（全国通用版）2019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.ppt

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)v(沉淀),_晶体。,溶解,析出,(3)溶解平衡的特点。,=,不变,(4)影响沉淀溶解平衡的因素。 内因。 难溶电解质本身的性质,这是决定因素。,外因。 以AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)H0为例。,正向,增大,不变,逆向,减小,增大,不变,正向,增大,(5)电解

2、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。,Fe3+3NH3H2O=Fe(OH)3+3,Cu2+H2S=CuS+2H+,CaCO3+2H+=Ca2+,CO2+H2O,Mg(OH)2+2 =Mg2+,2NH3H2O,CaSO4+ CaCO3+,ZnS+Cu2+ CuS+Zn2+,溶解度小,溶解度更小,【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变,并不一定相等。,(2)升高温度,

3、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)Ksp(AgCl)。,(5)常温下,向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体,会 有BaCO3生成。() 提示:

4、。向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体, c( )增大,BaCO3的溶解平衡左移,生成BaCO3。,【方法点拨】沉淀先后顺序的判断 向溶液中加入沉淀剂,当可能有多种沉淀生成时,哪种沉淀的溶解度最小(当各种沉淀的Ksp表达式相同时,Ksp越小,沉淀的溶解度越小),则最先生成该沉淀。 (1)向含等浓度Cl-、Br-、I-的混合液中加入AgNO3溶液,最先生成的沉淀是AgI。,(2)向含等浓度 、OH-、S2-的混合液中加入CuSO4 溶液,最先生成的沉淀是CuS。 (3)向Mg(HCO3)2溶液中加入适量NaOH溶液,生成的沉淀 是Mg(OH)2而不是MgCO3,原因是Mg(OH)2的溶解

5、度比 MgCO3的小。,【题组过关】 1.(RJ必修2P64改编题)在25 时,向AgCl的白色悬浊液中,依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液。观察到的现象是先出现黄色沉淀,最终出现黑色沉淀。已知有关物质的溶度积Ksp(25 )如下:,下列叙述中不正确的是() 导学号79100132 A.沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动 B.溶解度小的沉淀一般容易转化为溶解度更小的沉淀 C.AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解程度相同,D.25 时,在饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中,所含Ag+的浓度不同,【解析】选C。沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动,A项正确;溶解度

6、较小的沉淀一般更容易生成,B项正确;等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中Cl-浓度不同,对AgCl溶解平衡的影响不同,故AgCl在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解程度不同,C项错误;AgCl、AgI、Ag2S溶解度不同,溶液中所含Ag+的浓度不同,D项正确。,2.(2018信阳模拟)把氢氧化钙放入蒸馏水中,一定 时间后达到如下平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH- (aq)。加入以下固体,可使Ca(OH)2(s)减少的是() A.NaClB.AlCl3C.NaOHD.CaCl2,【解析】选B。欲使Ca(OH)2减少,题述溶解平衡必须向右移动。Al3+与OH

7、-结合为Al(OH)3使OH-减少,平衡右移,Ca(OH)2的量减少;NaOH是强电解质可发生电离,使溶液中OH-浓度增大,CaCl2会使溶液中Ca2+的浓度增大,所以C、D都会使题述溶解平衡向左移动,使Ca(OH)2增多,NaCl不影响Ca(OH)2溶解平衡。,3.(2018长沙模拟)使Fe2+、Fe3+、Zn2+较完全地形成氢氧化物沉淀时,溶液的酸碱度分别为pH=9.6、pH=3.7、pH=4.4。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2+、Fe3+杂质离子,为除去这些离子制得纯净的ZnSO4,应加入的试剂是导学号79100133() A.H2O2,ZnOB.氨水 C.KMnO4,ZnCO3D.N

8、aOH溶液,【解析】选A。使Fe3+、Fe2+、Zn2+较完全地形成氢氧化物沉淀时,溶液的pH分别为3.7、9.6、4.4左右,所以要除去硫酸锌酸性溶液中含有的少量Fe3+、Fe2+,应该把Fe2+氧化为Fe3+,双氧水是绿色氧化剂不会引入杂质,所以先用双氧水把Fe2+氧化为Fe3+,再加入氧化锌调节溶液的pH,使Fe3+转化为沉淀除去。,【加固训练】 1.对饱和AgCl溶液(有AgCl固体存在)进行下列操作后c(Ag+)减小而Ksp(AgCl)保持不变的是() A.加热 B.加水稀释 C.滴加少量1 molL-1盐酸 D.滴加少量1 molL-1 AgNO3溶液,【解析】选C。在AgCl饱和

9、溶液中,存在AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)H0,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

10、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+,【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

11、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:,Ksp,cm(An+)cn(Bm-),平衡,cm(An+)cn(Bm-),任意,溶解,温度,浓度,=,【思维诊断】(正确的打“”,错误的打“”) (1)已知:Ksp(Ag2CrO4)Ksp(AgCl),则Ag2CrO4的溶解度小于AgCl的溶解度。() 提示:。溶度积大的难

