（全国通用版）高考化学一轮复习 第八章 水溶液中的离子平衡 8.4 难溶电解质的溶解平衡课件-人教版高三全册化学课件

1、第四节难溶电解质的溶解平衡考点一沉淀溶解平衡及应用【基础回顾】1.沉淀溶解平衡:(1)定义:在一定温度下,当沉淀溶解速率和沉淀生成速率_时,形成饱和溶液,达到平衡状态,这种平衡称为沉淀溶解平衡。相等(2)沉淀溶解平衡的建立。v(溶解)v(沉淀),固体_。v(溶解)=v(沉淀),溶解平衡。v(溶解)0为例。外界条件外界条件移动移动方向方向平衡后平衡后c c(Ag(Ag+ +) )平衡后平衡后c c(Cl(Cl- -) )K Kspsp升高温度升高温度_增大增大增大增大_加水稀释加水稀释正向正向不变不变不变不变_正向增大不变外界条件外界条件移动移动方向方向平衡平衡后后c c(Ag(Ag+ +) )

2、平衡平衡后后c c(Cl(Cl- -) )K Kspsp加入少量加入少量AgNOAgNO3 3_增大增大_不变不变通入通入HClHCl逆向逆向减小减小_ _通入通入H H2 2S S_减小减小_不变不变逆向减小增大不变正向增大(5)电解质在水中的溶解度。20 时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系:2.沉淀溶解平衡的应用:(1)实质:_的移动。沉淀溶解平衡(2)应用。应用应用实例实例沉淀的沉淀的生成生成调节调节pHpH法法: :如除去如除去NHNH4 4ClCl溶液中的溶液中的FeClFeCl3 3杂质杂质, ,可加入氨水调可加入氨水调节节pHpH至至4 4左右左右, ,离子方程式为离子

3、方程式为_。沉淀剂法沉淀剂法: :如用如用H H2 2S S沉淀沉淀CuCu2+2+, ,离子方程式为离子方程式为_。Fe3+3NH3H2O=Fe(OH)3+3Cu2+H2S=CuS+2H+4NH应用应用实例实例沉淀的沉淀的溶解溶解酸溶解酸溶解: :用离子方程式表示难溶于水的用离子方程式表示难溶于水的CaCOCaCO3 3可溶于盐酸可溶于盐酸,_,_。盐溶解盐溶解: :用离子方程表示用离子方程表示Mg(OH)Mg(OH)2 2溶于溶于NHNH4 4ClCl溶液溶液_。CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2OMg(OH)2+2 =Mg2+2NH3H2O4NH应用应用实例实例沉淀沉淀的的转化转化

4、锅炉除垢锅炉除垢: :将将CaSOCaSO4 4转化为转化为CaCOCaCO3 3, ,离子方离子方程式为程式为_。矿物转化矿物转化:CuSO:CuSO4 4溶液遇溶液遇ZnSZnS转化为转化为CuS,CuS,离子方程式为离子方程式为_。沉淀转化的规律沉淀转化的规律: :一般来说一般来说,_,_的的沉淀转化成沉淀转化成_的沉淀容易实现的沉淀容易实现。CaSO4+ CaCO3+ ZnS+Cu2+ CuS+Zn2+溶解度小溶解度更小23CO24SO【思维诊断】(正确的打“”,错误的打“”)(1)沉淀达到溶解平衡状态,溶液中各离子浓度一定相等。()提示:。沉淀达到溶解平衡状态,溶液中各离子浓度不再改

5、变,并不一定相等。(2)升高温度,沉淀溶解平衡一定正向移动。()提示:。升高温度,大多数沉淀溶解平衡正向移动,少部分(如氢氧化钙)沉淀溶解平衡逆向移动。(3)室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。()提示:。食盐水中c(Cl-)大,抑制AgCl的溶解,故AgCl在水中的溶解度大于在食盐水中的溶解度。(4)AgCl沉淀易转化为AgI沉淀且Ksp(AgX)=c(Ag+)c(X-),故Ksp(AgI)Ksp(AgCl)。()提示:。因溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化,故Ksp(AgI)0,加热沉淀溶解平衡正向移动,c(Ag+)增大,Ksp(AgCl)也增大,A项不符合题意;加水

