内容正文:
第四节 沉淀溶解平衡
题型01 难溶电解质的沉淀溶解平衡
题型02 沉淀溶解平衡的影响因素
题型03 溶度积常数
题型04 溶度积规则及其应用
题型05 沉淀溶解平衡的应用
题型06 溶度积常数的相关计算
题型07 沉淀溶解平衡图像
题型01 难溶电解质的沉淀溶解平衡
1.概念
在一定温度下,当难溶电解质的______速率和______速率相等时,体系中形成该难溶电解质的饱和溶液,即达到沉淀溶解平衡状态。
2.表示方法
难溶电解质MmAn的沉淀溶解平衡的一般表达式为______________________________难溶电解质用“______”标明状态,溶液中的离子用“ ______”标明状态,并用“______”连接。
如BaSO4的沉淀溶解平衡表达式为:___________________________________________
【典例1】(23-24高二上·天津·期末)下列有关AgCl的沉淀溶解平衡的说法中,正确的是
A.AgCl的生成和溶解不断进行,但速率相等
B.AgCl难溶于水,溶液中没有和
C.升高温度,AgCl的溶解度不变
D.向AgCl的沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl溶解的量不变
【变式1-1】(24-25高二上·天津·期末)难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时,下列说法中错误的是
A.沉淀的速率和溶解的速率相等
B.难溶电解质在水中形成饱和溶液
C.再加入难溶电解质,溶液中各离子的浓度不变
D.难溶电解质溶解形成的阴、阳离子的浓度相等
【变式1-2】(20-21高二上·天津·期末)一定温度下,某难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡下列说法中正确的是
A.蒸发部分溶剂,溶质浓度增大
B.沉淀的速率和溶解的速率都等于0
C.再向其中加入该电解质,溶液中各种离子的浓度不变
D.该难溶电解质溶解形成的阴离子的浓度等于阳离子的浓度
【变式1-3】(22-23高二上·天津·期末)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,沉淀的速率和溶解的速率相等
C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变
D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解
题型02 沉淀溶解平衡的影响因素
1.沉淀溶解平衡的内因: 难溶电解质本身的性质
2.沉淀溶解平衡的外因:
影响因素
沉淀溶解平衡移动方向
温度
大多数难溶电解质的溶解是吸热的,升高温度,平衡向____________的方向移动;少数平衡向生成沉淀的方向移动(如Ca(OH)2的沉淀溶解平衡)
浓度
加水稀释,平衡向____________的方向移动
同离子效应
向平衡体系中加入与难溶电解质组成中相同的离子,平衡向____________的方向移动
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的沉淀或弱电解质时,平衡向沉淀溶解的方向移动
以AgCl(s)⇌ Ag+(aq) + Cl-(aq)为例,若改变条件,对其有何影响(溶液始终饱和)
改变条件
平衡移动方向
平衡时c(Ag+)
平衡时c(Cl-)
升 温
______
______
______
加 水
______
______
______
加AgCl(s)
______
______
______
加NaCl(s)
______
______
______
加NaI(s)
______
______
______
加AgNO3(s)
______
______
______
【典例2】(24-25高二上·天津·期末)当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡时,为使固体的量减少,需加入少量的下列哪种固体
A. B. C. D.
【变式2-1】(24-25高二上·天津南开·期末)将等浓度,等体积的溶液与KI溶液混合,充分反应后静置,关于AgI的沉淀溶解平衡与相关离子浓度的说法中,不正确的是
A.加入少量AgI固体,沉淀溶解平衡不移动
B.加入少量固体,平衡向溶解方向移动,增大
C.加入少量蒸馏水后,平衡向溶解方向移动,增大
D.加入少量KI固体,平衡向沉淀方向移动,减小
【变式2-2】(20-21高二上·天津河北·期末)下列有关说法中正确的是
A.难溶于水,溶液中没有和
B.废水中的、等可用做沉淀剂
C.锅炉除水垢是将转化为
D.25℃时溶液中,若离子积,溶液中有沉淀析出
【变式2-3】(20-21高二上·天津·期中)在一定温度下,Fe(OH)3固体在水溶液中存在如下平衡:Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq),要使Fe(OH)3固体减少而c(Fe3+)不变,可采取的措施是
A.加少量水 B.加入少量盐酸 C.加入少量FeCl3 D.升高温度
题型03 溶度积常数
1.溶度积常数表达式
MmAn(s)⇌ mMn+(aq) + nAm−(aq) Ksp= __________________
Ksp=__________________
Ksp=__________________
2.溶度积常数与难溶电解质的性质与温度有关;
3.溶度积反映了难溶电解质在水中的溶解能力
对同类型的难溶电解质,在相同温度下,Ksp 越大 ,溶解度____________。
AgCl、AgBr、AgI溶解度逐渐减小,Ksp从大到小的顺序为____________________________________
【典例3】(20-21高二上·天津·期末)已知25 ℃下列物质的溶度积常数:FeS:Ksp=6.3×10-18;CuS:Ksp=1.3×10-36;ZnS:Ksp=1.6×10-24。以下说法正确的是
A.25 ℃时,饱和CuS溶液中Cu2+的浓度为 ×10-18mol·L-1
B.同温度下,CuS的溶解度大于ZnS的溶解度
C.因为H2SO4是强酸,故CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4不能发生
D.向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S,只有FeS沉淀生成
【变式3-1】(23-24高二上·天津·期末)下表是三种难溶金属硫化物的溶度积常数(25℃)
化学式
FeS
CuS
MnS
溶度积
6.3×10-18
1.3×10-36
2.5×10-13
下列有关说法中正确的是
A.25℃时,CuS的溶解度大于MnS的溶解度
B.25℃时,饱和CuS溶液中,Cu2+的浓度为1.3×10-36 mol/L
C.因为H2SO4是强酸,所以反应CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4不能发生
D.除去某溶液中的Cu2+,可以选用FeS作沉淀剂
【变式3-2】(20-21高二上·天津和平·期末)下列关于沉淀溶解平衡的判断正确的是
A.某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0
B.向饱和水溶液中加入固体,值变大
C.向悬浊液中滴加溶液,生成红褐色沉淀
D.含有和固体的悬浊液:
【变式3-3】(22-23高二上·天津静海·期中)已知室温时Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9。下列说法中不正确的是
A.BaCO3、BaSO4均不溶于水,所以均可以做胃病患者的钡餐试剂(提示:可溶性重金属钡盐是剧毒物质)
B.虽然BaSO4和BaCO3溶解度相差较小,但BaCO3可以转化为BaSO4
C.室温下,饱和BaSO4和BaCO3混合溶液中,c(SO42-)/c(CO32-)=4.4×10-2
D.分别用等体积的水和0.010 mol/L硫酸洗涤BaSO4沉淀,用水洗涤造成BaSO4的损失量大
题型04 溶度积规则及其应用
根据某温度下难溶电解质的溶度积Ksp与该溶液中离子积(符号为Q)的相对大小,可判断该温度下的溶液中难溶电解质的沉淀或溶解情况:
