2019高考化學(xué) 平衡類問題攻略 專題04 沉淀溶解平衡.doc
《2019高考化學(xué) 平衡類問題攻略 專題04 沉淀溶解平衡.doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019高考化學(xué) 平衡類問題攻略 專題04 沉淀溶解平衡.doc(10頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
攻略04 沉淀溶解平衡1溶度積的相關(guān)計算(1)溶度積和離子積以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm(aq)為例:溶度積離子積概念沉淀溶解的平衡常數(shù)溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積符號KspQc表達(dá)式Ksp(AmBn)=cm(An+)cn(Bm),式中的濃度都是平衡濃度Qc(AmBn)=cm(An+)cn(Bm),式中的濃度是任意濃度應(yīng)用判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解:QcKsp:溶液過飽和,有沉淀析出;Qc=Ksp:溶液飽和,處于平衡狀態(tài);QcKsp:溶液未飽和,無沉淀析出。(2)已知溶度積求溶解度以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq)為例,已知Ksp,則飽和溶液中c(Ag+)=c(Cl)=,結(jié)合溶液體積即可求出溶解的AgCl的質(zhì)量,利用公式=即可求出溶解度。(3)已知溶解度求溶度積已知溶解度S(因為溶液中溶解的電解質(zhì)很少,所以溶液的密度可視為1 gcm3),則100 g水即0.1 L溶液中溶解的電解質(zhì)的質(zhì)量m為已知,則1 L溶液中所含離子的物質(zhì)的量(離子的物質(zhì)的量濃度)便可求出,利用公式即可求出Ksp。(4)兩溶液混合是否會產(chǎn)生沉淀或同一溶液中可能產(chǎn)生多種沉淀時判斷產(chǎn)生沉淀先后順序的問題,均可利用溶度積的計算公式或離子積與濃度積的關(guān)系加以判斷。2溶度積的應(yīng)用(1)沉淀的生成原理:當(dāng)QcKsp時,難溶電解質(zhì)的溶解平衡向左移動,就會生成沉淀。方法:調(diào)節(jié)pH法。如工業(yè)原料氯化銨中含雜質(zhì)氯化鐵,使其溶解于水中,再加入氨水調(diào)節(jié)pH至78,可使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去。反應(yīng)的離子方程式為Fe3+3NH3H2OFe(OH)3+3。加沉淀劑法。如以Na2S、H2S等作沉淀劑,使金屬離子如Cu2+、Hg2+等生成極難溶的硫化物CuS、HgS等,也是分離、除雜常用的方法。反應(yīng)的離子方程式為Cu2+S2CuS,Cu2+H2SCuS+2H+;Hg2+S2HgS,Hg2+H2SHgS+2H+。(2)沉淀的溶解原理:當(dāng)QcKsp時,難溶電解質(zhì)的溶解平衡向右移動,沉淀就會溶解。化學(xué)方法溶解沉淀的原理是:使沉淀溶解平衡向著溶解的方向移動。常用的方法有:堿溶解法。如用NaOH溶液溶解Al(OH)3,化學(xué)方程式為NaOH+Al(OH)3NaAlO2+2H2O。鹽溶解法。除了酸、堿可以溶解難溶電解質(zhì),某些鹽溶液也可用來溶解沉淀。如NH4Cl溶液可溶解Mg(OH)2。配位溶解法。在難溶物中加入配位劑,因形成配合物而降低難溶物的某種離子濃度,使平衡右移,沉淀溶解。氧化還原溶解法。有些金屬硫化物(CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸,只能溶于氧化性酸,通過減小c(S2)而達(dá)到沉淀溶解的目的。如3CuS+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+3S+2NO+4H2O。(3)沉淀的轉(zhuǎn)化實質(zhì):沉淀溶解平衡的移動。條件:兩種沉淀的溶度積不同,溶度積大的可以轉(zhuǎn)化為溶度積小的。應(yīng)用:鍋爐除垢、礦物轉(zhuǎn)化等。題型一 沉淀溶解平衡的移動方向判斷已知Ag2SO4的Ksp為2.0105,將適量Ag2SO4固體溶于100 mL水中至剛好飽和,該過程中Ag+和濃度隨時間變化關(guān)系如下圖飽和Ag2SO4溶液中c(Ag+)=0.034 molL1。