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高考化学一轮总复习考点扫描专题25难溶电解质的溶解平衡学案(2021年整理)

高考化学一轮总复习考点扫描专题25难溶电解质的溶解平衡学案(2021年整理)
高考化学一轮总复习考点扫描专题25难溶电解质的溶解平衡学案(2021年整理)

2019年高考化学一轮总复习考点扫描专题25 难溶电解质的溶解平衡学案

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专题25 难溶电解质的溶解平衡

【复习目标】

1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡.

2.理解溶度积(K sp)的含义,能进行相关的计算.

【考情分析】难溶电解质的溶解平衡是中学化学基本理论中的重要组成部分,也是学生在学习中感觉比较难理解的内容,更是近几年高考命题的常考内容.高考的考查点主要有沉淀溶解平衡的建立和移动,溶度积的应用及其影响因素,沉淀反应在生产、科研、环保中的应用等,题型有选择题和非选择题.复习备考时,注意化学平衡的思想在沉淀反应中的应用等.【考点过关】

考点一沉淀溶解平衡

影响因素

溶解方向移动,K sp增大

同离子效

向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子,平衡向生成

沉淀的方向移动

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K sp不变

【考点演练】下列说法正确的是 .

①难溶电解质的溶度积Ksp越小,则它的溶解度越小

②任何难溶物在水中都存在沉淀溶解平衡,溶解度大小都可以用Ksp表示

③AgCl悬浊液中存在平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),往其中加入少量NaCl粉末,平衡会向左移动,溶液中离子的总浓度会减小

④沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解

⑤AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同

⑥在Na2S溶液中加入AgCl固体,溶液中c(S2—)下降

⑦向2.0 mL浓度均为0.1 mol/L的KCl、KI混合溶液中滴加1~2滴0。01 mol/L AgNO3溶液,振荡,沉淀呈黄色,说明AgCl的K sp比AgI的K sp小

⑧饱和石灰水中加入生石灰,若温度不变,则溶液中Ca2+的物质的量不变

⑨向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,K sp值变大

⑩AgCl的K sp=1.80×10-10,将0。002 mol·L-1的NaCl和0.002 mol·L-1的AgNO3溶液等体积混合,有AgCl沉淀生成

?在T℃时,铬酸银(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,T℃时,在Y点和Z点,Ag2CrO4的K sp相等

?25 ℃时,K sp(BaSO4)=1×10-10,K sp(BaCO3)=2。6×10-9,向BaSO4的悬浊液中加入Na2CO3的浓溶液,BaSO4不可能转化为BaCO3

答案:⑥⑩?

考点二淀溶解平衡的应用

沉淀的生成当溶液中离子积(Q c)大于溶度积(K sp)时有沉淀生成

要求除去溶液中的某种离子,又不能影响其他离子的存在,并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去。加入沉淀剂使沉淀物的溶解度尽可能小,溶液中沉淀物的溶解度越小,被沉淀离子沉淀越完全。一般加入适当过量沉淀剂,使沉淀完全,一般过量20%—50%。判定分离或除去某些离子完全的标准是溶液中这种

【考点演练】

(1)已知25 ℃时K sp[Fe(OH3)]=4.0×10-38,此温度下若在实验室中配制5 mol·L-1100 mL FeCl3溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,则至少需要加入________ mL 2 mol·L -1的盐酸(忽略加入盐酸体积)。

(2)CaSO3溶液与CaCl2溶液混合会生成难溶的CaSO3(K sp=3.1×10-7),现将等体积的CaCl2溶液与Na2SO3溶液混合,若混合前Na2SO3溶液的浓度为2×10-3mol·L-1,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为_______________________________________。

(3)汽车尾气中的SO2可用石灰水来吸收,生成亚硫酸钙浊液。常温下,测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH为9,已知K a1(H2SO3)=1。8×10-2,K a2(H2SO3)=6。0×10-9,忽略SO错误!的第二步水解,则K sp(CaSO3)=________________.

