2018_2019学年高中化学水溶液中的离子平衡第四节难溶电解质的溶解平衡课件新人教版.pptx

1、第四节难溶电解质的溶解平衡,【新课导入】),自来水是河水、湖水或者井水经过沉降,除去泥沙,消毒杀菌后得到的,其中含有的钙镁离子比较多,称为硬水。如果直接用硬水洗衣服,浪费肥皂;如果用水壶烧水,溶解在其中的碳酸氢钙Ca(HCO3)2和碳酸氢镁Mg(HCO3)2在沸腾的水里分解,放出二氧化碳(CO2),变成难溶解的碳酸钙(CaCO3)和氢氧化镁Mg(OH)2而沉淀下来形成水垢。水垢不容易传热,浪费燃料。 你知道水垢中的Mg(OH)2是怎样生成的吗?,【课标要求】,1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。 2.了解沉淀转化的本质。 3.学会用沉淀溶解平衡理论解决生产、生活中的实际问题。,知识探究 梳理知识

2、点拨方法,1.溶解平衡 (1)概念:在一定温度下,当沉淀 和 的速率相等时,即达到溶解平衡。 (2)表达式(以AgCl为例): 。 (3)特征,探究点一沉淀溶解平衡,溶解,生成,相等,保持不变,(4)生成难溶电解质的限度(标志) 对于常量的化学反应来说,化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于 时,沉淀就达完全。 思考1 常温下,分别将AgCl溶于水和0.1 mol/L的NaCl溶液中,其溶解度相同吗?为什么? 提示:不同,在NaCl溶液中,Cl-的存在会导致AgCl(s) Ag+(aq)+Cl- (aq)向左移动,使AgCl溶解度更小。,110-5 molL-1,(5)影响沉淀溶解平衡的因素

3、,2.沉淀反应的应用 (1)沉淀的生成,调节pH法,加入氨水调节pH至78,可除去氯化铵中的杂质氯化铁,加沉淀剂法,以Na2S、H2S等作沉淀剂,使Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀,(2)沉淀的溶解,酸溶解法,大多数难溶于水的碳酸盐、氢氧化物都能在强酸中溶解,盐溶液溶解法,Mg(OH)2沉淀不仅能被盐酸溶解,还能被NH4Cl溶液溶解,(3)沉淀的转化,实质,沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动, 的沉淀易转化成 的沉淀。两种沉淀的溶解度差别 ,沉淀越容易转化,应用,锅炉除水垢自然界中矿物的沉淀,溶解度小,溶解度更小,越大,思考2 如果除去某溶液中的 ,你选择可溶性钙盐还

4、是钡盐?为什么? 提示:选择可溶性钡盐,因为BaSO4的溶解度比CaSO4的溶解度小,用Ba2+沉淀 更完全。,名师点拨,1.难溶电解质溶解平衡的两个“易混点” (1)难溶电解质的溶解度虽很小,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。勒夏特列原理同样适用于溶解平衡。,2.解答沉淀溶解平衡题的两个关键点 (1)在平衡“固体溶质 溶液中的溶质”中:v(溶解)v(沉淀),固体溶解; v(溶解)=v(沉淀),达到溶解平衡;v(溶解)v(沉淀),析出固体。 (2)一定温度下,饱和溶液中析出溶质后,溶液仍为饱和溶液,溶液中各离子浓度保持不变,溶质的物质的量浓度也不

5、变。,1.(2016山西临汾一中月考)在AgCl饱和溶液中尚有AgCl固体存在,当向溶液中加入0.1 mol/L的盐酸时,下列说法正确的是( ) A.AgCl沉淀溶解平衡向溶解方向移动 B.AgCl的溶解度增大 C.溶液中c(Ag+)增大 D.溶液中c(Cl-)增大,解析:加入盐酸后,c(Cl-)增大,使沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动,溶液中c(Ag+)减小,AgCl的溶解度减小,故A、B、C均错误。,过关演练 巩固知识提升能力,D,2.下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( ) A.反应开始时,溶液中各离子浓度相等 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

6、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:本题考查了沉淀溶解平衡的建立与特征。A项,反应开始时,各离子的浓度没有必然的关系;B项正确;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。,B,3.把足量熟石灰放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq),下列叙述正确的是( ) A.给溶液加热,溶液的pH升高 B.恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高 C.向溶液中加入Na2CO

7、3溶液,Ca(OH)2固体增多 D.向溶液中加入少量的NaOH固体,Ca(OH)2固体增多,D,4.要使工业废水中的Pb2+沉淀,可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂,已知Pb2+形成的化合物的溶解度如下:,解析:生成沉淀的溶解度越小,Pb2+沉淀越完全。由表中数据可知,PbS的溶解度最小,故沉淀剂最好为硫化物。,由上述数据可知,沉淀剂最好选用( ) A.硫化物 B.硫酸盐 C.碳酸盐 D.以上沉淀剂均可,A,5.实验:0.1 molL-1AgNO3溶液和 0.1 molL-1 NaCl溶液等体积混合得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c; 向滤液b中滴加0.1 molL-1KI溶液,出现浑浊

