大数据建模高考化学：溶解度与溶解平衡

【高考化学·考试大纲】(1)了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。(2)实验数据的分析或处理数据的能力,得出合理结论。

【课程标准·学业要求】(1)能从化学溶解平衡的角度分析溶液的性质。(2)能综合运用化学溶解平衡原理,分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。

1.[14 全国Ⅰ,11]溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示,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

C.60℃时溴酸银的Ksp约等于6×10-4

D.若硝酸钾中含有少量溴酸银,可用重结晶方法提纯

2.[17 全国Ⅲ,27]有关物质的溶解度如上图所示。向Na2Cr2O7的溶液中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。要得到最多的K2Cr2O7固体产品，需冷却到(　)

a.80℃　b.60℃　c.40℃　d.10℃

该反应类型是______________。

一、难溶电解质的溶解建立

1.概念:在一定温度下,当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时,沉淀生成速率和沉淀溶解速率相等的状态。

2.溶解平衡的建立:固体溶质溶液中的溶质

(1)v(溶解)>v(沉淀),固体溶解;

(2)v(溶解)=v(沉淀),溶解平衡；

(3)v(溶解)<v(沉淀),析出晶体。

二、难溶电解质溶解平衡的应用

所有沉淀的转化和生成,都可以看成是由平衡移动所引起的,都可以用平衡移动原理来进行分析。

1.沉淀的生成

利用生成沉淀来达到除杂的目的。

(1)调节pH法:如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH至7～8;

离子方程式为Fe3++3NH3·H2O==Fe(OH)3↓+3NH4+。

(2)沉淀剂法:如用H2S沉淀Cu2+；

离子方程式为H2S+Cu2+==CuS↓+2H+

2.沉淀的溶解

(1)酸溶法:如CaCO3溶于盐酸；

离子方程式为CaCO3+2H+==Ca2++H2O+CO2↑。

(2)盐溶法:如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液；

离子方程式为：Mg(OH)2+2NH4+==Mg2++2NH3·H2O。

(3)氧化还原溶解法:如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。

3.沉淀的转化

(1)实质:沉淀溶解平衡的移动。

(2)特征:①一般说来,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。②沉淀的溶解度差别越大,越容易转化。

(3)应用:①锅炉除垢:将CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为CaSO4+CO2-3==CaCO3+SO2-4。

②矿物转化:CuSO4溶液遇ZnS(闪锌矿)转化为CuS(铜蓝)的离子方程式为Cu2++ZnS==CuS+Zn2+。

③硬水中的Mg(HCO3)2煮沸时分解为MgCO3,在继续煮沸的过程中,MgCO3转化为更难溶的Mg(OH)2。(www.xing528.com)

【考型1】难溶电解质的沉淀溶解平衡

1.下列判断不正确的是(多选)(　)

A.[14 重庆,3]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

B.[15 天津,3]Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),该固体可溶于NH4Cl溶液

C.[14 四川,4]验证Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的操作是: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

D.[18 北京,9]Na2S溶液滴入AgCl浊液中,观察到沉淀由白色逐渐变为黑色,该颜色变化与氧化还原反应无关

E.[18 天津,4]向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液,生成黑色沉淀。说明:Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)

F.[18 江苏,12]向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液,有黄色沉淀生成。说明:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)

【考型2】溶解度曲线及其应用

2.[16 江苏,16]如图所示,向含有Ca(ClO3)2与CaCl2某滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3,若溶液中KClO3的含量为100g▪L-1,从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是_________________________________。

一、溶解度与难溶电解质的溶解平衡

1.溶解性

溶解度的大小受同离子的影响,而Ksp的大小不受同离子的影响。

2.沉淀的转化

难溶物质在水中都存在溶解平衡:在有沉淀存在的难溶电解质的溶液中一定含有难溶电解质电离的离子(绝对不含的没有),但在生成沉淀时,一般认定,当沉淀的离子浓度<10-5mol/L时,看成沉淀完全。

3.强制弱的反应

(1)可溶生成难溶,难溶生成更难溶。

CaSO4(s)+BaCl2(aq)==BaSO4(s)+CaCl2(aq)

(2)在都是可溶的多种溶质的混合溶液中,溶解度最小的那种组合离子形成的晶体优先析出。

NaCl(aq)+NH4HCO3(aq)==NaHCO3(s)+NH4Cl(aq)

(3)向盛有同浓度和同体积的银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液,NaI会产生黄色沉淀,说明:Ksp(NaCl)>Ksp(NaI)。

4.常见几种物质溶解度的大小:

(1)卤化银:AgCl>AgBr>AgI>Ag2S

(2)碱性由强到弱:Mg(OH)2(s)>NH3·H2O(aq)>Al(OH)3(s)>Fe(OH)3(s)

5.沉淀转化的分析

(1)用平衡移动原理分析

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)(主可逆反应)

NH+4(aq)+H2ONH3·H2O(aq)+H+(促进主反应进行的可逆反应)

H++OH-==H2O

Mg(OH)2(s)向电离方向移动而溶解。

(2)总反应

由平衡移动原理分析的两个可逆反应加和而成,得总反应:

Mg(OH)2(s)+2NH4Cl(aq)MgCl2(aq)+2NH3·H2O(aq)

Fe2O3(s)+6NH4Cl(aq)2FeCl3(aq)+6NH3·H2O(aq)

(反应进行的方向与浓度有关)。