当前位置:首页>文档>第15讲沉淀溶解平衡-教师版新高二化学暑假衔接(人教版)_高中三年全科资料_高中_高中1_2025秋新高二《暑假衔接讲义》(语数外理化)电子版_暑假衔接第1套新高二化学

第15讲沉淀溶解平衡-教师版新高二化学暑假衔接(人教版)_高中三年全科资料_高中_高中1_2025秋新高二《暑假衔接讲义》(语数外理化)电子版_暑假衔接第1套新高二化学

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第15讲沉淀溶解平衡-教师版新高二化学暑假衔接(人教版)_高中三年全科资料_高中_高中1_2025秋新高二《暑假衔接讲义》(语数外理化)电子版_暑假衔接第1套新高二化学
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第 15 讲 沉淀溶解平衡 1.认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡,能通过实验证明难溶电解质沉淀溶解平衡的存在, 进一步发展粒子观、平衡观。 2.通过实验了解沉淀的生成、溶解与转化,能应用化学平衡理论解释沉淀的生成、溶解和转化。 3.学会通过比较Q与K 的大小判断难溶电解质的沉淀与溶解,学会从定量的角度分析沉淀的生成与 sp 转化。 1.难溶电解质沉淀溶解平衡的原理。 2.能运用溶度积常数进行简单计算。 3.沉淀的溶解、生成和转化的本质。 1.应用化学平衡理论解释沉淀的生成、溶解和转化。 2.沉淀溶解平衡图像的判断。 20℃时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系: NaCl能不能和盐酸反应? NaCl 与 HCl 不发生反应。 在NaCl饱和溶液中,加入浓盐酸。 现象:产生白色沉淀。 解释:在饱和NaCl溶液中存在溶解平衡:NaCl(s) Na++Cl-,加入浓盐酸,增大了c(Cl-),平 衡向左移动,从而析出NaCl。 可溶的电解质在溶液中存在溶解平衡,难溶电解质是否也存在溶解平衡呢?用药匙取少量Mg(OH) 固体粉末放入小烧杯中加约30 mL蒸馏水搅拌,向悬浊液中滴加两滴酚酞试液。 2 现象:溶液变成红色。 解释:Mg(OH) 有少量溶解并电离出足以使酚酞变红的OH-,即悬浊液中存在以下平衡:Mg(OH) (s) 2 2 Mg2++(aq)+2OH-(aq)。 思考: ①请根据Mg(OH) 在水溶液中存在的下列可逆过程,叙述什么是沉淀溶解平衡状态? 2 Mg(OH) (s) Mg2+(aq)+2OH-(aq) 2 ②沉淀溶解平衡有哪些特点? ③在一定温度下上述沉淀溶解平衡的平衡常数如何表达? 一、难溶电解质的沉淀溶解平衡 1.概念 在一定温度下,当难溶电解质在水中形成饱和溶液时,沉淀速率与溶解速率相等,达到平衡状态。 2.沉淀溶解平衡的建立 3.沉淀溶解平衡方程式 Mg(OH) (s) Mg2++(aq)+2OH-(aq) 2 沉淀、溶解之间这种动态平衡也决定了 Mg 2 + 与 OH - 的反应不能完全进行到底。一般情况下,当溶液 中剩余离子的浓度小于 1×10 - 5 mol·L-1时,化学上通常认为生成沉淀的反应进行完全了。 已知沉淀溶解平衡:Mg(OH) (s) Mg2++(aq)+2OH-(aq),勒夏特列原理也适用于沉淀溶解平衡, 2 请分析当改变下列条件时,对该沉淀溶解平衡的影响,填写下表(浓度变化均指平衡后和原平衡比较): 条件改变 移动方向 c(Mg2+) c(OH-) 加少量水 正向移动 不变 不变 升温 正向移动 增大 增大 加MgCl (s) 逆向移动 增大 减小 2 加盐酸 正向移动 增大 减小 加NaOH(s) 逆向移动 减小 增大 3.难溶电解质沉淀溶解平衡的影响因素 内因 难溶电解质本身的性质,即难溶电解质的溶解能力 温度 升温,大多数溶解平衡向溶解方向移动,但Ca(OH) 升温向生成沉淀方向移动 2 外因 浓度 加水稀释,平衡溶解方向移动相同离子 加入与难溶电解质含有相同离子的物质,平衡向生成沉淀的方向移动 反应离子 加入能消耗难溶电解质中所含离子的物质,平衡向溶解方向移动 二、溶度积常数 概念 难溶电解质的沉淀溶解平衡常数称为溶度积常数,简称溶度积,符号为K sp 意义 K 的大小反映难溶电解质在水中的溶解能力 sp A B (s) mAn+(aq)+nBm-(aq),K = c m (A n + )· c n (B m - ) 。 m n sp 表达式 如:Mg(OH) (s) Mg2++(aq)+2OH-(aq) K = c (Mg 2 + )· c 2 (OH - ) 2 sp 影响因素 溶度积K 值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关 sp 定量判断给定条件下有无沉淀生成。 Q:离子积对于A B (s) mAn+(aq)+nBm-(aq)任意时刻Q=cm(An+)·cn(Bm-)。 m n ①Q>K ,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。 sp 应用 ②Q=K ,溶液饱和,沉淀与溶解处于衡状态。 