2018届高考化学一轮复习8.4难溶电解质的溶解平衡课件新人教版.pptx

1、考纲要求:了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。理解溶度积(Ksp)的含义,能进行相关的计算。,-2-,基础梳理,考点突破,难溶电解质的溶解平衡 1.溶解平衡状态 (1)定义。 沉淀溶解平衡状态是指在一定温度下,当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时, 速率和速率相等的状态。 例如,在一定温度下,当AgCl溶于水形成溶液时,AgCl溶于水形成Ag+和Cl-的速率溶液中的Ag+和Cl-结合生成AgCl的速率的状态,属于溶解平衡状态。 (2)溶解平衡的建立。 固体溶质 溶液中的溶质 v(溶解)v(沉淀),固体溶解 v(溶解)v(沉淀),溶解平衡 v(溶解)v(沉淀),析出晶体,沉淀溶解,沉淀生成,饱和,等于,

2、=,-3-,基础梳理,考点突破,(3)特点。,不再变化,-4-,基础梳理,考点突破,(4)沉淀溶解平衡的影响因素。,沉淀溶解的方向,吸热,沉淀溶解的方向,不变,生成沉淀的方向,沉淀溶解的方向,-5-,基础梳理,考点突破,正向,增大,增大,逆向,增大,不变,正向,减小,不变,逆向,减小,不变,-6-,基础梳理,考点突破,2.沉淀溶解平衡的应用 (1)沉淀的生成。 调节pH法。 如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3,可以向溶液中加入CuO,调节溶液的pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去。离子方程式为 ,。 沉淀剂法。 如用H2S沉淀Hg2+的离子方程式为。 (2)沉淀的溶解。 酸溶解法。

3、 如CaCO3溶于盐酸,离子方程式为 。 Cu(OH)2溶于稀硫酸,离子方程式为 。 盐溶液溶解法。 如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为 。,CuO+2H+=Cu2+H2O Fe3+3H2O=Fe(OH)3+3H+,Hg2+H2S=HgS+2H+,CaCO3+2H+=Ca2+H2O+CO2,Cu(OH)2+2H+=Cu2+2H2O,-7-,基础梳理,考点突破,(3)沉淀的转化。 实质:沉淀溶解平衡的移动。 规律:一般说来,溶解度小的沉淀容易转化成的沉淀。沉淀的溶解度差别越大,越容易转化。 应用。 a.锅炉除垢:将CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为 。 b.矿物转化:CuSO

4、4溶液遇PbS转化为CuS,离子方程式为 。,溶解度更小,Cu2+PbS=CuS+Pb2+,-8-,基础梳理,考点突破,自主巩固 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)沉淀达到溶解平衡状态,溶液中各离子浓度一定相等 () (2)升高温度,沉淀溶解平衡一定正向移动 () (3)某物质的溶解性为难溶,则该物质不溶于水 () (4)因溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化,故ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀 () (5)室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度 () (6)AgCl沉淀易转化为AgI沉淀且K(AgX)=c(Ag+)c(X-),故K(AgI)K(Ag

5、Cl) () (7)向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液,白色沉淀变成黑色:2AgCl+S2-=Ag2S+2Cl- (),-9-,基础梳理,考点突破,1.沉淀溶解平衡及其影响因素的理解 (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)难溶电解质的溶解过程有的是吸热过程,有的是放热过程。 (3)沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。在难溶物质的饱和溶液中,溶解度小的沉淀会转化为溶解度更小的沉淀。,-10-,基础梳理,考点突破,上述转化说明溶解度的大小关系是AgClAgBrAgIAg2S。 说明:溶解度较小的沉淀,在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀。例如:

6、在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液,也可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。 2.沉淀完全的理解 用沉淀法除杂不可能将杂质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110-5 molL-1时,沉淀已经完全。,-11-,基础梳理,考点突破,例1(2016山西四校第二次联考)下列说法符合事实的是() A.物质的量浓度相同的硫酸氢铵溶液和醋酸铵溶液中,硫酸氢铵中的铵根离子物质的量浓度较小 B.在10 mL 0.1 molL-1的AgNO3溶液中加入6 mL等浓度的NaCl溶液,有白色沉淀产生,再加入6 mL等浓度的Na2S溶液,溶液中又有黑色沉淀生成,说明Ksp(Ag

