(人教通用版)2015屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)講義 第四節(jié) 難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡
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1、 第四節(jié)難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡 明考綱要求 理主干脈絡(luò) 1.了解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡。 2.了解沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。 一、沉淀溶解平衡 1.概念 在一定溫度下,當(dāng)難溶電解質(zhì)溶于水形成飽和溶液時(shí),沉淀溶解速率和沉淀生成速率相等的狀態(tài)。 2.沉淀溶解平衡常數(shù)——溶度積 (1)溶度積(Ksp): 在一定溫度下,難溶電解質(zhì)的飽和溶液中,離子濃度冪的乘積。 (2)表達(dá)式: 對(duì)于沉淀溶解平衡:MmNn(s)mMn+(aq)+nNm-(aq),Ksp=cm(Mn+)·cn(Nm-)。 (3)意義: 反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解
2、能力。 (4)影響因素: 在一定的溫度下,它是一個(gè)常數(shù),只受溫度影響,不受溶液中物質(zhì)濃度的影響。 3.溶度積規(guī)則 (1)離子積(Qc): 難溶電解質(zhì)溶液中離子濃度冪的乘積,如Mg(OH)2溶液中Qc=c(Mg2+)·c2(OH-)。 (2)溶度積規(guī)則: Qc<Ksp——溶液不飽和,無沉淀析出。 Qc=Ksp——溶液飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)。 1 / 14 Qc>Ksp——溶液過飽和,有沉淀析出。 二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用 1.沉淀的生成 (1)調(diào)節(jié)pH法: 如除去CuCl2溶液中的雜質(zhì)FeCl3,可以向溶液中加入CuO,調(diào)節(jié)溶液的pH,使
3、Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去。離子方程式為:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,CuO+2H+===Cu2++H2O。 (2)沉淀劑法: 如用H2S沉淀Hg2+的離子方程式為:H2S+Hg2+===HgS↓+2H+。 2.沉淀的溶解 (1)酸溶解法: 如CaCO3溶于鹽酸,離子方程式為:CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。 Cu(OH)2溶于稀硫酸,離子方程式為:Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O。 (2)鹽溶液溶解法: 如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,離子方程式為:Mg(OH)2+2NH===Mg2++2NH3·H2
4、O。 3.沉淀的轉(zhuǎn)化 (1)實(shí)質(zhì):沉淀溶解平衡的移動(dòng)。 (2)規(guī)律:一般說來,溶解度小的沉淀容易轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀。沉淀的溶解度差別越大,越容易轉(zhuǎn)化。 (3)應(yīng)用: ①鍋爐除垢:將CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3,離子方程式為: CaSO4+CO===CaCO3+SO。 ②礦物轉(zhuǎn)化: CuSO4溶液遇ZnS轉(zhuǎn)化為CuS,離子方程式為: Cu2++ZnS===CuS+Zn2+。 1.判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。 (1)(2013·重慶高考)AgCl沉淀易轉(zhuǎn)化為AgI沉淀且K(AgX)=c(Ag+)·c(X-),故K(AgI
