2014高考化学一轮复习第八章 第四讲 沉淀溶解平衡.ppt

第四讲沉淀溶解平衡,1.了解难溶电解质的溶解平衡。2了解溶度积的含义及其表达式，能进行相关的计算。,1沉淀的溶解、生成和转化。2沉淀溶解平衡在工农业生产中的综合应用。,一、沉淀溶解平衡和溶度积常数1沉淀溶解平衡的概念在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成_时，_速率和_速率相等的状态。2溶解平衡的建立,饱和溶液,溶解,生成沉淀,3影响沉淀溶解平衡的因素(以AgCl为例),(1)表达式：AmBn(s)mAn(aq)nBm(aq)，KspAnmBmn。(2)Ksp的意义Ksp反映了难溶电解质在水中的_能力，当化学式所表示的组成中阴阳离子个数比相同时，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越大。(3)Ksp的影响因素Ksp只与_和_有关，与沉淀量和溶液中离子的浓度无关。溶液中_的变化只能使平衡移动，并不改变溶度积。,4.溶度积常数,溶解,难溶电解质的性质,温度,离子浓度,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。,二、沉淀溶解平衡的应用由于沉淀溶解平衡也是动态平衡，因此可以通过改变条件使平衡移动，最终使溶液中的离子转化为沉淀或沉淀转化为溶液中的离子。1沉淀的生成(1)应用：可利用生成沉淀来达到_的目的。(2)方法：,分离或除去某些离子,Fe33H2OFe(OH)33HCu(OH)22H=Cu22H2O,2.沉淀的溶解(1)酸溶解法：如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为：_。(2)盐溶解法：如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为：_。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。,CaCO32H=Ca2H2OCO2,Mg(OH)22NH4=Mg22NH3H2O,沉淀溶解平衡,更小,越大,(3)应用：锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为：_。矿物转化：用饱和Na2CO3处理重晶石(BaSO4)制备可溶性钡盐的离子方程式为：_；_。,CaSO4CO32=CaCO3SO42,BaSO4CO32=BaCO3SO42,BaCO32H=Ba2H2OCO2,利用生成沉淀的方法能否全部除去要沉淀的离子？提示不可能将要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1105molL1时，沉淀已经完全。,一种方法,(1)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勒夏特列原理。(2)溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大，只有组成相似的难溶电解质才有可比性。(3)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。,三个强调,1.需要强调的是，若离子来源于不同溶液，则代入Q、Ksp中进行计算的离子浓度是指溶液混合后、反应前时的浓度，绝不是混合前的浓度。2沉淀的转化过程中一般是溶解度大的易转化为溶解度小的，但在溶解度相差不大的情况下，溶解度小的也可以转化为溶解度大的，如BaSO4沉淀在饱和Na2CO3沉淀中可以转化为BaCO3沉淀。,我的警示,为什么CaCO3难溶于稀H2SO4，却能溶于醋酸中？提示CaCO3(s)Ca2(aq)CO32(aq)，因为生成的CaSO4溶解度较小，会附在CaCO3的表面，阻止平衡的右移。而生成的醋酸钙易溶于水，当H与CO32结合生成CO2和H2O时，CaCO3的溶解平衡右移。,问题征解,(1)条件：离子浓度商(Qc)大于溶度积(Ksp)。(2)应用：分离离子：同一类型的难溶电解质，如AgCl、AgBr、AgI，溶度积小的物质先析出，溶度积大的物质后析出。控制溶液的pH来分离物质，如除去CuCl2中的FeCl3就可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2等物质，将Fe3转化为Fe(OH)3而除去。,必考点66沉淀溶解平衡及其应用,1沉淀的生成,(1)条件：浓度商Qc小于溶度积(Ksp)。(2)方法：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，使平衡向溶解的方向移动，如CaCO3可溶于盐酸。盐溶解法：加入盐溶液，与沉淀溶解平衡体系中某种离子反应生成弱电解质，从而减小离子浓度使沉淀溶解，如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。配位溶解法：加入适当的配合剂，与沉淀溶解平衡体系中的某种离子生成稳定的配合物，从而减小离子浓度使沉淀溶解，如AgCl溶于氨水。