难溶电解质专题复习

难溶电解质的溶解平衡 一、要点知识整合 1．难溶电解质的溶解平衡与溶度积 （1）难溶物的溶解平衡表示式：MmAn(s) mMn+(aq)+nAm－(aq) （2）溶度积常数表达式：Ksp(MmAn)=Cm(Mn+)·Cn(A m－)（式中浓度均为平衡浓度） （3）Ksp的影响因素：①内因：难溶电解质本身的性质 ②外因：温度 【提示】Ksp与温度有关，与溶液中离子浓度变化无关。离子浓度变化只能使溶解平衡发生移动，不会改变Ksp的大小。 （4）Ksp的意义：Ksp的大小能反映难溶电解质在水中的溶解能力的大小，当难溶电解质的化学式中阴、阳离子个数比相同时（如AgCl与AgBr、Cu2S与Ag2S等），Ksp越小，意味着难溶电解质在水中溶解性越小。但阴阳离子个数比不同的难物不能根据Ksp大小判断溶解性的大小。 【提示】溶解度也是表示物质溶解性大小的一个物理量，当两种阴、阳离子个数相同的难溶电解质的Ksp相差较大时，Ksp小的溶解度也小，但Ksp相近时，Ksp小的不一定溶解度小。 2．沉淀的生成与溶解 浓度商（Qc）——将某状态时溶液中离子浓度代入溶度积常数表达式求得的值即为浓度商。 Qc与Ksp的关系 溶液所处状态 表面现象 Qc=Ksp 溶解平衡状态 固体的量保持不变 Qc＜Ksp 溶液未达到饱和 固体在不断减小 Qc＞Ksp 溶液处于过饱和状态 固体在不断增加       【提示】当一种离子和其他几种离子都可能产生沉淀时，Ksp小的沉淀更易生成。例如：在等浓度的KCl和NaBr溶液中，逐滴滴加AgNO3溶液，先生成AgBr沉淀，因为Ksp(AgBr)＜Ksp(AgCl)。 3．沉淀的转化 一般情况下，当难溶电解质类型相同时，Ksp较大的沉淀易转化为Ksp较小的沉淀。但不是绝对的，当两种难溶电解质的Ksp相差不大时，通过调节某种离子的浓度亦可实现由Ksp小的沉淀向Ksp较大的沉淀的转化。 二、典型例题剖析 例1 下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是（    ） A．在AgCl的沉淀溶解平衡体系中通入HCl气体，溶解平衡不发生移动 B．含有AgCl沉淀的溶液中，C(Ag+)与C(Cl－)一定相等 C．25℃时，向AgCl的悬浊液中加入蒸馏水，AgCl的溶解度增大，但Ksp不变 D．25℃时，向AgCl悬浊液中加入KI固体时，有黄色沉淀生成 例2 化工生产中含Cu2+的废水常用MnS(s)作沉淀剂，其反应原理为：Cu2+(aq)+MnS(s) CuS(s)+Mn2+(aq)，下列有关该反应的推理不正确的是（    ） A．该反应达到平衡后，沉淀总质量将保持不变 B．CuS的溶解度比MnS的溶解度小 C．往平衡体系中加水，平衡不会发生移动 D．往平衡体系中加水，MnS、CuS的质量均不变 例3 已知25℃时下列物质的溶度积： 难溶物 CH3COOAg AgCl Ag2CrO4 Ag2S Ksp 2.3×10－3 1.77×10－10 1.12×10－12 6.7×10－15           下列说法正确的是（    ） A．等体积且浓度均为0.02mol·L－1的CH3COONa和AgNO3溶液混合能产生沉淀 B．离子浓度均为0.01mol·L－1的CrO42－和Cl－混合溶液中慢慢滴入AgNO3溶液时，CrO42－先沉淀 C．在CH3COOAg悬浊液中加入盐酸发生的离子方程式为： CH3COOAg+H++Cl－ CH3COOH+AgCl D．298K时，上述四种饱和溶液的物质的量浓度大小关系为： C(CH3COOAg)＞c(AgCl)＞c(Ag2CrO4)＞c(Ag2S) 例4 已知PbI2的Ksp=7.0×10－9，若将7.5×10－3mol·L－1的KI与Pb(NO3)2溶液按2:1的体积比混合，则生成的pbI2沉淀所需pb(NO3)2溶液的最小浓度为（  ） A．8.4×10－4mol·L－1    B．5.6×10－4mol·L－1    C．4.2×10－4mol·L－1    D．1.24×10－4mol·L－1    例5 已知25℃时，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10－33，则该温度下，Al3++3H2O Al(OH)3+3H+的平衡常数为            例6 用饱和Na2CO3溶液可将BaSO4转化为BaCO3: BaSO4(s)+CO32－(aq) BaCO3(s)+SO42－(aq)，已知Ksp(BaCO3)=2.58×10－9， Ksp(BaSO4)=1.07×10－10 （1）求上述反应的平衡常数 （2）每次用1.00L 2.0mol·L－1溶液处理BaSO4沉淀，则要将0.39molBaSO4全部溶解，至少需要处理      次。 例7 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： 模拟海水中的 离子浓度(mol/L) Na＋ Mg2＋ Ca2＋ Cl― 0.439 0.050 0.011 0.560 0.001             注：溶液中某种离子的浓度小于1.0×10-5 mol/L，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变． 已知：Ksp（CaCO3）=4.96×10-9；  Ksp（MgCO3）=6.82×10-6； Ksp[Ca（OH）2]=4.68×10-6； Ksp[Mg（OH）2]=5.61×10-12．下列说法正确的是（  ）   A．沉淀物X为CaCO3 B．滤液M中存在Mg2+，不存在Ca2+ C．滤液N中存在Mg2+、Ca2+ D．