高考化学一轮复习 第20讲 难溶电解质的溶解平衡课件 .ppt

第20讲 难溶电解质的溶解平衡 一 溶解平衡的概念与特点1 溶解平衡的建立 固体溶质 溶液中的溶质 v 溶解 v 结晶 过程v 溶解 v 结晶 v 溶解 v 结晶 固体溶解 溶解平衡 析出晶体 2 溶解平衡的定义 在一定温度下 某难溶电解质溶液中 当 的速率等于 的速率时 建立了一个固体与溶液中离子之间的动态平衡 叫沉淀溶解平衡 3 溶解平衡的特点 1 逆 固体溶解和沉淀过程是可逆的 2 v 溶解 v 沉淀 3 动态平衡 溶解的速率和沉淀的速率相等且不为0 4 达到平衡时 溶液中离子浓度保持不变 5 当改变外界条件时 溶解平衡将发生移动 达到 新的平衡 沉淀溶解 沉淀生成 等 动 定 变 4 电解质在水中的溶解度 20 时 电解质在水中的溶解度 s 与溶解性存在如下关 系 0 01g 0 01g 1g 1g 10g 10g 二 用溶度积概念理解溶解平衡1 溶度积常数 与其他平衡一样 ksp仅受 的影响 2 溶度积规则难溶电解质溶液中有关离子浓度幂的乘积称为离子积 符号qc 1 qc ksp 2 qc ksp 3 qc ksp cm mn cn nm 温度 溶液过饱和 有沉淀析出 溶液饱和 处于溶解平衡态 溶液未饱和 沉淀溶解 考点1 外界条件对沉淀溶解平衡的影响 例1 将足量的等量agcl固体分别放入下列溶液中 溶 解的agcl的物质的量由大到小的顺序为 a c b d 50ml0 01mol l 1kcl溶液 50ml0 02mol l 1cacl2溶液 50ml0 03mol l 1hcl溶液 50ml蒸馏水 50ml0 05mol l 1agno3溶液 思路指导 对于agcl s ag aq cl aq 该平衡的 qc agcl c ag c cl 溶解的agcl的物质的量的大小只与溶液中ag 或cl 的浓度有关 解析 中c cl 0 01mol l 1 中c cl 0 04mol l 1 中c cl 0 03mol l 1 中c cl 0mol l 1 中c ag 0 05mol l 1 c ag 或c cl 浓度由小到大顺序为 答案 b 例2 已知溶液中存在平衡 平衡体系的说法正确的是 升高温度 平衡逆向移动 向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度 除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子 可以向溶液中加入适量的naoh溶液 恒温下向溶液中加入cao 溶液的ph升高 溶液中c ca2 c2 oh 恒为定值 给溶液加热 溶液的ph升高 向溶液中加入少量na2co3固体 其中固体质量增加 向溶液中加入少量naoh固体 ca oh 2固体质量不变 b d a c 答案 a 考点2 沉淀溶解平衡的应用 1 沉淀的溶解与生成 1 在难溶电解质的溶液中 当qc ksp时 就会生成沉淀 据此 加入沉淀剂或者调整ph 是分离除杂的常用方法 如工业原料氯化铵中含有杂质氯化铁 使其溶于水 再加入氨水调节ph至7 8 可使铁离子生成氢氧化铁沉淀而除去 以硫化等沉淀 钠或硫化氢为沉淀剂可使cu2 hg 等生成极难溶cus hg2s 2 当qc ksp时 沉淀就会溶解 常用的方法有 酸碱溶解法 加入酸或碱与溶解平衡体系中的离子发生反应 降低离子浓度 使平衡向沉淀溶解方向移动 如碳酸钡溶于盐酸 发生氧化还原反应而使沉淀溶解 有些金属硫化物如cus hg2s等 其溶解度特别小 在其 因被氧化导致离子浓度减小 从而使沉淀溶解 此法适用于那 些具有明显氧化性或者还原性的难溶物 饱和溶液中c s2 特别小 只溶于氧化性酸 如硝酸 王水 s2 生成配合物使沉淀溶解 向沉淀溶解平衡体系中加入适当的配合剂 使溶液中某种离子生成稳定的配合物 以减小其离子浓度 从而使沉淀溶解 如agcl溶于氨水生成ag