(4)在某温度下,K sp(FeS)=6.25×10-18,FeS饱和溶液中c(H+)与c(S2-)之间存在关系:c2(H+)·c(S2-)=1。0×10-22,为了使溶液里c(Fe2+) 达到1 mol·L-1,现将适量FeS 投入其饱和溶液中,应调节溶液中的c(H+)约为__________________。

(5)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解,铁变为________,加碱调节至pH为________时,铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10-5mol·L-1时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱至pH为________时,锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1 mol·L-1)。若上述过程不加H2O2后果是_____________,

原因是________________________________________________________________________。

解析:(1)若不出现浑浊现象,则c(Fe3+)·c3(OH-)≤K sp,代入有关数据后可求出c(OH-)

≤2×10-13mol·L-1,c(H+)≥5×10-2mol·L-1,故至少要加入2.5 mL相应的盐酸。

(2)根据CaSO3的K sp=3。1×10-7,生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为错误!×2 mol·L -1=6.2×10-4mol·L-1。

(3)常温下,测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH为9,溶液中主要存在两个平衡

CaSO 3Ca2++SO2-3,K sp(CaSO3)===c(Ca2+)·c(SO错误!),SO错误!+H2O===HSO错误!+OH -,K

=错误!=错误!=错误!=错误!=错误!×10-5,得c(SO错误!)=6×10-5,K sp(CaSO3)=h

c(Ca2+)·c(SO错误!)=3。6×10-9.

(4)根据K sp(FeS)得:c(S2-)=错误!mol·L-1=6。25×10-18mol·L-1,根据c2(H+)·c(S2-)=1.0×10-22得:c(H+)=错误!mol·L-1=4×10-3mol·L-1。

答案:(1)2。5(2)6.2×10-4mol·L-1(3)3.6×10-9(4)4×10-3mol·L-1(5)Fe3+2。

7 6 Zn2+和Fe2+不能分离Fe(OH)2和Zn(OH)2的K sp相近

【过关练习】

1。(2018年高考全国卷Ⅲ) 用0。100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0。0500 mol·L—1 Cl-

溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是

A.根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10

B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)

C.相同实验条件下,若改为0。0400 mol·L-1 Cl—,反应终点c移到a

D.相同实验条件下,若改为0。0500 mol·L—1 Br—,反应终点c向b方向移动

答案:C

2.(怀化市2018届高三上学期期末教育质量监测)往锅炉注入Na2CO3溶液浸泡,将水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸去除,下列叙述正确的是

A.温度升高Na2CO3溶液的K w和c(H+)均会增大

B.CaSO4能转化为CaCO3,说明K sp(CaCO3)>K sp(CaSO4)

C.CaCO3溶解于盐酸而CaSO4不溶,是因为硫酸酸性强于盐酸

D.沉淀转化的离子方程式为CO 32?(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO42?(aq)

解析:A.温度升高,水的电离平衡正向移动,K w增大,温度升高,Na2CO3的水解平衡正向移动,c(OH一)增大,c(H+)减小,故A错误;B.根据沉淀的转化,CaSO4能转化为CaCO3,说

明K sp(CaCO3)<K sp(CaSO4),故B错误;C.CaCO3与盐酸反应生成可溶性的氯化钙、水和二氧化碳;CaSO4与盐酸不满足复分解进行的条件,与酸性强弱无关,故C错误;D.硫酸钙较为致密,可转化为较为疏松,且溶解度更小的碳酸钙,反应的离子方程式为CaSO4(s)+CO32-(aq)═CaCO3(s)+SO42-(aq),故D正确。

答案:D

3.(合肥市2018年高三上学期第一次教学质量检测)已知锌及其化合物的性质与铝及其化合物相似。如图横坐标为溶液的pH,纵坐标为Zn2+或[Zn(OH)4 ]2—的物质的量浓度的对数.25℃时,下列说法中不正确的是

A。往ZnCl2溶液中加入过量氢氧化钠溶液,反应的离子方程式为Zn2++4OH-=[Zn(OH)4]2—B。若要从某废液中完全沉淀Zn2+,通常可以调控该溶液的pH在8。0—12.0之间

