高考化学 第26讲 难溶电解质的溶解平衡复习课件.ppt

名师一号 2011模块新课标人教化学精美课件系列 第26讲难溶电解质的溶解平衡 基础关最新考纲1 了解溶解平衡的定义及影响因素 2 掌握沉淀的溶解和转化的条件及应用 3 了解溶度积及其有关计算 自主复习一 沉淀溶解平衡1 溶解平衡溶质溶解的过程是一个可逆过程 等 定 2 溶度积 1 溶度积常数 一定温度下难溶强电解质的饱和溶液中各组分离子浓度幂的乘积为一常数 对于溶解平衡 ambn s man aq nbm aq ksp 与其他平衡常数一样 ksp的大小只受温度的影响 c an m c bm n 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qc 离子积 当qc ksp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qc ksp时 溶液达到饱和 沉淀与溶解处于平衡状态 当qc ksp时 溶液过饱和 有沉淀析出 直至溶液饱和 达到新的平衡 二 沉淀反应的应用1 沉淀的生成 方法 1 调节ph法 如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁 使其溶解于水 再加入氨水调节ph至7 8 可使fe3 转变为 沉淀而除去 反应如下 fe oh 3 fe3 3nh3 h2o fe oh 3 3nh 4 2 加沉淀剂法 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 也是分离 除去杂质常用的方法 反应如下 cu2 s2 cu2 h2s hg2 s2 hg2 h2s cus cus 2h hgs hgs 2h 2 沉淀的溶解 1 沉淀溶解的原理根据平衡移动 对于在水中难溶的电解质 如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的 使平衡向 的方向移动 就可以使沉淀溶解 2 溶解沉淀的试剂类型 主要类型是 用 溶解 例如 溶解caco3 fes al oh 3 cu oh 2等难溶电解质 用某些盐溶液溶解 例如 mg oh 2沉淀可溶于nh4cl溶液 化学方程式为 相应离子 沉淀溶解 强酸 mg oh 2 2nh4cl mgcl2 2nh3 2h2o 3 沉淀的转化 生成更难溶的物质 网络构建 热点关热点考向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 热点探究热点1难溶电解质的溶解平衡与溶度积1 难溶电解质难溶电解质的溶解度很小 但不会等于0 习惯上把溶解度小于0 01g的电解质称为难溶电解质 一般情况下 我们把相当量的离子互相反应生成难溶电解质的反应 认为是反应完全了 2 难溶电解质的溶解平衡固体进入溶液的速率与溶液中离子的沉积速率相等的状态 3 难溶电解质溶解平衡状态的特征动 动态平衡 v 沉淀 v 溶解 0 定 达到平衡后 溶液中离子浓度保持不变 变 当外界条件发生变化 使v 沉淀 v 溶解 平衡发生移动 达到新的平衡 4 溶度积 1 溶度积的表达式溶度积是一个常数 符号为ksp ksp只随温度的改变而改变 当mman s mmn aq nam aq 达到溶解平衡时 ksp的表达式如下 ksp c mn m cam n 2 溶度积的应用 通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积 浓度积 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 qc ksp 溶液过饱和 有沉淀析出 直至溶液饱和 达到新的平衡 qc ksp 溶液饱和 沉淀与溶解处于平衡状态 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 难溶电解质的组成类型相同时 ksp越大 其溶解能力越大 反之 越小 例1 2008 山东高考题 某温度时 baso4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示 下列说法中正确的是 提示 的平衡常数称为溶度积常数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 ksp是一温度常数 改变浓度对ksp无影响 并且线上的每一点所表示的ksp相同 由于d点时qc ksp 故无沉淀产生 答案 c 变式1 2008 辽宁示范高中 有关caco3的溶解平衡的说法中 不正确的是 a caco3沉淀析出和沉淀溶解不断进行 但速率相等b caco3难溶于水 其饱和溶液不导电 属于弱电解质溶液c 升高温度 caco3沉淀的溶解度增大d 向caco3沉淀中加入纯碱固体 caco3的溶解度降低 解析 caco3固体在溶液中达到溶解平衡后 沉淀溶解与沉淀生成速率相等 但不为0 一般来说 升高温度 有利于固体物质的溶解 caco3难溶于水 但溶解的部分是完全电离的 电离出ca2 和 属于强电解质 向caco3溶解平衡体系中加入纯碱固体 增大了浓度 使溶解平衡向左移动 降低了caco3的溶解度 答案 b 热点2难溶电解质的溶解平衡的应用 1 沉淀的生成原理 当qc大于ksp 使难溶电解质的溶解平衡向左移动 就会生成沉淀 在涉及无机制备 