8、; 向沉淀c中滴加0.1 molL-1KI溶液,沉淀变为黄色。 下列分析不正确的是( ) A.浊液a中存在沉淀溶解平衡: AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) B.滤液b中不含有Ag+ C.中颜色变化说明AgCl转化为AgI D.实验可以证明AgI比AgCl更难溶,B,解析:由实验现象和反应原理可知,浊液a中含有AgCl及硝酸钠,滤液b为硝酸钠溶液(含极少量的Ag+、Cl-),白色沉淀c为AgCl,中出现的浑浊为AgI,中的黄色沉淀为AgI。浊液a中存在AgCl的溶解平衡,A项正确;由选项A可知滤液b中含有Ag+,B项不正确;中的黄色沉淀为AgI,是由AgCl电离出的Ag+与I-结合

9、生成的,C项正确;实验和实验均说明AgI比AgCl更难溶,D项正确。,知识探究 梳理知识点拨方法,1.溶度积Ksp,探究点二溶度积常数及应用,表达式,MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq),Ksp= .,概 念,在一定温度下,Ksp是一个常数,称为溶度积常数,简称溶度积,cm(Mn+)cn(Am-),影响,种物质的Ksp只与 有关,相同类型的难溶电解质溶度积越小,其溶解度越 .,温度,小,2.Ksp意义 同类型物质,在相同温度下Ksp数值越大,难溶电解质在水中的溶解能力越强,不同类型物质Ksp大小不具有可比性。如根据Ksp可判断溶解能力:AgIAgBrAgCl,Cu(OH)2Mg(

10、OH)2,25 时Ksp(AgCl)=1.810-10, KspMg(OH)2=1.810-11,不能比较两者溶解性大小。 3.溶度积规则 设任意浓度的溶液中离子浓度幂的乘积为Qc(离子积),通过比较溶度积与Qc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。,QcKsp,Qc=Ksp,QcKsp,名师点拨,1.溶度积的三个“易错点” (1)对同种难溶电解质,温度一定时,其溶度积就是定值。不能认为某种离子的浓度增大或减小了,其溶度积就变化。 (2)比较物质的溶解度大小时,要注意物质的类型相同且化学式中阴阳离子的个数比相同,溶度积越小,其溶解度也越小。如果不同,则不能直接利用溶度积

11、的大小来比较其溶解性,需转化为溶解度进行比较,否则易误判。 (3)涉及Qc的计算时,易忽视等体积混合后离子的浓度均减半而使计算出错。故离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。,2.数形结合考查溶度积常数 (1)不同的难溶物在同一条件下,不能说Ksp小的先沉淀,而要通过计算比较Qc与Ksp的关系。其根本原因在于不同的物质溶度积表达式不同,计算的结果也不同。 (2)溶度积曲线上的点表示该条件下,达到溶解与沉淀平衡状态;在曲线下方的点表示该点下未达到平衡;在曲线上方的点表示过饱和状态,此时有沉淀析出。,1. 下列说法不正确的是( ) A.Ksp只与难溶电解质的性质

12、和温度有关 B.由于Ksp(ZnS)Ksp(CuS),所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀 C.其他条件不变,离子浓度改变时,Ksp不变 D.两种难溶电解质作比较时,Ksp小的,溶解度一定小,解析:相同温度下不同的难溶电解质,溶度积不同,这是由物质本身的性质决定的,对同一难溶电解质来说,温度不同Ksp不同,Ksp不受其他因素的影响,同类型难溶电解质,Ksp数值越小,其溶解度越小。,过关演练 巩固知识提升能力,D,2.(2017甘肃天水一中高二段考)已知25 时,KspMg(OH)2=1.810-11, Ksp(MgF2)=7.4210-11。下列说法正确的是( ) A.25 时,饱和M

13、g(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大 B.25 时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大 C.25 时,Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 molL-1氨水中的Ksp比在20 ML 0.01 molL-1 NH4Cl溶液中的Ksp小 D.25 时,向两者的饱和溶液中分别加水,平衡均向沉淀溶解方向移动, (仍有固体剩余)c(Mg2+)均增大,解析:因KspMg(OH)2小于Ksp(MgF2),则前者的c(Mg2+)小,A项错误; 结合OH-使氢氧化镁溶解平衡正向移动,c(Mg2+)增大,B项正确;Ksp只与温度有关,C项错误;25

14、 时,向两者的饱和溶液中分别加水,平衡均向沉淀溶解方向移动,(仍有固体剩余)c(Mg2+)不变,D项错误。,B,3.已知:Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgI)=1.510-16,Ksp(Ag2CrO4)=2.010-12,则下列难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小顺序正确的是( ) A.AgClAgIAg2CrO4B.AgClAg2CrO4AgI C.Ag2CrO4AgClAgID.Ag2CrO4AgIAgCl,C,解析:AgCl溶液中Ag+浓度数量级为10-5,AgI溶液中Ag+浓度数量级为10-8,Ag2CrO4溶液中Ag+浓度数量级为10-4,此时可顺利比较出Ag+浓度大

