高考化学总复习 第八单元 第4讲 水的电离与溶液的酸碱性课件 新人教版-新人教版高三全册化学课件

1、第4讲 沉淀溶解平衡第八单元水溶液中的离子平衡目 录CONTENTS磨剑：课前自学悟剑：课堂精讲磨剑：课前自学悟剑：课堂精讲磨剑：课前自学知识清单核心速记 目 录一、难溶电解质的溶解平衡1.定义:在一定条件下,当 的速率和 的速率相等时,得到该沉淀的饱和溶液,这种动态平衡状态叫难溶电解质的溶解平衡。 2.特征:难溶电解质的溶解平衡属于化学平衡的一种,因此它具有化学平衡的一切特征。“动”:动态平衡,溶解的速率与沉淀的速率不等于0。“等”:溶解的速率与沉淀的速率相等。“定”:达到平衡时,溶液中离子的浓度保持不变。“变”:当外界条件改变时,溶解平衡将发生移动,达到新的平衡。难溶电解质溶解沉淀生成3.

2、影响因素(1)内因: 。 (2)外因:外因对溶解平衡的影响温度大多数难溶电解质的溶解平衡是 反应,升高温度,溶解平衡向 的方向移动 浓度加水稀释,溶解平衡向 的方向移动 同离子效应向平衡体系中加入相同离子,溶解平衡移 化学反应若加入的物质使难溶电解质生成更难溶的电解质、弱电解质或气体时,溶解平衡移 难溶电解质本身的性质吸热沉淀溶解沉淀溶解左右改变条件对平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)的影响改变条件平衡移动方向移动原因平衡时c(Ag+)平衡时c(Cl-)升温 溶解过程,升温后向吸热方向移动 _增大加水_加水后平衡向 的方向移动 不变_加AgCl(s)_已经是饱和溶液,加入后无

3、影响_不变加NaCl(s)左移增大溶液中c(Cl-)减小_加AgNO3(s)左移增大溶液中c(Ag+)_减小右移吸热增大右移微粒数增多不变不移动不变增大增大改变条件平衡移动方向移动原因平衡时c(Ag+)平衡时c(Cl-)加入NH3H2O右移与Ag+生成络合离子Ag(NH3而降低溶液中c(Ag+)_增大加入Na2S_S2-与Ag+生成更难溶的Ag2S沉淀而降低溶液中c(Ag+)减小_(续表)减小右移增大微加注意1.沉淀溶解平衡是化学平衡的一种,沉淀溶解平衡的移动也同样遵循勒夏特列原理。2.绝大多数固体的溶解度随温度的升高而增大,但有少数物质的溶解度随着温度的升高而减小,如Ca(OH)2。3.Ks

4、p大的物质,溶解度不一定大,只有组成相似的物质,才能用Ksp比较其溶解度的大小。4.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。5.习惯上将溶解度小于0.01 g的电解质称为难溶电解质。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110-5 molL-1时,沉淀就达完全。二、难溶电解质的溶解平衡常数溶度积1.定义:难溶电解质在溶液中达到溶解平衡状态时,离子浓度保持不变(或一定),各 为一个常数,这个常数称之为溶度积常数,简称为溶度积,用Ksp表示。 2.表达式:AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)

5、,Ksp(AmBn)= 。 3.注意:a.Ksp只与 有关,而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。 b.一般来说,对同种类型难溶电解质,Ksp越小,其溶解度越 ,越易转化为沉淀。不同类型难溶电解质,不能根据Ksp比较其溶解度的大小。离子浓度幂的乘积cm(An+)cn(Bm-)温度小c.可通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积离子积(Qc)的相对大小,判断难溶电解质在给定条件下的沉淀生成或溶解情况:当 时,向生成沉淀的方向进行,有沉淀析出; 当 时,达到溶解平衡,溶液为饱和溶液; 当 时,向沉淀溶解的方向进行,沉淀逐渐溶解。微加注意溶度积的大小反映了难溶电解质溶解能力的大小。对于同种类型的难溶

6、电解质,溶度积越大,溶解度也越大;对于不同类型的难溶电解质,不能简单用Ksp大小来比较溶解能力的大小,必须把溶度积换算成溶解度。QcKspQc=KspQcKsp(AgI),只能说明c(Ag+)c(I-)Ksp(AgI)。3.增大沉淀溶解平衡中离子的浓度,使QcKsp,则平衡左移,生成沉淀。1.沉淀溶解平衡的两个特征:v(溶解)=v(沉淀)0;固体的质量或离子浓度保持不变。2.一个表达式:对于溶解平衡MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq),Ksp=cm(Mn+)cn(Am-)。3.影响Ksp的一个因素:温度。4.溶度积规则中的三个关系(1)QcKsp:溶液过饱和,有沉淀析出。5.沉淀

