2022高考化学第8章水溶液中的离子平衡第4节难溶电解质的溶解平衡考点1沉淀溶解平衡及应用讲与练含解析

第8章（水溶液中的离子平衡）李仕才考点一　沉淀溶解平衡及应用　1．沉淀溶解平衡(1)定义：在一定温度下，当沉淀溶解速率和沉淀生成速率相等时，形成饱和溶液，达到平衡状态，把这种平衡称之为沉淀溶解平衡。(2)沉淀溶解平衡的建立：固体溶质溶液中的溶质(3)特点：(适用勒夏特列原理)(4)影响因素10\n①内因难溶电解质本身的性质。溶度积(Ksp)反映难溶电解质在水中的溶解能力。对同类型的电解质而言，Ksp数值越大，电解质在水中溶解度越大；Ksp数值越小，难溶电解质的溶解度也越小。②外因a．浓度：加水稀释，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，但Ksp不变。b．温度：多数难溶电解质的溶解过程是吸热的，所以升高温度，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，同时Ksp变大。c．同离子效应：向沉淀溶解平衡体系中，加入相同的离子，使平衡向沉淀方向移动，但Ksp不变。d．其他：向沉淀溶解平衡体系中，加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或气体的离子，使平衡向溶解的方向移动，Ksp不变。以BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO(aq)　ΔH>0为例2.沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成加入沉淀剂，应用同离子效应，控制溶液的pH，当Qc>Ksp时，有沉淀生成。可利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。10\n(2)沉淀的溶解当Qc<Ksp时，沉淀发生溶解。(3)沉淀的转化10\n判断正误(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．AgCl沉淀易转化为AgI沉淀且K(AgX)＝c(Ag＋)·c(X－)，故K(AgI)<K(AgCl)。(　√　)7．向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色：2AgCl＋S2－===Ag2S＋2Cl－。(　√　)8．向0.1mol·L－1的AgNO3溶液中加入过量的盐酸完全反应后溶液中无Ag＋。(　×　)10\n1．AgCl===Ag＋＋Cl－表示的是AgCl的电离方程式，而AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)表示的是AgCl的沉淀溶解平衡表达式。2．难溶电解质不一定是弱电解质，如BaSO4、AgCl等都是强电解质。3．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1×10－5mol·L－1时，沉淀已经完全。4．沉淀溶解达到平衡时，再加入该难溶物对平衡无影响。5．AgCl的澄清饱和溶液，加水稀释沉淀溶解平衡正移，但离子浓度减小，而AgCl悬浊液，加水稀释，平衡正移，但c(Ag＋)和c(Cl－)不变。一、沉淀溶解平衡及其影响因素1．在一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液存在下列平衡：Ca(OH)2(s)Ca(OH)2(aq)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)，当向此悬浊液中加入少量生石灰时，下列说法正确的是(　　)A．n(Ca2＋)增大B．c(Ca2＋)不变C．n(OH－)增大D．c(OH－)减小解析：当向此悬浊液中加入少量生石灰时，CaO和水发生反应：CaO＋H2O===Ca(OH)2，溶剂水减少，溶质也减少，但是由于是同一温度下的饱和溶液，所以c(Ca2＋)、c(OH－)不变，n(Ca2＋)、n(OH－)减少。答案：B2．在一定温度下，当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，要使Mg(OH)2固体减少而c(Mg2＋)不变，可采取的措施是(　　)A．加MgSO4B．加HCl溶液C．加NaOHD．加水解析：加MgSO4会使该溶解平衡左移，Mg(OH)2固体增多，c(Mg2＋10\n)变大；加HCl溶液使该溶解平衡右移，Mg(OH)2固体减少，c(Mg2＋)变大；加NaOH使该溶解平衡左移，Mg(OH)2固体增多。答案：D3．下列说法正确的是(　　)①难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，溶液中各种离子的溶解(或沉淀)速率都相等②难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动③向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液，则SO沉淀完全，溶液中只含Ba2＋、Na＋和Cl－，不含SO④Ksp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小⑤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⑥洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好A．