高中化学 3.3 沉淀溶解平衡配套课件 鲁科版选修4.ppt

第3节沉淀溶解平衡 1 了解沉淀溶解平衡的概念 建立过程及影响因素 2 理解溶度积的概念 能用溶度积规则判断沉淀的生成和溶解 3 能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解 生成和转化进行分析 并能解释一些生活问题和自然现象 一 沉淀溶解平衡与溶度积 1 什么是沉淀溶解平衡 2 除溶解度外还可怎样描述难溶电解质的溶解能力 1 沉淀溶解平衡 1 概念 在一定温度下的水溶液里 的速率和 的速率相等 固体的量 的状态 2 特点 符合化学平衡的特点 动 等 定 变 3 表示方法 如pbi2的沉淀溶解平衡可表示为 沉淀形成 沉淀溶 解 保持不变 pbi2 s pb2 aq 2i aq 2 溶度积 1 概念 的平衡常数叫溶度积常数或溶度积 通常用符号 来表示 2 表达式 若难溶强电解质ambn溶于水形成饱和溶液时 建立沉淀溶解平衡 ambn s man aq nbm aq 其溶度积的表达式为ksp 沉淀溶解平衡 ksp an m bm n 3 影响因素 溶度积只与难溶电解质的性质和 有关 与 和溶液中 无关 4 意义 ksp反映了难溶电解质在水中的 能力 当化学式表示的组成中阴 阳离子个数比相同时 的难溶电解质在水中的溶解能力越强 温度 沉淀的量 离子浓度 溶解 ksp数值越大 二 沉淀溶解平衡的应用 1 如何判断沉淀的溶解与生成 2 沉淀的转化有何特点与应用 1 沉淀的溶解与生成 1 原理 通过改变条件使溶解平衡移动 最终使 或 2 判断 在难溶电解质溶液中 当q ksp时 就会有沉淀生成 当q ksp时 处于平衡状态 当q ksp时 就会使沉淀溶解 溶液中的离 子转化为沉淀 沉淀转化为溶液中的离子 3 应用 利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的 用来解释某些生活现象 如溶洞中石笋 钟乳石的形成 所涉及的化学反应有 caco3 h2o co2 ca hco3 2 ca hco3 2 caco3 h2o co2 2 沉淀的转化 1 实质 是 的移动 2 特点 通常一种沉淀可以转化为另一种更难溶的沉淀 两种难溶物的 差别越大 越容易转化 沉淀溶解平衡 溶解能力 3 应用 除去废水中的cu2 hg2 pb2 等 常用 等难溶物做沉淀剂 将某些用酸或其他方法不易除去的沉淀转化为用酸或其他方法易除去的沉淀 如可用 把锅炉水垢中的caso4转化为 再用酸除去 将caso4转化为caco3的过程用离子方程式表示为 fes mns na2co3 caco3 caso4 s co32 aq caco3 s so42 aq 1 难溶 不溶 分析 习惯上 将溶解度小于0 01g的电解质称为难溶电解质 难溶电解质的溶解度尽管很小 但不等于0 没有绝对不溶的物质 2 电解质的溶解开始后 只有电解质的溶解过程 没有电解质的析出过程 分析 电解质溶解开始后 离子就已开始结合 析出 只不过是析出速率小于溶解速率 3 沉淀溶解达到平衡时 溶液中溶质的各离子浓度相等 且保持不变 分析 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 4 溶度积先达到ksp的先沉淀 分析 根据溶度积规则 当q ksp时 溶液为过饱和溶液 离子生成沉淀 故浓度积先达到ksp的先沉淀 5 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 分析 沉淀溶解达到平衡时 如果再加入难溶性的该沉淀物 由于固体的浓度为常数 故平衡不发生移动 一 沉淀溶解平衡的特点及影响因素1 特点 2 影响因素 1 内因 难溶电解质本身的性质 2 外因 特别提醒 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 遵循平衡移动的基本规律 