Q > Ksp:________________________;
Q = Ksp:________________________;
Q < Ksp:________________________;
提醒:离子积Q与溶度积Ksp的表达式相同,但意义不同。Q的表达式中离子浓度可以是任意时刻的,Ksp的表达式中离子浓度是指平衡时离子的浓度。
【典例4】(24-25高三上·天津河西·期末)25℃时,。小组同学用0.1000mol/L的标准硝酸银溶液滴定15.00mL浓度相等的Cl-、Br-、I-混合溶液,获得与V(AgNO3)的关系曲线如图(离子浓度小于时,认为离子沉淀完全。)下列说法正确的是
A.a点溶液中生成的沉淀是AgCl
B.原溶液中Br-的浓度为0.030mol/L
C.b点溶液中离子浓度:
D.当I-沉淀完全时,Br-、Cl-未沉淀
【变式4-1】(23-24高二上·天津·期末)如图所示与对应叙述相符的是
A.图甲:一定温度FeS、CuS沉淀溶解平衡曲线,则
B.图乙:等体积pH=2的甲酸与乙酸稀释的pH曲线,则酸性:甲酸<乙酸
C.图丙:某温度下向溶液中逐滴加入溶液,pH变化曲线如图丙所示(忽略温度变化),则①点
D.图丁:平衡时NH₃体积分数随起始变化曲线,则转化率:
【变式4-2】(22-23高二上·天津宁河·期末)如图所示,有、两种温度下两条在水中的沉淀溶解平衡曲线,下列关于温度时在水中的沉淀溶解平衡曲线的说法不正确的是
A.加入可使溶液由a点变为b点
B.在曲线上方区域(不含曲线)任意一点时,均有沉淀生成
C.、两条曲线表示的温度关系:
D.蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、b之间的某一点(不含a、b)
【变式4-3】(23-24高三上·天津河西·期末)向盛有饱和溶液(下层有足量沉淀)的试管中滴加氨水,依次发生
反应①:
反应②:
如图为与的关系图,其中M代表、、或。下列说法正确的是
A.的溶度积常数
B.反应①的平衡常数K的值为
C.曲线Ⅰ可视为随变化的曲线
D.时,溶液中
题型05 沉淀溶解平衡的应用
一、沉淀的生成
1、沉淀的生成条件:Q ______Ksp
2、沉淀的生成方法
(1)调节pH法:通过调节溶液的酸碱性,可以使某些金属阳离子转化为氢氧化物沉淀。如加入氨水调节pH,可使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去,发生的反应为______________________________。
(2)加沉淀剂法:加入适当沉淀剂,使某些金属阳离子转化为沉淀。
如:以Na2S作沉淀剂,使废水中的某些金属离子如Cu2+、Hg2+,生成即难溶的CuS、HgS沉淀而除去,发生的反应为__________________,________________________。
通常认为残留在溶液中的离子浓度小于____________mol/L时,该离子沉淀完全。
二、沉淀的溶解
根据平衡移动原理,使平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。
如:医学上常用BaSO4作钡餐透视,而不能用BaCO3,原因是BaCO3能溶于胃酸,
反应原理为______________________________,胃酸消耗CO32-,使CO32-浓度____________,从而使BaCO3的沉淀溶解平衡向______移动,Ba2+的浓度______,会引起人体重金属中毒。
三、沉淀的转化
沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的方向转化
以AgCl沉淀转化为AgI沉淀为例说明沉淀转化的原因:
AgCl、AgI在水中存在沉淀溶解平衡:
AgCl(s) ⇌ Ag+(aq)+Cl-(aq) Ksp=1.8×10-10
AgI(s) ⇌ Ag+(aq)+I-(aq) Ksp=8.5×10-17
Ksp(AgCl) > Ksp(AgI),AgI在水中的溶解度远比AgCl的溶解度小,加入KI溶液时,溶液中的Ag+和I-的离子积大于Ksp(AgI),因此Ag+与I-结合生成AgI沉淀,导致AgCl的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,直至建立新的沉淀溶解平衡:
沉淀转化的方程式为______________________________
沉淀转化的应用:
1、去除锅炉水垢中的CaSO4,先用Na2CO3溶液处理,使CaSO4(Ksp=4.9×10-5)转化为疏松、易溶于酸的CaCO3(Ksp=3.4×10-9),然后用酸除去。
2、自然界,各原生铜硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,并向深部渗透,遇到深层ZnS(闪锌矿)(Ksp=1.6×10-24)和PbS(方铅矿)(Ksp=8.0×10-28),便慢慢使它们转化为CuS (铜蓝) (Ksp=6.3×10-36)。
【典例5】(24-25高三上·天津河东·期末)下列过程对应的离子方程式正确的是
A.用溶液除气体:
B.溶液中滴加溶液:
C.溶液中通入少量:
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙:
【变式5-1】(20-21高二上·天津·期末)用海水晒盐后的苦卤水生产金属的过程可表示如图:下列说法正确的是
A.反应的
B.电解熔融在阴极区获得金属
C.将溶液蒸干得到无水
D.常温下,溶于盐酸所得溶液中
【变式5-2】(23-24高二上·天津·期末)锅炉水垢是一种安全隐患,为除去水垢中的,可先用溶液处理,很容易使之转化为,再用酸除去,下列说法错误的是
A. B.沉淀转化的难易与溶解度大小有关
C.转化反应的平衡常数 D.沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动
【变式5-3】(22-23高二上·天津红桥·期末)一定温度下,体系中,和的关系如图所示。下列说法正确的是
A.a、b、c三点对应的相等
B.AgCl在c点的溶解度比b点的大
C.AgCl溶于水形成的饱和溶液中,
D.b点的溶液中加入固体,沿曲线向c点方向变化
题型06 溶度积常数的相关计算
1.溶液中离子浓度的计算
如Ksp=a的AgCl饱和溶液中:c(Ag+)=c(Cl-)=______mol/L。
2.沉淀完全的条件的计算与判断:
以Fe(OH)3为例,可计算Fe3+完全沉淀时所需控制的溶液pH:
Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,当c(Fe3+)=1×10-5mol/L时沉淀完全,此时c3(OH-)= =2.8×10-34,c(OH-)=≈6.54×10-12mol/L,c(H+)≈1.53×10-3mol/L,则pH≈2.8,故Fe3+在pH≈2.8时沉淀完全。
3.沉淀转化反应平衡常数的计算
如对于反应AgCl(s) + I-(aq) ⇌ AgI(s) + Cl-(aq),
Ksp(AgCl) =____________ Ksp(AgI)=____________
则该反应的平衡常数K= = =
4.生成沉淀的先后顺序的判断
可根据Ksp分别求出要使这些离子沉淀所需试剂离子的浓度,所需试剂离子的浓度越小,则对应的离子先沉淀。
【典例6】(24-25高三上·天津·期末)常温下,向溶液中滴加溶液的滴定曲线如图所示。
已知:,,常温下;,。下列说法中正确的是
A.常温下,的水解常数约为
B.时,的约为
C.的过程中,水的电离度一直在减小
D.向中加入足量固体,产生沉淀
【变式6-1】(22-23高二上·天津·期中)已知及表中有关信息:
弱酸
电离平衡常数(常温)
;
下列判断正确的是
A.向溶液中滴入酚酞,溶液变红,主要原因是
B.常温时,与混合溶液的,则
C.溶液中:
D.的溶液与溶液等体积混合出现沉淀,则溶液的浓度一定是
【变式6-2】(24-25高二上·天津·期末)时,向溶液中通入氨气,测得溶液中的与之间的变化曲线如图所示,已知,忽略反应过程中溶液体积的变化。下列说法错误的是
A.a点溶液满足: B.b点溶液中有沉淀产生
C.c点溶液满足: D.
