高考化学 第八章 第四节 难溶电解质的溶解平衡课件 新人教版.ppt

第四节难溶电解质的溶解平衡 一 溶解平衡 1 含义在一定温度下的水溶液中 当沉淀 和 的速率相等时 即建立了溶解平衡状态 2 溶解平衡的建立 溶解 生成 3 特征 不变 4 溶度积 溶解平衡常数 1 表达式 对于溶解平衡mman s mmn aq nam aq ksp 2 意义 能够反映难溶电解质在水中的溶解能力 3 影响因素 只受 的影响 不受溶液中离子浓度的影响 c mn m c am n 温度 二 沉淀溶解平衡的应用 1 沉淀的生成 1 调节ph法 如除去cucl2溶液中的杂质fecl3 可以向溶液中加入cuo 调节溶液的ph 使fe3 形成fe oh 3沉淀而除去 离子方程式为 2 沉淀剂法 如用h2s沉淀hg2 的离子方程式为 fe3 3h2o fe oh 3 3h cuo 2h cu2 h2o h2s hg2 hgs 2h 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 2 盐溶液溶解法 如mg oh 2溶于nh4cl溶液 离子方程式为 caco3 2h ca2 co2 h2o cu oh 2 2h cu2 2h2o 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 3 应用 锅炉除垢 将caso4转化为caco3 离子方程式为 矿物转化 cuso4溶液遇zns转化为cus 离子方程式为 溶解度更小 cu2 zns cus zn2 思考辨析 1 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 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 3 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 4 2012 江苏高考 向浓度均为0 1mol l 1nacl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 分析 cl i 物质的量浓度相同 氯化银 碘化银为同类型化合物 出现的黄色沉淀为碘化银 说明碘化银溶度积小 5 2011 四川高考 醋可用于除去暖水瓶中的水垢 分析 醋中含有醋酸 水垢的主要成分是caco3和mg oh 2 caco3 2ch3cooh ch3coo 2ca h2o co2 2ch3cooh mg oh 2 ch3coo 2mg 2h2o 考点1影响沉淀溶解平衡的因素 1 内因难溶电解质本身的性质 难溶电解质的性质是主要因素 溶度积 ksp 反映其在水中的溶解能力 对同类型的电解质而言 ksp数值越大 电解质在水中溶解度越大 ksp数值越小 难溶电解质的溶解度也越小 2 外因 浓度 温度 1 浓度 ksp不变 加水稀释 平衡向溶解的方向移动 向平衡体系中加入难溶物相应的离子 平衡逆向移动 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 平衡向溶解的方向移动 2 温度 绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程 升高温度 平衡向溶解的方向移动 ksp增大 3 实例以agcl为例 agcl s ag aq cl aq 高考警示 1 沉淀溶解平衡是化学平衡的一种 沉淀溶解平衡移动也同样遵循勒夏特列原理 2 绝大多数固体的溶解度随温度的升高而增大 但有少数物质的溶解度随着温度的升高而减小 如ca oh 2 3 ksp大的物质 溶解度不一定大 只有组成相似的物质 才能用ksp比较其溶解度的大小 典例1 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升高b 给溶液加热 溶液的ph升高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 解题指南 解答本题要注意以下2点 1 ca oh 2的溶解度随温度的升高而减小 2 平衡移动原理在沉淀溶解平衡中的应用 解析 选c 恒温下ksp不变 加入cao后 溶液仍为ca oh 2的饱和溶液 ph不变 a错误 加热 ca oh 2的溶解度减小 溶液的ph降低 b错误 加入na2co3溶液 沉淀溶解平衡向右移动 ca oh 2固体转化为caco3固体 固体质量增加 c正确 加入naoh固体平衡向左移动 ca oh 2固体质量增加 d错误 互动探究 1 a项中n ca2 是增大还是减小 2 