5、)<K(AgCl)。( ) (2)(2013·安徽高考)室溫下,AgCl在水中的溶解度小于在食鹽水中的溶解度。( ) (3)沉淀完全是指溶液中該物質(zhì)的濃度為0。( ) (4)在AgCl的飽和溶液中,加入NaCl溶液,AgCl沉淀質(zhì)量增大,但Ksp(AgCl)不變。( ) (5)(2010·天津高考)AgCl在同濃度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同。( ) (6)(2012·江蘇高考)向濃度均為0.1 mol·L-1 NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,出現(xiàn)黃色沉淀,說明Ksp(AgCl)>Ksp(A
6、gI)。( ) (7)(2011·四川高考)醋可用于除去暖水瓶中的水垢。( ) 提示:(1)√ AgI更難溶,所以其Ksp更小。 (2)× AgCl在食鹽水中溶解度更小,因?yàn)閏(Cl-)較大,使AgCl(s)Ag++Cl-平衡左移。 (3)× 溶液中離子濃度小于1.0×10-5 mol/L時(shí)認(rèn)為沉淀完全,絕對(duì)不溶的物質(zhì)是不存在的。 (4)√ Ksp(AgCl)只與溫度有關(guān)。 (5)× 前者c(Cl-)濃度大,AgCl在其中的溶解度小。 (6)√ (7)√ 2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明AgCl飽和溶液中存在Ag+和Cl-? 答案:取
7、適量AgCl加蒸餾水溶解于試管中,取上層清液并分成兩份。一份滴加酸化的AgNO3溶液,生成白色沉淀,證明AgCl溶液中含Cl-;一份滴加Na2S溶液,生成黑色沉淀,證明AgCl溶液中含Ag+。 3.AgCl===Ag++Cl-與AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)表達(dá)式有何區(qū)別? 答案:前者表明AgCl為強(qiáng)電解質(zhì),在水溶液中完全電離,后者表示AgCl的沿淀溶解平衡。 4.除去NaCl溶液中的BaCl2和除去AgI中的AgCl各用什么方法? 答案:除去NaCl溶液中的BaCl2可用適量Na2SO4溶液,Ba2++SO===BaSO4↓過濾即可除雜;除去AgI中的AgCl需用飽
8、和KI溶液,振蕩靜置,溶度積大的AgCl就會(huì)慢慢轉(zhuǎn)化為溶度積小的AgI。 5.試用平衡移動(dòng)原理解釋下列事實(shí): (1)BaCO3不溶于水,為什么不能作鋇餐? (2)CaCO3難溶于稀H2SO4,卻能溶于醋酸中; (3)分別用等體積的蒸餾水和0.01 mol·L-1的鹽酸洗滌AgCl沉淀,用水洗滌造成的AgCl的損失大于用稀鹽酸洗滌的損失量。 答案:(1)BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO(aq),HCl===H++Cl-,2H++CO===H2O+CO2↑,鹽酸電離的H+與BaCO3產(chǎn)生的CO結(jié)合成生CO2和H2O,破壞了BaCO3的溶解平衡,c(Ba2+)增大,引起
9、人體中毒。 (1)CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO(aq),H2SO4===SO+2H+,因?yàn)樯傻腃aSO4溶解度較小,會(huì)附在CaCO3的表面,阻止平衡的右移。而CH3COOHCH3COO-+H+生成的醋酸鈣易溶于水;當(dāng)H +與CO結(jié)合生成CO2和H2O時(shí),CaCO3的溶解平衡右移。 (3)用水洗滌AgCl,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡右移,AgCl的質(zhì)量減少,用鹽酸洗滌AgCl,稀釋的同時(shí)HCl電離產(chǎn)生的Cl-會(huì)使平衡左移,AgCl減少的質(zhì)量要小些。 影響沉淀溶解平衡的因素 1.(2013·
10、;北京高考)實(shí)驗(yàn):①0.1 mol·L-1AgNO3溶液和0.1 mol·L-1NaCl溶液等體積混合得到濁液a,過濾得到濾液b和白色沉淀c; ②向?yàn)V液b中滴加0.1 mol·L-1KI溶液,出現(xiàn)渾濁; ③向沉淀c中滴加0.1 mol·L-1KI溶液,沉淀變?yōu)辄S色。 下列分析不正確的是( ) A.濁液a中存在沉淀溶解平衡: AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) B.濾液b中不含有Ag+ C.③中顏色變化說明AgCl轉(zhuǎn)化為AgI D.實(shí)驗(yàn)可以證明AgI比AgCl更難溶 解析:選B 由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和反應(yīng)原理可知,濁液a為含有AgC