sp ③Q<K ,溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶 sp 液饱和。 同类型的难溶电解质,在同温度下,K 越大,溶解度越大;不同类型的难溶电解质,应通过计算才能 sp 进行比较。 当我们外出旅游,沉醉于秀美的湖光山色时,一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石岩层在经历了数 万年的岁月侵蚀之后,会形成各种奇形异状的溶洞。你知道它是如何形成的吗? 三、沉淀溶解平衡的应用 1.沉淀的生成 (1)生成溶解能力小的难溶电解质,越小越好。 (2)沉淀生成的应用 在无机物的制备和提纯、废水处理等领域,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 (3)方法与实例 方法 举例 解释 除去 CuCl 溶液中的 FeCl ,可向溶液中加入 CuO[或 CuO与H+反应,促进Fe3+水解 2 3 调节 Cu(OH) 或CuCO 或Cu (OH) CO] 生成Fe(OH) 沉淀 2 3 2 2 3 3 pH法 除去NH Cl溶液中的FeCl 杂质,可加入氨水调节pH至 Fe3 + 与 NH ·H O 反 应 生 成 4 3 3 2 4左右 Fe(OH) 沉淀 3 以NaS等沉淀污水中的Hg2+、Cu2+等重金属离子 NaS与Cu2+、Hg2+反应生成沉 2 2 沉淀剂法 淀 Mg(OH) 沉淀溶解 2操作 现象 ①浑浊 ②澄清 理论分析 2.沉淀的溶解 (1)沉淀溶解的原理 根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去平衡体系中的相应离子,使Q <K ,平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。 sp (2)沉淀溶解的方法 用强酸溶解的难溶电解质有CaCO 、FeS、Al(OH) 、Ca(OH) 等。 3 3 2 如 CaCO 难溶于水,却易溶于盐酸,原因是:CaCO 在水中存在沉淀溶解平衡为 3 3 酸溶解法 CaCO (s) Ca 2 + (aq) + CO (aq) ,当加入盐酸后发生反应: CO + 2H + = H O + CO ↑, 3 2 2 c (CO ) 降低,溶液中 CO 与 Ca 2 + 的离子积Q(CaCO)<K (CaCO),沉淀溶解平衡向溶解 3 sp 3 方向移动。 Mg(OH) 难溶于水,能溶于盐酸、NH Cl 溶液中。溶于NH Cl溶液反应的离子方程式为 2 4 4 盐溶液溶解法 Mg(OH) + 2NH = M g 2 + + 2NH ·H O。 2 3 2 沉淀转化的过程探究 (1)实验探究AgCl、AgI、Ag S的转化 2 实验操作 白色沉淀转化 黄色沉淀转化为黑 实验现象 有白色沉淀析出 为黄色沉淀 色沉淀 NaCl + AgNO = AgCl + KI = 2AgI + Na S = 3 2 化学方程式 AgCl↓ + NaNO AgI + KCl Ag S + 2NaI 3 2 实验结论:AgCl沉淀转化为AgI 沉淀,AgI沉淀又转化为Ag S 沉淀,说明溶解度由小到大的顺序为 2 Ag S < AgI < AgCl 。 2 理论分析: AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) K =1.8×10-10 spAgI(s) Ag+(aq)+I-(aq) K =8.5×10-17 sp 由K 值可看出AgI的溶解度远比AgCl小得多。 sp 当向AgCl沉淀中滴加KI溶液时, Q (AgI) > K (AgI)导致AgCl溶解,AgI生成,离子方程式可表示为: sp I-(aq)+AgCl(s) AgI(s)+Cl-(aq),K===≈2.1×106>1×105。 反应向正方向进行完全,即AgCl可转化为AgI沉淀。 (2)实验探究Mg(OH) 与Fe(OH) 的转化 2 3 实验操作 实验现象 产生白色沉淀 白色沉淀转化为红褐色沉淀 MgCl + 2NaOH = Mg(OH ) ↓ 3Mg(OH) + 2FeC l = 2 2 2 3 化学方程式 + 2NaC l 2Fe(OH) + 3MgC l 3 2 实验结论:Mg(OH) 沉淀转化为Fe(OH) 沉淀,说明溶解度:Fe(OH) <Mg(OH) 。 2 3 3 2 2.沉淀的转化 实质 沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程,其实质是沉淀溶解平衡的移动 两种沉淀的溶解度不同,溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀,两者溶解度相差越大 条件 转化越容易。 锅炉除水垢 CaSO(s)―――――→CaCO (s)―――――→Ca2 + (aq) , 反 应 为 CaSO + 4 3 4 (含有CaSO) NaCO=CaCO +NaSO ,CaCO + 2HC l = CaC l + H O + CO ↑ 4 2 3 3 2 4 3 2 2 2 应用 自然界 原生铜的硫化物――――→CuSO 溶液――――――――――――――→铜 4 中矿物的转化 蓝(CuS),反应为CuSO + ZnS = CuS + ZnSO ,CuSO + PbS = CuS + PbSO 4 4 4 4 工业废水处理 FeS(s) + Hg 2 + (aq) = HgS(s) + Fe 2 + (aq) 考点一:难容电解质的溶解平衡 例1.