资源描述
考查沉淀溶解平衡的基本概念
1:下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( )
A.反应开始时,溶液中各离子浓度相等
B.沉淀溶解达到平衡时,沉淀的速率与溶解的速率相等
C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中离子的浓度相等且保持不变
D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入该沉淀物,将促进溶解
2:牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着,它在唾液中存在下列平衡:Ca5(PO4)3OH(固)5Ca2++3PO43-+OH- 进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙齿就会受到腐蚀,其原因是 已知Ca5(PO4)3F(固)的溶解度比上面的矿化产物更小,质地更坚固。用离子方程式表示,当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因:
根据以上原理,请你提出一种其它促进矿化的方法:
解析:本题重点考查沉淀溶解平衡的移动知识,减小右边离子的浓度,沉淀溶解平衡向右移动,增大右边离子的浓度,沉淀溶解平衡向左移动,由此可知答案。
答案:H++OH-=H2O,使平衡向脱矿方向移动 5Ca2++3PO+F-Ca5(PO4)3F↓
加Ca2+(或加PO等)
一. 考查沉淀溶解平衡中溶质浓度的计算
例3:已知:某温度时,Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-] =1.8×10-10
Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO2- 4] =1.1×10-12
试求:(1)此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度,并比较两者的大小。
(2)此温度下,在0.010mo1·L-1的AgNO3溶液中,AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度,并比较两者的大小。
解析①AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO42-(aq)
2x x
(2x)2·x=Ksp
∴ c(AgCl)<c(Ag2CrO4)
②在0.010 mol·L-1 AgNO3溶液中,c(Ag+)=0.010 mol·L-1
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
溶解平衡时: 0.010+x x
(0.010+x)·x=1.8×10-10 ∵ x很小,∴ 0.010+x ≈0.010
x=1.8×10-8(mol·L-1)
c(AgCl)= 1.8×10-8(mol·L-1)
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO2-4(aq)
溶解平衡时: 0.010+x x
(0.010+2x)2·x=1.1×10-12 ∵ x很小,∴ 0.010+2x≈0.010
x=1.1×10-8(mol·L-1) ∴ c(Ag2CrO4)=1.1×10-8 (mol·L-1)
∴ c(AgCl)>c(Ag2CrO4)
二. 考查沉淀溶解平衡中的溶度积规则
当难溶物溶解于水后,溶液中浓度积与溶度积有如下规则:
Qi>KSP时,溶液为过饱和溶液,沉淀析出。
Qi=KSP时,溶液为饱和溶液,处于平衡状态 。
Qi<KSP时,溶液为未饱和溶液 ,沉淀溶解 。
例4.将等体积的4×10-3mo1·L-1的AgNO3和4×10-3mo1·L –1 K2CrO4混合,有无Ag2CrO4沉淀产生? 已知KSP (Ag2CrO4)=1.12×10-12。