典例1 2012 渭南高二检测 氢氧化镁固体在水中溶解 有下列平衡 mg oh 2 s mg2 aq 2oh aq 加入下列哪种物质可使mg oh 2固体的质量减少 a na2co3b mgcl2c nh4cld nacl 思路点拨 解答本题时要注意以下两点 1 明确影响沉淀溶解平衡的因素 2 注意辨析不同的影响因素对沉淀溶解平衡移动的影响程度 解析 选c na2co3水解显碱性 加入na2co3 增大了oh 的浓度 平衡逆向移动 使mg oh 2固体的质量增加 加入mgcl2 增大了mg2 的浓度 平衡逆向移动 nh4cl溶液电离出的nh4 和oh 结合成弱电解质nh3 h2o 使沉淀溶解平衡正向移动 na 和cl 不参与反应 加入nacl固体对平衡移动无影响 警示钟 本题易误认为加入na2co3 增加的co32 和mg2 结合生成mgco3 使mg2 浓度减小 从而使平衡右移 使mg oh 2固体的质量减少 此认识的错误原因是 mgco3微溶而mg oh 2难溶 即mgco3饱和溶液比mg oh 2饱和溶液中的 mg2 大 故mg2 会结合na2co3水解产生的oh 而生成mg oh 2 使平衡逆向移动 导致mg oh 2固体的质量增加 二 溶度积的应用1 利用ksp判断沉淀的溶解与生成定义难溶电解质溶液中有关离子浓度幂的乘积 浓度商 为q 通过比较ksp和q的相对大小 可以判断难溶电解质在给定条件下能否溶解 2 利用ksp计算难溶物质的溶解度一定温度下 若已知难溶物质的ksp 可以根据ksp表达式换算为该物质的物质的量浓度 由于溶液极稀 密度可视为水的密度 进一步计算出100g溶液中溶解的难溶物的质量 即为溶解度 特别提醒 1 溶解度和溶度积均是描述物质溶解能力的物理量 溶度积的大小受沉淀溶解平衡表达式中离子的化学计量数和离子浓度的影响 而溶解度则是用质量来表示物质溶解能力的 只与质量有关 2 一定温度下 溶解度受溶液中相同离子浓度的影响 而ksp不受影响 如一定温度下 mg oh 2在mgcl2溶液中的溶解度要小于在纯水中的溶解度 而ksp mg oh 2 不变 典例2 2012 安徽高考 已知室温下 al oh 3的ksp或溶解度远大于fe oh 3 向浓度均为0 1mol l 1的fe no3 3和al no3 3混合溶液中 逐滴加入naoh溶液 下列示意图表示生成al oh 3的物质的量与加入naoh溶液的体积的关系 合理的是 解题指南 解答本题时要注意到由于ksp al oh 3 ksp fe oh 3 向混合溶液中滴加naoh溶液的开始阶段无al oh 3沉淀生成 解析 选c 因ksp al oh 3 ksp fe oh 3 因此向混合溶液中滴加naoh溶液时 首先应生成fe oh 3沉淀 当fe3 沉淀完全后 再生成al oh 3沉淀 继续滴加naoh溶液 则al oh 3 oh al oh 4 al oh 3沉淀逐渐溶解直至消失 故c项图像符合实际情况 变式备选 已知ag2so4的ksp为2 0 10 5mol3 l 3 将适量ag2so4固体溶于100ml水中至刚好饱和 该过程中ag 和so42 浓度随时间变化关系如图 其中饱和ag2so4溶液中 ag 0 034mol l 1 若t1时刻在上述体系中加入100ml0 020mol l 1na2so4溶液 下列示意图中 能正确表示t1时刻后ag 和so42 浓度随时间变化关系的是 解析 选b 当ag2so4刚好溶解为100ml的饱和溶液时 ag 0 034mol l 1 so42 0 017mol l 1 当加入100ml0 020mol l 1的na2so4溶液后 so42 0 0185mol l 1 ag 0 017mol l 1 此时q ksp 由计算可知选b 1 下列说法中正确的是 a 物质的溶解性为难溶 则该物质不溶于水b 不溶于水的物质溶解度为0c 绝对不溶解的物质是不存在的d 某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0 