辅导34 沉淀溶解平衡 课件教师版.docx
- 文档编号:16804705
- 上传时间:2023-07-17
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:117.90KB
辅导34 沉淀溶解平衡 课件教师版.docx
《辅导34 沉淀溶解平衡 课件教师版.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《辅导34 沉淀溶解平衡 课件教师版.docx(17页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
辅导34沉淀溶解平衡课件教师版
十、沉淀溶解平衡
最新考纲
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。
考点一 沉淀的溶解平衡
1.含义
在一定温度下的水溶液中,当沉淀溶解和生成的速率相等时,即建立了溶解平衡状态。
2.建立过程
固体溶质
溶液中的溶质
3.特征
4.影响沉淀溶解平衡的因素
(1)内因
难溶电解质本身的性质,这是决定因素。
(2)外因
以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0为例
外界条件
移动方向
平衡后[Ag+]
平衡后[Cl-]
Ksp
升高温度
正向
增大
增大
增大
加水稀释
正向
减小
减小
不变
加入少量AgNO3
逆向
增大
减小
不变
通入HCl
逆向
减小
增大
不变
通入H2S
正向
减小
增大
不变
5.溶度积——沉淀溶解平衡常数
(1)概念:
在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中,离子浓度的幂之积。
(2)表达式:
对于沉淀溶解平衡:
MmNn(s)mMn+(aq)+nNm-(aq),Ksp=[Mn+]m[Nm-]n,式中的浓度是平衡浓度。
(3)意义:
反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时,Ksp的数值越大,说明难溶电解质在水中的溶解能力越大。
(4)影响因素:
在一定温度下,它是一个常数,只受温度影响,不受溶液中物质浓度的影响。
6.浓度商
(1)表达式:
MmNn(s)mMn+(aq)+nNm-(aq),Q=cm(Mn+)·cn(Nm-)。
式中的浓度是任意时刻的浓度。
(2)应用:
判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解。
Q>Ksp:
溶液过饱和,有沉淀析出;
Q=Ksp:
溶液饱和,达到溶解平衡;
Q 溶液未饱和,固体溶质溶解。 探究思考 1.①AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq);②AgCl===Ag++Cl-,①②两化学方程式所表示的意义相同吗? 答案 不同。 ①式表示难溶电解质AgCl在水溶液中的沉淀溶解平衡方程式;②式表示强电解质AgCl在水溶液中的电离方程式。 2.已知Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq) ΔH<0,判断对该平衡体系的下列说法是否正确 ①升高温度,平衡逆向移动( ) ②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度( ) ③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( ) ④恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高( ) ⑤给溶液加热,溶液的pH升高( ) ⑥向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加( ) ⑦向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变( ) 答案 ①√ ②× ③× ④× ⑤× ⑥√ ⑦× 【示例1】(2010·山东,15)某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。 据图分析,下列判断错误的是( )。 A.Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Cu(OH)2] B.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点 C.c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH-)乘积相等 D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和 解析 Ksp[Fe(OH)3]=[Fe3+]·[OH-]3,Ksp[Cu(OH)2]=[Cu2+]·[OH-]2由图可知: 对于b、c两点[Fe3+]=[Cu2+],b点对应[OH-]小于c点对应的[OH-],故有Ksp[Fe(OH)3] 会结合Fe(OH)3电离出的OH-,促进Fe(OH)3的电离,使[Fe3+]增大,即从b点到a点,所以B项错;在温度一定时,[H+]·[OH-]为常数KW,与pH无关,所以C项正确;该图为沉淀溶解平衡的曲线,在曲线上的任意点均达到平衡,即为饱和溶液,D项正确。 答案 B 【示例2】(2013·江苏化学,14改编) 一定温度下,三种碳酸盐MCO3(M: Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解平衡曲线如右图所示。 已知: pM=-lgc(M),p(CO )=-lgc(CO )。 下列说法正确的是( )。 