高考化学一轮总复习 第八单元 第4讲 难溶电解质的溶解平衡课件.ppt

第4节 难溶电解质的溶解平衡 1 了解难溶电解质的沉淀溶解平衡 2 了解难溶电解质的沉淀转化的本质 回归教材 一 沉淀溶解平衡 1 定义 一定温度 饱和溶液 在 下 当难溶强电解质溶于水形成 时 速率和 速率相等的状态 叫做沉淀溶解平衡 1 难溶电解质的溶解度虽然很小 但不可能为零 完全不溶解 溶液中的离子结合成难溶电解质时 也不可能完全进行到 底 一般认为残留在溶液中的离子浓度小于 mol l 1 时 沉淀已经完全 沉淀溶解 沉淀生成 1 10 5 2 沉淀溶解平衡是化学平衡的一种 沉淀溶解平衡移动分析时也同样遵循 原理 2 溶度积 ksp 1 定义 在一定温度下 难溶电解质的饱和溶液中 离子 浓度 叫溶度积 勒夏特列 幂的乘积 2 表达式 对于沉淀溶解平衡 mmnn s mmn aq nnm aq ksp 3 意义 对于相同类型的物质 ksp的大小反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小 也反映了该物质在溶液中沉淀的难易 溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大 只有相同类型的难溶电解质才有可比性 cm mn cn nm 4 影响因素 在一定的温度下 ksp是一个常数 只受 影响 不受溶液中物质浓度的影响 温度 5 溶度积规则 通过比较溶度积与浓度商的相对大小 可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解 当 溶液过饱和 有沉淀析出 直至溶液饱和 达到新的平衡 当 溶液饱和 沉淀与溶解处于平衡状态 当 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 qc ksp qc ksp qc ksp 二 影响沉淀溶解平衡的因素 性质 1 内因 难溶物质的 这是决定因素 2 外因 沉淀溶解 不变 沉淀溶解 增大 1 浓度 加水稀释 平衡向 的方向移动 但ksp 2 温度 绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程 升高温度 平衡向 的方向移动 ksp 3 相同离子 向平衡体系中加入难溶物相应的离子 平衡 向 的方向移动 生成沉淀 fe oh 3 3nh4 4 其他 向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子时 平衡向沉淀溶解的方向移 动 但ksp 不变 三 沉淀溶解平衡的应用 1 沉淀的生成 氨水 1 调节ph法 如除去nh4cl溶液中的fecl3杂质 可加入 调节ph至4左右 离子方程式为 fe3 3nh3 h2o cu2 h2s cus 2h 2 沉淀剂法 如用h2s沉淀cu2 离子方程式为 2 沉淀的溶解 1 酸溶解 难溶于水的caco3可溶于盐酸 用离子方程式表示为 2 盐溶解 用离子方程式表示mg oh 2溶于nh4cl溶液 3 沉淀的转化 caco3 2h ca2 co2 h2o 沉淀溶解平衡 2 沉淀转化的规律 复分解反应总是向着某些离子浓度减小的方向进行 若生成难溶电解质 则向着生成溶度积较小的难溶电解质的方向进行 一般说来 的沉淀转化成 的沉淀容易实现 溶解度小 溶解度更小 zns cu2 cus zn2 自主测评 答案 a 答案 c 3 2015年江西联考 已知溶液中存在平衡 ca oh 2 s 正确的是 升高温度 平衡逆向移动 向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度 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naoh溶液 恒温下向溶液中加入cao 溶液的ph升高 给溶液加热 溶液的ph升高 向溶液中加入na2co3溶液 其中固体质量增加 向溶液中加入少量naoh固体 ca oh 2固体质量不变 a b c d ca2 aq 2oh aq h 0 下列有关该平衡体系的说法 解析 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 