向题干溶液中加入少量nh4cl固体 平衡将如何移动 c ca2 将如何变化 提示 1 cao和水反应 消耗了水 部分ca oh 2固体析出 n ca2 减小 2 nh4cl电离产生oh 与反应浓度降低 平衡右移 c ca2 增大 考点2溶度积在沉淀溶解平衡中的 三大应用 通过比较溶度积 ksp 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 应用一 沉淀的生成 1 条件 离子浓度积 qc 大于溶度积 ksp 2 应用 分离离子 同一类型的难溶电解质 如agcl agbr agi 溶度积小的物质先析出 溶度积大的物质后析出 控制溶液的ph来提纯物质 如除去cucl2中的fecl3就可以向溶液中加入cuo或cu oh 2等物质 将fe3 转化为fe oh 3而除去 应用二 沉淀的溶解当溶液中溶度积qc小于ksp时 沉淀可以溶解 其常用的方法有 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 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 应用三 沉淀的转化 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 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 高考警示 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 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 考查角度1根据溶度积常数考查沉淀的溶解 生成和转化 典例2 2013 青岛模拟 已知常温下 ksp agcl 1 8 10 10 ksp ag2cro4 1 9 10 12 下列叙述正确的是 a agcl在饱和nacl溶液中的ksp比在纯水中的ksp小b 向agcl的悬浊液中加入nabr溶液 白色沉淀转化为浅黄色 说明ksp agcl ksp agbr c 将0 001mol l 1的agno3溶液滴入0 001mol l 1的kcl和0 001mol l 1的k2cro4溶液中先产生ag2cro4沉淀d 向agcl的悬浊液中滴加浓氨水 沉淀溶解 说明agcl的溶解平衡向右移动 解题指南 解答本题要注意以下3点 1 ksp只受温度影响 2 ksp越小 需要沉淀离子的浓度越小 越容易沉淀 3 灵活利用ksp的数学表达式进行计算 解析 选d a项ksp的值只跟温度有关 b项ksp agcl ksp agbr c项将agno3溶液滴入0 001mol l 1的kcl中开始产生agcl沉淀时 而agno3溶液滴入0 001mol l 1k2cro4溶液中开始产生ag2cro4沉淀时 所以先产生agcl沉淀 变式训练 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固体在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 由于mg oh 2的溶度积小于mgf2的溶度积 所以饱和mg oh 2溶液中的mg2 浓度要小一些 故a项错误 由于可以结合mg oh 2电离出的oh 从而促使mg oh 2的溶解平衡正向移动 c mg2 增大 故b项正确 由于ksp仅与温度有关 与溶液中离子浓度的大小 难溶电解质质量的多少等无关 故c项错误 因为ksp mg oh 2 和ksp mgf2 相差不大 在mg oh 2悬浊液中加入naf 若溶液中c mg2 c2 f 7 42 10 11时 也可以生成mgf2沉淀 即可以由mg oh 2转化为mgf2 故d项错误 考查角度2结合图像考查沉淀的溶解 生成和转化 典例3 2012 安徽高考 已知室温下 al oh 3的ksp或溶解度远大于fe oh 3 向浓度均为0 1mol l 1的fe no3 3和al no3 3混合溶液中 逐滴加入naoh溶液 下列示意图表示生成al oh 3的物质的量与加入naoh溶液的体积的关系 合理的是 解题指南 解答本题时要注意到由于ksp al oh 3 ksp fe oh 3 向混合溶液中滴加naoh溶液的开始阶段无al oh 3沉淀生成 解析 选c 因ksp al oh 3 ksp fe oh 3 因此向混合溶液中滴加naoh溶液时 首先应生成fe oh 3沉淀 当fe3 沉淀完全后 再生成al oh 3沉淀 继续滴加naoh溶液 则沉淀逐渐溶解直至消失 故c项图像符合实际情况 