【金版新学案】2015届高考化学总复习 3.13难溶电解质的溶解平衡课件 苏教版

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难溶电解质的溶解平衡 地球与地图栏目索引请点击相关栏目213考点梯级落实●真题重组集训●名师增分策略● 结束放映返回导航页考点一　沉淀溶解平衡【知识梳理】1．溶解平衡的建立2．特征 结束放映返回导航页3．沉淀溶解平衡常数——溶度积(1)表达式:对于溶解平衡MmAn(s)mMn＋(aq)＋nAm－(aq)Ksp＝[c(Mn＋)]m·[c(Am－)]n(2)影响因素：只受温度影响。(3)溶度积规则某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度的乘积Qc(离子积)与Ksp的关系 结束放映返回导航页【思考与探究】1．(1)①AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)；②AgCl===Ag＋＋Cl－。①②两方程式所表示的意义相同吗？(2)利用生成沉淀的方法能否全部除去要沉淀的离子？2．AgCl的Ksp＝1.80×10－10，将0.002mol·L－1的NaCl和0.002mol·L－1的AgNO3溶液等体积混合，是否有AgCl沉淀生成？写出推断过程。c(Cl－)·c(Ag＋)＝0.001mol·L－1×0.001mol·L－1＝10－6mol2·L－2>Ksp，有沉淀生成。不同。①式表示难溶电解质AgCl在水溶液中的溶解平衡方程式；②式表示强电解质AgCl在水溶液中的电离方程式。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。 结束放映返回导航页【题型建模】题型一沉淀溶解平衡及影响因素1．把Ca(OH)2放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。下列说法正确的是()A．恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高B．给溶液加热，溶液的pH升高C．向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加D．向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变2．某温度时，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是()A．加入AgNO3，可以使溶液由c点变到d点B．加入固体NaCl，则AgCl的溶解度减小，Ksp也减小C．d点有AgCl沉淀生成D．c点对应的Ksp小于a点对应的Ksp解析：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)所表示的是Ca(OH)2的溶解平衡而非电离平衡，Ca(OH)2是强电解质不存在电离平衡，向平衡体系中加入CaO，CaO与H2O反应使c(Ca2＋)和c(OH－)都增大，平衡向左移动，由于温度不变Ksp不变，故当c(Ca2＋)和c(OH－)减小至与原平衡相等时达到新平衡，c(Ca2＋)c(OH－)未变，pH不变[但n(Ca2＋)、n(OH－)减小了，Ca(OH)2的量增大了]；给溶液加热，Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小，所以又会有少量Ca(OH)2析出，c(OH－)减小，pH减小；加入Na2CO3溶液，部分Ca(OH)2转化为CaCO3，固体质量增加；加入NaOH(s)，平衡左移，Ca(OH)2固体质量增加。C解析：A项，当加入AgNO3时，溶液中的c(Ag＋)增大，而c(Cl－)减小，即溶液不能由c点变到d点，错；B项，加入固体NaCl，则AgCl的溶解度减小，但Ksp不变，错；C项，d点时的c(Ag＋)·c(Cl－)>Ksp，有沉淀生成，正确；D项，曲线上的点对应的是溶解平衡时的离子浓度关系，而当温度一定时，Ksp不变，即c点对应的Ksp与a点对应的Ksp相等，错。C 结束放映返回导航页沉淀溶解平衡图线解读(1)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。(2)可通过比较、观察得出溶液是否达到饱和状态，是否有沉淀析出。处于曲线上方的点表明溶液处于过饱和状态，一定会有沉淀析出，处于曲线下方的点，则表明溶液处于未饱和状态，不会有沉淀析出。【名师提醒】难溶电解质的溶解过程有的是吸热过程有的是放热过程，因此，温度对Ksp的影响应具体问题具体分析。【名师归纳】 结束放映返回导航页题型二溶度积常数3．已知：25℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11。下列说法正确的是()A．25℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大B．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大C．25℃时，Mg(OH)2固体在20mL0.01mol·L－1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·L－1NH4Cl溶液中的Ksp小D．