高考化学一轮复习 第八章 水溶液中的离子平衡 8.4 难溶电解质的溶解平衡课件.ppt

第四节难溶电解质的溶解平衡 考点一沉淀溶解平衡及应用 基础回顾 1 沉淀溶解平衡 1 定义 在一定温度下 当沉淀溶解速率和沉淀生成速率 时 形成饱和溶液 达到平衡状态 这种平衡称为沉淀溶解平衡 相等 2 沉淀溶解平衡的建立 v 溶解 v 沉淀 固体 v 溶解 v 沉淀 溶解平衡 v 溶解 v 沉淀 晶体 溶解 析出 3 溶解平衡的特点 不变 4 影响沉淀溶解平衡的因素 内因 难溶电解质本身的性质 这是决定因素 外因 以agcl s ag aq cl aq h 0为例 正向 增大 不变 逆向 减小 增大 不变 正向 增大 5 电解质在水中的溶解度 20 时 电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系 2 沉淀溶解平衡的应用 1 实质 的移动 沉淀溶解平衡 2 应用 fe3 3nh3 h2o fe oh 3 3 cu2 h2s cus 2h caco3 2h ca2 co2 h2o mg oh 2 2 mg2 2nh3 h2o caso4 caco3 zns cu2 cus zn2 溶解度小 溶解度更小 思维诊断 正确的打 错误的打 1 沉淀达到溶解平衡状态 溶液中各离子浓度一定相等 提示 沉淀达到溶解平衡状态 溶液中各离子浓度不再改变 并不一定相等 2 升高温度 沉淀溶解平衡一定正向移动 提示 升高温度 大多数沉淀溶解平衡正向移动 少部分 如氢氧化钙 沉淀溶解平衡逆向移动 3 室温下 agcl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度 提示 食盐水中c cl 大 抑制agcl的溶解 故agcl在水中的溶解度大于在食盐水中的溶解度 4 agcl沉淀易转化为agi沉淀且ksp agx c ag c x 故ksp agi ksp agcl 提示 因溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化 故ksp agi ksp agcl 5 常温下 向baco3的饱和溶液中加入na2co3固体 会有baco3生成 提示 向baco3的饱和溶液中加入na2co3固体 c 增大 baco3的溶解平衡左移 生成baco3 方法点拨 沉淀先后顺序的判断向溶液中加入沉淀剂 当可能有多种沉淀生成时 哪种沉淀的溶解度最小 当各种沉淀的ksp表达式相同时 ksp越小 沉淀的溶解度越小 则最先生成该沉淀 1 向含等浓度cl br i 的混合液中加入agno3溶液 最先生成的沉淀是agi 2 向含等浓度 oh s2 的混合液中加入cuso4溶液 最先生成的沉淀是cus 3 向mg hco3 2溶液中加入适量naoh溶液 生成的沉淀是mg oh 2而不是mgco3 原因是mg oh 2的溶解度比mgco3的小 题组过关 1 rj必修2 p64改编题 在25 时 向agcl的白色悬浊液中 依次加入等浓度的ki溶液和na2s溶液 观察到的现象是先出现黄色沉淀 最终出现黑色沉淀 已知有关物质的溶度积ksp 25 如下 下列叙述中不正确的是 导学号79100132a 沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动b 溶解度小的沉淀一般容易转化为溶解度更小的沉淀c agcl固体在等物质的量浓度的nacl cacl2溶液中的溶解程度相同 d 25 时 在饱和agcl agi ag2s溶液中 所含ag 的浓度不同 解析 选c 沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动 a项正确 溶解度较小的沉淀一般更容易生成 b项正确 等物质的量浓度的nacl cacl2溶液中cl 浓度不同 对agcl溶解平衡的影响不同 故agcl在等物质的量浓度的nacl cacl2溶液中的溶解程度不同 c项错误 agcl agi ag2s溶解度不同 溶液中所含ag 的浓度不同 d项正确 2 2018 信阳模拟 把氢氧化钙放入蒸馏水中 一定时间后达到如下平衡 ca oh 2 s ca2 aq 2oh aq 加入以下固体 可使ca oh 2 s 减少的是 a naclb alcl3c naohd cacl2 解析 选b 欲使ca oh 2减少 题述溶解平衡必须向右移动 al3 与oh 结合为al oh 3使oh 减少 平衡右移 ca oh 2的量减少 naoh是强电解质可发生电离 使溶液中oh 浓度增大 cacl2会使溶液中ca2 的浓度增大 所以c d都会使题述溶解平衡向左移动 使ca oh 2增多 nacl不影响ca oh 2溶解平衡 