C. pH=8。0与pH=12.0的两种废液中,Zn2+浓度之比为108

D. 该温度时,Zn(OH)2的溶度积常数(Ksp)为1×l0—10

答案:D

4.(2018届石家庄市二中12月月考)某温度下,向10mL0。1mol LCaCl2溶液中滴加0.1mol L 的Na2CO3溶液,滴加过程中溶液中—lgc(Ca2+)与Na2CO3溶液体积(V)的关系如图所示,下列有关说法正确的是

A。 Z 点对应的分散系很稳定

B. w、x、y三点中,水的电离程度最大的为y点

C。若用等浓度的Na2SO4溶液代替Na2CO3 溶液,则图像在x点后的变化如虚线部分所示D。 Ksp(CaCO3])=5 x 10—10mol2/L2

解析:A. z点不在曲线上,且此时碳酸钠过量,因此对应的分散系不稳定,A错误;B. y点碳酸钠过量最多,碳酸根水解促进水的电离,因此水的电离程度最大的为y点,B正确;C. 硫酸钙微溶,因此若用等浓度的Na2SO4溶液代替Na2CO3溶液,则图像在x点后的变化应该在实线下方,C错误;D. x点二者恰好反应,此时溶液中碳酸根、钙离子浓度均是10-4.3mol/L,所以Ksp(CaCO3)=1×10-8.6mol2/L2,D错误。

答案:B

5.(“江淮十校”2018届高三第一次联考)常温下,金属离子(M n+)浓度的负对数值随溶液pH变化关系如图所示[已知:pM=—lgc(M n+),且假设c(M n+)≤10—6mol/L认为该金属离子已沉淀完全].根据判断下列说法正确的是( )

A。常温下,K sp[Mg(OH)2]

B. 可以通过调节溶液pH的方法分步沉淀Cu2+和Fe2+

C。除去Cu2+中少量Fe3+,可控制溶液3≤pH<4

D。 pM与K sp之间的关系式为:pM=lgK sp- nlgc(OH—)

答案:C

6.(2018届陕西西工大附中高三第一次月考)在25℃时,碳酸钙在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知25℃时硫酸钙的K sp=9.1×10-6.下列说法不正确的是

A. 除去锅炉水垢中硫酸钙的办法是将其转化为碳酸钙,然后用酸去除

B。图中b点碳酸钙的结晶速率大于其溶解速率

C. 通过蒸发,可使溶液由a点变化到c点

D。在25℃时,反应CaSO4(s)+CO32—(aq)===CaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常数K=3250

解析:A. 根据图像可知碳酸钙的溶度积常数是7×10-6×4×10-4=2.8×10-9,小于硫酸钙的溶度积常数,因此除去锅炉水垢中硫酸钙的办法是将其转化为碳酸钙,然后用酸去除,A正确;B. 图中b点在曲线上方,是过饱和溶液,因此碳酸钙的结晶速率大于其溶解速率,C正确;C. 通过蒸发,溶液体积减小,钙离子和碳酸根离子的浓度均增大,不能使溶液由a 点变化到c点,C错误;D. 在25℃时,反应CaSO4(s)+CO32-(aq)===CaCO3(s)+SO42—(aq)的平衡常数K==3250,D正确。

答案:C

7. (衡水金卷2018届高三大联考)已知:25℃时,K sp[Zn(OH)2]= 1。0×10—18,K a(HCOOH)=1.0×10-4.该温度下,下列说法错误的是

A. HCOO-的水解常数为1.0×10-10.

B。 Zn(OH)2溶于水形成的饱和溶液中,c(Zn2+)〉1.0×10—6mol·L—1

C. 向Zn(OH)2悬浊液中加入HCOOH,溶液中c(Zn2+)增大

D。 Zn(OH)2(s)+2HCOOH(aq)Zn2+(aq) +2HCOO-(aq)+2H2O(1)的平衡常数K=100

答案:B

8。(省临川二中2018届高三上学期第九次理综)有三份白色固体分别为碳酸钠、碳酸氢钠及二者的混合物。某化学课外活动小组对其进行相关实验和探究.