【变式6-3】(22-23高二上·天津·期末)已知。按下列图示进行实验,下列说法正确的是
A.溶液中存在:
B.反应正向进行,需满足
C.过滤后所得清液中一定存在:
D.滤渣中加入醋酸发生反应的离子方程式:
题型07 沉淀溶解平衡图像
1.难溶盐的c(Bn+)~c(An-)图像[以BaSO4的沉淀溶解平衡为例分析]
(1)a、c均为曲线上的点,Q=Ksp,a点,c(Ba2+)>c(S),c点,c(Ba2+)=c(S)。
(2)b点在曲线的上方,Q>Ksp,溶液处于过饱和状态,有沉淀析出,直至Q=Ksp。
(3)d点在曲线的下方,Q<Ksp,为不饱和溶液,还能继续溶解BaSO4。
(4)m点c(Ba2+)=c(S),大于c点二者的浓度,因而m点与c点溶液的温度不同。
2.pc(Rn+)~pc(Xn-)图像
一定温度下,纵、横坐标均为沉淀溶解平衡粒子浓度的负对数,如图。
已知:pM=-lg c(M)(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+),p(C)=-lg c(C)。
①横坐标数值越大,c(C)越小;②纵坐标数值越大,c(M)越小;③直线上方的点为不饱和溶液;④直线上的点为饱和溶液;⑤直线下方的点表示有沉淀生成;⑥直线上任意一点,坐标数值越大,其对应的离子浓度越小。
【典例7】(23-24高二上·天津·期末)时,三种沉淀溶解平衡体系中相应离子浓度关系如图,表示。下列说法正确的是
A.w点表示的不饱和溶液、的过饱和溶液
B.
C.沉淀转化反应的平衡常数
D.向悬浊液中加入固体,的沉淀溶解平衡逆向移动,变小
【变式7-1】(23-24高二·天津·期末)在T℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知T℃时AgCl的Ksp=4×10-10,下列说法不正确的是
A.在T℃时,AgBr的Ksp为4.9×10-13
B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点
C.图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D.在T℃时,AgCl(s)+Br-(aq)⇌AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K≈816
【变式7-2】(22-23高二上·天津·期末)某温度下,向10mL溶液中滴加的溶液,滴加过程中与溶液体积的关系如图所示。已知:,该温度下,。下列有关说法正确的是
A.溶液中:
B.a、b、c三点对应的溶液中,水的电离程度最大的为b点
C.向100mL、均为的混合溶液中逐滴加入的溶液,先沉淀
D.该温度下,
【变式7-3】(23-24·高二上·天津·期末)室温下,体系中各含碳微粒的物质的量分数与pH的关系如图1所示。在的体系中,研究在不同pH时的可能产物,与pH的关系如图2所示。曲线Ⅰ的离子浓度关系符合,曲线Ⅱ的离子浓度关系符合。下列说法正确的是
A.由M点可求得
B.的体系中:
C.Q点的体系中,发生反应
D.P点的体系中,
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第四节 沉淀溶解平衡
题型01 难溶电解质的沉淀溶解平衡
题型02 沉淀溶解平衡的影响因素
题型03 溶度积常数
题型04 溶度积规则及其应用
题型05 沉淀溶解平衡的应用
题型06 溶度积常数的相关计算
题型07 沉淀溶解平衡图像
题型01 难溶电解质的沉淀溶解平衡
1.概念
在一定温度下,当难溶电解质的 溶解 速率和 沉淀 速率相等时,体系中形成该难溶电解质的饱和溶液,即达到沉淀溶解平衡状态。
2.表示方法
难溶电解质MmAn的沉淀溶解平衡的一般表达式为
难溶电解质用“ s ”标明状态,溶液中的离子用“ aq ”标明状态,并用“ ⇌ ”连接。
如BaSO4的沉淀溶解平衡表达式为:BaSO4(s) ⇌ Ba2+(aq)+SO42-(aq)_
【典例1】(23-24高二上·天津·期末)下列有关AgCl的沉淀溶解平衡的说法中,正确的是
A.AgCl的生成和溶解不断进行,但速率相等
B.AgCl难溶于水,溶液中没有和
C.升高温度,AgCl的溶解度不变
D.向AgCl的沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl溶解的量不变
【答案】A
【详解】A.达到沉淀溶解平衡时,AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,平衡时速率相等,达到动态平衡,A正确;
B.AgCl难溶于水,溶解度很小,但是不为零,所以溶液中含有少量的Ag+和Cl-,B错误;
C.溶解度与温度有关,氯化银的溶解为吸热过程,则升高温度后AgCl沉淀的溶解度变大,C错误;
D.加入NaCl固体,氯离子浓度增大,抑制氯化银沉淀的溶解,平衡逆向进行,会析出AgCl固体,AgCl的溶解的量减小,D错误;
故选A。
【变式1-1】(24-25高二上·天津·期末)难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时,下列说法中错误的是
A.沉淀的速率和溶解的速率相等
B.难溶电解质在水中形成饱和溶液
C.再加入难溶电解质,溶液中各离子的浓度不变
D.难溶电解质溶解形成的阴、阳离子的浓度相等
【答案】D
【详解】A.达到沉淀溶解平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等,各离子浓度保持不变,故A正确;
B.达到沉淀溶解平衡时,已经达到难溶电解质的溶解限度,溶液为饱和溶液,故B正确;
C.加入难溶电解质会以沉淀的形式存在,对于溶液中各离子的浓度无影响,故C正确;
D.难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时,会有少部分电解质发生电离,得到相应的离子,阴、阳离子的浓度不一定相等,如Fe(OH)3,故D错误;
故选:D。
【变式1-2】(20-21高二上·天津·期末)一定温度下,某难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡下列说法中正确的是
A.蒸发部分溶剂,溶质浓度增大
B.沉淀的速率和溶解的速率都等于0
C.再向其中加入该电解质,溶液中各种离子的浓度不变
D.该难溶电解质溶解形成的阴离子的浓度等于阳离子的浓度
【答案】C
【详解】A.难溶电解质达到沉淀溶解平衡后形成饱和溶液,蒸发部分溶剂同时也会有部分溶质析出,溶液仍为饱和状态,溶质浓度不变,A项错误;
B.达到沉淀溶解平衡时,沉淀速率和溶解速率相等,但不等于0,是动态平衡,B项错误;
C.沉淀溶解平衡中加入固体,平衡不移动,溶液中各种离子浓度不变,C项正确;