(2023·辽宁凌源市高二上学期11月月考)下列有关BaSO 沉淀溶解平衡的说法中错误 3 的是 A.BaSO 的溶度积常数表达式K (BaSO)=c(Ba2+)×c(SO 2-) 3 sp 3 3 B.BaSO 难溶于水,溶液中没有Ba2+和SO 2- 3 3 C.升高温度,BaSO 的溶解度增大 3 D.向BaSO 悬浊液中加入NaSO 固体,BaSO 溶解的量减少 3 2 3 3【答案】B 【解析】A项,BaSO 难溶于水,悬浊液中存在BaSO(s) Ba2+(aq)+SO 2-(aq),根据溶度积表达 3 3 3 式,推出K =c(Ba2+)×c(SO 2-),说法正确;B项,BaSO 虽难溶于水,BaSO 在水中溶解度较小,但溶液 sp 3 3 3 中有极少量的Ba2+和SO 2-,说法错误;C项,多数物质的溶解度随着温度升高而升高,升高温度,BaSO 3 3 的溶解度增大,说法正确;D项,BaSO 悬浊液中存在BaSO(s) Ba2+(aq)+SO 2-(aq),加入NaSO 固 3 3 3 2 3 体,溶液中c(SO 2-)增大,c(Ba2+)减少,BaSO 溶解的量减少,说法正确。 3 3 考点二:溶度积常数 例2.(2022·山东烟台高二上学期期中)在t℃时,Ag CrO(橘红色)在水溶液中的沉淀溶解平 2 4 衡曲线如图所示。又知K (AgCl)=1.8×10-10 mol2·L-2。下列说法错误的是 sp A.a=2×10-4 B.向X点Ag CrO 溶液中加入0.1 mol·L-1 AgNO 溶液,可使溶液由X点变为Y点 2 4 3 C.t℃时,Y点和Z点时Ag CrO 的K 相等 2 4 sp D.向Ag CrO 悬浊液中加入NaCl固体,可生成白色沉淀 2 4 【答案】D 【解析】A项,K =c2(Ag+)×c(CrO2-)=(1×10-3)2×1×10-5=1×10-11,当c(CrO2-)=25×10-5 mol·L-1时, sp 4 4 c(Ag+)===2×10-4 mol·L-1,正确;B项,X点为Ag CrO 的不饱和溶液,加入0.1 mol·L-1 AgNO 溶液, 2 4 3 c(Ag+)增大,c(CrO2-)在达到饱和前不变,向X点Ag CrO 溶液中加入0.1 mol·L-1 AgNO 溶液,可使溶 4 2 4 3 液由X点变为Y点,正确;C项,K 只受温度影响,温度不变平衡常数不变,t℃时,Y点和Z点时 sp Ag CrO 的K 相等,正确;D项,NaCl固体没有给出加入量,不能确定此时c(Ag+)×c(Cl-)>K (AgCl), 2 4 sp sp 不能确定是否生成白色沉淀,错误。 考点三:沉淀溶解平衡与实验探究 例3.(2022·无锡模拟)取1 mL 0.1 mol·L-1 AgNO 溶液进行如下实验(实验中所用试剂浓度 3 均为0.1 mol·L-1),下列说法不正确的是A.实验①白色沉淀是难溶的AgCl B.若按②①顺序实验,能看到白色沉淀 C.若按①③顺序实验,能看到黑色沉淀 D.由实验②说明AgI比AgCl更难溶 【答案】B 【解析】A项,AgNO 溶液中的Ag+和过量的NaCl溶液中的Cl-生成AgCl白色沉淀,离子方程式为 3 Ag++Cl-=AgCl↓,所以沉淀为难溶的AgCl,正确;B项,一般来说,溶解度小的沉淀转化为溶解度更 小的沉淀容易实现,AgI的溶解度比AgCl小,所以AgI不易转化为AgCl,所以若按②①顺序实验,看不 到白色沉淀,错误;C项,2AgCl(s)+S2-(aq) Ag S(s)+2Cl-(aq),Ag S比AgCl更难溶,溶解度更小, 2 2 所以若按①③顺序实验,能看到黑色沉淀,正确;D项,实验②白色沉淀AgCl转化为黄色沉淀AgI,说明 AgI比AgCl更难溶,正确。 考点四:沉淀溶解平衡图像 例4.(2023·河北邯郸高二上学期期末)常温时,三种金属硫化物在水中的沉淀溶解平衡曲线 如图所示。已知pA=-lgc(A)。下列说法正确的是 A.常温下,三种物质中CuS的溶解度最小 B.常温下,K (MnS)=10-30 sp C.加热可使b点移动到a点 D.若要除去ZnCl 溶液中混有的少量MnCl ,则可加入CuS固体 2 2 【答案】A 【解析】A项,由图可知,常温下,硫离子浓度相同时,铜离子的浓度最小,则三种物质中CuS的溶 解度最小,正确;B项,由图可知,p(S2-)=5时,即c(S2-)=10-5,查图可得c(Mn2+)=10-10,K (MnS)= sp 10-15,错误;C项,升高温度,硫化铜的溶度积增大,铜离子和硫离子均增大,不可能使b点移动到a点,错误;D项,三种物质中CuS的溶解度最小,则加入溶解度小的CuS固体不可能除去ZnCl 溶液中混有的 2 少量MnCl ,错误。 2 1.(2022·河北保定模拟)在一定温度下,当过量的 Mg(OH) 固体在水溶液中达到平衡时: 2 Mg(OH) (s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),要使Mg(OH) 固体增加,c(OH-)增加,可采取的措施是 2 2 A.