《2018版高考化学大一轮专题复习 第三单元 化学基本理论 第20讲 难溶电解质的溶解平衡课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高考化学大一轮专题复习 第三单元 化学基本理论 第20讲 难溶电解质的溶解平衡课件（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第20讲难溶电解质的溶解平衡 考纲导视 基础反馈 判断正误 正确的画 错误的画 1 Ksp AB2 小于Ksp CD 则AB2的溶解度小于CD的溶解 度 2 不可能使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 0 10 5mol L 1时 沉淀已经完 全 3 在一定条件下 溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀 4 常温下 向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体 BaCO3的Ksp减小 5 溶度积常数Ksp只受温度影响 温度升高Ksp增大 6 常温下 向Mg OH 2饱和溶液中加入NaOH固体 Mg OH 2的Ksp不变 答案 1 2 3 4 5 6 7 8
2、9 10 7 溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化 所以ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀 8 验证Fe OH 3的溶解度小于Mg OH 2 可将FeCl3溶液加入Mg OH 2悬浊液中 振荡 可观察到沉淀由白色变为红褐色 9 25 时Cu OH 2在水中的溶解度大于其在Cu NO3 2溶液中的溶解度 10 CaCO3难溶于稀硫酸 也难溶于醋酸 考点一 沉淀溶解平衡及溶度积常数 知识梳理 一 溶解平衡的概念与特点 1 溶解平衡的定义 沉淀溶解 沉淀生成 在一定温度下 某难溶电解质溶液中 当 的速率等于 的速率时 建立了一个固体与溶液中离子之间的动态平衡 叫做沉淀溶解平衡 2 溶
3、解平衡的建立 固体溶质 溶液中的溶质 固体溶解 溶解平衡 析出晶体 v 溶解 v 结晶 过程v 溶解 v 结晶 v 溶解 v 结晶 3 溶解平衡的特点 等 动 定 变 1 逆 固体溶解和沉淀过程是可逆的 2 v 溶解 v 沉淀 3 动态平衡 溶解的速率和沉淀的速率相等且不为0 4 达到平衡时 溶液中离子浓度保持不变 5 当改变外界条件时 溶解平衡将发生移动 达到新的平衡 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 溶解的方向 吸热 溶解的方向 不变 生成沉淀的方向 溶解的方向 以AgCl s Ag aq Cl aq H 0为例 正向 增大 增大 增大 正
4、向 减小 减小 不变 逆向 增大 减小 不变 逆向 减小 增大 不变 正向 减小 增大 不变 5 电解质在水中的溶解度 20 时 电解质在水中的溶解度 S 与溶解性存在如下关 系 0 01 1 1 10 10 0 01 二 用溶度积概念理解溶解平衡 1 溶度积常数 cm An cn Bm 1 表达式 对于溶解平衡 AmBn s aq Ksp mAn aq nBm 2 意义 反映了物质在水中的 能力 温度 3 影响因素 溶度积常数只与难溶电解质的性质和 有关 而与沉淀的量和溶液中的离子浓度无关 溶解 2 溶度积规则 难溶电解质溶液中有关离子浓度幂的乘积称为离子积 符 号为Qc Qc Ksp Qc
5、 Ksp Qc Ksp 1 溶液过饱和 有沉淀析出 2 溶液饱和 处于溶解平衡状态 3 溶液未饱和 沉淀溶解 考点集训 例1 2017届四川宜宾一中训练 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