D.该电解质具体化学式未知,形成的阴阳离子浓度无法比较,D项错误;
故答案为C。
【变式1-3】(22-23高二上·天津·期末)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,沉淀的速率和溶解的速率相等
C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变
D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解
【答案】B
【详解】A项:反应开始时,各离子的浓度没有必然的关系,A错误。
B项:溶解平衡为动态平衡,是沉淀生成的速率和沉淀溶解的速率达到相等,B正确。
C项:沉淀溶解达到平衡时溶液中溶质的离子浓度保持不变,但不一定相等,C错误。
D项:沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,由于固体的浓度为常数,故平衡不发生移动,D错误。
答案选B。
【点睛】正确理解难容电解质溶解平衡的含义,并与化学平衡,电离平衡做对比,以加深理解,做到举一反三。
题型02 沉淀溶解平衡的影响因素
1.沉淀溶解平衡的内因: 难溶电解质本身的性质
2.沉淀溶解平衡的外因:
影响因素
沉淀溶解平衡移动方向
温度
大多数难溶电解质的溶解是吸热的,升高温度,平衡向 沉淀溶解 的方向移动;少数平衡向生成沉淀的方向移动(如Ca(OH)2的沉淀溶解平衡)
浓度
加水稀释,平衡向 沉淀溶解 的方向移动
同离子效应
向平衡体系中加入与难溶电解质组成中相同的离子,平衡向 生成沉淀 的方向移动
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的沉淀或弱电解质时,平衡向沉淀溶解的方向移动
以AgCl(s)⇌ Ag+(aq) + Cl-(aq)为例,若改变条件,对其有何影响(溶液始终饱和)
改变条件
平衡移动方向
平衡时c(Ag+)
平衡时c(Cl-)
升 温
正向
增大
增大
加 水
正向
不变
不变
加AgCl(s)
不移动
不变
不变
加NaCl(s)
逆向
减小
增大
加NaI(s)
正向
减小
增大
加AgNO3(s)
逆向
增大
减小
【典例2】(24-25高二上·天津·期末)当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡时,为使固体的量减少,需加入少量的下列哪种固体
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.加入少量氯化镁固体时,溶液中的镁离子浓度增大,平衡逆向移动,氢氧化镁固体的量增大,故A不符合题意;
B.加入少量氢氧化钠固体时,溶液中氢氧根离子浓度增大,平衡逆向移动,氢氧化镁固体的量增大,故B不符合题意;
C.加入少量氧化钠固体时,氧化钠与水反应生成氢氧化钠,溶液中氢氧根离子浓度增大,平衡逆向移动,氢氧化镁固体的质量增大,故C不符合题意;
D.加入少量硫酸氢钠固体时,硫酸氢钠电离出的氢离子中和溶液中的氢氧根离子,溶液中氢氧根离子浓度减小,平衡正向移动,氢氧化镁固体的量减小,故D符合题意;
故选D。
【变式2-1】(24-25高二上·天津南开·期末)将等浓度,等体积的溶液与KI溶液混合,充分反应后静置,关于AgI的沉淀溶解平衡与相关离子浓度的说法中,不正确的是
A.加入少量AgI固体,沉淀溶解平衡不移动
B.加入少量固体,平衡向溶解方向移动,增大
C.加入少量蒸馏水后,平衡向溶解方向移动,增大
D.加入少量KI固体,平衡向沉淀方向移动,减小
【答案】C
【分析】将等浓度等体积的溶液与KI溶液混合,充分反应后静置,在溶液中达到沉淀溶解平衡:。
【详解】A.AgI的沉淀溶解平衡,加入少量AgI固体,沉淀溶解平衡不移动,A正确;
B.AgI的沉淀溶解平衡,加入少量固体,由于硫化银的溶解度更小,AgI溶解,转化为沉淀, 增大,B正确;
C.AgI的沉淀溶解平衡,加入少量蒸馏水后,平衡向溶解方向移动但仍然处于原温度下的溶解平衡,不变,C错误;
D.AgI的沉淀溶解平衡,加入少量KI固体,增大了,平衡向沉淀方向移动,减小,D正确;
故选:C。
【变式2-2】(20-21高二上·天津河北·期末)下列有关说法中正确的是
A.难溶于水,溶液中没有和
B.废水中的、等可用做沉淀剂
C.锅炉除水垢是将转化为
D.25℃时溶液中,若离子积,溶液中有沉淀析出
【答案】B
【详解】A. 难溶于水,也不是不溶于水,只是溶解度很小,溶液中有少量的和,A错误;
B. CuS、HgS均极难溶于水,则废水中的、等可用做沉淀剂,将、转化为CuS、HgS沉淀而除去,B正确;
C. 锅炉除水垢是将难溶于酸的转化为,再用盐酸溶解,从而除去水垢,C错误;
D. 25℃时溶液中,若离子积,为的不饱和溶液,没有沉淀析出,D错误;
故选B。
【变式2-3】(20-21高二上·天津·期中)在一定温度下,Fe(OH)3固体在水溶液中存在如下平衡:Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq),要使Fe(OH)3固体减少而c(Fe3+)不变,可采取的措施是
A.加少量水 B.加入少量盐酸 C.加入少量FeCl3 D.升高温度
【答案】A
【详解】A.加少量水,Fe(OH)3固体部分溶解,仍得到相同温度下的饱和溶液,c(Fe3+)不变,A符合题意;
B.加入少量盐酸,Fe(OH)3固体部分溶解,所得溶液中c(Fe3+)增大,B不合题意;
C.加入少量FeCl3,所得溶液中c(Fe3+)增大,Fe(OH)3固体增多,C不合题意;
D.升高温度,Fe(OH)3溶解度增大,固体部分溶解,所得溶液中c(Fe3+)增大,D不合题意;
故选A。
题型03 溶度积常数
1.溶度积常数表达式
MmAn(s)⇌ mMn+(aq) + nAm−(aq) Ksp= cm(Mn+)·cn(Am−)
Ksp= c(Ag+)·c(Cl−)
Ksp= c2(Ag+)·c(S2−)
2.溶度积常数与难溶电解质的性质与温度有关;
3.溶度积反映了难溶电解质在水中的溶解能力
对同类型的难溶电解质,在相同温度下,Ksp 越大 ,溶解度 越大 。
AgCl、AgBr、AgI溶解度逐渐减小,Ksp从大到小的顺序为 Ksp(AgCl) > Ksp(AgBr) > Ksp(AgI)
【典例3】(20-21高二上·天津·期末)已知25 ℃下列物质的溶度积常数:FeS:Ksp=6.3×10-18;CuS:Ksp=1.3×10-36;ZnS:Ksp=1.6×10-24。以下说法正确的是
A.25 ℃时,饱和CuS溶液中Cu2+的浓度为 ×10-18mol·L-1
B.同温度下,CuS的溶解度大于ZnS的溶解度
C.因为H2SO4是强酸,故CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4不能发生