氧化还原法：通过发生氧化还原反应使平衡体系中的离子浓度降低，从而使沉淀溶解，如Ag2S溶于硝酸。,2沉淀的溶解,(2012淄博模拟)已知Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgI)1.01016。下列关于不溶物之间转化的说法中错误的是()。AAgCl不溶于水，不能转化为AgIB两种不溶物的Ksp相差越大，不溶物就越容易转化为更难溶的不溶物CAgI比AgCl更难溶于水，所以AgCl可以转化为AgI,【典例1】,答案A,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。,沉淀的生成、溶解和转化的判断,(2013济南名校模拟)下列有关沉淀溶解平衡的说法中正确的是()。A在AgCl的沉淀溶解平衡体系中加入蒸馏水，Ksp(AgCl)增大B在CaCO3的沉淀溶解平衡体系中加入稀盐酸，平衡不移动C可直接根据Ksp的数值大小比较难溶物在水中的溶解度大小D25时，Ksp(AgCl)Ksp(AgI)，向AgCl的悬浊液中加入KI固体，有黄色沉淀生成,【应用1】,答案D,必考点67Ksp的有关计算及其图像分析,【典例2】(2012试题调研)在t时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t时AgCl的Ksp41010，下列说法不正确的是()。,解析根据图中c点的Ag和Br可得该温度下AgBr的Ksp为4.91013，A正确。在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后，Br增大，溶解平衡逆向移动，Ag减小，故B错。在a点时QKsp，故为AgBr的不饱和溶液，C正确。选项D中KCl/BrKsp(AgCl)/Ksp(AgBr)，代入数据得K816，D正确。答案B,(1)曲线上的任意一点，都代表指定温度下的饱和溶液，由对应的离子浓度可求Ksp。(2)可通过比较、观察得出溶液是否达到饱和状态，是否有沉淀析出。处于曲线上方的点表明溶液处于过饱和状态，一定会有沉淀析出，处于曲线下方的点，则表明溶液处于未饱和状态，不会有沉淀析出。,(2013豫东九校调研)已知298K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp5.61012，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pH13.0，则下列说法不正确的是()。A所得溶液中的H1.01013molL1B加入Na2CO3固体，可能生成沉淀C所加的烧碱溶液的pH13.0D所得溶液中的Mg25.61010molL1,【应用2】,答案C,广义的化学平衡包括狭义的化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡，这四个方面的平衡被称为四大化学平衡。勒夏特列原理(化学平衡移动原理)适用于四大平衡体系。各种平衡常数(化学平衡常数、电离平衡常数、水解平衡常数、溶度积)均为温度的函数。,当场指导,Hold住考向,名师揭秘,沉淀溶解平衡是近几年新增的高考热点。考查的主要内容是沉淀的生成、溶解和转化、溶度积和浓度商的关系及应用。考查方式以选择题为主，常以图像分析题的形式出现，预测2014年高考仍会围绕上述问题考查，结合有关图像来考查学生读题能力的题目，应给予重要关注。,1.(2010山东理综)某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(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图所示。据图分析，下列判断错误的是()。AKspFe(OH)3KspCu(OH)2,沉淀溶解平衡与溶度积,B加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点Cc、d两点代表的溶液中c(H)与c(OH)乘积相等DFe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和,解析根据题意，图中曲线为沉淀溶解平衡曲线，曲线上的所有点对应的溶液都是达到沉淀溶解平衡的溶液，D正确；选取曲线上的b、c两点，当溶液中两种阳离子浓度相同时，Fe(OH)3饱和溶液中的OH浓度小于Cu(OH)2饱和溶液中的OH浓度，所以KspFe(OH)3KspCu(OH)2，A正确；向Fe(OH)3饱和溶液中加入NH4Cl固体，促进了氢氧化铁的溶解，溶液中铁离子浓度增大，B错误；由于一定温度下的水溶液中，水的离子积是一个常数，所以c、d两点代表的溶液中c(H)与c(OH)乘积相等，C正确。答案B,2(1)在0.10molL1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH8时，c(Cu2)_molL1(KspCu(OH)22.21020)。