11、l及硝酸鈉的濁液,濾液b為硝酸鈉溶液(含極少量的Ag+、Cl-),白色沉淀c為AgCl,②中出現(xiàn)的渾濁為AgI,③中的黃色沉淀為AgI。濁液a中存在AgCl的溶解平衡,A項(xiàng)正確;由選項(xiàng)A可知濾液b中含有Ag+,B項(xiàng)錯(cuò)誤;③中的黃色沉淀為AgI,是由AgCl電離出的Ag+與I-結(jié)合生成的,C項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)②和實(shí)驗(yàn)③均說明AgI比AgCl更難溶,D項(xiàng)正確。 2.有關(guān)AgCl的沉淀溶解平衡的說法正確的是( ) A.AgCl沉淀生成和溶解同時(shí)在不斷進(jìn)行,且速率相等 B.AgCl 難溶于水,溶液中沒有Ag+和Cl- C.只要向含有AgCl的飽和溶液中加入鹽酸,一定會(huì)有沉淀生成 D.向含有AgC
12、l的懸濁液中加入NaBr固體,AgCl沉淀不變化 解析:選A A項(xiàng),沉淀溶解平衡是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡,正確;B項(xiàng),沉淀溶解平衡存在,則肯定存在Ag+和Cl-,故不正確;C項(xiàng),如果加入鹽酸后溶液中Cl-的濃度小于原飽和溶液中的Cl -濃度,則不產(chǎn)生沉淀;D項(xiàng),向含有AgCl的懸濁液中加入NaBr固體,AgCl沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化為AgBr沉淀。 3.已知溶液中存在平衡: Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq) ΔH<0,下列有關(guān)該平衡體系的說法正確的是( ) ①升高溫度,平衡逆向移動(dòng)?、谙蛉芤褐屑尤肷倭刻妓徕c粉末能增大鈣離子濃度 ③除去氯化鈉溶液中混有的少量鈣離子,
13、可以向溶液中加入適量的NaOH溶液?、芎銣叵孪蛉芤褐屑尤隒aO,溶液的pH升高?、萁o溶液加熱,溶液的pH升高 ⑥向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固體質(zhì)量增加 ⑦向溶液中加入少量NaOH固體,Ca(OH)2固體質(zhì)量不變 A.①⑥ B.①⑥⑦ C.②③④⑥ D.①②⑥⑦ 解析:選A?、跁?huì)生成CaCO3,使Ca2+濃度減小,錯(cuò)誤;加入氫氧化鈉溶液會(huì)使平衡左移,有Ca(OH)2沉淀生成,但Ca(OH)2的溶度積較大,要除去Ca2+,應(yīng)把Ca2+轉(zhuǎn)化為更難溶的CaCO3,③錯(cuò)誤;恒溫下Ksp不變,加入CaO后,溶液仍為Ca(OH)2的飽和溶液,pH不變,④錯(cuò);加熱,Ca
14、(OH)2的溶解度減小,溶液的pH降低,⑤錯(cuò);加入Na2CO3溶液,沉淀溶解平衡向右移動(dòng),Ca(OH)2固體轉(zhuǎn)化為CaCO3固體,固體質(zhì)量增加,⑥正確;加入NaOH固體平衡向左移動(dòng),Ca(OH)2固體質(zhì)量增加,⑦錯(cuò)。 4.將AgCl分別加入盛有:①5 mL水;②6 mL 0.5 mol/L NaCl溶液;③10 mL 0.2 mol/L CaCl2溶液;④50 mL 0.1 mol/L鹽酸的燒杯中,均有固體剩余,各溶液中c(Ag+)從大到小的排列順序?yàn)開_______。 解析:根據(jù)沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)知,溶液中c(Cl-)越大,則c(Ag+)越小。