12、溶电解质的溶解度不一定大,只有组成相似的难溶电解质才能根据Ksp大小比较溶解度大小。实际上Ag2CrO4的溶解度大于AgCl的溶解度。,(2)不可能使要除去的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1.010-5 molL-1 时,已经完全沉淀。() 提示:。难溶电解质存在溶解平衡,所以不可能使要 除去的离子全部通过沉淀除去。,(3)溶度积常数只受温度影响,升高温度Ksp增大。() 提示:。大多数难溶物升高温度Ksp增大,少数(如氢氧化钙)升高温度Ksp减小。,(4)Cu(OH)2的Ksp=c(Cu2+)c(OH-)。() 提示:。Cu(OH)2的Ksp=c(Cu2+)c2(

13、OH-)。,(5)已知常温下:Ksp(AgCl)=1.810-10,将 0.002 molL-1的AgNO3溶液与0.002 molL-1的KCl溶液等体积混合不会产生AgCl沉淀。() 提示:。混合后Qc=c(Ag+)c(Cl-) =0.0010.001 =1.010-61.810-10,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,B.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

14、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,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

15、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。,(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

16、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,在水中的沉淀溶解平衡曲线。下列有关说法正确的是() 导学号79100134,A.CaCO3(s) Ca2+(aq)+ (aq)H0 B.a、b、c、d四点对应的溶度积Ksp相等 C.25 时,CaCO3的Ksp=2.810-9 D.温度不变,蒸发水分,可使溶液由a点变到c点,【探微题眼】 (1)由25 和100 两种情况下的沉淀溶解平衡曲线 可知

17、,温度越高Ksp越大,故该溶解平衡吸热。 (2)Ksp只与温度有关,a、d点温度不确定。 (3)温度不变,挥发水分,c(Ca2+)和c( )都增大。,【解析】选C。由图象可知,100 时碳酸钙的溶度积 大于25 时的溶度积,故其溶解过程吸热,即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。,【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

18、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MgCl

19、2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“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:,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+完全沉淀时,KspCu(OH)2=2.21

20、0-20= c(Cu 2+)c2(OH-)=2.210-5c2(OH-),则c(OH-)= 1.010-7molL-1,c(H+)=Kw/c(OH-)=1.0 10-7 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)=1.610-7可知,H2C2O

21、4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+)c2(OH

22、-)=2c2(OH-)=2.0 10-20, c(OH-)= =10-10(molL-1),c(H+)= =10-4(molL-1), pH=-lgc(H+)=-lg10-4=4。,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。,(2)溶解度(S)与Ksp的相互求算方法(以CaCO3为例)。 已知某温度下,CaCO3的溶解度S=210-

23、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 =2 10-4 mol CaCO3,即溶液中c(Ca2+)=c( )= =210-4 molL-1,Ksp=c(Ca2+)c( ) =210-4210-4=410-8。,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 molL-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 10

24、0 gmol-1 =2.010-3 g,因此CaCO3的溶解度S=210-3 g。,【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79100135 A.AgCl不溶于水,不能转化为AgI B.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AgI D.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-1,【解析】选A。AgCl在水中

25、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(AgCl),AgI比AgCl更难溶于水,所 以,AgCl可以转化为AgI,C正确;因为AgCl在水中c(Ag+),= 10-5 molL-1,当Qc(AgI)Ksp(AgI) 即有AgI沉淀生成,c(I-)c(Ag+)1.010-16,故c(I-) 10-11 molL-1

26、,D正确。,2.(2018洛阳模拟)硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是() 导学号79100136,A.温度一定时,Ksp(SrSO4)随c( )的增大而减小 B.三个不同温度中,313 K时Ksp(SrSO4)最大 C.283 K时,图中a点对应的溶液是饱和溶液 D.283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液,【解析】选B。A项,Ksp只与温度有关,与浓度的大小无关;283 K时线上所有的点为饱和溶液,而a点在此温度下是不饱和溶液。D项,283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后,因363 K时的Ksp小于283 K时的Ksp

27、,故溶液变为过饱和溶液。,3.(RJ选修4P65改编题)已知在25 时, KspMg(OH)2=3.210-11,KspCu(OH)2=2.210-20。 (1)在25 时,向0.02 molL-1的MgCl2溶液中加入NaOH固体,如要生成Mg(OH)2沉淀,应使溶液中的c(OH-)最小为_molL-1。,(2)25 时,向浓度均为0.02 molL-1的MgCl2和 CuCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,先生成_ _沉淀(填化学式);生成该沉淀的离子方 程式为_;当两种沉淀共存时, =_。,【解析】(1)依据Ksp和c(Mg2+)计算c(OH-)。 (2)两种沉淀共存时,c(OH-)相等,c(Mg2+)=c(Cu2+), Ksp小的先满足QcKsp,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。,答案:(1)4