加适量的水 B.通入少量HCl气体 C.加少量NaOH固体 D.加少量MgSO 固体 4 【答案】C 【解析】】A项,加入适量水,使沉淀溶解平衡正向移动,悬浊液中Mg(OH) 固体的质量减少,不符 2 合题意;B项,通入少量HCl,平衡正向移动,氢氧化镁固体减少,不符合题意;C项,加少量NaOH固 体,平衡逆向移动,则Mg(OH) 固体增加,且c(OH-)增加,符合题意;D项,加少量MgSO 固体,平衡 2 4 逆向移动,c(OH-)减小,不符合题意。 2.(2022·首都师范大学附中模拟)25℃时,在含有大量PbI 的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡: 2 PbI (s) Pb2+(aq)+2I-(aq),加入KI固体,下列说法正确的是 2 A.溶液中Pb2+和I-的浓度都增大 B.K (PbI )增大 sp 2 C.PbI 的沉淀溶解平衡向右移动 2 D.溶液中c(Pb2+)减小 【答案】D 【解析】加入KI固体,溶液中c(I-)增大,使PbI 的沉淀溶解平衡向左移动,所以溶液中c(Pb2+)减小, 2 A、C项错误,D项正确;溶液的温度未发生改变,K (PbI )不变,B项错误。 sp 2 的 3.(2023·广西桂林市高二上学期期末)在自然界中,原生铜 硫化物转变成CuSO 后遇到地壳深层 4 的ZnS和PbS便慢慢转变为CuS。由此可知,下列物质中溶解度最小的是 A.CuSO B.ZnS C.PbS D.CuS 4 【答案】D 【解析】CuSO 易溶于水,而ZnS、PbS、CuS难溶于水,原生铜的硫化物转变成CuSO 后遇到地壳深 4 4 层的ZnS和PbS便慢慢转变为CuS,根据溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的知,ZnS和PbS溶解度 大于CuS,溶解度最小的是CuS;故答案为D项。 4.(2023·河北保定市高二上学期期中)现将某浓度的CaCl 溶液与2.0×10-3 mol·L-1的NaSO 溶液 2 2 4等体积混合,若要产生沉淀,则所用CaCl 溶液的浓度至少为(已知该温度下CaSO 的K =4.9×10-5) 2 4 sp A.9.8×10-2 mol·L-1 B.4.9×10-2 mol·L-1 C.2.0×10-3 mol·L-1 D.1.0×10-3 mol·L-1 【答案】A 【解析】由硫酸钙的溶度积可知,氯化钙溶液与2.0×10—3 mol·L-1硫酸钠溶液等体积混合生成硫酸钙 沉淀时,氯化钙溶液的浓度为==4.9×10—2 mol·L-1,原溶液CaCl 溶液溶液的最小浓度为混合溶液中 2 c(Ca2+)的2倍,所以原溶液CaCl 溶液溶液的最小浓度为4.9×10—2 mol·L-1×2=9.8×10—2 mol·L-1,故选A 2 项。 5.(2022·湖南益阳市高二上学期期末)MgCO 是常用于治疗胃酸过多的药剂的主要成分之一、在实 3 验室中,向含有MgCO 固体的悬浊液中滴加少许浓盐酸(忽略体积和温度变化),下列数值变小的是 3 A.c(H+) B.c(CO2-) C.c(Mg2+) D.K (MgCO ) 3 sp 3 【答案】B 【解析】A项,加入少量浓盐酸,c(H+)增大,错误;B项,MgCO 固体的悬浊液中存在沉淀溶解平衡 3 MgCO (s) Mg2+(aq)+CO2-(aq),加入少量浓盐酸可与消耗碳酸根,而使碳酸根离子的浓度减小,正 3 3 确;C项,由B项知加入浓盐酸消耗碳酸根,使溶解平衡MgCO (s) Mg2+(aq)+CO2-(aq)正向移动, 3 3 则镁离子浓度增大,错误;D项,K (MgCO )只与温度有关,温度不变溶度积常数不变,错误。 sp 3 6.(2023·北京昌平区高二上学期期末)某同学探究MgCl 、CaCl 与饱和NaHCO 溶液的反应。 2 2 3 实验I 实验II 无明显现象 先产生白色沉淀,后产生无色气泡 常温下:K (MgCO )=6.82×10-6,K (CaCO )=4.96×10-9 sp 3 sp 3 下列说法不正确的是 A.实验II中产生的气体为CO 2 B.实验II证明CaCl 能促进NaHCO 的水解 2 3 C.实验II反应后溶液的pH降低 D.实验I、II现象不同的原因是K (CaCO )<K (MgCO ),Ca2+结合CO2-能力比Mg2+强 sp 3 sp 3 3 【答案】B 【解析】A项,碳酸氢根离子存在电离平衡,HCO - H++CO2-,加入氯化钙溶液后,钙离子和 3 3 碳酸根离子生成碳酸钙沉淀,导致平衡正向移动,氢离子浓度增大与碳酸氢根离子生成二氧化碳气体,实验II中产生的气体为CO ,正确;B项,实验II加入CaCl 能促进碳酸氢根离子的电离正向移动,错误;C 2 2 项,实验II反应后碳酸氢根离子浓度减小,碳酸氢根离子水解生成的氢氧根离子浓度减小,溶液的 pH降 低,正确;D项,实验I、II现象不同的原因是K (CaCO )<K (MgCO ),Ca2+结合CO2-能力比Mg2+强, sp 3 sp 3 3 导致加入钙离子能使HCO - H++CO2-正向进行更显著,正确。 