6、悬浊液中加入NaF溶液后 Mg OH 2不可能转化为MgF2 答案 B 例2 一定温度下 难溶电解质的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡 已知 C 向混合溶液中逐滴加入0 1mol L 1NaOH溶液 最先看 到红褐色沉淀 D 向混合溶液中加入适量氯水 并调节pH到3 4过滤 可获较纯净的CuSO4溶液 思路指导 用Ksp判断产生沉淀的先后顺序 Ksp越小 沉 淀越易析出 答案 D 归纳总结 思路指导 从文字中提取数据信息 将有关离子浓度代入 Ksp表达式进行计算 3 298K时 Ksp Ce OH 4 1 10 29 Ce OH 4的溶度积表达式为Ksp 为了使溶液中Ce4 沉淀完全 即残留在溶液中
7、的c Ce4 小于1 10 5mol L 1 需调节pH为 以上 4 常温下Fe OH 3的Ksp 1 10 39 若要将溶液中的Fe3 转化为Fe OH 3沉淀 使溶液中c Fe3 降低至1 10 3mol L 1 必须将溶液调节至pH 4 Ksp c Fe3 c3 OH 1 10 3mol L 1 c3 OH 1 10 39 则c OH 1 10 12mol L 1 c H 1 10 2mol L 1 pH 2 答案 1 2 4 10 4 2 5 61 10 2mol L 1 3 c Ce4 c4 OH 8 4 2 易错警示 计算氢氧化物沉淀的Ksp需要用到的是c OH 而pH换算出来的是
8、c H 切记要通过Kw换算成c OH 例4 2016 2017学年河南洛阳期中 某温度时 BaSO4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Na2SO4可以使溶液由a点变到b点B 通过蒸发可以使溶液由d点变到c点C d点无BaSO4沉淀生成D a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp 答案 C 考点二 沉淀溶解平衡的应用 知识梳理 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 2 沉淀剂法 如用H2S沉淀Cu2 离子方程式为 Fe3 3NH3 H2O H2S Cu2 CuS 2H 1 沉淀的生成 2 沉淀的溶解 1 酸溶解法
9、 如CaCO3溶于盐酸 离子方程式为 2 盐溶液溶解法 如Mg OH 2溶于NH4Cl溶液 离子方程式为 3 氧化还原溶解法 如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀 HNO3 4 配位溶解法 如AgCl溶于氨水 离子方程式为 AgCl 2NH3 H2O Ag NH3 2 Cl 2H2O CaCO3 2H Ca2 H2O CO2 Mg OH 2 2NH4 Mg2 2NH3 H2O 3 沉淀的转化 1 实质 沉淀溶解平衡的移动 沉淀的溶解度差别越大 越 容易转化 2 应用 如锅炉除垢 将CaSO4转化为CaCO3 离子方程式为 矿物转化 用饱和Na2CO3处理重晶石 BaSO4 制备可溶性钡盐 离子方
10、程式为 BaCO3 2H Ba2 H2O CO2 考点集训 例5 化工生产中常用MnS作沉淀剂除去工业废水中的Cu2 Cu2 aq MnS s CuS s Mn2 aq 下列有关叙述中正确的是 MnS的Ksp大于CuS的Ksp 达到平衡时c Mn2 c Cu2 溶液中加入少量Na2S固体后 溶液中c Cu2 c Mn2 保持 不变 该反应平衡常数 A B C D 解析 化学式相似的物质 溶度积大的物质容易转化为溶度积小的物质 所以MnS的Ksp比CuS的Ksp大 故 正确 该反应达到平衡时各离子的浓度保持不变 但不相等 故 错误 溶液中加入少量Na2S固体后 溶液中c S2 增大 由于温度不变
11、 溶度积不变 故c Cu2 c Mn2 均减小 故 错误 正确 答案 A 例6 2015年湖北荆州模拟 下述实验设计能够达到目的的 是 答案 A 解析 AgCl转化为AgI 说明Ksp前者大于后者 A项正确 Cu粉也能溶于稀硝酸 B项错误 若溶液中已存在Fe3 则后加KSCN溶液变红无法证明是存在的Fe2 被氧化为Fe3 C项错误 证明H2CO3酸性比H2SiO3强 应在溶液中进行 Na2CO3和SiO2在高温下熔融反应是利用物质的稳定性 D项错误 规律总结 沉淀转化的实质就是溶解平衡向生成溶解度更小 Ksp更小 的沉淀方向移动 两种沉淀的溶解度 Ksp 差别越大 沉淀转化越容易 例如 例7
