化學(xué)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(jìn)入化學(xué)課堂 第3節(jié)沉淀溶解平衡 1 知道難溶電解質(zhì)在水中存在沉淀溶解平衡 并能結(jié)合實(shí)例進(jìn)行描述 2 能描述沉淀溶解平衡 能寫出溶度積的表達(dá)式 知道溶度積的含義 3 能夠運(yùn)用平衡移動的觀點(diǎn)對沉淀的溶解 生成與轉(zhuǎn)化進(jìn)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(dāng)沉淀的和的速率相等時 固體質(zhì)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(diǎn) 1 逆 可逆過程 離子之間生成難溶電解質(zhì)的反應(yīng)不能完全進(jìn)行到底 2 等 動 v溶解v生成0 3 定 固體質(zhì)量 離子濃度不變 即達(dá)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(zhì)的沉淀溶解平衡與難電離物質(zhì)的電離平衡有什么聯(lián)系和區(qū)別 提示 難溶電解質(zhì)可以是強(qiáng)電解質(zhì)也可以是弱電解質(zhì) 如BaSO4是強(qiáng)電解質(zhì) 而Al OH 3是弱電解質(zhì) 而難電離物質(zhì)只能是弱電解質(zhì) 再從變化的過程來看 溶解平衡是指已溶解的溶質(zhì)與未溶解的溶質(zhì)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(jīng)溶解在溶液中的弱電解質(zhì)分子與離子之間的轉(zhuǎn)化達(dá)到平衡狀態(tài) 二 沉淀溶解平衡的應(yīng)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(zhuǎn)化為沉淀或沉淀轉(zhuǎn)化為溶液中的離子 2 應(yīng)用 利用來達(dá)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(xué)反應(yīng)有 生成沉淀 CaCO3 CO2 H2O Ca HCO3 2 Ca HCO3 2 CaCO3 CO2 H2O 2 沉淀的轉(zhuǎn)化 1 特點(diǎn) 一般情況下 溶解能力較大的沉淀轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化 2 沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化為 再用酸除去 將CaSO4轉(zhuǎn)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(shí)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(diào)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(zhuǎn)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?yàn)?答案 PbCrO4 CaCrO4 一 沉淀溶解平衡的建立1 物質(zhì)溶解是絕對的 不是相對的 一般可以如圖所示界定物質(zhì)的溶解性 2 沉淀溶解平衡建立 常有兩種途徑 1 當(dāng)難溶電解質(zhì)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dǎo)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(diǎn)變到b點(diǎn) 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(diǎn)變到c點(diǎn) C項d點(diǎn)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(diǎn)與c點(diǎn)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(dá)到平衡時 沉淀的速率和溶解的速率相等C 沉淀溶解達(dá)到平衡時 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 如果再加入難溶性的該沉淀物 將促進(jìn)溶解 解析 A項 開始時 各離子的濃度沒有必然的關(guān)系 B項是達(dá)平衡狀態(tài)的特征 正確 C項 沉淀溶解達(dá)到平衡時 溶液中溶質(zhì)的離子濃度保持不變 但不一定相等 D項 沉淀溶解達(dá)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(xué)平衡常數(shù)的一般規(guī)律 Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān) 溫度一定時 溶度積常數(shù)是一個定值 與沉淀量無關(guān) 4 應(yīng)用 1 利用Ksp判斷沉淀的溶解與生成定義難溶電解質(zhì)溶液中有關(guān)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(zhì)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(dá)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(zhì) 難溶電解質(zhì)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(guān)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(guān)系的是 思路點(diǎn)撥 解答本題時要注意以下三點(diǎn) 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(dá)到沉淀溶解平衡后 改變?nèi)芤簆H 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(diǎn)變到b點(diǎn)C c d兩點(diǎn)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(diǎn)代表的溶液中達(dá)到飽和 解析 A項 分析圖象中b c兩點(diǎn) Fe3 和 Cu2 相等 對應(yīng)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(shí)現(xiàn)由a點(diǎn)變到b點(diǎn) C項 H 與 OH 的乘積是KW KW只與溫度有關(guān) c d兩點(diǎn)溫度相同 KW也相等 D項 b c兩點(diǎn)分別是兩溶液的溶解平衡狀態(tài) 兩溶液均達(dá)到飽和 答案 B 1 2011 茂名高二質(zhì)檢 下列有關(guān)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(jìn)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(dāng)達(dá)到平衡時 AgCl固體生成Ag Cl 的速率必然等于Ag Cl 結(jié)合生成固體AgCl的速率 A正確 沒有絕對不溶的物質(zhì) B錯誤 一般來說 溫度升高會促進(jìn)電離 C項正確 但有時溫度升高會降低某些物質(zhì)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(zhì)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(guān) 而與溶液體積無關(guān) 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?yàn)?答案 B 3 2010 北京高考 自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)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(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán) 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(lán)沒有還原性C CuSO4與ZnS反應(yīng)的離子方程式是Cu2 S2 CuS D 整個過程涉及的反應(yīng)類型有氧化還原反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng) 解析 A項 應(yīng)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(yīng)的離子方程式應(yīng)為 Cu2 ZnS CuS Zn2 D項 銅的硫化物變?yōu)镃uSO4的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng) CuSO4與ZnS或PbS的反應(yīng)是復(fù)分解反應(yīng) 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(chǎn)生D 該體系中HF與CaCl2反應(yīng)產(chǎn)生沉淀 解析 A項 由于HF為弱電解質(zhì) 故0 1mol L 1HF溶液中 H 1 B項 難溶電解質(zhì)的溶度積只與難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)和溫度有關(guān) 與濃度無關(guān) C項 該溶液中濃度商Q Ksp CaF2 故該體系中會產(chǎn)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(jìn)礦化的方法 解析 本題主要考查運(yùn)用化學(xué)平衡移動的原理解決化學(xué)實(shí)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(zhì)地更堅固的Ca5 PO4 3F 5Ca2 3PO43 F Ca5 PO4 3F 3 促進(jìn)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(yàn)?zāi)芰?輕巧奪冠 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全