若t1時刻在上述體系中加入100 mL 0.020 molL1 Na2SO4溶液,下列示意圖中,能正確表示t1時刻后Ag+和SO濃度隨時間變化關(guān)系的是【答案】B【解析】Ag2SO4剛好為100 mL的飽和溶液,因為c(Ag+)=0.034 molL1,所以c()=0.017 molL1;當(dāng)加入100 mL 0.020 molL1 Na2SO4溶液后,c()=0.018 5 molL1,c(Ag+)=0.017 molL1(此時QcKsp)。由計算可知選B。 沉淀溶解平衡及其影響因素的理解(1)沉淀溶解平衡是化學(xué)平衡的一種,沉淀溶解平衡的移動也同樣遵循勒夏特列原理。(2)沉淀溶解達(dá)到平衡時,再加入該難溶物對平衡無影響。(3)難溶電解質(zhì)的溶解過程有的是吸熱過程,有的是放熱過程。(4)由于沉淀的生成取決于Qc與Ksp的相對大小,而溶解度與相對分子質(zhì)量有關(guān),有可能溶解度大的轉(zhuǎn)化為溶解度小的。(5)用沉淀法除雜不可能將雜質(zhì)離子全部通過沉淀除去。一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1 105 molL1時,沉淀已經(jīng)完全。 1常溫下,取一定量的PbI2固體配成飽和溶液,T時刻改變某一條件,離子的濃度變化如圖所示(注:第一次平衡時c(I)=2103 molL1,c(Pb2+)=1103 molL1),下列有關(guān)說法正確的是A常溫下,PbI2的Ksp=2106B溫度不變,向PbI2飽和溶液中加入少量硝酸鉛濃溶液,PbI2的溶解度不變,Pb2+濃度不變C常溫下Ksp(PbS)=81028,向PbI2的懸濁液中加入Na2S溶液,PbI2(s)+S2(aq)PbS(s)+2I(aq)反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為51018DT時刻改變的條件是升高溫度,PbI2的Ksp增大【答案】C【解析】由Ksp=c(Pb2+)c2(I)=1103(2103)2=4109,A錯誤;由于硝酸鉛是強電解質(zhì),完全電離產(chǎn)生Pb2+,溫度不變,PbI2的溶度積不變,但Pb2+濃度增大,B錯誤;PbI2(s)+S2(aq) PbS(s)+2I(aq)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c2(I)/c(S2)=Ksp(PbI2)/Ksp(PbS)=4109/81028=51018,C正確;T時刻若改變的條件是升高溫度,c(Pb2+)、c(I)均呈增大趨勢,D錯誤。題型二 利用沉淀溶解平衡解決除雜和提純問題利用水鈷礦主要成分為Co2O3和Co(OH)3,還有少量Fe2O3、Al2O3、MnO等制取CoCl26H2O的工藝流程如圖所示:已知:浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等:部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表:沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2開始沉淀2.77.67.64.07.7完全沉淀3.79.69.25.29.8(1)寫出浸出過程中Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。(2)NaClO3的作用是 。(3)加Na2CO3調(diào)pH至5.2所得沉淀為。(4)萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖所示。萃取劑的作用是;其使用的適宜pH范圍是(填字母)。A.2.02.5B.3.03.5C.4.04.5(5)為測定粗產(chǎn)品中CoCl26H2O含量,稱取一定質(zhì)量的粗產(chǎn)品溶于水,加入足量AgNO3溶液,過濾、洗滌,將沉淀烘干后稱其質(zhì)量。通過計算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中CoCl26H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%,其原因可能是(任答一條即可)?!敬鸢浮浚?)Co2O3+4H+2Co2+2H2O(2)將Fe2+氧化成Fe3+(3)Fe(OH)3、Al(OH)3(4)除去溶液中的Mn2+B(5)粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物或晶體失去部分結(jié)晶水【解析】(1)浸出過程中,Co2O3具有強氧化性,而具有強還原性,兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Co2+和,離子方程式為Co2O3+4H+2Co2+2H2O。(2)由于浸出液含有Fe2+,為了使鐵元素分離出來,依據(jù)題給表中信息知Fe(OH)3開始沉淀的pH較小,故將加入NaClO3把Fe2+氧化成Fe3+。