15、小。,1.为了除去ZnCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后再加入适量盐酸,最好选的试剂是( ) A.NH3H2O B.NaOH C.ZnCO3 D.Na2CO3,解析:A、B、D项在除去Fe3+的同时,分别引入新杂质:、Na+、Na+,而C项不会引入杂质。,C,课堂检测 即学即测查漏补缺,2.已知,常温下,Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgI)=8.310-17,下列叙述中正确的是( ) A.常温下,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KI溶液,沉淀由白色转化为黄色 C.将0.001 molL-1

16、的AgNO3溶液滴入KCl和KI的混合溶液中,一定先产生AgI沉淀 D.向AgCl的饱和溶液中加入NaCl晶体,有AgCl析出且溶液中c(Ag+)= c(Cl-),B,解析:Ksp只与温度有关,与溶液中离子浓度无关,温度不变,则溶度积不变,A错误;Ksp(AgCl)Ksp(AgI),沉淀转化为溶解度更小的物质容易发生,向AgCl的悬浊液中加入KI溶液,沉淀由白色转化为黄色,B正确;KCl和KI的混合溶液中,c(Cl-)和c(I-)的大小无法比较,所以Qc也无法知道,无法判断Qc与Ksp的大小,也就无法确定沉淀的先后顺序,C错误;向AgCl的饱和溶液中加入NaCl晶体,溶解平衡逆向移动,生成沉淀

17、,c(Ag+)减小, c(Cl-)增大,c(Ag+)c(Cl-),D错误。,3.(2018山东临沂五县联考)25 时,某难溶性碱MOH在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(单位:molL-1)。下列说法正确的是( ) A.该碱在25 时的Ksp为210-10 B.a点的Ksp大于b点的Ksp C.通过蒸发可使溶液由b点变为c点 D.25 时,要使c(M+)为0.1 molL-1的溶液形成沉淀,溶液的pH至少要升高到5,D,4.在有固体Mg(OH)2存在的饱和溶液中,存在着如下平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),向该饱和溶液中加入CH3COONa(s)时,固体Mg(OH)

18、2的质量 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),加NH4Cl(s)时,固体Mg(OH)2的质量。,答案:增大减小,5.(1)向0.1 mol/L的AgNO3溶液中加入等体积0.1 mol/L的NaCl和0.1 mol/L的NaBr混合液,生成的沉淀主要是。 (2)取等体积的AgCl和AgI饱和溶液混合,再加入足量AgNO3溶液,生成的沉淀主要是。,解析:(1)AgNO3的量不足,先生成溶解度更小的AgBr。 (2)由于AgCl溶解度大,混合溶液中c(Cl-)大,加入足量AgNO3溶液主要生成AgCl沉淀。 答案:(1)AgBr(2)AgCl,(3)现向含AgBr的饱和溶液中: 加入固体AgN

19、O3,则c(Ag+)(填“变大”“变小”或“不变”,下同); 加入更多的AgBr固体,则c(Ag+); 加入AgCl固体,则c(Br-),c(Ag+) ; 加入Na2S固体,则c(Br-),c(Ag+) 。,解析:(3)向AgBr饱和溶液中加入AgNO3,c(Ag+)变大,溶解平衡向左移动。 加入AgBr固体,对溶解平衡无影响,c(Ag+)不变。 因AgCl溶解度大于AgBr,加入AgCl固体时,c(Ag+)变大,溶解平衡向左移动,c(Br-)变小。 因Ag2S溶解度小于AgBr,加入Na2S固体时,生成Ag2S,溶解平衡向右移动,c(Br-)变大,但c(Ag+)变小。 答案:(3)变大不变变

20、小变大变大变小,沉淀溶解平衡属于动态平衡,影响平衡的因素及平衡移动方向的分析方法同其他平衡,其原理经常应用在物质的分离提纯实验中。 【典型例题】 25 时几种难溶电解质的溶解度如表所示:,实验微专题8溶解平衡在化学实验中的应用,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

21、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的效果,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 。 (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 B.将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比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 D.Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中 E.在pH4的溶液中Fe3+一定不能大量存在,解析:实验中为了不引入杂

22、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,可使用氢氧化铜、碱式碳酸铜等调节溶液的pH。(4)选项B是错误的,原因是若不把Fe2+氧化为Fe3+,当Fe2+沉淀完全时,Cu2+也沉淀完全。 答案:(1)Fe(OH)3 (2)氨水不会引入新的杂质 (3)2Fe3+3Mg(OH)2 3Mg2+2Fe(OH)3 (4)ACDE,【变式练习】 1.卤水中蕴含着丰富的镁资源