解:等体积混合后,浓度为原来的一半。
c(Ag+)=2×10-3mol·L-1;c(CrO4 2-)=2×10-3mol ·L-1
Qi=c2(Ag+)·c(CrO4 2 -)
=(2×l0-3 )2×2×l0-3
=8×l0-9>KySP (CrO4-2)
所以有沉淀析出
【练习】在100ml0.01mol/LKCl溶液中,加入1ml0.01mol/LAgNO3溶液,下列说法正确的是
(AgCl的Ksp=1.8×10-10) ( )
A.有AgCl沉淀析出 B.无AgCl沉淀 C.无法确定 D.有沉淀,但不是AgCl
三. 考查沉淀溶解平衡中的同离子效应
例5.将足量BaCO3分别加入:① 30mL 水 ②10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液 ③50mL 0.01mol/L 氯化钡溶液 ④100mL 0.01mol/L盐酸中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为: _____
例6.已知室温下BaSO4在纯水中的溶解度为1.07×10-5mol·L-1,BaSO4在0.010mol·L-1
Na2SO4溶液中的溶解度是在纯水中溶解度的多少倍? 已知KSP (BaSO4)=1.07×10-10
解:设BaSO4在0.010mol·L-1 Na2SO4溶液中的溶解度为xmol·L-1,则溶解平衡时:
BaSO4(s) Ba(aq)2++SO4(aq)2—
平衡时浓度/mol.L-1 x 0.010+x
KSP (BaSO4)=c(Ba2+ )·c( SO42-)=x(0.010 + x)
=1.07×10-10
因为溶解度x很小,所以
0.010+x≈0.010
0.010x=1.07×10-10
所以 x=1.07×10-8(mol·L-1)
计算结果与BaSO4在纯水中的溶解度相比较,
溶解度为原来的1.07×10-8 /1.07×10-5 ,即约为0.0010倍。
四. 考查沉淀溶解平衡中的除杂和提纯
例题7. 在1.0mol ·L-1Co2+溶液中,含有少量Fe3+杂质。问应如何控制pH值,才能达到除去Fe3+杂质的目的? KSP {Co(OH)2}=1.09×l 0-15,KSP{Fe(OH)3}=2.64×10-39
解:①使Fe3+定量沉淀完全时的pH值:
Fe(OH)3(s) = Fe3+ + 3 OH-
KSP{Fe(OH)3} = c(Fe3+)·c3(OH-)
pH=14 - (-log1.38×10-11)=3.14
②使Co2+不生成Co(OH)2沉淀的pH值:
Co(OH)2(s) = Co2+ + 2OH-
KSP{Co(OH)2} = c(Co2+)·c2(OH-)
不生成Co(OH)2沉淀的条件是
c(Co2+)c2(OH-) < KSP{Co(OH)2}
pH = 14 - (-log3.30×10-8)=6.50
所以应将PH值控制在3.14~6.5之间才能保证除去Fe3+,而 Co2+留在溶液中。
五. 考查沉淀溶解平衡中沉淀的转化
例题8、 BaS为原料制备Ba(OH)2·8H2O的过程是:BaS与HCl反应,所得溶液在70℃~90C时与过量NaOH溶液作用,除杂,冷却后得到Ba(OH)2·8H2O晶体。据最新报道,生产效率高、成本低的Ba(OH)2·8H2O晶体的新方法是使BaS与CuO反应……
1.新方法的反应方程式为:
2.该反应反应物CuO是不溶物,为什么该反应还能进行:
3.简述新方法生产效率高、成本低的原因。
解答:(1)BaS+CuO+9H2O=Ba(OH)2·8H2O+CuS[也可写Ba(OH)2]
(2)CuS的溶度积比CuO小得多(更难溶),有利于该反应正向进行。
(3)CuS为难溶物(未反应的CuO也不溶),过滤后,将滤液浓缩、冷却,就可在溶液中析出Ba(OH)2·8H2O晶体,故生产效率高;CuS在空气中焙烧氧化可得CuO与SO2,故CuO可反复使用(SO2可用于制硫的化合物),因而成本低。
