第4節(jié)沉淀溶解平衡備考要點(diǎn)素養(yǎng)要求1.能用化學(xué)用語正確表示水溶液中的難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡。2.能通過實驗證明水溶液中存在的難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡,了解沉淀的生成、溶解與轉(zhuǎn)化。3.能利用離子積與溶度積常數(shù)的關(guān)系判斷溶液中難溶電解質(zhì)的沉淀和溶解情況。4.能綜合運(yùn)用離子反應(yīng)、化學(xué)平衡原理,舉例說明難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡在生產(chǎn)、科研和環(huán)保等領(lǐng)域中的應(yīng)用。1.變化觀念與平衡思想:運(yùn)用化學(xué)平衡原理分析,理解沉淀的生成、溶解與轉(zhuǎn)化,學(xué)會運(yùn)用變量控制的方法研究化學(xué)反應(yīng)。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:建立沉淀溶解平衡認(rèn)知模型,并能利用該模型判斷溶液中難溶電解質(zhì)的沉淀和溶解情況。3.科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任:通過沉淀溶解平衡在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的應(yīng)用,認(rèn)識化學(xué)對人類做出的重大貢獻(xiàn)。考點(diǎn)一沉淀溶解平衡必備知識自主預(yù)診知識梳理1.溶解平衡狀態(tài)(1)定義。沉淀溶解平衡狀態(tài)是指在一定溫度下,當(dāng)難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶于水形成飽和溶液時,速率和速率相等的狀態(tài)。

例如,在一定溫度下,當(dāng)AgCl溶于水形成溶液時,AgCl溶于水形成Ag+和Cl-的速率溶液中的Ag+和Cl-結(jié)合生成AgCl的速率的狀態(tài),屬于沉淀溶解平衡狀態(tài)。

(2)溶解平衡的建立。固體溶質(zhì)溶液中的溶質(zhì)①v(溶解)v(沉淀),固體溶解

②v(溶解)v(沉淀),溶解平衡

③v(溶解)v(沉淀),析出晶體

(3)特點(diǎn)。2.溶度積常數(shù)(1)溶度積與離子積。以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)為例類型溶度積濃度商定義沉淀溶解平衡常數(shù)溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積符號KspQ表達(dá)式Ksp(AmBn)=,式中的濃度都是平衡濃度

Q(AmBn)=,式中的濃度是任意時刻濃度

應(yīng)用判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解①Q(mào)>Ksp:溶液中有析出

②Q=Ksp:沉淀與溶解處于狀態(tài)

③Q<Ksp:溶液中沉淀析出

(2)Ksp的影響因素①內(nèi)因:難溶物質(zhì)本身的性質(zhì),這是決定因素。②外因。a.濃度:加水稀釋,平衡向方向移動,但Ksp。

b.溫度:絕大多數(shù)難溶物的溶解是過程,升高溫度,平衡向的方向移動,Ksp。

c.其他:向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶物質(zhì)、更難電離物質(zhì)或氣體的離子時,平衡向沉淀溶解的方向移動,但Ksp不變。微點(diǎn)撥(1)沉淀溶解平衡一般是吸熱的,溫度升高平衡右移,Ksp增大,但Ca(OH)2相反。(2)對于沉淀溶解平衡AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq),Ksp=[An+]m[Bm-]n,對于相同類型的物質(zhì),Ksp的大小反映了難溶電解質(zhì)在溶液中溶解能力的大小,也反映了該物質(zhì)在溶液中沉淀的難易。自我診斷1.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)升高溫度,沉淀溶解平衡一定正向移動。()(2)室溫下,AgCl在水中的溶解度小于在食鹽水中的溶解度。()(3)難溶電解質(zhì)達(dá)到沉淀溶解平衡時,增加難溶電解質(zhì)的量,平衡向溶解的方向移動。()(4)不可能使要除去的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1.0×10-5mol·L-1時,說明沉淀完全。()(5)在一定條件下,溶解度較小的沉淀也可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的沉淀。()(6)常溫下,向BaCO3的飽和溶液中加入Na2CO3固體,BaCO3的Ksp減小。()2.(1)濃縮液中主要含有I-、Cl-等離子。取一定量的濃縮液,向其中滴加AgNO3溶液,當(dāng)AgCl開始沉淀時,溶液中[I-][Cl-]為。已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10(mol·L-1)2,Ksp(AgI)=8.5×10(2)已知:Ksp[Al(OH)3]=1×10-33(mol·L-1)4,Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39(mol·L-1)4,pH=7.1時Mn(OH)2開始沉淀。室溫下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其濃度均小于1×10-6mol·L-1),需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為。

