3.4.1 难溶电解质的沉淀溶解平衡 课后达标素养提升-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步教参(人教版)
2026-09-01
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摘要:
**基本信息**
聚焦沉淀溶解平衡,分层设计从概念理解到综合应用,适配新授课知识巩固与科学思维培养。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础层|沉淀溶解平衡本质、Ksp概念|选择题(1-4题)强化化学观念,如电解质判断、平衡移动方向|
|提升层|影响平衡因素、Ksp简单计算|填空题(8题)训练科学思维,如离子浓度计算、溶度积应用|
|综合层|多体系比较、实验探究|实验分析题(12题)融合科学探究,如电导率测定、滴定计算|
内容正文:
1.下列有关CaCO3的沉淀溶解平衡的说法不正确的是( )
A.CaCO3沉淀析出和沉淀溶解不断进行,但速率相等
B.CaCO3难溶于水,其饱和溶液不导电,属于弱电解质
C.升高温度,CaCO3的溶解度增大
D.向含CaCO3沉淀的溶液中加入纯碱固体,CaCO3 溶解的量减少
解析:选B。CaCO3难溶于水,其饱和溶液几乎不导电,但是溶解的碳酸钙能够完全电离,属于强电解质,B错误。
2.在一定温度下,Fe(OH)3固体在水溶液中存在平衡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
解析:选A。加少量水,Fe(OH)3固体减少,仍得到相同温度下的饱和溶液,c(Fe3+)不变,A符合题意;加入少量盐酸,Fe(OH)3固体减少,所得溶液中c(Fe3+)增大,B不符合题意;加入少量FeCl3,所得溶液中c(Fe3+)增大,Fe(OH)3固体增多,C不符合题意;升高温度,Fe(OH)3溶解度增大,Fe(OH)3固体减少,所得溶液中c(Fe3+)增大,D不符合题意。
3.(2026·开封高二期末)石灰水是实验室中常用的一种化学试剂,其在室温下的溶度积Ksp[Ca(OH)2]=4.7×10-6,在不同温度下的溶解度变化如下图所示。下列有关饱和澄清石灰水的说法错误的是( )
A.Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)·c2(OH-)
B.加入少量CaCl2粉末,溶液变浑浊
C.在空气中敞口久置只析出Ca(OH)2
D.水浴加热,溶液变浑浊
解析:选C。饱和澄清石灰水中存在Ca(OH)2的沉淀溶解平衡Ca(OH)2(s)⥫⥬Ca2+(aq)+2OH-(aq)。Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)·c2(OH-),A正确;加入少量CaCl2粉末,c(Ca2+)增大,沉淀溶解平衡逆向移动,析出Ca(OH)2,溶液变浑浊,B正确;饱和澄清石灰水在空气中敞口久置,水分挥发使Ca(OH)2析出,Ca(OH)2与空气中的CO2反应生成CaCO3沉淀,因此在空气中敞口久置析出Ca(OH)2和CaCO3,C错误;由题图可知,Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小,故加热饱和澄清石灰水,溶液变浑浊,D正确。
4.(2026·广州高二月考)已知25 ℃时,AgCl的溶度积Ksp=1.8×10-10。下列说法正确的是( )
A.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,Ksp变大
B.AgNO3与NaCl混合后的溶液中,一定有c(Ag+)=c(Cl-)
C.温度一定时,当溶液中c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp时,此溶液中必有AgCl沉淀析出
D.Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),所以S(AgI)<S(AgCl)
解析:选D。Ksp只与温度有关,温度不变,Ksp不变,A项错误;混合后Ag+或Cl-可能有剩余,不一定有c(Ag+)=c(Cl-),B项错误;Q=Ksp时,沉淀与溶解处于平衡状态,没有AgCl沉淀析出,C项错误;难溶电解质的类型相同时,溶度积越小,溶解度也越小,D项正确。
5.将BaCO3形成的悬浊液均分成四份,若分别加入①50 mL 0.2 mol·L-1Na2CO3溶液、②100 mL水、③50 mL 0.01 mol·L-1 BaCl2溶液、④100 mL 0.01 mol·L-1盐酸后,BaCO3 仍有剩余。则各分散系中BaCO3固体的质量由大到小的顺序为( )
A.①③②④ B.③④①②
C.④③①② D.②①④③
