2012届高考化学第一轮复习必修部分讲义 第七单元第4讲难溶电解质的溶解平衡

用心 爱心 专心1 20122012 届高考化学第一轮复习必修部分讲义届高考化学第一轮复习必修部分讲义 第七单元第第七单元第 4 4 讲难溶电解质的溶解平衡讲难溶电解质的溶解平衡 解读与阐释 考纲要求权威解读 1 了解难溶电解质的溶解平衡 2 了解难溶电解质的沉淀转化的本质 本部分是新课标新增内容 是高考的重 点 常见的考查形式 结合图像考查溶解 平衡的建立 溶度积常数在生产 科研 环 保中的应用 根据物质的溶度积常数判断 沉淀的溶解及转化 溶解平衡的影响因素 梳理与整合 一 沉淀溶解平衡的建立 导学诱思 1 0 1 mol L 1的盐酸与 0 1 mol L 1的 AgNO3溶液等体积混合完全反应后溶液中 含有的微粒有 2 下列方程式 AgCl s Ag aq Cl aq AgCl Ag Cl CH3COOH CH3COO H 各表示什么意义 答 教材回归 1 AgCl 溶解平衡的建立 在 AgCl 的溶液中存在下述两个过程 一方面 在水分子的作用下 少量 Ag 和 Cl 脱 离 AgCl 的表面而溶于水中 另一方面 溶液中的 Ag 和 Cl 受 AgCl 表面正 负离子的吸 引 回到 AgCl 的表面而析出沉淀 在一定温度下当沉淀溶解和生成的速率相等时 得到 AgCl 的饱和溶液 2 溶解平衡 固体溶质溶液中的溶质 1 v溶解 v沉淀 固体溶解 2 v溶解 v沉淀 溶解平衡 3 v溶解 v沉淀 析出固体 二 溶度积 导学诱思 AgCl 的Ksp 1 80 10 10 将 0 002 mol L 1的 NaCl 和 0 002 mol L 1的 AgNO3溶 液等体积混合 是否有 AgCl 沉淀生成 答 教材回归 1 表达式 化学平衡均有平衡常数 所以沉淀溶解平衡也有平衡常数 溶度积 符号为 对于沉淀溶解平衡 MmAn s mMn aq nAm aq Ksp Ksp只受 影响 2 Ksp的意义 反映了难溶电解质在水中的溶解能力 1 用溶度积直接比较时 物质的类型 如 AB 型 A2B 型 AB2型等 必须相同 2 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 3 Ksp的应用 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 离子积Qc与Ksp的关系 用心 爱心 专心2 Qc Ksp 溶液过饱和 沉淀析出 直至溶液达到新的平衡 Qc 溶液饱和 沉淀与溶解处于 状态 Qc Ksp 溶液 饱和 沉淀析出 若加入过量难溶电解质 难溶电解质溶解 直到溶液 三 沉淀反应的应用 导学诱思 1 在实验室中怎样除去 NaCl 溶液中的 BaCl2 答 2 怎样除去 AgI 中的 AgCl 答 教材回归 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 离子方程式为 2 加沉淀剂法 如用 CO沉淀 Ca2 离子方程式为 2 3 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 Mg OH 2溶于 NH4Cl 溶液 3 沉淀的转化 1 实质 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 越容易转化 例如 AgNO3 白色沉淀 淡黄色沉淀 黄 NaCl NaBr NaI 色沉淀 Ag2S 黑色沉淀 Na2S 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 理解与深化 一 沉淀溶解平衡的影响因素 1 内因 难溶电解质本身的性质 这是决定因素 2 外因 以 AgCl s Ag aq Cl aq H 0 为例 外界条件移动方向 平衡后 c Ag 平衡后 c Cl Ksp 升高温度正向增大增大增大 加水稀释正向不变不变不变 加入少量 AgNO3逆向增大减小不变 通入 HCl逆向减小增大不变 通入 H2S正向减小增大不变 例 1 2011 天津一中月考 已知溶液中存在平衡 Ca OH 2 s Ca2 aq 2OH aq H 0 下列有关该平衡体系的说法正确的是 用心 爱心 专心3 A 升高温度 平衡逆向移动 B 溶液中c Ca2 c2 OH 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 二 溶度积有关计算及应用 1 判断沉淀的生成 溶解及转化 