I。甲组同学采用加热的方法确定其成分。

(1)除托盘天平、药匙、三脚架、泥三角、玻璃棒和干燥器外,完成本实验还需要的实验仪器有_________.

(2)该小组同学准确称取一定量的样品m1g,多次加热、冷却、称量直至恒重,质量为m2g.依据得出结论,请完成下表。

II。乙组同学利用已鉴别出的NaHCO3和Na2CO3,继续进行实验,对于“能否用CaCl2鉴别的NaHCO3和Na2CO3”的问题进行探究。

(3)小组同学先将NaHCO3、Na2CO3、CaCl2固体分别配制成0。5mol/L的溶液。设汁如下实验方案:

表1

若已知:①室温下,0.5mol/L NaHCO3溶液pH=8.5,溶液中c(HCO3-)=0。49 mol/L 。

②室温下, H2CO3的二级电离常数K2=5.6×10-11。

③Ksp(CaCO3)=2.8×10—9。

试估算使0。5mol/L NaHCO3溶液中的CO32—沉淀所需的c(Ca2+)应不低于_____mol/L,并由此得出结论:实验2的预测现象_____(填“正确”或“不正确”)。

⑷实际实验过程发现实验2的现象为白色沉淀并有无色气体生成.此现象对应的离子方程式为_____________。

(5)该小组同学继续设计实验对NaHCO3溶液与CaCl2溶液的反应进行探究,利用气体压力传感器得到的部分实验数据如下:(注:CaCl2溶液浓度相同)

表2 容器内气体浓度达到10000ppm所需时间

由实验数据可得出的结论是:

①当v(CaCl2):v(NaHCO3)一定时,随着_____,气体逸出速率减小;

②NaHCO3浓度在0.1~1。0mol/L,v(CaCl2)与v(NaHCO3)的比值为____时,气体逸出速率

最快,可获得理想的实验观察效果。

答案:(1)(铁)坩埚酒精灯坩埚钳(坩埚钳可不采分)(2)① m2= m1②m2= 53

84

m1③

53

84

m1

〈 m2〈 m1(3)1。0×10-6。5不正确(4)2HCO3—+ Ca2+= CaCO3↓+ H2O + CO2↑(5)c(NaHCO3)的减小 4:5

9。(高考组编)(1)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl -,利用Ag+与CrO错误!生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl-恰好完全沉淀(浓度等于1。0×10-5mol·L-1)时,溶液中c(Ag+)为________mol·L-1,此时溶液中c(CrO 错误!)等于________mol·L-1(已知Ag2CrO4、AgCl的K sp分别为2.0×10-12和2.0×10-10)。

(2)浓缩液中主要含有I-、Cl-等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl 开始沉淀时,溶液中错误!为________,已知K sp(AgCl)=1.8×10-10,K sp(AgI)=8.5×10-17。(3)已知K sp(AgCl)=1.8×10-10,若向50 mL 0.018 mol·L-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-1的盐酸,混合后溶液中Ag+的浓度为________mol·L-1,pH为________。

答案:(1)2.0×10-55×10-3(2)4.7×10-7(3)1。8×10-72

解析:(1)根据K sp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=2.0×10-10,可计算出当溶液中Cl-恰好完全沉淀(即浓度等于1。0×10-5mol·L-1)时,溶液中c(Ag+)=2。0×10-5mol·L-1,然后再根据K sp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO错误!)=2。0×10-12,又可计算出此时溶液中c(CrO 错误!)=5×10-3mol·L-1.(2)AgI的溶度积小于AgCl,当滴加AgNO3溶液时,AgI沉淀先

