高考化学 8.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡课件 苏教版.ppt

第四单元难溶电解质的沉淀溶解平衡 三年12考高考指数 1 了解难溶电解质的沉淀溶解平衡 2 了解溶度积的含义 3 能运用平衡移动原理分析沉淀的溶解 生成和转化过程 一 沉淀溶解平衡原理1 溶解平衡的建立v溶解 v沉淀 固体溶解固体溶质溶液中的溶质v溶解 v沉淀 溶解平衡v溶解 v沉淀 析出晶体 溶解沉淀 2 特征 不变 3 沉淀溶解平衡常数 溶度积 1 溶度积 ksp 在一定温度下 难溶电解质的饱和溶液中 离子浓度的 2 表达式 对于沉淀溶解平衡 mmnn s mmn aq nnm aq ksp c mn m c nm n 幂之积 3 意义 反映了难溶电解质在水中的溶解能力 对于同类型的难溶电解质 如agcl agbr agi ksp越小 其在水中的溶解能力 4 影响因素 在一定的温度下 它是一个常数 只受 影响 不受溶液中物质浓度的影响 越小 温度 二 沉淀溶解平衡原理的应用1 沉淀的生成 1 调节ph法 如除去cuso4溶液中的杂质fe3 试剂x可为 或 离子方程式为 cu oh 2 cu2 oh 2co3 fe3 3h2ofe oh 3 3h cuo 2h cu2 h2o 2 沉淀剂法 如用h2s沉淀hg2 的离子方程式为 2 沉淀的溶解 1 酸溶解法 如caco3溶于盐酸 离子方程式为 cu oh 2溶于稀硫酸 离子方程式为 h2s hg2 hgs 2h caco3 2h ca2 co2 h2o cu oh 2 2h cu2 2h2o 2 盐溶液溶解法 如mg oh 2溶于nh4cl溶液 离子方程式为 3 沉淀的转化 1 实质 沉淀溶解平衡的移动 2 规律 一般说来 溶解度小的沉淀容易转化成 的沉淀 沉淀的溶解度差别越大 越容易转化 mg oh 2 2nh4 mg2 2nh3 h2o 溶解度更小 3 应用 锅炉除垢将caso4转化为caco3 离子方程式为 矿物转化用饱和na2co3溶液处理baso4使其转化为baco3 离子方程式为 caso4 co32 caco3 so42 baso4 co32 baco3 so42 1 baso4 ba2 so42 和baso4 s ba2 aq so42 两式所表示的意义相同 分析 前者为baso4的电离方程式 后者为baso4沉淀溶解平衡的离子方程式 2 在agcl的饱和溶液中 加入nacl溶液 agcl沉淀质量增大 但ksp agcl 不变 分析 难溶电解质达到溶解平衡后 加入含与此物质电离产生相同离子的物质 会使平衡向生成沉淀的方向移动 但溶度积只受温度影响 3 难溶电解质不能转化成溶解度稍大的难溶电解质 分析 当溶解度较大的沉淀的离子积qc大于其溶度积ksp时 溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀 4 沉淀完全是指溶液中该物质的浓度为0 分析 任何难溶电解质都有一定的溶解度 不可能全部沉淀 当该物质的浓度小于10 5mol l 1时 即可认为沉淀完全了 5 要除去某溶液中的so42 加入可溶性钙盐与钡盐效果一样 分析 不一样 因为baso4比caso4的溶解度小 故用ba2 沉淀so42 更完全 影响沉淀溶解平衡的因素及 四大平衡 的比较1 影响沉淀溶解平衡的因素 1 内因 本质因素 难溶电解质本身的性质 2 外因 浓度 加水稀释 平衡向溶解方向移动 ksp不变 温度 绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程 升高温度 平衡向溶解方向移动 ksp增大 同离子效应 向平衡体系中加入难溶物电离产生的离子 平衡逆向移动 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 更难电离或气体的离子时 平衡向溶解方向移动 ksp不变 2 四大平衡的比较 高考警示钟 1 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勒夏特列原理 2 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有可比性 3 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 典例1 某温度时 agcl s ag aq cl aq 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示 下列说法正确的是 a 加入agno3 可以使溶液由c点变到d点b 加入固体nacl 则agcl的溶解度减小 ksp也减小c d点有agcl沉淀生成d c点对应的ksp小于a点对应的ksp 解题指南 解答本题要注意两点 1 不可孤立的看问题 c ag 变化 必然导致c cl 变化 2 ksp只受温度影响 与离子浓度变化无关 解析 选c a项 当加入agno3时 溶液中的c ag 增大 而c cl 减小 即溶液不能由c点变到d点 