「沉淀溶解平衡一轮复习课【上课课件】」.ppt

第四讲难溶电解质溶解平衡第一课时 2020 3 4 第八章水溶液中的离子平衡 1 学校类 一 沉淀溶解平衡 在一定条件下 当难溶电解质的溶解速率与溶液中的有关离子重新生成沉淀的速率相等时 此时溶液中存在的溶解和沉淀间的动态平衡 称为沉淀溶解平衡 溶解平衡时的溶液是饱和溶液 2表达式 1概念 AgCl S Ag aq Cl aq 2 学校类 意义 表示 一方面 少量的Ag 和Cl 脱离AgCl表面进入水中 另一方面 溶液中的Ag 和Cl 受AgCl表面的阴 阳离子的吸引回到AgCl的表面 注意 不表示电离平衡 AgCl Ag Cl 电离方程式 提示不同 式表示难溶电解质AgCl在水溶液中的沉淀溶解平衡方程式 式表示强电解质AgCl在水溶液中的电离方程式 3 学校类 逆 动 等 定 变 3特征 沉淀溶解平衡和化学平衡 电离平衡一样 符合平衡的基本特征 满足平衡的变化基本规律 4 学校类 4影响溶解平衡的因素 内因 电解质本身的性质 外因 a 浓度 b 温度 通常我们讲的外因包括浓度 温度 压强等 对于溶解平衡来说 在溶液中进行 可忽略压强的影响 平衡右移 平衡左移 多数平衡向溶解方向移动 升温 加水 增大相同离子浓度 5 学校类 思考 对于平衡AgClAg Cl 若改变条件 对其有何影响 不移动不变不变 6 学校类 二 溶度积常数 Ksp 表达式 溶度积 Ksp 的大小与难溶电解质性质和温度有关 与沉淀的量无关 离子浓度的改变可使平衡发生移动 而不能改变溶度积 溶度积 Ksp 的性质 25 时 Ksp c Mg2 c2 OH 5 6 10 12mol3 L 3 练 请写出BaSO4 Al OH 3 CuS的沉淀溶解平衡与溶度积KSP表达式 BaSO4 s Ba2 SO42 KSP c Ba2 c SO42 Al OH 3 s Al3 3OH KSP c Al3 c3 OH CuS s Cu2 S2 KSP c Cu2 c S2 7 学校类 2 反映了难溶电解质在水中的溶解能力 同类型的难溶电解质 在相同温度下 Ksp越大 溶解度就越大 不同类型的难溶电解质 通过计算进行比较 3 在一定温度下 通过比较任意状态离子积 Qc 与溶度积 Ksp 的大小 判断难溶电解质沉淀溶解平衡进行的限度 当Qc Ksp时 当Qc Ksp时 当Qc Ksp时 饱和溶液 已达到沉淀溶解平衡状态 不饱和溶液 沉淀溶解 即反应向沉淀溶解的方向进行 直达平衡状态 饱和为止 离子生成沉淀 即反应向生成沉淀方向进行 直到平衡状态 饱和为止 上述就是溶度积规则 可以判断溶液中沉淀的生成和溶解 1 KSP只与温度有关 而与沉淀的量和溶液中的离子的浓度无关 使用溶度积常数应注意的问题 8 学校类 相同类型 如AB型 的难溶电解质的Ksp越小 溶解度越小 越难溶 如 Ksp AgCl Ksp AgBr Ksp AgI 溶解度 AgCl AgBr AgI Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解性 9 学校类 一定温度 Ksp Cm An Cn Bm 假设溶液中离子溶度积为Qc 1 Qc Ksp时 溶液过饱和 有沉淀析出 直到溶液达到饱和 达到溶解平衡 2 Qc Ksp时 溶液为饱和溶液 3 Qc Ksp时 溶液为不饱和溶液 10 学校类 四 溶度积的应用 例1 已知室温下PbI2的溶度积为7 1 10 9 求饱和溶液中Pb2 和I 的浓度 在c I 0 1mol L 1的溶液中 Pb2 的浓度最大可达到多少 Ksp c Pb2 c2 I 1 已知溶度积求离子浓度 PbI2 s Pb2 aq 2I aq 解 c Pb2 Ksp c2 I 7 1 10 9 0 12 7 1 10 7mol L 1 即 该溶液里允许Pb2 的最大浓度为7 1 10 7mol L 1 11 学校类 例2 已知298K时 gCl的Ksp 1 8 10 10 求其溶解度S 2 已知溶度积求溶解度 解 Ksp c Ag c Cl 设AgCl的溶解度为S 在1L饱和溶液中 c Ag X c Cl XKsp AgCl c Ag c Cl X2 1 8 10 10 c AgCl c Ag 1 34 10 4mol L 1 S AgCl 1 34 10 4mol L 1 1L 143 5g mol 1 100g 1000g 1 9 10 4g AgCl S Ag aq Cl aq 12 学校类 例3 已知AgCl298K时在水中溶解度为1 92 10 4g 计算其Ksp 解 M AgCl 143 5g mol 1n AgCl 1 92 10 4g 143 5g mol 1 1 34 10 6molc Ag 1 34 10 6mol 0 1L 1 34 10 5mol L 1Ksp c Ag c Cl 1 34 10 5 2 1 8 10 10 3 已知溶解度求溶度积 13 学校类 例4 已知298K时 MgCO3的Ksp 6 82 10 6 溶液中c Mg2 0 