《新步步高》2016届高考化学总复习大一轮(人教版江苏专用)讲义 第八章 化学反应中的能量变化、电化学 第4讲.docx
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- 新步步高 新步步高2016届高考化学总复习大一轮人教版江苏专用讲义 第八章 化学反应中的能量变化、电化学 第4讲 步步高 2016 高考 化学 复习 一轮 人教版 江苏 专用 讲义 第八 化学反应
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1、第4讲难溶电解质的溶解平衡考纲要求理解难溶电解质的沉淀溶解平衡,能运用溶度积常数(Ksp)进行简单计算。考点一沉淀溶解平衡及应用1沉淀溶解平衡(1)沉淀溶解平衡的概念在一定温度下,当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时,溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。(2)溶解平衡的建立固体溶质溶液中的溶质v溶解v沉淀,固体溶解v溶解v沉淀,溶解平衡v溶解0为例外界条件移动方向平衡后c(Ag)平衡后c(Cl)Ksp升高温度正向增大增大增大加水稀释正向不变不变不变加入少量AgNO3逆向增大减小不变通入HCl逆向减小增大不变通入H2S正向减小增大不变(5)电解质在水中的溶解度20 时,电解质在水中的溶解度与溶解性存
2、在如下关系:2沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成调节pH法如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH至78,离子方程式为Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH。沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2,离子方程式为H2SCu2=CuS2H。(2)沉淀的溶解酸溶解法如CaCO3溶于盐酸,离子方程式为CaCO32H=Ca2H2OCO2。盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为Mg(OH)22NH=Mg22NH3H2O。氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。配位溶解法如AgCl溶于氨水,离子方程式为AgCl2NH3H2O=Ag(NH3)2Cl2H2O。
3、(3)沉淀的转化实质:沉淀溶解平衡的移动(沉淀的溶解度差别越大,越容易转化)。应用:锅炉除垢、矿物转化等。深度思考1下列方程式AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)、AgCl=AgCl、CH3COOHCH3COOH各表示什么意义?答案AgCl的沉淀溶解平衡;AgCl是强电解质,溶于水的AgCl完全电离;CH3COOH的电离平衡。2(1)在实验室中怎样除去NaCl溶液中的BaCl2?(2)怎样除去AgI中的AgCl?答案(1)向溶液中加入过量的Na2CO3溶液充分反应,过滤,向滤液中加适量盐酸。(2)把混合物与饱和KI溶液混合,振荡静置,溶度积大的AgCl就慢慢转化为溶度积小的AgI。题组一沉淀
4、溶解平衡及其影响因素1下列说法正确的是()难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,溶液中各种离子的溶解(或沉淀)速率都相等难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,增加难溶电解质的量,平衡向溶解方向移动向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液,则SO沉淀完全,溶液中只含Ba2、Na和Cl,不含SOKsp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小为减少洗涤过程中固体的损耗,最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好A BC D答案C解析难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,不同离子溶解(或沉淀)的速率不一定相等,这与其化学计量数有关;难溶电解质是固体,其浓度可视为常数,增加它的
5、量对平衡无影响;生成BaSO4沉淀后的溶液中仍然存在Ba2和SO,因为有BaSO4的沉淀溶解平衡存在;同类型物质的Ksp越小,溶解能力越小,不同类型的物质则不能直接比较;稀H2SO4可以抑制BaSO4的溶解;洗涤沉淀一般23次即可,次数过多会使沉淀溶解。2已知溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)HKsp:溶液过饱和,有沉淀析出QcKsp:溶液饱和,处于平衡状态QcKsp:溶液未饱和,无沉淀析出2.Ksp的影响因素(1)内因:难溶物质本身的性质,这是主要决定因素。(2)外因浓度:加水稀释,平衡向溶解方向移动,但Ksp不变。温度:绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程,升高温度
6、,平衡向溶解方向移动,Ksp增大。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物质或更难电离物质或气体的离子时,平衡向溶解方向移动,但Ksp不变。深度思考1判断正误,正确的划“”,错误的划“”(1)Ksp(AB2)小于Ksp(CD),则AB2的溶解度小于CD的溶解度()(2)不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0105molL1时,沉淀已经完全()(3)在一定条件下,溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀()(4)常温下,向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体,BaCO3的Ksp减小()(5)溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高Ks
7、p增大()(6)常温下,向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体,Mg(OH)2的Ksp不变()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)解析(1)溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大,只有组成相似的难溶电解质才有可比性。2已知25 时BaSO4饱和溶液中存在BaSO4(s)Ba2(aq)SO(aq),Ksp1.102 51010,向c(SO)为1.05105 molL1的BaSO4溶液中加入BaSO4固体,SO的浓度怎样变化?试通过计算说明。答案根据溶度积的定义可知BaSO4饱和溶液中c(SO) molL11.05105 molL1,说明该溶液是饱和BaSO4溶液,因此再加入BaSO4固体,