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2解析：A项，Mg(OH)2与MgF2同属于AB2型沉淀，可根据Ksp的大小比较离子浓度，Ksp[Mg(OH)2]比Ksp(MgF2)小，说明Mg(OH)2溶液中的c(Mg2＋)更小；B项，因Mg(OH)2＋2NH4+==Mg2＋＋2NH3·H2O，而使c(Mg2＋)增大；C项，Ksp不随浓度的改变而改变；D项，Mg(OH)2的Ksp与MgF2的Ksp数量级接近，类比BaSO4可转化为BaCO3，说明Mg(OH)2也可能转化为MgF2。B 结束放映返回导航页4．(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c(Ag＋)是多少？(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为多少？(3)在0.01mol·L－1的MgCl2溶液中，逐滴加入NaOH溶液：刚好出现沉淀时，溶液的pH是多少？当Mg2＋完全沉淀时，溶液的pH为多少？解析：(1)由AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)知c(Ag＋)＝c(Cl－)所以Ksp(AgCl)＝1.8×10－10＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝c2(Ag＋)解得c(Ag＋)＝1.3×10－5mol·L－1(3)由Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝0.01·c2(OH－)，c(OH－)＝4.2×10－5mol·L－1，c(H＋)＝＝2.4×10－10mol·L－1,所以pH＝9.6，即当pH＝9.6时，开始出现Mg(OH)2沉淀。由于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。故Mg2＋完全沉淀时有：1×10－5·c2(OH－)＝1.8×10－11,所以c(OH－)＝1.34×10－3mol·L－1c(H＋)＝＝7.46×10－12mol·L－1所以pH＝11.1(2)由Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)知Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝1/2c(OH-）·c2(OH－)解得c(OH－)＝3.3×10－4mol·L－1所以c(H＋)＝＝3.0×10－11mol·L－1，pH＝10.51.3×10－5mol·L－110.59.611.1 结束放映返回导航页考点二沉淀溶解平衡的应用【知识梳理】1．沉淀的生成(1)调节pH法如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至7～8，离子方程式为：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH4+。(2)沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2＋离子方程式为：Cu2＋＋H2S==CuS↓＋2H＋。2．沉淀的溶解(1)酸溶解：用离子方程式表示难溶于水的CaCO3可溶于盐酸CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。(2)盐溶解：用离子方程表示Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液Mg(OH)2＋2NH4+===Mg2＋＋2NH3·H2O。 结束放映返回导航页3．沉淀的转化(1)实质：沉淀溶解平衡的移动(2)规律：一般说来，溶解度小的沉淀容易转化成溶解度更小的沉淀。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＋CO32-CaCO3＋SO42-。②矿物转化：CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS，离子方程式为：ZnS＋Cu2＋CuS＋Zn2＋。 结束放映返回导航页【思考与探究】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HCl洗涤AgCl沉淀，用水洗涤造成的AgCl的损失大于用稀HCl洗涤的损失量。BaCO3Ba2＋＋CO32-，HCl===H＋＋Cl－，2H＋＋CO32-===H2O＋CO2↑，盐酸电离的H＋与BaCO3产生的CO32-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。CaCO3Ca2＋＋CO32-，H2SO4===SO42-＋2H＋，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。而CH3COOHCH3COO－＋H＋生成的醋酸钙易溶于水，当H＋与CO32-结合生成CO2和H2O时，CaCO3的溶解平衡右移。用水洗涤AgCl，AgClAg＋＋Cl－平衡右移，AgCl的质量减少；用HCl洗涤AgCl，稀释的同时HCl电离产生的Cl－会使平衡左移，AgCl减少的质量要小些。 结束放映返回导航页【题型建模】2．为了除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是()A．NaOHB．Na2CO3C．氨水D．MgO1．