《2018届高三化学 第7单元第25讲沉淀溶解平衡课件 苏教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018届高三化学 第7单元第25讲沉淀溶解平衡课件 苏教版（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第25讲 沉淀的溶解平衡,一、溶解平衡的概念与特点 1概念 在一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀析出的速率相等时，固体质量、离子浓度不变的状态。 2建立。,3特征 (1)逆：可逆过程(离子间生成难溶电解质的反应 不能 完全进行到底)。 (2)动： 动态 平衡，溶解的速率和沉淀的速率并不为0。 (3)等：v溶解 v沉淀。 (4)定：达到平衡时，固体质量、离子浓度不变。 (5)变：当外界条件改变时，溶解平衡将发生 移动 ，达到新的平衡状态。,4表示 一般用溶解平衡方程式表示：AmBn(s)mAn(aq)nBm(aq)。AgCl固体的溶解平衡可表示如下： AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq) 。
2、需要说明的是，AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)与AgCl AgCl所表示的意义 不相同 (“相同”或“不相同”)。前者表示难溶电解质AgCl在水溶液中的溶解平衡方程式，后者表示强电解质AgCl在水溶液中的电离方程式。,5电解质在水中的溶解度 20时电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：,在AgCl的溶液中，一方面，在水分子作用下，少量Ag和Cl脱离AgCl的表面溶于水中AgCl AgCl；另一方面，溶液中的Ag和Cl受AgCl表面正、负离子的吸引，回到AgCl的表面析出沉淀，AgCl AgCl。在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，便得到了AgCl的饱和溶液，即建立如下动态平衡
3、：,难溶电解质的溶解平衡也是有条件的，条件变化，平衡破坏。如上述的沉淀和溶解平衡就受温度、浓度等的影响，通过条件的变化可以使沉淀生成、沉淀溶解，也可以使沉淀转化。,二、沉淀溶解平衡的应用 1沉淀的生成 (1)调节pH法：如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可首先加入氨水调节pH至78，离子方程式： 。 (2)加沉淀剂法：如用H2S沉淀Cu2，离子方程式为 ，用Na2S沉淀Hg2，离子方程式为 。,2沉淀的溶解 (1)酸溶解法：如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为 。 如Cu(OH)2溶于稀硫酸，离子方程式为Cu(OH)2 。 (2)盐溶液溶解法：如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式
4、为 。 3沉淀的转化 (1)实质：沉淀溶解平衡的移动。 (2)特征 一般说来，溶解度小的沉淀转化为溶解度 更小 的沉淀容易实现。,沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。 例如： ： ( 淡黄 色沉淀) Ag2S(黑色沉淀) (3)应用 锅炉除垢 将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为 。 矿物转化 CuSO4溶液遇ZnS(闪锌矿)转化为CuS(铜蓝)的离子方程式为 Cu2ZnS CuSZn2 。,在难溶电解质的溶液中，欲使沉淀溶解常用的方法是：在难溶电解质的饱和溶液中加入适当溶剂使之与组成沉淀的一种构晶离子结合成另一类化合物，从而使之溶解。具体方法可采用酸碱溶解法、配位溶解法、氧化还原溶解法以
5、及沉淀转化溶解法。 三、溶度积和离子积 1溶度积常数 (1)定义：对于溶解平衡：AmBn(s)mAn(aq)nBm(aq)，Ksp cm(An)cn(Bm) ，与其他平衡常数一样，Ksp仅受 温度 的影响。,(2)四种重要的动态平衡的比较,2.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幂的乘积称为离子积，用Qc表示。 (1)当QcKsp时，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。,难溶电解质的溶解平衡也是动态平衡，同样可以改变条件使平衡移动溶液中的离子转化为沉淀或沉淀转化为溶液中的离子。 当溶液中QcKsp时，溶液中的离子生成沉淀，直至沉淀溶解与离子生成沉淀达到平衡状态
6、；当溶液中QcKsp)，利用的原理是平衡移动原理，改变条件使平衡发生移动。,3溶度积常数与物质的溶解性 Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。 (1)对于同类型物质，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强。如由Ksp数值可知，溶解能力：AgClAgBrAgI，Cu(OH)2Mg(OH)2。 (2)不同类型的物质，Ksp差距不大时不能直接作为比较依据。如： AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)，Ksp1.81010。 Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，Ksp5.61012。,虽然Mg(OH)2的Ksp较小，但不能认为Mg(OH)2比AgCl更难溶。一般比较难溶物质的溶