A.MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大 B.a点可表示MnCO3的饱和溶液,且c(Mn2+)=c(CO ) C.b点可表示CaCO3的饱和溶液,且c(Ca2+) ) D.c点可表示MgCO3的不饱和溶液,且c(Mg2+)>c(CO ) 思维启迪 ―→ ―→ 解析 由pM=-lgc(M)可知(类比于pH),当pM越大时,c(M)越小,p(CO )越大时,c(CO )越小,由图中沉淀溶解平衡曲线与虚线的交点可知,溶液中p(Mn2+)、p(CO )均最大,即c(Mn2+)、c(CO )均最小,即Ksp最小,由此类推,可知MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次减小,A错误。 另解: p(CO )相同时,p(Mn2+)>p(Ca2+)>p(Mg2+),即c(CO )相同时,c(Mn2+) ),则c(Mn2+)=c(CO ),B正确;b点时,p(CO )>p(Ca2+),即c(CO ) )值可知c(Mg2+) ),D错误。 答案 B 1.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SO 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溶解又达到平衡时,BaSO4的溶度积不变,其溶解度也不变 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 一定温度下,只有在BaSO4的饱和溶液中,Ba2+和SO 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,例如在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。 答案 B 2.(2013·济南名校模拟)下列有关沉淀溶解平衡的说法中正确的是( )。 A.在AgCl的沉淀溶解平衡体系中加入蒸馏水,Ksp(AgCl)增大 B.在CaCO3的沉淀溶解平衡体系中加入稀盐酸,平衡不移动 C.可直接根据Ksp的数值大小比较难溶物在水中的溶解度大小 D.25℃时,Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),向AgCl的悬浊液中加入KI固体,有黄色沉淀生成 解析 Ksp的大小只与温度有关,A项错误;CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO (aq),加入稀盐酸,CO 与H+反应,导致溶解平衡正向移动,B项错误;只有比较相同温度下、相同组成形式的难溶电解质的Ksp的数值大小,才可比较难溶物在水中的溶解度大小。 答案 D 3.(2014·菏泽一模)硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下。 下列说法正确的是( )。 A.温度一定时,Ksp(SrSO4)随[SO ]的增大而减小 B.三个不同温度中,313K时Ksp(SrSO4)最大 C.283K时,图中a点对应的溶液是饱和溶液 D.283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液 解析 温度一定,Ksp(SrSO4)不变,A错误;由题中沉淀溶解平衡曲线可看出,313K时,[Sr2+]、[SO ]最大,Ksp最大,B正确;a点[Sr2+]小于平衡时[Sr2+],故未达到饱和,沉淀继续溶解,C不正确;从283K升温到363K要析出固体,依然为饱和溶液。 答案 B 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.溶度积大的难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有可比性。 3.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。 4.一定温度下沉淀溶解平衡,曲线上的任意一点,都代表指定温度下的饱和溶液,由对应的离子浓度可求Ksp。 考点二 沉淀溶解平衡的应用 1.沉淀的生成 (1)应用: 可利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 (2)方法: 方法 实例 反应的离子方程式 调节pH法 用Cu(OH)2、CuO等除去CuCl2中的FeCl3 Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O 沉淀剂法 以Na2S、H2S等作沉淀剂除去污水中的重金属离子 H2S+Cu2+===CuS↓+2H+ 2.沉淀的溶解 (1)酸溶解法: 如CaCO3溶于盐酸,离子方程式为: CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。 (2)盐溶解法: 如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为: Mg(OH)2+2NH ===Mg2++2NH3·H2O。 3.沉淀的转化 (1)实质: 沉淀溶解平衡的移动。 (2)特征: ①一般说来,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。 ②沉淀的溶解度差别越大,越容易转化。 (3)应用: ①锅炉除垢: 将CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为: CaSO4+CO ===CaCO3+SO 。 ②矿物转化: 用饱和Na2CO3处理重晶石(BaSO4)制备可溶性钡盐的离子方程式为: BaSO4+CO ===BaCO3↓+SO ; BaCO3+2H+===Ba2++H2O+CO2↑。 探究思考 1.试用平衡移动原理解释下列事实: (1)BaCO3不溶于水,为什么不能作钡餐? (2)CaCO3难溶于稀H2SO4,却能溶于醋酸中; (3)分别用等体积的蒸馏水和0.01mol·L-1的盐酸洗涤AgCl沉淀,用水洗涤造成的AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。 