高考化学一轮复习【专题24】《难溶电解质的溶解平衡》ppt课件48页.ppt

难溶电解质的溶解平衡 1 了解难溶电解质的沉淀溶解平衡 2 了解难溶电解质的沉淀转化的本质 回归教材 一 沉淀溶解平衡 1 定义 饱和溶液 沉淀溶解 沉淀生成 在 下 当难溶强电解质溶于水形成 时 速率和 速率相等的状态 叫做沉淀溶解平衡 1 难溶电解质的溶解度虽然很小 但不可能为零 完全不溶解 溶液中的离子结合成难溶电解质时 也不可能完全进行到 时 沉淀已经完全 1 10 5 勒夏特列 2 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 原理 一定温度 底 一般认为残留在溶液中的离子浓度小于 mol L 1 2 溶度积 Ksp 幂的乘积 1 定义 在一定温度下 难溶电解质的饱和溶液中 离子浓度 叫溶度积 2 表达式 对于沉淀溶解平衡 MmNn s mMn aq nNm aq Ksp 3 意义 对于相同类型的物质 Ksp的大小反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小 也反映了该物质在溶液中沉淀的难易 溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大 只有相同类型的难溶电解质才有可比性 cm Mn cn Nm 4 影响因素 在一定的温度下 Ksp是一个常数 只受 影响 不受溶液中物质浓度的影响 温度 5 溶度积规则 通过比较溶度积与浓度商的相对大小 可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解 当 溶液过饱和 有沉淀析出 直至溶液饱和 达到新的平衡 当 溶液饱和 沉淀与溶解处于平衡状态 当 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 Qc Ksp Qc Ksp Qc Ksp 二 影响沉淀溶解平衡的因素 性质 1 内因 难溶物质的 这是决定因素 2 外因 沉淀溶解 不变 1 浓度 加水稀释 平衡向 的方向移动 但 Ksp 沉淀溶解 增大 2 温度 绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程 升高温度 平衡向 的方向移动 Ksp 3 相同离子 向平衡体系中加入难溶物相应的离子 平衡 向 的方向移动 生成沉淀 不变 4 其他 向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子时 平衡向沉淀溶解的方向移动 但Ksp 三 沉淀溶解平衡的应用 1 沉淀的生成 氨水 1 调节pH法 如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质 可加 2 沉淀剂法 如用H2S沉淀Cu2 离子方程式为 Cu2 H2S CuS 2H 入 调节pH至4左右 离子方程式为 Fe3 3NH3 H2O Fe OH 3 3NH4 2 沉淀的溶解 1 酸溶解 难溶于水的CaCO3可溶于盐酸 用离子方程式表示为 2 盐溶解 用离子方程式表示Mg OH 2溶于NH4Cl溶液 3 沉淀的转化 CaCO3 2H Ca2 CO2 H2O 沉淀溶解平衡 2 沉淀转化的规律 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 一般说来 的沉淀转化成 的沉淀容易实现 3 应用 锅炉除垢 将CaSO4转化为CaCO3 离子方程式ZnS转化为CuS 离子方程式为 溶解度小 溶解度更小 ZnS Cu2 CuS Zn2 2 沉淀转化的规律 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 一般说来 的沉淀转化成 的沉淀容易实现 3 应用 锅炉除垢 将CaSO4转化为CaCO3 离子方程式ZnS转化为CuS 离子方程式为 溶解度小 溶解度更小 ZnS Cu2 CuS Zn2 自主测评 1 下列说法正确的是 A 向浓度均为0 1mol L 1 NaCl和NaI混合溶液中滴加少 量AgNO3溶液出现黄色沉淀 说明Ksp AgCl Ksp AgI B AgI沉淀中滴入稀KCl溶液 有白色沉淀出现 说明AgCl比AgI更难溶C 相同温度下 将足量氯化银固体分别放入相同体积的 蒸馏水 0 1mol L 1盐酸 0 1mol L 1氯化镁溶液 0 1D 25 AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同 mol L 1硝酸银溶液中 Ag 浓度 答案 A 解析 反应总是向着生成更难溶的物质的方向进行 由于AgI的溶度积比AgCl小 所以优先生成AgI A正确 相同条件下 AgI比AgCl更难溶 产生沉淀的原因是c Cl 远远大于c I B错误 AgCl是难溶电解质 溶液中c Ag 很小 所以 中Ag 浓度最大 而 和 中氯离子对AgCl的溶解平衡起抑制作用 