nh3 盐溶解法 加入盐溶液 与沉淀溶解平衡体系中某种离子生成弱电解 质 从而减小离子浓度使沉淀溶解 例如 mg oh 2溶于饱和nh4cl溶液 2 2 沉淀的转化 沉淀转化的实质就是溶解平衡的移动 一般来说 溶解度 小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现 根据难溶物溶解度的大小 难溶物间可以进行转化 例如 cl aq 例3 2013年北京高考 实验 0 1mol l 1agno3溶液和0 1mol l 1nacl溶液等体积混合得到浊液a 过滤得到滤液b和白色沉淀c a 浊液a中存在沉淀溶解平衡 agcl s ag aq b 滤液b中不含有ag c 中颜色变化说明agcl转化为agid 实验可以证明agi比agcl更难溶 解析 滤液为agcl的饱和溶液 也存在沉淀的溶解平衡 即存在ag 故b错误 向agcl中滴加0 1mol l 1ki溶液 白色agcl沉淀变为黄色agi沉淀 故c正确 向agcl中滴加0 1mol l 1ki溶液 白色agcl沉淀变为黄色agi沉淀 实验证明agi比agcl更难溶 故d正确 答案 b 考点3 溶度积的有关计算及应用 1 判断沉淀的生成 溶解及转化通过比较溶液中有关离子浓度幂的乘积 离子积qc与ksp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 溶解或转化 两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中可能会产生多种沉淀时 判断产生沉淀先后顺序问题 均可利用溶度积的计算公式或离子积与溶度积的关系加以判断 2 溶度积的计算 1 已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度 如ksp a的饱和agcl溶液中c ag mol l 1 2 已知溶度积 溶液中某离子的浓度 求溶液中的另一种离 子的浓度 如某温度下agcl的ksp a 在0 1mol l 1 的nacl 溶液中加入过量的agcl固体 达到平衡后c ag 10amol l 1 例4 已知如下物质的溶度积常数 fes ksp 6 3 10 18 cus ksp 1 3 10 36 zns ksp 1 6 10 24 下列说法正确 的是 a 同温度下 cus的溶解度大于zns的溶解度b 将足量cuso4溶解在0 1mol l 1的h2s溶液中 cu2 能达到的最大浓度为1 3 10 35mol l 1c 向cuso4溶液中通入h2s 不能生成沉淀cusd 除去工业废水中的cu2 可以选用fes做沉淀剂 思路指导 一般来说溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现 两种沉淀的溶解度差别越大 沉淀转化越容易 解析 根据ksp的大小可知 cus的溶解度最小 a错误 答案 d b项中c cu2 由于0 1mol l 1的h2s中 c s2 远远小于0 1mol l 1 故cu2 浓度的最大值大于1 3 10 35mol l 1 错误 c项中 由于cus不溶于酸 故该反应可以发生 错误 d项中 由于ksp cus 小于ksp fes 故cu2 会与s2 结合生成cus d正确 规律方法溶度积曲线 溶度积曲线分别以阳 阴离子的对数浓度为坐标轴作出的曲线 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 例5 2010年山东高考 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3 20 1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d fe oh 3 cu oh 2分别在b c两点代表的溶液中达到饱和 c c