0001mol L 1 c CO32 0 0001mol L 1 此时Mg2 和CO32 能否共存 4 利用溶度积判断离子共存 解 c Mg2 c CO32 0 0001 2 1 10 8 MgCO3Mg2 CO32 1 10 8 6 82 10 6 所以 此时Mg2 和CO32 能共存 14 学校类 第四讲难溶电解质溶解平衡第二课时 2020 3 4 第八章水溶液中的离子平衡 15 学校类 16 学校类 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 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 二 沉淀溶解平衡的应用 17 学校类 2 沉淀的溶解 当Qc Ksp时 沉淀溶解 常用的方法有 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 例如 BaCO3溶于盐酸 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 S2 被氧化减小了其浓度 而达到沉淀溶解的目的 此法适用于那些具有明显氧化性或还原性的难溶物 18 学校类 生成络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络合物 以减小其离子的浓度 从而使沉淀溶解 例如 AgCl溶于氨水生成 Ag NH3 2 19 学校类 3 沉淀的转化沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动 一般来说 溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀易实现 根据难溶物质溶解度的大小 难溶物质间可以进行 20 学校类 二 沉淀溶解平衡的应用 一 利用生成沉淀来分离或去除杂质离子 1 沉淀生成的条件 Qc Ksp 2 生成沉淀的方法 加沉淀剂法 例 AgNO3溶液中加入NaCl可生成沉淀 调节PH法 例 已知 Cu OH 2 Ksp为2 2 10 20 Fe OH 3 Ksp为1 6 10 39现有浓度均为0 1mol L的Cu2 Fe3 的混合溶液 则 Fe3 开始沉淀时的c OH 完全沉淀时的c OH Cu2 开始沉淀时的c OH 只列式 不计算 PH 1 4PH 2 7PH 4 7 若要除去Fe3 应将pH调节至 约为3 4 21 学校类 现有一定浓度的CuSO4和FeSO4的混合溶液 已知 若要除去Fe2 如何处理 选用什么氧化剂氧化Fe2 A 稀硝酸B KMnO4 H 溶液C Cl2D H2O2 选用什么物质调节pH A NaOHB 氨水C CuOD Cu OH 2 先将Fe2 氧化成Fe3 再调节pH至约4 D CD 22 学校类 二 沉淀溶解平衡的应用 二 沉淀的转化 1 你能解释为什么会发生上述沉淀的转化吗 2 你认为怎样的沉淀间可实现转化 AgClAg Cl KBr Br K 沉淀转化的实质 沉淀溶解平衡的移动 沉淀转化的条件 溶解能力相对较强的物质转化为溶解能力相对较弱的物质 Ksp差值越大 沉淀转化越彻底 23 学校类 应用1 锅炉水垢既会降低燃料的利用率 造成能源浪费 也会影响锅炉的使用寿命 还可能形成安全隐患 因此要定期除去锅炉水垢 水垢中含有CaSO4 用酸很难除去 可以用饱和Na2CO3溶液处理 使之转化为疏松 易溶于酸的CaCO3 而后用酸除去 请分析将水垢中含有的CaSO4转化为CaCO3的原理 2 写出除去水垢中含有的CaSO4的化学方程式和离子方程式 CaSO4 S Ca2 aq SO42 aq Na2CO3 CO32 2Na CaSO4 CO32 CaCO3 SO42 24 学校类 应用2 重晶石 主要成分是BaSO4 是制备钡化合物的重要原料 但由于BaSO4不溶于酸 有人设想用饱和Na2CO3溶液处理 使之转化为易溶于酸的BaCO3 1 BaSO4的Ksp比BaCO3小 你认为能实现这一转化吗 2 已知 常温下 BaCO3的KSP 5 1 10 9mol2 L 2BaSO4的KSP 1 0 10 10mol2 L 2 现将0 233gBaSO4固体放入100mL水中 忽略溶液体积变化 则 溶液中c Ba2 若在上述体系中 实现BaSO4向BaCO3转化 必需具备的条件是 如何操作才能保证绝大多数BaSO4转化为BaCO3 10 5mol L 使溶液中CO32 浓度大于5 1 10 4mol L 25 学校类 BaSO4 BaCO3 BaSO4 Ba2 BaCO3 26 学校类 沉淀的转化 1 实质 沉淀溶解平衡的移动 2 条件 一般情况下 溶解能力相对较强的物质转化为溶解能力相对较弱的物质 Ksp差值越大 沉淀转化越彻底 当两种难溶物溶解能力差别不大时 溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质 27 学校类 二 沉淀溶解平衡的应用 