7、2S)Ksp(AgCl) C.物质的量浓度均为0.02 molL-1的弱酸HX及其盐NaX等体积混合后:c(X-)+c(HX)=0.02 molL-1 D.已知Ksp(AgCl)=1.5610-10,Ksp(Ag2CrO4)=9.010-12。在含Cl-、 浓度相同的溶液中滴加AgNO3溶液时,首先生成Ag2CrO4沉淀,C,-12-,基础梳理,考点突破,解析:硫酸氢铵溶液中电离出的氢离子抑制铵根离子的水解,醋酸铵溶液中醋酸根离子水解促进铵根离子的水解,物质的量浓度相同的硫酸氢铵溶液和醋酸铵溶液中,醋酸铵中的铵根离子的物质的量浓度较小,A项错误;加入NaCl溶液形成AgCl沉淀后,溶液中仍有大

8、量的Ag+,再加入Na2S溶液,溶液中剩余的Ag+与S2-形成Ag2S沉淀,没有发生沉淀的转化,不能得出Ksp(Ag2S)Ksp(AgCl)的结论,B项错误;物质的量浓度均为0.02 molL-1的弱酸HX及其盐NaX的溶液等体积混合后,溶液中存在物料守恒:c(X-)+c(HX)=0.02 molL-1,C项正确;设Cl-、 浓度均为1 molL-1,产生氯化银和铬酸银沉淀需要银离子浓度分别为1.5610-10 molL-1、3.010-6 molL-1,需要的c(Ag+)越小,越先生成沉淀,故先生成AgCl沉淀,D项错误。,-13-,基础梳理,考点突破,误区警示 沉淀溶解平衡移动过程是固体溶

9、解和析出的相互转化过程,不属于化学变化,属于物理变化,但遵循勒夏特列原理。,-14-,基础梳理,考点突破,跟踪训练 1.(2016山西太原三模)25 时,用Na2S沉淀Cu2+、Zn2+两种金属离子(M2+),所需S2-最低浓度的对数值lg c(S2-)与lg c(M2+)的关系如图所示,下列说法不正确的是() A.Na2S溶液中:c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=2c(Na+) B.25 时Ksp(CuS)约为110-35 C.向100 mL Zn2+、Cu2+浓度均为10-5 molL-1的混合溶液中逐滴加入10-4 molL-1的Na2S溶液,Cu2+先沉淀 D.向Cu2+浓度为

10、10-5 molL-1的工业废水中加入ZnS粉末,会有CuS沉淀析出,A,-15-,基础梳理,考点突破,解析:硫化钠溶液中的物料守恒为:2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)=c(Na+), A错误;在25 时,CuS饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:CuS(s) Cu2+(aq)+S2-(aq),Ksp(CuS)=c(Cu2+)c(S2-)=10-2510-10=10-35,B正确;依据图示可知,CuS的Ksp较小,故CuS最难溶,那么首先出现的沉淀是CuS,即Cu2+先沉淀,C正确;在25 下,CuS溶液的Ksp是10-35,小于ZnS的Ksp,故向Cu2+浓度为10-5 molL-1废

11、水中加入ZnS粉末,会有CuS沉淀析出,D正确。,-16-,基础梳理,考点突破,2.(2016山西四校第二次联考)钡盐生产过程中排出大量钡泥主要含有BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等,某工厂本着资源利用和降低生产成本的目的,在生产BaCO3的同时,充分利用钡泥来制取Ba(NO3)2晶体及其他副产品,其部分工艺流程如下:,已知:Fe(OH)3和Fe(OH)2完全沉淀时溶液的pH分别为3.2和9.7; Ba(NO3)2在热水中的溶解度大,在冷水中的溶解度小; Ksp(BaSO4)=1.110-10,Ksp(BaCO3)=5.110-9。,-17-,基础梳理,考点突破,(1)该厂生产的Ba

12、CO3因含有少量BaSO4而不纯,提纯的方法是:将产品加入足量饱和的Na2CO3溶液中充分搅拌、过滤、洗涤。用离子方程式说明该提纯的原理:。 (2)上述流程中Ba(FeO2)2与HNO3溶液反应生成两种盐和H2O,反应的化学方程式为。 (3)结合本厂生产实际X试剂应选下列中的(填序号)。 A.BaCl2B.BaCO3C.Ba(NO3)2D.Ba(OH)2 (4)废渣2为。 (5)操作为。 (6)过滤3后的母液应循环到容器中(填“a”“b”或“c”)。 (7)称取w g的晶体样品溶于蒸馏水中加入足量的稀硫酸,反应后经一系列操作称重所得沉淀质量为m g,则该晶体的纯度可表示为。,-18-,基础梳理