(3)從表中數(shù)據(jù)可以看出,當(dāng)加Na2CO3調(diào)pH至5.2時,所得沉淀為Fe(OH)3、Al(OH)3。(4)根據(jù)題給的萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系圖,利用萃取的方法可以把Mn2+提取出來而除去,即萃取劑的作用是除去溶液中的Mn2+;當(dāng)pH=3.5,萃取率已很高,故其使用的適宜pH范圍是3.03.5,即B項符合題意。(5)由于粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物,造成AgCl沉淀質(zhì)量增加,按此計算所得粗產(chǎn)品中CoCl26H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能大于100%,也可能是在沉淀烘干過程中晶體已失去部分結(jié)晶水,使粗產(chǎn)品的質(zhì)量減少所致。 1溶度積的計算(1)已知溶度積求溶液中的某種離子的濃度,如Ksp=a的飽和AgCl溶液中c(Ag+)= molL1。(2)已知溶度積、溶液中某離子的濃度,求溶液中的另一種離子的濃度,如某溫度下AgCl的Ksp=a,在0.1 molL1的NaCl溶液中加入過量的AgCl固體,達(dá)到平衡后c(Ag+)=10a molL1。2判斷沉淀的生成、溶解及轉(zhuǎn)化通過比較溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積離子積Qc與Ksp的相對大小,可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下沉淀能否生成、溶解或轉(zhuǎn)化。兩溶液混合是否會產(chǎn)生沉淀或同一溶液中可能會產(chǎn)生多種沉淀時,判斷產(chǎn)生沉淀先后順序問題,均可利用溶度積的計算公式或離子積與溶度積的關(guān)系加以判斷。 1海水中含有豐富的鎂資源。某同學(xué)設(shè)計了從模擬海水中制備MgO的實驗方案:模擬海水中的離子濃度/(molL1)Na+Mg2+Ca2+ClHCO3-0.4390.0500.0110.5600.001注:溶液中某種離子的濃度小于1.0105 molL1,可認(rèn)為該離子不存在;實驗過程中,假設(shè)溶液體積不變。Ksp(CaCO3)=4.96109,Ksp(MgCO3)=6.82106,KspCa(OH)2=4.68106,KspMg(OH)2=5.611012。下列說法不正確的是A沉淀物X為CaCO3、MgCO3B濾液M中存在Mg2+、Ca2+C濾液N中存在Ca2+,沒有Mg2+D步驟中若改為加入4.2 g NaOH固體,沉淀物Y為 Mg(OH)2,沒有Ca(OH)2【答案】A【解析】步驟,從題給的條件,可知n(NaOH)=0.001 mol,當(dāng)1 L模擬海水中,加入0.001 moL NaOH時,OH恰好與完全反應(yīng)生成0.001 mol ,由于Ksp(CaCO3)Ksp(MgCO3),生成的與水中的Ca2+反應(yīng)生成CaCO3沉淀:Ca2+CaCO3,故沉淀物X為CaCO3,A不正確;步驟中,由于只有0.001 mol,反應(yīng)生成 CaCO3所消耗的Ca2+也只有0.001 mol,濾液中還剩余 c(Ca2+)=0.010 molL1,所以濾液M中同時存在著Ca2+和Mg2+,B正確;步驟,當(dāng)濾液M中加入NaOH固體,調(diào)至pH=11.0時,此時濾液中c(OH)=1103 molL1。則QcCa(OH)2=c(Ca2+)(103)2=0.010(103)2=108KspMg(OH)2,有Mg(OH)2沉淀生成,又由于KspMg(OH)2=c(Mg2+)(103)2=5.611012,c(Mg2+)=5.61106 molL1105 molL1,無剩余,濾液N中不存在Mg2+,C正確;步驟中若改為加入4.2 g NaOH固體,則 n(NaOH)=0.105 mol,與0.05 moL Mg2+反應(yīng):Mg2+2OHMg(OH)2,生成0.05 mol Mg(OH)2,剩余 0.005 mol OH,由于QcCa(OH)2=c(Ca2+)c2(OH)=0.010(0.005)2=2.5107KspCa3(AsO4)2,Ca3(AsO4)2才開始沉淀 2.510-3【解析】(1)c(H2SO4)= =0.3 molL-1。(2)c()=molL-1=5.710-17 molL-1。(3)利用化合價升降原理配平相關(guān)方程式,即可得出離子方程式為2H+MnO2+H3AsO3H3AsO4+Mn2+H2O。(4)由于H2SO4是強酸,廢水中c(SO42-)較大,所以當(dāng)pH=2時,生成的沉淀為CaSO4。