關(guān)鍵能力考向突破考向1難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡圖像分析【典例1】(2019全國2,12)絢麗多彩的無機(jī)顏料的應(yīng)用曾創(chuàng)造了古代繪畫和彩陶的輝煌。硫化鎘(CdS)是一種難溶于水的黃色顏料,其在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法錯誤的是()A.圖中a和b分別為T1、T2溫度下CdS在水中的溶解度B.圖中各點(diǎn)對應(yīng)的Ksp的關(guān)系為Ksp(m)=Ksp(n)<Ksp(p)<Ksp(q)C.向m點(diǎn)的溶液中加入少量Na2S固體,溶液組成由m沿mpn線向p方向移動D.溫度降低時,q點(diǎn)的飽和溶液的組成由q沿qp線向p方向移動思維建模明確圖像中縱、橫坐標(biāo)的含義理解圖像中線上的點(diǎn)、線外點(diǎn)的含義抓住Ksp的特點(diǎn),結(jié)合選項分析判斷對點(diǎn)演練1(2020山東泰安一模)已知:常溫下,Ksp(ZnS)=1.6×10-24(mol·L-1)2;pM=-lg[M2+](M2+為Cu2+或Zn2+)。常溫下,向10mL0.10mol·L-1CuCl2溶液中滴加0.10mol·L-1Na2S溶液,滴加過程中pM與Na2S溶液體積(V)的關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是()A.Ksp(CuS)的數(shù)量級為10-36B.a點(diǎn)溶液中:[Na+]>2([S2-]+[HS-]+[H2S])C.d點(diǎn)溶液中:[Na+]>[Cl-]>[S2-]>[H+]D.相同條件下,若用等濃度等體積的ZnCl2溶液代替上述CuCl2溶液,則反應(yīng)終點(diǎn)c向上移動考向2溶度積常數(shù)及其應(yīng)用【典例2】(1)(2020山東化學(xué),16節(jié)選)用軟錳礦(主要成分為MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制備高純MnCO3的工藝流程如下:已知:MnO2是一種兩性氧化物;25℃時相關(guān)物質(zhì)的Ksp見下表。物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2Ksp1×10-16.3mol3·L-31×10-38.6mol4·L-41×10-32.3mol4·L-41×10-12.7mol2·L-2回答下列問題:①凈化時需先加入的試劑X為(填化學(xué)式),再使用氨水調(diào)溶液的pH,則pH的理論最小值為(當(dāng)溶液中某離子濃度c≤1.0×10-5mol·L-1時,可認(rèn)為該離子沉淀完全)。

②碳化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

(2)(2020江蘇化學(xué),19節(jié)選)實驗室由煉鋼污泥(簡稱鐵泥,主要成分為鐵的氧化物)制備軟磁性材料α-Fe2O3。其主要實驗流程如下:鐵泥酸浸還原除雜沉鐵α-Fe2O3除雜:向“還原”后的濾液中加入NH4F溶液,使Ca2+轉(zhuǎn)化為CaF2沉淀除去。若溶液的pH偏低、將會導(dǎo)致CaF2沉淀不完全,其原因是[Ksp(CaF2)=5.3×10-9(mol·L-1)3,Ka(HF)=6.3×10-4mol·L-1]。

易錯警示(1)并非Ksp越小,其物質(zhì)的溶解度就越小。對于陰、陽離子個數(shù)比相同的難溶電解質(zhì),它們的溶解度可以直接用Ksp的大小來比較,Ksp越小,其物質(zhì)的溶解度就越小;而對于陰、陽離子的個數(shù)比不同的難溶電解質(zhì),它們的溶解度就不能直接用Ksp的大小來比較。(2)溶度積小的難溶電解質(zhì)在一定條件下也能向溶度積大的難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化。當(dāng)兩種難溶電解質(zhì)的Ksp相差不是很大時,通過調(diào)節(jié)某種離子的濃度,可由溶度積小的難溶電解質(zhì)向溶度積大的難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化。對點(diǎn)演練2(2020全國3,27節(jié)選)某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物,還有少量其他不溶性物質(zhì)。采用如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體(NiSO4·7H2O):溶液中金屬離子開始沉淀時和完全沉淀時的pH如下表所示:金屬離子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+開始沉淀時(c=0.01mol·L-1)的pH7.23.72.27.5續(xù)表金屬離子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+沉淀完全時(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH8.74.73.29.0回答下列問題:(1)“轉(zhuǎn)化”中可替代H2O2的物質(zhì)是。若工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化”,即,“濾液③”中可能含有的雜質(zhì)離子為。

(2)利用上述表格數(shù)據(jù),計算Ni(OH)2的Ksp=(列出計算式)。如果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2+濃度為1.0mol·L-1,則“調(diào)pH”應(yīng)控制的pH范圍是。

深度指津1.有關(guān)Ksp的相關(guān)計算(1)已知溶度積,求溶液中的某種離子的濃度,如Ksp(AgCl)=a(mol·L-1)2的飽和AgCl溶液中,[Ag+]=amol·L-1。(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=amol2·L-2,在0.1mol·L-1的NaCl溶液中加入過量的AgCl固體,達(dá)到平衡后[Ag+]=10amol·L-1。(3)計算反應(yīng)的平衡常數(shù),如對于反應(yīng)Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),Ksp(MnS)=[Mn2+][S2-],Ksp(CuS)=[Cu2+][S2-],該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=[Mn2.解沉淀溶解平衡圖像題的三步驟第一步:明確圖像中縱、橫坐標(biāo)的含義縱、橫坐標(biāo)通常是難溶物溶解后電離出的離子濃度。第二步:理解圖像中線上點(diǎn)、線外點(diǎn)的含義(1)以氯化銀為例,在該沉淀溶解平衡圖像上,曲線上任意一點(diǎn)都達(dá)到了沉淀溶解平衡狀態(tài),此時Q=Ksp。在溫度不變時,無論改變哪種離子的濃度,另一種離子的濃度只能在曲線上變化,不會出現(xiàn)在曲線以外。(2)曲線上方區(qū)域的點(diǎn)均為過飽和溶液,此時Q>Ksp。(3)曲線下方區(qū)域的點(diǎn)均為不飽和溶液,此時Q<Ksp。第三步:抓住Ksp的特點(diǎn),結(jié)合選項分析判斷(1)溶液在恒溫蒸發(fā)時,離子濃度的變化分兩種情況。①原溶液不飽和時,離子濃度都增大;②原溶液飽和時,離子濃度都不變。(2)溶度積常數(shù)只是溫度的函數(shù),與溶液中溶質(zhì)的離子濃度無關(guān),在同一曲線上的點(diǎn),溶度積常數(shù)相同。考點(diǎn)二沉淀溶解平衡的應(yīng)用必備知識自主預(yù)診知識梳理1.沉淀的生成(1)調(diào)節(jié)pH法。如:除去NH4Cl溶液中的FeCl3雜質(zhì),可加入氨水調(diào)節(jié)pH至7~8,離子方程式為。