13、,考点突破,-19-,基础梳理,考点突破,(3)加入X是为了调节硝酸钡和硝酸铁溶液的pH,使硝酸铁转化为氢氧化铁沉淀而除去,并且不引入新的杂质,因此合适的试剂是碳酸钡。 (4)调节硝酸钡和硝酸铁溶液的pH为45,产生的沉淀是氢氧化铁,过滤出的废渣是氢氧化铁。 (5)加入氢氧化钡调溶液至pH=7后,溶液中的溶质是硝酸钡,由于Ba(NO3)2在热水中的溶解度大,在冷水中的溶解度小,因此要析出硝酸钡晶体,需要蒸发浓缩、冷却结晶。 (6)过滤后的滤液是硝酸钡的饱和溶液,循环利用可以充分利用原料,同时减少对环境的污染,因此母液应循环到容器c中。,-20-,基础梳理,考点突破,溶度积常数及其应用 1.溶度

14、积和离子积,cm(An+)cn(Bm-),cm(An+)cn(Bm-),沉淀,溶解平衡,不饱和,-21-,基础梳理,考点突破,2.Ksp的影响因素 (1)内因:难溶物质本身的性质,这是主要决定因素。 (2)外因。 温度:绝大多数难溶盐的溶解是过程,升高温度,平衡向方向移动,Ksp。 特别提醒浓度:加水稀释,平衡向溶解方向移动,但Ksp不变。其他:向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离物质或气体的离子时,平衡向溶解方向移动,但Ksp不变。,吸热,溶解,增大,-22-,基础梳理,考点突破,自主巩固 (1)一定温度下,AgCl的Ksp=1.8010-10。将0.002 mol

15、L-1的NaCl和0.002 molL-1的AgNO3溶液等体积混合,是否有AgCl沉淀生成? 。 (2)一定温度下,1 L溶液中最多含有7.4 g Ca(OH)2,该温度下Ca(OH)2的溶度积为。加水稀释,Ca(OH)2的溶度积_ (填“变大”“不变”或“变小”,下同);升高温度Ca(OH)2的溶度积。,有沉淀生成,0.004,不变,变小,-23-,基础梳理,考点突破,1.溶度积的有关计算及其应用 (1)已知溶度积,求溶液中的某种离子的浓度,如Ksp=a的饱和AgCl溶液中, (2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中的另一种离子的浓度,如某温度下AgCl的Ksp=a,在0.1 mol

16、L-1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,达到平衡后c(Ag+)=10a molL-1。,-24-,基础梳理,考点突破,2.沉淀溶解平衡的有关图像 沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线,曲线上的任一点,都是同一温度下,恰好生成沉淀时的离子浓度,有相同的Ksp。如图中的A点和C点均表示BaSO4的饱和溶液;曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,如B点,说明溶液中有BaSO4沉淀析出,此时QcKsp;曲线下方的任一点均表示不饱和溶液,如D点,此时QcKsp。同一难溶电解质的溶解平衡曲线,在同一温度下是同一条曲线,不同温度下不属于同一条曲线,所以在同一曲线上的任意一点的Ksp相同,曲线上的点对应的横坐标

17、和纵坐标的数值(各离子的浓度)幂的乘积就是Ksp。如图中,由C点到A点表示向BaSO4饱和溶液中加入含Ba2+的固体盐或浓溶液。改变条件使得图中点的移动,要考虑条件改变引起阴阳离子浓度的变化趋势。,-25-,基础梳理,考点突破,-26-,基础梳理,考点突破,D,-27-,基础梳理,考点突破,-28-,基础梳理,考点突破,例3(2016安徽合肥三模)已知t 时,AgCl的Ksp=210-10, Ag2CrO4(橙红色固体)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.t 时,AgCl在水中的溶解度比在稀盐酸中小 B.t 时,AgCl的溶解度大于Ag2CrO4 C.在饱和Ag2CrO

18、4溶液中加入少量K2CrO4,可使溶液由Y点移至X点 D.向同浓度NaCl和K2CrO4混合液中,滴加0.1 molL-1 AgNO3溶液,先生成白色沉淀,D,-29-,基础梳理,考点突破,-30-,基础梳理,考点突破,-31-,基础梳理,考点突破,思维模板 沉淀溶解平衡图像题的解题模板 沉淀溶解平衡图像题与化学平衡图像题一样,都是利用化学平衡移动原理解答问题。但沉淀溶解平衡图像题更难且易错,常见的思维途径如下: 第1步:观察纵、横坐标表示何种变量。 第2步:找到坐标的关键点、线段的变化及含义。 第3步:利用Ksp进行相应换算、推断,根据沉淀溶解平衡原理分析曲线(平衡线)变化。,-32-,基础