且Cl 浓度越大 抑制作用越强 所以正确顺序为 C错误 同浓度的CaCl2溶液的c Cl 是NaCl溶液的两倍 它们对AgCl沉淀溶解平衡的抑制程度不同 D错误 2 2014年广东汕头一模 常温下 Ksp CaSO4 9 10 6 常温下CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线见下图 下列说法正 确的是 A 在任何溶液中 c Ca2 c SO4 均相等B d点溶液通过蒸发可以变到c点C a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp 2 答案 C 3 有关AgCl沉淀的溶解平衡的说法中 不正确的是 A AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行 但速率相等B AgCl难溶于水 溶液中没有Ag 和Cl C 升高温度 AgCl沉淀的溶解度增大D 向AgCl沉淀中加入NaCl固体 AgCl沉淀的溶解度降低解析 溶解平衡的实质是v 沉淀 v 溶解 0 A正确 AgCl s Ag aq Cl aq 是动态平衡 B错误 溶解过程吸 热 C正确 加入NaCl固体 c Cl 增大 AgCl溶解平衡左移 D正确 答案 B 下图所示 据图分析 下列判断错误的是 4 2012年山东高考 某温度下 Fe OH 3 s 分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后 改变溶液pH 金属阳离子浓度的辩护如 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和 C c d两点代表的溶液中c H c2 OH Fe3 Cu2 相等 b c点 时 Fe3 对应的pH小 c H 较大 则c OH 较小 且Ksp的公式中c OH 为三次方 又知Ksp仅与温度有关 则Ksp Fe OH 3 Ksp Cu OH 2 A正确 存在沉淀 溶解平衡 Fe OH 3 s Fe3 aq 3OH aq 加入NH4Cl固体 因为NH4水解产生H H 与OH 反应使平衡正向移动 c Fe3 增大 B错误 c H 和c OH 的乘积为Kw 而Kw仅与温度有关 C正确 该图为沉淀溶解平衡曲线 则在曲线上的任意点均达到平衡 即为饱和溶液 D正确 答案 B 解析 Ksp Fe OH 3 c Fe3 c3 OH Ksp Cu OH 2 c Cu2 析不正确的是 5 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 向滤液b中滴加0 1mol L 1KI溶液 出现浑浊 向沉淀c中滴加0 1mol L 1KI溶液 沉淀变为黄色 下列分 A 浊液a存在沉淀溶解平衡 AgCl s Ag aq Cl 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 浊液a中含有AgCl饱和溶液和AgCl沉淀 存在沉淀溶解平衡 AgCl s Ag aq Cl aq A正确 滤液b中含有AgCl饱和溶液 含有Ag B错误 实验 白色沉淀转化为黄色沉淀 说明AgCl转化为AgI C正确 实验 都能证明AgI比AgCl更难溶 D正确 答案 B 重点一 溶度积和溶解度 1 溶度积和溶解度的关系对于同类型的难溶电解质 在相同条件下 溶度积越大 溶解度就越大 溶度积越小 溶解度就越小 如AgCl AgBr AgI的溶解度逐渐减小 溶度积也逐渐减小 对于不同类型的难溶电解质 不能直接根据溶度积比较溶解度的大小 要通过计算 例1 下表是五种银盐的溶度积常数 25 A 五种物质在常温下溶解度最大的是Ag2SO4B 将氯化银溶解于水后 向其中加入Na2S 则可以生成黑色沉淀C 对于氯化银 溴化银和碘化银三种物质在常温下的溶解度随着氯 溴 碘的顺序增大D 沉淀溶解平衡的建立是有条件的 外界条件改变时 平衡也会发生移动 解析 溶解度 Ag2SO4 AgCl AgBr AgI Ag2S A正确 加入Na2S 破坏AgCl的溶解平衡 AgCl可转化为更难溶的黑色Ag2S沉淀 B正确 外界条件改变 溶解平衡可发生移动 C正确 答案 D 重点二 沉淀反应的应用 1 沉淀的生成在难溶电解质溶液中 当Qc Ksp时 就会生成难溶电解质的沉淀 据此加入沉淀剂而析出沉淀 是工业生产 环保工程和科学研究中除杂或提纯物质的重要方法之一 沉淀生成的常用方法 1 调pH 如用Cu OH 2除去含Cu2 的溶液中的Fe3 2 加沉淀剂 如沉淀Cu2 Hg2 等 以Na2S H2S作沉淀剂 3 同离子效应法 向饱和食盐水中通入HCl气体 析出食 盐晶体 提纯食盐 4 分步沉淀法 当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子生成沉淀时 所需试剂的离子浓度越小的越先沉淀 如果生成各种沉淀所需试剂的离子浓度相差较大 就能分步沉淀 从而达到 分离离子的目的 