错误 恒温下ksp不变 加入cao后 溶液仍为ca oh 2的饱和溶液 ph不变 错误 加热 ca oh 2的溶解度减小 溶液的ph降低 错误 加入na2co3溶液 沉淀溶解平衡向右移动 ca oh 2固体转化为caco3固体 固体质量增加 正确 加入naoh固体平衡向左移动 ca oh 2固体质量增加 错误 答案 a 析 下列判断错误的是 4 某温度下 fe oh 3 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下图所示 据图分 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 答案 b 3 2015年福建卷 25 在0 10mol l 1h2s溶液中 通入hcl气体或加入naoh固体以调节溶液ph 溶液ph与c s2 关系如下图 忽略溶液体积的变化 h2s的挥发 解析 1 氨水中的一水合氨部分电离产生铵根离子和氢氧根离子 使溶液显碱性 若加入氯化铵 则铵根离子浓度增大 一水合氨的电离平衡逆向移动 氢氧根离子浓度减小 ph降低 若加入少量的明矾 铝离子水解呈酸性 促进一水合氨电的物质的量可知hcl过量 则计算剩余的氯离子的物质的量浓度为0 001mol l 1 根据agcl的溶度积的表达式计算即可 离 溶液中的nh 的浓度增大 2 根据反应中hcl和硝酸银的 因为该反应中氢离子未参加反应 所以溶液的体积变为100ml时 氢离子的浓度为0 01mol l 1 则ph 2 3 根据图象 ph 13时 c s2 5 7 10 2mol l 1 根据物料守恒 c s2 c hs c h2s 0 1mol l 1 故c hs c h2s 0 1mol l 1 0 057mol l 1 0 043mol l 1 根据ksp mns c mn2 c s2 2 8 10 13 已知c mn2 0 020mol l 1 故可算出c s2 1 4 10 11 此时对应的ph为5 考点一考向1 难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的影响因素 例1 在一定温度下 当mg oh 2固体在水溶液中达到下列 平衡时 mg oh 2 s mg2 aq 2oh aq 要使mg oh 2 固体减少而c mg2 不变 可采取的措施是 a 加mgso4c 加naoh b 加hcl溶液d 加水 解析 加mgso4会使该溶解平衡左移 mg oh 2固体增多 c mg2 变大 加hcl溶液使该溶解平衡右移 mg oh 2固体减少 c mg2 变大 加naoh使该溶解平衡左移 mg oh 2固体 增多 答案 d 方法技巧 影响沉淀溶解平衡的因素 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 下列说法错误的是 考向2 溶度积 例2 下表是五种银盐的溶度积常数 25 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 则可以生成黑色沉淀 c 对于氯化银 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 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 解析 溶解度 ag2so4 agcl agbr agi ag2s a正确 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正确 外界条件改变 溶解平衡可发生移动 d正确 答案 c 方法技巧 1 溶度积和溶解度的关系 对于同类型的难溶电解质 在相同条件下 溶度积越大 溶解度就越大 溶度积越小 溶解度就越小 如agcl agbr agi的溶解度逐渐减小 溶度积也逐渐减小 对于不同类型的难溶电解质 不能直接根据溶度积比较溶解度的大小 要通过计算 答案 c 2 把ca oh 2放入蒸馏水中 一段时间后达到平衡 ca oh 2 s ca2 aq 2oh aq 下列说法正确的是 a 恒温下向溶液中加入cao 溶液的ph增大b 给溶液加热 溶液的ph增大c 向溶液中加入na2co3溶液 