12、2017届湖北孝感高级中学调研 还原沉淀法是处理含 已知转化过程中反 A 溶液颜色保持不变 说明上述可逆反应达到平衡状态B 若用绿矾 FeSO4 7H2O M 278 作还原剂 处理1L废水 至少需要458 7gC 常温下转换反应的平衡常数K 1 1014 则转化后所得溶液的pH 5D 常温下Ksp Cr OH 3 1 10 32 要使处理后废水中c Cr3 降至1 10 5mol L 1 应调溶液的pH 5 答案 C 实验探究 利用溶解平衡制备 分离物质 近年高考中常在非选择题部分考查沉淀溶解平衡知识 利用溶解平衡制备 分离物质 这里主要讲述两种类型问题 1 利用元素在不同pH范围内的不同存
13、在形式进行分离 提纯 制备物质 这种类型的考题主要是利用两性氢氧化物在不同pH范围内存在形式的不同 进行分离 提纯和制备 2 利用难溶物的溶解性相对难易进行分离 这种类型的考题主要是利用Ksp的相对大小 判断难溶物的溶解性的相对难易 控制pH实现逐步分离或者相互转化 如Fe OH 3完全沉淀时溶液的pH为3 2 而Cu OH 2完全沉淀时溶液的pH为6 7 那么Fe OH 3比Cu OH 2更难溶 调节pH在5左右可使Fe OH 3完全沉淀 而Cu OH 2不沉淀 达到分离除杂等目的 典例 氧化铁是一种重要的无机材料 化学性质稳定 催化活性高 具有良好的耐光性 耐热性和对紫外线的屏蔽性 从某种
14、工业酸性废液 主要含Na Fe2 Fe3 Mg2 Al3 已知 常温下Ksp Mg OH 2 1 2 10 11 Ksp Fe OH 2 2 2 10 16 Ksp Fe OH 3 3 5 10 38 Ksp Al OH 3 1 0 10 33 1 写出在该酸性废液中通入空气时发生反应的离子方程式 指出使用空气的优点是 2 已知Fe3 aq 3OH aq Fe OH 3 s H Q1kJ mol 1 1 中每生成1mol含铁微粒时 放热Q2 请你计算1molFe2 全部转化为Fe OH 3 s 的热效应 H 3 常温下 根据已知条件计算在pH 5的溶液中 理论上下列微粒在该溶液中可存在的最大浓
15、度c Fe3 4 有人用氨水调节溶液pH 在pH 5时将Fe OH 3沉淀出来 此时可能混有的杂质是 填化学式 下同 用 试剂可将其除去 解析 1 酸性废液中通入空气时 Fe2 被空气中的氧气所氧化 离子方程式为4Fe2 O2 4H 4Fe3 2H2O 该方法的优点是耗费少且无污染 2 根据盖斯定律 1molFe2 全部转化为Fe OH 3 s 的热效应 H Q2 Q1 kJ mol 1 3 溶液pH 5 则c OH 10 9mol L 1 根据Ksp Fe OH 3 3 5 10 38可计算出c Fe3 为3 5 10 11mol L 1 4 根据Ksp Al OH 3 1 0 10 33
16、可计算出溶液pH 5时 c Al3 1 0 10 6mol L 1 Al3 也完全沉淀 故可能混有的杂质是Al OH 3 Al OH 3溶于强碱 而Fe OH 3不溶 故可用NaOH溶液除去 答案 1 4Fe2 O2 4H 4Fe3 2H2O耗费少且无污染 2 Q2 Q1 kJ mol 1 3 3 5 10 11mol L 1 4 Al OH 3NaOH 应用 2015年江苏卷 软锰矿 主要成分MnO2 杂质金属元素Fe Al Mg等 的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4 H2O 反应的化学方程式为MnO2 SO2 MnSO4 1 质量为17 40g纯净MnO2最多能氧化 L 标准状况 SO2 2 已知 Ksp Al OH 3 1 10 33 Ksp Fe OH 3 3 10 39 pH 7 1时Mn OH 2开始沉淀 室温下 除去MnSO4溶液中的Fe3 Al3 使其浓度均小于1 10 6mol L 1 需调节溶液pH范围为 3 下图可以看出 从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4 H2O晶体 需控制的结晶温度范围为 4 准确称取0 1710gMnSO4 H2O样品