生成,AgCl开始沉淀时,AgI已经沉淀完全,则错误!=错误!=错误!=4。7×10-7。(3)根据反应中HCl和AgNO3的物质的量可知HCl过量,则剩余的氯离子的物质的量浓度为(0。02-0。018) mol/L/2=0。001 mol/L,根据AgCl的溶度积即可计算出c(Ag+);因为该反应中氢离子未参加反应,溶液的体积变为100 mL时,则氢离子的浓度为0.01 mol/L,则pH=2。

10。 (潍坊市2018届高三下学期一模考试)金属钒被誉为“合金的维生素”。从废钒(主要成分为V2O5、Fe2O3、SiO2等)中回收V2O5的一种工艺流程如下图所示:

已知:

步骤②、③中的变化过程可简化为:R n+(水层)+nHA(有机层)RAn(有机层)+nH+(水层)(式中R n+表示VO2+或Fe3+,HA表示有机萃取剂)

回答下列问题:

(1)步骤D酸浸过程中发生氧化还原反应的化学方程式为______________________。(2)萃取时应加入适量碱的作用是___________________。

(3)步骤④中反应的离子方程式为___________________.

(4)步骤⑤加入氨水调节溶液pH=2,钒沉淀率达到93%且不产生Fe(OH)3沉淀,则此时溶液中c(Fe3+)〈_____mol/L(按25℃计算,25℃时Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39).所得NH4VO3为离子化合物,NH4+的电子式为_______。

(5)V2O5是两性氧化物,在强酸性溶液中以VO2+形式存在,VO2+具有强氧化性,能将I—氧化

为I2,本身被还原为V0+,则V2O5与氢碘酸反应的离子方程式为_________________.

(6)为提高钒的回收率,步骤②和③需多次进行,假设酸浸所得“强酸性浸出液”中c(VO2+)=amol/L,步骤②和③每进行一次,VO2+萃取率为80%,4次操作后,“强酸性浸出液中”c(VO2+)=_______mol/L(萃取的量=)

答案:(1)V2O5+K2SO3+2H2SO4=K2SO4+2VOSO4+2H2O (2)加入碱中和产生的酸,使平衡向RAn 移动,提高钒的萃取率(3)ClO3-+6VO2++3H2O=6VO2++Cl-+6H+(4)2。6×l0-3(5)V2O5+6H++4I-=2VO++2I2+3H2O(6)1.6a×l0-3

11. (江西省九所重点中学2018届高三联合考试)二硫化钨(WS2,WS2中W的化合价为+4)可用作润滑剂及石油化工领域中的催化剂.由钨铁矿(其主要成分是FeWO4,还含少量Al2O3)制备二硫化钨的工艺流程如下:

请回答下列问题:

(1)已知:W元素的原子序数是74,请写出W元素在周期表中的位置:_________________。(2)操作Ⅰ中用到的玻璃仪器有________________________________。

(3)写出FeWO4在碱熔过程中发生反应的化学方程式:_________________________.

(4)滤渣Ⅰ中主要成分的形成可用离子方程式表示为:__________________。

(5)钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发而使灯丝变细,加入碘单质可以延长使用寿命,其原理为:W(s)+2I 2(g)WI4(g)下列说法正确的有_______。

A。灯管内的I2可以循环使用

B。 WI4在灯丝上分解,产生的W又在灯丝上沉积

C。温度升高时,WI4的分解速率加快,而W和I2的合成速率减慢

D。 WI4在灯管壁上分解,使灯管寿命延长

(6)已知常温下,K sp(CaWO4) =1×10-10,浓度为x mol/L的Na2WO4溶液与浓度为1×10-4mol/L 的CaCl2溶液按体积比2:1混合,产生CaWO4沉淀,则x≥___________。

(7)已知生成二硫化钨的化学方程式为:2(NH4)2WS4+3O22WS2+4NH3+2S+2SO2+2H2O,若生成124克WS2,则反应所转移的电子数目为________________。

答案: (1)第六周期,ⅥB族 (2)玻璃棒、漏斗、烧杯 (3) 4FeWO4+O2+8NaOH2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O(4) AlO2—+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO3-(5) AB (6) 4。5×10-6(7)4N A(或2。408×1024)

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