解析:选A。BaCO3的溶解度很小,其悬浊液中存在沉淀溶解平衡BaCO3(s)⥫⥬Ba2+(aq) +CO(aq),当加入CO或Ba2+时会使沉淀溶解平衡逆向移动,析出沉淀;当加入能与CO或Ba2+反应的物质或水时会使沉淀溶解平衡正向移动。①加入50 mL 0.2 mol·L-1Na2CO3溶液时,溶液中CO的浓度增大,沉淀溶解平衡逆向移动,析出沉淀,溶液中固体增多;②加入100 mL水时,沉淀溶解平衡正向移动,溶液中剩余的固体减少;③加入50 mL 0.01 mol·L-1 BaCl2溶液时,溶液中Ba2+的浓度增大,沉淀溶解平衡逆向移动,析出沉淀,溶液中固体增多,但由于Ba2+的浓度比①中CO的浓度小,所以析出的固体比①中少;④加入100 mL 0.01 mol·L-1盐酸时,碳酸钡与盐酸反应,沉淀逐渐溶解,溶液中剩余的固体比②中少。综上所述,各分散系中BaCO3固体的质量由大到小的顺序为①③②④。
6.(2026·成都高二期末)已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17。将饱和AgI、AgCl溶液等体积混合(忽略溶液体积变化),下列叙述正确的是( )
A.混合溶液中c(I-)>c(Cl-)
B.会有极少量的黄色固体析出
C.Ksp(AgCl)将会减小
D.混合溶液中c(Cl-)大于饱和AgCl溶液中c(Cl-)的
解析:选B。由题中给出的Ksp数值可知,在相同条件下,氯化银比碘化银的溶解能力强,故c(I-)<c(Cl-),A错误;混合液中,由于氯化银比碘化银的溶解能力强,因此相对于平衡AgI(s)⥫⥬Ag+(aq)+I-(aq)而言,氯化银的溶解使银离子浓度增大,AgI的沉淀溶解平衡左移,会有极少量黄色固体碘化银析出,B正确;Ksp只与温度有关,温度不变,Ksp(AgCl)不变,C错误;将饱和碘化银、氯化银溶液等体积混合后,c(Ag+)和c(Cl-)均减小,不能生成AgCl沉淀,n(Cl-)不变,故混合溶液中c(Cl-)等于饱和AgCl溶液中c(Cl-)的,D错误。
7.常温下,在2 L含有物质的量均为0.1 mol的Ca2+、Mg2+的某溶液中,加入一定量的NaOH固体使溶液的pH=11,有沉淀生成,过滤。已知:Ksp[Ca(OH)2]=4.68×10-6,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,离子浓度小于10-5 mol·L-1时认为该离子已经除尽。下列说法正确的是( )
A.此沉淀是Mg(OH)2、Ca(OH)2的混合物
B.此沉淀只有Mg(OH)2
C.过滤后滤液中存在Ca2+、Mg2+
D.向原溶液中加入8.8 g NaOH固体时,Ca2+也不会转化为沉淀
解析:选B。加入NaOH固体调节pH=11,此时滤液中c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,Q[Ca(OH)2]=c(Ca2+)·c2(OH-)=0.05×(10-3)2=5×10-8<Ksp[Ca(OH)2],无Ca(OH)2沉淀生成,Q[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=0.05×(10-3)2=5×10-8>Ksp[Mg(OH)2],有Mg(OH)2沉淀生成,故A错误、B正确;在滤液中c(Mg2+)==5.61×10-6 mol·L-1<10-5 mol·L-1,已除尽,滤液中不存在Mg2+,故C错误;若向原溶液中加入8.8 g(0.22 mol)NaOH固体,NaOH与0.1 mol Mg2+反应消耗0.2 mol OH-,剩余0.02 mol OH-,Q[Ca (OH)2]=c(Ca2+)·c2(OH-)=0.05×0.012=5×10-6>Ksp[Ca(OH)2],所以有Ca(OH)2沉淀析出,故D错误。
8.已知25 ℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,Ksp(AgI)=8.5×10-17。
(1)25 ℃时,氯化银饱和溶液中,c(Cl-)=________,向其中加入NaCl固体,沉淀溶解平衡________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”),溶度积常数________(填“变大”“变小”或“不变”)。(提示:≈1.3)
(2)25 ℃时,若向50 mL 0.018 mol·L-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-1的盐酸,则混合后溶液中的c(Ag+)=________,pH=________。
(3)25 ℃时,取一定量含有I-、Cl-的溶液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl和AgI同时沉淀时,溶液中=________。
(4)将浓度均为4×10-3 mol·L-1的AgNO3溶液和K2CrO4溶液等体积混合,________(填“有”或“没有”)Ag2CrO4沉淀产生。
