江苏省邳州市第二中学高中化学 第3节 沉淀溶解平衡课件 鲁科版.ppt

第3节沉淀溶解平衡 1 了解沉淀溶解平衡的建立过程及特点 2 理解溶度积的概念 能用溶度积规则判断沉淀的产生和溶解 3 能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解 生成与转化进行分析 并能解释生活问题 课程标准导航 一 沉淀溶解平衡与溶度积1 沉淀溶解平衡 1 概念 的沉积与固体的 达到平衡状态 2 表示方法 如pbi2的沉淀溶解平衡 可表示为 离子 溶解 2 溶度积 1 溶度积是指沉淀溶解平衡的 符号为 2 表示方法 对mman s mmn aq nam aq 来说 ksp 平衡常数 ksp mn m am n 3 意义 ksp反映了难溶电解质在水中的 能力 当化学式所表示的组成中阴离子与阳离子个数比相同时 ksp数值越大 难溶电解质在水中的溶解能力 4 影响因素 ksp只与难溶电解质的 和 有关 与沉淀的量无关 溶解 越强 性质 温度 3 影响沉淀溶解平衡的因素 1 内因 难溶电解质本身的性质 2 外因 溶解 沉淀 溶解 不变 不变 溶解 不变 二 沉淀溶解平衡的应用1 沉淀的溶解与生成 1 q ksp时 溶液过饱和 有沉淀析出 直至溶液饱和 达到新的沉淀溶解平衡 2 q ksp时 溶液饱和 沉淀与溶解处于平衡状态 3 q ksp时 溶液未饱和 若加入足量难溶电解质 则会继续溶解直至溶液饱和 2 沉淀的转化 1 实质 沉淀溶解平衡的 2 特点 一般来说 溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀 两种难溶物溶解能力差别 越容易转化 移动 越大 想一想ksp越小 对应物质的溶解度则越小 此说法正确吗 提示 不正确 1 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 选b 3 将足量的硫酸钡放入水中 以下有关叙述中正确的是 a 硫酸钡不溶于水 硫酸钡固体的质量不会改变b 最终会得到极稀的baso4饱和溶液 探究导引1沉淀溶解平衡如何建立 提示 和其他平衡一样 既可以正向建立 也可以逆向建立 探究导引2溶度积有哪些应用 提示 可以计算难溶电解质的溶解度 也可以判断沉淀的生成与转化 要点归纳1 沉淀溶解平衡建立 常有两种途径 1 当难溶电解质加入水中时 开始阶段 q ksp v 溶解 v 沉淀 且v 溶解 逐渐减小 v 沉淀 逐渐增大 当q ksp时 v 溶解 v 沉淀 便建立了沉淀溶解平衡 用图像表示为 2 当水中加入沉淀的组成离子时 开始阶段 q ksp v 沉淀 v 溶解 随后v 溶解 逐渐增大 v 沉淀 逐渐减小 当q ksp时 v 沉淀 v 溶解 便建立了沉淀溶解平衡 用图像表示为 2 溶度积的有关应用 1 计算难溶电解质的溶解度一定温度下 难溶电解质饱和溶液以物质的量浓度表示溶解度 s 以mol l 1为单位 与ksp的关系可以表示为 ma型 如agbr baso4等 2 判断沉淀的生成与转化加入沉淀剂 使q ksp析出沉淀 这也是分离 除杂常用的方法 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 其次是沉淀生成的反应进行得越完全越好 不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去 即使加入了过量的沉淀剂 一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1 10 5mol l 1时 沉淀就达完全 即时应用1 在100ml0 01mol lkcl溶液中 加入1ml0 01mol lagno3溶液 有没有agcl沉淀析出 已知agcl的ksp 1 8 10 10mol2 l 2 答案 见解析 探究导引3使沉淀溶解常用的方法有哪些 提示 在难溶电解质饱和溶液中加入适当试剂使之与组成沉淀的一种离子结合成另一类化合物 从而使之溶解 具体办法可采用酸碱溶解法 氧化还原溶解法 配位溶解法以及沉淀转化溶解法等 探究导引4沉淀转化的实质是什么 提示 沉淀的转化实质上是沉淀溶解平衡的移动 一种沉淀既可以转化成溶解度较大的沉淀 也可以转化成溶解度更小的沉淀 条件是q ksp 要点归纳1 沉淀的生成 1 调节溶液的ph法使杂质离子转化为氢氧化物沉淀 如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁 为除去氯化铁 可使原料溶于水 再加入氨水调ph 4 即可使fe3 转化为fe oh 3沉淀而除去 2 加沉淀剂法加入沉淀剂而析出沉淀 如以na2s h2s等作沉淀剂 使某些金属离子如cu2 hg2 等生成极难溶的硫化物cus hgs等沉淀 2 沉淀的溶解 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 使平衡向溶解方向移动 如难溶于水的baco3可溶于盐酸中 2 