互动探究 1 若把 向浓度均为0 1mol l 1的fe no3 3和al no3 3混合溶液中 改为 向浓度均为0 1mol l 1的hno3 fe no3 3和al no3 3混合溶液中 c项是否合理 提示 合理 naoh溶液先和hno3反应 无沉淀 再和fe no3 3反应 无al oh 3沉淀 再和al no3 3反应 先沉淀后溶解 2 若把选项中图像的纵坐标改为 生成沉淀的总物质的量 则哪项合理 提示 选b 开始即产生fe oh 3沉淀 naoh溶液过量后 al oh 3完全溶解 而fe oh 3不溶解 1 中学阶段学到的平衡有化学平衡 溶解平衡 电离平衡 下列体系中不存在平衡的是 不考虑水的电离平衡 a 稀醋酸水溶液中b 氢氧化钙悬浊液中c 二氧化硫与氧气反应的混合物中d 稀氯化钠水溶液中 解析 选d a项中存在醋酸的电离平衡 b项中存在氢氧化钙固体的溶解平衡 c项中存在二氧化硫与氧气反应的化学平衡 d项中氯化钠是强电解质 不存在平衡 故选d 2 下列叙述中正确的是 a 一般认为离子沉淀完全时 溶液中的离子浓度为0b 反应agcl nabr agbr nacl能在水溶液中进行 是因为agbr比agcl更难溶于水c al oh 3 s al3 aq 3oh aq 表示沉淀溶解平衡 al oh 3al3 3oh 表示水解平衡d 只有反应速率很高的化学反应才能应用于工业生产 解析 选b 没有绝对不溶的物质 一般沉淀后离子浓度小于10 5mol l 1时 则认为已经沉淀完全 a错误 al oh 3al3 3oh 表示al oh 3的电离平衡 c项错误 化学反应能否应用于工业生产与反应速率无必然联系 d项错误 3 在一定温度下 当mg oh 2固体在水溶液中达到下列平衡时 mg oh 2 s mg2 aq 2oh aq 要使mg oh 2固体减少而c mg2 不变 可采取的措施是 a 加mgso4b 加hcl溶液c 加naohd 加少量水 解析 选d 加mgso4会使该溶解平衡左移 mg oh 2固体增多 c mg2 变大 加hcl溶液使该溶解平衡右移 mg oh 2固体减少 c mg2 变大 加naoh使该溶解平衡左移 mg oh 2固体增多 加少量水 平衡右移 mg oh 2固体减少 但溶液仍为饱和溶液 c mg2 不变 4 下列化学原理的应用 主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是 热纯碱溶液的洗涤油污能力强 误将钡盐 bacl2 ba no3 2 当作食盐混用后 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 解析 选a 是水解平衡原理 不涉及沉淀溶解平衡的问题 产生baso4沉淀 是沉淀和溶解 是baco3沉淀的溶解 5 2013 阜阳模拟 已知常温下 agbr的ksp 4 9 10 13 agi的ksp 8 3 10 17 1 现向含有agi的饱和溶液中 加入固体agno3 则c i 填 变大 变小 或 不变 下同 若改加更多的agi固体 则c ag 若改加agbr固体 则c i 而c ag 2 现向含有nabr ki均为0 002mol l 1的溶液中加入等体积的浓度为4 10 3mol l 1agno3溶液 则产生的沉淀是 填化学式 若向其中再加入适量的nai固体 则最终可发生沉淀转化的总反应式表示为 3 有关难溶盐的溶度积及溶解度 与agbr agi无关 有以下叙述 其中正确的是 a 两种难溶盐电解质 其中ksp小的溶解度一定小b 向含有agcl固体的溶液中加入适量的水使agcl溶解又达到平衡时 agcl的溶度积不变 其溶解度也不变c 将难溶电解质放入纯水中 溶解达到平衡时 电解质离子的浓度的乘积就是该物质的溶度积d 溶液中存在两种可以与同一沉淀剂生成沉淀的离子 则ksp小的一定先生成沉淀e 难溶盐电解质的ksp和温度有关 f 加入与原难溶电解质具有相同离子的物质 使难溶电解质的溶解度变小 也使ksp变小 解析 1 加入agno3固体 使c ag 增大 agi溶解平衡向左移动 c i 减小 改加更多的agi固体 仍是该温度下的饱和溶液 各离子浓度不变 因agbr的溶解度大于agi的溶解度 所以改加agbr固体时 使c ag 变大 而使agi的溶解平衡向生成agi的方向移动 c i 变小 2 等体积混合后c br c i 0 001mol l 1 c ag 0 002mol l 1 因ksp agi 4 9 10 13 所以有agbr沉淀生成 而再向其中加入适量nai固体时 会有agbr转化为agi 3 a项中只有相同类型的难溶电解质 