3 2018 长沙模拟 使fe2 fe3 zn2 较完全地形成氢氧化物沉淀时 溶液的酸碱度分别为ph 9 6 ph 3 7 ph 4 4 某硫酸锌酸性溶液中含有少量fe2 fe3 杂质离子 为除去这些离子制得纯净的znso4 应加入的试剂是导学号79100133 a h2o2 znob 氨水c kmno4 znco3d naoh溶液 解析 选a 使fe3 fe2 zn2 较完全地形成氢氧化物沉淀时 溶液的ph分别为3 7 9 6 4 4左右 所以要除去硫酸锌酸性溶液中含有的少量fe3 fe2 应该把fe2 氧化为fe3 双氧水是绿色氧化剂不会引入杂质 所以先用双氧水把fe2 氧化为fe3 再加入氧化锌调节溶液的ph 使fe3 转化为沉淀除去 加固训练 1 对饱和agcl溶液 有agcl固体存在 进行下列操作后c ag 减小而ksp agcl 保持不变的是 a 加热b 加水稀释c 滴加少量1mol l 1盐酸d 滴加少量1mol l 1agno3溶液 解析 选c 在agcl饱和溶液中 存在agcl s ag aq cl aq h 0 加热沉淀溶解平衡正向移动 c ag 增大 ksp agcl 也增大 a项不符合题意 加水稀释 由于饱和agcl溶液中有agcl固体存在 加水agcl固体溶解 该溶液仍为饱和溶液 c ag 不变 b项不符合题意 滴加少量1mol l 1盐酸 c cl 增大 沉 淀溶解平衡逆向移动 c ag 减小 由于温度不变 ksp agcl 保持不变 c项符合题意 滴加少量1mol l 1agno3 溶液c ag 增大 d项不符合题意 2 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 硬水中含有较多的ca2 mg2 加热煮沸可以完全除去其中的ca2 mg2 解析 选c a项中温度升高 ca oh 2溶解度降低 氢氧根离子浓度减小 碱性减弱 ph减小 a项错误 b项中加入nacl 虽然平衡左移 但加入了nacl粉末会使溶液中离子的总浓度增大 b项错误 沉淀易于向溶解度更小的方向转化 c项中现象说明agi的溶解度小于agcl 对于同类型 阴 阳离子个数分别相等 的难溶物 ksp越小 溶解度越小 c项正确 d项加热煮沸 只能降低ca2 mg2 的浓度 而不可能完全除去 d项错误 考点二溶度积常数及其应用 基础回顾 溶度积和离子积的关系 以ambn s man aq nbm aq 为例 ksp cm an cn bm 平衡 cm an cn bm 任意 溶解 温度 浓度 思维诊断 正确的打 错误的打 1 已知 ksp ag2cro4 ksp agcl 则ag2cro4的溶解度小于agcl的溶解度 提示 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能根据ksp大小比较溶解度大小 实际上ag2cro4的溶解度大于agcl的溶解度 2 不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去 一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1 0 10 5mol l 1时 已经完全沉淀 提示 难溶电解质存在溶解平衡 所以不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去 3 溶度积常数只受温度影响 升高温度ksp增大 提示 大多数难溶物升高温度ksp增大 少数 如氢氧化钙 升高温度ksp减小 4 cu oh 2的ksp c cu2 c oh 提示 cu oh 2的ksp c cu2 c2 oh 5 已知常温下 ksp agcl 1 8 10 10 将0 002mol l 1的agno3溶液与0 002mol l 1的kcl溶液等体积混合不会产生agcl沉淀 提示 混合后qc c ag c cl 0 001 0 001 1 0 10 6 1 8 10 10 故生成agcl沉淀 典题探究 角度一溶度积常数的概念及影响因素 典题1 2018 赣州模拟 下列有关叙述中 正确的是 a 在一定温度下的baso4水溶液中 ba2 和浓度的乘积是一个常数 b 向含有baso4固体的溶液中加入适量的水使沉淀溶解又达到平衡时 baso4的溶度积不变 其溶解度也不变c 只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程d 向饱和的baso4水溶液中加入硫酸 baso4的ksp变大 解析 选b 一定温度下 只有在baso4的饱和溶液中 ba2 和浓度的乘积才是一个常数 a错误 溶度积和溶解度是温度的函数 向baso4固体中加入水 可使沉淀溶解平衡发生移动 