化學魯科版選修4課件：第3章 第3節(jié) 沉淀溶解平衡

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歡迎進入化學課堂 第3節(jié)沉淀溶解平衡 1 知道難溶電解質在水中存在沉淀溶解平衡 并能結合實例進行描述 2 能描述沉淀溶解平衡 能寫出溶度積的表達式 知道溶度積的含義 3 能夠運用平衡移動的觀點對沉淀的溶解 生成與轉化進行分析 并能解釋一些生活問題 一 沉淀溶解平衡與溶度積1 沉淀溶解平衡的概念在一定溫度下 當沉淀的和的速率相等時 固體質量 離子濃度不變的狀態(tài) 叫沉淀溶解平衡 2 沉淀溶解平衡的特點 1 逆 可逆過程 離子之間生成難溶電解質的反應不能完全進行到底 2 等 動 v溶解v生成0 3 定 固體質量 離子濃度不變 即達到飽和溶液狀態(tài) 4 變 條件改變 平衡移動 沉積 溶解 cm An cn Bm 沉淀溶解 濃度冪 開放探究 難溶電解質的沉淀溶解平衡與難電離物質的電離平衡有什么聯(lián)系和區(qū)別 提示 難溶電解質可以是強電解質也可以是弱電解質 如BaSO4是強電解質 而Al OH 3是弱電解質 而難電離物質只能是弱電解質 再從變化的過程來看 溶解平衡是指已溶解的溶質與未溶解的溶質之間形成的沉淀與溶解的平衡狀態(tài) 而電離平衡則是指已經溶解在溶液中的弱電解質分子與離子之間的轉化達到平衡狀態(tài) 二 沉淀溶解平衡的應用1 沉淀的溶解與生成 1 原理通過改變條件使平衡移動 最終使溶液中的離子轉化為沉淀或沉淀轉化為溶液中的離子 2 應用 利用來達到分離或除去某些離子的目的 用來解釋某些生活現(xiàn)象 如溶洞中石筍 鐘乳石的形成 所涉及的化學反應有 生成沉淀 CaCO3 CO2 H2O Ca HCO3 2 Ca HCO3 2 CaCO3 CO2 H2O 2 沉淀的轉化 1 特點 一般情況下 溶解能力較大的沉淀轉化為溶解能力的沉淀 如 ZnS s Cu2 aq CuS s Zn2 aq 兩種難溶物 越容易轉化 2 沉淀轉化的應用 除去廢水中的Cu2 Hg2 Pb2 等 常用等難溶物作沉淀劑 將某些用酸或其他方法不易除去的沉淀轉化為用酸或其他方法易除去的沉淀 更小 溶解能力差別越大 FeS MuS 如何用把鍋爐水垢中的CaSO4轉化為 再用酸除去 將CaSO4轉化為CaCO3的過程用離子方程式表示為 Na2CO3 CaCO3 CaSO4 s CO32 aq CaCO3 s SO42 aq 1 下列事實不能用沉淀溶解平衡原理解釋的是 A 誤食可溶性鋇鹽 用硫酸鈉溶液洗胃B 除去硫酸銅溶液中的鐵離子 可加Cu OH 2 調節(jié)pHC 在AgI的沉淀體系中加硫化鈉溶液 出現(xiàn)黑色沉淀D 在配制FeCl3溶液時 滴加少量鹽酸解析 A B為沉淀的生成 C為沉淀的轉化 D是水解問題 答案 D 答案 C 3 已知Ksp PbCrO4 2 8 10 13mol2 L 2 Ksp CaCrO4 7 1 10 4mol2 L 2 向濃度均為0 1mol L 1的Pb2 Ca2 的混合溶液中滴加K2CrO4溶液 則出現(xiàn)沉淀的順序為 答案 PbCrO4 CaCrO4 一 沉淀溶解平衡的建立1 物質溶解是絕對的 不是相對的 一般可以如圖所示界定物質的溶解性 2 沉淀溶解平衡建立 常有兩種途徑 1 當難溶電解質加入水中時 開始階段v 溶解 v 沉淀 且v 溶解 逐漸減小 v 沉淀 逐漸增大 當v 溶解 v 沉淀 時 便建立了沉淀溶解平衡 用圖象表示為 2 當水中加入沉淀的組成離子時 開始階段v 沉淀 v 溶解 隨后v 溶解 逐漸增大 v 沉淀 逐漸減小 當v 沉淀 v 溶解 時 便建立了沉淀溶解平衡 用圖象表示為 2008 山東高考 某溫度時 BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示 下列說法正確的是 A項溫度不變 加入Na2SO4會導致溶解平衡向左移動 但兩離子濃度的乘積仍不變 仍在曲線上 不會由a點變到b點 B項通過蒸發(fā) 水量減小 Ba2 和SO42 濃度都增大 不可能由d點變到c點 C項d點還沒有形成飽和溶液 因此無BaSO4沉淀生成 D項從圖象中看出溫度相同 a點與c點的Ksp相等 答案 C 1 下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是 A 開始時 溶液中各離子濃度相等B 沉淀溶解達到平衡時 沉淀的速率和溶解的速率相等C 沉淀溶解達到平衡時 溶液中溶質的離子濃度相等 且保持不變D 沉淀溶解達到平衡時 如果再加入難溶性的該沉淀物 將促進溶解 解析 A項 開始時 各離子的濃度沒有必然的關系 B項是達平衡狀態(tài)的特征 正確 C項 沉淀溶解達到平衡時 溶液中溶質的離子濃度保持不變 但不一定相等 D項 沉淀溶解達到平衡時 如果再加入難溶性的該沉淀物 由于溫度不變 固體的溶度積為常數(shù) 故平衡不發(fā)生移動 答案 B 3 影響因素溶度積符合化學平衡常數(shù)的一般規(guī)律 Ksp只與難溶電解質的性質和溫度有關 溫度一定時 溶度積常數(shù)是一個定值 與沉淀量無關 4 應用 1 利用Ksp判斷沉淀的溶解與生成定義難溶電解質溶液中有關離子濃度冪的乘積為Q 通過比較Ksp和Q的相對大小 可以判斷難溶電解質在給定條件下能否溶解 Q Ksp 溶液過飽和 有沉淀析出 直至溶液飽和 達到新的平衡 Q Ksp 溶液飽和 沉淀與溶解處于平衡狀態(tài) Q Ksp 溶液未飽和 無沉淀析出 若加入過量難溶電解質 難溶電解質溶解直到溶液飽和 已知Ag2SO4的Ksp為2 0 10 5 將適量Ag2SO4固體溶于100mL水中至剛好飽和 該過程中Ag 和SO42 濃度隨時間變化關系如圖 飽和Ag2SO4溶液中 Ag 0 034mol L 1 若t1時刻在上述體系中加入100mL0 020mol L 1Na2SO4溶液 下列示意圖中 能正確表示t1時刻后Ag 和SO42 濃度隨時間變化關系的是 思路點撥 解答本題時要注意以下三點 1 根據(jù) Ag 計算出 SO42 2 計算加入Na2SO4溶液后 Q Ag2SO4 與Ksp Ag2SO4 對比 3 對比圖象分析判斷 答案 B 2 2010 山東高考 某溫度下 Fe OH 3 s Cu OH 2 s 分別在溶液中達到沉淀溶解平衡后 改變溶液pH 金屬陽離子濃度的變化如下圖所示 據(jù)圖分析 下列判斷錯誤的是 A Ksp Fe OH 3 Ksp Cu OH 2 B 加適量NH4Cl固體可使溶液由a點變到b點C c d兩點代表的溶液中 H 與 OH 乘積相等D Fe OH 3 Cu OH 2分別在b c兩點代表的溶液中達到飽和 解析 A項 分析圖象中b c兩點 Fe3 和 Cu2 相等 對應的pH分別為1 3 4 4 根據(jù)Ksp的計算公式可得Ksp Fe OH 3 Ksp Cu OH 2 B項 NH4Cl水解呈酸性 向原溶液中加NH4Cl 不能增大溶液的pH 即不能增大OH 的濃度 所以不能實現(xiàn)由a點變到b點 C項 H 與 OH 的乘積是KW KW只與溫度有關 c d兩點溫度相同 KW也相等 D項 b c兩點分別是兩溶液的溶解平衡狀態(tài) 兩溶液均達到飽和 答案 B 1 2011 茂名高二質檢 下列有關AgCl沉淀的溶解平衡的說法中 正確的是 雙選 A AgCl沉淀生成和沉淀溶解不斷進行 但速率相等B AgCl難溶于水 溶液中沒有Ag 和Cl C 升高溫度 AgCl沉淀的溶解度增大D 