例题9、向少量的氢氧化镁悬浊液中加入饱和的氯化铵溶液,固体会溶解。对此,甲、乙同学分别作了如下解释:
甲:Mg(OH)2Mg2++2OH-①;NH4++H2ONH3·H2O+H+②;H++OH-H2O③。由于③的反应,使平衡①右移,沉淀溶解。
乙:Mg(OH)2Mg2++2OH-①;NH4++OH—NH3·H2O②。由于②的反应,使平衡①右移,沉淀溶解。
(1)你认为_____同学的解释正确。
(2)为了证明你的结论正确,可向氢氧化镁悬浊液中加入_____(填序号:①硝酸铵溶液;②醋酸铵溶液;③盐酸;④醋酸钠溶液;⑤氨水),若出现________现象,则证明______同学的解释正确。
答案:(1)乙; (2)②;沉淀溶解;乙(或沉淀不溶解;甲)
解析(2):甲、乙两位同学解释的题干是“氢氧化镁悬浊液中加入饱和的氯化铵溶液,固体会溶解”。甲的解释是铵根离子水解使溶液显酸性,酸性溶液中的H+与氢氧化镁电离的OH—发生中和反应使氢氧化镁溶解,乙的解释是只要溶液中存在NH4+,NH4+就与氢氧化镁电离的OH—反应使氢氧化镁溶解。所以要证明甲乙那一个正确,首先必须选铵盐,如果选硝酸铵,他和氯化铵是一样的,其水溶液都显酸性,不能说明甲乙谁正确。所以选的铵盐必须是中性才行,因为该溶液含有NH4+,并且溶液是中性,如果氢氧化镁溶于这种铵盐,则乙的解释“只要溶液中存在NH4+,NH4+就与氢氧化镁电离的OH—反应使氢氧化镁溶解”是对的,如果氢氧化镁不溶于这种铵盐,说明乙的解释是错的,则甲的解释“因为CH3COONH4溶液为中性,无法与氢氧化镁电离的OH—发生中和反应,当然氢氧化镁不溶解。”是对的。所提供的选项中CH3COONH4溶液恰好为中性。至于选盐酸、氨水都不符合题干要求,也判断不出甲乙那位同学的说法对。
【综合练习】
1.下列有关沉淀溶解平衡的说法中,正确的是( )
A.若Ksp(AB2)小于Ksp(CD),说明AB2的溶解度小于CD的溶解度
B.在氯化银的沉淀溶解平衡体系中加入蒸馏水,氯化银的Ksp增大
C.向氯化银沉淀溶解平衡体系中加人碘化钾固体,氯化银沉淀可转化为碘化银沉淀
D.在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中加入稀盐酸,沉淀溶解平衡不移动
2.已知,同温度下的溶度积Zn(OH)2﹥ZnS,MgCO3﹥Mg(OH)2;就溶解或电离出S2-的能力而言,FeS﹥H2S﹥CuS,则下列离子方程式错误的是( )
A.Mg2++2HCO3-+2Ca2++4OH-=Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O
B.Cu2++H2S=CuS↓+2H+
C.Zn2++S2-+2H2O=Zn(OH)2↓+H2S↑
D.FeS+2H+=Fe2++H2S↑
3.石灰乳中存在下列平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH― (aq),加入下列溶液,可使Ca(OH)2减少的是 ( )
A.Na2CO3溶液 B.AlCl3溶液 C.NaOH溶液 D.CaCl2溶液
4.(09浙江卷10)已知:25°C时,,。下列说法正确的是
A.25°C时,饱和溶液与饱和溶液相比,前者的大
B.25°C时,在的悬浊液加入少量的固体,增大
C.25°C时,固体在20ml0.01 mol·氨水中的比在20mL0.01mol·溶液中的小
D.25°C时,在的悬浊液加入溶液后,不可能转化成为
5.(09广东化学18)硫酸锶(SrSO4)在水中的深沉溶解平衡曲线如下。下列说法正确的是 ( )
A.温度一定时,Ksp(SrSO4)随的增大而减小
B.三个不同温度中,313K时Ksp(SrSO4)最大
C.283K时,图中a点对应的溶液是不饱和溶液
D.283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液