答案 (1)BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO (aq),胃液中的盐酸电离出的H+与BaCO3产生的CO 结合生成CO2和H2O,破坏了BaCO3的溶解平衡,c(Ba2+)增大,引起人体中毒。 (2)CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO (aq),因为生成的CaSO4溶解度较小,会附在CaCO3的表面,阻止平衡的右移。 醋酸钙易溶于水;当醋酸电离出H+与CO 结合生成CO2和H2O时,CaCO3的溶解平衡右移。 (3)用水洗涤AgCl,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡右移,AgCl的质量减少,用盐酸洗涤AgCl,c(Cl-)较大会使平衡左移,AgCl减少的质量要小些。 2.利用生成沉淀的方法能否全部除去要沉淀的离子? 答案 不可能将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1×10-5mol·L-1时,沉淀已经完全。 3. (1)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液,溶液中的[Ag+]是________。 (2)已知Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,则将Mg(OH)2放入蒸馏水中形成饱和溶液,溶液的pH为________。 解析 (1)由AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)知[Ag+]=[Cl-] 所以Ksp(AgCl)=1.8×10-10=[Ag+]·[Cl-]=[Ag+]2 解得[Ag+]=1.3×10-5mol·L-1。 (2)由Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq) 知Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11=[Mg2+]·[OH-]2= ·[OH-]2 解得[OH-]=3.3×10-4mol·L-1 所以[H+]= =3.0×10-11mol·L-1 所以pH=10.5。 答案 (1)1.3×10-5mol·L-1 (2)10.5 【示例3】(2013·全国新课标Ⅰ,11)已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。 某溶液中含有Cl-、Br-和CrO ,浓度均为0.010mol·L-1,向该溶液中逐滴加入0.010mol·L-1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )。 A.Cl-、Br-、CrO B.CrO 、Br-、Cl- C.Br-、Cl-、CrO D.Br-、CrO 、Cl- 思维启迪根据已知的三种阴离子的浓度计算出要产生三种沉淀所需Ag+的最小浓度,所需Ag+浓度最小的先沉淀。 解析 要产生AgCl沉淀,[Ag+]> mol·L-1=1.56×10-8mol·L-1; 要产生AgBr沉淀,[Ag+]> mol·L-1=7.7×10-11mol·L-1; 要产生Ag2CrO4,需[Ag+]2·[CrO ]>Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12, 即[Ag+]> mol·L-1=3.0×10-5mol·L-1; 显然沉淀的顺序为Br-、Cl-、CrO 。 答案 C 【示例4】(2013·北京理综,10)实验: ①0.1mol·L-1AgNO3溶液和0.1mol·L-1NaCl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; ②向滤液b中滴加0.1mol·L-1KI溶液,出现浑浊; ③向沉淀c中滴加0.1mol·L-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.③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 解析 在浊液a中,存在AgCl的沉淀溶解平衡,即在滤液b中,仍含有少量Ag+,故在b中生成了AgI沉淀,A正确,B错误;向白色沉淀AgCl中滴加KI溶液生成黄色AgI,由此可说明AgI比AgCl更难溶,C项和D项都正确。 答案 B 1.(2013·枣庄质检)下表是三种难溶金属硫化物的溶度积常数(25℃)。 化学式 FeS CuS MnS 溶度积 6.3×10-18 1.3×10-36 2.5×10-13 下列有关说法中正确的是( )。 A.25℃时,CuS的溶解度大于MnS的溶解度 B.25℃时,饱和CuS溶液中,Cu2+的浓度为1.3×10-36mol·L-1 C.因为H2SO4是强酸,所以反应CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4不能发生 D.除去某溶液中的Cu2+,可以选用FeS作沉淀剂 解析 FeS、CuS、MnS都是同类型的难溶电解质,25℃时,CuS的Ksp远小于MnS的Ksp,说明CuS的溶解度小于MnS的溶解度;25℃时,饱和CuS溶液中,[Cu2+]=[S2-]= = ≈1×10-18mol·L-1;因为CuS不溶于稀硫酸,所以反应CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4可以发生;因为溶解度CuS 答案 D 2.已知Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9。 