7、反应的三个应用(1)沉淀的生成。(2)沉淀的溶解。(3)沉淀的转化。悟剑：课堂精讲真题体验考点巧讲 磨剑：课前自学悟剑：课堂精讲目 录161.正误判断(正确的打“”,错误的打“”)。(1)向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液,则SO42-沉淀完全,溶液中不含SO42- 。()(2)沉淀达到溶解平衡时,溶液中溶质离子浓度一定相等,且保持不变。()(3)升高温度,沉淀溶解平衡一定正向移动。()(4)室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。()答案难溶电解质的沉淀溶解平衡(5)BaSO4在等物质的量浓度的Na2SO4溶液和Al2(SO4)3溶液中的溶解度相同。()(6)因溶解度

8、小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化,故向ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀。()(7)难溶电解质达到溶解平衡时,增加难溶电解质的量,平衡向溶解的方向移动。()(8)为减少洗涤过程中固体的损耗,最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀。()(9)向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液,白色沉淀变成黑色沉淀:2AgCl+S2-Ag2S+2Cl-。()答案2.(1)在实验室中怎样除去NaCl溶液中的BaCl2?(2)怎样除去AgI中的AgCl?向溶液中加入过量的Na2CO3溶液充分反应,过滤,向滤液中加适量盐酸。把混合物与饱和的KI溶液混合,振荡静置,溶度积大的AgCl就会慢慢转化

9、为溶度积小的AgI。答案一、沉淀生成的两大应用1.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。2.控制溶液的pH来分离物质,如除去CuCl2中的FeCl3,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。二、沉淀溶解的四种常用方法1.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。2.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。3.氧化

10、还原法:通过发生氧化还原反应使平衡体系中的离子浓度减小,从而使沉淀溶解,如Ag2S溶于硝酸。4.沉淀转化溶解法:将难溶物转化为能用上述三种方法之一溶解的沉淀,然后再溶解。例如向BaSO4中加入饱和Na2CO3溶液使BaSO4转化为BaCO3,再将BaCO3溶于盐酸。答案解析1.下列有关AgCl沉淀的溶解平衡的说法中正确的是()。A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但速率相等B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-C.升高温度,AgCl沉淀的溶解度减小D.在有AgCl沉淀生成的溶液中加入NaCl固体,AgCl沉淀溶解的量不变解析：沉淀溶解平衡是动态平衡,A项正确;AgCl在水中存在溶解

11、平衡,溶液中有极少量的Ag+和Cl-,B项错误;通常固体的溶解度随温度的升高而增大(氢氧化钙等除外),C项错误;加入NaCl固体,增大Cl-浓度,使AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-的平衡左移,析出氯化银沉淀,因此AgCl沉淀溶解的量减少,D项错误。A2.已知Ca(OH)2溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)(H0),下列有关该平衡体系的说法正确的是()。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

12、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.A解析答案解析：加入少量Na2CO3粉末会生成CaCO3,使Ca2+浓度减小,错误;加入氢氧化钠溶液,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;给溶液加热,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;向溶液中加入NaO

13、H固体,平衡向左移动,Ca(OH)2固体的质量增加,错误。3.下列化学原理的应用,可以用沉淀溶解平衡原理来解释的是()。热纯碱溶液洗涤油污的能力比冷纯碱溶液强误将钡盐BaCl2、Ba(NO3)2当作食盐食用时,常用0.5%的Na2SO4溶液解毒石灰岩(喀斯特地貌)溶洞的形成BaCO3不能作“钡餐”,而BaSO4可以泡沫灭火器灭火原理A. B.C. D.解析答案A解析：碳酸钠是强碱弱酸盐,因为水解使其溶液呈碱性,碱能促进油脂水解,加热促进水解,所以热纯碱溶液的洗涤油污能力更强,应用了盐类水解原理,故不符合;钡离子有毒,所以可溶性的钡盐有毒,钡离子和硫酸根离子反应生成不溶于酸和水的硫酸钡,即易溶性