3 3 7.(2022·山东高二上学期12月月联合调研)已知:K (CaCO )=2.8×10-9,K (CaSO)=8.4×10-6。 sp 3 sp 4 在CaSO 和CaCO 的悬浊混合液中,的值为 4 3 A. B.2.8 C.8.4 D.3 000 【答案】D 【解析】在CaSO 和CaCO 的悬浊混合液中,====3 000,故合理选项是D项。 4 3 8.(2023·北京清华附中高二上学期期末)某同学进行如下实验: 下列说法不正确的是 A.①中存在沉淀溶解平衡:BaCO (s) Ba2+(aq)+CO2-(aq) 3 3 B.比较离子浓度大小:c(CO2-):③>①;c(Ba2+):③>① 3 C.③中存在水解平衡:CO2-+HO HCO -+OH- 3 2 3 D.综合上述实验现象,说明BaCO 能转化为BaSO 3 4 【答案】B 【解析】①中加入酚酞后无现象说明碱性很小,又知BaCO (s) a2+(aq)+CO2-(aq),CO2-+HO 3 3 3 2 HCO -+OH-,则溶液中CO2-浓度极小,水解程度也很小,②中NaSO 为强酸强碱盐,溶液呈中 3 3 2 4 性故无明显现象,③混合后变红说明CO2-水解后生成的OH-浓度增大,即发生了BaCO +SO 2- 3 3 4 BaSO+CO2-的转化,BaSO 更难溶于水,以此解答。 4 3 4 A项,由沉淀溶解平衡得知存在BaCO (s) Ba2+(aq)+CO2-(aq),正确;B项,由上述分析可知, 3 3 c(CO2-):③>①,BaSO 更难溶于水,随着沉淀的转化:BaCO +SO 2- BaSO+CO2-,溶液中Ba2+ 3 4 3 4 4 3 的浓度降低,即c(Ba2+):③<①,错误;C项,①、③中均存在CO2-,CO2-为弱酸根,溶液中存在水解 3 3 平衡,离子方程式为:CO2-+HO HCO -+OH-,正确;D项,③混合后变红说明溶液中CO2-浓 3 2 3 3 度增大,即发生了BaCO +SO 2- BaSO+CO2-的转化,正确。 3 4 4 31.(2022·辽宁丹东高二上学期期末)在T、T 温度下,BaSO 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示 1 2 4 (已知BaSO 在水中溶解时吸收热量)。下列说法正确的是 4 A.加入BaCl 固体,可使a点变成c点 B.升高温度,可使b点变成c点 2 C.c点时,在T 温度下有固体析出 D.a点的K 大于5.0×10-9 1 sp 【答案】C 【解析】A项,加入BaCl 固体,溶液中钡离子浓度会增大,溶解平衡逆向移动,c(SO42-)减小,因此 2 不会由a点变为c点,错误;B项,升高温度,BaSO 的溶解度增大,c(Ba2+)、c(SO42-)均增大,因此不会 4 由 b 点变 c 点,错误;C 项,由图可知 T 温度下 K (BaSO)大于 T ,由于溶解过程吸热,温度越高 2 sp 4 1 K (BaSO)越大,因此T 大于T ,c点为T 温度下的饱和溶液,则降温到T 时,溶解度减小,析出沉淀, sp 4 2 1 2 1 正确;D项,c点时,K 等于5.0×10-9,a点对应温度低于c点,则a点K 小于5.0×10-9,错误。 sp sp 2.(2022·江苏徐州市高二下学期期中)一种以烟气中CO 制取轻质CaCO 的流程如下: 2 3 已知K (CaCO )=4.96×10-9且c(Ca2+)<10-5 mol·L-1时视为沉淀完全。下列说法错误的是 sp 3 A.“反应I”中增大氨水浓度能提高烟气中CO 去除率 2 B.“反应II”中溶液的导电能力随石灰乳的加入快速上升 C.若测得“滤液”中c(CO2-)=10-2 mol·L-1时,则Ca2+沉淀完全 3 D.所得“滤液”可转移到“反应I”中循环利用 【答案】B 【解析】将烟气通入氨水中发生反应Ⅰ生成碳酸铵,再加入石灰乳发生反应Ⅱ生成碳酸钙和氨水,过 滤得到的滤液中含有氨水,可循环使用;所得碳酸钙沉淀进行洗涤干燥,得到轻质CaCO 。 3 A项,“反应I”中增大氨水浓度,可以充分吸收二氧化碳,能提高烟气中CO 去除率,正确;B项, 2加入石灰乳时生成碳酸钙沉淀和氨水,故初始时溶液中的铵根离子、碳酸根离子因反应而快速降低导致导 电能力快速降低,后加入过量的氢氧化钙,由于生成氨水的电离及过量氢氧化钙的电离导致离子浓度增大, 导电能力逐渐上升,错误;C项,若测得“滤液”中 c(CO2-)=10-2 mol·L-1,则K (CaCO )=c(Ca2 3 sp 3 +)·c(CO2-)=c(Ca2+)×10-2 mol·L-1=4.96×10-9,c(Ca2+)=4.96×10-7<10-5 mol·L-1,故Ca2+沉淀完全, 3 正确;D.所得“滤液”中含有氨水,可转移到“反应I”中循环利用,正确。 3.(2022·山东日照高二上学期期中)下列有关沉淀溶解平衡说法错误的是 A.用稀硫酸洗涤BaSO 沉淀,可以减少BaSO 溶解损失 4 4 B.牙膏中添加NaF,可将Ca (PO )OH转化为更难溶的Ca (PO )F抵抗酸的侵蚀 5 4 3 5 4 3 C.25℃时,向含有AgCl固体的AgCl饱和溶液中加入少量稀盐酸,则AgCl的溶解度不变 D.