【创新设计】高考化学总复习 第8章 第4讲 沉淀溶解平衡.ppt

第8章 一举双得的课前预案 一气贯通的课堂学案 一卷冲关的课后练案 第4讲 一 沉淀溶解平衡1 概念一定条件下 难溶电解质溶解而电离成离子的速率等于的速率 溶液中各离子的保持不变的状态就是溶解平衡状态 溶解平衡是一个平衡 2 表示方法 补完沉淀溶解的方程式 pbi2 s 浓度 离子重新结合成沉淀 动态 pb2 aq 2i aq 二 溶度积1 溶度积的概念溶度积 ksp 是指一定温度下 在难溶电解质的饱和溶液中 各离子浓度幂的乘积为一常数 2 表达式ksp pbi2 pb2 i 2 3 意义溶度积 ksp 反映了物质在水中的溶解能力 对阴 阳离子个数比相同的电解质 ksp数值越大 电解质在水中的溶解能力 如 ksp agcl ksp agbr ksp agi 溶解度 agcl agbr agi 越强 4 影响因素ksp与其他平衡常数一样 只与难溶电解质的性质和有关 而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关 离子浓度的改变可使平衡发生移动 而不能改变溶度积 5 溶度积与反应进行的方向 溶度积规则 qcksp 溶液过饱和 有沉淀析出 直至溶液饱和 达到新的平衡 qcksp 溶液饱和 沉淀与溶解处于平衡状态 qcksp 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 温度 思考 感悟 2 ksp ab ksp am2 能否说明ab的溶解度大于am2 提示 对阴 阳离子个数比不同的难溶电解质 不能直接由ksp的数值大小来确定溶解能力的大小 需要转化为溶解度来比较 baco3 2h ba2 h2o co2 2 沉淀的转化 1 在zns沉淀上滴加cuso4溶液沉淀变为黑色 离子方程式 2 用fes除废水中的hg2 离子方程式 zns cu2 cus zn2 fes hg2 hgs fe2 1 下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是 a 电解质的溶解开始后 只有电解质的溶解过程 没有电解质的析出过程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项溶解开始后 离子就已开始结合析出 只不过是析出速率小于溶解速率 b项正确 c项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 d项沉淀溶解达到平衡时 如果再加入难溶性的该沉淀物 由于固体的溶度积为常数 故平衡不发生移动 答案 b 2 2011 苏州五市二区期中 已知25 时 agcl的溶度积ksp 1 8 10 10 则下列说法正确的是 a 向饱和agcl水溶液中加入盐酸 ksp值变大b agno3溶液与nacl溶液混合后的溶液中 一定有 ag cl c 温度一定时 当溶液中 ag cl ksp时 此溶液为agcl的饱和溶液d 将固体agcl放到较浓的ki溶液中 有部分agcl转化为agi 说明ksp agcl ksp agi 解析 a项ksp只与物质性质和温度有关 加入盐酸 ksp不变 c项中agno3与nacl的物质的量未知 无法比较 ag 与 cl d项中沉淀转化成更难溶的物质 即ksp agi ksp agcl 答案 c 3 2011 三明联考 对于难溶盐mx 其饱和溶液中m 和x 的物质的量浓度之间的关系类似于 h oh kw 存在等式 m x ksp 现将足量的agcl分别放入下列物质中 agcl的溶解度由大到小的顺序是 20ml0 01mol l 1kcl溶液 30ml0 02mol l 1cacl2溶液 40ml0 03mol l 1hcl溶液 10ml蒸馏水 50ml0 05mol l 1agno3溶液a b c d 解析 agcl s ag aq cl aq 由于 ag cl ksp cl 或 ag 越大 越能抑制agcl的溶解 agcl的溶解度就越小 agcl的溶解度大小只与溶液中ag 或cl 的浓度有关 而与溶液的体积无关 cl 0 01mol l 1 cl 0 04mol l 1 cl 0 03mol l 1 cl 0 ag 0 ag 0 05mol l 1 ag 或cl 浓度由小到大的顺序为 故agcl的溶解度由大到小的顺序为 答案 b 4 2011 衡阳月考 向znso4溶液中加入na2s溶液时 得到白色沉淀 然后向白色沉淀中滴加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 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 因zn2 s2 zns 生成的zns存在平衡zns s zn2 aq s2 aq 加入cuso4溶液后 cu2 zns cus zn2 使zns转化为黑色cus沉淀 说明ksp cus ksp zns b项错误 答案 b 5 判断正误 1 在agcl的沉淀溶解平衡体系中 加入蒸馏水 agcl的ksp增大 2 在25 时ksp agcl ksp agi 向agcl沉淀溶解平衡体系中 加入足量ki固体 有黄色沉淀生成 3 在caco3的沉淀溶解平衡体系中 加入稀盐酸 平衡正向移动 4 溶度积ksp与温度有关 温度越高 ksp越大 5 溶液中的离子沉淀完全时 其浓度为0 答案 1 2 3 4 5 6 已知常温下 agbr的ksp 4 9 10 13mol2 l 2 agi的ksp 8 3 10 17mol2 l 2 1 现向含有agi的饱和溶液中 加入agno3固体 则 i 填 变大 变小 或 不变 下同 若改加更多的agi固体 则 ag 若改加agbr固体 则 i ag 2 现向含有nabr ki均为0 002mol l 1的溶液中加入等体积 浓度为4 10 3mol l 1的agno3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 则可发生沉淀转化的总反应的离子方程式为 解析 1 加入agno3后 ag 增大 平衡逆向移动 i 变小 饱和溶液继续加agi固体 ag 不变 agbr溶解度大于agi 加入agbr固体后 ag 增大 i 减小 2 经计算 ag br ksp agbr ag i ksp agi 有agi和agbr沉淀生成 