三 沉淀的溶解 生成的有机酸能中和OH 使平衡向正方向移动 羟基磷灰石溶解 加速腐蚀牙齿 2 已知Ca5 PO4 3F的KSP 2 8 10 61mol9 L 9 请用离子方程式表示使用含氟牙膏防止龋齿的原因 3 根据羟基磷酸钙的平衡体系 你还能想到用什么方法保护牙齿 Ca5 PO4 3OH F Ca5 PO4 3F OH 28 学校类 应用2 医院中进行钡餐透视时 用BaSO4做内服造影剂 为什么不用BaCO3做内服造影剂 信息 1 Ksp BaSO4 1 1 10 10mol2 L 2 Ksp BaCO3 5 1 10 9mol2 L 22 Ba2 有剧毒 3 胃酸的酸性很强 pH约为0 9 1 5 BaCO3Ba2 CO32 2H H2O CO2 H 和SO42 不反应 不影响BaSO4的沉淀溶解平衡 Ba2 浓度保持在安全浓度标准下 所以用BaSO4作 钡餐 如果误食可溶性钡盐 造成钡中毒 应尽快用5 0 的硫酸钠溶液给患者洗胃 应用了什么原理 29 学校类 Mg OH 2 s Mg2 aq 2OH aq 原因一 加入NH4Cl时 NH4 水解 产生的H 中和OH 使c OH 减小 平衡右移 从而使Mg OH 2溶解 3 用平衡移动的原理分析Mg OH 2溶于NH4Cl溶液的原因 原因二 加入NH4Cl时 NH4 与OH 结合生成NH3 H2O 使c OH 减小 平衡右移 从而使Mg OH 2溶解 CH3COONH4 无明显现象 浊液变澄清 30 学校类 三 常见题型与通用解法 1 沉淀形成 溶解 转化的原理解析 形成 改变条件使体系中沉淀构成离子浓度足够大 QC KSP 溶解 改变条件使体系中沉淀构成离子浓度足够小 QC KSP 转化 以生成该环境中更难溶解的沉淀 完成原沉淀溶解 1 将等体积的4 10 3mo1 L 1的AgNO3和4 10 3mo1 L 1K2CrO4混合 有无Ag2CrO4沉淀产生 已知KSP Ag2CrO4 1 12 10 12 2 做钡餐用硫酸钡不用碳酸钡的原因 关键是算好QC 浓度代入要正确 3 AgCl溶于氨水的原因 5 锅炉中除硫酸钙杂质的原理 4 氟钙牙膏防治龋齿 规律 向生成溶解度更小的沉淀方向进行 怎么清除仪器内壁粘附硫酸钡 31 学校类 审题 审题视角 Ksp与难溶电解质在水中溶解能力的关系 沉淀的转化的条件 解析 A 2 突破考点 32 学校类 通过比较溶液中有关离子浓度幂的乘积 浓度积Qc与Ksp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 溶解或转化 两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中可能会产生多种沉淀时 判断产生沉淀先后顺序问题 均可利用溶度积的计算公式或离子积与溶度积的关系加以判断 2 突破考点 33 学校类 34 学校类 溶度积的计算 图像分析 2 突破考点 看图像 想规律 做判断 理解点 线 面 纵横坐标 的含义 结合沉淀溶解平衡的有关知识 方法及规律 1 已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度 如Ksp a的饱和AgCl溶液中c Ag mol L 1 2 已知溶度积 溶液中某离子的浓度 求溶液中的另一种离子的浓度 如某温度下AgCl的Ksp a 在0 1mol L 1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体 达到平衡后c Ag 10amol L 1 易错警示 1 沉淀的生成 溶解和转化的条件 2 公式的应用 3 图像的意义 及图像中点线面的含义 35 学校类 审题 审题视角 看懂图像 纵横坐标的含义 线上及线外各点Q与Ksp的关系 Ksp的计算及外界条件对沉淀溶解平衡的影响规律 解析 B 2 突破考点 36 学校类 能力对接 2 突破考点 37 学校类 应用2 2013 豫东九校调研 已知298K时 Mg OH 2的溶度积常数Ksp 5 6 10 12 取适量的MgCl2溶液 加入一定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡 测得pH 13 0 则下列说法不正确的是 A 所得溶液中的c H 1 0 10 13mol L 1B 加入Na2CO3固体 可能生成沉淀C 所加的烧碱溶液的pH 13 0D 所得溶液中的c Mg2 5 6 10 10mol L 1 C 解析 2 突破考点 38 学校类 三 常见题型与通用解法 2 溶度积计算 计算沉淀溶解平衡体系中的相应离子浓度 取5mL0 002mol L 1Na2SO4与等体积的0 02mol L 1的BaCl2混合 计算SO42 是否沉淀完全 即 SO42 10 5mol L 1 BaSO4的Ksp 1 1 10 10 计算金属离子形成沉淀和沉淀完全的PH条件 已知室温KSP Fe OH 3 4 10 38 某溶液中含c Fe3 0 04mol L