2014年高考一轮复习《沉淀溶解平衡》.ppt

专题四 沉淀溶解平衡 一、沉淀溶解平衡 3 3、特征、特征 ： 动、等、定、变 一定温度下，当难溶电解质溶于水形成饱和溶 液时，沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等的 状态，称为沉淀溶解平衡 。 2 2、表达式、表达式 ： 1 1、概念、概念 ： MmAn (s) mMn(aq) nAm(aq) Mg(OH)2 (s) Mg2+ (aq) +2OH- (aq) 沉淀溶解平衡和 化学平衡、电离 平衡一样，符合 平衡的基本特征 、满足平衡的变 化基本规律。 4、影响溶解平衡的因素： 内因：电解质本身的性质 外因： a)浓度： b)温度： AgCl(s) Ag(aq) + Cl(aq) 通常我们讲的外因包括通常我们讲的外因包括 浓度、温度、压强等。浓度、温度、压强等。 对于溶解平衡来说，在对于溶解平衡来说，在 溶液中进行，可忽略压溶液中进行，可忽略压 强的影响。强的影响。 平衡右移 平衡左移 多数平衡向溶解方向移动升温 加水 增大相同离子浓度 改变条件平衡移动方向平衡时 c（Ag+ ） 平衡时 c（Cl-） 升 温 加 水 加AgCl（s） 加NaCl（s） 加NaI（s） 加AgNO3(s) 加NH3H2O 不移动 不变不变 不变不变 讨论：对于平衡 AgCl（S） Ag+(aq) + Cl-(aq) 若改变条件，对其有何影响 正反应 正反应 正反应 正反应 逆反应 逆反应 增大增大 增大 增大 增大 增大 减小 减小 减小 减小 在平衡体系 BaCO3（s） Ba2+（aq）+CO32-（aq)中， 采取什么措施可使： 1、 Ba2+浓度增大 2、 Ba2+ 浓度减小同时CO32-浓度增大 思考 练一练 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 B 2、石灰乳中存在下列平衡： Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2 OH (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 练一练练一练 A B 思考：少量Mg(OH)2可溶解在氯化铵溶液中 ，请用平衡移动原理解释。 3、某课外小组为了探究BaSO4的 溶解度，分 别将BaSO4放入： 5ml水 40ml0.2mol/L氢氧化钡溶液 20ml0.5mol/L的硫酸溶液 40ml0.1mol/L的硫酸钠溶液中，溶解至饱 和。以上四个溶液中，Ba2+ 的浓度由大到小 的顺序为( ) A B C D B 如 Mg(OH)2 (s) Mg2 + (aq) +2OH- (aq) 1 1、表达式、表达式 溶度积(Ksp )的大小与难溶电解质性质和温度 有关，与沉淀的量无关.离子浓度的改变可使平衡发生 移动,而不能改变溶度积. 2、溶度积(Ksp )的性质 25时， Ksp=c(Mg2+ )c 2(OH-) = 5.610-12mol3L-3 练：请写出 BaSO4 、 Al(OH)3 、 CuS的沉淀溶解平 衡与溶度积KSP表达式。 BaSO4 (s) Ba2+ + SO42- KSP=c(Ba2+)c(SO42-) Al(OH)3 (s) Al3+ + 3OH- KSP=c(Al3 + )c 3(OH-) CuS (s) Cu2+ + S2- KSP=c(Cu2+)c(S2-) 二、沉淀溶解平衡常数-溶度积 (Ksp )： AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq) 则Ksp(AnBm)= Am+n . Bn-m 几种难熔电解质在25时的溶解平衡和溶度积： AgCl(s) Ag+ + Cl- Ksp= c(Ag+)c(Cl-) = 1.810-10mol2L-2 AgBr(s) Ag+ + Br- Ksp= c(Ag+)c(Br-) = 5.010-13mol2L-2 AgI(s) Ag+ + I- Ksp= c(Ag+)c(I-) = 8.310-17mol2L-2 Mg(OH)2(s) Mg2+2OH- Ksp= c(Mg2+)c 2 (OH-) = 5.610-12mol3L-3 相同类型(如AB型)的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难 溶。 如: Ksp (AgCl) Ksp (AgBr) Ksp (AgI) 溶解度:AgCl AgBr AgI Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解性 浓度商浓度商 AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq) (1) Q Ksp 时，沉淀从溶液中析出（溶液过饱和）， 体系中不断析出沉淀，直至达到平衡（此时Q =Ksp ） (2) Q =Ksp 时，沉淀与饱和溶液的平衡 (3) Q Ksp(CuS),CuS的溶解 度远小于ZnS的溶解度。 ZnS(s) Zn2+(aq)+S2-(aq) Ksp=1.610-24mol2L-2 CuS(s) Cu2+(aq)+S2-(aq) Ksp=1.310-36mol2L-2 3、沉淀的转化 ZnS(s) Zn2+(aq) + S2-(aq) + Cu2+(aq ) CuS(s) 平衡向右移动 ZnS沉淀转化为CuS沉淀的总反应： ZnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Zn2+ 、 实质：沉淀溶解平衡的移动。 如：在AgCl(s)中加入NaI溶液可转化为AgI(s)沉淀。 在CaSO4(s)加入Na2CO3溶液可转化为CaCO3(s)沉淀。 特征 a.一般说来,溶解能力相对较强的物质易转化为溶 解能力相对较弱的物质。 b.沉淀的溶解能力差别越大,越容易转化。 例如:AgNO3 AgCl(白色沉淀) AgBr(浅黄色沉淀) AgI(黄色沉淀) Ag2S(黑色沉淀) 沉淀转化的应用 a.