①②③　　B．①②③④⑤⑥　C．⑤　　　D．①⑤⑥解析：①难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，不同离子溶解(或沉淀)的速率不一定相等，这与其化学计量数有关；②难溶电解质是固体，其浓度可视为常数，增加它的量对平衡无影响；③生成BaSO4沉淀后的溶液中仍然存在Ba2＋和SO，因为有BaSO4的沉淀溶解平衡存在；④同类型物质的Ksp越小，溶解能力越小，不同类型的物质则不能直接比较；⑤稀H2SO4可以抑制BaSO4的溶解；⑥洗涤沉淀一般2～3次即可，次数过多会使沉淀量减小，产生误差。答案：C4．已知难溶性物质K2SO4·MgSO4·2CaSO4在水中存在如下平衡：K2SO4·MgSO4·2CaSO4(s)2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO。不同温度下，K＋的浸出浓度与溶浸时间的关系如图所示，则下列说法错误的是(　　)A．向该体系中加入饱和NaOH溶液，溶解平衡向右移动B．向该体系中加入饱和碳酸钠溶液，溶解平衡向右移动C．升高温度，化学反应速率增大，溶解平衡向右移动D．该平衡的Ksp＝c(Ca2＋)·c(K＋)·c(Mg2＋)·c(SO)10\n解析：根据平衡K2SO4·MgSO4·2CaSO4(s)2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO，向该体系中加入饱和NaOH溶液，OH－与Mg2＋结合，生成难溶的Mg(OH)2沉淀使平衡向右移动，A项正确；向该体系中加入饱和碳酸钠溶液，CO与Ca2＋结合，生成难溶的CaCO3，使溶解平衡向右移动，B项正确；根据曲线可知，温度越高K＋的浸出浓度越大，说明该过程是吸热的，C项正确；该平衡的Ksp＝c2(Ca2＋)·c2(K＋)·c(Mg2＋)·c4(SO)，D项错误。答案：D5．已知：25℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11。下列说法正确的是(　　)A．25℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大B．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大C．25℃时，Mg(OH)2固体在20mL0.01mol·L－1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·L－1NH4Cl溶液中的Ksp小D．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2解析：从Ksp[Mg(OH)2]、Ksp(MgF2)看出Mg(OH)2的溶解度更小，故饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)小，A错；在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，会生成NH3·H2O弱电解质，促进Mg(OH)2的溶解，故c(Mg2＋)增大，B对；Ksp只与温度有关，C错；在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，如果F－浓度够大，使得c(Mg2＋)×c2(F－)大于Ksp(MgF2)，Mg(OH)2可以转化成为MgF2，D错。答案：B二、沉淀溶解平衡的应用6．在25℃时，AgCl的白色悬浊液中，依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液。观察到的现象是先出现黄色沉淀，最终出现黑色沉淀。已知有关物质的溶度积Ksp(25℃)如下：AgClAgIAg2SKsp(单位省略)1.8×10－101.5×10－166.3×10－50下列叙述错误的是(　　)A．沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动B．溶解度小的沉淀一般容易转化为溶解度更小的沉淀C．AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解程度相同D．25℃时，在饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中，所含Ag＋的浓度不同解析：沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动，A项正确；溶解度较小的沉淀一般更容易生成，B项正确；等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中Cl－浓度不同，对AgCl溶解平衡的影响不同，故AgCl在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解程度不同，C项错误；AgCl、AgI、Ag2S溶解度不同，溶液中所含Ag＋的浓度不同，D项正确。