D.向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S,只有FeS沉淀生成
【答案】A
【详解】A.饱和CuS溶液中c(Cu2+)=c(),且c(Cu2+)×c()=Ksp,从而推出c(Cu2+)=mol/L,故A正确;
B.CuS和ZnS的形式相同,根据题中所给数据,可以看出CuS的Ksp小于ZnS的Ksp,推出CuS的溶解度小于ZnS,故B错误;
C.CuS的Ksp很小,CuSO4与H2S电离出的S2-结合生成CuS沉淀和硫酸,与硫酸是否为强酸无关系,故C错误;
D.ZnS的Ksp比FeS的Ksp小,因此向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S,ZnS先沉淀出来,故D错误;
答案为A。
【变式3-1】(23-24高二上·天津·期末)下表是三种难溶金属硫化物的溶度积常数(25℃)
化学式
FeS
CuS
MnS
溶度积
6.3×10-18
1.3×10-36
2.5×10-13
下列有关说法中正确的是
A.25℃时,CuS的溶解度大于MnS的溶解度
B.25℃时,饱和CuS溶液中,Cu2+的浓度为1.3×10-36 mol/L
C.因为H2SO4是强酸,所以反应CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4不能发生
D.除去某溶液中的Cu2+,可以选用FeS作沉淀剂
【答案】D
【详解】A. 当化学组成相似时,Ksp与溶解度成正比,CuS的Ksp=1.3×10−36,MnS的Ksp=2.5×10−13,所以CuS的溶解度小于MnS的溶解度,故A错误;
B. CuS的Ksp=c(Cu2+)×c(S2−)求得c(Cu2+)=mol/L=10-18,故B错误;
C. CuS是难溶于水又难溶于强酸的固体,所以可以发生反应CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4,故C错误,
D. 因为FeS的Ksp=6.3×10−18,CuS的Ksp=1.3×10−36所以加入FeS可以转化为更难溶的CuS沉淀,故D正确;
故选D。
【变式3-2】(20-21高二上·天津和平·期末)下列关于沉淀溶解平衡的判断正确的是
A.某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0
B.向饱和水溶液中加入固体,值变大
C.向悬浊液中滴加溶液,生成红褐色沉淀
D.含有和固体的悬浊液:
【答案】C
【详解】A. 某离子被沉淀完全,则该体系内有沉淀,存在沉淀溶解平衡,该离子在溶液中的浓度⩽1×10−5mol/L,不为0,故A错误;
B. 向饱和水溶液中加入固体,则沉淀溶解平衡发生移动,但Ksp只与温度有关,与浓度多少无关,故B错误;
C. 向悬浊液中滴加溶液,则离子反应:朝右移动,故生成红褐色沉淀,故C正确;
D. 含有和固体的悬浊液中氯化银溶解度大于碘化银:,故D错误;
答案选C。
【变式3-3】(22-23高二上·天津静海·期中)已知室温时Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9。下列说法中不正确的是
A.BaCO3、BaSO4均不溶于水,所以均可以做胃病患者的钡餐试剂(提示:可溶性重金属钡盐是剧毒物质)
B.虽然BaSO4和BaCO3溶解度相差较小,但BaCO3可以转化为BaSO4
C.室温下,饱和BaSO4和BaCO3混合溶液中,c(SO42-)/c(CO32-)=4.4×10-2
D.分别用等体积的水和0.010 mol/L硫酸洗涤BaSO4沉淀,用水洗涤造成BaSO4的损失量大
【答案】A
【详解】A.由于BaCO3能与胃酸的成分盐酸反应,生成可溶性钡盐,会引起中毒,所以不能用做胃病患者的钡餐试剂,故A错误;
B. 由题给数据可知,Ksp(BaSO4)< Ksp(BaCO3),溶度积较小的可以转化成溶度积更小的,故B正确;
C. 室温下,饱和BaSO4和BaCO3混合溶液中,溶液中Ba2+浓度相等,根据溶度积常数可以求出,当两种沉淀共存时===4.4×10-2,故C正确;
D.硫酸钡溶于存在溶解平衡,电离出钡离子和硫酸根离子,硫酸溶液中含有硫酸根离子,能抑制硫酸钡溶解,所以用水洗涤造成BaSO4的损失大于用稀硫酸洗涤的损失量,故D正确;
故答案选A。
题型04 溶度积规则及其应用
根据某温度下难溶电解质的溶度积Ksp与该溶液中离子积(符号为Q)的相对大小,可判断该温度下的溶液中难溶电解质的沉淀或溶解情况:
Q > Ksp:溶液过饱和,有沉淀析出;
Q = Ksp:溶液饱和,沉淀溶解平衡;
Q < Ksp:溶液未饱和,无沉淀析出;
提醒:离子积Q与溶度积Ksp的表达式相同,但意义不同。Q的表达式中离子浓度可以是任意时刻的,Ksp的表达式中离子浓度是指平衡时离子的浓度。
【典例4】(24-25高三上·天津河西·期末)25℃时,。小组同学用0.1000mol/L的标准硝酸银溶液滴定15.00mL浓度相等的Cl-、Br-、I-混合溶液,获得与V(AgNO3)的关系曲线如图(离子浓度小于时,认为离子沉淀完全。)下列说法正确的是
A.a点溶液中生成的沉淀是AgCl
B.原溶液中Br-的浓度为0.030mol/L
C.b点溶液中离子浓度:
D.当I-沉淀完全时,Br-、Cl-未沉淀
【答案】D
【详解】A.由题给数据可知:Ksp(AgI)<Ksp(AgBr)<Ksp(AgCl),浓度相等的Cl-、Br-、I-混合溶液中,溶度积越小,离子越先生成沉淀,则a点溶液中生成的沉淀是AgI,A不正确;
B.当加入V(AgNO3)=4.50mL时,Cl-、Br-、I-全部生成沉淀,则原溶液中c(Cl-)+c(Br-)+c(I-)==0.030mol/L,Cl-、Br-、I-混合溶液中,三者的浓度相等,则Br-的浓度为0.010mol/L,B不正确;
C.b点溶液中,溶质为AgNO3、原溶液中所含金属离子的硝酸盐溶液和AgCl、AgBr、AgI的饱和溶液,由Ksp(AgI)<Ksp(AgBr)<Ksp(AgCl),可得出离子浓度:,C不正确;
D.当I-沉淀完全时,c(Ag+)=mol/L=8.5×10-12mol/L,c(Ag+)∙c(Br-)=c(Ag+)∙c(Cl-)=8.5×10-12×0.01=8.5×10-14<5.4×10-13<1.8×10-10,所以Br-、Cl-未沉淀,D正确;
故选D。
【变式4-1】(23-24高二上·天津·期末)如图所示与对应叙述相符的是
A.图甲:一定温度FeS、CuS沉淀溶解平衡曲线,则
B.图乙:等体积pH=2的甲酸与乙酸稀释的pH曲线,则酸性:甲酸<乙酸
C.图丙:某温度下向溶液中逐滴加入溶液,pH变化曲线如图丙所示(忽略温度变化),则①点
D.图丁:平衡时NH₃体积分数随起始变化曲线,则转化率:
【答案】C
【详解】A.,,根据图像,c(S2-)相同时,c(Fe2+)>c(Cu2+),所以Ksp(FeS)>Ksp(CuS),A错误;
B.溶液酸性越强,稀释溶液时pH变化幅度越大,根据图像,稀释溶液时,甲酸的pH变化幅度更大,所以甲酸的酸性更强,即酸性甲酸>乙酸,B错误;
C.①点NaOH不足,溶液成分为等量的醋酸和醋酸钠,溶液呈酸性,说明CH3COOH电离程度大于CH3COO-水解程度,则c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH),C正确;
D.氮气的浓度越大,越有利于平衡正向移动,氢气的转化率越大,则转化率:αA(H2)<αB(H2),D错误;
故选C。
【变式4-2】(22-23高二上·天津宁河·期末)如图所示,有、两种温度下两条在水中的沉淀溶解平衡曲线,下列关于温度时在水中的沉淀溶解平衡曲线的说法不正确的是
A.加入可使溶液由a点变为b点
B.在曲线上方区域(不含曲线)任意一点时,均有沉淀生成
C.、两条曲线表示的温度关系:
D.蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、b之间的某一点(不含a、b)
【答案】C
【详解】A.向饱和溶液中加入Na2SO4,c()增大,Ksp= c()c(Ba2+)不变,c(Ba2+)减小,可使溶液由a点变为b点,A正确;
B.在T1曲线上方任意一点,Qc= c()c(Ba2+)>Ksp,所以均有BaSO4沉淀生成,B正确;
C.在水中的沉淀溶解平衡是吸热的,升高温度,的Ksp增大,c()、c(Ba2+)增大,则,C错误;
D.d点位于T1曲线下方,为不饱和溶液,蒸发溶剂,c()、c(Ba2+)均增大,当形成饱和溶液时,d点变为曲线上a、b之间的某一点(不含a、b),D正确;
故选C。
【变式4-3】(23-24高三上·天津河西·期末)向盛有饱和溶液(下层有足量沉淀)的试管中滴加氨水,依次发生
反应①:
反应②:
如图为与的关系图,其中M代表、、或。下列说法正确的是
A.的溶度积常数
B.反应①的平衡常数K的值为
C.曲线Ⅰ可视为随变化的曲线
D.时,溶液中
【答案】C
【分析】AgCl饱和溶液(下层有足量AgCl沉淀)的试管中滴加氨水,发生反应有:①Ag++NH3⇌[Ag(NH3)]+、②[Ag(NH3)]++NH3⇌[Ag(NH3)2]+,随着c(NH3)增大,平衡均向右移动,则c(Cl-)不断增大,且Ksp(AgCl)=c(Ag+)•c(Cl-),c(Ag+)不断减小,Ag+先转化为[Ag(NH3)]+,最终转化为⇌[Ag(NH3)2]+,即随着c(NH3)增大,c(Cl-)不断增大,c(Ag+)不断减小,c([Ag(NH3)]+)先增大后减小,c([Ag(NH3)2]+)不断增大,所以图中曲线I至IV分别对应:[Ag(NH3)2]+、[Ag(NH3)]+、Ag+、Cl-,据此分析解答。
【详解】A.当c(NH3)=0.1mol/L,c(Ag+)=10-7.40mol/L,c(Cl-)=10-2.35mol/L,Ksp=c(Ag+)•c(Cl-)=10-7.40×10-2.35=10-9.75,故A错误;
B.当c(NH3)=0.1mol/L,c(Ag+)=10-7.40mol/L,c([Ag(NH3)]+)=10-5.16mol/L,Ag++NH3⇌[Ag(NH3)]+的平衡常数K=,故B错误;
C.由上述分析可知,曲线Ⅰ至Ⅳ分别对应[Ag(NH3)2]+、[Ag(NH3)]+、Ag+、Cl-的浓度随c(NH3)变化的曲线,故C正确;
D.由图可知,c(NH3)=0.1mol•L-1时,溶液中c([Ag(NH3)2]+)>c([Ag(NH3)]+)>c(Ag+),故D错误;
故选:C。
题型05 沉淀溶解平衡的应用
一、沉淀的生成
1、沉淀的生成条件:Q > Ksp
2、沉淀的生成方法
(1)调节pH法:通过调节溶液的酸碱性,可以使某些金属阳离子转化为氢氧化物沉淀。如加入氨水调节pH,可使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去,发生的反应为Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+ 。
(2)加沉淀剂法:加入适当沉淀剂,使某些金属阳离子转化为沉淀。
如:以Na2S作沉淀剂,使废水中的某些金属离子如Cu2+、Hg2+,生成即难溶的CuS、HgS沉淀而除去,发生的反应为 Cu2++S2-=CuS↓ , Hg2++S2-=HgS↓ 。
通常认为残留在溶液中的离子浓度小于 1×10-5 mol/L时,该离子沉淀完全。
二、沉淀的溶解
根据平衡移动原理,使平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。
如:医学上常用BaSO4作钡餐透视,而不能用BaCO3,原因是BaCO3能溶于胃酸,
反应原理为 BaCO3(s) ⇌ Ba2+(aq)+CO32-(aq) , CO32-+2H+=CO2↑+H2O ,胃酸消耗CO32-,使CO32-浓度减小,从而使BaCO3的沉淀溶解平衡向 右 移动,Ba2+的浓度增大,会引起人体重金属中毒。
三、沉淀的转化
沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的方向转化
以AgCl沉淀转化为AgI沉淀为例说明沉淀转化的原因:
AgCl、AgI在水中存在沉淀溶解平衡:
AgCl(s) ⇌ Ag+(aq)+Cl-(aq) Ksp=1.8×10-10
AgI(s) ⇌ Ag+(aq)+I-(aq) Ksp=8.5×10-17
Ksp(AgCl) > Ksp(AgI),AgI在水中的溶解度远比AgCl的溶解度小,加入KI溶液时,溶液中的Ag+和I-的离子积大于Ksp(AgI),因此Ag+与I-结合生成AgI沉淀,导致AgCl的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,直至建立新的沉淀溶解平衡:
沉淀转化的方程式为:AgCl(s) + I-(aq) ⇌ AgI(s) + Cl-(aq)
沉淀转化的应用:
1、去除锅炉水垢中的CaSO4,先用Na2CO3溶液处理,使CaSO4(Ksp=4.9×10-5)转化为疏松、易溶于酸的CaCO3(Ksp=3.4×10-9),然后用酸除去。
2、自然界,各原生铜硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,并向深部渗透,遇到深层ZnS(闪锌矿)(Ksp=1.6×10-24)和PbS(方铅矿)(Ksp=8.0×10-28),便慢慢使它们转化为CuS (铜蓝) (Ksp=6.3×10-36)。
【典例5】(24-25高三上·天津河东·期末)下列过程对应的离子方程式正确的是