6.(08山东卷)某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C.d点无BaSO4沉淀生成
D.a点对应的Kap大于c点对应的Kap
中和滴定实验
1、中和滴定的原理
(1)定量分析:化学上把测定物质各组成成分的含量过程,称为定量分析过程。
中和滴定是定量分析的一种方法。
(2)中和滴定:用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法就叫酸碱中和滴定。
实质:H++OH—=H2O即酸中的H+和碱中的OH-物质的量相等。
(3)计算原理:mHnR+nM(OH)m = MnRm+mnH2O
m n
C1·V1 C2·V2
则有:n·C1·V1 = m·C2·V2 其中C1、C2分别表示酸和碱的浓度,V1、V2 分别表示酸和碱的体积。
2、中和滴定的操作过程:
(1)仪器:酸式、碱式滴定管,移液管,滴定管夹,锥形瓶,烧杯,铁架台。酸式滴定管:玻璃活塞;碱式滴定管:不能用玻璃活塞。
注意:①酸式滴定管不能盛放碱液、氢氟酸以及Na2SiO3、Na2CO3等碱性溶液;碱式滴定管不能盛放酸性溶液和强氧化性溶液。②滴定管的刻度,O刻度在上,往下刻度标数越来越大,全部容积大于它的最大刻度值,因为下端有一部分没有刻度。滴定时,所用溶液不得超过最低刻度,不得一次滴定使用两滴定管酸(或碱),也不得中途向滴定管中添加。②滴定管可以读到小数点后两位
(2)药品:标准液;待测液;指示剂。
(3)准备过程:
准备:检漏、洗涤、润洗、装液、赶气泡、调液面。(洗涤:用洗液洗→检漏:滴定管是否漏水→用水洗→用标准液洗(或待测液洗)→装溶液→排气泡→调液面→记数据V(始)
注意:为什么用水洗后,还要用标准液洗? 但锥形瓶不能用待测液洗?
(4)滴定方法:手的姿势、速度先快后慢
注意:①手眼:左手操作活塞或小球,右手振荡锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液的颜色变化
②速度先快后慢
(5)终点确定:最后一滴刚好使指示剂颜色发生明显变化。30s内不恢复原色
(6)数据处理与误差分析:读数:两位小数。因一次实验误差较大,所以应取多次实验的平均值。
3、酸碱中和滴定的误差分析
误差分析:利用n酸c酸V酸=n碱c碱V碱进行分析
式中:n——酸或碱中氢原子或氢氧根离子数;c——酸或碱的物质的量浓度;
V——酸或碱溶液的体积。当用酸去滴定碱确定碱的浓度时,则:
c碱=
上述公式在求算浓度时很方便,而在分析误差时起主要作用的是分子上的V酸的变化,因为在滴定过程中c酸为标准酸,其数值在理论上是不变的,若稀释了虽实际值变小,但体现的却是V酸的增大,导致c酸偏高;V碱同样也是一个定值,它是用标准的量器量好后注入锥形瓶中的,当在实际操作中碱液外溅,其实际值减小,但引起变化的却是标准酸用量的减少,即V酸减小,则c碱降低了;对于观察中出现的误差亦同样如此。综上所述,当用标准酸来测定碱的浓度时,c碱的误差与V酸的变化成正比,即当V酸的实测值大于理论值时,c碱偏高,反之偏低。
即:c碱==BV酸
同理,用标准碱来滴定未知浓度的酸时亦然,即c酸=BV碱。
下面是用标准酸滴定待测碱而引起的结果变化情况 :
实验操作情况
对c碱的影响
①开始滴定时滴定管尖嘴处留有气泡
偏高
②读数开始时仰视,终止时俯视
偏低
③到滴定终点尚有一滴酸挂在滴定管尖嘴外而未滴入锥瓶
偏高
④洗净的酸管未用标准液润洗
偏高
⑤洗净的锥瓶用待测碱润洗
偏高
⑥不小心将标准液滴至锥瓶外
偏高
⑦不小心将待测碱液溅至锥瓶外
偏低
⑧滴定前向锥形瓶中加入10 mL蒸馏水,其余操作正常
无影响
分析:对于表中①③④⑤⑥各项,标准液的实际用量V酸均超出其理论所需用量,即体积读数增大。V酸增大,根据c碱=BV酸,则所得待测碱液的浓度c碱的数据较其实际浓度偏高;对于第⑦项V酸实际用量减少,则c碱偏低;对于⑧项,向待测液中加水稀释,虽然稀释后原待测液的浓度减小了,但溶液中OH-的物质的量并未发生变化,因而所需标准酸的体积亦不发生变化,对待测碱液的浓度便不产生影响。
