沉淀溶解平衡的计算课件【核心素养提升+备课精讲精研】上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

第三章

水溶液中的离子反应与平衡第四节沉淀溶解平衡第3课时沉淀反应的计算议课时间:11月29日上课时间:12月2日

学习目标(1min)

1.了解沉淀反应计算的题型。2.掌握沉淀反应计算的方法。问题导学(10min)

在一定温度下,一定量的水中,石灰乳悬浊液中存在下列溶解平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)＋2OH-(aq)(1)升高温度,平衡______移动,溶解度______,Ksp______。(2)加水,平衡______移动,溶解度______,Ksp______。(3)加Ca(OH)2(s),平衡______移动,

n(Ca2+)______,c(Ca2+)______,溶解度______,Ksp______。(4)加CaO(s)(忽略温度变化),平衡______移动,n(Ca2+)______,c(Ca2+)______,溶解度______,Ksp______。向左减小减小向右不变不变不不变不变不变不变向左减小不变不变不变点拨精讲(18min)

三.沉淀反应的计算1.溶度积与溶解度:(计算时要先将难溶电解质的溶解度S的单位换算成mol/L)(2)1:2型:Ag2CrO4(s)=2Ag+(aq)+CrO42-(aq)

2S

S

Ksp=c2(Ag+)·c(CrO42-)=(2S)2·S=4S3(1)1:1型:AgCl(s)＝Ag+(aq)＋Cl-(aq)

S

SS

Ksp＝c(Ag+)·c(Cl－)＝S2对于基本不水解的AB型难溶强电解质其溶解度S在数值上等于其溶度积的平方根。(单位:mol/L)相同类型的难溶强电解质,其Ksp大S也大,不同类型的难溶电解质不能直接用溶度积比较其溶解度相对大小。

例1.已知CaCO3在常温下的Ksp=5.0×10-9,则该温度下饱和溶液中Ca2+的物质的量浓度是多少？该温度下的溶解度又是多少？解:CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)

Ksp=c(Ca2+)·c(CO32-)=5.0×10-9且c(Ca2+)=c(CO32-)=(5.0×10-9)0.5=7.071×10-5mol·L-1因1升水中溶解了7.071×10-5mol的CaCO3则1升水中溶解的CaCO3的质量为:

7.071×10-5mol×100g·mol-1=7.071×10-3g所以该温度下的溶解度为:S=7.071×10-4g2.分级沉淀:在混合离子的溶液中加入沉淀剂时,溶液中离子沉淀有先后顺序的现象称为分级沉淀。离子沉淀先后顺序:离子开始沉淀时,所需沉淀剂浓度小者先沉淀,所需沉淀剂浓度大者后沉淀。例2.已知25℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.0×10-13,用AgNO3溶液来沉淀浓度均为0.010mol/L的Cl－和Br－,开始沉淀时所需c(Ag+)分别是多少?

解:AgCl中c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-)=(1.8×10–10/0.010)=1.8×10–8mol/LAgBr中c(Ag+)=Ksp(AgBr)/c(Br-)=(5.0×10–13/0.010)=5.0×10–11mol/LAgBr先出现沉淀。

例3.已知25℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10–12,用AgNO3溶液来沉淀浓度均为0.010mol/LCl–和CrO42-,最先得到的沉淀是AgCl还是Ag2CrO4?解:AgCl中c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl–)=(1.8×10–10/0.010)

=1.8×10–8mol/L

Ag2CrO4中c(Ag+)=【Ksp(Ag2CrO4)/c(CrO42-)】0.5

=【(2.0×10–12/0.010)】0.5=1.4×10–5mol/L计算结果表明,沉淀Cl-所需Ag+浓度(1.8×10−8mol/L)比沉淀CrO42−所需Ag+浓度(1.4×10−5mol/L)小得多,因此先出现AgCl沉淀(Ksp大)。说明生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀。解:两种沉淀AgCl和AgBr共存时,c(Ag+)浓度相同,则:=c(Ag+)·c(Br-)c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgBr)Ksp(AgCl)=5.4×10-132.0×10-10=2.7×10-34.3.氢氧化物沉淀pH值相关计算:例5.实验测得某水样中的铁离子的浓度为6×10-6mol·L-1若要使水中的铁离子转化为沉淀,则溶液的PH值至少要控制在多少以上?[已知Fe(OH)3的Ksp为2.6×10-39]解:设溶液中的c(OH-)最少为Xmol·L-1才能使水中的铁离子转化为沉淀。KSP=c(Fe3+)·c3(OH-)=6×10-6▪X3=2.6×10-39

求得X=7.57×10-12mol·L-1则C(H+)=1.32×10-3mol·L-1即PH=2.88答:PH至少要控制在2.88以上。例6.已知在某温度时,AgCl的Ksp=1.80×10-10,将0.001mol·L-1NaCl

和0.001mol·L-1AgNO3溶液等体积混合,是否有AgCl沉淀生成。解:两溶液等体积混合后,Ag+和Cl-浓度都减小到原浓度的一半。c(Ag+)=c(Cl-)=1/2×0.001=0.0005(mol·L-1)在混合溶液中,则

