高考化学一轮复习 8.4难溶电解质的溶解平衡课件.ppt

第4讲难溶电解质的溶解平衡 一 难溶电解质的溶解平衡 1 定义 在一定条件下 当 难溶电解质溶解的速率和 沉淀生成的速率相等时 得到该沉淀的饱和溶液 这种动态平衡状态叫难溶电解质的溶解平衡 2 特征 难溶电解质的溶解平衡属于化学平衡的一种 因此它具有化学平衡的一切特征 动 动态平衡 溶解的速率与沉淀的速率不等于0 等 溶解的速率与沉淀的速率相等 定 达到平衡时 溶液中离子的浓度保持不变 变 当外界条件改变时 溶解平衡将发生移动 达到新的平衡 3 影响因素 1 内因 难溶电解质本身的性质 2 外因 互动探究1难溶电解质存在溶解平衡 可溶的电解质 如nacl 是否也存在溶解平衡呢 答案 存在 如向饱和的nacl溶液中滴加浓盐酸 或通入hcl气体 可观察到有晶体析出 1 定义 难溶电解质在溶液中达到溶解平衡状态时 离子浓度保持不变 或一定 其 离子浓度的方次的乘积为一个常数 这个常数称之为溶度积常数 简称为溶度积 用ksp表示 2 表达式 ambn s man aq nbm aq ksp ambn cm an cn bm 互动探究2能否由难溶电解质的溶度积来求其溶解度 反之已知溶解度能否求其溶度积 二 难溶电解质的溶解平衡常数 溶度积 答案 可以 如agcl s ag aq cl aq 其溶度积为ksp 则其溶解度为 g 假定溶液的密度为1g ml 1 反之也可求 ksp 2 s为溶解度 3 注意 ksp只与温度有关 而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关 一般来说 对同种类型难溶电解质 ksp越小 其溶解度越小 越易转化为沉淀 不同类型难溶电解质 不能根据ksp比较其溶解度的大小 可通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积 离子积 qc 的相对大小判断难溶电解质在给定条件下的沉淀生成或溶解情况 当qc ksp时 向生成沉淀的方向进行 有沉淀析出 当qc ksp时 达到溶解平衡 溶液为饱和溶液 当qc ksp时 向沉淀溶解的方向进行 沉淀逐渐溶解 考点透析 考点1难溶电解质的溶解平衡的概念 典例1海水中含有丰富的镁资源 某同学设计了从模拟海水中制备mgo的实验方案 注 溶液中某种离子的浓度小于1 0 10 5mol l 1 可认为该离子不存在 实验过程中 假设溶液体积不变 ksp caco3 4 96 10 9 ksp mgco3 6 82 10 6 ksp ca oh 2 4 68 10 6 ksp mg oh 2 5 61 10 12 下列说法正确的是 b 滤液m中存在mg2 不存在ca2 c 滤液n中存在mg2 ca2 d 步骤 中若改为加入4 2gnaoh固体 沉淀物y为ca oh 2和mg oh 2的混合物 a 沉淀物x为caco3 解析 本题主要考查溶度积的计算和分析 步骤 发生反应 ca2 oh hccaco3 h2o 故x为caco3 且为0 001mol a项正确 滤液m中存在ca2 0 011mol 0 001mol 0 01mol 剩余c ca2 0 01mol l 1 b项错误 步骤 ksp mg oh 2 c mg2 10 3 2 5 6 10 12 c mg2 5 6 10 6 10 5 故滤液n中mg2 无剩余 c项错误 生成0 05molmg oh 2 余0 005moloh q ca oh 2 c ca2 c2 oh 0 01 0 0052 2 5 10 7 ksp ca oh 2 故无ca oh 2析出 d项错误 答案 a 技能归纲 对于ambn s man aq nbm aq ksp cm an cn bm 其影响因素主要有 1 内因 电解质本身的性质 2 外因 遵循平衡移动原理 对于沉淀溶解平衡来说 多数在溶液中进行 可忽略压强的影响 气体在溶液中的溶解平衡除外 浓度的影响 加水时 平衡向沉淀溶解的方向移动 温度的影响 升高温度时 多数平衡向沉淀溶解的方向移动 但ca oh 2的溶解为放热过程 升高温度时 平衡向析出ca oh 2的方向移动 即溶解度减小 同离子效应 在溶液中含有与沉淀溶解平衡相同的离 子 平衡逆向移动 溶解度减小 学以致用 1 下列对沉淀溶解平衡的描述中正确的是 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 那么将促进溶解 解析 反应开始时 各离子的浓度没有必然的关系 a项不正确 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 c项不正确 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 故平衡不发生移动 d项不正确 答案 b 考点2难溶电解质的溶解平衡图像 典例2 某温度下 fe oh 3 s cu oh 2 s 分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后 改变溶液ph 金属阳离子浓度的变化如图所示 