高考化学 精选模块 专题8 电解质溶液4课件.pptVIP

专题八电解质溶液 4 考纲点击 1 了解难溶电解质的溶解平衡 2 了解难溶电解质的沉淀转化的本质 考情播报 1 结合图象考查溶解平衡的建立 溶度积常数的应用 2 根据物质的溶解性分析判断难溶电解质的溶解和转化 3 沉淀反应在生产 科研 环保等领域中的应用 1 建立 2 特征 1 逆 可逆过程 离子间生成难溶电解质的反应不能完全进行到底 2 动 动态平衡 溶解的速率和沉淀的速率并不为0 3 等 v溶解v沉淀 4 定 达到平衡时 不变 5 变 当外界条件改变时 溶解平衡将发生移动 达到新的平衡状态 固体质量 离子浓度 3 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 0 01g 0 01g 1g 1g 10g 10g 4 溶度积常数 1 溶度积常数对于溶解平衡 ambn s man aq nbm aq ksp 与其他平衡一样 ksp仅受的影响 c an m c bm n 温度 2 溶度积规则某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度幂的乘积称为离子积 用qc表示 当qcksp时 溶液不饱和 无沉淀析出 需加入该难溶电解质直至饱和 当qcksp时 溶液达饱和 沉淀与溶解处于平衡状态 当qcksp时 溶液过饱和 有沉淀析出 直至溶液饱和 达到新的平衡 四种动态平衡的比较 溶解平衡与弱电解质电离平衡的区别 1 从物质类别看 难溶电解质可以是强电解质 也可以是弱电解质 如baso4是强电解质 而al oh 3是弱电解质 而难电离物质只能是弱电解质 2 从变化的过程来看 溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成沉淀与溶解的平衡状态 而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化达到平衡状态 1 2010 海安模拟 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 将促进溶解 解析 a中反应开始时 各离子浓度与平衡没有必然的联系 b中v沉淀 v溶解符合平衡特征 c中沉淀溶解平衡时 离子浓度保持不变 但不一定相等 d中再加入该沉淀物 平衡不发生移动 答案 b 1 沉淀的生成 1 调节ph法如除去nh4cl溶液中的fecl3杂质 可加入氨水调节ph至7 8 离子方程式为 2 沉淀剂法如用h2s沉淀cu2 离子方程式为 fe3 3nh3 h2o fe oh 3 h2s cu2 cus 2h 2 沉淀的溶解 1 酸溶解法如caco3溶于盐酸 离子方程式为 2 盐溶液溶解法如mg oh 2溶于nh4cl溶液 caco3 2h ca2 co2 h2o 3 氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物ag2s溶于稀hno3 离子方程式为 4 配位溶解法如agcl溶于氨水 离子方程式为 3ag2s 8h 6ag 3s 2no 4h2o agcl 2nh3 h2o cl 2h2o 3 沉淀的转化 1 实质 的移动 沉淀的溶解度差别 越容易转化 2 应用 锅炉除垢 矿物转化等 难溶电解质溶解平衡 越大 沉淀溶解平衡的影响因素及应用1 影响因素 1 内因 难溶物质本身性质 这是主要决定因素 2 外因 浓度 加水稀释 平衡向溶解方向移动 但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 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 平衡向溶解方向移动 但ksp不变 2 应用 1 沉淀的溶解与生成 沉淀的生成在难溶电解质的溶液中 当qc ksp时 就会生成沉淀 据此 加入沉淀剂而析出沉淀 是分离 除杂常用的方法 如以na2s h2s等作沉淀剂 使cu2 hg2 等生成极难溶的硫化物cus hgs等沉淀 沉淀的溶解当qc ksp时 就会使沉淀溶解 加入酸 碱或氧化剂 还原剂或适当的配合剂与溶解平衡体系中的相应离子反应 降低离子浓度 使平衡向溶解方向移动 2 沉淀的转化沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动 一般说来 溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现 如mgco3在水中加热时转化为溶解度较小的mg oh 2 mgco3 h2o mg oh 2 co2 1 利用生成沉淀分离或除去某种离子 首先要使生成沉淀的反应能够发生 其次希望沉淀生成的反应进行得越完全越好 如要除去溶液中的mg2 应使用naoh等使之转化为溶解度较小的mg oh 2 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 10 5mol l时 沉淀已经完全 2 下表是五种银盐的溶度积常数 25 下列说法不正确的是 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 由表知a正确 因为ag2s的ksp小于agcl b正确 由表中溶度积知 agcl agbr agi的溶解度在常温时依次减小 由平衡移动理论知d正确 答案 c 3 向5mlnacl溶液中滴入一滴agno3溶液 出现白色沉淀 继续滴加一滴ki溶液并振荡 沉淀变为黄色 再滴入一滴na2s溶液并振荡 沉淀又变成黑色 根据上述变化过程 分析此三种沉淀物的溶解度关系为 a agcl agi ag2sb agcl agi ag2sc agcl agi ag2sd agi agcl ag2s 解析 沉淀溶解平衡总是向更难溶的方向转化 由转化现象可知三种沉淀物的溶解度关系为agcl agi ag2s 答案 c 例1 2009 广东高考 硫酸锶 srso4 在水中的沉淀溶解平衡曲线如下 下列说法正确的是 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点对应的溶液是不饱和溶液d 283k下的srso4饱和溶液升温到363k后变为不饱和溶液 思路点拨 课堂笔记 选a项 ksp只与温度有关 与浓度的大小无关 a项错误 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 d项错误 bc 例2 2009 浙江高考 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氨水中的ksp比在20ml0 01mol lnh4cl溶液中的ksp小d 25 时 在mg oh 2悬浊液中加入naf溶液后 mg oh 2不可能转化为mgf2 思路点拨 解答本题应明确以下两点 1 ksp的特点和意义 2 沉淀溶解平衡的影响因素 课堂笔记 选a项 mg oh 2与mgf2同属于ab2型沉淀 可根据ksp的大小比较离子浓度 ksp mg oh 2 比ksp mgf2 小 说明mg oh 2溶液中的c mg2 更小 b项 因mg oh 2 mg2 2nh3 h2o 而使c mg2 增大 c项 ksp不随浓度改变而改变 d项 mg oh 2的ksp与mgf2的ksp数量级接近 类比baso4可转化为baco3 说明mg oh 2也可能转化为mgf2 b 溶度积 ksp 反映了电解质在水中的溶解能力 对于阴阳离子个数比相同的电解质 ksp的数值越大 难溶电解质在水中的溶解能力越强 但对于阴阳离子个数比不同的电解质 不能直接比较ksp数值的大小 而想确定其溶解能力的大小 需转化为溶解度来比较 实际生产中的沉淀溶解平衡沉淀的溶解平衡在实际生产 生活中有着广泛的应用 考题常以物质的制备 海水的综合利用等为载体 考查有关沉淀溶解平衡的知识 另外试题也常常强调生产中的经济效益 其立意指向化学学习的价值观 将经济价值观与化学反应结合在一起考查学生的评价能力 同时也考查学生应用数据判断问题 解决问题的能力 2009 南师大附中 卤块 的主要成分为mgcl2 含fe3 fe2 mn2 等杂质离子 若以它为原料 按如下工艺流程图 即可制得 轻质氧化镁 如果要求产品尽量不含杂质离子 而且成本较低 流程中所用试剂或ph控制可参考下列附表确定 表1生成氢氧化物沉淀的ph fe2 氢氧化物呈絮状 不易从溶液中除去 所以常将它氧化成为fe3 生成fe oh 3沉淀而除之 表2工业品价格表 请填写以下空白 1 在步骤 中加入的物质x 最佳选择应是 其作用是 2 在步骤 中加入的物质y应是 之所以要控制ph 9 8的目的是 3 在步骤 时发生的化学反应方程式是 解析 为除去fe2 fe3 mn2 等离子 从表1可以看出 当加入烧碱控制在ph 9 8时即可达到目的 此时mg2 也会因生成部分mg