答案：C10\n7．还原沉淀法是处理含铬(含Cr2O和CrO)工业废水的常用方法，过程如下：CrOCr2OCr3＋Cr(OH)3↓，已知转化过程中反应为：2CrO(aq)＋2H＋(aq)===Cr2O(aq)＋H2O(l)。转化后所得溶液中铬元素含量为28.6g·L－1，CrO有10/11转化为Cr2O。下列说法不正确的是(　　)A．若用绿矾(FeSO4·7H2O)(M＝278)作还原剂，处理1L废水，至少需要917.4gB．溶液颜色保持不变，说明上述可逆反应达到平衡状态C．常温下转换反应的平衡常数K＝1×1014，则转化后所得溶液的pH＝6D．常温下Ksp[Cr(OH)3]＝1×10－32，要使处理后废水中c(Cr3＋)降至1×10－5mol·L－1，应调溶液的pH＝5解析：A.在1升废水中＋6价的铬的物质的量为28.6/52＝0.55mol，根据氧化还原反应中电子得失数目相等可知道，氧化硫酸亚铁的物质的量为3×0.55＝1.65mol，质量为1.65×278＝458.7g，错误；B.Cr2O为橙色，CrO为黄色，若颜色不变，说明反应达到平衡，正确；C.c(CrO)＝28.6÷52÷1＝0.55mol·L－1，c(Cr2O)＝c(CrO)×＝0.25mol·L－1，再由平衡常数公式K＝＝1×1014，可以得到c(H＋)＝10－6mol·L－1，正确；D.c(Cr3＋)·c3(OH－)＝1×10－32，c3(OH－)＝1×10－32÷(1×10－5)＝1×10－27，c(OH－)＝1×10－9mol·L－1，c(H＋)＝10－5mol·L－1，pH＝5，正确。答案：A8．实验：①0.1mol·L－1AgNO3溶液和0.1mol·L－1NaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；②向滤液b中滴加0.1mol·L－1KI溶液，出现浑浊；③向沉淀c中滴加0.1mol·L－1KI溶液，沉淀变为黄色。下列分析不正确的是(　　)A．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更难溶解析：由题干信息可推知，AgNO3溶液和NaCl溶液恰好反应，AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3，沉淀c为AgCl(白色)，滤液b为NaNO3溶液，AgCl虽然为难溶性物质，但在水中仍有少量溶解，故滤液b中仍有极少量的Ag＋，当加入KI溶液时，Ag＋＋I－==10\n=AgI↓，生成了溶解度更小的AgI沉淀，故可判定B项错误，其他选项正确。答案：B9．以MnO2为原料发生反应制得的MnCl2溶液，其中常含有Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实，下列分析正确的是(　　)A．MnS的溶解度小于CuS、PbS、CdS等硫化物的溶解度B．除杂试剂MnS也可用Na2S替代C．MnS与Cu2＋反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓D．整个过程中涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应解析：通过添加过量难溶电解质MnS，除去Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等离子，属于沉淀的转化，利用的是CuS、PbS、CdS比MnS更难溶于水的原理，A错误；用Na2S替代MnS，会引入S2－和Na＋杂质，同时也能生成MnS沉淀，B错误；沉淀转化的离子方程式为Cu2＋(aq)＋MnS(s)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)，C错误；整个反应过程中MnO2和浓盐酸的反应是氧化还原反应，沉淀转化是复分解反应，D正确。答案：D10．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热纯碱溶液洗涤油污的能力比冷纯碱溶液强②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用时，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒③石灰岩(喀斯特地貌)的溶洞形成④BaCO3不能作“钡餐”，而BaSO4则可以⑤泡沫灭火器灭火原理A．②③④B．①②③C．③④⑤D．①②③④⑤解析：①碳酸钠是强碱弱酸盐，因为水解使其溶液呈碱性，且盐类的水解是吸热反应，升高温度促进盐类水解；②钡离子有毒，钡离子能跟硫酸根离子反应生成不溶于水和酸的硫酸钡沉淀；③溶洞的主要成分是碳酸钙，钙离子和碳酸根离子反应生成难溶性的碳酸钙沉淀；④BaCO3能溶于盐酸，而BaSO4不能溶于强酸和水；⑤碳酸氢钠溶液水解呈碱性，硫酸铝水解呈酸性，碳酸氢钠和硫酸铝能相互促进水解生成二氧化碳。答案：A10\n10