15、 答案:①④③② 影響沉淀溶解平衡的因素 1.內(nèi)因 難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)。 溶度積(Ksp)反映難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。對(duì)同類型的電解質(zhì)而言,Ksp數(shù)值越大,電解質(zhì)在水中溶解度越大;Ksp數(shù)值越小,難溶電解質(zhì)的溶解度也越小。 2.外因 (1)濃度:(Ksp不變): ①加水稀釋,平衡向溶解的方向移動(dòng); ②向平衡體系中加入難溶物相應(yīng)的離子,平衡逆向移動(dòng); ③向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶或更難電離或氣體的離子時(shí),平衡向溶解的方向移動(dòng)。 (2)溫度:絕大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過程,升高溫度,平衡向溶解的方向移動(dòng),Ksp增大。 3.實(shí)例 以A
16、gCl為例:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) 外界條件 移動(dòng)方向 c(Ag+) Ksp 升高溫度 正向 增大 增大 加入少量的AgNO3 逆向 增大 不變 加入Na2S 正向 減小 不變 通入HCl 逆向 減小 不變 [特別提醒] (1)沉淀溶解平衡也屬于動(dòng)態(tài)平衡,遵循勒夏特列原理,運(yùn)用平衡移動(dòng)原理也可解釋相關(guān)問題。 (2)沉淀的生成和溶解這兩個(gè)相反的過程相互轉(zhuǎn)化的條件是離子濃度的大小,調(diào)控反應(yīng)所需的離子濃度,可使反應(yīng)向著所需的方向轉(zhuǎn)化。 溶度積的相關(guān)計(jì)算與溶解平衡曲線 5.(2013·新課
17、標(biāo)全國卷Ⅰ)已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。某溶液中含有Cl-、Br-和CrO,濃度均為0.010 mol·L-1,向該溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的AgNO3溶液時(shí),三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序?yàn)? ) A.Cl-、Br-、CrO B.CrO、Br-、Cl- C.Br-、Cl-、CrO D.Br-、CrO、Cl- 解析:選C 本題考查溶度積常數(shù),意在考查考生的化學(xué)計(jì)算能力。設(shè)加入一定體積的AgNO3溶液時(shí),溶液
18、中Cl-、Br-和CrO的濃度均為c mol·L-1,則形成AgCl、AgBr、Ag2CrO4沉淀所需Ag+濃度分別是mol·L-1、mol·L-1、 mol·L-1,比較Ksp數(shù)值可知,Br-形成沉淀時(shí)所需Ag+濃度最小,即最先產(chǎn)生沉淀;CrO形成沉淀時(shí)所需Ag+濃度最大,即最后產(chǎn)生沉淀。 6.(雙選)(2013·江蘇高考)一定溫度下,三種碳酸鹽MCO3(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。已知:pM=-lg c(M),p(CO)=-lg c(CO)。下列說法正確的是 ( ) A.MgCO3、Ca
19、CO3、MnCO3的Ksp依次增大 B.a(chǎn)點(diǎn)可表示MnCO3的飽和溶液,且c(Mn2+)=c(CO) C.b點(diǎn)可表示CaCO3的飽和溶液,且c(Ca2+)<c(CO) D.c點(diǎn)可表示MgCO3的不飽和溶液,且c(Mg2+)<c(CO) 解析:選BD pM、p(CO)越大,則c(M)、c(CO)越小,Ksp越小,根據(jù)圖示,可以判斷MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次減小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;a點(diǎn)在MnCO3的沉淀溶解平衡曲線上,為飽和溶液,且p(Mn2+)=p(CO),則c(Mn2+)=c(CO),B項(xiàng)正確;b點(diǎn)在CaCO3的沉淀溶解平衡曲線上,為飽和溶液,p(Ca2+)<p