解析:(1)氯化银饱和溶液中c(Cl-)=c(Ag+)== mol·L-1≈1.3×10-5 mol·L-1。(2)n(AgNO3)=50×10-3 L×0.018 mol·L-1=9×10-4 mol,n(HCl)=50×10-3 L×0.020 mol·L-1=1×10-3 mol,两溶液混合发生反应AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3,HCl过量,剩余的HCl的物质的量为1×10-3 mol-9×10-4 mol=1×10-4 mol,故反应后的c(Cl-)==1×10-3 mol·L-1,c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,c(Ag+)=1.8×10-7 mol·L-1;H+未被消耗,c(H+)==1×10-2 mol·L-1,pH=2。(3)AgCl和AgI同时沉淀时,溶液中的c(Ag+)一定是相同的,所以===≈4.7×10-7。(4)浓度均为4×10-3 mol·L-1的AgNO3溶液和K2CrO4溶液等体积混合,c(Ag+)=2×10-3 mol·L-1,c(CrO)=2×10-3 mol·L-1,故Q(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO)=(2×10-3)2×2×10-3=8×10-9>Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,所以有Ag2CrO4沉淀产生。
答案:(1)1.3×10-5 mol·L-1 逆向移动 不变
(2)1.8×10-7 mol·L-1 2 (3)4.7×10-7 (4)有
9.(2026·淮北高二月考)黑色固体HgS的水溶性很差。已知:HgS+2H+⥫⥬Hg2++H2S的平衡常数K=10-30.8,Ksp(HgS)=10-51.8,Ksp(FeS)=10-17.2。下列有关说法错误的是( )
A.降低pH可以增大HgS的溶解量
B.可将H2S气体通入Hg2+水溶液中制备HgS
C.H2S的电离平衡常数的乘积Ka1·Ka2=10-20
D.用FeS除废水中的Hg2+:FeS(s)+Hg2+(aq)⥫⥬HgS(s)+Fe2+(aq),平衡常数K=1034.6
解析:选C。已知:HgS+2H+⥫⥬Hg2++H2S,降低pH,氢离子浓度增大,平衡正向移动,HgS的溶解量增大,故A正确;将H2S气体通入Hg2+水溶液中,发生反应H2S+Hg2+⥫⥬HgS+2H+,其平衡常数K′==1030.8≫105,说明该反应基本进行完全,可制备HgS,故B正确;H2S的电离平衡常数的乘积Ka1·Ka2====10-21,故C错误;用FeS除废水中的Hg2+:FeS(s)+Hg2+(aq)⥫⥬HgS(s)+Fe2+(aq),平衡常数K=====1034.6,故D正确。
10.(2026·许昌高二期末)已知I-的吸光度(A)与溶液中的c(I-)成正比,其标准曲线如下图所示。常温时,测得PbI2饱和溶液中I-的吸光度A=0.217,下列说法不正确的是( )
A.向PbI2悬浊液中加入少量水,c(I-)不变
B.PbI2饱和溶液中c(Pb2+)=8.4×10-4mol·L-1
C.PbI2的溶度积常数Ksp的数量级为10-10
D.测得40 ℃时PbI2饱和溶液中I-的吸光度A=0.343,说明PbI2的溶解为吸热过程
解析:选B。悬浊液是饱和的,加入少量水之后仍是饱和的,所以向PbI2悬浊液中加入少量水能促进PbI2溶解,但溶度积常数不变,所以c(I-)不变,故A正确;PbI2饱和溶液中c(I-)=8.4×10-4mol·L-1,c(Pb2+)=c(I-)=×8.4×10-4mol·L-1=4.2×10-4mol·L-1,溶度积常数Ksp=c2(I-)·c(Pb2+)=(8.4×10-4)2×4.2×10-4≈3.0×10-10,数量级为10-10,故B错误,C正确;常温时,测得PbI2饱和溶液中I-的吸光度A=0.217,40 ℃时,测得PbI2饱和溶液中I-的吸光度A=0.343,说明升高温度溶液中c(I-)增大,PbI2的沉淀溶解平衡正向移动,为吸热过程,故D正确。
11.(2026·张家界高二质检)已知25 ℃时,RSO4(s)+CO(aq)⥫⥬RCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K=1.75×104,Ksp(RCO3)=2.80×10-9。下列叙述正确的是( )
A.25 ℃时,RSO4的Ksp为4.90×10-5
B.将浓度均为6×10-5mol/L的RCl2、Na2CO3溶液等体积混合后可得到RCO3沉淀
C.向c(CO)=c(SO)的混合液中滴加RCl2溶液,首先析出RSO4沉淀
D.相同温度下,RCO3在水中的Ksp大于在Na2CO3溶液中的Ksp
