高三化学一轮复习沉淀溶解平衡课件.ppt
第4节 沉淀溶解平衡,第4节 沉淀溶解平衡,三年12考 高考指数:1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.了解溶度积的含义及其表达式,能进行相关计算。,三年12考 高考指数:,一、沉淀溶解平衡1.沉淀溶解平衡的建立 v溶解_v沉淀,固体溶解固体溶质 溶液中的溶质 v溶解_v沉淀,溶解平衡 v溶解_v沉淀,析出晶体,溶解沉淀,=,一、沉淀溶解平衡溶解=,2.“三大”特征 动 v溶解_v沉淀_0 定 达到平衡时,固体质量、离子浓度保持_ 变 外界条件改变,溶解平衡将发生移动3.沉淀溶解平衡常数溶度积(1)溶度积(Ksp)。在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中,离子浓度的_。,特征,=,不变,幂之积,2.“三大”特征特=不变幂之积,(2)表达式。对于沉淀溶解平衡:MmNn(s) mMn+(aq)+nNm-(aq),Ksp=_。(3)意义。反映了难溶电解质在水中的溶解能力。(4)影响因素。在一定的温度下,它是一个常数,只受_影响,不受溶液中物质浓度的影响。,温度,Mn+mNm-n,(2)表达式。温度Mn+mNm-n,二、沉淀反应的应用1.沉淀的生成(1)调节pH法。如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3,可以向溶液中加入CuO,调节溶液的pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去。离子方程式为:_,_,Fe3+3H2O=Fe(OH)3+3H+,CuO+2H+=Cu2+H2O,二、沉淀反应的应用Fe3+3H2O=Fe(OH)3,(2)沉淀剂法。如用H2S沉淀Hg2+的离子方程式为:_2.沉淀的溶解(1)酸溶解法。如CaCO3溶于盐酸,离子方程式为:_。Cu(OH)2溶于稀硫酸,离子方程式为:_。,H2S+Hg2+=HgS+2H+,CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2O,Cu(OH)2+2H+=Cu2+2H2O,(2)沉淀剂法。H2S+Hg2+=HgS+2H+Ca,(2)盐溶液溶解法。如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为:_。3.沉淀的转化(1)实质:沉淀溶解平衡的移动。(2)规律:一般说来,溶解度小的沉淀容易转化成_的沉淀。沉淀的溶解度差别越大,越容易转化。,溶解度更小,(2)盐溶液溶解法。溶解度更小,(3)应用。锅炉除垢将CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为:_。矿物转化CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS,离子方程式为:_。,(3)应用。,1.BaSO4=Ba2+ 和BaSO4(s) Ba2+(aq)+ ,两式所表示的意义相同。 ( )【分析】前者为BaSO4的电离方程式,后者为BaSO4沉淀溶解平衡的离子方程式。,1.BaSO4=Ba2+ 和BaSO4(s),2.在AgCl的饱和溶液中,加入NaCl溶液,AgCl沉淀质量增大,但Ksp(AgCl)不变。( )【分析】难溶电解质达到溶解平衡后,加入含与此物质电离产生相同离子的物质,会使平衡向生成沉淀的方向移动,但溶度积只受温度影响。3.难溶电解质不能转化成溶解度稍大的难溶电解质。( )【分析】当溶解度较大的沉淀的离子积Qc大于其溶度积Ksp时,溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀。,2.在AgCl的饱和溶液中,加入NaCl溶液,AgCl沉淀质,4.沉淀完全是指溶液中该物质的浓度为0。( )【分析】任何难溶电解质都有一定的溶解度,不可能全部沉淀,当该物质的浓度小于10-5 mol/L时,即可认为沉淀完全了。,4.沉淀完全是指溶液中该物质的浓度为0。( ),影响沉淀溶解平衡的因素1.影响沉淀溶解平衡的因素(1)内因本质因素。难溶电解质本身的性质,也是主要因素。,影响沉淀溶解平衡的因素,(2)外因。以AgCl为例:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),(2)外因。外界条件移动方向Ag+Ksp升高温度正向增大,2.物质的溶解度和溶度积溶度积(Ksp)反映难溶电解质在水中的溶解能力,对同类型的电解质而言,Ksp数值越大,电解质在水中溶解度越大; Ksp数值越小,难溶电解质的溶解度也越小。,2.物质的溶解度和溶度积,【高考警示钟】(1)沉淀溶解平衡是化学平衡的一种,沉淀溶解平衡移动分析时也同样遵循勒夏特列原理。(2)溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大,只有组成相似的难溶电解质才有可比性。(3)复分解反应总是向着某些离子浓度减小的方向进行,若生成难溶电解质,则向着生成溶度积较小的难溶电解质的方向进行。,【高考警示钟】,【典例1】某温度时,AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( ),【典例1】某温度时,AgCl(s) Ag+(aq)+,A.加入AgNO3,可以使溶液由c点变到d点B.加入固体NaCl,则AgCl的溶解度减小,Ksp也减小C.d点有AgCl沉淀生成D.c点对应的Ksp小于a点对应的Ksp【解题指南】解答本题要注意两点:(1)不可孤立的看问题。