在有AgCl沉淀生成的溶液中加入NaCl固體 AgCl沉淀的溶解量不變 解析 本題考查的是對沉淀溶解平衡的理解 AgCl固體在水溶液中存在溶解平衡 當達到平衡時 AgCl固體生成Ag Cl 的速率必然等于Ag Cl 結合生成固體AgCl的速率 A正確 沒有絕對不溶的物質 B錯誤 一般來說 溫度升高會促進電離 C項正確 但有時溫度升高會降低某些物質的溶解度 如Ca OH 2 向含AgCl沉淀的溶液中加入NaCl固體 增大了Cl 的濃度 會使AgCl的溶解平衡向左移動 降低AgCl的溶解量 故D錯誤 答案 AC 2 一定溫度下 將足量的AgCl分別放入下列物質中 AgCl的溶解度由大到小的排列順序是 20mL0 01mol L 1KCl溶液 30mL0 02mol L 1CaCl2溶液 40mL0 03mol L 1HCl溶液 10mL蒸餾水 50mL0 05mol L 1AgNO3溶液A B C D 解析 AgCl s Ag aq Cl aq 由于 Ag Cl Ksp Cl 或 Ag 越大 越能抑制AgCl的溶解 AgCl的溶解度就越小 注意AgCl的溶解度大小只與溶液中Ag 或Cl 的濃度有關 而與溶液體積無關 Cl 0 01mol L 1 Cl 0 04mol L 1 Cl 0 03mol L 1 Cl 0mol L 1 Ag 0 05mol L 1 Ag 或Cl 濃度由小到大的順序為 答案 B 3 2010 北京高考 自然界地表層原生銅的硫化物經氧化 淋濾作用后變成CuSO4溶液 向地下深層滲透 遇到難溶的ZnS或PbS 慢慢轉變?yōu)殂~藍 CuS 下列分析正確的是 A CuS的溶解度大于PbS的溶解度B 原生銅的硫化物具有還原性 而銅藍沒有還原性C CuSO4與ZnS反應的離子方程式是Cu2 S2 CuS D 整個過程涉及的反應類型有氧化還原反應和復分解反應 解析 A項 應為CuS的溶解度小于PbS的溶解度 所以有PbS Cu2 CuS Pb2 B項 CuS中硫元素處于最低價態(tài) 有還原性 C項 ZnS不溶于水 CuSO4與ZnS反應的離子方程式應為 Cu2 ZnS CuS Zn2 D項 銅的硫化物變?yōu)镃uSO4的反應是氧化還原反應 CuSO4與ZnS或PbS的反應是復分解反應 答案 D 4 已知25 時 Ka HF 3 6 10 4mol L 1 Ksp CaF2 1 46 10 10mol3 L 3 現(xiàn)向1L0 2mol L 1HF溶液中加入1L0 2mol L 1CaCl2溶液 則下列說法中 正確的是 A 25 時 0 1mol L 1HF溶液中pH 1B Ksp CaF2 隨溫度和濃度的變化而變化C 該體系中沒有沉淀產生D 該體系中HF與CaCl2反應產生沉淀 解析 A項 由于HF為弱電解質 故0 1mol L 1HF溶液中 H 1 B項 難溶電解質的溶度積只與難溶電解質本身的性質和溫度有關 與濃度無關 C項 該溶液中濃度商Q Ksp CaF2 故該體系中會產生CaF2沉淀 D項正確 答案 D 3 根據(jù)以上原理 請你提出另外一種促進礦化的方法 解析 本題主要考查運用化學平衡移動的原理解決化學實際問題的能力 1 H OH H2O 使平衡向脫礦方向移動 2 依據(jù)信息 F 替換平衡中的OH 生成溶解度更小 質地更堅固的Ca5 PO4 3F 5Ca2 3PO43 F Ca5 PO4 3F 3 促進礦化的方法之一是使上述平衡向左移動 一種可行的方法是加Ca2 使平衡向左移動 答案 1 H OH H2O 使平衡向脫礦方向移動 2 5Ca2 3PO43 F Ca5 PO4 3F 3 加Ca2 使平衡向左移動 練考題 驗能力 輕巧奪冠 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全