oh 2而进入沉淀中 但由于卤块价格低廉 这点不可避免的损失还是可以承受的 其结果是保证了产品的纯度 为将fe2 氧化成fe3 有两种氧化剂可以采用 即漂白液和过氧化氢 从表2中的价格可看出 前者比后者便宜得多 应选用漂白液 从氯化镁制成氧化镁 有两条反应路线 1 烧碱路线 2 纯碱路线 烧碱比纯碱价格昂贵 生成的中间产物氢氧化镁是胶状沉淀会造成过滤困难 更重要的是反应过程中不能进行轻化处理 因而只能得重质氧化镁 而纯碱价格较低 生成的中间产物碳酸镁呈粗颗粒状 易过滤 碳酸镁在水中经一定时间的加热煮沸会不断水解生成二氧化碳 mgco3 h2omg oh 2 co2 由于气体二氧化碳的产生 使沉淀变得疏松 灼烧沉淀后得到的是轻质氧化镁 答案 1 漂白液将fe2 氧化成fe3 2 烧碱使除mg2 以外的各种杂质金属离子都形成氢氧化物沉淀以便除去 3 1 有关agcl的沉淀溶解平衡的说法中 不正确的是 a 达到沉淀溶解平衡时 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饱和溶液中加入nacl固体 会析出agcl沉淀 解析 agcl沉淀在溶液中达到溶解平衡后 溶解与沉淀速率相等 但不为0 a正确 agcl难溶于水 但溶解的部分仍电离出ag 和cl b错误 一般来说 升高温度 有利于固体物质的溶解 c正确 加入nacl固体 c cl 增大 qc ksp 有沉淀析出 d正确 答案 b 2 将agcl与agbr的饱和溶液等体积混合 再加入足量浓agno3溶液 发生的反应为 a 只有agbr沉淀b agcl和agbr沉淀等量生成c agcl和agbr沉淀都有 但以agcl沉淀为主d agcl和agbr沉淀都有 但以agbr沉淀为主 解析 在agcl和agbr两饱和溶液中 前者c ag 大于后者c ag c cl c br 当将agcl agbr两饱和溶液混合时 发生沉淀的转化 生成更多的agbr沉淀 与此同时 溶液中c cl 比原来agcl饱和溶液中大 当加入足量的浓agno3溶液时 agbr沉淀有所增多 但agcl沉淀增加得更多 答案 c 3 某温度时 baso4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示 下列说法正确的是 提示 baso4 s ba2 aq aq 的平衡常数ksp c ba2 c 称为溶度积常数 a 加入na2so4可以使溶液由a点变到b点b 通过蒸发可以使溶液由d点变到c点c d点无baso4沉淀生成d a点对应的ksp大于c点对应的ksp 解析 a点在平衡曲线上 此时溶液中存在溶解平衡 加入na2so4会增大浓度 平衡左移 ba2 浓度应降低 而b点c ba2 不变a错误 蒸发时 c c ba2 均增大 而c点与d点c 相同 b错误 d点表示溶液未达到溶解平衡 qc ksp 不会沉淀 c项正确 ksp是温度的函数 温度不变 ksp不变 所以该曲线上任一点的ksp都相等 d错误 答案 c 4 向znso4溶液中加入na2s溶液时 得到白色沉淀 然后向白色沉淀上滴加cuso4溶液 发现沉淀变为黑色 则下列说法不正确的是 a 白色沉淀为zns 而黑色沉淀为cusb 上述现象说明zns的ksp小于cus的kspc 利用该原理可实现一种沉淀转化为更难溶的沉淀d 该过程破坏了zns的溶解平衡 解析 该过程破坏了zns的溶解平衡 cu2 结合了zns溶解产生的s2 生成了比zns更难溶的cus 同时也说明了zns的ksp大于cus的ksp 答案 b 5 向含有agi的饱和溶液中 1 加入agcl固体 则c i 填 变大 变小 或 不变 下同 2 若改加更多的agi 则c ag 将 3 若改加agbr固体 则c i 而c ag 解析 含有agi的饱和溶液中存在如下平衡 agi s ag aq i aq 1 加入固体agcl时 c ag 增大 平衡左移 c i 减小 2 加入agi时 对平衡无影响 c i 不变 c ag 不变 3 加入agbr时 c ag 增大 平衡左移 则c i 减小 答案 1 变小 2 不变 3 变小变大 6 难溶电解质在水溶液中存在着电离平衡 在常温下 溶液里各离子浓度以它们化学计量数为方次的乘积是一个常数 叫溶度积常数 ksp 例如 cu oh 2 cu2 2oh ksp c cu2 c oh 2 2 10 20 当溶液中各离子浓度方次的乘积大于溶度积时 则产生沉淀 反之固体溶解 1 某cuso4