8、溶液仍处于饱和状态,c(SO)不变。1溶解平衡一般是吸热的,温度升高平衡右移,Ksp增大,但Ca(OH)2相反。2对于沉淀溶解平衡:AmBn(s)mAn(aq)nBm(aq),Kspcm(An)cn(Bm),对于相同类型的物质,Ksp的大小反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小,也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。与平衡常数一样,Ksp与温度有关。不过温度改变不大时,Ksp变化也不大,常温下的计算可不考虑温度的影响。题组一沉淀溶解平衡曲线1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Ksp41010,下列说法不正确的是()A在t 时,AgBr的Ksp为4.91013B
9、在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点变到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K816答案B解析根据图中c点的c(Ag)和c(Br)可得该温度下AgBr的Ksp为4.91013,A正确;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,故B错;在a点时QcKsp,故为AgBr的不饱和溶液,C正确;选项D中Kc(Cl)/c(Br)Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr),代入数据得K816,D正确。2已知25 时,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,向10
10、0 mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400 mL 0.01 molL1 Na2SO4溶液,下列叙述正确的是()A溶液中析出CaSO4固体沉淀,最终溶液中c(SO)比原来的大B溶液中无沉淀析出,溶液中c(Ca2)、c(SO)都变小C溶液中析出CaSO4固体沉淀,溶液中c(Ca2)、c(SO)都变小D溶液中无沉淀析出,但最终溶液中c(SO)比原来的大答案D解析由图像可知Ksp(CaSO4)9.0106,当加入400 mL 0.01 molL1 Na2SO4溶液时,此时c(Ca2)6104 molL1,c(SO)8.6103molL1,Qc5.16106Ksp(CaSO4),所以溶液中无沉淀析
11、出,但最终溶液中c(SO)比原来大。题组二Ksp及其应用3)已知25 时,FeS、CuS的溶度积常数(Ksp)分别为6.31018、1.31036。常温时下列有关说法正确的是()A除去工业废水中的Cu2可以选用FeS作沉淀剂B将足量CuSO4溶解在0.1 molL1 H2S溶液中,Cu2的最大浓度为1.31035 molL1C因为H2SO4是强酸,所以反应CuSO4H2S=CuSH2SO4不能发生D向H2S的饱和溶液中通入少量SO2气体,溶液的酸性减弱答案AD解析由于Ksp(CuS)Ksp(FeS),所以FeS(s)Cu2(aq)=CuS(s)Fe2(aq),A项正确;B项,Cu2的最大浓度应
12、为 molL1,错误;C项,CuS不溶于H2SO4,该反应能发生,错误;D项,2H2SSO2=3S2H2O,溶液酸性减弱,正确。4根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题:(1)已知25 时,KspMg(OH)25.61012;酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下:pH8.08.09.69.6颜色黄色绿色蓝色25 时,在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液的颜色为_。(2)向50 mL 0.018 molL1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 molL1的盐酸,生成沉淀。已知该温度下AgCl的Ksp1.01010,忽略溶液的体积变化,请计算:完全沉淀后,溶液中c
13、(Ag)_。完全沉淀后,溶液的pH_。如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 molL1的盐酸,是否有白色沉淀生成?_(填“是”或“否”)。(3)在某温度下,Ksp(FeS)6.251018,FeS饱和溶液中c(H)与c(S2)之间存在关系:c2(H)c(S2)1.01022,为了使溶液里c(Fe2) 达到1 molL1,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调节溶液中的c(H)约为_。答案(1)蓝色(2)1.0107 molL12否(3)4103 molL1解析(1)设Mg(OH)2饱和溶液中c(OH)为x molL1,则0.5x35.61012,x1104,c(H)11010
14、molL1,pH10,溶液为蓝色。(2)反应前,n(Ag)n(Ag)0.018 molL10.05 L0.9103 mol,n(Cl)0.020 molL10.05 L1103 mol;反应后剩余的Cl为0.1103 mol,则混合溶液中,c(Cl)1.0103 molL1,c(Ag)Ksp(AgCl)/c(Cl)1.0107 molL1。H没有参与反应,完全沉淀后,c(H)0.010 molL1,pH2。因为加入的盐酸中c(Cl)和反应后所得溶液中的c(Cl)相同,c(Cl)没有改变,c(Ag)变小,所以Qcc(Ag)c(Cl)Ksp(AgCl),没有沉淀产生。(3)根据Ksp(FeS)得:
15、c(S2)6.251018molL1,根据c2(H)c(S2)1.01022得:c(H) 4103 molL1。沉淀溶解平衡图像题的解题策略1沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线,曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。2从图像中找到数据,根据Ksp公式计算得出Ksp的值。3比较溶液的Qc与Ksp的大小,判断溶液中有无沉淀析出。4涉及Qc的计算时,所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,因此计算离子浓度时,所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。探究高考明确考向江苏五年高考1(2013江苏,14)一定温度下,三种碳酸盐MC