19、梳理,考点突破,C,-33-,基础梳理,考点突破,-34-,基础梳理,考点突破,4.(2016湖南十三校第一次联考,节选)某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含少量铁、铝、铜等金属化合物)作脱硫剂,通过如下简化流程,既脱除燃煤尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。,-35-,基础梳理,考点突破,请回答下列问题: (1)上述流程脱硫实现了(填序号)。 a.废弃物的综合利用b.白色污染的减少 c.酸雨的减少d.臭氧层空洞的减少 (2)用离子方程式表示出步骤中用MnCO3除去Al3+的反应原理:。 (3)已知Ksp(CuS)=8.410-45,Ksp(NiS)=1.410

20、-24;在步骤除铜、镍的过程中,当Ni2+恰好完全沉淀此时溶液中c(Ni2+)=1.010-5 molL-1,则溶液中Cu2+的浓度是 molL-1。 (4)步骤生成无水MnO2的化学方程式是。 (5)产品MnO2可作电池材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可以制得MnO2,其阳极的电极反应式是。 (6)已知废气中SO2浓度为8.0 gm-3,软锰矿浆对SO2的吸收率可达90%,则处理100 m3燃煤尾气,可得到硫酸锰晶体(MnSO4H2O,相对分子质量为169)的质量为 kg(结果保留3位有效数字)。,-36-,基础梳理,考点突破,答案:(1)ac (2)3MnCO3+2Al3+3H2O=3M

21、n2+3CO2+2Al(OH)3 (3)6.010-26 (4)2KMnO4+3MnSO4+2H2O=K2SO4+5MnO2+2H2SO4 (5)Mn2+2H2O-2e-=MnO2+4H+ (6)1.90 解析:(1)利用软锰矿作脱硫剂,通过题给简化流程,既脱除燃煤尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2,因此该过程减少了SO2的排放,从而减少了酸雨的产生,又能制得电池材料MnO2,实现了废弃物的综合利用,故a、c项正确。 (2)由流程图可知,步骤中向含杂质的MnSO4溶液中加入MnCO3,其目的是除去铁、铝,除去Al3+的离子方程式为3MnCO3+2Al3+3H2O=3Mn2+3CO2+2Al

22、(OH)3。,-37-,基础梳理,考点突破,-38-,基础梳理,考点突破,-39-,基础梳理,考点突破,1.2个主要特征 (1)v(溶解)=v(沉淀)0。 (2)离子的浓度保持不变。 2.3个关系 当QcKsp时:溶液过饱和,有沉淀析出。 3.2个应用 (1)沉淀的溶解与生成;(2)沉淀的转化。,-40-,基础梳理,考点突破,难溶电解质 的溶解平衡,-41-,1,2,3,4,5,6,1.(人教版选修4P673改编)以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子,通过添加过量难溶电解质MnS,可使这些金属离子形成硫化物沉淀,经过滤除去包括MnS在内的沉淀,再经

23、蒸发、结晶,可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实,可推知MnS具有的相关性质是() A.在溶液中不能电离出S2- B.溶度积与CuS、PbS、CdS等相同 C.溶度积大于CuS、PbS、CdS D.溶度积小于CuS、PbS、CdS,7,C,解析:添加过量的MnS是为了除去MnCl2溶液中的Cu2+、Pb2+、Cd2+,所以为了不引入MnS杂质,MnS应该具有难溶的性质,但又能提供S2-,S2-与Cu2+、Pb2+、Cd2+结合形成更难溶的沉淀,所以MnS的溶度积应大于CuS、PbS、CdS。,-42-,1,2,3,4,5,6,2.(人教版选修4P674改编)已知AgCl的溶解度为1.510-

24、4 g,AgBr的溶解度为8.410-6 g,如果将AgCl和AgBr的饱和溶液等体积混合,再加入足量浓AgNO3溶液,发生反应的结果为() A.只有AgBr沉淀生成 B.AgCl和AgBr沉淀等量生成 C.AgCl沉淀多于AgBr沉淀 D.AgCl沉淀少于AgBr沉淀,7,C,解析:因为溶液中AgCl的溶解度大于AgBr,所以两者的饱和溶液中Cl-的浓度大,当加入足量的浓AgNO3溶液,生成的AgCl沉淀多于AgBr沉淀。,-43-,1,2,3,4,5,6,3.(2017江西赣中南五校第一次模拟)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Ksp=410-10,下列说法不正确的是() A.在t 时,AgBr的Ksp为4.910-13 B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点 C.图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液 D.在t 时,AgCl(s