但溶度积和溶解度均不变 b正确 无论难溶电解质还是易溶电解质 都存在沉淀溶解平衡状态 如在nacl的过饱和溶液中就存在沉淀溶解平衡状态 c错误 向baso4溶液中加入h2so4溶液 只会使溶解平衡发生移动 但不会影响baso4的ksp d错误 母题变式 1 上题d项 baso4的溶解度将 填 增大 减小 或 不变 下同 提示 减小 向饱和的baso4水溶液中加入硫酸 c 增大 由于baso4的ksp不变 c ba2 减小 故baso4的溶解度减小 2 升高温度 难溶电解质的ksp将 提示 增大或减小 大多数物质的溶解平衡是吸热反应 升高温度 ksp增大 但少数物质如ca oh 2的溶解平衡是放热反应 升高温度 ksp减小 归纳提升 深刻理解ksp 1 对于溶解平衡 ambn s man aq nbm aq ksp cm an cn bm 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 2 与化学平衡常数一样 ksp与温度有关 不过温度改变不大时 ksp变化也不大 常温下的计算可不考虑温度的影响 角度二沉淀溶解平衡曲线 典题2 2018 淄博模拟 如图是碳酸钙 caco3 在25 和100 两种情况下 在水中的沉淀溶解平衡曲线 下列有关说法正确的是 导学号79100134 a caco3 s ca2 aq aq h 0b a b c d四点对应的溶度积ksp相等c 25 时 caco3的ksp 2 8 10 9d 温度不变 蒸发水分 可使溶液由a点变到c点 探微题眼 1 由25 和100 两种情况下的沉淀溶解平衡曲线可知 温度越高ksp越大 故该溶解平衡吸热 2 ksp只与温度有关 a d点温度不确定 3 温度不变 挥发水分 c ca2 和c 都增大 解析 选c 由图象可知 100 时碳酸钙的溶度积大于25 时的溶度积 故其溶解过程吸热 即 h 0 a项错误 ksp仅与温度有关 但a b d点温度不一定相等 故ksp不一定相等 b项错误 25 时ksp c ca2 c 2 0 10 5 1 4 10 4 2 8 10 9 c项正确 蒸发水分 c ca2 c 均增大 而a点到c点 c ca2 不变 d项错误 归纳提升 沉淀溶解平衡图象题的解题思路 1 沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线 曲线上任一点都表示饱和溶液 曲线上方的任一点均表示过饱和溶液 此时有沉淀析出 曲线下方的任一点均表示不饱和溶液 2 从图象中找到数据 根据ksp公式计算得出ksp的值 3 比较溶液的qc与ksp的大小 判断溶液中有无沉淀析出 4 涉及qc的计算时 所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度 因此计算离子浓度时 所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积 素养升华 模型认知 沉淀溶解平衡图象分析 角度三溶度积常数的有关计算 典题3 1 已知25 时 kspmg oh 2 1 8 10 11 kspcu oh 2 2 2 10 20 向0 01mol l 1的mgcl2和cucl2混合溶液中 逐滴加入浓naoh溶液 cu2 完全沉淀时 cu2 的浓度近似为2 2 10 6mol l 1 溶液的ph为 此时 填 是 或 否 有mg oh 2沉淀生成 2 毒重石的主要成分为baco3 含ca2 mg2 fe3 等杂质 实验室利用毒重石制备bacl2 2h2o的流程如下 已知 加入nh3 h2o调节ph 8可除去 填离子符号 滤渣 中含 填化学式 加入h2c2o4时应避免过量 原因是 已知 ksp bac2o4 1 6 10 7 ksp cac2o4 2 3 10 9 解析 1 cu2 完全沉淀时 ksp cu oh 2 2 2 10 20 c cu2 c2 oh 2 2 10 5 c2 oh 则c oh 1 0 10 7mol l 1 c h kw c oh 1 0 10 7mol l 1 则ph 7 此时c mg2 c2 oh 0 01 1 0 10 7 2 1 0 10 16 ksp mg oh 2 故不会出现mg oh 2沉淀 2 根据流程图和表中数据 加入nh3 h2o调ph为8 只有fe3 完全沉淀 故可除去fe3 加入naoh调ph 12 5 mg2 完全沉淀 ca2 部分沉淀 所以滤渣 中含mg oh 2 ca oh 2 根据ksp bac2o4 1 6 10 7可知 h2c2o4过量时ba2 转化为bac2o4沉淀 bacl2 2h2o产品的产量会减少 答案 1 7否 2 fe3 mg oh 2 ca oh 