高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題九 第四單元難溶電解質(zhì)的沉淀解平衡課件 蘇教版

第四單元難溶電解質(zhì)的沉淀解平衡掌握沉淀溶解平衡與溶度積的概念，充分把握沉淀反應(yīng)的過程即沉淀產(chǎn)生

—溶解—轉(zhuǎn)化的過程。2．通過沉淀反應(yīng)的過程，理解溶解平衡也是一種動(dòng)態(tài)平衡，同樣可以通過改變條件使平衡移動(dòng)。3．了解酸堿中和滴定的儀器，反應(yīng)物質(zhì)和操作方法，能分析實(shí)驗(yàn)誤差。

1．溶解平衡 AgCl在溶液中存在下述兩個(gè)過程： 一方面，在水分子作用下，少量的Ag＋和Cl－脫離

溶入水中；另一方面，溶液中的Ag＋和Cl－受AgCl表面正負(fù)離子的吸收，回到AgCl的表面析出沉淀。在一定溫度下，當(dāng)

和

的速率相等時(shí)，得到AgCl的飽和溶液，即建立下列動(dòng)態(tài)平衡：

。AgCl表面沉淀溶解沉淀生成AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)2．難溶電解質(zhì)與易溶電解質(zhì)

難溶電解質(zhì)與易溶電解質(zhì)之間并無嚴(yán)格的界限，習(xí)慣上將溶解度小于

g的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)。難溶電解質(zhì)的溶解度盡管很小，但不會(huì)等于0。3．溶度積常數(shù)

一定溫度下，難溶電解質(zhì)在溶液中達(dá)到測(cè)定溶解平衡時(shí)的

，用Ksp表示，例如難溶電解質(zhì)AnBm在水中達(dá)到平衡時(shí)AnBm(s)

，Ksp＝[Am＋]n·[Bn－]m。0.01平衡常數(shù)nAm＋(aq)＋mBn－(aq)【想一想】難溶電解質(zhì)一定是弱電解質(zhì)嗎？答：不一定，電解質(zhì)的強(qiáng)弱與溶解性無關(guān)，只與電離程度有關(guān)，有的難溶電解質(zhì)是強(qiáng)電解質(zhì)，例如BaSO4、CaCO3等，有的是弱電解質(zhì)，例如：Fe(OH)3、Ca(OH)2等。1．沉淀的生成反應(yīng)物質(zhì)

利用生成沉淀分離或除去某種離子，首先要使生成沉淀的反應(yīng)能夠

；其次希望沉淀生成的反應(yīng)進(jìn)行得越

越好。2．沉淀溶解的反應(yīng)物質(zhì)

根據(jù)平衡移動(dòng)，對(duì)于在水中難溶的電解質(zhì)，如果能設(shè)法不斷地移去溶解平衡體系中的相應(yīng)

，使平衡向沉淀

的方向移動(dòng)，就可以使沉淀溶解。 除

可以溶解難溶電解質(zhì)，某些

也可用來溶解沉淀。發(fā)生完全離子溶解酸或堿鹽溶液3.沉淀的轉(zhuǎn)化反應(yīng)物質(zhì)

沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)就是沉淀溶解平衡的

。一般來說，溶解度

的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度

的沉淀容易實(shí)現(xiàn)。【議一議】

要除去是選擇鋇鹽溶液好還是鈣鹽溶液好？ 答：鋇鹽溶液好，因?yàn)榱蛩徜^的溶解度比硫酸鈣小的多，選擇鋇鹽沉淀的更徹底。移動(dòng)小更小【例1】(2009·廣東單科，18)硫酸鍶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲線如下圖。下列說法正確的是() A．溫度一定時(shí)，Ksp(SrSO4)隨c()的增大而減小B．三個(gè)不同溫度中，313K時(shí)Ksp(SrSO4)最大C．283K時(shí)，圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液是不飽和溶液D．283K下的SrSO4飽和溶液升溫到363K后變?yōu)椴伙柡腿芤航馕觯篈項(xiàng)，Ksp只與溫度有關(guān)，與濃度的大小無關(guān)；D項(xiàng)，283K下的SrSO4飽和溶液升溫到363K后，因363K時(shí)的Ksp小于283K時(shí)的Ksp，故溶液變?yōu)檫^飽和溶液。答案：BC1．物質(zhì)的溶解度和溶度積