(2)沉淀劑法。如:用Na2S沉淀Cu2+,離子方程式為。

2.沉淀的溶解(1)酸溶解法。如:CaCO3溶于鹽酸,離子方程式為。

(2)鹽溶液溶解法。如:Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,離子方程式為。

(3)氧化還原溶解法。如:不溶于鹽酸的硫化物Ag2S溶于稀硝酸。(4)配位溶解法。如:AgCl溶于氨水,離子方程式為。

3.沉淀的轉(zhuǎn)化(1)實質(zhì):沉淀溶解平衡的移動(沉淀的溶解度差別,越容易轉(zhuǎn)化)。

如:AgNO3溶液AgCl(白色沉淀)AgBr(沉淀)AgI(沉淀)Ag2S(沉淀)。

AgCl沉淀轉(zhuǎn)化為AgBr的離子方程式為。

AgI沉淀轉(zhuǎn)化為Ag2S的離子方程式為。

(2)應(yīng)用。①鍋爐除垢:將CaSO4轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3,離子方程式為。

②礦物轉(zhuǎn)化:CuSO4溶液遇PbS轉(zhuǎn)化為CuS,離子方程式為

。

自我診斷1.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)向Na2SO4溶液中加入過量的BaCl2溶液,則SO42-沉淀完全,溶液中只含Ba2+、Na+和Cl-,不含SO4(2)BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq)說明BaCO3的溶解度比BaSO(3)分別用等體積的蒸餾水和0.01mol·L-1的鹽酸洗滌AgCl沉淀,用水洗滌造成的AgCl的損失大于用稀鹽酸洗滌的損失量。()(4)洗滌沉淀時,洗滌次數(shù)越多越好。()2.試用平衡移動原理解釋:已知Ba2+有毒,為什么醫(yī)療上能用BaSO4做鋇餐透視,而不能用BaCO3做鋇餐?關(guān)鍵能力考向突破考向1難溶電解質(zhì)的生成與溶解【典例1】(2020北京順義區(qū)一模)某實驗小組探究常溫下難溶電解質(zhì)的溶解平衡,查得如表資料。難溶電解質(zhì)FeSCuSMg(OH)2Fe(OH)3Ksp(溶解平衡常數(shù))6.3×10-18mol2·L-26.3×10-36mol2·L-21.8×10-11mol3·L-34.0×10-38mol4·L-4依據(jù)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行的預(yù)測不合理的是()A.向飽和FeS溶液中加入少量Na2S固體,有渾濁出現(xiàn)B.除去FeSO4溶液中的CuSO4,可選用FeS作為沉淀劑C.向含等物質(zhì)的量的MgCl2和FeCl3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先出現(xiàn)的沉淀是Mg(OH)2D.向1mL0.1mol·L-1MgCl2溶液中滴加2mL0.1mol·L-1NaOH溶液,取澄清溶液滴加2滴0.1mol·L-1FeCl3溶液,有渾濁出現(xiàn)對點(diǎn)演練1(2020山東濰坊一模)常溫下,向10mL一定濃度的硝酸銀溶液中,逐滴加入0.1mol·L-1的氨水,反應(yīng)過程中-lg[Ag+]或-lg{[Ag(NH3)2]+}與加入氨水體積的關(guān)系如圖。下列說法錯誤的是()A.原硝酸銀溶液的濃度是0.1mol·L-1B.反應(yīng)生成氫氧化銀的Ksp(AgOH)的數(shù)量級為10-8C.溶液b點(diǎn)NH4+的濃度小于溶液c點(diǎn)ND.溶液m點(diǎn)中[NO3-]<[Ag+]+{[Ag(NH3)2]+}+[N考向2沉淀轉(zhuǎn)化【典例2】(2020山東泰安四模)取1mL0.1mol·L-1AgNO3溶液進(jìn)行如下實驗(實驗中所用試劑濃度均為0.1mol·L-1):下列說法不正確的是()A.實驗①白色沉淀是難溶的AgClB.由實驗②說明AgI比AgCl更難溶C.若按①③順序?qū)嶒?看不到黑色沉淀D.若按②①順序?qū)嶒?看不到白色沉淀對點(diǎn)演練2某興趣小組進(jìn)行下列實驗:①將0.1mol·L-1MgCl2溶液和0.5mol·L-1NaOH溶液等體積混合得到濁液②取少量①中濁液,滴加0.1mol·L-1FeCl3溶液,出現(xiàn)紅褐色沉淀③將①中濁液過濾,取少量白色沉淀,滴加0.1mol·L-1FeCl3溶液,白色沉淀變?yōu)榧t褐色沉淀④另取少量白色沉淀,滴加飽和NH4Cl溶液,沉淀溶解下列說法中不正確的是()A.將①中所得濁液過濾,所得濾液中含少量Mg2+B.①中濁液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)C.實驗②和③均能說明Fe(OH)3比Mg(OH)2難溶D.NH4Cl溶液中的NH4+可能是深度指津(1)用沉淀法除雜不可能將雜質(zhì)離子全部通過沉淀除去,一般當(dāng)殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5mol·L-1時,則認(rèn)為沉淀已經(jīng)完全。