提纯工艺的生产 科研 废水处理等领域中 常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的 方法有 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nh4cl中含有杂质fecl3 为除fecl3 可使原料溶于水 再加入氨水调ph至7 8 即可使fe3 转化为fe oh 3沉淀除去 2 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 沉淀的溶解原理 当qc小于ksp 使难溶电解质的溶解平衡向右移动 沉淀就会溶解 根据平衡移动 对于在水中难溶的电解质 如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子 使平衡向沉淀溶解的方向移动 就可以使沉淀溶解 方法有 1 酸碱溶解法 如难溶于水的caco3溶于盐酸中 2 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 3 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 减少其离子浓度 从而使沉淀溶解 如 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 3 沉淀的转化当两种物质的溶解度差别较大时 可以将溶解度较小的沉淀转化为更难溶的沉淀 此法是将难溶物转化成能被前三种方法溶解的沉淀 然后再使其溶解 易错辨析 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 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 例2 2008 菏泽月考 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 变式2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 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溶液里c cu2 0 02mol l 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 浓度降至原来的千分之一 则应向溶液里加入naoh溶液 使溶液的ph为 5 6 点评 通过改变外界条件可以使反应向生成沉淀的方向移动 能力关 盐与盐溶液之间的反应规律盐与盐溶液反应比较复杂 往往涉及到氧化还原反应 复分解反应 阴 阳离子互促水解反应 络合反应 沉淀的转化反应等 高考题中常以选择题或填空题形式出现 包括离子共存 物质推断等 盐与盐反应的规律 注意 1 某些强酸弱碱盐与强碱弱酸盐反应 不一定是互促水解反应 要考虑到溶解性 如k2s na2s 与cuso4 agno3 znso4 feso4等发生复分解反应 因为ms溶解性 m oh n溶解性 类似的还有agno3与na3po4 na2co3 na2sio3等 如 3agno3 na3po4 3nano3 ag3po4 2 nahco3与naalo2 na2sio3的反应 此时nahco3相当于酸 3 酸式盐之间的反应 典型的是nahso4与nahco3的反应 离子方程式为 考例不同金属离子在溶液中完全沉淀时 溶液的ph不同 1 实验室配制fecl2溶液时需加入少许盐酸和铁粉 只加盐酸 不加铁粉 溶液中会发生什么变化 用离子方程式表示为 同时加入盐酸和铁粉后 溶液在放置过程中 哪些离子的浓度发生了明显的改变 不考虑溶液的挥发 并指出是如何改变的 4fe2 o2 4h 4fe3 2h2o 放置过程中 c fe2 增大 c h 减小 2 氯化铜晶体 cucl2 2h2o 中含fecl2杂质 为制得纯净氯化铜晶体 首先将其制成水溶液 然后按下面所示的操作步骤进行提纯 下列氧化剂中最适合作氧化剂x的是 填序号 a naclob h2o2c kmno4d i2 物质y的化学式是 写出沉淀z在水中的沉淀溶解平衡方程式 b cuo 解析 1 fe2 在空气中易被氧化 故加入fe 为了抑制其水解 加入hcl 2 在加入氧化剂x的前后除了fe2 转化为fe3 其他离子均没有变化 可使用的氧化剂为h2o2 在酸性条件下沉淀fe3 为了不引入其他杂质 选择铜的碱性化合物 如cuo cu oh 2 cuco3等 沉淀z为fe oh 3 课堂练习1 下列说法正确的是 a 两种难溶电解质 其中ksp小的溶解度一定小b 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c 所谓沉淀完全就是用沉淀剂将溶液中某一离子除净d 同离子效应使难溶电解质的溶解度变小 但ksp不变 答案 d 2 2008 南通 有关agcl沉淀的溶解平衡的说法中 不正确的是 a 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沉淀中加入nacl固体 agcl沉淀的溶解度降低 解析 agcl固体在溶液中达到溶解平衡后 溶解与沉淀速率相等 但不为0 一般来说 升高温度 有利于固体物质的溶解 a c正确 agcl难溶于水 但溶解的部分仍电离出ag 和cl b错误 