2h2c2o4过量会导致生成bac2o4沉淀 产品的产量减少 归纳提升 1 沉淀开始和沉淀完全时溶液ph的计算方法 以cu oh 2为例 室温下 向2mol l 1cuso4溶液中加入naoh固体调节溶液的ph至多少时开始沉淀 调节溶液ph至多少时cu2 沉淀完全 已知 室温下ksp cu oh 2 2 0 10 20 离子浓度小于10 5mol l 1时视为cu2 沉淀完全 沉淀开始时ph的求算 ksp cu oh 2 c cu2 c2 oh 2 c2 oh 2 0 10 20 c oh 10 10 mol l 1 c h 10 4 mol l 1 ph lgc h lg10 4 4 沉淀完全时ph的求算 ksp cu oh 2 c cu2 c2 oh 10 5 c2 oh 2 0 10 20 c oh 10 8 4 47 10 8 mol l 1 c h 2 24 10 7 mol l 1 ph lgc h lg 2 24 10 7 7 lg2 24 6 3 2 溶解度 s 与ksp的相互求算方法 以caco3为例 已知某温度下 caco3的溶解度s 2 10 3g 其含义是该温度下100g水最多溶解2 10 3g的caco3 则1000g水 近似为1l溶液 中溶解了 2 10 4molcaco3 即溶液中c ca2 c 2 10 4mol l 1 ksp c ca2 c 2 10 4 2 10 4 4 10 8 已知某温度下caco3的ksp 4 10 8 该温度下 饱和溶液中c ca2 c c2 ca2 4 10 8 c ca2 2 0 10 4mol l 1 其含义是1l溶液 近似为1000g水 溶解了2 0 10 4molcaco3 则100g水溶解了2 0 10 4mol 100g mol 1 2 0 10 3g 因此caco3的溶解度s 2 10 3g 题组过关 1 2018 聊城模拟 已知ksp agcl 1 8 10 10 ksp agi 1 0 10 16 下列说法错误的是 导学号79100135a agcl不溶于水 不能转化为agib 在含有浓度均为0 001mol l 1的cl i 的溶液中缓慢加入agno3稀溶液 首先析出agi沉淀 c agi比agcl更难溶于水 所以 agcl可以转化为agid 常温下 agcl若要在nai溶液中开始转化为agi 则nai的浓度必须不低于 10 11mol l 1 解析 选a agcl在水中存在溶解平衡 agcl s ag aq cl aq 溶液中只要c i c ag 大于ksp agi 即有agi沉淀析出 a错误 因为ksp agi ksp agcl 在含有浓度均为0 001mol l 1的cl i 的溶液中缓慢加入agno3稀溶液 首先析出agi沉淀 b正确 ksp agi ksp agcl agi比agcl更难溶于水 所以 agcl可以转化为agi c正确 因为agcl在水中c ag 10 5mol l 1 当qc agi ksp agi 即有agi沉淀生成 c i c ag 1 0 10 16 故c i 10 11mol l 1 d正确 2 2018 洛阳模拟 硫酸锶 srso4 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示 下列说法正确的是 导学号79100136 a 温度一定时 ksp srso4 随c 的增大而减小b 三个不同温度中 313k时ksp srso4 最大c 283k时 图中a点对应的溶液是饱和溶液d 283k下的srso4饱和溶液升温到363k后变为不饱和溶液 解析 选b a项 ksp只与温度有关 与浓度的大小无关 283k时线上所有的点为饱和溶液 而a点在此温度下是不饱和溶液 d项 283k下的srso4饱和溶液升温到363k后 因363k时的ksp小于283k时的ksp 故溶液变为过饱和溶液 3 rj选修4 p65改编题 已知在25 时 ksp mg oh 2 3 2 10 11 ksp cu oh 2 2 2 10 20 1 在25 时 向0 02mol l 1的mgcl2溶液中加入naoh固体 如要生成mg oh 2沉淀 应使溶液中的c oh 最小为 mol l 1 2 25 时 向浓度均为0 02mol l 1的mgcl2和cucl2混合溶液中逐滴加入naoh溶液 先生成 沉淀 填化学式 生成该沉淀的离子方程式为 当两种沉淀共存时 解析 1 依据ksp和c mg2 计算c oh 2 两种沉淀共存时 c oh 相等 c mg2 c cu2 ksp小的先满足qc ksp 先生成该沉淀 ksp mg oh 2 ksp cu oh 2 故先生成cu oh 2沉淀 当两种沉淀共存时 ksp mg oh 2 ksp cu