第14期 沉淀溶解平衡-【数理报】新教材2022-2023学年高二化学选择性必修1同步学案（人教版2019）

书 难溶电解质的沉淀溶解平衡是新课程高考的热点 之一，考试大纲的要求为“了解难溶电解质的沉淀溶解 平衡及沉淀转化的本质”．近年高考命题趋势是难溶电 解质在水中的沉淀溶解平衡曲线分析、调节 ｐＨ控制沉 淀反应的发生以除去杂质阳离子等，下面精选例题分析． 一、考查沉淀溶解平衡曲线及其含义 例１某温度时，ＢａＳＯ４在 水中的沉淀溶解平衡曲线如右 图所示．下列说法错误的是 （　　） 提 示：ＢａＳＯ４ （ｓ 幑幐） Ｂａ２＋（ａｑ）＋ＳＯ２－４ （ａｑ）的平衡常 数Ｋｓｐ（ＢａＳＯ４）＝ｃ（Ｂａ ２＋）·ｃ（ＳＯ２－４ ），称为溶度积常数． ①加入适量ＢａＣｌ２（ｓ）可以使溶液由ｄ点变到ｃ点 ②通过加水稀释可以使溶液由ｂ点变到ａ点 ③加入Ｎａ２ＳＯ４（ｓ）可以使溶液由ａ点变到ｂ点 ④通过蒸发可以使溶液由ｄ点变到ｃ点 ⑤ｂ点无ＢａＳＯ４沉淀生成 ⑥ｄ点无ＢａＳＯ４沉淀生成 ⑦ａ点对应的Ｋｓｐ等于ｃ点对应的Ｋｓｐ Ａ．①②③④ Ｂ．②③④⑤ Ｃ．③⑤⑥⑦ Ｄ．①③④⑦ 解析：ｄ点表示不饱和硫酸钡溶液，ｃ点表示饱和硫 酸钡溶液，加入适量 ＢａＣｌ２（ｓ）可以使 ｃ（ＳＯ ２－ ４ ）不变但 ｃ（Ｂａ２＋）增大，故①正确；ａ点表示饱和硫酸钡溶液，ｂ点 表示过饱和硫酸钡溶液，加水稀释能使 ｃ（Ｂａ２＋）、 ｃ（ＳＯ２－４ ）都减小且变成不饱和溶液，故②错；加入 Ｎａ２ＳＯ４可以增大ｃ（ＳＯ ２－ ４ ），使沉淀溶解平衡向左移动， 则ｃ（Ｂａ２＋）减小，使溶液由 ａ点→ｃ点，故③错；ｄ点→ｃ 点，只有 ｃ（Ｂａ２＋）增大、ｃ（ＳＯ２－４ ）保持不变，蒸发可使溶 液的体积减小，ｃ（Ｂａ２＋）、ｃ（ＳＯ２－４ ）都增大，故④错；ｂ点 的Ｑ（ＢａＳＯ４）大于 Ｋｓｐ（ＢａＳＯ４），有 ＢａＳＯ４沉淀析出，直 到Ｑ（ＢａＳＯ４）减小到与Ｋｓｐ（ＢａＳＯ４）相等，达到 ＢａＳＯ４的 沉淀溶解平衡，故⑤错；ｄ点的 Ｑ（ＢａＳＯ４）小于 ｃ点的 Ｋｓｐ（ＢａＳＯ４），说明溶液未饱和，无ＢａＳＯ４沉淀析出，故⑥ 正确；Ｋｓｐ（ＢａＳＯ４）只与温度有关，而与溶剂或离子浓度 无关，ａ点、ｃ点都表示相同温度下的饱和硫酸钡溶液， Ｋｓｐ相等，故⑦正确． 答案：Ｂ 例２二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料．工 业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰 的流程如下： 某软锰矿的主要成分为ＭｎＯ２，还含有Ｓｉ（１６．２７％）、 Ｆｅ（５．８６％）、Ａｌ（３．４２％）、Ｚｎ（２．６８％）和Ｃｕ（０．８６％）等元 素的化合物．部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完 全沉淀时溶液的ｐＨ见下表，回答下列问题： Ａｌ（ＯＨ）３Ｆｅ（ＯＨ）３Ｆｅ（ＯＨ）２Ｍｎ（ＯＨ）２Ｃｕ（ＯＨ）２Ｚｎ（ＯＨ）２ ＣｕＳ ＺｎＳ ＭｎＳ ＦｅＳ ｐＨ ５．２ ３．２ ９．７ １０．４ ６．７ ８．０ ≥－０．４２≥２．５ ≥７ ≥７ （１）滤渣Ａ的主要成分是 ． （２）加入ＭｎＳ的目的是除去 杂质． 解析：（１）过量的酸性硫酸亚铁溶液能还原或溶解 软锰矿中的ＭｎＯ２等成分．流程图中酸浸、过滤之后得到 的滤渣为ＳｉＯ２等不溶物和含有Ａｌ ３＋、Ｆｅ３＋、Ｆｅ２＋、Ｍｎ２＋、 Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋、Ｈ＋、ＳＯ２－４ 等离子的滤液，滤液中加入过量 的Ｈ２Ｏ２将 Ｆｅ ２＋完全氧化成 Ｆｅ３＋，根据表中阳离子以 Ｆｅ（ＯＨ）３、Ａｌ（ＯＨ）３、Ｍｎ（ＯＨ）２、Ｃｕ（ＯＨ）２、Ｚｎ（ＯＨ）２的 形式沉淀完全时溶液的ｐＨ可知，加氨水调节 ｐＨ至５．４ 使Ｆｅ３＋、Ａｌ３＋与ＯＨ－的沉淀反应先后发生，但不能发生 Ｍｎ２＋、Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋与ＯＨ－的沉淀反应，因此滤渣 Ａ的主 要成分是Ｆｅ（ＯＨ）３、Ａｌ（ＯＨ）３，滤液中含有Ｍｎ ２＋、Ｃｕ２＋、 Ｚｎ２＋、Ｈ＋、ＮＨ＋４、ＳＯ ２－ ４ 等离子；（２）根据表中 Ｍｎ ２＋、 Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋以ＣｕＳ、ＺｎＳ、ＭｎＳ形式完全沉淀时溶液的 ｐＨ 可知，向ｐＨ≈５．４的滤液中加入过量的 ＭｎＳ并加热至 沸，能使 Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋与 Ｓ２－［ＭｎＳ（ｓ幑幐） Ｍｎ２＋（ａｑ）＋ Ｓ２－（ａｑ）］的沉淀反应先后发生，除去Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋的同时 还增加了Ｍｎ２＋． 答案：（１）Ｆｅ（ＯＨ）３、Ａｌ（ＯＨ）３　（２）Ｃｕ ２＋、Ｚｎ２＋ 书 【问题呈现】 通过初中的学习我们知道“易溶”“可溶”“微溶” “难溶”四种溶解度的相对大小，同时我们还学习了复分 解反应的条件，若某溶液中有 Ｃｕ２＋、Ｆｅ３＋、Ｃｌ－，要使 Ｃｕ２＋、Ｆｅ３＋分离开，则以往学到的知识就解决不了了．带 着这样的问题，我们进入本节的学习！ 【明确目标】 １．理解沉淀的定义及影响因素．（重点） ２．掌握难溶电解质的溶解和转化，理解转化的条件 及其应用．（重点） ３．掌握溶度积及其有关计算．（难点） ４