2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第03章 水溶液中的離子平衡 專(zhuān)題3.4 難溶電解質(zhì)的溶解平衡試題 新人教版選修4.doc

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第四節(jié) 難溶電解質(zhì)的溶解平衡 一、溶解平衡 1．溶解平衡 （1）概念：在一定溫度下，當(dāng)沉淀_______和_______的速率相等時(shí)，即達(dá)到溶解平衡。 （2）表達(dá)式(以AgCl為例)_____________________。 2．生成難溶電解質(zhì)的離子反應(yīng)的限度 （1）25℃時(shí)，溶解性與溶解度的關(guān)系。 溶解性 易溶 可溶 微溶 難溶 溶解度 >10 g 1~10 g 0.01~1 g <0.01 g （2）反應(yīng)完全的標(biāo)志。 對(duì)于常量的化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于__________時(shí)，反應(yīng)就達(dá)完全。 二、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用 1．沉淀的生成 （1）應(yīng)用：可利用生成沉淀來(lái)達(dá)到_________________的目的。 （2）條件： ①生成沉淀的反應(yīng)能夠發(fā)生； ②生成沉淀的反應(yīng)進(jìn)行得越完全越好： （3）方法： 方法 實(shí)例 加入試劑 發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 調(diào)節(jié)pH法 除去NH4Cl溶液中的Fe3+ ____ ___________________________ 沉淀劑法 除去污水中的重金屬離子 ____ H2S+Cu2+CuS↓+2H+ 2．沉淀的溶解 （1）含義：減少溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)，從而使沉淀溶解。 （2）方法： ①酸溶解法：如CaCO3溶于鹽酸，離子方程式為：_______________________________。 ②鹽溶液溶解法：如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，離子方程式為：__________________________。 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng) 氫氧化鎂沉淀在蒸餾水、鹽酸、氯化銨溶液中的溶解 實(shí)驗(yàn)裝置 實(shí)驗(yàn)原理 氫氧化鎂難溶于水，但與酸反應(yīng)，溶于酸性溶液。NH4Cl水解顯酸性，能溶解氫氧化鎂。 化學(xué)方程式分別為_(kāi)____________________________________________ 實(shí)驗(yàn)用品 蒸餾水、鹽酸、氯化銨溶液、氫氧化鎂固體；三支試管、膠頭滴管。 實(shí)驗(yàn)步驟 ①取三支干燥的試管，分別加入等量的氫氧化鎂固體。 ②分別向三支試管中依次加入蒸餾水、鹽酸、氯化銨溶液，充分振蕩，觀察沉淀的溶解情況。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 氫氧化鎂中加入蒸餾水沉淀量無(wú)明顯減少；氫氧化鎂中加入鹽酸溶液，沉淀迅速____________，得無(wú)色溶液；氫氧化鎂中加入氯化銨溶液，沉淀完全溶解，得無(wú)色溶液。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ①氫氧化鎂溶于酸和酸性溶液。在含有難溶物氫氧化鎂的溶液中存在溶解平衡，加入酸或酸性溶液能促進(jìn)沉淀的溶解。 ②加入能與沉淀溶解所產(chǎn)生的離子發(fā)生反應(yīng)的試劑，生成揮發(fā)性物質(zhì)或弱電解質(zhì)而使溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)。 3．沉淀的轉(zhuǎn)化 （1）含義：由一種難溶物轉(zhuǎn)化為另一種難溶物的過(guò)程。 （2）實(shí)質(zhì)：_____________________________的移動(dòng)。(沉淀的溶解度差別______，越容易轉(zhuǎn)化) （3）應(yīng)用：_______、_______等。 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng) 氯化銀、碘化銀、硫化銀沉淀的轉(zhuǎn)化 實(shí)驗(yàn)裝置 實(shí)驗(yàn)原理 ______________________________ 實(shí)驗(yàn)用品 0.1 mol/L AgNO3溶液、0.1 mol/L NaCl溶液、0.1 mol/L KI溶液、0.1 mol/L Na2S溶液；試管、膠頭滴管。 