H3AsO4為弱酸,當(dāng)pH較小時,抑制了H3AsO4的電離,c()較小,不易形成Ca3(AsO4)2沉淀,當(dāng)pH8時,的濃度增大,容易形成Ca3(AsO4)2沉淀。H3AsO4的第一步電離為H3AsO4H+H2AsO4-,第二步電離為H2AsO4-H+ ,第三步電離為H+,Ka3=。 第一步水解的平衡常數(shù)Kh= = = =2.510-3。題型三 沉淀溶解平衡與溶液中其他平衡的綜合應(yīng)用已知:25 時,弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù):Ka(CH3COOH)=1.810-5 molL-1,Ka(HSCN)=0.13 molL-1;難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù):Ksp(CaF2)=1.510-10 mol3L-3。25 時,2.010-3 molL-1氫氟酸中,調(diào)節(jié)溶液的pH(忽略體積變化),得到c(HF)、c(F-)隨溶液pH的變化如圖所示:請根據(jù)以上信息回答下列問題:(1)25 時,將20 mL 0.10 molL-1 CH3COOH溶液和20 mL 0.10 molL-1 HSCN溶液分別與20 mL 0.10 molL-1 NaHCO3溶液混合,實驗測得產(chǎn)生的氣體體積(V)隨時間(t)變化的示意圖如圖所示。反應(yīng)初始階段,兩種溶液產(chǎn)生CO2氣體的速率存在明顯差異的原因是,反應(yīng)結(jié)束后所得兩溶液中,CH3COO-SCN-(填“”、“”或“=”)。(2)25 時,HF的電離平衡常數(shù)的數(shù)值Ka,列式并說明得出該平衡常數(shù)的理由。(3)4.010-3molL-1HF溶液與4.010-4molL-1CaCl2溶液等體積混合,調(diào)節(jié)混合液的pH為4.0(忽略調(diào)節(jié)時混合液體積的變化),通過列式計算說明是否有沉淀產(chǎn)生?!敬鸢浮浚?)HSCN的酸性比CH3COOH的強,其溶液中H+較大Ksp(CaF2),有沉淀產(chǎn)生。【解析】由題給數(shù)據(jù)可知,相同條件下,HSCN的酸性比CH3COOH的強,則等體積、等濃度時,HSCN溶液中的H+比CH3COOH溶液中的大,反應(yīng)速率大,最終均與NaHCO3完全反應(yīng),得到CH3COONa溶液和NaSCN溶液,酸性越弱,弱酸酸根離子的水解程度越大,所以反應(yīng)后的溶液中,CH3COO-SCN-。 解答溶液綜合性問題時,首先明確涉及哪些知識;其次它們之間有何聯(lián)系;第三結(jié)合題給信息進行靈活應(yīng)答。 1已知難溶性物質(zhì)K2SO4MgSO42CaSO4在水中存在如下平衡:K2SO4MgSO42CaSO4(s)2Ca2+(aq)+2K+(aq)+Mg2+(aq)+4(aq),不同溫度下,K+的浸出濃度與溶浸時間的關(guān)系如圖所示,則下列說法錯誤的是A.向該體系中加入NaOH飽和溶液,溶解平衡向右移動B.向該體系中加入碳酸鈉飽和溶液,溶解平衡向右移動C.升高溫度,反應(yīng)速率增大,平衡向右移動D.該平衡的Ksp=c(Ca2+)c(K2+)c(Mg2+)c()【答案】D【解析】A項,已知K2SO4MgSO42CaSO4(s)2Ca2+(aq)+2K+(aq)+Mg2+(aq)+4 (aq),加入NaOH飽和溶液,OH-和Mg2+結(jié)合生成Mg(OH)2沉淀,c(Mg2+)減小,溶解平衡右移,正確;B項,加入碳酸鈉飽和溶液,和Ca2+結(jié)合生成CaCO3沉淀,c(Ca2+)減小,溶解平衡右移,正確;C項,由圖可知,升高溫度,反應(yīng)速率增大,且c(K+)增大,說明平衡右移,正確;D項,K2SO4MgSO42CaSO4(s)2Ca2+(aq)+2K+(aq)+Mg2+(aq)+4(aq),則該平衡的Ksp=c2(Ca2+)c2(K+)c(Mg2+)c4(),錯誤。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請點此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標(biāo),表示該PPT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計者僅對作品中獨創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 2019高考化學(xué) 平衡類問題攻略 專題04 沉淀溶解平衡 2019 高考 化學(xué) 平衡 問題 攻略 專題 04 沉淀 溶解
鏈接地址:http://www.szxfmmzy.com/p-6369762.html