错 b项 加入固体nacl 则agcl的溶解度减小 但ksp不变 错 c项 d点时的c ag c cl ksp 有沉淀生成 对 d项 曲线上的点对应的是溶解平衡时的离子浓度关系 而当温度一定时 ksp不变 即c点对应的ksp与a点对应的ksp相等 错 技巧点拨 沉淀溶解平衡图线解读 1 曲线上的任意一点 都代表指定温度下的饱和溶液 由对应的离子浓度可求ksp 2 可通过比较 观察得出溶液是否达到饱和状态 是否有沉淀析出 处于曲线上方的点表明溶液处于过饱和状态 一定会有沉淀析出 处于曲线下方的点 则表明溶液处于未饱和状态 不会有沉淀析出 互动探究 请指出在25 时 agcl固体在下列三种物质 100ml水中 100ml0 01mol l 1agno3溶液 100ml0 02mol l 1nacl溶液中的溶解度由大到小的顺序是什么 原因是什么 提示 溶解度由大到小的顺序为 加水使agcl固体继续溶解但溶解度不变 分别含有ag cl 由于同离子效应都能抑制agcl溶解 而c cl c ag 故它们对agcl溶解所起的同离子效应不同 即抑制作用不同 的抑制作用大于 的抑制作用 故agcl在 中的溶解度大于在 中的溶解度 故正确的顺序为 沉淀溶解平衡的应用1 沉淀转化 1 沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动 一般是溶解度小的沉淀会转化生成溶解度更小的沉淀 2 当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时 生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀 如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大 就能分步沉淀 从而达到分离离子的目的 实例 如agno3agclagbragiag2s颜色变化 白色 淡黄色 黄色 黑色 3 溶解度较小的沉淀在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀 如在baso4的饱和溶液中加入高浓度的na2co3溶液 也可以转化成溶解度较大的baco3沉淀 2 溶度积的应用通过比较溶度积和溶液中有关离子浓度幂的乘积 离子积qc 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 1 qc ksp 溶液过饱和 有沉淀析出 直至溶液饱和 达到新的平衡状态 2 qc ksp 溶液饱和 沉淀与溶解处于平衡状态 3 qc ksp 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 高考警示钟 1 溶度积曲线上的点表示该条件下 达到溶解与沉淀平衡状态 在曲线下方的点表示该温度下未达到平衡 在曲线上方的点表示过饱和状态 2 对于阴阳离子比例不同的物质 不能根据溶度积直接比较离子浓度 而应代入数据计算 3 涉及qc的计算时 易忽视等体积混合后离子的浓度均减半而使计算出错 故离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度 所代入的溶液体积也必须是混合液的体积 典例2 1 在粗制cuso4 5h2o晶体中常含有杂质fe2 在提纯时为了除去fe2 常加入合适氧化剂 使fe2 氧化为fe3 下列物质可采用的是 a kmno4b h2o2c cl2d hno3然后再加入适当物质调整至溶液ph 4 使fe3 转化为fe oh 3 可以达到除去fe3 而不损失cuso4的目的 调整溶液ph可选用下列物质中的 a naohb nh3 h2oc cuod cu oh 2 2 甲同学怀疑调整至溶液ph 4是否能达到除去fe3 而不损失cu2 的目的 乙同学认为可以通过计算确定 他查阅有关资料得到如下数据 常温下fe oh 3的溶度积ksp 8 0 10 38 cu oh 2的溶度积ksp 3 0 10 20 通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1 10 5mol l 1时就沉淀完全 设溶液中cuso4的浓度为3 0mol l 1 则cu oh 2开始沉淀时溶液的ph为 fe3 完全沉淀时溶液的ph为 通过计算确定上述方案 填 可行 或 不可行 解题指南 解答该题时应注意两点 1 加氧化剂或加入试剂调整ph时不能引入新的杂质 2 根据ksp进行简单计算 分析ph 4时cu oh 2和fe oh 3的沉淀情况 解析 1 a c d三项虽然能氧化fe2 但引入了新的杂质离子 故只有b项符合要求 2 加入cuo cu oh 2能中和溶液中的h 达到调节溶液ph的效果 而没有引入新的杂质离子 由ksp cu oh 2 c cu2 c2 oh 3 0 10 20 求得c oh 10 10mol l 1 ph 4 而fe3 沉淀完全时 则满足ksp fe oh 3 8 0 10 38 此时c fe3 1 10 5mol l 1 此时c