14、的物质能向难溶性的物质转化,所以可以用沉淀溶解平衡原理来解释;石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用转化为微溶性的碳酸氢钙,长时间反应,形成溶洞,所以可以用沉淀溶解平衡原理来解释;碳酸钡能和盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水,硫酸钡和盐酸不反应,所以碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡可以,可以用沉淀溶解平衡原理来解释;碳酸氢钠水解使其溶液呈碱性,硫酸铝水解使其溶液呈酸性,氢离子和氢氧根离子反应生成水,则碳酸氢钠和硫酸铝相互促进水解,从而迅速产生二氧化碳,所以可以用盐类水解原理来解释泡沫灭火器灭火的原理,故不符合。4.已知四种盐的溶解度(S)曲线如图所示:下列说法不正确的是()。A.将NaCl溶液蒸

15、干可得NaCl固体B.将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体C.Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质,可用重结晶法提纯D.可用MgCl2和NaClO3制备Mg(ClO3)2解析答案B解析：因为NaCl的溶解度受温度的影响不大,所以将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体,A项正确;因为MgCl2能够水解,水解产生Mg(OH)2和HCl,加热,水解平衡正向移动,HCl易挥发,所以将MgCl2溶液蒸干可得Mg(OH)2固体,B项错误;因为Mg(ClO3)2的溶解度随温度升高而增大且受温度影响变化较大,NaCl的溶解度受温度影响较小,所以Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质,可用重结晶法提纯,C项

16、正确;反应MgCl2+2NaClO3 Mg(ClO3)2+2NaCl类似于侯氏制碱法生成NaHCO3的原理,因为NaCl溶解度小而从溶液中析出,使反应向生成Mg(ClO3)2的方向进行,D项正确。281.正误判断(正确的打“”,错误的打“”)。(1)Ksp(AB2)KspMg(OH)2。()(7)AgCl(s)+I-(aq) AgI(s)+Cl-(aq)的化学平衡常数K= 。()(8)向AgCl悬浊液中加入NaBr溶液时,出现黄色沉淀,说明Ksp(AgCl)”“”或“=”)T2。 (2)保持T1不变,怎样使A点变成B点?_。 (3)在B点,若温度从T1升高到T2,则B点可能变到(填“C”“D”

17、或“E”)点。 (4)若要从B点变到E点,理论上应采取的措施是 。 c(Ag+),B项错误;两者共存的溶液中,存在Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=1.5610-10,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)c(CrO42-)=9.010-12,故 ,C项错误; Ag2CrO4的溶解度大于AgCl的溶解度,难溶物质有向更难溶物质转化的趋势,故Ag2CrO4能转化为AgCl,D项错误。2.Ca(OH)2在温度分别为T1、T2时的沉淀溶解平衡曲线如图所示图中浓度单位为molL-1,温度为T1时Ca(OH)2的Ksp=410-6, 1.6。下列说法正确的是()。A.温度: TlT2,A项

18、错误;P点属于过饱和溶液,即悬浊液,因此分散质粒子直径大于100 nm,B项错误;Ksp=c(Ca2+)c2(OH-),410-6=4a(2a)2,解得a=6.2510-3,因此c(OH-)=26.2510-3 molL-1=0.0125 molL-1,C项正确;加水稀释,c(Ca2+)和c(OH-)都减小,D项错误。3.几种金属硫化物的溶度积如图所示:已知pM=-lg c(M2+),pS=-lg c(S2-)。下列说法正确的是()。A.相同温度下,溶解度:S(HgS)S(CuS)S(FeS)B.硫化铜难溶于稀硫酸,而硫化汞易溶于稀硫酸C.a点对应的硫化铜悬浊液中溶度积常数Ksp(CuS)=1

19、10-36D.MS溶解的条件是c(M2+)c(S2-)Ksp(MS)解析答案C解析：审题关键:(1)从图像看,pM越大,c(M2+)越小;pS越大,c(S2-)越小。(2)HgS、CuS、FeS的沉淀类型相同,都是AB型。(3)溶度积越大,溶解度越大。(4)曲线上每一点都代表“对应物质的饱和溶液”,即达到沉淀溶解平衡状态。A项,硫化汞溶度积最小,硫化亚铁溶度积最大,它们组成类型相同,溶度积越大,溶解度越大,所以,硫化汞的溶解度最小,硫化亚铁的溶解度最大,错误;B项,根据c(M2+)c(S2-)与Ksp(MS)的关系知,如果硫化铜难溶于稀硫酸,则硫化汞更难溶于稀硫酸,错误;C项,曲线上每个点对应