16、O3(M:Mg2、Ca2、Mn2)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:pMlg c(M),p(CO)lg c(CO)。下列说法正确的是()AMgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大Ba点可表示MnCO3的饱和溶液,且c(Mn2)c(CO)Cb点可表示CaCO3的饱和溶液,且c(Ca2)c(CO)Dc点可表示MgCO3的不饱和溶液,且c(Mg2)c(Mg2),D正确。22012江苏,18(1)已知室温下BaSO4的Ksp1.11010,欲使溶液中c(SO)1.0106 molL1,应保持溶液中c(Ba2)_molL1。答案1.1104解析BaSO4在溶液中存在溶解平衡:BaSO4(s)B
17、a2(aq)SO(aq),则有Kspc(Ba2)c(SO)1.11010。欲使溶液中c(SO)1.0106 molL1,则有c(Ba2) molL11.1104 molL1。32010江苏,20(1)某工艺预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成,已知常温下Mg(OH)2的Ksp1.81011,若溶液中c(OH)3.0106 molL1,则溶液中c(Mg2)_。答案2.0 molL1解析常温下Mg(OH)2的Kspc(Mg2)c2(OH)c(Mg2)(3.0106)21.81011,求得c(Mg2)2.0 molL1。各省市两年高考1判断正误,正确的划“”,错误的划“”(1)Ca(OH)2能制成澄
18、清石灰水,所以可配制2.0 molL1的Ca(OH)2溶液()(2014广东理综,9D)(2)溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化,所以ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀()(2014安徽理综,12D)(3)验证Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2,可将FeCl3溶液加入Mg(OH)2悬浊液中,振荡,可观察到沉淀由白色变为红褐色()(2014四川理综,4D)(4)25 时Cu(OH)2在水中的溶解度大于其在Cu(NO3)2溶液中的溶解度()(2014重庆理综,3D)(5)AgCl沉淀易转化为AgI沉淀且K(AgX)c(Ag)c(X),故K(AgI)K(AgCl)()(201
19、3重庆理综,2D)(6)CaCO3难溶于稀硫酸,也难溶于醋酸()(2013天津理综,5B)答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2(2014新课标全国卷,11)溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如下图所示。下列说法错误的是()A溴酸银的溶解是放热过程B温度升高时溴酸银溶解速度加快C60 时溴酸银的Ksp约等于6104D若硝酸钾中含有少量溴酸银,可用重结晶方法提纯答案A解析A项,由题图可知,随着温度升高,溴酸银的溶解度逐渐增大,因此AgBrO3的溶解是吸热过程;B项,由图像曲线可知,温度升高斜率增大,因此AgBrO3的溶解速度加快;C项,由溶解度曲线可知,60 时,AgBrO3的溶解度
20、约为0.6 g,则其物质的量浓度约为0.025 molL1,AgBrO3的Kspc(Ag)c(BrO)0.0250.0256104;D项,若KNO3中含有少量AgBrO3,可通过蒸发浓缩得到KNO3的饱和溶液,再冷却结晶获得KNO3晶体,而AgBrO3留在母液中。3(2013新课标全国卷,13)室温时,M(OH)2(s)M2(aq)2OH(aq)Kspa。c(M2)b molL1时,溶液的pH等于()A.lg() B.lg()C14lg() D14lg()答案C解析由Kspc(M2)c2(OH)得c(OH)() molL1,由Kwc(H)c(OH)得c(H) molL1,pHlg14lg()。
21、4(2013新课标全国卷,11)已知Ksp(AgCl)1.561010,Ksp(AgBr)7.71013,Ksp(Ag2CrO4)9.01012。某溶液中含有Cl、Br和CrO,浓度均为0.010 molL1,向该溶液中逐滴加入0.010 molL1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为()ACl、Br、CrO BCrO、Br、ClCBr、Cl、CrO DBr、CrO、Cl答案C解析根据已知的三种阴离子的浓度计算出要产生三种沉淀所需Ag的最小浓度,所需Ag浓度最小的先沉淀。要产生AgCl沉淀,c(Ag) molL11.56108 molL1;要产生AgBr沉淀,c(Ag) molL
22、17.71011 molL1;要产生Ag2CrO4沉淀,需c2(Ag)c(CrO)Ksp(Ag2CrO4)9.01012,即c(Ag) molL13.0105 molL1;显然沉淀的顺序为Br、Cl、CrO。5(2013北京理综,10)实验:0.1 molL1AgNO3溶液和0.1 molL1NaCl溶液等体积混合得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c;向滤液b中滴加0.1 molL1KI溶液,出现浑浊;向沉淀c中滴加0.1 molL1KI溶液,沉淀变为黄色。下列分析不正确的是()A浊液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)B滤液b中不含有AgC中颜色变化说明AgCl转化
23、为AgID实验可以证明AgI比AgCl更难溶答案B解析A项,在浊液a中,存在AgCl的沉淀溶解平衡,正确;B项,向滤液b中加入0.1 molL1 KI溶液,出现浑浊,说明含有少量Ag,错误;由于AgI比AgCl更难溶解,向有AgCl存在的c中加入0.1 molL1KI溶液,能发生沉淀转化反应,生成黄色的AgI,C项和D项都正确。6(2011浙江理综,13)海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案:1.0 L模拟海水(25.0 pH8.3) 模拟海水中的离子浓度/molL1NaMg2Ca2ClHCO0.4390.0500.0110.5600.001注:溶液中某种离子的
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