高三化学一轮复习课件84沉淀溶解平衡.ppt

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1、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。,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,=,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_。,=,不变,幂之积,(2)表达式。对于沉淀溶解平衡：MmNn(s) mMn+(aq)+nNm-(

2、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,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,(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

3、程式为：_。,H2S+Hg2+=HgS+2H+,CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2O,Cu(OH)2+2H+=Cu2+2H2O,(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,(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：_。,1.BaSO4=Ba2+ 和BaSO4(s) Ba2+(aq)+ ，两式所表示的意义相同。 ( )【分析】前者

4、为BaSO4的电离方程式，后者为BaSO4沉淀溶解平衡的离子方程式。,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。,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，

5、即可认为沉淀完全了。,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。,(2)外因。以AgCl为例：AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),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。,【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

6、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。,【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( ),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。,【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

7、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。,【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。,【互动探究】请指出在25时，AgCl固体在下列三种物质

8、：(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)。,沉淀溶解平衡的应用1.沉淀转化(1)沉淀转化的实质是沉

9、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。,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。,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

10、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。,【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

11、液体积也必须是混合液的体积。,【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。,(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)。,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

12、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。,【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。,答案：(1)Cu2+ (2)B (3)B,【变式备选】已知25时，CaSO4在水中

13、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( ),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,【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 mo

14、lL-1 Na2SO4溶液后，Ca2+= =6.010-4 molL-1，,=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。,【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=1.81

15、0-11mol3L-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+,【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。,【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

16、绿矾(FeSO47H2O )过程如下：,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_。,【抽样分析】,【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,*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

17、)点试样：点在试纸上(3)对照：与标准比色卡对照读数,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：,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,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

18、，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。,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,【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

19、；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。,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。,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

20、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,【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。,4.在100 mL 0.01 molL-1 KCl溶液中，加入1 mL 0.01 molL-

21、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。,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A

22、gNO3，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,【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。,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_。,【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,