ksp越小 溶解度可能会小 不同类型的难溶电解质 不能根据ksp判断溶解度的大小 a错误 b项中因温度不变 故再次达到平衡时 ksp与溶解度均不变 b正确 ksp是各离子浓度的幂之积 c错误 d项生成沉淀的先后还与离子的浓度有关 d错误 e正确 相同的离子不会改变难溶电解质在水中的溶解度与ksp f错误 答案 1 变小 不变 变小变大 2 agi agbragbr s i aq agi s br aq 3 b e 1 2011 浙江高考 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 已知 ksp caco3 4 96 10 9ksp mgco3 6 82 10 6ksp ca oh 2 4 68 10 6ksp mg oh 2 5 61 10 12 下列说法中正确的是 a 沉淀物x为caco3b 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 解析 选a 本题考查对海水制备mgo的实验方案的分析 意在考查学生运用化学原理分析化学工艺流程的能力 加入naoh溶液 与oh 反应生成此时 0 011 0 001 1 1 10 5 ksp caco3 0 050 0 001 5 10 5 ksp mgco3 由于ksp caco3 ksp mgco3 因此先生成caco3沉淀 生成沉淀后溶液中 4 5 10 7 1 10 5 因此完全沉淀 则无mgco3沉淀生成 a对 滤液m中c ca2 0 010mol l 1 c mg2 0 050mol l 1 b错 ph 11时 c oh 10 3mol l 1 c ca2 c2 oh 10 2 10 6 10 8 4 68 10 6 ca2 不沉淀 c mg2 c2 oh 5 10 2 10 6 5 10 8 5 61 10 12 mg2 沉淀 故滤液n中存在ca2 不存在mg2 c错 若改为加入4 2gnaoh固体 则c oh 0 105mol l 1 则c mg2 c2 oh 0 050 0 105 2 5 51 10 4 ksp mg oh 2 c ca2 c2 oh 0 010 0 105 2 1 10 10 4 ksp ca oh 2 由于ksp mg oh 2 ksp ca oh 2 则先生成mg oh 2沉淀 并且沉淀完全 生成沉淀后溶液中c oh 0 105 0 05 2 mol l 1 0 005mol l 1 此时c ca2 c2 oh 0 010 0 005 2 2 5 10 7 ksp ca oh 2 故无ca oh 2沉淀生成 d错 2 2010 北京高考 自然界地表层原生铜的硫化物经氧化 淋滤作用后变成cuso4溶液 向地下层渗透 遇到难溶的zns或pbs 慢慢转变为铜蓝 cus 下列分析正确的是 a cus的溶解度大于pbs的溶解度b 原生铜的硫化物具有还原性 而铜蓝没有还原性c cuso4与zns反应的离子方程式是cu2 s2 cus d 整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应 解析 选d 沉淀转化的实质是溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀 pbs转变为铜蓝 cus 说明cus的溶解度小于pbs的溶解度 原生铜的硫化物具有还原性 而铜蓝也应该具有还原性 因为硫元素处于最低价态 2价 cuso4与zns反应的离子方程式应该是cu2 zns cus zn2 这是一个复分解反应 自然界地表层原生铜的硫化物被氧化的过程是氧化还原反应 故只有d正确 3 2010 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和 解析 选b a项 b c两点金属阳离子的浓度相等 设都为x b点c oh c点c oh 由于10 1 3 10 4 4 所以ksp fe oh 3 ksp cu oh 2 故a正确 由a点到b点的碱性增强 而nh4cl溶解于水后水解显酸性 故b错 温度一定 溶液中的kw为定值 故c正确 溶度积曲线上的点代表的溶液都是饱和溶液 曲线左下方的点都不饱和 右上方的点都是qc ksp 沉淀要析出 故d正确 4 2011 天津高考 工业废水中常含有一定量的和它们会对人类及生态系统产生很大损害 必须进行处理 常用的处理方法有两种 方法1 还原沉淀法该法的工艺流程为 其中第 步存在平衡 1 若平衡体系的ph 2 该溶液显 色 2 能说明第 步反应达平衡状态的是 a 的浓度相同b c 溶液的颜色不变 3 第 步中 还原1mo