d两点代表的溶液中c h 与c oh 乘积相等 图3 20 1 答案 b 实验探究 利用溶解平衡制备 分离物质 近年高考中常在非选择题部分考查沉淀溶解平衡知识 利用溶解平衡制备 分离物质 这里主要讲述两种类型问题 1 利用元素在不同ph范围内的不同存在形式进行分离 提纯 制备物质 这种类型的考题主要是利用两性氢氧化物在不同ph范围内存在形式的不同 进行分离 提纯和制备 2 利用难溶物的溶解性相对难易进行分离等 这种类型的考题主要是利用ksp的相对大小 判断难溶物的溶解性的相对难易 控制ph实现逐步分离或者相互转化 如fe oh 3完全沉淀时溶液的ph为3 2 而cu oh 2完全沉淀时溶液的ph为6 7 那么fe oh 3比cu oh 2更难溶 调节ph在5左右可使fe oh 3完全沉淀 而cu oh 2不沉淀 达到分离除杂等目的 例6 2012年江苏高考 废弃物的综合利用既有利于节约资源 又有利于保护环境 实验室利用废弃旧电池的铜帽 zn cu总含量约为99 回收铜并制备zno的部分实验过程如下 图3 20 2 1 铜帽溶解时加入h2o2的目的是 用化学方程式表示 铜帽溶解后需将溶液中过量h2o2除去 除去h2o2的最 简便方法是 2 为确定加入锌灰 主要成分为zn zno 杂质为铁及其氧化物 含量 实验中需测定除去h2o2后溶液中cu2 的含量 实验操作为 准确量取一定体积的含有cu2 的溶液于带塞锥形瓶中 加适量水稀释 调节ph至3 4 加入过量ki 用na2s2o3标准溶液滴定至终点 上述过程中的离子方程式如下 滴定选用的指示剂为 滴定终点观察 到的现象为 沉淀的ph按金属离子浓度为1 0mol l计算 若滴定前溶液中h2o2没有除尽 所测定的cu2 的含量将会 填 偏高 偏低 或 不变 3 已知ph 11时zn oh 2能溶于naoh溶液生成 zn oh 4 2 下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀ph 开始 1 实验中可选用的试剂 30 h2o2 1 0mol l 1hno3 1 0 mol l 1naoh 由除去铜的滤液制备zno的实验步骤依次为 过滤 过滤 洗涤 干燥 900 煅烧 答案 1 cu h2o2 h2so4 cuso4 2h2o 加热 煮沸 2 淀粉溶液蓝色褪去 偏高 3 向滤液中加入30 的h2o2使其充分反应 滴加1 0mol l 1的氢氧化钠 调节ph约为5 或3 2 ph 5 9 使fe3 沉淀完全 向滤液中滴加1 0mol l 1的氢氧化钠 调节ph约为10 或8 9 ph 11 使zn2 沉淀完全 题组一 溶解平衡的含义和影响因素 答案 c 2 有固体mg oh 2存在的饱和水溶液中有如下平衡 mg oh 2 s mg2 aq 2oh aq 加入下列物质 水 mgcl2固体 naoh固体 盐酸 nh4cl固体 其中能 使mg oh 2固体减少的是 a b c d 解析 加水可以使氢氧化镁继续溶解 加mgcl2固体和naoh固体都使溶解平衡左移 盐酸能与mg oh 2反应 加nh4cl固体 铵离子的水解促进了氢氧化镁的溶解 答案 c 题组二 溶度积曲线 图3 20 3 答案 bc 图3 20 4 答案 bd 题组三 溶解平衡的应用 为能充分利用钾资源 用饱和ca oh 2溶液浸杂卤石制备硫酸钾 工艺流程如下 1 滤渣的主要成分有 和 以及未溶杂卤石 2 用化学平衡移动原理解释ca oh 2溶液能溶解杂卤石浸出k 的原因 3 除杂 环节中 先加入 溶液 经搅拌等操作后 过滤 再加入 溶液调节滤液ph至中性 4 不同温度下 k 的浸出浓度与溶浸时间的关系见下图 由图可得 随着温度升高 5 有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂 则溶浸过程中会发生 解析 解题时 要依据制备k2so4的工艺流程 结合物质的分