6、稀释,由于饱和AgCl溶液中有AgCl固体存在,加水AgCl固体溶解,该溶液仍为饱和溶液,c(Ag+)不变,B项不符合题意;滴加少量1 molL-1盐酸,c(Cl-)增大,沉淀溶解平衡逆向移动,c(Ag+)减小,由于温度不变, Ksp(AgCl)保持不变,C项符合题意;滴加少量1 molL-1 AgNO3,溶液c(Ag+)增大,D项不符合题意。2.下列说法中正确的是()A.饱和石灰水中加入一定量生石灰,温度明显升高,所得溶液的pH增大B.AgCl悬浊液中存在平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),往其中加入少量NaCl粉末,平衡向左移动,溶液中离子的总浓度会减小C.AgCl悬浊液

7、中加入KI溶液,白色沉淀变成黄色,证明此条件下Ksp(AgCl)Ksp(AgI)D.硬水中含有较多的Ca2+、Mg2+、 、 ,加热煮沸可以完全除去其中的Ca2+、Mg2+24SO3HCO【解析】选C。A项中温度升高,Ca(OH)2溶解度降低,氢氧根离子浓度减小,碱性减弱,pH减小,A项错误;B项中加入NaCl,虽然平衡左移,但加入了NaCl粉末会使溶液中离子的总浓度增大,B项错误;沉淀易于向溶解度更小的方向转化,C项中现象说明AgI的溶解度小于AgCl,对于同类型(阴、阳离子个数分别相等)的难溶物,Ksp越小,溶解度越小,C项正确;D项加热煮沸,只能降低Ca2+、Mg2+的浓度,而不可能完全

8、除去,D项错误。考点二溶度积常数及其应用 【基础回顾】溶度积和离子积的关系:以AmBn(s) mAn+ (aq)+nBm- (aq)为例:溶度积溶度积离子积离子积概概念念沉淀溶解的平衡常沉淀溶解的平衡常数数溶液中有关离子浓溶液中有关离子浓度幂的乘积度幂的乘积符符号号_Q Qc c表表达达式式K Kspsp(A(Am mB Bn n)=)=_, ,式中的浓度都是式中的浓度都是_浓度浓度Q Qc c(A(Am mB Bn n)=)=_, ,式中的浓度是式中的浓度是_浓度浓度Kspcm(An+)cn(Bm-)平衡cm(An+)cn(Bm-)任意溶度积溶度积离子积离子积意意义义反映了物质在水中的反映了

9、物质在水中的_能力能力, ,是沉淀溶解平衡时的离子积是沉淀溶解平衡时的离子积, ,只只与与_有关有关, ,与沉淀的量和溶液与沉淀的量和溶液中离子的中离子的_无关无关受离子浓度变受离子浓度变化的影响化的影响规规则则判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解: :Q Qc c_K Kspsp: :溶液过饱和溶液过饱和, ,有沉淀析出有沉淀析出; ;Q Qc c_K Kspsp: :溶液饱和溶液饱和, ,处于平衡状态处于平衡状态; ;Q Qc c_K Kspsp: :溶液未饱和溶液未饱和, ,无沉淀析出无沉淀析出溶解温度浓度=【思维诊断】(正确的打“”,错误的打“”)(1)

10、已知:Ksp(Ag2CrO4)1.810-10,故生成AgCl沉淀。【典题探究】角度一 溶度积常数的概念及影响因素【典题1】(2018赣州模拟)下列有关叙述中,正确的是()A.在一定温度下的BaSO4水溶液中,Ba2+和 浓度的乘积是一个常数24SOB.向含有BaSO4固体的溶液中加入适量的水使沉淀溶解又达到平衡时,BaSO4的溶度积不变,其溶解度也不变C.只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程D.向饱和的BaSO4水溶液中加入硫酸,BaSO4的Ksp变大【解析】选B。一定温度下,只有在BaSO4的饱和溶液中,Ba2+和 浓度的乘积才是一个常数,A错误;溶度积和溶解度是温度的函数,向BaSO4固