已知25℃时,AgCl和砖红色沉淀Ag CrO 的K 分别为1.8×10-10和2.0×10-12,则用AgNO 标准溶 2 4 sp 3 液滴定Cl-时,可采用KCrO 为指示剂 2 4 【答案】C 【解析】A项,BaSO 沉淀在溶液中存在沉淀溶解平衡,用稀硫酸洗涤时,增大了水中SO 2-的浓度, 4 4 使沉淀溶解平衡逆向移动,因而比用水洗涤可以减少BaSO 溶解损失,正确;B项,Ca (PO )OH在口腔溶 4 5 4 3 液中存在沉淀溶解平衡,用含有NaF的牙膏刷牙时,发生沉淀转化,生成更难溶的Ca (PO )F,从而可增 5 4 3 强抵抗酸的侵蚀的能力,正确;C项,25℃时,向含有AgCl固体的AgCl饱和溶液中加入少量稀盐酸,Cl -的浓度增大,沉淀溶解平衡逆向移动,则AgCl的溶解度减小,错误;D项,25℃时Ag CrO 、AgCl的 2 4 K 分别为2.0×10-12和1.8×10-10,当离子浓度小于10-5 mol·L-1时认为沉淀完全,因此恰好沉淀完全时, sp c(Ag+)===1.8×10-5 mol·L-1,此时溶液中c(CrO2-)===6.17×10-3 mol·L-1,6.17×10-3 mol·L-1> 4 1.0×10-5 mol·L-1,可以使用可采用KCrO 为指示剂,正确。 2 4 4.(2023·北京延庆区高二上学期期末)小组同学用以下流程去除粗盐水中的SO 2-、Ca2+、Mg2+, 4 获得了精制盐水。 已知:ⅰ. 物质 BaSO BaCO CaCO Mg(OH) 4 3 3 2 K (25℃) 1.1×10-10 2.6×10-9 3.4×10-9 5.6×10-12 sp ⅱ.粗盐水中c(SO42-)>c(Ca2+) 下列说法不正确的是的 A.① 反应为:BaCO +SO 2- BaSO+CO2- 3 4 4 3 B.②中当溶液pH=11时,Mg2+已沉淀完全(即浓度小于10-5 mol·L-1) C.③的滤渣中除泥沙外,还有BaSO、CaCO 、Mg(OH) 、BaCO 等物质 4 3 2 3 D.④中用稀盐酸调溶液pH为中性或微酸性,以除去OH-、CO2- 3 【答案】A 【解析】A项,加入碳酸钡的目的是沉淀法除掉硫酸根和钙离子,故①的反应为:BaCO (s)+SO 2- 3 4 (aq) BaSO(s)+CO2-(aq)、Ca2++CO2-=CaCO ↓,错误;B项,②中当溶液pH=11时,c(Mg2+)= 4 3 3 3 ==5.6×10-6<10-5,Mg2+已沉淀完全(即浓度小于1.0×10-5 mol·L-1),正确;C项,由上述分析③的滤渣 中除泥沙外,还有①生成的BaSO 、CaCO ,②生成的Mg(OH) 和过量的BaCO 等物质,正确;D项,④ 4 3 2 3 中用稀盐酸调溶液pH为中性或微酸性,以除去OH-、CO2-,正确。 3 5.(2023·山东枣庄市高二上学期期末)已知pAg+=−lgc(Ag+),pX−=−lgc(X−)。某温度下,AgBr、 AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是 A.a和c两点的K 相同 w B.K (AgCl)=1.0×10−14 mol2·L−2 sp C.向饱和AgCl溶液中加入NaCl固体,可使a点变到d点 D.AgCl(s)+Br-(aq) AgBr(s)+Cl-(aq)平衡常数K=K (AgCl)/K (AgBr) sp sp 【答案】B 【解析】由图可知,纵横坐标的乘积越大,K (AgX)越小,则a、d点在AgCl的沉淀溶解平衡曲线上, sp b点在AgBr在沉淀溶解平衡曲线上,据此判断。 A项,K 只受温度的影响,a、c在相同的温度下,则K 相同,正确;B项,b点AgBr在沉淀溶解平 w w 衡曲线上,不能计算AgCl的溶度积,错误;C项,向饱和AgCl溶液中加入NaCl固体,氯离子浓度增大, 平衡逆向移动,阴离子浓度减小,可使 a点变到d点,正确;D项,AgCl(s)+Br-(aq) AgBr(s)+Cl- (aq)平衡常数K=c(Cl-)/c(Br-)=c(Cl-)c(Ag+)/c(Br-)c(Ag+)=K (AgCl)/K (AgBr),正确。 sp sp 6.(2023·辽宁鞍山市高二上学期第三次月考)室温时,CaCO 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。 3 已知CaCO 的溶度积(室温)2.8×10-9,下列说法中不正确的是 3A.x的数值为2×10-5 B.c点时有CaCO 生成 3 C.加入蒸馏水可使溶液由d点变成a点 D.b点与d点对应的溶度积相等 【答案】C 【解析】图像为CaCO 在水中的沉淀溶解平衡曲线,曲线上b点和d点为饱和状态,a点不饱和,而c 3 为过饱和状态,据此分析。 