钡化合物的制备 重晶石(主要成分是BaSO4)是制备钡化合物的重要 原料,但BaSO4不溶于酸,若用饱和Na2CO3溶液处理 NaClNaBr NaI Na2S 即可转化为易溶于酸的BaCO3。 总反应的离子方程式为BaSO4+CO BaCO3+ SO 。虽然BaSO4比BaCO3更难溶于水,但在CO 浓 度较大的溶液中,BaSO4溶解在水中的Ba2+能与CO 结合形成BaCO3沉淀。转化过程是用饱和Na2CO3 溶液处理BaSO4沉淀,待达到平衡后,移走上层溶液; 再加入饱和Na2CO3溶液,重复处理多次,使绝大部 分BaSO4转化为BaCO3;最后加入盐酸,Ba2+即转入 到溶液中。 b.锅炉除水垢 除水垢CaSO4(s) CaCO3(s) Ca2+(aq) 其反应如下: CaSO4+Na2CO3 CaCO3+Na2SO4, CaCO3+2HCl CaCl2+CO2+H2O。 盐酸 Na2CO3 7、下列说法中,正确的是 ( ) A.饱和石灰水中加入一定量生石灰,温度明显升高, 所得溶液的pH会增大 B.AgCl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 C.AgCl悬浊液中加入KI溶液,白色沉淀变成黄色, 证明此条件下Ksp(AgCl)Ksp(AgI) D.硬水含有较多Ca2+、Mg2+、HCO 、SO ,加热 煮沸可以完全除去其中的Ca2+、Mg2+ C 解析 温度升高,Ca(OH)2的溶解度降低,pH减小, A项错;B项平衡左移的原因是增大了Cl-的浓度,因 NaCl Na+Cl-,所以溶液中离子总浓度增大;D项 只通过加热煮沸不能除去由SO 引起的硬度,故错 误。 答案 C 【例1】室温时,CaCO3在水 中的溶解平衡曲线如图所示,已 知:25其溶度积为2.810-9, 下列说法不正确的是 ( ) A.x数值为210-5 B.c点时有碳酸钙沉淀生成 C.加入蒸馏水可使溶液由d点变到a点 D.b点与d点对应的溶度积相等 C 解析 根据溶度积数值可以计算出x数值为2 10-5;c点QcKsp,故有沉淀生成;加入蒸馏水后d点 各离子浓度都减小,不可能变到a点保持钙离子浓 度不变;溶度积只与温度有关;b点与d点对应的溶 度积相等。 答案 C 【例2】 (2008山东理综,15)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 ( ) 提示 BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO (aq) 的平衡常数Ksp=c(Ba2+)c(SO ),称 为溶度积常数。 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Ksp大于c点对应的Ksp 解析 a点在平衡曲线上，此时溶液中存在溶液平 衡,加入Na2SO4会增大SO 浓度,平衡左移,Ba2+浓度 应降低,A项错;d点时溶液不饱和,蒸发溶液,c(SO )、 c(Ba2+)均增大,B项错;d点表示溶液的Q210-20 c(OH-) =110-9 mol/L,所以pH5,D项 正确。 D 训练3、已知同温度下的溶解度:Zn(OH)2ZnS,MgCO3 Mg(OH)2;就溶解或电离出S2-的能力而言,FeS H2SCuS,则下列离子方程式错误的是( ) A.Mg2+2HCO +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 C C A 训练10、将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合,再加入足量 浓AgNO3溶液,发生的反应为 ( ) A.只有AgBr沉淀生成 B.AgCl和AgBr沉淀等量生成 C.AgCl和AgBr沉淀都有,但以AgCl沉淀为主 D.AgCl和AgBr沉淀都有,但以AgBr沉淀为主 解析 因c(Cl-)c(Br-),所以析出AgCl多。 C 训练12、已知25时,AgI的溶度积Ksp=8.310-17,AgCl的溶 度积Ksp=1.810-10,若在5 mL含有KCl和KI各为 0.01 mol/L的溶液中,加入8 mL 0.01 mol/L AgNO3溶液,这时溶液中所含离子浓度关系正确的 是 ( ) A.c(K+)c(NO )c(Cl-)c(Ag+)c(I-) B.c(K+)c(NO )c(Ag+)c(Cl-)c(I-) C.c(NO )c(K+)c(Ag+)c(Cl-)c(I-) D.c(K+)+c(Ag+)+c(H+)=c(NO )+c(Cl-)+c(I-) 解析 AgI的溶度积远远小于AgCl的,因此,I-先于 Cl-沉淀,反应后,离子浓度大小关系为c(K+)c(NO ) c(Cl-)c(Ag+)c(I-),A正确。 答案 A 训练13、下列反应的离子方程式正确的是 ( ) A.AgCl的悬浊液中滴入少量Na2S溶液:2AgCl+S2- Ag2S+Cl- B.纯碱溶液与醋酸反应:CO +2H+ H2O+CO2 C.Ba(OH)2溶液中加入少量的NaHSO4溶液: Ba2+OH-+H+SO BaSO4+H2O D.过量CO2通入Na2SiO3溶液中: SiO +CO2+H2O CO +H2SiO3 解析 A项中原子不守恒；B项中醋酸应写分子形式； D项应生成HCO 。 C 训练14、已知25时,Ka(HF)=3.610-4, Ksp(CaF2)=1.46 10-10,现向1 L 0.2 mol/L HF溶液中加入1 L 0.2 mol/L CaCl2溶液,则下列说法中,正确的是( ) A.25时,0.1 mol/L HF溶液中pH=1 B.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化 C.该体系中没有沉淀产生 D.该体系中HF与CaCl2反应产生沉淀 解析 氢氟酸是弱电解质,不能完全电离,故pH1,A 错误;Ksp(CaF2)只随温度的变化而