第14期 沉淀溶解平衡-【数理报】新教材2023-2024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，Ａｇ２ＳＯ４在水溶液中的沉淀溶解平 衡曲线如下图所示．下列说法正确的是 （　　） Ａ．含有大量ＳＯ２－４ 的溶液中肯定不存在Ａｇ ＋ Ｂ．该温度下，Ｋｓｐ（Ａｇ２ＳＯ４）的数量级是１０ －３ Ｃ．可以通过改变温度或加入Ａｇ２ＳＯ４固体使ａ点移 动到ｂ点 Ｄ．该温度下，０．０２ｍｏｌ·Ｌ－１的 ＡｇＮＯ３ 溶液与 ０．２ｍｏｌ·Ｌ－１的Ｎａ２ＳＯ４溶液等体积混合，不会生成沉淀 解析：根据 Ａｇ２ＳＯ４的沉淀溶解平衡可知，Ａｇ ＋、 ＳＯ２－４ 可共同存在于同一平衡体系中，Ａ错误；由题图可 知，ｂ点时，ｃ（Ａｇ＋）＝２×１０－２ｍｏｌ·Ｌ－１，ｃ（ＳＯ２－４ ）＝５× １０－２ｍｏｌ·Ｌ－１，Ｋｓｐ（Ａｇ２ＳＯ４）＝ｃ ２（Ａｇ＋）·ｃ（ＳＯ２－４ ）＝ ２×１０－５，Ｂ错误；升高温度，Ｋｓｐ（Ａｇ２ＳＯ４）增大，ｃ（Ａｇ ＋）、 ｃ（ＳＯ２－４ ）均增大，ａ点是 Ａｇ２ＳＯ４的不饱和溶液，加入 Ａｇ２ＳＯ４固体能继续溶解，ｃ（Ａｇ ＋）、ｃ（ＳＯ２－４ ）均增大，而ａ 点到ｂ点，ｃ（Ａｇ＋）不变，ｃ（ＳＯ２－４ ）增大，Ｃ错误；两溶液 等体积混合后，离子浓度均减小为原来的一半，根据 Ｑ（Ａｇ２ＳＯ４）＝ｃ ２（Ａｇ＋）·ｃ（ＳＯ２－４ ）＝０．０１ ２×０．１＝１× １０－５＜Ｋｓｐ（Ａｇ２ＳＯ４），不会生成沉淀，Ｄ正确． 答案：Ｄ 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 的流程如下图所示；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．培养动手实践能力和逻辑推理能力．（重、难点） 【教材导读】 １．在常温下，１００ｇ水中溶解溶质在 ｇ以 下为难溶电解质． ２．ＡｇＮＯ３溶液与 ＮａＣｌ溶液混合，反应的离子方程 式为 ．若 ＡｇＮＯ３溶液、ＮａＣｌ溶液中所 含的物质的量相等，一般认为反应进行完全，但是 ． ３．以ＡｇＣｌ为例，从固体溶解平衡的角度看，ＡｇＣｌ在 溶液中存在下述两个过程：一方面，在水分子作用下，少 量 和 脱