11、体中加入水,可使沉淀溶解平衡发生移动,但溶度积和溶解度均不变,B正确;无论难溶电解质还是易溶电解质,都存在沉淀溶解平衡状态,如在NaCl的过饱和溶液中就存在沉淀溶解平衡状态,C错误;向BaSO4溶液中加入H2SO4溶液,24SO只会使溶解平衡发生移动,但不会影响BaSO4的Ksp,D错误。【母题变式】(1)上题D项,BaSO4的溶解度将_(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。 提示:减小。向饱和的BaSO4水溶液中加入硫酸, c( )增大,由于BaSO4的Ksp不变,c(Ba2+)减小,故BaSO4的溶解度减小。24SO(2)升高温度,难溶电解质的Ksp将_。 提示:增大或减小。大多数物质的

12、溶解平衡是吸热反应,升高温度,Ksp增大,但少数物质如Ca(OH)2 的溶解平衡是放热反应,升高温度,Ksp减小。【归纳提升】深刻理解Ksp(1)对于溶解平衡:AmBn(s) mAn+(aq)+nBm- (aq), Ksp=cm(An+)cn(Bm-),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。(2)与化学平衡常数一样,Ksp与温度有关。不过温度改变不大时,Ksp变化也不大,常温下的计算可不考虑温度的影响。角度二 沉淀溶解平衡曲线【典题2】(2018淄博模拟)如图是碳酸钙(CaCO3)在25 和100 两种情况下,在水中的沉淀溶解

13、平衡曲线。下列有关说法正确的是()导学号79100134A.CaCO3(s) Ca2+(aq)+ (aq)H0,A项错误;Ksp仅与温度有关,但a、b、d点温度不一定相等,故Ksp不一定相等,B项错误;25 时Ksp=c(Ca2+)c( )=2.010-51.410-4=2.810-9,C项正确;蒸发水分,c(Ca2+)、c( )均增大,而a点到c点,c(Ca2+)不变,D项错误。23CO23CO【归纳提升】沉淀溶解平衡图象题的解题思路(1)沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线,曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。(2)从

14、图象中找到数据,根据Ksp公式计算得出Ksp的值。(3)比较溶液的Qc与Ksp的大小,判断溶液中有无沉淀析出。(4)涉及Qc的计算时,所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,因此计算离子浓度时,所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。【素养升华】模型认知沉淀溶解平衡图象分析角度三 溶度积常数的有关计算【典题3】(1)已知25 时,KspMg(OH)2=1.810-11, KspCu(OH)2=2.210-20。向0.01 molL-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中,逐滴加入浓NaOH溶液,Cu2+完全沉淀时(Cu2+的浓度近似为2.210-6 molL-1),溶液的pH为_;此时_(填

15、“是”或“否”)有Mg(OH)2沉淀生成。 (2)毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质),实验室利用毒重石制备BaCl22H2O的流程如下:已知:CaCa2+2+MgMg2+2+FeFe3+3+开始沉淀时的开始沉淀时的pHpH11.911.99.19.11.91.9完全沉淀时的完全沉淀时的pHpH13.913.911.111.13.23.2加入NH3H2O调节pH=8可除去_(填离子符号),滤渣中含_(填化学式)。加入H2C2O4时应避免过量,原因是_。 已知:Ksp(BaC2O4)=1.610-7,Ksp(CaC2O4)=2.310-9。【解析】(1)Cu2+完

16、全沉淀时,KspCu(OH)2=2.210-20=c(Cu 2+)c2(OH-)=2.210-5c2(OH-),则c(OH-)=1.010-7molL-1,c(H+)=Kw/c(OH-)=1.010-7 molL-1,则pH=7;此时c(Mg2+)c2(OH-)=0.01(1.010-7)2=1.010-16KspMg(OH)2,故不会出现Mg(OH)2沉淀。(2)根据流程图和表中数据,加入NH3H2O调pH为8,只有Fe3+完全沉淀,故可除去Fe3+;加入NaOH调pH= 12.5, Mg2+完全沉淀,Ca2+部分沉淀,所以滤渣中含Mg(OH)2、Ca(OH)2;根据Ksp(BaC2O4)=