解析 选c 难溶物质是指此物质在水中的溶解度很小 但总有一部分会溶解 绝对不溶解的物质是不存在的 2 下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是 a 电解质在溶液中结晶的过程中 只有固体沉淀的过程 没有溶解的过程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 选b 本题考查了沉淀溶解平衡的建立与特征 电解质的结晶过程是沉淀溶解平衡逆向移动的过程 只不过是晶体析出速率大于溶解速率 b项正确 a项错误 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 由于固体的浓度为常数 故平衡不发生移动 3 2012 合肥高二检测 将agcl与agbr的饱和溶液等体积混合 再加入足量浓agno3溶液 发生的反应为 a 只有agbr沉淀生成b agcl和agbr沉淀等量生成c agcl和agbr沉淀都有 但以agcl沉淀为主d agcl和agbr沉淀都有 但以agbr沉淀为主 解析 选c 在agcl和agbr的饱和溶液中存在 agcl s ag aq cl aq agbr s ag aq br aq 当加入浓agno3溶液时 上述平衡均向左移动 由于agbr的溶解度小于agcl的溶解度 原溶液中cl 浓度大 故agcl沉淀生成的多 4 在一定温度下 一定量的水中 石灰乳悬浊液存在下列平衡 ca oh 2 s ca oh 2 aq ca2 aq 2oh aq 当向此悬浊液中加入少量生石灰时 下列说法正确的是 a n ca2 增大b ca2 不变c n oh 增大d oh 增大 解析 选b 当向悬浊液中加入少量生石灰时 会发生反应 cao h2o ca oh 2 原饱和溶液中溶剂h2o减少 ca oh 2会有部分从溶液中析出形成沉淀 故n ca oh 2 减少 a c错误 但在一定温度下ca oh 2的溶解度不变 其浓度不变 故b正确 5 2012 常州高二检测 在100ml0 01mol l 1kcl溶液中 加入1ml0 01mol l 1的agno3溶液 下列说法正确的是 已知agcl的ksp 1 8 10 10mol2 l 2 a 有agcl沉淀析出b 无agcl沉淀析出c 无法确定d 有沉淀但不是agcl 解析 选a q cl ag 0 01mol l 1 1 8 10 10mol2 l 2 ksp 故有agcl沉淀生成 6 al oh 3为两性氢氧化物 在水溶液中存在酸式电离和碱式电离两种形式 试根据平衡移动原理 解释下列有关问题 1 向al oh 3沉淀中加入盐酸 沉淀溶解 其原因是 有关离子方程式是 2 向al oh 3沉淀中加入苛性钠溶液 沉淀溶解 其原因是 有关离子方程式是 解析 难溶电解质溶解的实质是沉淀溶解平衡的移动 在al oh 3溶液中 存在如下电离平衡 al oh 3 h2o al oh 4 h al oh 3al3 3oh 所以改变溶液的酸碱度时 平衡就会发生移动 使al oh 3向着溶解的方向移动 最终转化为离子 答案 1 al oh 3的碱式电离为al oh 3al3 3oh 加入盐酸溶液 由于h 与al oh 3电离出来的少量oh 中和生成水 使al oh 3的碱式电离平衡向电离方向移动al oh 3 3h al3 3h2o 2 al oh 3的酸式电离为al oh 3 h2oh al oh 4 当向al oh 3沉淀中加入碱溶液时 oh 与h 反应生成水 al oh 3的酸式电离平衡向正方向移动al oh 3 oh al oh 4 难溶性钡盐转化的实验探究重晶石 主要成分为baso4 是制备钡的化合物的重要原料 由重晶石制备bacl2的大致流程如图 思考探究 1 由重晶石转化为baco3时 所加试剂a应是什么物质 该步转化为什么能够实现 提示 选用的是饱和na2co3溶液