A项,在d点c(CO2-)=1.4×10-4 mol·L-1,因室温时,CaCO 的溶度积K =2.8×10-9,所以c(Ca2+)= 3 3 sp 2×10-5 mol·L-1,故x的数值为2×10-5,正确;B项,在c点c(Ca2+)>2×10-5 mol·L-1,即相当于增大钙 离子浓度,平衡左移,有CaCO 生成,正确;C项,d点为饱和溶液,加入蒸馏水后如仍为饱和溶液,则 3 c(Ca2+)、c(CO2-)都不变,如为不饱和溶液,则二者浓度都减小,故不可能使溶液由 d点变成a点,错误; 3 D项,b点与d点在相同的温度下,溶度积相等,正确。 7.(2023·北京平谷区高二上学期期末)某小组同学进行如下实验探究: 下列分析正确的是 A.实验②、③黄色沉淀中均不含AgCl B.实验③证明浊液a中存在AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) C.实验②和③的反应可用相同的离子方程式表示 D.实验②的黄色沉淀中再滴加几滴0.1 mol·L-1的NaCl溶液后,可转变为白色 【答案】B【解析】1 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液和2 mL 0.1 mol·L-1 AgNO 溶液混合,反应生成1.0×10-4 mol 3 AgCl和1.0×10-4 mol NaNO ,剩余1.0×10-4 mol AgNO ,静置后得到浊液a;过滤后,滤渣为AgCl白色 3 3 沉淀,经多次洗涤后,滴加1 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,生成黄色沉淀,此沉淀应为AgI;滤液中含1.4×10- 4 mol AgNO ,滴加1 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,生成AgI黄色沉淀,据此分析解答。 3 A项,实验③中,由于存在平衡AgCl(s)+I-(aq) AgI(s)+Cl-(aq)(aq),AgCl不能完全转化为 AgI,错误;B项,实验③中,往AgCl白色沉淀中滴加1 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,由于存在平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),且AgI的溶解度小于AgCl,则I-结合AgCl电离出的Ag+生成AgI沉淀,从而将 AgCl转化为AgI,由此可知,浊液a中也存在平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),正确;C项,实验②反 应的离子方程式为Ag++I-=AgI↓,实验③反应的离子方程式为AgCl(s)+I-(aq) AgI(s)+Cl-(aq) (aq),二者离子方程式不同,错误;D项,往AgI沉淀中再滴加足量0.1 mol·L-1的NaCl溶液后,可转变为 白色,错误。 8.(2023·北京朝阳区高二上学期期末)以石灰石矿(主要成分为CaCO ,含少量MgCO 、Fe O、 3 3 2 3 SiO 等)为原料制备高纯轻质碳酸钙的一种工艺流程如下。 2 已知:固体B中含有SiO、Fe O、MgO及Mg(OH) 。 2 2 3 2 下列说法不正确的是 A.过程Ⅱ中,NH Cl溶液浸出Ca2+而非Mg2+是因为K [Ca(OH) ]>K [Mg(OH) ] 4 sp 2 sp 2 B.过程Ⅲ中,反应的离子方程式为Ca2++2NH ·HO+CO=CaCO ↓+HO+2NH 3 2 2 3 2 C.过程Ⅱ和过程Ⅲ的操作均应在较高温度下进行 D.整个流程中,“变废为宝、循环利用”的物质是CO、NH Cl 2 4 【答案】C 【解析】煅烧石灰石矿(主要成分为CaCO ,含少量MgCO 、Fe O 、SiO 等),CaCO 、MgCO 分解分 3 3 2 3 2 3 3 别生成CaO和MgO,并放出CO ,煅烧后固体Fe O 、SiO 、CaO、MgO,加氯化铵浸取,溶解CaO,得 2 2 3 2 到含氯化钙和NH ·HO的滤液A,过滤,固体B中含有SiO、CaO、MgO及Mg(OH) ,滤液A中通CO, 3 2 2 2 2 发生反应Ca2++2NH ·HO+CO=CaCO ↓+HO+2NH,生成沉淀CaCO 。 3 2 2 3 2 3 A项,过程Ⅱ中,NH Cl溶液浸出Ca2+而非Mg2+,因为K [Ca(OH) ]>K [Mg(OH) ],正确;B项,过 4 sp 2 sp 2 程Ⅲ中,CO 和氯化钙和NH ·HO反应生成CaCO ,的离子方程式为Ca2++2NH ·HO+CO=CaCO ↓+ 2 3 2 3 3 2 2 3HO+2NH,正确;C项,过程Ⅱ的反应物氯化铵受热易分解,过程Ⅲ中NH ·HO受热易分解、易挥发, 2 3 2 不能在较高温度下进行,错误;D项,过程Ⅰ产生的CO 是过程Ⅲ的反应物,过程Ⅲ中的生成物NH Cl是 2 4 过程Ⅱ的反应物,所以CO、NH Cl可循环利用,正确。 2 4 9.(2022·广东汕尾高二上学期期末)常温下,K (ZnS)=1.6×10-24,K (FeS)=6.4×10-18,其中FeS sp sp 为黑色晶体,ZnS是一种白色颜料的组成成分。下列说法不正确的是 A.向FeS悬浊液中通入少量HCl,K (FeS)不变 sp B.向物质的量浓度相等的FeCl 和ZnCl 混合液中滴加NaS溶液,先产生白色沉淀 2 2 2 C.