(2)利用生成沉淀分離或除去某種離子,首先要使生成沉淀的反應(yīng)能夠發(fā)生,其次沉淀生成的反應(yīng)進(jìn)行的越完全越好。如除去溶液中的Mg2+,用NaOH溶液比使用Na2CO3溶液好,原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。(3)若一種沉淀劑可使溶液中多種離子產(chǎn)生沉淀時,則可以控制條件,使這些離子先后分別沉淀。①對同一類型的沉淀,Ksp越小越先沉淀,且Ksp相差越大分步沉淀效果越好。例如在濃度相差不大的Cl-、Br-、I-的混合溶液中,由于AgCl、AgBr、AgI的Ksp相差較大,可向混合溶液中逐漸滴加AgNO3溶液,可按AgI、AgBr、AgCl的順序先后沉淀。②對不同類型的沉淀,其沉淀先后順序要通過計算才能確定。(4)溶解度較小的沉淀,在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的沉淀。如在BaSO4的飽和溶液中加入高濃度的Na2CO3溶液,也可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的BaCO3沉淀。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心速記1.2個主要特征(1)v(溶解)=v(沉淀)≠0。(2)離子的濃度保持不變。2.3個關(guān)系當(dāng)Q<Ksp時:溶液中無沉淀析出。當(dāng)Q=Ksp時:沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)。當(dāng)Q>Ksp時:溶液中有沉淀析出。3.3個應(yīng)用(1)沉淀的生成;(2)沉淀的溶解;(3)沉淀的轉(zhuǎn)化。4.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1×10-5mol·L-1時,表明離子已經(jīng)沉淀完全。5.沉淀溶解平衡是化學(xué)平衡的一種,沉淀溶解平衡也同樣遵循勒·夏特列原理。09學(xué)科素養(yǎng)提升電解質(zhì)溶液相關(guān)圖像的解讀素養(yǎng)解讀常以酸堿中和反應(yīng)和電離平衡、沉淀溶解平衡建立過程中離子濃度變化曲線、pH變化曲線等為設(shè)計背景,主要命題點(diǎn)有了解電解質(zhì)電離方程式的書寫、水電離程度的比較、離子濃度的關(guān)系、離子濃度大小的比較、電離常數(shù)的計算、pH的計算和溶度積的計算等,側(cè)重考查考生分析問題的能力。案例探究電解質(zhì)溶液知識的綜合應(yīng)用是高考必考的熱點(diǎn)之一,以圖像問題分析考查電解質(zhì)溶液的題目頻頻出現(xiàn)?？疾橹R主要涉及:電離平衡和水解平衡、酸堿混合液pH的變化,溶液中微粒濃度的大小比較、溶液的導(dǎo)電性變化、水的離子積、水的電離程度變化等。側(cè)重考查考生數(shù)形結(jié)合、提煉關(guān)鍵信息等綜合分析能力、數(shù)據(jù)處理與計算能力、知識的遷移應(yīng)用能力?？疾轭愋陀幸韵?種:①反應(yīng)過程中離子的濃度隨某物質(zhì)的增加而變化的圖像。②反應(yīng)過程中產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量或物質(zhì)的量隨某物質(zhì)的增加而變化的圖像。③反應(yīng)過程中產(chǎn)生氣體的質(zhì)量或物質(zhì)的量隨某物質(zhì)的增加而變化的圖像。【典例1】常溫下,將NaOH溶液分別滴加到兩種一元弱酸HA和HB的溶液中,兩種混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是()A.Ka(HA)的數(shù)量級為10-5B.當(dāng)NaOH溶液與HB混合至中性時:[B-]<[HB]C.等濃度的NaA、NaB溶液中,水的電離程度:NaA<NaBD.等濃度的HB和NaA的混合溶液中:[Na+]>[A-]>[B-]>[OH-]>[H+]解析Ka(HA)=[H+][A-][HA],當(dāng)[A-]=[HA]時,Ka(HA)=[H+],則Ka(HA)在10-3.0~10-3.5之間,Ka(HA)的數(shù)量級為10-4,A項錯誤;根據(jù)圖像可知,當(dāng)溶液中[B-]=[HB]時溶液呈酸性,要使溶液呈中性,則溶液中應(yīng)是[B-]>[HB],B項錯誤;根據(jù)圖像可知,當(dāng)溶液中酸分子的濃度等于酸電離產(chǎn)生的陰離子濃度時,溶液的pH大小關(guān)系為HA<HB,說明HA電離程度大,即HA的酸性強(qiáng),根據(jù)鹽的水解規(guī)律可知,等濃度的NaA、NaB溶液中,水的電離程度為NaA<NaB,C項正確;NaA是強(qiáng)堿弱酸鹽,A-發(fā)生水解反應(yīng)被消耗,所以[Na+]>[A-],HB是弱酸,存在電離平衡,且等濃度的鹽電離產(chǎn)生的離子濃度大于弱酸電離產(chǎn)生的離子濃度,故[A-]>[B-];由于溶液中[B-]=[HB]時,溶液呈酸性,又根據(jù)選項C分析可知酸性:HA>HB,可見等濃度的HB和NaA的混合溶液顯酸性,[H+]>[OH-],故該溶液中離子濃度大小關(guān)系為[Na+]>[A答案C【典例2】室溫下,用0.1mol·L-1的NaOH溶液分別滴定20mL0.1mol·L-1的HA和HB溶液,溶液pH隨加入NaOH溶液的體積變化曲線如圖所示,下列判斷錯誤的是()A.