其中固体质量增加d 向溶液中加入少量naoh固体 ca oh 2固体质量不变 解析 ca oh 2 s ca2 aq 2oh aq 所表示的是 ca oh 2的溶解平衡而非电离平衡 ca oh 2是强电解质 不存在电离平衡 向平衡体系中加入cao cao与h2o反应使c ca2 和c oh 都增大 平衡向左移动 由于温度不变 ksp不变 所以当c ca2 和c oh 减小至与原平衡相等时达到新的平衡 c ca2 c oh 未变 ph不变 但n ca2 n oh 减小了 ca oh 2的量增大了 a错 给溶液加热 ca oh 2的溶解度随温度升高而减小 所以会有少量ca oh 2析出 c oh 减小 ph减小 b错 加入na2co3溶液 部分ca oh 2转化为caco3 固体质量增加 c对 加入naoh s 平衡左移 ca oh 2固体质量增加 d错 答案 c 3 2014年新课标卷 利用如下图所示装置进行下列实 验 能得出相应实验结论的是 解析 a项 产生的h2s通入 中 无法比较ksp agcl 与ksp ag2s 错误 b项 蔗糖变黑 且溴水褪色 说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性 正确 c项 中产生白色沉淀 是so2在酸性条件下被氧化成so4的缘故 错误 d项 浓hno3具有强挥发性 可进入 中产生沉淀 无法比较酸性 错误 答案 b 2 考点二 沉淀溶解平衡及其应用 例3 要使工业废水中的pb2 沉淀 可用硫酸盐 碳酸盐 度如下 由上述数据可知 沉淀剂最好选用 a 硫化物c 碳酸盐 b 硫酸盐d 以上沉淀剂均可 硫化物等作沉淀剂 已知pb2 与这些离子形成的化合物的溶解 解析 沉淀工业废水中的pb2 时 生成沉淀的反应进行得越完全越好 由于pbs的溶解度最小 故选硫化物作为沉淀剂 答案 a 考点练透 4 已知常温下 ksp agcl 1 8 10 10 ksp ag2cro4 1 9 10 12 下列叙述正确的是 a agcl在饱和nacl溶液中的ksp比在纯水中的ksp小b 向agcl的悬浊液中加入nabr溶液 白色沉淀转化为浅黄色 说明ksp agcl ksp agbr c 将0 001mol l 1的agno3溶液滴入0 001mol l 1的kcl和0 001mol l 1的k2cro4溶液中先产生ag2cro4沉淀d 向agcl的悬浊液中滴加浓氨水 沉淀溶解 说明agcl的溶解平衡向右移动 答案 d 5 工业上采用湿法炼锌过程中 以znso4为主要成分的浸出液中 含有fe3 fe2 cu2 cl 等杂质 这些杂质对锌的电解工序有妨碍 必须事先除去 现有下列试剂可供选择 酸性kmno4溶液 naoh溶液 zno h2o2溶液 zn fe agno3 ag2so4 下列说法不正确的是 a 用酸性kmno4溶液将fe2 氧化成fe3 再转化为fe oh 3沉淀除去b 用zno调节浸出液的酸碱性 可使某些离子形成氢氧化物沉淀 c 在实际生产过程中 加入ag2so4可除去cl 是利用 了沉淀转化的原理 d 也可以用znco3代替zno调节溶液的酸碱性 解析 用酸性kmno4溶液氧化fe2 时 会引入k mn2 等新的杂质 这些离子在后续反应中难以除去 影响生产 生产中应该使用h2o2溶液氧化fe2 然后加入zno或znco3调节溶液的ph 使fe3 等离子形成沉淀 ag2so4的溶解度大于agcl的溶解度 所以用ag2so4除去cl 利用了沉淀转化的原理 答案 a 6 25 时几种难溶电解质的溶解度如下表所示 在无机化合物的提纯中 常利用难溶电解质的溶解平衡原 理除去某些离子 例如 为了除去氯化铵中的杂质fe3 先将混合物溶于水 再 加入一定量的试剂反应 过滤结晶即可 为了除去氯化镁晶体中的杂质fe3 先将混合物溶于水 加入足量的氢氧化镁 充分反应 过滤结晶即可 为了除去硫酸铜晶体中的杂质fe2 先将混合物溶于水 加入一定量的h2o2 将fe2 氧化成fe3 调节溶液的ph 4 过滤结晶即可 请回答下列问题 1 上述三个除杂方案都能够达到很好效果 fe2 fe3 都 被转化为 填化学式 而除去 2 中加入的试剂应该选择 其原因是 b 将fe2 氧化为fe3 的主要原因是fe oh 2沉淀比 