Ag+变化,必然导致Cl-变化。(2)Ksp只受温度影响,与离子浓度变化无关。,A.加入AgNO3,可以使溶液由c点变到d点,【解析】选C。A项,当加入AgNO3时,溶液中的Ag+增大,而Cl-减小,即溶液不能由c点变到d点,错;B项,加入固体NaCl,则AgCl的溶解度减小,但Ksp不变,错;C项,d点时的Ag+Cl-Ksp,有沉淀生成,对;D项,曲线上的点对应的是溶解平衡时的离子浓度关系,而当温度一定时,Ksp不变,即c点对应的Ksp与a点对应的Ksp相等,错。,【解析】选C。A项,当加入AgNO3时,溶液中的Ag+增,【技巧点拨】沉淀溶解平衡图线解读(1)曲线上的任意一点,都代表指定温度下的饱和溶液,由对应的离子浓度可求Ksp。(2)可通过比较、观察得出溶液是否达到饱和状态,是否有沉淀析出。处于曲线上方的点表明溶液处于过饱和状态,一定会有沉淀析出,处于曲线下方的点,则表明溶液处于未饱和状态,不会有沉淀析出。,【技巧点拨】沉淀溶解平衡图线解读,【互动探究】请指出在25时,AgCl固体在下列三种物质:(1)100 mL水中;(2)100 mL 0.01 molL-1AgNO3溶液;(3)100 mL 0.02 molL-1NaCl溶液中的溶解度由大到小的顺序是什么?原因是什么?提示:溶解度由大到小的顺序为:(1)(2)(3)。加水使AgCl固体继续溶解但溶解度不变;(2)(3)分别含有Ag+、Cl-,由于同离子效应都能抑制AgCl溶解,而Cl-Ag+,故它们对AgCl溶解所起的同离子效应不同,即抑制作用不同,(3)的抑制作用大于(2)的抑制作用,故AgCl在(2)中的溶解度大于在(3)中的溶解度,故正确的顺序为:(1)(2)(3)。,【互动探究】请指出在25时,AgCl固体在下列三种物质:(,沉淀溶解平衡的应用1.沉淀转化(1)沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般是溶解度小的沉淀会转化生成溶解度更小的沉淀。(2)当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时,生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀;如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大,就能分步沉淀,从而达到分离离子的目的。,沉淀溶解平衡的应用,实例:如AgNO3 AgCl(白色沉淀) AgBr(淡黄色沉淀)AgI(黄色沉淀) Ag2S(黑色沉淀)。(3)溶解度较小的沉淀在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀,如在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液,也可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。,NaCl,NaBr,KI,Na2S,实例:如NaCl NaBr KI Na2S,2.溶度积的应用通过比较溶度积和溶液中有关离子浓度幂的乘积(浓度商Qc)的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。(1)QcKsp,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡状态。(2)Qc=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态。(3)QcKsp,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液饱和。,2.溶度积的应用,【高考警示钟】(1)溶度积曲线上的点表示该条件下,达到溶解与沉淀平衡状态;在曲线下方的点表示该温度下未达到平衡;在曲线上方的点表示过饱和状态。(2)对于阴阳离子比例不同的物质,不能根据溶度积直接比较离子浓度,而应代入数据计算。(3)涉及Qc的计算时,易忽视等体积混合后离子的浓度均减半而使计算出错。故离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,所代入的溶液体积也必须是混合液的体积。,【高考警示钟】,【典例2】(2012济南模拟)金属氢氧化物在酸中溶解度不同,因此可以利用这一性质,控制溶液的pH,达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S,molL-1)如图。,【典例2】(2012济南模拟)金属氢氧化物在酸中溶解度不,高三化学一轮复习沉淀溶解平衡课件,(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是_。(2)若要除去CuCl2溶液中少量的Fe3+,应该控制溶液的pH为_。A.6(3)已知常温下一些难溶物的溶度积常数如表(单位:mol2 L-2)。,(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是_,某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,最适宜向此工业废水中加入过量的_除去它们。A.NaOH B.FeS C.Na2S【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)金属阳离子并不一定只在碱性溶液中生成沉淀,有些离子在酸性溶液中可生成沉淀,如Fe3+、Cu2+等。