A.用溶液除气体:
B.溶液中滴加溶液:
C.溶液中通入少量:
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙:
【答案】D
【详解】A.是弱酸,不能拆成,正确离子方程式为,A错误;
B.溶液中含,与中的构成强氧化性环境,会将氧化为,生成沉淀(而非),反应为氧化还原反应,离子方程式为,B错误;
C.酸性强于,与反应时,不会解离为(因溶液呈弱酸性,保留分子形式),正确反应应为,C错误;
D.利用沉淀转化原理溶解度小于,与反应生成更难溶的,离子方程式,符合沉淀转化的书写规则(反应物、生成物均为沉淀,保留化学式),D正确;
故选D。
【变式5-1】(20-21高二上·天津·期末)用海水晒盐后的苦卤水生产金属的过程可表示如图:下列说法正确的是
A.反应的
B.电解熔融在阴极区获得金属
C.将溶液蒸干得到无水
D.常温下,溶于盐酸所得溶液中
【答案】B
【详解】A.由题给化学方程式可知,反应的平衡常数,A错误;
B.电解熔融时,在阴极得到电子,发生还原反应生成金属镁,B正确;
C.是强酸弱碱盐,在溶液中能发生水解反应生成和,蒸干过程中,受热挥发,使的水解平衡趋于完全,最终得到,无法得到,C错误;
D.水的离子积常数,温度不变,水的离子积常数不变,则常温下,溶于盐酸所得溶液中,D错误;
故选B。
【变式5-2】(23-24高二上·天津·期末)锅炉水垢是一种安全隐患,为除去水垢中的,可先用溶液处理,很容易使之转化为,再用酸除去,下列说法错误的是
A. B.沉淀转化的难易与溶解度大小有关
C.转化反应的平衡常数 D.沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动
【答案】C
【详解】A.由题意可知,水垢中的硫酸钙转化为碳酸钙发生的反应为微溶的硫酸钙与碳酸钠溶液反应生成难溶的碳酸钙和硫酸钠,说明碳酸钙的溶度积小于硫酸钙,故A正确;
B.沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动,平衡向生成溶解度更小的物质的方向移动,所以沉淀转化的难易与溶解度大小有关,故B正确;
C.由题意可知,水垢中的硫酸钙转化为碳酸钙发生的反应为微溶的硫酸钙与碳酸钠溶液反应生成难溶的碳酸钙和硫酸钠,反应的离子方程式为,反应的平衡常数K===,故C错误;
D.沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动,平衡向生成溶解度更小的物质的方向移动,故D正确;
故选C。
【变式5-3】(22-23高二上·天津红桥·期末)一定温度下,体系中,和的关系如图所示。下列说法正确的是
A.a、b、c三点对应的相等
B.AgCl在c点的溶解度比b点的大
C.AgCl溶于水形成的饱和溶液中,
D.b点的溶液中加入固体,沿曲线向c点方向变化
【答案】A
【详解】A.温度一定,Ksp大小不变,曲线上a、b、c三点对应的Ksp相等,A正确;
B.c(Cl-)或c(Ag+)越大,抑制AgCl的溶解程度越大,使其溶解度降低程度越大,c点时c(Cl-)大,所以c点的溶解度比b点的小,B错误;
C.AgCl溶于水形成的饱和溶液中有AgCl(s)=Ag+ (aq) + Cl-(aq),所以 c(Ag+) = c(Cl-),C错误;
D.b点的溶液中加入AgNO3固体,则c(Ag+)变大,由于Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),所以溶液中c(Cl-)相应减小,即沿曲线向a点方向变化,D错误;
故选A。
题型06 溶度积常数的相关计算
1.溶液中离子浓度的计算
如Ksp=a的AgCl饱和溶液中:c(Ag+)=c(Cl-)= mol/L。
2.沉淀完全的条件的计算与判断:
以Fe(OH)3为例,可计算Fe3+完全沉淀时所需控制的溶液pH:
Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,当c(Fe3+)=1×10-5mol/L时沉淀完全,此时c3(OH-)= =2.8×10-34,c(OH-)=≈6.54×10-12mol/L,c(H+)≈1.53×10-3mol/L,则pH≈2.8,故Fe3+在pH≈2.8时沉淀完全。
3.沉淀转化反应平衡常数的计算
如对于反应AgCl(s) + I-(aq) ⇌ AgI(s) + Cl-(aq),
Ksp(AgCl) = c(Ag+)·c(Cl-) Ksp(AgI)= c(Ag+)·c(I-)
则该反应的平衡常数K= = =
4.生成沉淀的先后顺序的判断
可根据Ksp分别求出要使这些离子沉淀所需试剂离子的浓度,所需试剂离子的浓度越小,则对应的离子先沉淀。
【典例6】(24-25高三上·天津·期末)常温下,向溶液中滴加溶液的滴定曲线如图所示。
已知:,,常温下;,。下列说法中正确的是
A.常温下,的水解常数约为
B.时,的约为
C.的过程中,水的电离度一直在减小
D.向中加入足量固体,产生沉淀
【答案】B
【详解】A.常温下,在溶液中存在水解平衡:,水解常数:,A错误;
B.反应的平衡常数:,B正确;
C.E点发生CuCl2+Na2S=CuS↓+2NaCl,溶质为CuCl2和NaCl,Cu2+水解促进水的电离,F点CuCl2和Na2S恰好完全反应,溶质为NaCl,对水的电离无影响,G点Na2S过量,溶质为NaCl和Na2S,S2-发生水解,促进水的电离,因此该过程中水的电离度先减小后增大,C错误;
D.根据C选项分析,F点Na2S和CuCl2恰好完全反应,溶液中c(Cu2+)=c(S2-)=10-17.6mol/l,Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=10-35.2<Ksp(FeS),因此向FeSO4溶液中加入CuS固体,不会产生FeS沉淀,D错误;
答案选B。
【变式6-1】(22-23高二上·天津·期中)已知及表中有关信息:
弱酸
电离平衡常数(常温)
;
下列判断正确的是
A.向溶液中滴入酚酞,溶液变红,主要原因是
B.常温时,与混合溶液的,则
C.溶液中:
D.的溶液与溶液等体积混合出现沉淀,则溶液的浓度一定是
【答案】C
【详解】A.向溶液中滴入酚酞,溶液变红,说明溶液显碱性,发生水解,水解方程式为,A项错误;
B.常温时,与混合溶液的,说明,,的电离平衡常数,因而,B项错误;
C.溶液中存在电荷守恒,存在物料守恒,二者联立后得,C项正确;
D.将的溶液与溶液等体积混合后,,而,可得,则原溶液中,D项错误;
答案选C。
【变式6-2】(24-25高二上·天津·期末)时,向溶液中通入氨气,测得溶液中的与之间的变化曲线如图所示,已知,忽略反应过程中溶液体积的变化。下列说法错误的是
A.a点溶液满足: B.b点溶液中有沉淀产生
C.c点溶液满足: D.