解析:选A。反应RSO4(s)+CO(aq)⥫⥬RCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K====1.75×104,可得Ksp(RSO4)=1.75×104×Ksp(RCO3)= 1.75×104×2.80×10-9=4.90×10-5,A正确;溶液混合后体积变为原来的2倍,故混合后溶液中c(R2+)=3×10-5 mol/L,c(CO)=3×10-5 mol/L,Q(RCO3)=c(R2+)·c(CO)=9×10-10<Ksp(RCO3),不会产生RCO3沉淀,B错误;RSO4、RCO3属于同种类型的沉淀,Ksp(RSO4)>Ksp(RCO3),因此向c(CO)=c(SO)的混合液中滴加RCl2溶液,Ksp小的RCO3首先沉淀,C错误;Ksp只与温度有关,温度不变,Ksp不变,D错误。
12.(2026·上海杨浦区高二期末)水体中Cl-浓度过高会引发口感变差、肾脏负担增大、设备腐蚀及作物减产等问题,需检测与调控其浓度。可利用沉淀溶解平衡原理测定Cl-浓度。
Ⅰ.探究AgCl的沉淀溶解平衡。
利用传感器对AgCl溶液的电导率进行检测,步骤如下。
①用如图甲所示装置,测得100 mL蒸馏水的电导率为0。
②开启磁力搅拌器,向烧杯中加入1.435 g AgCl粉末。
③1 100 s时,向烧杯中再加入100 mL蒸馏水。
图乙是步骤②→③中烧杯内溶液电导率随时间变化的情况。
已知:电导率可近似表征溶液中离子浓度的大小,通常,同一体系中离子浓度越大,溶液电导率越高。
(1)结合化学用语,解释从0~1 000 s电导率先增大后趋于不变的原因:______________________________________________________
______________________________________________________。
(2)2 000 s时,下列操作能增大溶液电导率的是________(填字母)。
A.加快搅拌速率 B.通入HCl气体
C.再加入AgCl粉末
(3)1 100 s后,能说明AgCl再次达到溶解平衡的标志是________(填字母)。
A.电导率不变 B.固体质量不变
C.Ag+、Cl-浓度相等 D.溶液pH不变
(4)结合溶度积常数解释图中a、c两点电导率几乎相等的原因:______________________________________________________
______________________________________________________。
Ⅱ.测水体中Cl-的浓度。
取待测样品25.00 mL于锥形瓶中,加入2滴指示剂,用0.010 mol·L-1的AgNO3溶液进行滴定,恰好将Cl-沉淀完全时,记录消耗AgNO3溶液的体积,重复上述操作3次。数据如下。
序号
初读数(mL)
末读数(mL)
1
0.00
13.40
2
1.50
15.10
3
0.20
14.50
4
0.10
13.60
(5)根据上述实验数据,该水体中Cl-的浓度为________(填字母)mg·L-1。
A.191.7 B.1.917
C.194.5 D.1.945
(6)已知在25 ℃时两种银盐的颜色和Ksp见下表。
难溶盐
AgCl
Ag2CrO4
颜色
白色
砖红色
Ksp
1.8×10-10
2.0×10-12
用K2CrO4溶液做指示剂,滴定终点时的现象为______________________________________________________
______________________________________________________。
解析:(3)电导率不变,说明离子浓度不变,说明AgCl再次达到溶解平衡,故选A;固体质量不变,则溶液中离子浓度不变,说明AgCl再次达到溶解平衡,故选B;氯化银电离出的Ag+、Cl-浓度比始终为1∶1,Ag+、Cl-浓度相等,不能说明AgCl再次达到溶解平衡,故不选C;溶液pH不变,不能说明Ag+、Cl-浓度不变,不能说明AgCl再次达到溶解平衡,故不选D。(5)根据表格数据,第3次实验数据超出正常误差范围,舍去不用,根据第1、2、4三次实验数据,平均消耗AgNO3溶液的体积为mL=13.50 mL,n(Cl-)=n(Ag+)=0.010 mol·L-1×0.013 5 L=0.000 13 5 mol,该水体中Cl-的浓度为=191.7 mg·L-1。(6)用K2CrO4溶液做指示剂,滴定终点时有Ag2CrO4生成,滴定终点的现象为当加入最后半滴AgNO3溶液时,出现砖红色沉淀,且30 s内该沉淀不消失。
答案:(1)在水分子作用下,AgCl不断溶解,AgCl(s)⥫⥬Ag+(aq)+Cl-(aq),Ag+和Cl-浓度逐渐增大,溶液的电导率逐渐增大,当AgCl达到溶解平衡后,溶液中离子浓度不再改变,电导率不再改变 (2)B (3)AB (4)温度不变,Ksp不变,a、c点温度相同,溶液中c(Ag+)、c(Cl-)几乎相等,电导率几乎相等 (5)A (6)当加入最后半滴AgNO3溶液时,出现砖红色沉淀,且30 s内该沉淀不消失
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