水的電離度:c點(diǎn)溶液>純水>b點(diǎn)溶液B.電離常數(shù):Ka(HA)<Ka(HB)C.d點(diǎn)溶液:2[Na+]=[A-]+[HA]D.a點(diǎn)溶液:[B-]>[Na+]>[HB]>[H+]>[OH-]解析c點(diǎn)為完全中和生成的鹽溶液,根據(jù)起始pH可知,兩種酸均為弱酸,且HA的酸性更弱,故c點(diǎn)為強(qiáng)堿弱酸鹽溶液,水解促進(jìn)水的電離,b點(diǎn)不完全中和,酸過量,酸的電離抑制水的電離,水的電離程度減小,故水的電離度:c點(diǎn)溶液>純水>b點(diǎn)溶液,選項A正確;由圖中曲線可知,HA的酸性更弱,則電離常數(shù):Ka(HA)<Ka(HB),選項B正確;d點(diǎn)溶液為氫氧化鈉與NaA按物質(zhì)的量之比1∶1形成的溶液,根據(jù)物料守恒有[Na+]=2[A-]+2[HA],選項C錯誤;a點(diǎn)溶液是以HB與NaB按物質(zhì)的量之比1∶1為溶質(zhì)形成的溶液,溶液呈酸性,說明HB的電離程度大于B-的水解程度,則[B-]>[Na+]>[HB]>[H+]>[OH-],選項D正確。答案C【典例3】25℃時,用Na2S、(NH4)2S等沉淀Cu2+、Zn2+兩種金屬離子(M2+),所需S2-最低濃度的對數(shù)值lg[S2-]與lg[M2+]關(guān)系如右圖所示。下列說法不正確的是()A.Na2S溶液中:[S2-]+[HS-]+[H2S]=2[Na+]B.25℃時,Ksp(CuS)約為1×10-35(mol·L-1)2C.向100mL濃度均為1×10-5mol·L-1Zn2+、Cu2+的混合溶液中逐滴加入1×10-4mol·L-1的Na2S溶液,Cu2+先沉淀D.(NH4)2S溶液中:[NH4+]+[H+]=[OH-]+2[S2-]+[HS解析硫化鈉溶液中的物料守恒為2[S2-]+2[HS-]+2[H2S]=[Na+],A項錯誤;在25℃時CuS飽和溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq),Ksp(CuS)=[Cu2+][S2-]=10-25×10-10=10-35,B項正確;依據(jù)圖像可知,CuS的Ksp較小,對于化合物構(gòu)型相同的物質(zhì)來說,Ksp越小,形成沉淀需要的離子濃度越小,故CuS更難溶,首先出現(xiàn)的沉淀是CuS,即Cu2+先沉淀,C項正確;對于(NH4)2S溶液,根據(jù)電荷守恒可得[NH4+]+[H+]=[OH-]+2[S2-]+[HS-],D答案A【典例4】H3AsO4水溶液中含砷的各微粒的分布分?jǐn)?shù)(平衡時某微粒的濃度占各微粒濃度之和的分?jǐn)?shù))與pH的關(guān)系如下圖所示(已知pKa=-lgKa),下列說法正確的是()A.H3AsO4溶液pKa2為4.5B.NaH2AsO4溶液顯堿性C.常溫下,m點(diǎn)對應(yīng)溶液中由水電離出的OH-濃度為10-11.5mol·L-1D.n點(diǎn)對應(yīng)溶液中,離子濃度關(guān)系為[HAsO42-]=[H2AsO4-解析根據(jù)圖中n點(diǎn)可知,H3AsO4溶液中Ka2=[H+][HAsO42-][H2AsO4-]=10-7mol·L-1,故pKa2為7,故A項錯誤;由圖像可知pH為4時,溶液為含H2AsO4-的溶液,溶液顯酸性,故B項錯誤;m點(diǎn)對應(yīng)溶液為含HAsO42-和AsO43-的混合溶液,溶液顯堿性,鹽類水解促進(jìn)水的電離,m點(diǎn)溶液的pH=11.5,則對應(yīng)溶液中由水電離出的[OH-]為10-2.5mol答案D方法規(guī)律一、一強(qiáng)一弱溶液稀釋的圖像1.相同體積、相同濃度的鹽酸、醋酸加水稀釋相同的倍數(shù),醋酸的pH大加水稀釋到相同的pH,鹽酸加入的水多2.相同體積、相同pH的鹽酸、醋酸加水稀釋相同的倍數(shù),鹽酸的pH大加水稀釋到相同的pH,醋酸加入的水多3.pH與稀釋倍數(shù)的線性關(guān)系(1)HY為強(qiáng)酸、HX為弱酸(2)a、b兩點(diǎn)的溶液中:[X-]=[Y-](3)水的電離程度:d>c>a=b(1)MOH為強(qiáng)堿、ROH為弱堿(2)[ROH]>[MOH](3)水的電離程度:a>b二、KW和Ksp曲線1.曲線型不同溫度下水溶液中[H+]與[OH-]的變化曲線常溫下,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線[Ksp=9×10-6mol2·L-2](1)A、C、B三點(diǎn)均為中性,溫度依次升高,KW依次增大(2)D點(diǎn)為酸性溶液,E點(diǎn)為堿性溶液,T2溫度時KW=1×10-14(mol·L-1)2(3)AB直線的左上方均為堿性溶液,任意一點(diǎn)均有[H+]<[OH-](1)a、c點(diǎn)在曲線上,a→c的變化為增大[SO42-],如加入Na2SO4固體,但(2)b點(diǎn)在曲線的上方,Q>Ksp,將會有沉淀生成(3)d點(diǎn)在曲線的下方,Q<Ksp,則為不飽和溶液,還能繼續(xù)溶解CaSO42.