若用10LNa2CO3溶液溶解1.0mol的BaSO4,则Na2CO3溶液的最初浓度不得低于( )。 A.2.6mol·L-1B.2.5mol·L-1 C.2.3mol·L-1D.3.0mol·L-1 解析 当BaSO4溶解完后溶液中[SO ]≈0.1mol·L-1,设此时溶液中的[CO ]=xmol·L-1。 溶液中有BaSO4(s)+CO (aq)BaCO3(s)+SO (aq),故K= = = = =0.04= ,x=2.5,因此Na2CO3溶液的最初浓度: [Na2CO3]≥(0.1+2.5)mol·L-1=2.6mol·L-1。 答案 A 3.(2012·浙江理综,26)已知: I2+2S2O ===S4O +2I- 相关物质的溶度积常数见下表: 物质 Cu(OH)2 Fe(OH)3 CuCl CuI Ksp 2.2×10-20 2.6×10-39 1.7×10-7 1.3×10-12 (1)某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3,为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,加入________,调至pH=4,使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的c(Fe3+)=________。 过滤后,将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶,可得到CuCl2·2H2O晶体。 (2)在空气中直接加热CuCl2·2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2,原因是___________________________________________________________ (用化学方程式表示)。 由CuCl2·2H2O晶体得到纯的无水CuCl2的合理方法是___________________________________________________________。 (3)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2·2H2O晶体的试样(不含能与I-发生反应的氧化性杂质)的纯度,过程如下: 取0.36g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。 用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。 ①可选用________作滴定指示剂,滴定终点的现象是___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 ②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 ③该试样中CuCl2·2H2O的质量百分数为________。 解析 (1)考虑到不引入新的杂质,调节至溶液pH为4,使Fe3+沉淀的试剂可以是Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、CuO等。 pH=4时,[OH-]= =10-10mol·L-1,此时溶液中[Fe3+]= = mol·L-1=2.6×10-9mol·L-1。 (2)CuCl2·2H2O在空气中加热会发生水解反应: 2CuCl2·2H2O Cu(OH)2·CuCl2+2HCl+2H2O或CuCl2·2H2O CuO+2HCl+H2O,要得到无水CuCl2,应将CuCl2·2H2O晶体在干燥的HCl气流中加热脱水以抑制其水解。 (3)依题给信息,用“间接碘量法”测定CuCl2·2H2O晶体试样纯度的反应原理是: 2Cu2++4I-===2CuI↓+I2,I2+2S2O ===S4O +2I-,用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2,指示剂选择淀粉溶液,终点时溶液蓝色褪去,且半分钟内不复色。 由2Cu2+~I2~2S2O 得CuCl2·2H2O试样的纯度为 ×100%=95%。 答案 (1)Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 2.6×10-9mol·L-1 (2)2CuCl2·2H2O Cu(OH)2·CuCl2+2HCl+2H2O[主要产物写成Cu(OH)2、Cu(OH)Cl、CuO均可] 在干燥的HCl气流中加热脱水 (3)①淀粉溶液 蓝色褪去,放置30s后不复色 ②2Cu2++4I-===2CuI↓+I2 ③95% “两应用”“三方法”“两类型” 1.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就可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2等物质,将Fe3+转化为Fe(OH)3而除去。 2.沉淀溶解的三种常用方法 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氧化还原法: 通过发生氧化还原反应使平衡体系中的离子浓度降低,从而使沉淀溶解,如Ag2S溶于硝酸。 3.溶度积计算的两大类型 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[Ag+]= mol·L-1。 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0.1mol·L-1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,达到平衡后[Ag+]=10amol·L-1。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 辅导34 沉淀溶解平衡 课件教师版 辅导 34 沉淀 溶解 平衡 课件 教师版