實(shí)驗(yàn)步驟 ①向盛有10滴0.1 mol/L AgNO3溶液試管中滴加0.1 mol/L NaCl溶液，至不再有百色沉淀生成。 ②向上述固液混合物中滴加適量0.1 mol/L KI溶液，直到沉淀顏色不再改變?yōu)橹?，觀察并記錄現(xiàn)象。 ③向上支試管中滴加0.1 mol/L Na2S溶液，直到到沉淀顏色不再改變?yōu)橹?，觀察并記錄現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ①NaCl溶液和AgNO3溶液混合產(chǎn)生白色沉淀。 ②向所得固液混合物中滴加KI溶液，沉淀顏色逐漸變成黃色。 ③再向所得固液混合物中滴加Na2S溶液，沉淀顏色逐漸變成黑色。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ①溶解度由大到小的順序?yàn)椋篲________________________________________ [或Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)，因沉淀類(lèi)型不同通常不能比較Ksp(AgCl)、Ksp(AgI)與Ksp(Ag2S)的大小]。 ②溶解度小的沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀，且兩者差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。 實(shí)驗(yàn)說(shuō)明 利用沉淀的轉(zhuǎn)化探究沉淀的溶解度大小時(shí)，與多個(gè)沉淀均相關(guān)的離子(如Ag+)不能過(guò)量。 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng) 氫氧化鎂、氫氧化鐵沉淀的轉(zhuǎn)化 實(shí)驗(yàn)裝置 實(shí)驗(yàn)原理 ________________________________________________ 實(shí)驗(yàn)用品 0.1 mol/L MgCl2溶液、0.1 mol/L FeCl3溶液、2 mol/L NaOH溶液；試管、量筒、膠頭滴管 實(shí)驗(yàn)步驟 向盛有1 mL 0.1 mol/L MgCl2溶液的試管中滴加1?2滴2 mol/L NaOH溶液，再滴加2滴 0.1 mol/L FeCl3溶液，靜置，觀察并記錄現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 MgCl2溶液中加入NaOH得到白色沉淀，再加入FeCl3后，沉淀逐漸變?yōu)榧t褐色。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ①溶解度由大到小的順序?yàn)椋篲_________________(因沉淀類(lèi)型不同通常不能比較兩者Ksp的大小)。 ②溶解度小的沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀，且兩者差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。 實(shí)驗(yàn)說(shuō)明 利用沉淀的轉(zhuǎn)化探究沉淀的溶解度大小時(shí)，與多個(gè)沉淀均相關(guān)的離子(如OH?)不能過(guò)量。 一、1．（1）溶解 生成 （2）AgCl(s)Ag+(aq)+Cl?(aq) 2．（2）110?5 molL?1 二、1．（1）分離或除去某些離子 （3）氨水 Fe3+ +3NH3H2OFe(OH)3↓+3 Na2S或H2S 2．（2）①CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O ②Mg (OH)2+2Mg2++2NH3 H2O Mg(OH)2+2H+Mg2++H2O，Mg(OH)2 +2Mg2++2NH3?H2O 完全溶解 3．（2）難溶電解質(zhì)溶解平衡 越大 （3）鍋爐除垢 礦物轉(zhuǎn)化 Ag+ +Cl?AgCl↓，AgCl+I?AgI+Cl?，2AgI+S2?Ag2S+2I? AgCl>AgI>Ag2S Mg2++2OH?Mg(OH)2↓，3Mg(OH)2+2Fe3+3Mg2++2Fe(OH)3 Mg(OH)2>Fe(OH)3 溶度積規(guī)則 1．表達(dá)式 對(duì)于一般的溶解平衡：AmBn(s)mAn+(aq)+nBm?(aq)，Ksp=[c(An+)]m[c(Bm?)]n。 2．通過(guò)比較溶度積與溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積——離子積Qc的相對(duì)大小，可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下能否生成沉淀或溶解。 Qc＞Ksp：溶液過(guò)飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和，達(dá)到新的平衡； Qc=Ksp：溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)； Qc＜Ksp：溶液未飽和，無(wú)沉淀析出，若加入過(guò)量難溶電解質(zhì)，難溶電解質(zhì)溶解直至溶液飽和。 