20、(CO),則c(Ca2+)>c(CO),C項(xiàng)錯(cuò)誤;c點(diǎn)在MgCO3的沉淀溶解平衡曲線上方,c(Mg2+)·c(CO)<Ksp(MgCO3),為不飽和溶液,D項(xiàng)正確。 7.(2013·寶雞三檢)25℃時(shí),CaCO3在水中的溶解平衡曲線如圖所示。已知25℃時(shí),CaCO3的Ksp(CaCO3)=2.8×10-9。據(jù)圖分析,下列說法不正確的是( ) A.x的數(shù)值為2×10-5 B.c點(diǎn)時(shí)有碳酸鈣沉淀生成 C.b點(diǎn)與d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶度積相等 D.加入蒸餾水可使溶液由d點(diǎn)變到a點(diǎn) 解析:選D d點(diǎn)c(CO)=1.4×10-4 mol·L
21、-1,則c(Ca2+)===2×10-5 (mol·L-1),即x=2×10-5,A正確。c點(diǎn)Qc>Ksp,故有沉淀生成,B正確。溶度積只與溫度有關(guān),b點(diǎn)與d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶度積相等,C正確。加入蒸餾水后,d點(diǎn)各離子濃度都減小,不可能變到a點(diǎn),D錯(cuò)誤。 1.溶度積的計(jì)算及應(yīng)用 (1)結(jié)合具體的溶解平衡,可以寫出溶度積的表達(dá)式。一般說來,表達(dá)式為同類型的沉淀,溶度積越小,表明其溶解度越小。 (2)關(guān)于溶度積的計(jì)算,主要是結(jié)合具體溶解平衡考查某離子沉淀時(shí)溶液的pH或離子濃度,或根據(jù)離子濃度判斷,能否達(dá)到溶解平衡等。 (3)計(jì)算反應(yīng)的平衡常數(shù),如對(duì)于
22、反應(yīng)Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+,Ksp(MnS)=c(Mn2+)·c(S2-),Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-),而平衡常數(shù)K==。 2.沉淀溶解平衡圖像題的解題策略 (1)溶解平衡曲線類似于溶解度曲線,曲線上任一點(diǎn)都表示飽和溶液,曲線上方的任一點(diǎn)均表示過飽和,此時(shí)有沉淀析出,曲線下方的任一點(diǎn),均表示不飽和。 (2)從圖像中找到數(shù)據(jù),根據(jù)Ksp公式計(jì)算得出Ksp的值。 (3)比較溶液的Qc與Ksp的大小,判斷溶液中有無沉淀析出。 (4)涉及Qc的計(jì)算時(shí),所代入的離子濃度一定是混合溶液中的離子濃度,因此計(jì)算離子濃度時(shí),所代
23、入的溶液體積也必須是混合液的體積。 沉淀溶解平衡在物質(zhì)分離中的應(yīng)用 沉淀溶解平衡知識(shí)常用于物質(zhì)的分離與提純,往往結(jié)合化工生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)流程考查物質(zhì)的分離提純,此類試題綜合性強(qiáng),思維有深度。解答此類問題要靈活應(yīng)用生成沉淀的反應(yīng)條件,溶度積常數(shù)在圖像中的定量描述,學(xué)會(huì)利用溶度積計(jì)算未知離子濃度,利用溶度積規(guī)則判斷沉淀的生成與否,學(xué)會(huì)分析化工流程,抓住實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)步驟,綜合應(yīng)用氧化還原反應(yīng)、化學(xué)平衡、基本實(shí)驗(yàn)操作等知識(shí),學(xué)會(huì)獲取信息(圖、表、數(shù)據(jù)等)和加工信息,用以解決化學(xué)問題。 1.(2013·昆明一中月考)在pH為4~5的環(huán)境中,Cu2+、Fe2+不能生成沉
24、淀,而Fe3+幾乎完全沉淀。工業(yè)上制取CuCl2是將濃鹽酸用蒸汽加熱到80℃左右,再慢慢加入粗氧化銅(含雜質(zhì)FeO),充分?jǐn)嚢枋怪芙?,欲除去溶液中的雜質(zhì)離子,下列方法正確的是( ) A.加入純Cu將Fe2+還原 B.向溶液中加入(NH4)2S使Fe2+沉淀 C.直接加水加熱使雜質(zhì)離子水解除去 D.在溶液中通入Cl2,再加入CuO粉末調(diào)節(jié)pH為4~5 解析:選D A項(xiàng),Cu與Fe2+不反應(yīng);B項(xiàng),引入新雜質(zhì),且Cu2+轉(zhuǎn)化為CuS;C項(xiàng),直接加水加熱Cu2+也會(huì)發(fā)生水解;D項(xiàng),通入Cl2,把Fe2+氧化為Fe3+,再加入CuO調(diào)節(jié)pH為4~5,使Fe3+沉淀完全即可。 2