(2)除杂的关键之一是不能引入杂质离子。,某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,最适宜向此工业,【解析】(1)由题图可以看出pH=3时,不产生Cu(OH)2沉淀,铜元素主要是以Cu2+的形式存在。(2)由题图可知pH6时Cu2+也沉淀完全,故应控制pH在4左右。(3)根据几种硫化物的溶度积可知CuS、PbS、HgS的溶解度比FeS小得多;加入FeS可将Cu2+、Pb2+、Hg2+转化为硫化物沉淀,而过量的FeS不溶解,所以FeS为最佳试剂,而NaOH、Na2S过量时都会存在于废水中。,【解析】(1)由题图可以看出pH=3时,不产生Cu(OH)2,答案:(1)Cu2+ (2)B (3)B,答案:(1)Cu2+ (2)B (3)B,【变式备选】已知25时,CaSO4在水中沉淀溶解平衡曲线如图所示,向100 mL该条件下的CaSO4饱和溶液中,加入400 mL 0.01 molL-1的Na2SO4溶液,下列叙述正确的是( ),【变式备选】已知25时,CaSO4在水中沉淀溶解平衡曲线如,A.溶液中析出CaSO4固体沉淀,最终溶液中 较原来大B.溶液中无沉淀析出,溶液中Ca2+、 都变小C.溶液中析出CaSO4固体沉淀,溶液中Ca2+、 都变小D.溶液中无沉淀析出,但最终溶液中 较原来大,A.溶液中析出CaSO4固体沉淀,最终溶液中 较原来,【解析】选D。由题意,Ksp(CaSO4) =Ca2+ =3.010-3 molL-13.010-3molL-1=9.010-6mol2L-2,CaSO4饱和溶液中Ca2+= =3.010-3 molL-1。加入400 mL 0.01 molL-1 Na2SO4溶液后,Ca2+= =6.010-4 molL-1,,【解析】选D。由题意,Ksp(CaSO4) =Ca2+,=8.610-3 molL-1,Qc=Ca2+ =6.010-4molL-18.610-3molL-1=5.1610-6mol2L-2Ksp,所以没有沉淀(CaSO4固体)析出,但溶液中 变大了,而Ca2+变小了,故只有D项正确。,=8.610-3 molL-1,Qc=Ca2+,【变式备选】在溶液中有浓度均为0.01 molL-1的Fe3+、Cr3+、Zn2+、Mg2+,已知:KspFe(OH)3=2.610-39mol4L-4,KspCr(OH)3=7.010-31mol4L-4;KspZn(OH)2=1.010-17mol3L-3;KspMg(OH)2=1.810-11mol3L-3,当其氢氧化物刚开始沉淀时,下列离子所需的pH最小的是( )A.Fe3+ B.Cr3+ C.Zn2+ D.Mg2+,【变式备选】在溶液中有浓度均为0.01 molL-1的Fe,【解析】选A。Fe3+开始沉淀时所需OH-= molL-1,Cr3+开始沉淀时所需OH-= ,同理,Zn2+、Mg2+开始沉淀时所需OH-分别为 molL-1、 ,故A项所需OH-最小,pH最小,A项正确。,【解析】选A。Fe3+开始沉淀时所需OH-=,【答题要领8】试纸使用的答题模板,1.pH试纸的使用【典例】2010山东高考T30(4)聚合硫酸铁又称聚铁,化学式为Fe2(OH)n(SO4)3-0.5nm,广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO47H2O )过程如下:,【答题要领8】试纸使用的答题模板1.pH试纸的使用,固体W(S、SiO2等) 溶液X 溶液Z 7080 溶液Y 聚铁胶体 绿矾 聚铁溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数,用pH试纸测定溶液pH的操作方法为_。,调节pH,固体W(S、SiO2等)足量O2,【抽样分析】,【抽样分析】考生甲考生乙考生丙抽样试卷用玻璃棒蘸取待测液滴在,【规范答案】将一小片pH试纸放到表面皿(或玻璃片)上,用玻璃棒蘸取溶液,点到试纸的中央,等试纸变色后,再跟标准比色卡对比读数,【规范答案】将一小片pH试纸放到表面皿(或玻璃片)上,用玻璃,*答题模板*取一小片pH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液,点在pH试纸上,等试纸变色后,再与标准比色卡对照。说明:此类问题的答案几乎是格式化的。解答此类题目要注意三个得分点和关键词:蘸待测液+点试样+对比读数(1)蘸取待测溶液:用洁净的玻璃棒蘸取待测液(2)点试样:点在试纸上(3)对照:与标准比色卡对照读数,*答题模板*,2009安徽理综T27(2)某厂废水中含5.0010-3 molL-1的 ,其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝,将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为+3、+2),设计了如下实验流程:,2009安徽理综T27(2)某厂废水中含5.00含,第步中用pH试纸测定溶液pH的操作是_。答案:将一小片pH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液,点在pH试纸上,等试纸变色后,再与标准比色卡对照读数,第步中用pH试纸测定溶液pH的操作是_,2.其他试纸的使用(1)用红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、淀粉KI试纸检验溶液时,答题模板: 将xxxxxx试纸放于表面皿或玻璃片上,用洁净的玻璃 棒蘸取待检液点在试纸中部,试纸呈现xxxxxx颜色。 (2)用红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、淀粉KI试纸检验气体时,答题模板:先取小片xxxxxx试纸用蒸馏水润湿,粘在玻璃棒的一端,再放到盛有待测气体的容器口附近,试纸呈现xxxxxx颜色。,2.其他试纸的使用,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,沉淀的速率和溶解的速率相等C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等,且保持不变D.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,1.下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( ),【解析】选B。反应开始时,各离子的浓度没有必然的关系,故A错;沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度保持不变,但不一定相等,故C错;沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,由于固体的浓度为常数,平衡不发生移动,故D错。,【解析】选B。反应开始时,各离子的浓度没有必然的关系,故A错,2.向饱和BaSO4溶液中加水,下列叙述中正确的是( )A.BaSO4的溶解度增大、Ksp不变B.BaSO4的溶解度、Ksp都增大C.BaSO4的溶解度不变、Ksp增大D.BaSO4的溶解度、Ksp均不变【解析】选D。溶解度受温度与溶剂的影响,温度不变,溶剂还是水,故BaSO4的溶解度、Ksp均不变,答案选D。,2.向饱和BaSO4溶液中加水,下列叙述中正确的是( ),3.(2012濮阳模拟)下列说法中,正确的是( )A.难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,沉淀和溶解即停止B.Ksp越小,难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱C.Ksp的大小与离子浓度无关,只与难溶电解质的性质和温度有关D.相同温度下,AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的相同,3.(2012濮阳模拟)下列说法中,正确的是( ),【解析】选C 。达沉淀溶解平衡时,沉淀的生成和溶解仍在进行,只是速率相等,故A错;只有对于相同类型的电解质,Ksp越小,其在水中的溶解能力越弱,故B错;Ksp只与难溶电解质本身的性质和温度有关,而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关,故C正确;AgCl在水中存在溶解平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),Cl-浓度增大,会促使AgCl的溶解平衡逆向移动,这样AgCl的溶解能力就减小了,故D错。,【解析】选C 。达沉淀溶解平衡时,沉淀的生成和溶解仍在,4.在100 mL 0.01 molL-1 KCl溶液中,加入1 mL 0.01 molL-1 AgNO3溶液(AgCl的Ksp=1.810-10mol2L-2),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.有沉淀但不是AgCl【解析】选A。 因为Qc=Ag+Cl-=10-4molL-110-2molL-=10-6mol2L-2,其值大于Ksp(AgCl),所以有沉淀析出。,4.在100 mL 0.01 molL-1 KCl溶液中,,5.常温下Ksp(AgCl)=1.810-10mol2L-2,Ksp(AgI)=1.010-16mol2L-2,将等体积的AgCl和AgI的饱和溶液的清液混合,再向其中加入一定量的AgNO3固体,下列说法正确的是( )A.两澄清液混合,AgCl和AgI都沉淀B.向AgI清液加入AgNO3,Ag+增大,Ksp(AgI)也增大C.若AgNO3足量, AgCl和AgI都可沉淀,但以AgCl为主D.若取0.143 5 g AgCl固体放入100 mL水(忽略体积变化),Cl-为0.01 molL-1,5.常温下Ksp(AgCl)=1.810-10mol2L,【解析】选C。两清液混合后,I-Ag+Ksp(AgI),Cl-Ag+Ksp(AgCl),故只有AgI沉淀,A项错误;Ksp只与温度有关,温度不变,Ksp不变,B项错误;D项,忽视了AgCl不能全部溶解,错误。,【解析】选C。两清液混合后,I-Ag+Ksp(A,6.在含有Cl-、Br-、I-的溶液中,已知其浓度均为0.1 molL-1,而AgCl、AgBr、AgI的溶度积Ksp分别为:1.610-10mol2L-2、4.110-15mol2L-2、1.510-16mol2L-2。若向混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液并充分搅拌时,首先析出的沉淀是_,最后析出的沉淀是_;当AgBr沉淀开始析出时,溶液中Ag+的浓度是_。,6.在含有Cl-、Br-、I-的溶液中,已知其浓度均为,【解析】电解质类型相同时,溶度积Ksp越小,越易析出,故沉淀的析出顺序为:AgI、AgBr、AgCl;Ag+Br-=4.110-15,Br-=0.1 molL-1,故Ag+=4.110-14 molL-1。答案:AgI AgCl 4.110-14 molL-1,【解析】电解质类型相同时,溶度积Ksp越小,越易析出,故,