注意事項(xiàng)：（1）Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，與沉淀的量無(wú)關(guān)。 （2）溶液中離子濃度的變化只能使平衡移動(dòng)，并不能改變?nèi)芏确e。 （3）沉淀的生成和溶解這兩個(gè)相反過(guò)程相互轉(zhuǎn)化的條件是離子濃度的大小，改變反應(yīng)所需的離子濃度，可使反應(yīng)向著所需的方向轉(zhuǎn)化。 （4）只有組成相似的物質(zhì)（如AgCl與AgI、CaCO3與BaCO3），才能用Ksp的相對(duì)大小來(lái)判斷物質(zhì)溶解度的相對(duì)大小。 （5）Ksp小的難溶電解質(zhì)也能向Ksp大的難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化，需看溶液中生成沉淀的離子濃度的大小。 AgCl和Ag2CrO4的溶度積分別為1.810－10和2.010－12，若用難溶鹽在溶液中的濃度來(lái)表示其溶解度，則下面的敘述中正確的是 A．AgCl和Ag2CrO4的溶解度相等 B．AgCl的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度 C．兩者類(lèi)型不同，不能由Ksp的大小直接判斷溶解能力的大小 D．都是難溶鹽，溶解度無(wú)意義 【解析】AgCl和Ag2CrO4陰、陽(yáng)離子比類(lèi)型不同，不能直接利用Ksp來(lái)比較二者溶解能力的大小，所以只有C對(duì)；其余三項(xiàng)敘述均錯(cuò)誤。比較溶解度大小，若用溶度積必須是同類(lèi)型，否則不能比較。 【答案】C 1．下列物質(zhì)的溶解度隨溫度升高而減小的是 ①KNO3?、贑a(OH)2?、跙aSO4?、蹸O2 A．①② B．①③ C．②③ D．②④ 2．下列對(duì)沉淀溶解平衡的描述正確的是 A．沉淀開(kāi)始溶解時(shí)，溶液中各離子濃度相等 B．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，沉淀的速率和溶解的速率相等 C．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等，且保持不變 D．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進(jìn)溶解 3．下列說(shuō)法中，正確的是 A．水的離子積KW隨溫度、外加酸(堿)濃度的改變而改變 B．能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，一定是ΔH<0、ΔS>0 C．對(duì)已達(dá)化學(xué)平衡的反應(yīng)，僅改變濃度，若平衡移動(dòng)，則平衡常數(shù)(K)一定改變 D．Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，而與溶液中的離子濃度無(wú)關(guān) 4．牙齒表面由一層硬的、組成為Ca5(PO4)3OH的物質(zhì)保護(hù)著，它在唾液中存在下列溶解平衡： Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3(aq)+OH?(aq)。試回答問(wèn)題： （1）小孩吃糖后，如果不及時(shí)刷牙或漱口，細(xì)菌和酶就會(huì)作用于糖，在口腔內(nèi)產(chǎn)生有機(jī)羧酸，久而久之，牙齒就會(huì)受到腐蝕，其原因是 。 （2）已知Ca5 (PO4)3F(s)的溶解度比上述礦化產(chǎn)物Ca5(PO4)3OH的溶解度更小，質(zhì)地更堅(jiān)硬。當(dāng)牙膏中配有氟化物添加劑后能防止齲齒，其原因是(用離子方程式和簡(jiǎn)要文字說(shuō)明)_______________________。 （3）根據(jù)以上原理，請(qǐng)你提出一種其他促進(jìn)礦化的方法：_________________________________。 5．海水中含有豐富的鎂資源。某同學(xué)設(shè)計(jì)了從模擬海水中制備MgO的實(shí)驗(yàn)方案： 模擬海水中的離子濃度/molL－1 Na＋ Mg2＋ Ca2＋ Cl－ HCO3－ 0.439 0.050 0.011 0.560 0.001 注：溶液中某種離子的濃度小于1.010－5 molL－1，可認(rèn)為該離子不存在；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，假設(shè)溶液體積不變。 Ksp[CaCO3]＝4.9610－9　　Ksp[MgCO3]＝6.8210－6 Ksp[Ca(OH)2]＝4.6810－6 Ksp[Mg(OH)2]＝5.6110－12 下列說(shuō)法正確的是 A．沉淀物X為CaCO3 B．濾液M中存在Mg2＋，不存在Ca2＋ C．濾液N中存在Mg2＋、Ca2＋ D．步驟②中若改為加入4.2 g NaOH固體，沉淀物Y為Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物 6．