如用AgNO3溶液分离Cl 和I 2 沉淀的溶解 当Qc Ksp时 就会使沉淀溶解 加入水 酸 碱 盐或氧化剂 还原剂等与溶解平衡中的相应离子反应 降低离子浓度 使平衡向溶解方向移动 从而使沉淀溶解 常用的方法有 1 酸碱溶解法 加入酸或碱与溶解平衡体系中的相应离子反应 降低离子浓度 使平衡向溶解的方向移动 如CaCO3可溶于盐酸 2 盐溶解法 加入盐溶液 与沉淀溶解平衡体系中某种离子反应生成弱电解质 从而减小离子浓度使沉淀溶解 如Mg OH 2溶于NH4Cl溶液 3 配位溶解法 加入适当的配合剂 与沉淀溶解平衡体系中的某种离子生成稳定的配合物 从而减小离子浓度使沉淀溶解 如AgCl溶于氨水 4 氧化还原法 通过发生氧化还原反应使平衡体系中的离 子浓度降低 从而使沉淀溶解 如Ag2S溶于硝酸 备等 如AgNO3 AgCl 白色沉淀 AgBr 淡黄色沉 淀 黄色沉淀 Ag2S 黑色沉淀 在工业废水处理过 3 沉淀的转化 由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程称为沉淀的转化 沉淀的转化是一种难溶电解质转化成另一种难溶电解质的过程 沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动 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 用此原理可以解释自然界的某些现象及在工业上进行废水处理 物质的制 NaClNaBr NaINa2S 程中 用FeS等难溶物作沉淀剂除去废水中的重金属离子 例2 下列说法正确的是 B Ksp小的物质的溶解能力一定比Ksp大的物质的小C 为减少洗涤过程中固体的损失 最好选用稀硫酸代替H2O来洗涤BaSO4沉淀D 洗涤沉淀时 洗涤次数越多越好 解析 生成BaSO4沉淀后的溶液中仍然存在Ba2 和SO4 因为有BaSO4的沉淀溶解平衡存在 A错误 同类型物质的Ksp数值越小 溶解能力越小 不同类型的物质则不能直接比较 B错误 从减少BaSO4沉淀损失的角度而言 用稀硫酸洗涤效果好 因为稀硫酸可以抑制BaSO4的溶解 C正确 洗涤沉淀一般2 3次即可 次数过多会使沉淀溶解而减少 D正确 答案 C 2 中学化学的四大平衡归纳 中学化学教材中 有一个平衡理论体系 包括溶解平衡 化学平衡 电离平衡 水解平衡 化学平衡是这一平衡理论体系的核心 系统掌握反应速率与化学平衡的概念 理论及应用对于深入认识其他平衡 重要的酸 碱 盐的性质和用途 化工生产中适宜条件的选择等 具有承上启下的作用 对于深入掌握元素化合物的知识 具有理论指导意义 平衡理论体系向来是历年高考的热点 难点 1 不同点 1 研究对象不同 2 产生原因不同 3 描述方法不同 2 相同点 1 所有的平衡都建立在可逆 反应 的基础上 也就是说 上述四种平衡都对应着一种可逆变化 如下表 2 都可以用勒夏特列原理来解释 可以应用勒夏特列原理解释电离平衡 盐类的水解平衡 沉淀溶解平衡中条件的改变对平衡移动方向的影响 其答题模板是 列平衡 说移动 得结论 们会对人类及生态系统产生很大损害 必须进行处理 常用的处理方法是还原沉淀法 该法的工艺流程如下 色 H2O 1 若平衡体系的pH 2 则溶液显 色 2 能说明第 步反应达平衡状态的是 考点一 难溶电解质的溶解平衡 答案 C 2 把Ca OH 2放入蒸馏水中 一段时间后达到平衡 Ca OH 2 s Ca2 aq 2OH aq 下列说法正确的是 A 恒温下向溶液中加入CaO 溶液的pH增大B 给溶液加热 溶液的pH增大C 向溶液中加入Na2CO3溶液 其中固体质量增加D 向溶液中加入少量NaOH固体 Ca OH 2固体质量不变 答案 C 解析 Ca OH 2 s Ca2 aq 2OH aq 所表示的是Ca OH 2的溶解平衡而非电离平衡 Ca OH 2是强电解质 不存在电离平衡 向平衡体系中加入CaO CaO与H2O反应使c Ca2 和c OH 都增大 平衡向左移动 由于温度不变 Ksp不变 所以当c Ca2 和c OH 减小至与原平衡相等时达到新的平衡 c Ca2 c OH 未变 pH不变 但n Ca2 n OH 减小了 Ca OH 2的量增大了 A错 给溶液加热 Ca OH 2的溶解度随温度升高而减小 所以会有少量Ca OH 2析出 c OH 减小 pH减小 B错 加入Na2CO3溶液 部分Ca OH 2转化为CaCO3 固体质量增加 C对 加入NaOH s 平衡左移 Ca OH 2固体质量增加 D错 A 混合后 溶液中肯定有沉淀生成B 沉淀生成后溶液中Ag 的浓度为10 5mol L 1C 沉淀生成后溶液的pH 2D 混合后 升高温度 溶液中Ag 的浓度增大 3 向50mL0 018mol L 1AgNO3溶液中加入50mL0 02mol L 1盐酸 已知AgCl s 的溶度积常数Ksp 1 10 10 混合后溶液的体积变化忽略不计 下列说法不正确的是 答案 B 考点二 溶解平衡的应用 4 已知常温下 Ksp AgCl 1 8 10 10 K