在ZnS的饱和溶液中,加入FeCl 溶液,可能产生FeS沉淀 2 D.常温下,反应FeS(s)+Zn2+(aq) ZnS(s)+Fe2+(aq)的平衡常数K=4.0×10-6 【答案】D 【解析】A项,K (FeS)只与温度有关,温度不变,K (FeS)不变,正确;B项,K (ZnS)<K (FeS), sp sp sp sp 根据K 小的先沉淀可知,先产生ZnS白色沉淀,正确;C项,在ZnS的饱和溶液中,加入FeCl 溶液,由 sp 2 于FeCl 浓度未知,则Q(FeS)可能大于K (FeS),故可能产生FeS沉淀,正确;D项,反应FeS(s)+Zn2+ 2 c sp (aq) ZnS(s)+Fe2+(aq)的平衡常数K====4.0×106,错误。 10.(2023·北京东城区高二上学期期末)常温下,某小组同学用如下装置探究Mg(OH) 的沉淀溶解平 2 衡。 实验装置 实验序号 传感器种类 实验操作 向蒸馏水中加入足量Mg(OH) 粉末,一段 ① 电导率传感器 2 时间后再加入少量蒸馏水 向滴有酚酞的蒸馏水中加入Mg(OH) 粉 2 ② pH传感器 末,隔一段时间后,再向所得悬浊液中加 入一定量稀硫酸 Ⅰ.实验①测得电导率随时间变化的曲线如图l所示。 已知:ⅰ.在稀溶液中,离子浓度越大,电导率越大。 (1)a点电导率不等于0的原因是水能发生____________。(2)由图1可知,在Mg(OH) 悬浊液中加入少量水的时刻为_______(填“b”、“c”或“d”)点。 2 (3)分析电导率在de段逐渐上升的原因:d时刻,Q[Mg(OH) ]_______(填“>”、“<”或 2 “=”)K [Mg(OH) ],导致_________________________________________________(结合沉淀溶解平衡解 sp 2 释原因)。 Ⅱ.实验②测得pH随时间变化的曲线如图2所示。 已知:ⅱ.25℃,K [Mg(OH) ]=5.6×10-12 sp 2 ⅲ.酚酞的变色范围: pH <8.2 8.2~10 >10 颜色 无色 淡粉色 红色 (4)依据图2可判断:A点加入的Mg(OH) 的物质的量大于C点加入的硫酸的物质的量,判据是 2 ________________________________________________________________。 (5)0~300 s时,实验②中溶液先变红,后__________________________________。 (6)Mg(OH) 常被用于水质改良剂,能够使水体pH约为9,进而抑制细菌的生长。25℃时水体中 2 c(Mg2+)约为_______mol·L-1。 【答案】(1)电离 (2)c (3)①< ②平衡向着沉淀溶解的方向移动 (4)DE段pH大于7,溶 液显碱性,氢氧化镁过量 (5)变为淡粉色 (6)5.6×10-2 【解析】I.ab段,HO是弱电解质,能发生微弱的电离,电离方程式为HO H++OH-;bc段, 2 2 向蒸馏水中加入足量Mg(OH) 粉末,Mg(OH) 溶解,产生Mg2+和OH-,电导率增大;cd段,再加入少量 2 2 蒸馏水,相当于稀释,Mg2+和OH-浓度减小,电导率减小;de段,沉淀溶解平衡移动,cd段再加入少量 蒸馏水,Mg2+和OH-浓度减小,使得Q[Mg(OH) ]<K [Mg(OH) ],平衡向着沉淀溶解的方向移动;Ⅱ. 2 sp 2 AB段pH不断增大,氢氧化镁不断溶解,BC段pH不变,存在平衡 Mg(OH) (s) Mg2+(aq)+2OH- 2 (aq),CD段加入稀硫酸,消耗氢氧化镁,pH减小,稀硫酸消耗完,氢氧化镁继续溶解,pH增大,DE段 pH不变,建立新的平衡。 (1)HO是弱电解质,能发生微弱的电离,电离方程式为 HO H++OH-,因此a点电导率不等 2 2于0;(2)cd段,再加入少量蒸馏水,相当于稀释,Mg2+和OH-浓度减小,电导率减小,则在Mg(OH) 2 悬浊液中加入少量水的时刻为c点;(3)cd段再加入少量蒸馏水,Mg2+和OH-浓度减小,使得d时刻 Q[Mg(OH) ]<K [Mg(OH) ],平衡Mg(OH) (s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)向右移动,即平衡向着沉淀溶解的 2 sp 2 2 方向移动;(4)由图像可知,最后的 pH大于 7,溶液显碱性,氢氧化镁过量,所以 A点时加入的 n[Mg(OH)]大于C点时加入的n(HSO );(5)由图像可知,AB段pH不断增大,氢氧化镁不断溶解,BC 2 2 4 段pH不变,存在平衡Mg(OH) (s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),此时溶液pH>10,因此实验②中溶液变红, 2 CD段加入稀硫酸,消耗氢氧化镁,pH减小,稀硫酸消耗完,氢氧化镁继续溶解,pH增大,最终溶液的 pH值范围为9<pH<10,由酚酞的变色范围知,此时溶液变为淡粉色;(6)25℃时,水体pH约为9,则 c(OH-)=1.0×10-5 mol·L-1,由K [Mg(OH) ]=c(Mg2+)·c2(OH-)=5.6×10-12,得c(Mg2+)===5.6×10-2 sp 2 mol·L-1。