25、.(2013·浙江五校聯(lián)考)氯堿工業(yè)電解所用的氯化鈉溶液需精制。除去有影響的Ca2+、Mg2+、NH、SO及泥沙,其精制流程如下: 已知:①Ca2+、Mg2+開始形成相應(yīng)氫氧化物沉淀的pH如下表。 Ca(OH)2 Mg(OH)2 pH ≥11.5 ≥4.2 ②Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaCO3)=2.6×10-9,Ksp(CaCO3)=5.0×10-9。 下列說法正確的是( ) A.鹽泥a除泥沙外,還含有Ca(OH)2和Mg(OH)2 B.過程Ⅰ中將NH轉(zhuǎn)化為N2的離子方程式是3ClO-+2
26、NH===3Cl-+N2↑+3H2O+2H+ C.過程Ⅱ中通入CO2有利于除SO D.過程Ⅳ調(diào)pH可以使用硝酸 解析:選C 鹽泥a是在pH=11的條件下得到的,由題給條件,得不到Ca(OH)2,A錯(cuò);過程Ⅰ是在堿性條件下進(jìn)行的,得不到H+,B錯(cuò);過程Ⅳ調(diào)pH不可以使用硝酸,會(huì)引入NO雜質(zhì),D錯(cuò)。 3.(2011·浙江高考)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/mol·L-1 Na+ Mg2+ Ca2+ Cl- HCO 0.439 0.050 0.011 0.560 0.001
27、 注:溶液中某種離子的濃度小于 1.0×10-5 mol·L-1,可認(rèn)為該離子不存在;實(shí)驗(yàn)過程中,假設(shè)溶液體積不變。 Ksp,[CaCO3]=4.96×10-9 Ksp,[MgCO3]=6.82×10-6 Ksp,[Ca(OH)2]=4.68×10-6 Ksp,[Mg(OH)2]=5.61×10-12 下列說法正確的是( ) 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(O
28、H)2 和 Mg(OH)2 的混合物 解析:選A 加入 NaOH 溶液,HCO 與 OH- 反應(yīng)生成 CO,此時(shí)c(Ca2+)·c( CO)= 0.011× 0.001 = 1.1× 10-5>Ksp[CaCO3],c(Mg2+)·c( CO)= 0.050 ×0.001 = 5×10-5> Ksp[MgCO3],由于Ksp(CaCO3)< Ksp(MgCO3),因此先生成 CaCO3 沉淀,生成沉淀后溶液中 c( CO)=Ksp[CaCO3]/c(Ca2+)=4.96×10-7<1×1
29、0-5,因此 CO完全沉淀,則無 MgCO3 沉淀生成,A 對(duì);濾液 M 中c(Ca2+)= 0.010 mol/L,c(Mg2+)= 0.050 mol/L,B 錯(cuò);濾液 M 加 NaOH 固體調(diào)節(jié) pH = 11,此時(shí)c(Mg2+)·c2(OH-)=0.050 ×(10-3)2=5×10-8>Ksp[Mg(OH)2],c(Ca2+)·c2(OH-)=0.010×(10-3)2=1×10-8<Ksp[Ca(OH)2],因此只有 Mg(OH)2沉淀生成,而無 Ca(OH)2沉淀生成,生成沉淀后溶液中c(Mg2+)=Ksp[
30、Mg(OH)2]/c2(OH-)=5.61×10-6<1×10-5,因此 Mg2+完全沉淀,故濾液 N 中只有 Ca2+而無 Mg2+,C 錯(cuò);若改為加入 4.2 g NaOH 固體,則c(OH-)=0.105 mol/L,則 c(Mg2+)·c2(OH-)=0.050×(0.105)2=5.51×10-4>Ksp[Mg(OH)2],c(Ca2+)·c2(OH-)=0.010×(0.105)2=1.10×10-4>Ksp[Ca(OH)2],由于Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Ca(OH)2
31、],則先生成Mg(OH)2沉淀,并且沉淀完全,生成沉淀后溶液中 c(OH-)=0.105-0.05×2=0.005 mol/L,此時(shí)c(Ca2+)·c2(OH-)=0.010×(0.005)2=2.5×10-7<Ksp[Ca(OH)2],故無Ca(OH)2沉淀生成,D 錯(cuò)。 4.在25 ℃下,向濃度均為0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成______沉淀(填化學(xué)式),生成該沉淀的離子方程式為___________________________ _________________________
