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沉淀溶解平衡专题 (2011年高考复习)

沉淀溶解平衡专题一. 考查沉淀溶解平衡的基本概念例1:下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( ) A .反应开始时,溶液中各离子浓度相等B .沉淀溶解达到平衡时,沉淀的速率与溶解的速率相等C .沉淀溶解达到平衡时,溶液中离子的浓度相等且保持不变D .沉淀溶解达到平衡时,如果再加入该沉淀物,将促进溶解例2:牙齿表面由一层硬的、组成为Ca 5(PO 4)3OH 的物质保护着,它在唾液中存在下列平衡:Ca 5(PO 4)3OH(固)5Ca 2++3PO 43-+OH - 进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙齿就会受到腐蚀,其原因是 已知Ca 5(PO 4)3F (固)的溶解度比上面的矿化产物更小,质地更坚固。

用离子方程式表示,当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因: 根据以上原理,请你提出一种其它促进矿化的方法:解析:本题重点考查沉淀溶解平衡的移动知识,减小右边离子的浓度,沉淀溶解平衡向右移动,增大右边离子的浓度,沉淀溶解平衡向左移动,由此可知答案。

答案:H ++OH -=H 2O ,使平衡向脱矿方向移动 5Ca 2++3PO -34+F -Ca 5(PO 4)3F ↓加Ca 2+(或加PO -34等)二. 考查沉淀溶解平衡中溶质浓度的计算例3:已知:某温度时,Ksp(AgCl)=[Ag +][Cl -] =1.8×10-10Ksp(Ag 2CrO 4)=[Ag +]2[CrO 2- 4] =1.1×10-12试求:(1)此温度下AgCl 饱和溶液和Ag 2CrO 4饱和溶液的物质的量浓度,并比较两者的大小。

(2)此温度下,在0.010mo1·L -1的AgNO 3溶液中,AgCl 与Ag 2CrO 4分别能达到的最大物质的量浓度,并比较两者的大小。

解析①AgCl(s)Ag +(aq)+Cl -(aq)1510sp Lmol 103.1108.1)AgCl (K )AgCl (c ---⋅⨯=⨯==Ag 2CrO 4(s)2Ag +(aq)+CrO 42-(aq)2x x(2x)2·x=Ksp1531234242105.64101.14)()(---⋅⨯=⨯==L mol CrO Ag K CrO Ag c sp∴ c(AgCl)<c(Ag2CrO4)②在0.010 mol ·L -1 AgNO 3溶液中,c(Ag+)=0.010 mol ·L -1AgCl(s) Ag +(aq) + Cl -(aq) 溶解平衡时: 0.010+x x(0.010+x)·x =1.8×10-10 ∵ x 很小,∴ 0.010+x ≈0.010x =1.8×10-8(mol ·L -1)c(AgCl)= 1.8×10-8(mol ·L -1)Ag 2CrO 4(s) 2Ag +(aq) + CrO 2-4(aq) 溶解平衡时: 0.010+x x(0.010+2x)2·x =1.1×10-12 ∵ x 很小,∴ 0.010+2x ≈0.010x =1.1×10-8(mol ·L -1) ∴ c(Ag 2CrO 4)=1.1×10-8 (mol ·L -1) ∴ c(AgCl)>c(Ag 2CrO 4)三. 考查沉淀溶解平衡中的溶度积规则当难溶物溶解于水后,溶液中浓度积与溶度积有如下规则: Q i >K SP 时,溶液为过饱和溶液,沉淀析出。

Q i =K SP 时,溶液为饱和溶液,处于平衡状态 。

Q i <K SP 时,溶液为未饱和溶液 ,沉淀溶解 。

例4.将等体积的4×10-3mo1·L -1的AgNO 3和4×10-3mo1·L –1 K 2CrO 4混合,有无Ag 2CrO 4沉淀产生? 已知K SP (Ag 2CrO 4)=1.12×10-12。

解:等体积混合后,浓度为原来的一半。

c(Ag +)=2×10-3mol·L -1;c(CrO 4 2-)=2×10-3mol ·L -1 Q i =c 2(Ag +)·c(CrO 4 2 -) =(2×l0-3 )2×2×l0-3 =8×l0-9>K SP (CrO 4-2) 所以有沉淀析出【练习】在100ml0.01mol/LKCl 溶液中,加入1ml0.01mol/LAgNO 3溶液,下列说法正确的是 (AgCl 的Ksp =1.8×10-10) ( )A .有AgCl 沉淀析出B .无AgCl 沉淀C .无法确定D .有沉淀,但不是AgCl四. 考查沉淀溶解平衡中的同离子效应 例5.将足量BaCO 3分别加入:① 30mL 水 ②10mL 0.2mol/LNa 2CO 3溶液 ③50mL 0.01mol/L 氯化钡溶液 ④100mL 0.01mol/L 盐酸中溶解至溶液饱和。