d cu2 可以大量存在于ph 4的溶液中 e 在ph 4的溶液中fe3 一定不能大量存在 3 中除去fe3 所发生的离子方程式为 4 下列与方案 相关的叙述中 正确的是 填字母 a h2o2是绿色氧化剂 在氧化过程中不引进杂质 不产 生污染 fe oh 3沉淀难过滤 c 调节溶液ph 4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜 解析 实验 中为了不引入杂质离子 应加入氨水使fe3 沉淀 而不能用naoh溶液 实验 中根据溶解度数据可知mg oh 2能转化为fe oh 3 因此在mgcl2溶液中加入足量mg oh 2除去fe3 然后将沉淀一并过滤 实验 中利用fe3 极易水解的特点 根据题意可知调节溶液的ph 4可使fe3 沉淀完全 为了不引入杂质离子 因此可使用碱式碳酸铜 cu oh 2等调节溶液的ph 答案 1 fe oh 3 2 氨水不会引入新的杂质 3 2fe3 aq 3mg oh 2 s 3mg2 aq 2fe oh 3 s 4 acde 考点三考向1 溶度积常数及其应用考查溶度积的相关计算 例4 已知ksp agcl 1 8 10 10 ksp agi 1 5 10 16 ksp ag2cro4 2 0 10 12 则下列难溶盐的饱和溶液中 ag 浓度大小顺序正确的是 a agcl agi ag2cro4b agcl ag2cro4 agic ag2cro4 agcl agid ag2cro4 agi agcl 解析 由ksp agcl 1 8 10 10可求出c ag 1 34 10 5mol l 1 由ksp agi 1 5 10 16可求出c ag 1 22 10 8mol l 1 由ksp ag2cro4 2 0 10 12可求出c ag 1 59 10 4mol l 1 所以c ag 大小顺序为ag2cro4 agcl agi 答案 c 方法技巧 溶度积和离子积 以ambn s man aq nbm aq 为例 考向2 图象与溶度积常数 例5 在t 时 agbr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所 a 在t 时 agbr的ksp为4 9 10 13 b 在agbr饱和溶液中加入nabr固体 可使溶液由c点变到b点c 图中a点对应的是agbr的不饱和溶液 agbr s cl aq 的平 d 在t 时 agcl s br aq 衡常数k 816 答案 b 方法技巧 沉淀溶解平衡的有关图象 沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线 曲线上的任一点 都是同一温度下 恰好生成沉淀时的离子浓度 有相同的ksp 如图中的a点和c点均表示baso4的饱和溶液 曲线上方的任一点均表示过饱和溶液 如b点 说明溶液中有baso4沉淀析出 此时qc ksp 曲线下方的任一点均表示不饱和溶液 如d点 此时qc ksp 同一难溶电解质的溶解平衡曲线 在同一温度下是同一条曲线 不同温度下不属于同一条曲线 所以在同一曲线上的任意一点的ksp相同 曲线上的点对应的横纵坐标的 数值 各离子的浓度 的乘积就是ksp 如图中 由c点到a点表示向baso4饱和溶液中加入含ba2 的固体盐或浓溶液 改变条 件使得图中的点移动 要考虑条件改变及阴阳离子的变化趋势 考点练透 a 若用绿矾 feso4 7h2o m 278 作还原剂 处理1l废 水 至少需要917 4g b 溶液颜色保持不变 说明上述可逆反应达到平衡状态c 常温下转化反应的平衡常数k 1 1014 则转化后所 得溶液的ph 6 d 常温下ksp cr oh 3 1 10 32 要使处理后废水中c cr3 降至1 10 5mol l 1 应调节溶液的ph 5 答案 a 曲线如图所示 下列说法错误的是 8 2014年新课标卷 溴酸银 agbro3 溶解度随温度变化 a 溴酸银的溶解是放热过程b 温度升高时溴酸银溶解速度加快c 60 时溴酸银的ksp约等于6 10 4d 若硝酸钾中含有少量溴酸银 可用重结晶方法提纯 答案 a 9 如下图横坐标为溶液ph 纵坐标为金属离子物质的量浓度的对数值 当溶液中金属离子浓度 10 5mol l