向agcl沉淀中加入nacl固体 增大了cl 浓度 促使溶解平衡向左移动 降低了agcl的溶解度 d正确 b 3 2008 维坊 下列叙述正确的是 a 用ph试纸可以直接测出酸或碱的浓度b 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 用ph试纸不能直接测出酸或碱的浓度 al oh 3al3 3oh 表示的是电离平衡 工业生产应用的化学反应不一定需要很高的反应速率 答案 b 4 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 agclagi ag2sd agi agcl ag2s 答案 c 5 已知25 时 电离平衡常数ka hf 3 6 10 4mol l 溶度积常数ksp caf2 1 46 10 10mol3 l3 现向1l0 2mol lhf溶液中加入1l0 2mol l 1cacl2溶液 则下列说法中 正确的是 a 25 时 0 1mol lhf溶液中ph 1b ksp caf2 随温度和浓度的变化而变化c 该体系中 ksp caf2 d 该体系中有caf2沉淀产生 解析 由电离平衡常数可以看出hf是弱酸 故0 1mol l 1hf溶液ph 1 ksp caf2 只受温度影响 根据ksp caf2 1 46 10 10mol3 l 3 可换算得s caf2 0 01g 故该体系中有caf2沉淀生成 答案 d 6 fes饱和溶液中c fe2 c s2 ksp 常温下ksp fes 8 1 10 17 理论上fes的溶解度为 g 而事实上其溶解度远大于这个数值 其原因可能是 答案 7 92 10 8fes在水中存在下列平衡 fes s fe2 aq s2 aq 而fe2 s2 均可以发生水解 fe2 2h2ofe oh 2 2h s2 h2ohs oh 使上述平衡中的c fe2 c s2 降低 平衡向右移动 造成更多的fes溶解 第26讲难溶电解质的溶解平衡 1 2009 海安 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 本题考查了沉淀溶解平衡的建立与特征 a项反应开始时 各离子的浓度大小没有必然的关系 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 是不会促进沉淀溶解的 答案 b 2 2009 莱西 把ca oh 2固体放入一定量的蒸馏水中 一定温度下达到平衡 ca oh 2 s ca2 aq 2oh aq 当向悬浊液中加少量生石灰后 若温度保持不变 下列判断正确的是 a 溶液中ca2 数目减少b 溶液中c ca2 增大c 溶液ph不变d 溶液ph增大 解析 由于温度没有变 所以ca oh 2的溶解度不变 饱和溶液中各离子的浓度不变 因此b d不正确 c正确 加少量生石灰后 生石灰会跟水反应 溶剂减少 所以ca2 数目减少 答案 ac 3 一定温度下 氢氧化镁饱和溶液中存在如下关系 c mg2 c oh 2 ksp 其中ksp为常数 称为该温度下mg oh 2的溶度积常数 试推断氢氧化镁在下列物质中的溶解度由大到小的顺序是 0 1mol l 1alcl3溶液 0 1mol l 1nh4cl溶液 0 1mol l 1kcl溶液 0 1mol l 1kalo2溶液a b c d 解析 由c mg2 c oh 2 ksp可知 当c oh 增大时 c mg2 将减小 氢氧化镁溶解度变小 即溶液碱性越强 溶解度越小 反之 溶液酸性越强 溶解度越大 alcl3 nh4cl水解使溶液呈酸性 而alcl3水解程度大 酸性强 kcl溶液呈中性 kalo2溶液呈碱性 答案 b 4 2009 广东化学 18 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 解析 首先对图象分析 横轴自左向右c 逐渐增大 纵轴自下而上c sr2 也逐渐增大 即随着c 的增大 c sr2 逐渐减小 温度一定时 ksp srso4 c sr2 c 即为横坐标与纵坐标的乘积 积的大小不存在递变关系 所以a不正确 当c 一定时 在313k时 c sr2 最大 b正确 283k时 在a点 c sr2 c ksp 283k 所以a点对应的溶液不饱和 c正确 srso4在283k下饱和溶液升温至363k时 ksp减小 饱和溶液中析出srso4固体 d不正确 答案 bc 5 工业废水中常含有cu2 cd2 pb2 等重金属离子 可以通过加入过量难溶电解质fes mns等 使这些金属离子形成硫化物沉淀除去 根据以上事实 可推知fes mns具有的相关性质为 a 在水中的溶解能力大于cus cds pbsb 在水中的溶解能力小于cus cds pbsc 在水中溶解能力与cus cds pbs相同d 均具有较强的吸附性 解析 根据题意 fes mns的溶解能力大于cus cds pbs的溶解能力 答案 a 6 已知常温下 ksp mg oh 2 1 1 10 11mol3 l 3 ksp agcl 1 8 10 10mol2 l 2 ksp ag2cro4 1 9 10 12mol3 l 3 ksp ch3cooag 2 3 10 3mol2 l 2 下列叙述不正确的是 a 浓度均为0 2mol l的agno3溶液和ch3coona溶液等体积混合一定产生ch3cooag沉淀b 