溶解度是衡量物質(zhì)溶解能力的尺度，固體的溶解度通常以100g溶劑為標(biāo)準(zhǔn)，在一定溫度下達(dá)到溶解平衡時(shí)所溶解該溶質(zhì)的克數(shù)。而溶度積主要用于衡量難溶電解質(zhì)在水中難溶程度的一個(gè)定量標(biāo)準(zhǔn)。 難溶并不是絕對(duì)的不溶，難溶物質(zhì)在溶液中存在著溶解平衡。其溶解性的大小除本身的性質(zhì)外，還受外界條件的影響，如溫度以及難溶物質(zhì)電離生成的離子濃度的變化等都會(huì)影響難溶電解質(zhì)的溶解平衡。 在通常情況下，同一物質(zhì)在不同的外界條件下，Ksp越小，其溶解度就越小，Ksp越大其溶解度越大。 2.影響沉淀溶解平衡因素(以AgCl為例)外界條件移動(dòng)方向[Ag＋]Ksp升高溫度正向增大增大加入少量AgNO3逆向增大不變加入Na2S正向減小不變通入HCl逆向減小不變3.溶度積(Ksp)及有關(guān)計(jì)算 (1)物質(zhì)在溶液中的沉淀溶解平衡與化學(xué)平衡、電離平衡具有相同反應(yīng)物質(zhì)。以 AmBn為例，難溶電解質(zhì)AmBn如果溶解的部分全電離，電離與溶解平衡式可以表 示為：AmBn(s)AmBn(aq)===mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，由于AmBn(aq)即溶液中 溶解的全部電離，不存在分子，則上式可寫成AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)。 其平衡常數(shù)K＝，作為固體c(AmBn)是常數(shù)，令K＝Ksp·c(AmBn)。 故Ksp＝[An＋]m·[Bm－]n，由此也可求一定條件下的某種離子濃度。(2)判斷利用溶度積Ksp可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下的沉淀能否生成或溶解；利用溶度積Ksp與濃度商Qc的相對(duì)大小，可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下的沉淀能否生成或溶解。Qc＞Ksp，溶液過飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和，重新達(dá)到新的平衡；Qc＝Ksp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)；Qc＜Ksp，溶液未飽和，無沉淀析出，若加入過量難溶電解質(zhì)，難溶電解質(zhì)溶解直至溶液飽和。1．下列對(duì)沉淀溶解平衡的描述正確的是() A．反應(yīng)開始時(shí)，溶液中各離子的濃度相等 B．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，沉淀的速率和溶解的速率相等 C．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等且保持不變 D．沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進(jìn)溶解解析：本題考查了沉淀溶解平衡的建立與特征，A項(xiàng)：反應(yīng)開始時(shí)，各離子的濃度沒有必然的關(guān)系；B項(xiàng)正確；C項(xiàng)：沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，溶液中溶質(zhì)的離子濃度保持不變，但不一定相等；D項(xiàng)：沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，如果再加入難溶性的該沉淀物，由于固體的濃度為常數(shù)，所以平衡不移動(dòng)。故正確答案為B。答案：B2．在100mL0.10mol/L的AgNO3溶液中加入100mL溶有2.08gBaCl2的溶液，再加入100mL溶有0.010molCuSO4·5H2O的溶液，充分反應(yīng)。下列說法中正確的是() A．最終得到白色沉淀和無色溶液 B．最終得到的白色沉淀是等物質(zhì)的量的兩種化合物的混合物 C．最終得到的溶液中，Cl－的物質(zhì)的量為0.02mol D．最終得到的溶液中，Cu2＋的物質(zhì)的量濃度為0.033mol·L－1