若在0.1molL1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2完全沉淀为CuS，此时溶液中的H浓度是_molL1。(2011全国新课标，26(4)(2)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常温下Mg(OH)2的Ksp1.81011，若溶液中c(OH)3.0106molL1，则溶液中c(Mg2)_。(2010江苏，20(1),答案(1)2.21080.2(2)2.0molL1,1判断正误：(1),沉淀溶解平衡的应用,()(2012江苏，13D),(2)AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同()(2010天津理综，4C)(3)常温下，向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末，过滤，向洗净的沉淀中加稀盐酸，有气泡产生，说明常温下，Ksp(BaCO3)Ksp(BaSO4)()(2010江苏，10C)2(2011浙江，13)海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：,注：溶液中某种离子的浓度小于1.0105molL1，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变。Ksp(CaCO3)4.96109Ksp(MgCO3)6.82106KspCa(OH)24.68106KspMg(OH)25.611012,下列说法正确的是()。A沉淀物X为CaCO3B滤液M中存在Mg2，不存在Ca2C滤液N中存在Mg2、Ca2D步骤中若改为加入4.2gNaOH固体，沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物,答案A,3(2012浙江理综，26)已知：I22S2O32=S4O622I相关物质的溶度积常数见下表：,(1)某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，为得到纯净的CuCl22H2O晶体，加入_，调至pH4，使溶液中的Fe3转化为Fe(OH)3沉淀，此时溶液中的c(Fe3)_。过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl22H2O晶体。(2)在空气中直接加热CuCl22H2O晶体得不到纯的无水CuCl2，原因是_(用化学方程式表示)。由CuCl22H2O晶体得到纯的无水CuCl2的合理方法是_。,(3)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl22H2O晶体的试样(不含能与I发生反应的氧化性杂质)的纯度，过程如下：取0.36g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.1000molL1Na2S2O3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。可选用_作滴定指示剂，滴定终点的现象是_。CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为_。该试样中CuCl22H2O的质量百分数为_。,【常见考点】结合图像考查沉淀溶解平衡的建立、溶度积常数的应用根据物质的溶解性分析判断难溶电解质的溶解和转化沉淀反应在生产、科研、环保等领域中的应用【常考题型】选择题非选择题,硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下，下列说法正确的是()。,【样题1】沉淀溶解平衡图像的考查,A温度一定时，Ksp(SrSO4)随SO42的增大而减小B三个不同温度中，313K时Ksp(SrSO4)最大C283K时，图中A点对应的溶液是饱和溶液D283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液解析溶度积常数只与温度有关，与物质的量浓度无关，A错误；温度一定时KspSr2SO42，由题图可知，313K时，相同SO24浓度下，Sr2的浓度最大，所以溶度积常数最大，B正确；283K时，A点Sr2的浓度比平衡时要小，Q小于Ksp(283K)，对应的溶液为不饱和溶液，C错；283K下的饱和溶液，突然升温至363K，Ksp减小，析出沉淀，仍为饱和溶液，D错。答案B,工业废水中常含有一定量的Cr2O72和CrO42，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。方法1：还原沉淀法该法的工艺流程为,【样题2】溶解平衡在工农业生产中的应用,其中第步存在平衡：2CrO42(黄色)2HCr2O72(橙色)H2O(1)若平衡体系的pH2，则溶液显_色。(2)能说明第步反应达平衡状态的是_。aCr2O72和CrO42的浓度相同b2v(Cr2O72)v(CrO42)c溶液的颜色不变(3)第步中，还原1molCr2O72离子，需要_mol的FeS