将0 001mol l的agno3溶液滴入0 001mol l的kcl和0 001mol l的k2cro4溶液中 先产生ag2cro4沉淀c 在c mg2 为0 121mol l的溶液中要产生mg oh 2沉淀 溶液的ph要控制在9以上d 在其他条件下不变的情况下 向饱和agcl水溶液中加入nacl溶液 ksp agcl 不变 解析 a选项 c ag c ac 0 2 2 0 2 2 0 01 mol2 l 2 ksp ch3cooag 所以一定能生成沉淀 b选项 由ksp agcl 和ksp ag2cro4 可知 溶解度s agcl s ag2cro4 应该先有agcl沉淀 c选项中 根据ksp mg oh 2 1 2 10 11mol3 l 3 即c mg2 c2 oh 0 121 c2 oh ksp mg oh 2 1 2 10 11mol3 l 3 可算出oh 的浓度应大于10 5mol l 1 所以溶液的ph要控制在9以上 d选项 ksp agcl 只与温度有关 答案 b 7 2010 郑州 某混合溶液中含有溶质nacl ki和na2s各0 1mol 往该溶液中加入一定浓度的agno3溶液 产生沉淀的质量随加入agno3溶液的体积变化的关系如图所示 则下列说法不正确的是 a 反应过程中产生一种黑色沉淀 该沉淀应为ag2sb a的数值为62 65c 所加agno3溶液的物质的量浓度为mol ld 当加入agno3溶液的体积在0 2vml的过程中 产生的沉淀是agi 解析 在nacl ki和na2s的混合溶液中加入agno3 依据ag2s agi和agcl的溶解度大小可知 析出沉淀的次序为 先是析出黑色沉淀ag2s 然后生成黄色的agi沉淀 最后生成白色的agcl沉淀 所以 d项错误 答案 d 8 2009 广州一模 常温下二价锌在水溶液中的存在形式与ph的关系如图所示 横坐标为溶液的ph 纵坐标为zn2 或物质的量浓度的对数 下列说法不正确的是 a ph 12的溶液中不存在b 如果溶液中c zn2 0 1mol l 1 则c h 1 10 6mol l 1c 控制ph在8 12可以分离出溶液中的锌离子d zn oh 2 s zn2 aq 2oh aq 的平衡常数为1 10 17mol3 l 3 解析 ph 12时 溶液中不是主要存在形式 但存在少量的 根据图象中lgc zn2 3时 ph 7可知c zn2 10 3mol l 1 c oh 10 7mol l 1 所以zn oh 2电离平衡常数为 c zn2 c2 oh 10 3mol l 1 10 7mol l 1 2 1 10 17mol3 l 3 答案 a 9 2009 青岛质检 下表是五种银盐的溶度积常数 25 下列说法错误的是 a 五种物质在常温下溶解度最大的是ag2so4b 将氯化银溶于水后 向其中加入na2s 则可以生成黑色沉淀c 氯化银 溴化银和碘化银三种物质在常温下的溶解度按氯 溴 碘的顺序减小d 向100ml0 1mol l 1的na2so4溶液中加入1ml0 1mol l 1的agno3溶液 有白色沉淀生成 答案 d 10 2009 盐城二调 现以0 1mol l 1agno3溶液分别滴定20 00ml浓度均为0 1mol l 1的cl br i 溶液 以滴入的agno3溶液的体积为横坐标 px为纵坐标 可绘得如图滴定曲线 已知25 时 下列有关说法不正确的是 a 用硝酸银滴定法测定试样中c cl 可滴加0 1mol l 1k2cro4溶液1 2滴作指示剂b a b c依次表示i br cl c 向nacl和nabr的混合溶液中滴加硝酸银溶液 当两种沉淀共存时 c br c cl 2 7 10 3d 若用硝酸银溶液滴定nai溶液 当px 13时 溶液中c ag 0 64 10 17mol l 1 解析 选项a 由ksp agcl 可知agcl饱和溶液中c ag 1 4 10 5mol l 1 由ag2cro4 s 2ag 可计算出ag2cro4饱和溶液中c ag 1 6 10 4mol l 1 所以ag2cro4的溶解度更大 可以作指示剂 由ksp可知 当滴加相同体积的硝酸银溶液时 i 沉淀最多 剩余最少 所以a b c依次表示i br cl c项中c br ksp agbr c ag c cl ksp agcl c ag 溶液中c ag 一定 c br c cl ksp agbr ksp agcl c正确 d项中pi 13 c i 10 13mol l 1 则c ag 8 3 10 4mol l 1 答案 d 11 已知在25 的水溶液中 agx agy agz均难溶于水 但存在溶解平衡 agx s ag aq x aq ksp agx c ag c x 1 8 10 10agy s ag aq y aq ksp agy c ag c y 1 0 10 12agz s ag aq z aq ksp agz c ag c z 8 7 10 17 1 根据以上信息 判断agx agy agz三者的溶解度 用已被溶解的溶质的物质的量 溶液的体积表示 s agx s agy s agz 的大小顺序为 2 若向agy的饱和溶液中加入少量的agx固体 则c y 填 增大 减小 或 不变 3 在25 时 若取0 188g的agy 相对分子质量188 固体放入100ml水中 忽略溶液体积的变化 则溶液中y 的物质的量浓度为 s agx s agy