解析：此題為一計(jì)算推斷題。經(jīng)計(jì)算AgNO3、BaCl2、CuSO4·5H2O三種物質(zhì)的物質(zhì)的量都為0.01mol，反應(yīng)生成的AgCl和BaSO4各為0.01mol，溶液中剩余的是0.01mol、0.01molCl－和0.01molCu2＋，所以溶液應(yīng)呈藍(lán)色，故A、C是錯(cuò)誤的，三種溶液混合后溶液的體積增大兩倍，Cu2＋的物質(zhì)的量濃度為0.033mol/L。答案：BD3．在溶液中有濃度均為0.01mol·L－1的Fe3＋、Cr3＋、Zn2＋、Mg2＋等離子， 已知：Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39mol4·L－4，Ksp[Cr(OH)3]＝7.0×10－31

mol4·L－4；Ksp[Zn(OH)2]＝1.0×10－17mol3·L－3；Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11

mol3·L－3，當(dāng)氫氧化物開始沉淀時(shí)，下列哪一種離子所需溶液的pH最小() A．Fe3＋B．Cr3＋C．Zn2＋D．Mg2＋ 解析：利用Ksp分別計(jì)算出Fe3＋、Cr3＋、Zn2＋、Mg2＋沉淀時(shí)OH－的最小濃度， 知Fe3＋更容易沉淀。 答案：A【例題】(2008·山東高考題)某溫度時(shí)，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法中正確的是() 提示：BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋(aq)的平衡 常數(shù)Ksp＝[Ba2＋][]，稱為溶度積常數(shù)A．加入Na2SO4可以使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn)B．通過蒸發(fā)可以使溶液由d點(diǎn)變到c點(diǎn)C．d點(diǎn)無BaSO4沉淀生成D．a(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp大于c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp

審題視點(diǎn)：1.圖中曲線是關(guān)于BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋(aq)的沉淀溶解平衡Ba2＋和的濃度關(guān)系。2．Ksp只與溫度有關(guān)與離子濃度無關(guān)。思路點(diǎn)撥：Ksp是一溫度常數(shù)，改變濃度對(duì)Ksp無影響，并且線上的每一點(diǎn)所表示的Ksp相同，由于d點(diǎn)時(shí)Qc＜Ksp，故無沉淀產(chǎn)生。正確答案：C

錯(cuò)因分析1．不能正確運(yùn)用Qc與Ksp判斷沉淀的生成與溶解。2．不能正確理解圖像的含義。

【例題】(12分)金屬氫氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用這一性質(zhì)，控制溶液的pH，達(dá)到分離金屬離子的目的。難溶金屬的氫氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol·L－1)如圖所示。(1)pH＝3時(shí)溶液中銅元素的主要存在形式是________。(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，應(yīng)該控制溶液的pH()A．<1B．4左右C．>6(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2＋雜質(zhì)，______(填“能”或“不能”)通過調(diào)節(jié)溶液pH的方法來除去，理由是_________________________________________________________________________________________________。(4)要使氫氧化銅沉淀溶解，除了加入酸之外，還可以加入氨水生成[Cu(NH3)4]2＋，寫出反應(yīng)的離子方程式：_________________________________________。(5)已知一些難溶物的溶度積常數(shù)如下表。為除去某工業(yè)廢水中含有的Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋雜質(zhì)，最適宜向此工業(yè)廢水中加入過量的()A．NaOH B．FeS C．Na2S

物質(zhì)FeSMnSCuSPbSHgSZnSKsp6.3×10－182.5×10－131.3×10－353.4×10－286.4×10－331.6×10－24(1)(2)＋4分，能運(yùn)用圖像簡(jiǎn)單分析不同pH下，F(xiàn)e3＋、Cu2＋的存在形式。(3)－2分，能回答第1個(gè)小空，但不能正確回答其相應(yīng)理由，遇到有較大差異圖像時(shí)，不能正確理解應(yīng)用溶解度曲線。(5)－2分，忽略了NaOH是可溶物，僅僅追求幾種金屬離子沉淀，完全拋開了小題題干信息。

本題是以難溶電解質(zhì)溶解平衡為中心的一道綜合性試題。(1)由圖可知，在pH＝3時(shí)溶液中不會(huì)出現(xiàn)Cu(OH)2沉淀。(2)要除去Fe3＋的同時(shí)必須保證Cu2＋不能沉淀，因此pH應(yīng)保持在4左右。(3)從圖示關(guān)系可看出，Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范圍相差太小，不能通過調(diào)控pH而達(dá)到分離的目的。(4)Cu(OH)2(s)Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入氨水后生成難電離的[Cu(NH3)4]2＋，促進(jìn)Cu(OH)2的溶解。(5)要使三種離子生成沉淀，最好選擇難溶于水的FeS，使三種雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為更難溶解的金屬硫化物沉淀，同時(shí)又不會(huì)引入其他離子。

(1)Cu2