步骤②中若改为加入4.2gNaOH固体，沉淀物Y为Ca（OH）2和Mg（OH）2的混合物 例8 向10mL 0.2mol·L－1NaOH溶液中滴入2滴（每滴约为0.05ml）0.1 mol·L－1MgCl2溶液，产生白色沉淀后，再滴加2滴0.1mol·L－1FeCl3溶液，又生成红褐色沉淀，由此证明在相同温度下，Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Mg(OH)2]，此推断是否正确？为什么？ 典例答案：例1 D    例2 D    例3 C    例4 A  分析：设所需pb(NO3)2溶液的最小浓度为C，则混合溶液中c(pb2+)= mol·L－1， c(I－) = ×7.5×10－3mol/L=5×10－3mol·L－1 c(pb2+)·c2(I－)≥Ksp ×(5×10－3)2≥7.0×10－9 c≥8.4×10－4 注意：代入Qc中的浓度为混合后溶液中各离子浓度，而不是混合前溶液中离子浓度 例5 分析：K= 例6 分析：（1）K= （2）设每次能溶解x molBaSO4，则溶液中n(SO42－)=x mol，即c(SO42－)=x mol·L－1，而Ba2+可以近似看成沉淀完毕，生成的BaCO3为x mol，因此溶液中c(CO32－)=2mol－n(BaCO3)=(2－x)mol≈2mol，c(CO32－)=2mol·L－1代入K= 求得x=0.082mol，处理次数为 次，故至少要处理5次. 例7  A 分析：步骤①，从题给的条件，可知n(NaOH)=0.001mol。依据离子反应“先中和、后沉淀、再其他”的反应规律，当1L模拟海水中，加入0.001mol NaOH时，OH－恰好与HCO3－完全反应：OH－+HCO3－===CO32－+H2O，生成0.001mol CO32－。由于Ksp(CaCO3)＜Ksp(MgCO3)，生成的CO32－与水中的Ca2+反应生成CaCO3沉淀：Ca2++ CO32－===CaCO3↓。所以沉淀物X为CaCO3，A选项正确。由于CO32－只有0.001mol，反应生成CaCO3所消耗的Ca2+也只有0.001mol，滤液中还剩余c(Ca2+)=0.010mol/L。滤液M中同时存在着Ca2+和Mg2+，B错误。步骤②，当滤液M中加入NaOH固体，调到pH=11（即pOH=3）时，此时滤液中c(OH－)=1×10－3mol/L。则Q[Ca(OH)2]=c(Ca2+)×(10－3)2=0.010×(10－3)2=10－8＜Ksp[Ca(OH)2]，无Ca(OH)2生成。Q[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×(10－3)2=0.050×(10－3)2=5×10－8＞Ksp[Mg(OH)2]，有Mg(OH)2沉淀生成。又由于Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×(10－3)2=5.6×10－12，c(Mg2+)=5.6×10－6＜10－6，无剩余，滤液N中不存在Mg2+，C错误。步骤②中若改为加入4.2gNaOH固体，则n(NaOH)=0.105mol，与0.05mol Mg2+反应：Mg2++2OH－===Mg(OH)2↓，生成0.05mol Mg(OH)2,剩余0.005mol OH－。由于Q[Ca(OH)2]=c(Ca2+)×c(OH－)2=0.010×(0.005)2=2.5×10－7＜Ksp[Ca(OH)2]，所以无Ca(OH)2沉淀析出，沉淀物Y为Mg(OH)2沉淀，D错误。 例8  不正确。因为生成Mg(OH)2沉淀后溶液中c(OH－)仍然较大，滴入2滴FeCl3溶液后，有c(Fe3+)·c3(OH)＞Ksp[Fe(OH)3]，故有Fe(OH)3沉淀，由此并不能证明两者的Ksp的大小。 难溶物溶解平衡训练题 1．已知常温下BaSO4的溶解度为2.33×10－4g，则其Ksp为（  ） A．2.33×10－4            B．1×10－5        C．1×10－10        D．1×10－12    2．已知Ksp(AgCl)=1.8×10－10，在100mL 1×10－15mol/L KCl溶液中，加入1mL  1×10－4mol/L AgNO3溶液，下列说法正确的是（  ） A．有AgCl沉淀析出                B．无AgCl沉淀 C．无法确定                        D．会建立起AgCl的溶解平衡状态 3．石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH－(aq)，改变下列条件不能使Ca(OH)2固体减少的是（  ） A．加水            B．加热            C．加少量NaHCO3        D．通入Cl2 4．一定温度下，在氢氧化钡的悬浊液中加入少量的Ba(OH)2无水粉末[氢氧化钡晶体组成为Ba(OH)2·8H2O]，下列叙述中正确的是（  ） A．溶液中钡离子数目减小            B．溶液中钡离子浓度减小 C．溶液的PH减小                    D．溶液的PH增大 5．已知：25℃时 Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10－12，Ksp(MgF2)=7.42×10－11。下列说法中正确的是（  ） A．25℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2+)大 B．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2+)增大 C．25℃时，Mg(OH)2在20mL 0.01mol·L－1氨水中的Ksp比在20mL 0.01mol·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小 D．25℃时，在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2