据图分析 下列判断错误的是 a ksp fe oh 3 ksp cu oh 2 b 加适量nh4cl固体可使溶液由a点变到b点 c c d两点代表的溶液中c h 与c oh 乘积相等 d fe oh 3 cu oh 2分别在b c两点代表的溶液中达到饱z和 解析 b c两点金属阳离子的浓度相等 设为x c oh c 10 9 6 c oh b 10 12 7 则ksp fe oh 3 x 10 12 7 3 ksp cu oh 2 x 10 9 6 2 故ksp fe oh 3 k 沉淀要析出 d项正确 答案 b 技能归纲 难溶电解质图像中的溶度积曲线分别是以阴 阳离子的对数浓度为坐标作出的曲线 不同温度下曲线形状不尽相同 曲线上方表示该物质在某一温度下的过饱和溶液 曲线上表示该物质在该温度下的饱和溶液 而曲线下方表示该物质在某一温度下的不饱和溶液 2 已知ag2so4的ksp为2 0 10 5 将适量ag2so4固体溶于100ml水中至刚好饱和 该过程中ag 和s浓度随时间变化关系如右图 饱和ag2so4溶液中c ag 0 034mol l 1 若t1时刻在上述体系中加入100ml0 020mol l 1na2so4溶液 下列示意图中 能正确表示t1时刻后ag 和s浓度随时间变化关系的是 学以致用 答案 b 考点3难溶电解质的溶解平衡的应用 典例3ki溶液与pb no3 2溶液混合可形成沉淀 此沉淀的ksp 7 0 10 9 将等体积的ki溶液与pb no3 2溶液混合 若ki的浓度为1 0 10 2mol l 1 则生成沉淀所需pb no3 2溶液的最小浓度为 解析 ki溶液与pb no3 2溶液混合可形成沉淀pbi2 pb no3 2 2kipbi2 2kno3 其实质是pb2 2i pbi2 根据溶度积常数得 2 7 0 10 9 所以c pb no3 2 5 6 10 4mo1 l 1 答案 5 6 10 4mo1 l 1 1 沉淀的生成 加入沉淀剂 应用同离子效应 当溶液中存在与难溶电解质同种的离子时 难溶物的溶解度将降低 沉淀将更完全 控制溶液的ph 当qc ksp时有沉淀生成 2 沉淀的溶解 当qc ksp时 沉淀发生溶解 使qc减小的方法有 利用氧化还原反应降低某一离子的浓度 生成弱电解质 技能归纲 沉淀溶解平衡的应用 生成络合物 例如银氨溶液的配制 3 分步沉淀 溶液中含有几种离子 加入某沉淀剂均可生成沉淀 沉淀生成的先后顺序按离子积大于溶度积的先后顺序沉淀 叫做分步沉淀 利用分步沉淀可进行离子间的相互分离 对于同一类型沉淀 ksp越小越先沉淀 且ksp相差越大分步沉淀越完全 对不同类型的沉淀 其沉淀的先后顺序要通过计算才 能确定 一般认为沉淀离子浓度小于1 0 10 5mol l 1时 已经沉淀完全 4 沉淀的转化 由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程 若难溶电解质类型相同 则ksp较大的沉淀易于转化为ksp较小的沉淀 ksp ag2cro4 的表达式为 2 已知25 时ksp agcl 1 8 10 10 ksp ag2cro4 1 2 10 10 此温度下 agcl饱和溶液中的c ag 填 大于 小于 或 等于 ag2cro4饱和溶液中的c ag 此温度下 在0 010mol l 1nacl和0 010mol l 1k2cro4的混合溶液中滴加0 010mol l 1的agno3溶液 首先产生的沉淀是 3 在ag2cro4悬浊液 砖红色 中滴加nacl溶液 混合液颜色的变化为 再滴加nai溶液 学以致用 3 1 写出ag2cro4在水中的沉淀溶解平衡方程式 混合液颜色的变化为 答案 1 ag2cro4 s 2ag aq cr aq ksp ag2cro4 c cr c2 ag 2 小于 agcl 3 砖红色变为白色 白色变为黄色 实验探究难溶电解质溶解平衡的应用 示例 羟基磷灰石 ca5 po4 3oh 是一种重要的生物无机材料 其常用的制备方法有两种 方法a 用浓氨水分别调ca no3 2和 nh4 2hpo4溶液的ph约为12 在剧烈搅拌下 将 nh4 2hpo4溶液缓慢滴入 ca no3 2溶液中 方法b 剧烈搅拌下 将h3po4溶液缓慢滴加到ca oh 2悬浊液中 3种钙盐的溶解度随溶液ph的变化如图所示 图中纵坐标是钙离子浓度的对数 回答下列问题 5ca no3 2 3 nh4 2hpo4 4nh3 h2oca5 po4 3oh 5ca oh 2 3h3po4 2 与方法a相比 方法b的优点是 3 方法b中 如果h3po4溶液滴加过快 制得的产物不纯 其原因是 4 图中所示3种钙盐在人体中最稳定的存在形式是 填化学式 5 糖黏附在牙齿上 在酶 1 完成方法a和方法b中制备ca5 po4 3oh的化学反应方程式 的作用下产生酸性物质 易造成龋齿 结合化学平衡移动原理 分析其原因 解析 1 根据原子守恒可以配平反应的化学方程式 2 方法a与方法b对比 主要是方法a有副产物nh4no3 原子利用率不高 3 h3po4溶液滴加过快 会使反应液酸性局部过大 容易生成cahpo4 4 人体ph基本上在7