;ZnS:Ksp=1.6×10-24。下列說法錯誤的是A.相同溫度下,CuS的溶解度小于ZnS的溶解度B.除去工業廢水中的Cu2+,可以選用FeS做沉淀劑C.0.01molCuSO4完全溶解在1L0.023mol/L的Na2S溶液中,Cu2+濃度為1.0×10-34mol/LD.在ZnS的飽和溶液中,加入FeCl2溶液,一定不產生FeS沉淀3.(2023上·河北邢臺·高二邢臺市第二中學校聯考期中)25℃時,的,該溫度下,將足量的投入等體積的下列溶液中,溶液中的由大到小的排列順序是①溶液
②溶液
③溶液
④飽和溶液A.①>②>③>④ B.④>③>②>① C.③>④>①>② D.④>①=③>②4.(2023上·河北石家莊·高二石家莊二中校考期中)某小組模擬成垢一除垢過程如圖。100mL0.1mol?L-1水溶液……忽略體積變化,且步驟②中反應完全。下列說法錯誤的是已知:,A.經過步驟①,溶液中B.②中沉淀轉化的離子方程式為C.②中和共存的懸濁液中,D.經過步驟③,溶液中5.(2023上·浙江·高二溫州中學校聯考期中)25℃時,向10mL0.10mol/LBaCl2溶液中滴加0.10mol/LNa2CO3溶液,滴加過程中溶液中-lgc(Ba2+)與Na2CO3溶液體積(V)的關系如圖所示;Ksp=(BaSO4)=10-9.96,下列說法不正確的是A.Ksp(BaCO3)=10-8.58B.NH4HA溶液中:c(HA-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)C.若改用0.20mol/LNa2CO3溶液來滴定,則恰好反應點由b移至aD.若把Na2CO3溶液換成等濃度Na2SO4溶液,則曲線變為Ⅰ6.(2023上·湖南·高二長沙市南雅中學校聯考期中)國家速滑館又稱為“冰絲帶”,所用的碲化鎘(CdTe)發電玻璃被譽為“掛在墻上的油田”。一種以鎘廢渣(含及少量雜質)為原料制備鎘的工藝流程如圖所示,下列說法錯誤的是已知:部分金屬陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的如下表所示:金屬陽離子開始沉淀時的2.76.33.4完全沉淀時的3.28.35.0A.濾渣1的主要成分是B.置換之后的濾液主要成分是和C.“純化”過程中發生的反應為D.該工藝用到的主要分離操作是過濾7.(2023上·黑龍江哈爾濱·高二哈九中校考期中)T℃下,三種硫酸鹽(M表示或或)的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。已知,。下列說法錯誤的是A.Z點是的飽和溶液,溶液中B.C點是的不飽和溶液,加熱蒸發可使C點沿虛線向0點移動,至形成飽和溶液C.在T℃時,用溶液滴定20mL濃度均為的和的混合溶液,先沉淀D.T℃下,反應的平衡常數為8.(2023上·重慶·高二重慶市育才中學校考期中)AlPO4的沉淀溶解平衡曲線如圖所示(已知AlPO4溶解為吸熱過程)。下列說法不正確的是A.T1>T2 B.AlPO4在b點對應的溶解度大于c點C.T1下Q點溶液無AlPO4固體析出 D.圖中Ksp:a=c=d<b9.(2023上·福建莆田·高二莆田一中校考期中)某溫度下,AgCl和Ag2CrO4(磚紅色沉淀)的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是A.a點條件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀B.b點時,c(Cl-)=c(CrO),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)C.Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrO(aq)的平衡常數K=10-7.9D.用AgNO3標準溶液滴定未知濃度NaCl溶液時可以用K2CrO4作指示劑10.(2023上·遼寧鞍山·高二鞍山一中校考期中)在t℃時,在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。已知t℃時的,下列說法錯誤的是A.在t℃時,的知為B.在t℃時,圖中a點對應的是的不飽和溶液C.只改變溫度,可使溶液由c點到b點D.在t℃時,的平衡常數11.(2023上·河北邢臺·高二寧晉中學校聯考期中)常溫下,FeS和ZnS的飽和溶液中,金屬陽離子()與的物質的量濃度的負對數關系如圖所示。下列說法正確的是A.取一定量主要含、的濃縮液,向其中滴加溶液,當ZnS開始沉淀時,溶液中的B.上述FeS飽和溶液中,只含有和,不含其他離子C.常溫下,將足量ZnS分別加入體積均為100mL的溶液和溶液中,充分攪拌后,溶液中較溶液中大D.常溫下,向ZnS飽和溶液中加入稀硝酸,發生的反應為12.