一定溫度下的難溶電解質(zhì)AmBn在水溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)，其平衡常數(shù)Ksp = cm(An+)cn(Bm?)，稱(chēng)為難溶電解質(zhì)的溶度積。已知下表數(shù)據(jù)： 物質(zhì) Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3 Ksp(25C) 8.010?16 2.210?20 4.010?38 完全沉淀時(shí)的pH范圍 ≥9.6 ≥6.4 3~4 對(duì)含等物質(zhì)的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的說(shuō)法，不科學(xué)的是 A．向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到紅褐色沉淀 B．該溶液中c(SO42?)：[c(Cu2+)+c(Fe2+)+ c(Fe3+)]＞5：4 C．向該溶液中加入適量氯水，并調(diào)節(jié)pH到3?4后過(guò)濾，可獲得純凈的CuSO4溶液 D．在pH=5的溶液中Fe3+不能大量存在 7．[2018新課標(biāo)3卷]用0.100 molL-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.0500 molL-1 Cl-溶液的滴定曲線(xiàn)如圖所示。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是 A．根據(jù)曲線(xiàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可知Ksp(AgCl)的數(shù)量級(jí)為10-10 B．曲線(xiàn)上各點(diǎn)的溶液滿(mǎn)足關(guān)系式c(Ag+)c(Cl-)=Ksp(AgCl) C．相同實(shí)驗(yàn)條件下，若改為0.0400 molL-1 Cl-，反應(yīng)終點(diǎn)c移到a D．相同實(shí)驗(yàn)條件下，若改為0.0500 molL-1 Br-，反應(yīng)終點(diǎn)c向b方向移動(dòng) 8．[2017新課標(biāo)Ⅱ]由下列實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象不能推出相應(yīng)結(jié)論的是 實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 結(jié)論 A． 向2 mL 0.1 的溶液中加足量鐵粉，振蕩，加1滴KSCN溶液 黃色逐漸消失，加KSCN溶液顏色不變 還原性： B． 將金屬鈉在燃燒匙中點(diǎn)燃，迅速伸入集滿(mǎn)CO2的集氣瓶 集氣瓶中產(chǎn)生大量白煙，瓶?jī)?nèi)有黑色顆粒產(chǎn)生 CO2具有氧化性 C． 加熱盛有少量NH4HCO3固體的試管，并在試管口放置濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙 石蕊試紙變藍(lán) NH4HCO3顯堿性 D． 向2支盛有2 mL相同濃度銀氨溶液的試管中分別加入2滴相同濃度的NaCl和NaI溶液 一只試管中產(chǎn)生黃色沉淀，另一支中無(wú)明顯現(xiàn)象 9．[2017新課標(biāo)Ⅲ]在濕法煉鋅的電解循環(huán)溶液中，較高濃度的會(huì)腐蝕陽(yáng)極板而增大電解能耗。可向溶液中同時(shí)加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀從而除去。根據(jù)溶液中平衡時(shí)相關(guān)離子濃度的關(guān)系圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A．的數(shù)量級(jí)為 B．除反應(yīng)為Cu+Cu2++2=2CuCl C．加入Cu越多，Cu+濃度越高，除效果越好 D．2Cu+=Cu2++Cu平衡常數(shù)很大，反應(yīng)趨于完全 1．【答案】D 【解析】Ca(OH)2的溶解度比較特殊，隨溫度升高而減小，其他絕大多數(shù)固體物質(zhì)隨溫度升高，溶解度增大；氣體物質(zhì)溶解度隨溫度升高而減小。 2．【答案】B 3．【答案】D 【解析】A項(xiàng)中KW只與溫度有關(guān)。B項(xiàng)只要滿(mǎn)足ΔH－TΔS<0，都是自發(fā)反應(yīng)。C項(xiàng)中化學(xué)平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)。 4．【答案】（1）有機(jī)羧酸電離出H+與Ca5(PO4)3OH電離出的OH?發(fā)生反應(yīng)：H++OH?H2O，使Ca5(PO4)3OH的溶解平衡向右移動(dòng) （2）F?與Ca5(PO4)3OH溶解產(chǎn)生的Ca2+、發(fā)生反應(yīng)生成更難溶的Ca5(PO4)3F：5Ca2++3+F? Ca5(PO4)3F↓ （3）在牙膏中加Ca2+，使題中溶解平衡向左移動(dòng) 5．