Qc=c(Ag+)·(Cl-)=(0.0005)2=2.5×10-7＞Ksp=1.80×10-10

所以有AgCl沉淀生成。4.溶度积Ksp与离子积Qc的相关计算:例7.已知在某温度时,Mg(OH)2的溶度积Ksp=3.2×10-17mol3·Lˉ3,

求室温下Mg(OH)2饱和溶液中Mg2+和OHˉ的物质的量浓度。解:已知Mg(OH)2(s)

Mg2+(aq)+2OH-(aq)由于:c(OH-)=2c(Mg2+)Ksp=c(Mg2+)•[c(OH-)]2=c(Mg2+)•[2c(Mg2+)]2=3.2×10-17c(Mg2+)=2.0×10-6mol•L-1c(OH-)=4.0×10-6mol•L-1四.有关Ksp的图像例8.(山东卷)某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(

)A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点C.d点无BaSO4沉淀生成D.a点对应的Ksp大于c点对应的KspC课堂小结(1min)

第3课时沉淀反应的计算三.沉淀反应的计算1.溶度积与溶解度:(计算时要先将难溶电解质的溶解度S的单位换算成mol/L)2.分级沉淀:3.氢氧化物沉淀pH值相关计算:4.溶度积Ksp与离子积Qc的相关计算:当堂检测(15min)1.氯化银在25℃时溶解度为0.000192g/100gH2O,求它的溶度积常数。解:因AgCl饱和溶液极稀,1mLAgCl溶液=1mLH2O=1gH2O所以1LAgCl饱和溶液中含AgCl0.00192g,用物质的量浓度表示:S(AgCl)=(0.00192g/L)/(143.5g/mol)=1.34×10-5mol/L

溶解的AgCl完全电离,故

c(Ag+)=c(Cl-)=1.34×10-5mol/L所以Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=(1.34×10-5)2=1.8×10-10当堂检测(15min)2.在25℃下,向浓度均为0.01mol/L的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水,先生成__________沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为:______________________________________。(已知4.242=18、5.13=13325℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11

Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33)。解:要有Mg(OH)2沉淀生成,需有Qc[Mg(OH)2]>Ksp[Mg(OH)2]则:c(Mg2+)·c2(OH-)=0.01×c2(OH-)>1.8×10-11

即c(OH-)>4.24×10-5mol/L同理可得:有Al(OH)3沉淀生成,所需c(OH-)>5.1×10-11mol/L,先生成Al(OH)3沉淀。Al(OH)3Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+当堂检测(15min)3.(15年全国1-28)(2)上述浓缩液中含有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,溶液中已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17。为:

。解:两种沉淀AgCl和AgI共存时,c(Ag+)浓度相同,则:=c(Ag+)·c(I-)c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgI)Ksp(AgCl)=8.5×10-171.8×10-10=4.7×10-7

4.7×10-7当堂检测(15min)4.已知某温度下CaC2O4的Ksp为2.5×10-9，将0.02mol·L-1澄清石灰水和0.01mol·L-1H2C2O4溶液等体积混合,所得溶液中C2O42-的物质的量浓度为:__________________。5.0×10-7mol·L-1当堂检测(15min)5.(2017全国1-27)(5)若“滤液②”c(Mg2+)=0.02mol·L-1,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5mol·L-1,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?(已知Ksp[FePO4]=1.3×10-22,

Ksp[Mg3(PO4)2]=

1.0×10-24)解:Fe3+恰好沉淀完全时,QC[Mg3(PO4)2]=c3(Mg2+)×c2(PO43-)=(0.01)3×(1.3×10-17)2=1.69×10-40＜Ksp[Mg3(PO4)2]=1.0×10-24因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀。C(PO43-)=mol·L-1=1.3×10-17mol·L-11.3×10-221.0×10-5当堂检测(15min)6.(2015江苏)(2)已知:Ksp[Al(OH)3]=1×10-32，Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38，pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋(使其浓度小于1×10－6mol·L－1),需调节溶液pH范围为_______________。

5.0<pH<7.1或5.0~7.1当堂检测(15min)7.在常温下,氢氧化铜悬浊液中存在如下平衡:Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),常温下其Ksp=2×10-20

(1)某硫酸铜溶液里c(Cu2＋)=0.02mol·L-1,如要生成Cu(OH)2，应调整溶液pH使之大于____。(2)要使0.2mol·L-1硫酸铜溶液中Cu2+浓度降至原来的千分之一,则应向溶液里加入氢氧化钠溶液,使溶液pH为_____。(3)Cu(OH)2(s)在纯水的溶解度是

g已知:1.713=5

1.71×10-75

6当堂检测(15min)8.已知在某温度时,Ca(OH)2的溶度积Ksp=10-7mol3·L-3,将100mL

0.001mol/LCaCl2溶液和100mL0.01mol/LNaOH溶液混合,

是否有沉淀生成?写出计算过程。解:两溶液等体积混合后,Ca2+和OH-浓度都减小到原浓度的一半。c(Ca2+)=1/2×0.001=0.0005(mol·L-1)c(OH-