20、的金属硫化物都处在沉淀溶解平衡状态,pCu+pS=-lg c(Cu2+)+lg c(S2-),Ksp(CuS)=10-(pCu+pS)=10-16,正确;D项,硫化物溶解的条件是c(M2+)c(S2-)Ksp(MS),错误。1.(2018年海南,6)某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸,下列说法正确的是()。A.AgCl的溶解度、Ksp均减小B.AgCl的溶解度、Ksp均不变C.AgCl的溶解度减小、Ksp不变D.AgCl的溶解度不变、Ksp减小解析：向AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸,c(Cl-)增大,导致溶解平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)逆向移动,则A

21、gCl的溶解度减小,但温度不变,Ksp不变。C答案解析2.(2017年全国卷,13)在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的Cl-会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去Cl-。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图,下列说法错误的是()。A.Ksp(CuCl)的数量级为10-7B.除Cl-反应为Cu+Cu2+2Cl- 2CuClC.加入Cu越多,Cu+浓度越高,除Cl-效果越好D.2Cu+ Cu2+Cu平衡常数很大,反应趋于完全解析答案C解析：当-lg =0时,lg 约为-7,即c(Cl-)=1 molL-1,c(Cu+)=10-7 molL-1,

22、因此Ksp(CuCl)的数量级为10-7,A项正确;分析生成物CuCl的化合价可知,Cl元素的化合价没有发生变化,Cu元素由0价和+2价均变为+1价,因此参加该反应的微粒为Cu、Cu2+和Cl-,生成物为CuCl,则该反应的离子方程式为Cu+Cu2+2Cl- 2CuCl,B项正确;铜为固体,只要满足反应用量,Cu的量对除Cl-效果无影响,C项错误;反应2Cu+ Cu2+Cu的平衡常数K= ,可取图像中的c(Cu+)=c(Cu2+)=110-6 molL-1代入平衡常数的表达式中计算,即K= =1106,因此平衡常数很大,反应趋于完全,D项正确。3.(2016年海南,5)向含有MgCO3固体的溶

23、液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化),下列数值变小的是()。A.c(CO32-) B.c(Mg2+) C.c(H+) D.Ksp(MgCO3)解析： MgCO3固体的溶液中存在溶解平衡:MgCO3(s) Mg2+(aq)+CO32- (aq),加入少量稀盐酸与CO32-反应促使溶解平衡正向移动,故溶液中c(CO32-)减小,c(Mg2+)增大,A项正确,B项错误;从极端值的角度分析,该过程c(H+)为增大趋势,Ksp(MgCO3)只与温度有关,故Ksp(MgCO3)不变,D项错误。答案解析A4.(2017年全国卷,27节选) 若“滤液”中c(Mg2+)=0.02 molL-1,加入双氧水和磷酸(

24、设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.010-5 molL-1,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?_(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.310-22、1.010-24。答案加入磷酸后,因溶液体积增加1倍,此时溶液中c(Mg2+)=0.01 molL-1。当Fe3+恰好沉淀完全时,c(PO43-)= molL-1=1.310-17 molL-1,此时溶液中c3(Mg2+)c2(PO43-)=(0.01)3(1.310-17)2=1.710-40KspMg3(PO4)2,因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀。 5.(1)(2016年全国

25、卷,27节选)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,利用Ag+与CrO42-生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl-恰好完全沉淀(浓度等于1.010-5 molL-1)时,溶液中c(Ag+)为_molL-1,此时溶液中c(CrO42-)等于 molL-1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.010-12和2.010-10) (2)(2015年全国卷,28节选)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题:上述浓缩液中主要含有I-、Cl-等离子。取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中

26、为 。已知Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(AgI)=8.510-17 解析答案2.010-55.010-34.710-7(3)(2015年福建理综,23节选)25 ,在0.10 molL-1 H2S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-)关系如图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)= molL-1。 某溶液含0.020 molL-1 Mn2+、0.10 molL-1 H2S,当溶液pH=时,Mn2+开始沉淀。已知:Ksp(MnS)=2.810-13 解析答案0.0435(4）(2015年江苏,18节选)已知:KspAl(OH)3=110-33,KspFe(OH)3=310-39,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度均小于110-6 molL-1),需调节溶液pH范围为 。 (5)(2015年全国卷,26节选)酸性锌锰干电池是一种一次性电池,回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示: 用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解,铁变为,加碱调节至pH为时,铁刚好沉淀完全(离子浓度小于110-