oh 2 10 11mol l 1 ph 3 3 也就是说 当cu2 开始沉淀时 fe3 早已沉淀完全 可行 答案 1 bc d 2 43 3可行 变式训练 下列化学原理的应用 主要是利用沉淀溶解平衡原理来解释的是 热纯碱溶液洗涤油污的能力强 误将钡盐 bacl2 ba no3 2 当作食盐食用后 常用0 5 的na2so4溶液解毒 溶洞 珊瑚的形成 碳酸钡不能作 钡餐 而硫酸钡则能 泡沫灭火器灭火的原理 a b c d 全部 解析 选a 都是利用盐的水解原理 涉及了沉淀的生成与沉淀的溶解 都可用沉淀溶解平衡原理来解释 变式备选 在溶液中有浓度均为0 01mol l 1的fe3 cr3 zn2 mg2 已知 ksp fe oh 3 2 6 10 39 ksp cr oh 3 7 0 10 31 ksp zn oh 2 1 0 10 17 ksp mg oh 2 1 8 10 11 当其氢氧化物刚开始沉淀时 下列离子所需的ph最小的是 a fe3 b cr3 c zn2 d mg2 解析 选a fe3 开始沉淀时所需c oh mol l 1 mol l 1 cr3 开始沉淀时所需c oh mol l 1 mol l 1 同理 zn2 mg2 开始沉淀时所需c oh 分别为mol l 1 mol l 1 故a项所需c oh 最小 ph最小 a项正确 答题要领8 试纸使用的答题模板1 ph试纸的使用 典例 2010 山东高考 t30 4 聚合硫酸铁又称聚铁 化学式为 fe2 oh n so4 3 0 5n m 广泛用于污水处理 实验室利用硫酸厂烧渣 主要成分为铁的氧化物及少量fes sio2等 制备聚铁和绿矾 feso4 7h2o 过程如下 溶液z的ph影响聚铁中铁的质量分数 用ph试纸测定溶液ph的操作方法为 抽样分析 规范答案 将一小片ph试纸放到表面皿 或玻璃片 上 用玻璃棒蘸取溶液 点到试纸的中央 等试纸变色后 再跟标准比色卡对比读数 答题模板 取一小片ph试纸放在表面皿上 用玻璃棒蘸取少量待测液 点在ph试纸上 等试纸变色后 再与标准比色卡对照 说明 此类问题的答案几乎是格式化的 解答此类题目要注意三个得分点和关键词 蘸待测液 点试样 对比读数 1 蘸取待测溶液 用洁净的玻璃棒蘸取待测液 2 点试样 点在试纸上 3 对照 与标准比色卡对照读数 2009 安徽理综 t27 2 某厂废水中含5 00 10 3mol l 1的cr2o72 其毒性较大 某研究性学习小组为了变废为宝 将废水处理得到磁性材料cr0 5fe1 5feo4 fe的化合价依次为 3 2 设计了如下实验流程 第 步中用ph试纸测定溶液ph的操作是 答案 将一小片ph试纸放在表面皿上 用玻璃棒蘸取少量待测液 点在ph试纸上 等试纸变色后 再与标准比色卡对照读数 2 其他试纸的使用 1 用红色石蕊试纸 蓝色石蕊试纸 淀粉ki试纸检验溶液时 答题模板 将xxxxxx试纸放于表面皿或玻璃片上 用洁净的玻璃棒蘸取待检液点在试纸中部 试纸呈现xxxxxx颜色 2 用红色石蕊试纸 蓝色石蕊试纸 淀粉ki试纸检验气体时 答题模板 先取小片xxxxxx试纸用蒸馏水润湿 粘在玻璃棒的一端 再放到盛有待测气体的容器口附近 试纸呈现xxxxxx颜色 1 要使工业废水中的重金属离子pb2 沉淀 用硫酸盐 碳酸盐 硫化物等作沉淀剂 已知pb2 形成的化合物的溶解度如下 由上述数据可知 选用沉淀剂最好为 a 硫化物b 硫酸盐c 碳酸盐d 以上沉淀剂均可 解析 选a 生成沉淀的溶解度越小 则pb2 沉淀越完全 由表中数据可知 pbs的溶解度最小 故沉淀剂最好为硫化物 2 向饱和baso4溶液中加水 下列叙述中正确的是 a baso4的溶解度增大 ksp不变b baso4的溶解度 ksp都增大c baso4的溶解度不变 ksp增大d baso4的溶解度 ksp均不变 解析 选d 溶解度受温度与溶剂的影响 温度不变 溶剂还是水 故baso4的溶解度 ksp均不变 答案选d 3 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固体 将促进溶解 解析 选b 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 4 2012 台州模拟 已知25 时 ksp mg oh 2 5 61 10 12 ksp mgf2 7 42 10 11 下列说法正确的是 a 25 时 饱和mg oh 2溶液与饱和mgf2溶液相比 前者的c mg2 大b 25 时 在mg oh 2的悬浊液中加入少量的nh4cl固体 c mg2 增大c 25 时 mg oh 2 s 在20ml0 01mol l 1氨水中的ksp比在20ml0 01mol l 1nh4cl溶液中的ksp小d 25 时 在mg oh 2的悬浊液中加入naf溶液后 mg oh 2不可能转化成为mgf2 解析 选b 由题意知ksp mg oh 2 ksp mgf2 所以二者的饱和溶液中前者的c mg2 小 a项错误 b项 加入少量nh4cl固体后 c oh 减小 ksp不变 所以c mg2 增大 正确 c