【答案】A 【解析】由HCO3－＋OH－===CO32－＋H2O知步驟①反應(yīng)后c(Ca2＋)c(CO32－)＝0.0111.010－3＝1.110－5＞Ksp(CaCO3)，故有CaCO3生成。Ca2＋過(guò)量，其濃度為0.011 molL－1－1.010－3 molL－1＝0.010 molL－1，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤。溶液中c(CO32－)＝ molL－1＝4.9610－7molL－1，c(Mg2＋)c(CO32－)＝0.0504.9610－7＝2.4810－8＜Ksp(MgCO3)，故無(wú)MgCO3生成，A選項(xiàng)正確。同理可通過(guò)類(lèi)似計(jì)算判斷濾液N中有Ca2＋而無(wú)Mg2＋，C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)中沉淀物Y中無(wú)Ca (OH)2，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 6．【答案】C 【解析】根據(jù)溶度積常數(shù)可判斷A正確；由于c(Cu2+)、c(Fe2+)、c(Fe3+)在溶液中均發(fā)生水解反應(yīng)而使金屬陽(yáng)離子濃度減小，因此B正確；由選項(xiàng)C的操作可知，溶液中還有氯離子，即溶液中還存在CuCl2，C錯(cuò)誤；由表中數(shù)據(jù)知Fe3+在pH=3?4的環(huán)境中已沉淀完全，因此選項(xiàng)D正確。 7．【答案】C 【解析】A．選取橫坐標(biāo)為50mL的點(diǎn)，此時(shí)向50mL 0.05mol/L的Cl-溶液中，加入了50mL 0.1mol/L的AgNO3溶液，所以計(jì)算出此時(shí)溶液中過(guò)量的Ag+濃度為0.025mol/L（按照銀離子和氯離子1:1沉淀，同時(shí)不要忘記溶液體積變?yōu)樵瓉?lái)2倍），由圖示得到此時(shí)Cl-約為110-8mol/L（實(shí)際稍小），所以KSP(AgCl)約為0.02510-8=2.510-10，所以其數(shù)量級(jí)為10-10，選項(xiàng)A正確。 B．由于KSP(AgCl)極小，所以向溶液滴加硝酸銀就會(huì)有沉淀析出，溶液一直是氯化銀的飽和溶液，所以c(Ag+)c(Cl-)＝KSP(AgCl)，選項(xiàng)B正確。 C．滴定的過(guò)程是用硝酸銀滴定氯離子，所以滴定的終點(diǎn)應(yīng)該由原溶液中氯離子的物質(zhì)的量決定，將50mL 0.05mol/L的Cl-溶液改為50mL 0.04mol/L的Cl-溶液，此時(shí)溶液中的氯離子的物質(zhì)的量是原來(lái)的0.8倍，所以滴定終點(diǎn)需要加入的硝酸銀的量也是原來(lái)的0.8倍，因此應(yīng)該由c點(diǎn)的25mL變?yōu)?50.8=20mL，而a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是15mL，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。 D．鹵化銀從氟化銀到碘化銀的溶解度應(yīng)該逐漸減小，所以KSP(AgCl)應(yīng)該大于KSP(AgBr)，將50mL 0.05mol/L的Cl-溶液改為50mL 0.05mol/L的Br-溶液，這是將溶液中的氯離子換為等物質(zhì)的量的溴離子，因?yàn)殂y離子和氯離子或溴離子都是1:1沉淀的，所以滴定終點(diǎn)的橫坐標(biāo)不變，但是因?yàn)殇寤y更難溶，所以終點(diǎn)時(shí)，溴離子的濃度應(yīng)該比終點(diǎn)時(shí)氯離子的濃度更小，所以有可能由a點(diǎn)變?yōu)閎點(diǎn)。選項(xiàng)D正確。 點(diǎn)睛：本題雖然選擇了一個(gè)學(xué)生不太熟悉的滴定過(guò)程——沉淀滴定，但是其內(nèi)在原理實(shí)際和酸堿中和滴定是一樣的。這種滴定的理論終點(diǎn)都應(yīng)該是恰好反應(yīng)的點(diǎn)，酸堿中和滴定是酸堿恰好中和，沉淀滴定就是恰好沉淀，這樣就能判斷溶液發(fā)生改變的時(shí)候，滴定終點(diǎn)如何變化了。 8．【答案】C 9．【答案】C 【解析】A．Ksp(CuCl)=c(Cu+)c(Cl－)，在橫坐標(biāo)為1時(shí)，縱坐標(biāo)大于－6，小于?5，所以Ksp(CuCl)的數(shù)量級(jí)是10－7，A正確；B．除去Cl－反應(yīng)應(yīng)該是Cu+Cu2＋＋2Cl－＝2CuCl，B正確；C．溶液中存在平衡：Cu++Cl－CuCl、2Cu+Cu2++Cu，加入純固態(tài)物質(zhì)Cu對(duì)平衡無(wú)影響，故C錯(cuò)誤；D．在沒(méi)有Cl－存在的情況下，反應(yīng)2Cu＋Cu2＋＋Cu的平衡常數(shù)約為，平衡常數(shù)很大，反應(yīng)趨于完全，D正確。答案選C。