直線型(pM-pR曲線)pM為陽離子濃度的負(fù)對數(shù),pR為陰離子濃度的負(fù)對數(shù)①直線AB上的點(diǎn)對應(yīng)的溶液中:[M2+]=[R2-];②溶度積:CaSO4>CaCO3>MnCO3;③X點(diǎn)對于CaSO4來說要析出沉淀,對于CaCO3來說是不飽和溶液,能繼續(xù)溶解CaCO3;④Y點(diǎn):[SO42-]>[Ca2+],二者濃度的乘積等于10-5;Z點(diǎn):[CO32-]<[Mn2+],三、分布分?jǐn)?shù)圖及分析[分布曲線是指以pH為橫坐標(biāo)、分布分?jǐn)?shù)(即組分的平衡濃度占總濃度的分?jǐn)?shù))為縱坐標(biāo)的關(guān)系曲線]一元弱酸(以CH3COOH為例)二元酸(以草酸H2C2O4為例)注:pKa為電離常數(shù)的負(fù)對數(shù)續(xù)表一元弱酸(以CH3COOH為例)二元酸(以草酸H2C2O4為例)δ0為CH3COOH分布分?jǐn)?shù),δ1為CH3COO-分布分?jǐn)?shù)δ0為H2C2O4分布分?jǐn)?shù)、δ1為HC2O4-分布分?jǐn)?shù)、δ2為C2隨著pH增大,溶質(zhì)分子濃度不斷減小,離子濃度逐漸增大,酸根離子增多。根據(jù)分布分?jǐn)?shù)可以書寫一定pH時所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式同一pH條件下可以存在多種溶質(zhì)微粒。根據(jù)在一定pH的溶液中微粒分布分?jǐn)?shù)和酸的初始濃度,就可以計算各成分在該pH時的平衡濃度四、酸堿中和滴定曲線氫氧化鈉滴定等濃度等體積的鹽酸、醋酸溶液的滴定曲線鹽酸滴定等濃度等體積的氫氧化鈉溶液、氨水的滴定曲線曲線起點(diǎn)不同。強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸、弱酸的曲線,強(qiáng)酸起點(diǎn)低;強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿、弱堿的曲線,強(qiáng)堿起點(diǎn)高突躍點(diǎn)變化范圍不同。強(qiáng)堿與強(qiáng)酸反應(yīng)的突躍點(diǎn)變化范圍大于強(qiáng)堿與弱酸(或強(qiáng)酸與弱堿)的反應(yīng)室溫下pH=7不一定是終點(diǎn)。強(qiáng)堿與強(qiáng)酸反應(yīng)終點(diǎn)是pH=7,強(qiáng)堿與弱酸反應(yīng)終點(diǎn)是pH>7,強(qiáng)酸與弱堿反應(yīng)終點(diǎn)是pH<7素養(yǎng)提升1.四甲基氫氧化銨[(CH3)4NOH]是強(qiáng)堿,常溫下甲胺(CH3NH2·H2O)的電離常數(shù)為Kb,且pKb=-lgKb=3.38。常溫下,向體積均為20mL、濃度均為0.1mol·L-1的四甲基氫氧化銨溶液和甲胺溶液中分別滴加濃度為0.1mol·L-1的鹽酸,溶液的導(dǎo)電率與鹽酸體積的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A.曲線1代表四甲基氫氧化銨溶液B.在b、c、e三點(diǎn)中,水的電離程度最大的點(diǎn)是eC.b點(diǎn)溶液中存在[H+]=[OH-]+[CH3NH2·H2O]D.常溫下,CH3NH3Cl水解常數(shù)的數(shù)量級為10-112.室溫時,有1mol·L-1HA和1mol·L-1HB兩種酸溶液,起始時的體積均為V0,分別向兩溶液中加水進(jìn)行稀釋,所得曲線如圖所示。下列說法錯誤的是()A.M點(diǎn)溶液中[A-]等于N點(diǎn)溶液中[B-]B.HA的電離常數(shù)約為10-4C.濃度均為0.1mol·L-1的NaA和HA的混合溶液的pH<7D.M、P兩點(diǎn)的溶液分別用等濃度的NaOH溶液中和,消耗的NaOH溶液體積:P>M3.已知:pKa=-lgKa。25℃時,H2A的pKa1=1.85,pKa2=7.19。常溫下,用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2A溶液的滴定曲線如圖所示。下列說法不正確的是()A.a點(diǎn)溶液中:[HA-]=[H2A]B.b點(diǎn)溶液中:A2-水解平衡常數(shù)Kh1=10-6.81mol·L-1C.c點(diǎn)溶液中:V0=30D.a、b、c、d四點(diǎn)中,d點(diǎn)溶液中水的電離程度最大4.298K時,二元弱酸H2X溶液中含X微粒的分布分?jǐn)?shù)如圖所示。下列敘述正確的是()A.溶液pH由1升至2.6時主要存在的反應(yīng)是H3X++OH-H2X+H2OB.H2X的第二步電離平衡常數(shù)Ka2(H2X)為10-4mol·L-1C.NaHX溶液中:[H+]<[OH-]D.當(dāng)溶液顯中性時:[Na+]=2[X2-]第4節(jié)沉淀溶解平衡考點(diǎn)一沉淀溶解平衡必備知識·自主預(yù)診1.