【答案】C
【详解】A.a点溶液中,溶液呈碱性,根据电荷守恒关系式,故, A正确;
B.b点溶液与a点相比较,相同,大于沉淀溶解平衡时的浓度,有Mg(OH)2沉淀产生, B正确;
C.c点溶液中,,, C错误;
D.c点溶液中,,根据c点数据可计算出,D正确;
故答案为:C。
【变式6-3】(22-23高二上·天津·期末)已知。按下列图示进行实验,下列说法正确的是
A.溶液中存在:
B.反应正向进行,需满足
C.过滤后所得清液中一定存在:
D.滤渣中加入醋酸发生反应的离子方程式:
【答案】C
【详解】A.0.5 mol⋅L溶液中存在质子守恒:,A错误;
B.该反应的平衡常数,当浓度商时,反应正向进行,B错误;
C.上层清液为碳酸钙的饱和溶液,所以清液中满足,C正确;
D.醋酸为弱酸,不能拆成离子形式,正确的离子方程式为CaCO3+2CH3COOH=2CH3COO-+Ca2++CO2↑+H2O,D错误;
故答案选C。
题型07 沉淀溶解平衡图像
1.难溶盐的c(Bn+)~c(An-)图像[以BaSO4的沉淀溶解平衡为例分析]
(1)a、c均为曲线上的点,Q=Ksp,a点,c(Ba2+)>c(S),c点,c(Ba2+)=c(S)。
(2)b点在曲线的上方,Q>Ksp,溶液处于过饱和状态,有沉淀析出,直至Q=Ksp。
(3)d点在曲线的下方,Q<Ksp,为不饱和溶液,还能继续溶解BaSO4。
(4)m点c(Ba2+)=c(S),大于c点二者的浓度,因而m点与c点溶液的温度不同。
2.pc(Rn+)~pc(Xn-)图像
一定温度下,纵、横坐标均为沉淀溶解平衡粒子浓度的负对数,如图。
已知:pM=-lg c(M)(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+),p(C)=-lg c(C)。
①横坐标数值越大,c(C)越小;②纵坐标数值越大,c(M)越小;③直线上方的点为不饱和溶液;④直线上的点为饱和溶液;⑤直线下方的点表示有沉淀生成;⑥直线上任意一点,坐标数值越大,其对应的离子浓度越小。
【典例7】(23-24高二上·天津·期末)时,三种沉淀溶解平衡体系中相应离子浓度关系如图,表示。下列说法正确的是
A.w点表示的不饱和溶液、的过饱和溶液
B.
C.沉淀转化反应的平衡常数
D.向悬浊液中加入固体,的沉淀溶解平衡逆向移动,变小
【答案】B
【分析】在时,与轴平衡线画一条平行线,,,则,以此分析作答。
【详解】A.点离子积常数大于,对于是过饱和溶液,点离子积常数小于,对于是不饱和溶液,A错误;
B.根据分析,,B正确;
C.反应平衡常数,根据图中信息得到,,,C错误;
D.受温度影响,与离子浓度无关,D错误;
故选B。
【变式7-1】(23-24高二·天津·期末)在T℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知T℃时AgCl的Ksp=4×10-10,下列说法不正确的是
A.在T℃时,AgBr的Ksp为4.9×10-13
B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点
C.图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D.在T℃时,AgCl(s)+Br-(aq)⇌AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K≈816
【答案】B
【详解】A.由图中c点可知AgBr的Ksp=7.0×10-7×7.0×10-7=4.9×10-13,故A正确;
B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后,c(Br-)增大,溶解平衡逆向移动,c(Ag+)减小,仍为饱和溶液,所以不可以使溶液由b点到c点,c点为过饱和溶液,故B错误;
C.图中a点对应的Qc<Ksp,则为AgBr的不饱和溶液,故C正确;
D. 反应AgCl(s)+Br-(aq)⇌AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数为:K=≈816,故D正确。
答案选B。
【变式7-2】(22-23高二上·天津·期末)某温度下,向10mL溶液中滴加的溶液,滴加过程中与溶液体积的关系如图所示。已知:,该温度下,。下列有关说法正确的是
A.溶液中:
B.a、b、c三点对应的溶液中,水的电离程度最大的为b点
C.向100mL、均为的混合溶液中逐滴加入的溶液,先沉淀
D.该温度下,
【答案】D
【详解】A.溶液中,根据物料守恒可知:,A错误;
B.a点溶质主要是,c点溶质主要是,Cu2+或S2﹣均能水解,水解时能促进水的电离,b点溶质主要是NaCl,水的电离没有被促进,所以b点水的电离程度最小,B错误;
C.由D可知,K(ZnS)>K(CuS),同浓度的 Zn2+、Cu2+混合溶液中逐滴加入溶液时, Cu2+先沉淀,C错误;
D.由题图可知,当V(Na2S溶液)=10mL时,与恰好完全反应,此时c(Cu2+)=c(S2﹣)=10-17.7mol·L-1,则K(CuS)=c(Cu2+)·c(S2﹣)=10-17.7×10-17.7=10-35.4,约为4×10-36,D正确;
故选D。
【变式7-3】(23-24·高二上·天津·期末)室温下,体系中各含碳微粒的物质的量分数与pH的关系如图1所示。在的体系中,研究在不同pH时的可能产物,与pH的关系如图2所示。曲线Ⅰ的离子浓度关系符合,曲线Ⅱ的离子浓度关系符合。下列说法正确的是
A.由M点可求得
B.的体系中:
C.Q点的体系中,发生反应
D.P点的体系中,
【答案】D
【分析】图1表示体系,随着pH的逐渐减小,溶液中逐渐减小,先增大后减小,逐渐增大,当pH=6.37时,两曲线交点表示溶液中,当pH=10.25时,两曲线交点表示溶液中,由此可算出对应的电离平衡常数;图2中图像的纵坐标是,数值从下往上在增大,也即是从下往上在减小,因此位于曲线上方离子浓度小的点是未生成该沉淀,位于曲线下方离子浓度大的点会生成该沉淀,据此分析。
【详解】A.根据图1可知N点pH=10.25时,溶液中,则, A错误;
B.从图1可知时, , B错误;
C.根据图2可知点对应pH=8,该点位于Mg(OH)2曲线(Ⅱ)的上方,曲线(Ⅰ)的下方;根据图1可知,pH=8时,溶液中主要含碳微粒是碳酸氢根离子,图2中图像的纵坐标是,数值从下往上在增大,也即是从下往上在减小,因此位于曲线上方离子浓度小的点是未生成该沉淀,位于曲线下方离子浓度大的点会生成该沉淀,因此会生成碳酸镁沉淀,因此反应的离子方程式为, C错误;
D.图2可以看出点pH=11、时,该点位于曲线I、Ⅱ的上方,不会生成碳酸镁沉淀和氢氧化镁沉淀,,根据物料守恒,溶液中,D正确;
故答案为:D。
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