发生氧化还原反应使沉淀溶解有些金属硫化物如cus hgs等 其溶度积特别小 在其饱和溶液中c s2 特别小 不溶于非氧化性强酸 只溶于氧化性酸 如硝酸 王水等 s2 被氧化以减小其浓度 而达到沉淀溶解的目的 3 生成配合物使沉淀溶解向沉淀溶解平衡体系中加入适当的配合剂 使溶液中某种离子生成稳定的配合物 以减少其离子浓度 从而使沉淀溶解 如溶解agcl可加入氨水生成 ag nh3 2 3 沉淀的转化 1 沉淀转化的实质沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动 通常 一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀 两种难溶物的溶解能力差别越大 这种转化的趋势就越大 2 转化实例 依据沉淀转化的原理 可用fes等难溶物作为沉淀剂除去废水中的重金属离子 fes s hg2 aq hgs s fe2 aq 硬水中的mg hco3 2煮沸时分解为mgco3 继续煮沸过程中 mgco3转化为更难溶的mg oh 2 即时应用2 在常温下 氯化银的ksp为1 8 10 10mol2 l 2 溴化银的ksp为5 0 10 13mol2 l 2 请回答下列问题 1 在常温下的氯化银固体和氯化银共存的饱和溶液里 氯化银的物质的量浓度是 假设溶液的密度为1g ml 1 2 若常温下氯化银固体和氯化银饱和溶液的体积是1l 向其中加入39 1mg溴化钠并进行搅拌 静置 假设溶液的体积不变 试通过计算说明氯化银沉淀能否转化为溴化银沉淀 解析 1 在氯化银饱和溶液里 c ag c cl 1 8 10 10mol2 l 2 2 如果qc agbr ksp agbr 氯化银沉淀就能转化为溴化银沉淀 答案 1 1 3 10 5mol l 1 2 39 1mg溴化钠的物质的量为 0 0391g 103g mol 1 3 8 10 4mol氯化银饱和溶液里加入溴化钠后 qc agbr c ag c br 1 3 10 5mol l 1 3 8 10 4mol l 1 4 94 10 9mol2 l 2qc agbr ksp agbr 有氯化银沉淀转化为溴化银沉淀 2010 高考山东卷 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 故ksp fe oh 3 ksp cu oh 2 a对 nh4cl溶于水后 由于nh水解使溶液显酸性 而a到b点碱性增强 b错 kw只与温度有关 c对 曲线上的点都表示沉淀溶解平衡状态 都为饱和溶液 d对 答案 b 名师点睛 1 溶度积ksp是化学平衡常数的延伸和拓展 因此要从化学平衡常数的角度去理解ksp的含义和应用 2 溶度积常数受温度影响 温度不变 ksp不变 3 沉淀溶解平衡遵循平衡移动原理 已知25 时 ksp cu oh 2 2 10 20mol3 l 3 1 某cuso4溶液里 cu2 0 02mol l 1 如要生成cu oh 2沉淀 应调整溶液的ph 使之大于 2 要使0 2mol l 1cuso4溶液中cu2 沉淀较为完全 使cu2 浓度降到原来的千分之一 则应向溶液里加入naoh溶液 使溶液的ph为 解析 通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积 浓度商q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 q ksp时 溶液过饱和 有沉淀析出 直至溶液饱和 达到新的平衡 q ksp时 溶液饱和 沉淀与溶解处于平衡状态 q ksp时 溶液尚未饱和 无沉淀析出 若加入过量难溶的电解质 难溶电解质会溶解直至溶液饱和 上述规则称为溶度积规则 通过改变外界条件可以使反应向沉淀生成的方向进行或使沉淀溶解 1 根据信息 因为 cu2 0 02mol l 1 要使cu2 生成cu oh 2沉淀 则q cu2 oh 2 ksp 故 答案 1 5 2 6 名师点睛 在解答这类题目时 要注意以下几点 1 要灵活掌握溶度积规则 溶度积 ksp 规则的原理实际上就是化学平衡中浓度商 q 与化学平衡常数 k 的关系的迁移应用 3 要正确求出溶液混合后各离子的浓度 在计算时所用的浓度是溶液混合后的离子浓度 而不是混合前的离子浓度 要注意体积的变化 经典案例 金属氢氧化物在酸中溶解度不同 因此可以利用这一性质 控制溶液的ph 达到分离金属离子的目的 难溶金属的氢氧化物在不同ph下的溶解度 s mol l 1 如图 1 ph 3时溶液中铜元素的主要存在形式是 写化学式 2 若要除去cucl2溶液中的少量fe3 应该控制溶液的ph为 a 1b 4左右c 6 3 在ni no3 2溶液中含有少量的co2 杂质 填 能 或 不能 通过调节溶液ph的方法来除去 理由是 4 已知一些难溶物的溶度积常数如下表 某工业废水中含有cu2 pb2 hg2 最适宜向此工业废水中加入过量的 填序号 除去它们 a naohb fesc na2s 解析 本题考查了沉淀溶解平衡及盐类水解的应用