(1)沉淀溶解沉淀生成飽和等于(2)>=<(3)不再變化2.(1)[An+]m[Bm-]n[An+]m[Bm-]n沉淀平衡無(2)沉淀溶解不變吸熱沉淀溶解增大自我診斷1.答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)×2.答案(1)4.7×10-7(2)5.0≤pH<7.1關(guān)鍵能力·考向突破典例1BCdS在水中存在沉淀溶解平衡:CdS(s)Cd2+(aq)+S2-(aq),電離出的S2-濃度與Cd2+濃度相同,A項正確;沉淀溶解平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度相同,Ksp相同,所以m、p、n三點(diǎn)的Ksp相同,B項錯誤;在T1溫度下,向m點(diǎn)的溶液中加入少量Na2S固體,S2-濃度增大,但由于Ksp不變,所以Cd2+濃度必然減小,因此溶液組成由m沿mpn線向p方向移動,C項正確;溫度降低,CdS的Ksp減小,但S2-濃度與Cd2+濃度仍然相等,所以q點(diǎn)飽和溶液的組成由q沿qp線向p方向移動,D項正確。對點(diǎn)演練1D向10mL0.10mol·L-1CuCl2溶液中滴加0.10mol·L-1的Na2S溶液,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cu2++S2-CuS↓,Cu2+單獨(dú)存在或S2-單獨(dú)存在均會水解,水解促進(jìn)水的電離,b點(diǎn)溶液中滴加Na2S溶液的體積是10mL,此時恰好生成CuS沉淀,CuS存在沉淀溶解平衡CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq),結(jié)合圖像和溶度積常數(shù)分析解答。該溫度下,平衡時[Cu2+]=[S2-]=10-17.7mol·L-1,Ksp(CuS)=[Cu2+][S2-]=10-17.7mol·L-1×10-17.7mol·L-1=10-35.4mol2·L-2,故數(shù)量級為10-36,A正確;a點(diǎn)為CuCl2溶液和NaCl的混合溶液,生成了CuS沉淀,[Na+]>2([S2-]+[HS-]+[H2S]),B正確;d點(diǎn)溶液是Na2S和NaCl的混合溶液,硫離子水解使溶液顯堿性,[Na+]>[Cl-]>[S2-]>[OH-]>[H+],C正確;相同實驗條件下,改用0.1mol·L-1的ZnCl2溶液,Ksp(ZnS)=1.6×10-24mol2·L-2>Ksp(CuS),鋅離子濃度大于銅離子濃度,消耗硫化鈉溶液體積10mL,圖中反應(yīng)終點(diǎn)c點(diǎn)向b點(diǎn)方向移動,D錯誤。典例2答案(1)①H2O24.9②Mn2++HCO3-+NH3·H2OMnCO3↓+NH4++H2O(2)pH偏低形成HF,導(dǎo)致溶液中F-濃度減小解析(1)①根據(jù)表中Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Fe(OH)2],需要將濾液中的Fe2+氧化為Fe3+,因此需要加入綠色氧化劑H2O2。加入氨水調(diào)節(jié)pH,目的是使Al3+、Fe3+完全沉淀,而Mn2+不沉淀,故Ksp[Al(OH)3]=[Al3+][OH-]3=1.0×10-5×[OH-]3mol4·L-4=1×10-32.3mol4·L-4,則[OH-]=10-9.1mol·L-1,則pH=4.9。②碳化過程中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng):HCO3-+NH3·H2O+Mn2+MnCO3↓+NH4++H(2)向“還原”后的濾液中加入NH4F溶液,使Ca2+轉(zhuǎn)化為CaF2沉淀,Ksp(CaF2)=[Ca2+][F-]2,當(dāng)Ca2+完全沉淀(某離子濃度小于1×10-5mol·L-1表明該離子沉淀完全)時,溶液中[F-]至少為5.3×10-91×10-5mol·L-1=5.3×10-2mol·L-1;若溶液的pH偏低,即溶液中H+濃度較大對點(diǎn)演練2答案(1)O2或空氣Fe3+(2)0.01×(107.2-14)2(mol·L-1)3[或10-5×(108.7-14)2(mol·L-1)3]3.2~6.2解析(1)加H2O2溶液“轉(zhuǎn)化”的目的是將Fe2+氧化為Fe3+,替代起氧化作用的H2O2溶液的可以為O2或空氣,這樣既能將Fe2+氧化,又不引進(jìn)新雜質(zhì)。由于Fe2+開始沉淀、沉淀完全時的pH與Ni2+的相近,所以若工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化”,則“調(diào)pH”得到Fe(OH)3沉淀,Fe2+與Ni2+一起存在于溶液中,通過“轉(zhuǎn)化”(氧化)使Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+而被沉淀出來,則濾液③中可能的雜質(zhì)離子為氧化得到的Fe3+。(2)根據(jù)Ni2+開始沉淀時的pH為7.2,可得Ni(OH)2的Ksp=[Ni2+][OH-]2=0.01×(107.2-14)2mol3·L-3;根據(jù)Ni2+完全沉淀時的pH為8.7,也可得Ni(OH)2的Ksp=[Ni2+][OH-]2=10-5×(108.7-14)2mol3·L-3?！