高考化学经典复习6.4难溶电解质的溶解平衡含答案完美

第4节 难溶电解质的溶解平衡 考纲点击：了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。理解溶度积 (Ksp)的含义，能进行相关的计算。 回归教材 一、沉淀溶解平衡 1.固体溶质的溶解性 在 20 ℃时，物质的溶解度与溶解性的关系如下： 2.沉淀溶解平衡 (1)定义 沉淀溶解 沉淀生成 饱和 等于 沉淀溶解平衡状态是指在一定温度下，当难溶强电解质溶 于水形成饱和溶液时，__________速率和___________速率相等 的状态。 　　例如，在一定温度下，当AgCl溶于水形成______溶液时，AgCl溶于水形成Ag＋ 和Cl－的速率______溶液中的Ag＋和Cl－结合生成AgCl的速率的状态，属于沉淀溶解 平衡状态。 (2)建立 ＞v溶解____ v沉淀，固体溶解 溶液中的溶质 v溶解____ v溶解____ v沉淀，溶解平衡 v沉淀，析出晶体 固体溶质 (3)特征 ＝ ＜ 3.影响沉淀溶解平衡的因素 (1)内因 沉淀溶解 吸热 沉淀溶解 难溶电解质本身的性质，这是决定因素。 (2)外因 ①浓度：加水稀释，平衡向____________的方向移动； ②温度：绝大多数难溶盐的溶解是________过程，升高温 度，平衡向____________的方向移动； ③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____________的方向移动；生成沉淀 Ag＋(aq)＋Cl－ (aq) ④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__________的方向 移动。 沉淀溶解 以 AgCl(s) ΔH>0 为例分析外界条 件改变对沉淀溶解平衡的影响： 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 减小 减小 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氧化还原溶解法 如：不溶于盐酸的硫化物 Ag2S 溶于稀 HNO3。 ⑤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：_____________的移动(沉淀的溶解度差别______， 越容易转化)。 沉淀溶解平衡 越大 mol·L ②应用 [特别提醒]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 －1 时，沉淀已经完全。 二、溶度积常数及其应用 1.溶度积和离子积 项目 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)＝__________ _________，式中的浓度 都是平衡浓度 Qc(AmBn)＝________________， 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________析出 ②Qc＝Ksp：溶液饱和，处于________状态 ③QcKsp，出现沉淀，无法证明K(AgSCN)>K(AgI)，D错误。 　　答案：D 2.(2018 年陕西安康调研)资源综合利用既符合绿色化学理 念，也是经济可持续发展的有效途径。一种难溶的废弃矿渣杂 卤石，其主要成分可表示为 K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O，已知 它在水溶液中存在如下平衡： 为了充分利用钾资源，一种溶浸杂卤石制备 K2SO4 的工艺 流程如图所示： (3)除杂质环节，为除去Ca2＋，可先加入________溶液，经 (1)操作①的名称是________。 (2)用化学平衡移动原理解释 Ca(OH)2 溶液能溶解出杂卤石 中 K＋的原因：________________________________________ ______________________________________________。 搅拌等操作后，过滤，再向滤液中滴加稀 H2SO4，调节溶液 pH 至________(填“酸性”“中性”或“碱性”)。 (4)操作②的步骤包括(填操作过程)：______________、过 滤、洗涤、干燥。 则常温下该反应的平衡常数 K＝________。(保留 3 位有效 数字)。 考点二 考向1 溶度积常数及其应用 溶度积的相关计算 [方法技巧] 溶度积Ksp 的相关计算 考向2 沉淀溶解平衡曲线 [典例5](2017 届安徽江淮十校联考)25 ℃时，Ag2CO3 在水 中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示[已知 Ksp(AgCl)＝1.8× 10 －10]。下列说法正确的是( )。 [方法技巧] 沉淀溶解平衡图象题的解题策略 (1)沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任一点都 表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和(此时有沉淀析 出)，曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。 (2)从图象中找到数据，根据Ksp 公式计算得出Ksp 的值。 (3)比较溶液的Qc 与Ksp 的大小，判断溶液中有无沉淀析出。 (4)涉及Qc 的计算时，所代入的离子浓度一定是混合溶液中 的离子浓度，因此计算离子浓度时，所代入的溶液体积也必须 是混合溶液的体积。 度随温度变化曲线如下图所示。下列说法错误的是( 考向3 Ksp 和溶解度的综合应用 [典例6](2017 年检测)溴酸银(AgBrO3)溶解 )。. . A.溴酸银的溶解是放热过程 B.温度升高时溴酸银溶解速度加快 C.60 ℃时溴酸银的 Ksp 约等于 6×10－4 D.若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯 　　解析：由题可知，随着温度升高，溴酸银的溶解度逐渐增大，因此AgBrO3的 溶解是吸热过程，A错误；由图可知，温度升高，曲线斜率增大，因此AgBrO3的 溶解速度加快，B正确；由溶解度曲线可知，60 ℃时，AgBrO3的溶解度约为 0.6 g，则其物质的量浓度约为0.025 mol·L－1，AgBrO3的Ksp＝ c(Ag＋)·c(BrO)＝0.025×0.025≈6×10－4，C正确；若KNO3中含有少量AgBrO3，可 通过蒸发浓缩得到KNO3的饱和溶液，再冷却结晶获得KNO3晶体，而AgBrO3留在 母液中，D正确。 　　答案：A [方法技巧]依据电解质某温度下的溶解度计算该温度下的 Ksp 时，关键是计算该温度下的难溶物的溶液中的离子浓度，溶 液的体积看做 0.1 L，即 100 g 水在常温下的体积。 【拓展演练】 3.(2018 年新课标Ⅱ卷)我国是世界上最早制得和使用金属 锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS，含有 SiO2 和少量 FeS、CdS、 PbS 杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示： 回答下列问题： (1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为______________。 (2)滤渣 1 的主要成分除 SiO2 外还有__________；氧化除杂 工序中 ZnO 的作用是________________，若不通入氧气，其后 果是________________________。 (3)溶液中的 Cd2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离 子方程式为__________________________。 金属离子 Fe3＋ Fe2＋ Zn2＋ Cd2＋ 开始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4 沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4 (4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为 ________________________；沉积锌后的电解液可返回______ 工序继续使用。 解析：(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极发生得到电 子的还原反应，因此阴极是锌离子放电，则阴极的电极反应式 为 Zn2＋＋2e－===Zn；阳极是氢氧根放电，破坏水的电离平衡， 产生氢离子，所以电解后还有硫酸产生，因此沉积锌后的电解 液可返回溶浸工序继续使用。 (4)Zn2+＋2e－ ===Zn (2)PbSO4 调节溶液的 pH 无法除去杂质 Fe2＋ (3)Zn＋Cd2＋===Zn2＋＋Cd 溶浸 4.(2018 年豫晋冀三调)某温度时，可用 K2S 沉淀 Cu2＋、 Mn2＋、Zn2＋三种离子(M2＋)，所需 S2－最低浓度的对数值 lgc(S2－)与 lgc(M2＋)的关系如图所示。下列说法正确的是( )。 的方向移动，c(S2－)增大 A.三种离子对应的硫化物中Ksp(CuS)最小，约为1× 10－20 B.向 MnS 的悬浊液中加入少量水，沉淀溶解平衡向溶解 C.可用 MnS 除去 MnCl2 溶液中混有的少量杂质 ZnCl2 D.向浓度均为 1×10－5 mol·L－1的 Cu2＋、Zn2＋、Mn2＋混合 溶液中逐滴加入 1×10－4 mol·L－1 的 Na2S溶液，Zn2＋先沉淀 　　解析：向横坐标作一垂线，与三条斜线相交，此时c(S2－)相同，而c(Cu2＋)＜ c(Zn2＋)＜c(Mn2＋)，可判断CuS的Ksp最小，取CuS线与横坐标的交点，可知此时 c(S2－)＝10－10 mol· L－1，c(Cu2＋)＝10－25 mol·L－1，则Ksp(CuS)＝10－35，A错误；向MnS悬浊液中加水， 促进沉淀溶解，溶解平衡正向移动，但依然是MnS的饱和溶液，c(S2－)不变，B错 误；因为Ksp(ZnS) ＜Ksp(MnS)，故加入MnS可将ZnCl2转化成溶解度更小的ZnS，过量的MnS固体过 滤除去，C正确；因Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS)＜Ksp(MnS)，所以Cu2＋先沉淀，D错误。 　　答案：C