32、_______________________________________________。 已知25 ℃時(shí),Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。 解析:因?yàn)镵sp[Cu(OH)2]?Ksp[Mg(OH)2],故先生成Cu(OH)2沉淀。注意氨水是弱電解質(zhì),在離子方程式中要寫成分子形式。 答案:Cu(OH)2 Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH 5.(2012·浙江高考)已知:I2+2S2O===S4O+2I-。相關(guān)物質(zhì)的溶度積常數(shù)見下表: 物質(zhì) C
33、u(OH)2 Fe(OH)3 CuCl CuI Ksp 2.2×10-20 2.6×10-39 1.7×10-7 1.3×10-12 某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3,為得到純凈的CuCl2·2H2O晶體,加入________,調(diào)至pH=4,使溶液中的Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,此時(shí)溶液中的c(Fe3+)=________。過濾后,將所得濾液低溫蒸發(fā)、濃縮結(jié)晶,可得到CuCl2·2H2O晶體。 解析:調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)不應(yīng)該帶入其他雜質(zhì),故可選擇Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)消耗溶液中
34、的H+,使溶液的pH升高;當(dāng)溶液的pH=4時(shí),c(H+)=1×10-4 mol·L-1,c(OH-)=1×10-10 mol·L-1,由Fe(OH)3的Ksp計(jì)算可得c(Fe3+)=Ksp/c3(OH-)=2.6×10-39/(1×10-30)=2.6×10-9mol·L-1。 答案:Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 2.6×10-9 mol·L-1 以“沉淀溶解平衡曲線”為載體串聯(lián)溶解平衡的知識(shí) 高考載體(2010·山考高考T15) 某溫度下,F(xiàn)e(OH)3
35、(s)、Cu(OH)2(s)分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后,改變?nèi)芤簆H,金屬陽離子濃度的變化如圖所示。 [知識(shí)串聯(lián)設(shè)計(jì)] (1)Fe(OH)3沉淀溶解平衡常數(shù)(Ksp)的表達(dá)式是什么? (2)Cu(OH)2能否溶于稀硫酸?試用沉淀溶解平衡理論解釋。 (3)向等物質(zhì)的量濃度的Fe3+、Cu2+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先產(chǎn)生的沉淀是什么? (4)如何除去CuCl2溶液中混有的少量Fe3+? (5)已知Cu(OH)2的
36、Ksp=2.2×10-10,若CuSO4溶液中c(Cu2+)=0.022 mol/L。在常溫下,如果要生成Cu(OH)2沉淀,需要加入NaOH溶液調(diào)整溶液的pH應(yīng)大于多少? 答案:(1)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-) (2)能;Cu(OH)2Cu2++2OH- 加入稀H2SO4,H+與OH-發(fā)生中和反應(yīng),上述平衡右移,故Cu(OH)2能溶于稀硫酸 (3)Fe(OH)3 (4)加入CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3,調(diào)節(jié)CuCl2溶液pH。 (5)Ksp=c(Cu2+)·c2(OH-)=0.022×c2(OH-)=2.2×10-10,c(OH-)=10-4 mol/L c(H+)==10-10 pH=-lgc(H+)=-lg10-10=10 即pH>10 希望對(duì)大家有所幫助,多謝您的瀏覽!
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