浙江省高三化学 第6单元26讲 沉淀溶解平衡课件 新人教版.ppt

26讲 第二十六讲沉淀溶解平衡 一 溶解平衡的概念与特点1 概念在一定温度下 当沉淀溶解的速率和沉淀析出的速率相等时 固体质量 离子浓度不变的状态 2 建立固体溶质溶液中的溶质 固体溶解溶解平衡析出晶体 3 特征 1 逆 可逆过程 离子间生成难溶电解质的反应 完全进行到底 2 动 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 固体质量 离子浓度不变 5 变 当外界条件改变时 溶解平衡将发生 达到新的平衡状态 不能 动态 移动 4 表示一般用溶解平衡方程式表示 ambn s man aq nbm aq agcl固体的溶解平衡可表示如下 需要说明的是 agcl s ag aq cl aq 与agclag cl 所表示的意义 相同 或 不相同 前者表示难溶电解质agcl在水溶液中的溶解平衡方程式 后者表示强电解质agcl在水溶液中的电离方程式 agcl s ag aq cl aq 不相同 5 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 二 沉淀溶解平衡的应用1 沉淀的生成 1 调节ph法 如除去nh4cl溶液中的fecl3杂质 可首先加入氨水调节ph至7 8 离子方程式 2 加沉淀剂法 如用h2s沉淀cu2 离子方程式为 用na2s沉淀hg2 离子方程式为 fe3 3nh3 h2ofe oh 3 3 cu2 h2scus 2h hg2 s2 hgs 2 沉淀的溶解 1 酸溶解法 如caco3溶于盐酸 离子方程式为 如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 h2o co2 cu oh 2 2h cu2 2h2o mg oh 2 2mg2 2nh3 h2o 3 沉淀的转化 1 实质 沉淀溶解平衡的移动 2 特征 一般说来 溶解度小的沉淀转化为溶解度 的沉淀容易实现 沉淀的溶解度差别越大 越容易转化 例如 agno3agcl 色沉淀 agbr 色沉淀 agi 色沉淀 ag2s 沉淀 更小 白 淡黄 黄 黑色 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 闪锌矿 转化为cus 铜蓝 的离子方程式为 三 溶度积和离子积1 溶度积常数 1 定义 对于溶解平衡 ambn s man aq nbm aq ksp 与其他平衡常数一样 ksp仅受温度的影响 2 四种重要的动态平衡的比较 caso4 caco3 cu2 znscus zn2 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称为离子积 用qc表示 1 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 难溶电解质的溶解平衡也是动态平衡 同样可以改变条件使平衡移动 溶液中的离子转化为沉淀或沉淀转化为溶液中的离子 当溶液中qc ksp时 溶液中的离子生成沉淀 直至沉淀溶解与离子生成沉淀达到平衡状态 当溶液中qcksp 利用的原理是平衡移动原理 改变条件使平衡发生移动 3 溶度积常数与物质的溶解性ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力 1 对于同类型物质 ksp数值越大 难溶电解质在水中的溶解能力越强 如由ksp数值可知 溶解能力 agcl agbr agi cu oh 2 mg oh 2 2 不同类型的物质 ksp差距不大时不能直接作为比较依据 如 agcl s ag aq cl aq ksp 1 8 10 10 mg oh 2 s mg2 aq 2oh aq ksp 5 6 10 12 虽然mg oh 2的ksp较小 但不能认为mg oh 2比agcl更难溶 一般比较难溶物质的溶解能力 往往比较的是饱和溶液中溶质的物质的量浓度 则agcl的浓度约为1 3 10 5mol l mg oh 2约为1 2 10 4mol l 显然mg oh 2更易溶解 3 ksp与物质的量浓度无关 与温度有关 与离子方程式的写法有关 如cu oh 2 s cu2 aq 2oh aq ksp c cu2 c oh 2 cu oh 2 s cu2 aq oh aq ksp c cu2 1 2 c oh 例1 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 外界条件对沉淀溶解平衡的影响 解释 a项加入na2so4会使ba2 的浓度减小 但仍是饱和溶液 b项 蒸发时 ba2 与so的浓度变化是一致的 c项 d点c ba2 c so ksp 无沉淀生成 d项 温度不变 ksp不变 答案 c 迁移训练1 绍兴二模 对于难溶盐mx 其饱和溶液中的m 和x 的物质的量浓度之间的关系近似于c h c oh kw 存在着c m c x ksp的关系 现将足量agcl固体分别放入下列物质中 agcl溶解性由大到小的排列顺序为 20ml0 01mol lkcl溶液 30ml0 02mol lcacl2溶液 40ml0 03mol lhcl溶液 10ml蒸馏水 50ml0 05mol lagno3a b c d b 解释 中c cl 0 01mol l 中c cl 0 04mol l 中c cl 0 03mol l 中c cl 0mol l 中c ag 0 05mol l ag 或cl 浓度越大 越能抑制agcl溶解 agcl的溶解性就越小 例2 羟基磷灰石 ca5 po4 3oh 是一种重要的生物无机材料 其常用的制备方法有两种 