请确定各溶液中Ba 2+的浓度由大到小的顺序为: _____例6.已知室温下BaSO 4在纯水中的溶解度为1.07×10-5mol·L -1,BaSO 4在0.010mol·L -1 Na 2SO 4溶液中的溶解度是在纯水中溶解度的多少倍? 已知K SP (BaSO 4)=1.07×10-10 解:设BaSO 4在0.010mol·L -1 Na 2SO 4溶液中的溶解度为xmol·L -1,则溶解平衡时:BaSO4(s) Ba (aq)2++SO 4(aq)2—平衡时浓度/mol.L -1 x 0.010+x K SP (BaSO 4)=c (Ba 2+ )·c ( SO 42-)=x(0.010 + x) =1.07×10-10 因为溶解度x 很小,所以0.010+x ≈0.010 0.010x=1.07×10-10 所以 x=1.07×10-8(mol·L -1) 计算结果与BaSO 4在纯水中的溶解度相比较,溶解度为原来的1.07×10-8 /1.07×10-5 ,即约为0.0010倍。

五. 考查沉淀溶解平衡中的除杂和提纯 例题7. 在1.0mol ·L -1Co 2+溶液中,含有少量Fe 3+杂质。

问应如何控制pH 值,才能达到除去Fe 3+杂质的目的? K SP {Co(OH)2}=1.09×l 0-15,K SP {Fe(OH)3}=2.64×10-39 解:①使Fe 3+定量沉淀完全时的pH 值: Fe(OH)3(s) = Fe 3+ + 3 OH - K SP {Fe(OH)3} = c(Fe 3+)·c 3(OH -)1136393331038.1101064.2)(Fe}sp{Fe(OH))(OH ---+-⨯=⨯=≥c K cpH =14 - (-log1.38×10-11)=3.14②使Co 2+不生成Co(OH)2沉淀的pH 值: Co(OH)2(s) = Co 2+ + 2OH - K SP {Co(OH)2} = c(Co 2+)·c 2(OH -) 不生成Co(OH)2沉淀的条件是c(Co 2+)c 2(OH -) < K SP {Co(OH)2}pH = 14 - (-log3.30×10-8)=6.50所以应将PH 值控制在3.14~6.5之间才能保证除去Fe 3+,而 Co 2+留在溶液中。

六. 考查沉淀溶解平衡中沉淀的转化例题8、 BaS 为原料制备Ba(OH)2·8H 2O 的过程是:BaS 与HCl 反应,所得溶液在70℃~90C 时与过量NaOH 溶液作用,除杂,冷却后得到Ba(OH)2·8H 2O 晶体。

据最新报道,生产效率高、成本低的Ba(OH)2·8H 2O 晶体的新方法是使BaS 与CuO 反应……1.新方法的反应方程式为: 2.该反应反应物CuO 是不溶物,为什么该反应还能进行:3.简述新方法生产效率高、成本低的原因。

解答:(1)BaS +CuO +9H 2O =Ba(OH)2·8H 2O +CuS [也可写Ba(OH)2] (2)CuS 的溶度积比CuO 小得多(更难溶),有利于该反应正向进行。

(3)CuS 为难溶物(未反应的CuO 也不溶),过滤后,将滤液浓缩、冷却,就可在溶液中析出Ba(OH)2·8H 2O 晶体,故生产效率高;CuS 在空气中焙烧氧化可得CuO 与SO 2,故CuO 可反复使用(SO 2可用于制硫的化合物),因而成本低。

例题9、向少量的氢氧化镁悬浊液中加入饱和的氯化铵溶液,固体会溶解。

对此,甲、乙同学分别作了如下解释: 甲:Mg (OH )2Mg 2++2OH -①;NH 4++H 2O NH 3·H 2O+H +②;H ++OH -H 2O ③。

由于③的反应,使平衡①右移,沉淀溶解。

乙:Mg (OH )2Mg 2++2OH -①;NH 4++OH —NH 3·H 2O ②。

由于②的反应,使平衡①右移,沉淀溶解。

(1)你认为_____同学的解释正确。

(2)为了证明你的结论正确,可向氢氧化镁悬浊液中加入_____(填序号:①硝酸铵溶液;②醋酸铵溶液;③盐酸;④醋酸钠溶液;⑤氨水),若出现________现象,则证明______同学的解释正确。

答案:(1)乙; (2)②;沉淀溶解;乙(或沉淀不溶解;甲)解析(2):甲、乙两位同学解释的题干是―氢氧化镁悬浊液中加入饱和的氯化铵溶液,固体会溶解‖。

甲的解释是铵根离子水解使溶液显酸性,酸性溶液中的H +与氢氧化镁电离的OH —发生中和反应使氢氧化镁溶解,乙的解释是只要溶液中存在NH 4+,NH 4+就与氢氧化镁电离的OH —反应使氢氧化镁溶解。

所以要证明甲乙那一个正确,首先必须选铵盐,如果选硝酸铵,他和氯化铵是一样的,其水溶液都显酸性,不能说明甲乙谁正确。

所以选的铵盐必须是中性才行,因为该溶液含有NH 4+,并且溶液是中性,如果氢氧化镁溶于这种铵盐,则乙的解释―只要溶液中存在NH 4+,NH 4+就与氢氧化镁电离的OH —反应使氢氧化镁溶解‖是对的,如果氢氧化镁不溶于这种铵盐,说明乙的解释是错的,则甲的解释―因为CH 3COONH 4溶液为中性,无法与氢氧化镁电离的OH —发生中和反应,当815221030.30.11009.1)Co(}sp{Co(OH))OH (--+-⨯=⨯=≤c K c然氢氧化镁不溶解。

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