通过比较溶液中有关离子浓度幂的乘积 离子积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 溶度积的计算 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 a 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 1 mol L 1的 NaCl 溶液中加入过量的 AgCl 固体 达到平衡后c Ag 10a mol L 1 例 2 在 25 时 FeS 的Ksp 6 3 10 18 CuS 的Ksp 1 3 10 36 ZnS 的 Ksp 1 3 10 24 下列有关说法中正确的是 A 25 时 CuS 的溶解度大于 ZnS 的溶解度 B 25 时 饱和 CuS 溶液中 Cu2 的浓度为 1 3 10 36 mol L 1 C 向物质的量浓度相同的 FeCl2 ZnCl2的混合液中加入少量 Na2S 只有 FeS 沉淀生 成 D 除去某溶液中的 Cu2 可以选用 FeS 作沉淀剂 实验与探究 溶度积在实验与生产中的应用 难溶电解质的溶解平衡是新课标的新增内容 由于在生产 生活 科研等领域应用较 为广泛 所以近几年高考中频繁出现 常结合物质的分离提纯等实验知识进行考查 做题 时 我们要牢牢抓住溶度积常数的意义 理清沉淀的生成 溶解 转化之间的关系 实验典例 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 见下页图 1 若要除去 CuCl2溶液中的少量 Fe3 应该控制溶液的 pH 为 填序号 pH 1 pH 4 左右 pH 6 难溶金属氢氧化物的SpH 图 2 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 3 下表是一些难溶物的溶度积常数 用心 爱心 专心4 难 微 溶物溶度积常数 Ksp BaSO4 1 10 10 BaCO3 2 6 10 9 CaSO4 7 10 5 CaCO3 5 10 9 工业中常将 BaSO4转化为 BaCO3后 再将其制成各种可溶性的钡盐 如 BaCl2 具体 做法是用饱和的纯碱溶液浸泡 BaSO4粉末 并不断补充纯碱 最后 BaSO4转化为 BaCO3 现 有足量的 BaSO4悬浊液 在该悬浊液中加纯碱粉末并不断搅拌 为使 SO物质的量浓度 2 4 达到 0 01 mol L 1以上 则溶液中 CO物质的量浓度应 mol L 1 2 3 答案与解析 梳理与整合 一 导学诱思 1 H2O H OH Ag Cl NO 2 AgCl 的溶解平衡 AgCl 是强电解质 3 溶于水的 AgCl 完全电离 CH3COOH 的电离平衡 教材回归 2 1 2 3 二 导学诱思 c Cl c Ag 0 001 mol L 1 0 001 mol L 1 10 6mol2 L 2 Ksp 有沉淀 生成 教材回归 1 Ksp cm Mn cn Am 温度 3 有 Ksp 平衡 未 无 饱和 三 导学诱思 1 向溶液中加入过量的 Na2CO3充分反应过滤 向滤液中加适量盐酸 2 把混合物与饱和 KI 溶液混合 振荡静置 溶度积大的 AgCl 就慢慢转化为溶度积小 的 AgI 教材回归 1 1 Fe3 3NH3 H2O Fe OH 3 3NH 4 2 CO Ca2 CaCO3 2 3 2 1 CaCO3 2H Ca2 H2O CO2 Cu OH 2 2H Cu2 2H2O 2 Mg OH 2 2H Mg2 2H2O 3 1 沉淀溶解平衡 2 更小 越大 AgCl AgBr AgI 3 CaSO4 s CO aq CaCO3 s SO aq 2 32 4 Cu2 aq ZnS s CuS s Zn2 aq 理解与深化 例 1 A 解析 Ksp c Ca2 c2 OH 是溶度积常数的表达式 溶度积常数随温度 变化而变化 B 错误 C 会生成 CaCO3 使 Ca2 浓度减小 错误 加入氢氧化钠溶液会使平 衡左移 有 Ca OH 2沉淀生成 但 Ca OH 2的溶度积较大 要除去 Ca2 应把 Ca2 转化为 更难溶的 CaCO3 D 错误 用心 爱心 专心5 例 2 D 解析 1 L 水中溶解的 CuS 的质量为 10 18 96 g 同理 1 L 水中溶 1 3 解的 ZnS 的质量为 10 12 97 g 所以 CuS 的溶解度小于 ZnS 的溶解度 A B 错误 1 3 FeS 的Ksp大于 ZnS 所以 C 选项应只有 ZnS 生