要使工业废水中的重金属离子Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：由上述数据可知，选用的沉淀剂最好是()A．硫化物B．硫酸盐C．碳酸盐D．以上沉淀均可化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.03×10－41.81×10－71.84×10－14A解析：常规方法是加入化学物质直接与Fe3＋反应形成沉淀，但在这里却巧妙地利用了MgO消耗FeCl3水解生成的HCl促使FeCl3水解成Fe(OH)3，同时MgO转化成MgCl2，即使MgO过量，但它微溶于水，不引入新杂质。D 结束放映返回导航页3．金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S，mol·L－1)如图。(1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是________。(2)若要除去CuCl2溶液中少量的Fe3＋，应该控制溶液的pH为____。A．<1B．4左右C．>6(3)已知常温下一些难溶物的溶度积常数如表(单位：mol2·L－2)。FeSMnSCuSPbSHgSZnSKsp6.3×10－182.5×10－131.3×10－363.1×10－286.1×10－531.6×10－21某工业废水中含有Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋，最适宜向此工业废水中加入过量的________除去它们。A．NaOHB．FeSC．Na2S解析：(1)由题图可以看出pH＝3时，不产生Cu(OH)2沉淀，铜元素主要是以Cu2＋的形式存在。(2)由题图可知pH<1时，Fe3＋不产生沉淀；pH在2.5～4.5之间，Fe3＋沉淀完全而Cu2＋不产生沉淀；pH>6时Cu2＋也沉淀完全，故应控制pH在4左右。Cu2＋B(3)根据几种硫化物的溶度积可知CuS、PbS、HgS的溶解度比FeS小得多；加入FeS可将Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋转化为硫化物沉淀，而过量的FeS不溶解，所以FeS为最佳试剂，而NaOH、Na2S过量时都会存在于废水中。B 结束放映返回导航页【名师归纳】1．沉淀的生成(1)条件：离子浓度积(Qc)大于溶度积(Ksp)。(2)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．沉淀的溶解当溶液中溶度积Qc小于Ksp时沉淀可以溶解，常用的方法有：(1)酸碱溶解法：加入酸或碱与溶解平衡体系中的相应离子反应，降低离子浓度，使平衡向溶解的方向移动，如CaCO3可溶于盐酸。(2)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。 结束放映返回导航页(3)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。(4)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．沉淀的转化(1)含义在难溶物质的饱和溶液中，溶解度小的沉淀会转化生成溶解度更小的沉淀。(2)实例AgNO3AgCl(白色沉淀)AgBr(淡黄色沉淀)AgI(黄色沉淀)(黑色沉淀)。NaClNaBrKINa2SAg2S 结束放映返回导航页题组一沉淀溶解平衡BD 结束放映返回导航页C 结束放映返回导航页3．(2011·浙江理综·13)海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：模拟海水中的离子浓度/mol·L－1Na＋Mg2＋Ca2＋Cl－HCO3-0.4390.0500.0110.5600.001A 结束放映返回导航页题组二沉淀溶解平衡的应用4．(2013·重庆理综·2)下列说法正确的是()A．KClO3和SO3溶于水后能导电，故KClO3和SO3为电解质B．25℃时用醋酸溶液滴定等浓度NaOH溶液至pH＝7，V醋酸VNaOH，B项错误；NaAlO2与NaHCO3都是强碱弱酸盐，彼此不反应，C项错误；沉淀一般向溶解度更小的方向转化，D项正确。D解析：　由实验现象和反应原理可知，浊液a为含有AgCl及硝酸钠的浊液，滤液b为硝酸钠溶液(含极少量的Ag＋、Cl－)，白色沉淀c为AgCl，②中出现的浑浊为AgI，③中的黄色沉淀为AgI。浊液a中存在AgCl的溶解平衡，A项正确；由选项A可知滤液b中含有Ag＋，B项错误；③中的黄色沉淀为AgI，是由AgCl电离出的Ag＋与I－结合生成的，C项正确；实验②和实验③均说明AgI比AgCl更难溶，D项正确。B 结束放映返回导航页6．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)(2012·天津理综，5B)在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体，c(Ba2＋)增大()(2)(2012·浙江理综，12D)相同温度下，将足量氯化银固体分别放入相同体积的①蒸馏水、②0.1mol·L－1盐酸、　③0.1mol·L－1氯化镁溶液、④0.1mol·L－1硝酸银溶液中，Ag＋浓度：①>④＝②>③()(3)(2010·江苏化学，10C)常温下，向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末，过滤，向洗净的沉淀中加稀盐酸，有气泡产生，说明常温下，Ksp(BaCO3)