方法a 用浓氨水分别调ca no3 2和 nh4 2hpo4溶液的ph约为12 在剧烈搅拌下 将 nh4 2hpo4溶液缓慢滴入ca no3 2溶液中 方法b 剧烈搅拌下 将h3po4溶液缓慢滴加到ca oh 2悬浊液中 3种钙盐的溶解度随溶液ph的变化如下图所示 图中纵坐标是钙离子浓度的对数 回答下列问题 沉淀溶解平衡的应用 1 完成方法a和方法b中制备ca5 po4 3oh的化学反应方程式 5ca no3 2 3 nh4 2hpo4 4nh3 h2oca5 po4 3oh 5ca oh 2 3h3po4 2 与方法a相比 方法b的优点是 3 方法b中 如果h3po4溶液滴加过快 制得的产物不纯 其原因是 4 图中所示3种钙盐在人体中最稳定的存在形式是 填化学式 5 糖黏附在牙齿上 在酶的作用下产生酸性物质 易造成龋齿 结合化学平衡移动原理 分析其原因 解释 1 5ca no3 2 3 nh4 2hpo4 4nh3 h2oca5 po4 3oh 10nh4no3 3h2o 5ca oh 2 3h3po4ca5 po4 3oh 9h2o 2 方法b与方法a相比较 方法b中副产物只有h2o 而方法a中除h2o外 还有nh4no3 3 h3po4溶液滴加过快 会使反应液酸性局部过大 容易生成cahpo4 4 据图可知 在人体环境下 ca5 po4 3oh溶解度最小 最能稳定存在 5 牙齿表面存在沉淀溶解平衡 ca5 po4 3oh s 5ca2 aq 3po aq oh aq 酸性物质导致上述平衡向右移动 使ca5 po4 3oh溶解 造成龋齿 答案 1 10nh4no33h2o 两空可对调 ca5 po4 3oh 9h2o 2 唯一的副产物是水 工艺简单 3 反应液局部酸性过大 会有cahpo4产生 4 ca5 po4 3oh 5 酸性物质使沉淀溶解平衡 ca5 po4 3oh s 5ca2 aq 3po aq oh aq 向右移动 导致ca5 po4 3oh溶解 造成龋齿 迁移训练2 在ph为4 5的环境中 cu2 fe2 不能生成沉淀 而fe3 几乎完全沉淀 工业上制取cucl2是将浓盐酸用蒸汽加热到80 左右 再慢慢加入粗氧化铜 含杂质feo 充分搅拌使之溶解 欲除去溶液中的杂质离子 下列方法正确的是 a 加入纯cu将fe2 还原b 向溶液中加入 nh4 2s使fe2 沉淀c 直接加水加热使杂质离子水解除去d 在溶液中通入cl2 再加入cuo粉末调节ph为4 5 d 答案 a项 cu与fe2 不反应 b项 引入新杂质 cu2 也会生成cus沉淀 c项 直接加水加热cu2 也会发生水解 d项 通入cl2把fe2 氧化为fe3 再加入cuo调节ph为4 5使fe3 沉淀完全即可 例3 若在1l蒸馏水中加入1滴 约0 05ml 0 1mol l 1的nacl溶液 搅拌均匀后再滴入1滴0 1mol l 1agno3溶液 请估算是否会产生沉淀 已知agcl的ksp 1 8 10 10 a 否b 是c 可能是d 以上都不正确 溶度积的计算与应用 解析 c cl 0 05 10 3l 0 1mol l 1 1l 5 10 6mol l 1 c ag 0 05 10 3l 0 1mol l 1 1l 5 10 6mol l 1 qc c cl c ag 2 5 10 11 ksp 所以不会产生沉淀 a 迁移训练3 2010 金华模拟 难溶弱电解质在水溶液中既存在溶解平衡又存在电离平衡 已知cu oh 2 cu2 2oh ksp c cu2 c2 oh 2 10 20 当溶液中各离子浓度计量数方次幂的乘积大于溶度积时 则产生沉淀 反之固体溶解 1 25 时 某cuso4溶液里c cu2 0 02mol l 1 如要生成cu oh 2沉淀 应调整ph使之满足条件 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ph为 ph 5 6 解析 1 已知在绝热容器中 饱和石灰水中存在平衡 ca oh 2 s ca2 aq 2oh aq 现向其中加入少量生石灰 则下列说法错误的是 a 析出固体的质量增加b 溶液的ph不变c 溶液中oh 数目减少d 溶液中ca2 的浓度减小 解释 加入少量生石灰 发生放热反应cao h2oca oh 2 溶液中溶剂水的量减少 又因为ca oh 2的溶解度随温度升高而降低 故a选项正确 此时溶液虽仍为饱和溶液 但其浓度比原来减小 故c d选项正确 溶液的ph减小 b选项错 b 2 金华二模 下表是五种银盐的溶度积常数 25 下列说法不正确的是 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 可以生成黑色沉淀c 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d 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 解释 溶解度 ag2so4 agcl agbr agi ag2s 则a选项正确 d选项错 加入na2s 破坏agcl的溶解平衡 agcl可转化为更难溶的黑色ag2s沉淀 b选项正确 外界条件改变 溶解平衡可发生移动 c选项正确 3 当向蓝色的cuso4溶液中逐滴加入氨水时 观察到首先生成蓝色沉淀 而后沉淀又逐渐溶解成深蓝色的溶液 向深蓝色溶液中通入so2气体 又生成了白色沉淀 将白色沉淀加入稀硫酸中 又生成了红色粉末状固体和so2气体 同时溶液呈蓝色 根据上述实验现象分析推测 下列描述正确的是 a cu2 和ag 相似 能与nh3结合生成铜氨络离子b 白色沉淀为 2价铜的某种亚硫酸盐 溶于h2so4发生复分解反应c 白色沉淀为 1价铜