在读数时,应将滴定管放正,两眼平视,视线与溶液凹面最低处水平相切。但在实际操作中,可能会出现视线偏高(俯视)或视线偏低(仰视)的情况 ,从而使数据不准而造成误差。值得注意的是,这种情况在量筒、容量瓶和滴定管的读数时均有可能出现,只不过滴定管的零刻度与前两种不同,与量筒恰好相反,读数结果亦相反,先仰视后俯视则导致V酸数据偏小,c碱偏低
1.(08全国Ⅱ卷)实验室现有3种酸碱指示剂,其pH的变色范围如下:
甲基橙:3.1~4.4 石蕊:50~8.0 酚酞:8.2~10.0
用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应恰好完全时,下列叙述正确的是( )
A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂
B.溶液呈中性,只能选用石蕊作指示剂
C.溶液呈碱性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂
D.溶液呈碱性,只能选用酚酞作指示剂
2、某学生为测定未知浓度的硫酸溶液,实验如下:用1.00mL待测硫酸配制100 mL稀H2SO4溶液;以0.14mol/L的NaOH溶液滴定上述稀H2SO425.00mL,滴定终止时消耗NaOH溶液15.00mL。
(1) 该学生用标准0.14 mol/L NaOH溶液滴定硫酸的实验操作如下:
A.用酸式滴定管取稀H2SO4 25.00 mL,注入锥形瓶中,加入指示剂。
B.用稀H2SO4溶液润洗酸式滴定管。 C.用蒸馏水洗干净滴定管。
D.取下碱式滴定管用标准的NaOH溶液润洗后,将标准液注入碱式滴定管刻度“0”以上2~3 cm处,再把碱式滴定管固定好,调节液面至刻度“0”或“0”刻度以下。
E.检查滴定管是否漏水。 F.另取锥形瓶,再重复操作一次。
G.把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点,记下滴定管液面所在刻度。
① 滴定操作的正确顺序是(用序号填写): 。(5分)
② 该滴定操作中应选用的指示剂是: 。(3分)
③ 在G操作中如何确定终点? 。(5分)
(2) 碱式滴定管用蒸馏水润洗后,未用标准液润洗导致滴定结果(填“偏小”、“偏大”或“恰好合适”) ,(2分)原因是 。(5分)
(3) 计算待测硫酸(稀释前的硫酸)溶液物质的量浓度<计算出结果到小数点后二位) mol/L(5分)
3. 某烧碱溶液中含有少量杂质(不与盐酸反应),现用中和滴定测定其浓度。
(1)滴定:①用 式滴定管盛装ca mol/L盐酸标准液。右图表示某次滴定时50 mL滴定管中前后液面的位置。请将用去的标准盐酸的体积填入③表空格中。滴定管中剩余液体的体积 25.10mL(填大于、小于或者等于)。
②下表是3种常见指示剂的变色范围:
指示剂
石蕊
甲基橙
酚酞
变色范围(pH)
5.0—8.0
3.1—4.4
8.2—10.0
该实验可选用 作指示剂;
③有关数据记录如下:
滴定序号
待测液体积(mL)
所消耗盐酸标准液的体积(mL)
滴定前
滴定后
消耗的体积
1
V
0.50
25.12
24.62
2
V
3
V
6.00
30.58
24.58
(2)根据所给数据,写出计算烧碱样品的物质的量浓度的表达式(不必化简)
cb= 。
(3)对下列几种假定情况进行讨论:(填“无影响”、“偏高”、“偏低”)
a.若滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶,则会使测定结果 ;
b.读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,则会使测定结果 ;
c.若在滴定过程中不慎将数滴酸液滴在锥形瓶外,则会使测定结果 ;
d.若未充分振荡,刚看到溶液变色,立刻停止滴定,则会使测定结果 。教学资源网
展开阅读全文