罢{(diào)pH”是為了使Fe3+沉淀完全,根據(jù)Fe3+完全沉淀時的pH為3.2可知,pH應(yīng)大于3.2;同時不能使Ni2+沉淀,則[Ni2+][OH-]2<0.01×(107.2-14)2mol3·L-3,根據(jù)[Ni2+]=1.0mol·L-1,可求得[OH-]<10-7.8mol·L-1,對應(yīng)[H+]>10-6.2mol·L-1,則“調(diào)pH”的pH應(yīng)小于6.2,則“調(diào)pH”控制的pH范圍是3.2~6.2?？键c(diǎn)二沉淀溶解平衡的應(yīng)用必備知識·自主預(yù)診1.(1)Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3NH4+(2)S2-+Cu2+CuS↓2.(1)CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑(2)Mg(OH)2+2NH4+Mg2++2NH3·H2O(4)AgCl+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O3.(1)越大淺黃色黃色黑色AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)2AgI(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2I-(aq)(2)①CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+S②Cu2+(aq)+PbS(s)CuS(s)+Pb2+(aq)自我診斷1.答案(1)×(2)×(3)√(4)×2.答案由于胃液的酸性很強(qiáng)(pH為0.9~1.5),H+與BaCO3電離產(chǎn)生的CO32-結(jié)合生成CO2和H2O,使BaCO3的沉淀溶解平衡BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO32-(aq)向右移動,[Ba2+]增大會引起人體中毒。而SO42-是強(qiáng)酸根離子,不能與胃液中的H+結(jié)合,因而胃液中較高的H關(guān)鍵能力·考向突破典例1C飽和FeS溶液中存在沉淀溶解平衡,FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq),加入少量Na2S固體溶解后硫離子濃度增大,平衡逆向進(jìn)行,有渾濁出現(xiàn),A正確;FeS的溶度積大于CuS的溶度積,除去FeSO4溶液中的CuSO4,可選用FeS作為沉淀劑,B正確;Ksp[Mg(OH)2]=[Mg2+][OH-]2=1.8×10-11(mol·L-1)3,[OH-]=1.8×10-11[Mg2+]mol·L-1,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38(mol·L-1)4,[OH-]=34.0×10-38[Fe3+]mol·L-1,則生成氫氧化鐵沉淀所需OH-物質(zhì)的量濃度小于氫氧化鎂,則先生成氫氧化鐵沉淀,C錯誤;向1mL0.1mol·L-1MgCl2溶液中滴加2mL0.1mol·L-1NaOH對點(diǎn)演練1C向10mL一定濃度的硝酸銀溶液中,逐滴加入0.1mol·L-1的氨水,首先發(fā)生反應(yīng)Ag++NH3·H2OAgOH↓+NH4+,繼而發(fā)生AgOH+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++2H2O+OH-;b點(diǎn)-lg[Ag+]達(dá)到最大值,可認(rèn)為此時Ag+與NH3·H2O恰好完全反應(yīng),銀離子完全沉淀。b點(diǎn)完全反應(yīng),此時加入的氨水的體積為10mL,氨水的濃度為0.1mol·L-1,原硝酸銀溶液的體積也為10mL,根據(jù)方程式Ag++NH3·H2OAgOH↓+NH4+可知,硝酸銀溶液的濃度為0.1mol·L-1,A正確;b點(diǎn)溶液溶質(zhì)為NH4NO3,Ag+完全沉淀,存在沉淀溶解平衡AgOHAg++OH-,所以可以近似地認(rèn)為[Ag+]=[OH-],此時-lg[Ag+]=4,則[Ag+]=[OH-]=1×10-4mol·L-1,Ksp(AgOH)=[Ag+][OH-]=1×10-8mol2·L-2,B正確;b點(diǎn)溶液中溶質(zhì)為NH4NO3,b到c過程發(fā)生反應(yīng)AgOH+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++2H2O+OH-,隨著氨水的加入,并沒有引入銨根離子,雖然堿性增強(qiáng),銨根的水解受到抑制,但溶液的體積增加的幅度更大,所以銨根離子的濃度減小,即b點(diǎn)NH4+的濃度大于溶液c點(diǎn)NH4+的濃度,C錯誤;m點(diǎn)溶液存在電荷守恒[OH-]+[NO3-]=[Ag+]+[Ag(NH3)2]++[NH4+]+[H+],此時加入了過