加入nai固体后 agbr会转化为agi沉淀 反应的离子方程式为agbr s i aq agi s br aq 答案 1 变小 不变 变小变大 2 agi agbragbr s i aq agi s br aq 1 内因难溶电解质本身的性质 这是决定因素 2 外因 1 浓度 加水 平衡向溶解方向移动 但ksp不变 2 温度 升温 多数平衡向溶解方向移动 多数难溶电解质的溶解度随温度的升高而增大 升高温度 平衡向溶解方向移动 ksp增大 但ca oh 2的溶解度随温度升高而降低 ksp减小 3 相同离子 向平衡体系中加入与体系中某些离子相同的离子时 平衡向生成沉淀的方向移动 4 其他 向平衡体系中加入可与体系中的某些离子反应生成更难溶解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 特别提醒 化学平衡与沉淀溶解平衡均有放热反应 吸热反应 升温时 k值可能变大或变小 而电离平衡 水解平衡均为吸热过程 升温时 k值均变大 例1 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 h 与 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 根据题意 图中曲线为沉淀溶解平衡曲线 曲线上的所有点对应的溶液都是达到沉淀溶解平衡的溶液 d正确 选取曲线上的b c两点 当溶液中两种阳离子浓度相同时 fe oh 3饱和溶液中的oh 浓度小于cu oh 2饱和溶液中的oh 浓度 所以ksp fe oh 3 ksp cu oh 2 a正确 向fe oh 3饱和溶液中加入nh4cl固体 促进了氢氧化铁的溶解 溶液中铁离子浓度增大 b错误 由于一定温度下的水溶液中 水的离子积是一个常数 所以c d两点代表的溶液中 h 与 oh 乘积相等 c正确 答案 b 1 1 根据上述例题的图像 回答 1 能否通过调节ph的方法除去cu2 溶液中的fe3 2 d点时溶液中铜元素 铁元素主要以什么形式存在 答案 1 能 二者形成氢氧化物沉淀的ph相差较大 fe3 完全沉淀时cu2 尚未沉淀 2 d点时fe3 已沉淀完全 cu2 未沉淀完全 故溶液中铁元素以fe oh 3形式存在 铜元素以cu oh 2和cu2 的形式存在 1 2 2012 广雅三模 已知溶液中存在平衡 ca oh 2 s ca2 aq 2oh aq 下列有关该平衡体系的说法正确的是 a 升高温度 平衡逆向移动b 溶液中 ca2 oh 2恒为定值c 向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度d 除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子 可以向溶液中加入适量的氢氧化钠溶液 解析 ca oh 2的溶解度随温度升高而减小 升温平衡逆向移动 a项正确 温度不变时 ca2 oh 2为定值 温度改变则变 b项错误 加入碳酸钠粉末 碳酸根与钙离子反应生成碳酸钙沉淀 钙离子浓度减小 c项错误 加入氢氧化钠不能除尽钙离子 d项错误 答案 a 1 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 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 答案 c 1 沉淀的生成 1 原理 若qc大于ksp 难溶电解质的沉淀溶解平衡向左移动 有沉淀生成 2 常用方法 调节溶液ph法 使杂质离子转化为氢氧化物沉淀 加沉淀剂法 如除去溶液中的cu2 hg2 可加入na2s h2s等作为沉淀剂 2 沉淀的溶解 1 原理 当qc小于ksp 使难溶电解质的沉淀溶解平衡向右移动 沉淀会溶解 2 常用方法 酸碱溶解法 如难溶于水的caco3溶于盐酸中 发生氧化还原反应使沉淀溶解 如cus溶于硝酸中 hgs溶解度更小 只能用王水使其溶解 盐溶解法 加入盐溶液 与沉淀溶解平衡体系中某种离子生成弱电解质 从而减小离子浓度使沉淀溶解 如mg oh 2溶于nh4cl溶液 生成配合物使沉淀溶解 向沉淀体系中加入适当配合剂 使溶液中的某些离子生成稳定的配合物 减小其浓度 从而使沉淀溶解 如agcl s ag aq cl aq ag 2nh3 加氨水 ag nh3 2 此法对用酸碱法不能溶解的难溶电解质尤其具有重要意义 利用沉淀转化原理 在工业废水的处理过程中 常用fes s mns s zns等难溶物作为沉淀剂除去废水中的cu2 hg2 pb2 等重金属离子 fes s hg2 aq hgs s fe2 aq 特别提醒 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 例2 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 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 答案 a 2 1 通过计算确定例题步骤2所得沉淀物y中无ca oh 2沉淀 答案 ph 11 0时 ca2 oh 2 0 01mol l 1 10 3mol l 1 2 10 8 mol l 1 3 ksp ca oh 2 无ca oh 2沉淀生成 2 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 向地下深层渗透 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 本题考查物质的转化 离子反应等 意在考查考生运用化学基本原理分析生活中的化学问题的能力 由于cuso4与pbs反应生成cus和pbso4 说明cus的溶解度小于pbs的溶解度 a项错误 原生铜的硫化物和铜蓝中的s均显 2价 处在硫元素的最低价态 均具有还原性 b项错误 cuso4与zns反应的离子方程式为 cu2 zns cus zn2 c项错误 原生铜的硫化物转化为cuso4发生的是氧化还原反应 cuso4转化为cus为复分解反应 d项正确 答案 d 解析 a项中ca oh 2的溶解度随温度升高而降低 故溶液依然处于饱和状态 但溶解量减少 ph应略有下降 a项错误 b项中加入少量nacl粉末 平衡向左移动 但由于加入量是改变溶液中离子浓度的主要原因 故离