17、1.610-7可知,H2C2O4过量时Ba2+转化为BaC2O4沉淀,BaCl22H2O产品的产量会减少。答案:(1)7否(2)Fe3+Mg(OH)2、Ca(OH)2H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀,产品的产量减少【归纳提升】(1)沉淀开始和沉淀完全时溶液pH的计算方法以Cu(OH)2为例。室温下,向2 molL-1 CuSO4溶液中加入NaOH固体调节溶液的pH至多少时开始沉淀?调节溶液pH至多少时Cu2+沉淀完全?(已知:室温下KspCu(OH)2=2.010-20,离子浓度小于10-5 molL-1时视为Cu2+沉淀完全)沉淀开始时pH的求算。KspCu(OH)2=c(Cu2+

18、)c2(OH-)=2c2(OH-)=2.010-20,c(OH-)= =10-10(molL-1),2010c(H+)= =10-4(molL-1),pH=-lgc(H+)=-lg10-4=4。14W101010c OHK沉淀完全时pH的求算。KspCu(OH)2=c(Cu2+)c2(OH-)=10-5c2(OH-)= 2.010-20,c(OH-)= 10-84.4710-8(molL-1),c(H+)= 2.2410-7(molL-1),pH=-lgc(H+)=-lg(2.2410-7)=7-lg2.246.3。152.0 102014w8104.47 10c OHK(2)溶解度(S)与K

19、sp的相互求算方法(以CaCO3为例)。已知某温度下,CaCO3的溶解度S=210-3 g,其含义是该温度下100 g水最多溶解210-3 g的CaCO3,则1 000 g水(近似为1 L溶液)中溶解了 =210-4 mol CaCO3,即溶液中c(Ca2+)=c( )= =210-4 molL-1,Ksp=c(Ca2+)c( )=210-4210-4=410-8。312 10 g 10100 g mol23CO42 10 mol1 L23CO已知某温度下CaCO3的Ksp=410-8,该温度下,饱和溶液中c(Ca2+)c( )=c2(Ca2+)=410-8,c(Ca2+)=2.010-4 m

20、olL-1,其含义是1 L溶液(近似为1 000 g水)溶解了2.010-4 mol CaCO3。则100 g水溶解了2.010-4 mol 100 gmol-1=2.010-3 g,因此CaCO3的溶解度S=210-3 g。23CO110【题组过关】1.(2018聊城模拟)已知Ksp(AgCl)=1.810-10, Ksp(AgI)=1.010-16。下列说法错误的是()导学号79100135A.AgCl不溶于水,不能转化为AgIB.在含有浓度均为0.001 molL-1的Cl-、I-的溶液中缓慢加入AgNO3稀溶液,首先析出AgI沉淀C.AgI比AgCl更难溶于水,所以,AgCl可以转化为

21、AgID.常温下,AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI,则NaI的浓度必须不低于 10-11 molL-111.8【解析】选A。AgCl在水中存在溶解平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),溶液中只要c(I-)c(Ag+)大于Ksp(AgI)即有AgI沉淀析出,A错误;因为Ksp(AgI) Ksp(AgCl),在含有浓度均为0.001 molL-1的Cl-、I-的溶液中缓慢加入AgNO3稀溶液,首先析出AgI沉淀,B正确;Ksp(AgI)Ksp,先生成该沉淀,KspMg(OH)2KspCu(OH)2,故先生成Cu(OH)2沉淀;当两种沉淀共存时, =KspMg(OH)2/KspCu(OH)2 =1.45109。22c Mgc Cu答案:(1)410-5(2)Cu(OH)2Cu2+2OH-=Cu(OH)21.45109【加固训练】1.已知Ksp(BaSO4)=1.010-10,Ksp(BaCO3)=2.510-9。若用10 L Na2CO3溶液溶解1.0 mol的BaSO4,则Na2CO3溶液的最初浓度不得低于()A.2.6 molL-1B.2.5 molL-1C.2.3 molL-1D.3.0 molL-1【解析】选A。当BaSO4溶解完后溶液中c( )0.1 molL-1,设此时溶液中的c( )=x molL-1。溶液