(2023上·貴州六盤水·高二統考期中)下圖為常溫下、和在水中達沉淀溶解平衡時的關系圖,圖中;[可認為M離子沉淀完全]。下列敘述正確的是A.a點時,B.由b點可求得C.濃度均為的和可以通過分步沉淀進行分離D.在水中的沉淀溶解平衡可用離子方程式表示為13.(2023上·江蘇淮安·高二統考期中)已知:Ka1(H2SO3)=1.0×10-1.85、Ka2(H2SO3)=1.0×10-7。通過0.1mol·L?1NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L?1H2SO3溶液實驗探究H2SO3、Na2SO3、NaHSO3溶液的性質。實驗1:滴入10mL0.1mol·L?1NaOH溶液時測得溶液的pH=1.85。實驗2:向實驗1所得溶液中繼續滴入10mL0.1mol·L?1NaOH溶液時無明顯現象。實驗3:向實驗2所得溶液中通入NH3至溶液pH=7(通入氣體對溶液體積的影響可忽略)。實驗4:向實驗2所得溶液中滴加HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液,產生白色沉淀。下列說法正確的是A.實驗1溶液中存在:2c(H2SO3)+c(SO)=0.1mol·L?1B.實驗2溶液中存在:c(Na+)>c(HSO)>c(SO)>c(H2SO3)C.實驗3溶液中存在:c(Na+)>c(NH)>c(SO)D.實驗4反應后靜置所得上層清液中一定有:c(Ba2+)×c(SO)=Ksp(BaSO3)14.(2023上·河南開封·高二統考期中)現進行下列實驗。(1)將2滴0.1mol/L溶液滴入2mL0.1mol/LNaCl溶液中,觀察到生成白色沉淀。(2)振蕩試管,然后向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液,靜置。觀察到沉淀變為黃色。下列關于上述實驗的分析錯誤的是A.步驟(1)中存在沉淀溶解平衡:B.步驟(2)表明AgCl轉化為AgIC.步驟(2)所得上層清液中不含D.該實驗可以證明AgI的比AgCl的小15.(2023上·廣東茂名·高二統考期中)已知難溶性物質K2SO4·MgSO4·2CaSO4在水中存在如下平衡:K2SO4·MgSO4·2CaSO4(s)2Ca2+(aq)+2K+(aq)+Mg2+(aq)+4(aq),不同溫度下,K+的浸出濃度與溶浸時間的關系如圖所示。則下列說法錯誤的是A.向該體系中加入飽和NaOH溶液,沉淀溶解平衡向右移動B.向該體系中加入飽和碳酸鈉溶液,沉淀溶解平衡均向右移動C.該難溶性物質的Ksp=c(Ca2+)·c(K+)·c(Mg2+)·c()D.升高溫度,溶浸速率增大,平衡向右移動16.(2023上·遼寧沈陽·高二校聯考期中)常溫下,AgCl(白色)與(磚紅色)的沉淀溶解平衡曲線如圖所示,,,或。下列說法錯誤的是A.B.區域Ⅰ只存在AgCl沉淀,區域Ⅱ只存在沉淀C.向、均為0.1mol/L的混合溶液中逐滴加入稀硝酸銀溶液,先析出AgCl沉淀D.反應的平衡常數K為17.(2023上·河北邢臺·高二邢臺市第二中學校聯考期中)25℃時,往蒸餾水中加入()粉末(足量),經過后往溶液中加入粉末(忽略溫度變化),整個過程中溶液的導電率和隨時間的變化如圖所示,下列說法錯誤的是A.加入粉末后,溶液中存在B.加入粉末后,溶液pH上升的原因為C.加入粉末,溶液中的水解程度減弱D.200s時,溶液中18.(2023上·山東青島·高二青島三十九中校考期中)某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物,還有少量其他不溶性物質。采用如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體():某溫度下,溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金屬離子開始沉淀時()的pH7.23.72.27.5沉淀完全時()的pH8.74.73.29.0回答下列問題:(1)“堿浸”中NaOH的作用除了去除催化劑表面的油脂外,還具有作用是(用化學方程式表示)。為回收金屬,通常用稀硫酸將“濾液①”調為中性,生成沉淀,該沉淀的化學式為。(2)“濾液②”中含有的金屬離子除了“Ni2+”,還有。(3)“轉化”中加入的主要作用是(用離子方程式表示)。(4)利用上述表格數據,計算的(列出計算式即可,不用化簡)。如果“轉化”后的溶液中濃度為,則“調pH”應控制pH不超過(填數值)。19.(2023上·重慶沙坪壩·高二重慶八中校考期中)用沉淀滴定法快速測定等碘化物溶液中,實驗過程包括準備標準溶液和滴定待測溶液(已知為白色沉淀)。Ⅰ.準備標準溶液a.準確稱取
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