7、解能力，往往比较的是饱和溶液中溶质的物质的量浓度，则AgCl的浓度约为1.34105 mol/L，Mg(OH)2约为1.12104 mol/L，显然Mg(OH)2更易溶解。 (3)Ksp与物质的量浓度无关，与温度有关，与离子方程式的写法有关，如 Cu(OH)2(s)Cu2(aq)2OH(aq)，Kspc(Cu2)c2(OH)。 Cu(OH)2(s) Cu2(aq)OH(aq)，Kspc1/2(Cu2)c(OH),与其他的化学平衡常数一样，Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。溶液中离子浓度的变化只能使溶解平衡移动而不改变溶度积。作指示剂，强碱滴定强酸用酚酞作
8、指示剂。,外界条件对沉淀溶解平衡的影响,【典例1】 在有固体Mg(OH)2存在的饱和溶液中，存在着如下平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)。向该饱和溶液中分别加入固体CH3COONa或NH4Cl时，固体Mg(OH)2的质量有什么变化？,【解析】本题需要将盐类水解平衡和溶解平衡结合起来运用，加入CH3COONa固体，因CH3COO水解溶液呈碱性，相当于增加了c(OH)，平衡左移；加入NH4Cl固体，因 结合OH，使平衡右移。,参考答案：加入固体CH3COONa使Mg(OH)2固体的质量增加。理由是CH3COONa在溶液中水解：CH3COOH2OCH3COOHOH，增大了c(OH
9、)，使Mg(OH)2的溶解平衡向着生成Mg(OH)2的方向移动。加入NH4Cl固体使Mg(OH)2固体的质量减小。理由是NH4Cl在溶液中电离出 ， 与OH发生反应： OHNH3H2O，减小了c(OH)，使Mg(OH)2溶解平衡向着生成Mg2和OH的方向移动。,点拨：物质的溶解性的大小是相对的，没有绝对不溶的物质。在一定条件下，难溶电解质溶于水形成饱和溶液时，固体溶解的速率和离子的沉淀速率相等，固体的质量和离子的浓度不再变化，即建立了难溶电解质的沉淀溶解平衡。,【迁移训练1】 (2010江苏南通中学)已知锶与钡同处于第A族。硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，下列说法不正确的
10、是( ),AB,ASrSO4的溶解度随温度的升高而增大 B在常温下，SrSO4的溶解度比BaSO4的小 C在363K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液 D313K时的饱和溶液升温到363K时，依然是饱和溶液,【解析】同主族元素性质具有相似性与递变性，从MgSO4、CaSO4、BaSO4在水溶液中的溶解情况可知B是错误的；根据图像进行分析，选项A错误，C和D正确。,【解析】对于除杂问题，要把握以下几个问题：(1)加入的试剂能与杂质反应或通过调整酸碱性，使之发生水解而除去；(2)添加的试剂允许过量，且过量的试剂易于除去，不能引入新的杂质。本题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
11、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，不引入新杂质，即使MgO过量，因为它不溶于水也不会引起二次污染。,【典例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( ) ANaOH BNa2CO3 C氨水 DMgO,沉淀溶解平衡的应用,D,点拨：要除FeCl3实际上是除去Fe3，除Fe3的方法是加入某物质使之成为沉淀过滤即可。同时该题巧妙运用了Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的溶解度，从而可以使Fe(OH)3沉淀，而不致使Mg2转化为沉淀而析出。,【迁移训练2】 (2010南通二模)C
12、oCl26H2O是一种饲料营养强化剂。以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl26H2O的一种新工艺流程如下图：,已知： 钴与盐酸反应的化学方程式为：Co2HCl=CoCl2H2。 CoCl26H2O熔点为86，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110120时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。 部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：,请回答下列问题： (1)在上述新工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其主要优点为 。 (2)加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是 。 (3)操作包含3个基本实验操作，它们是 。 (4)制得的CoCl26H2O需
13、减压烘干的原因是 。,减少有毒气体的排放，防止大气污染；防止产品中混有硝酸盐,5.27.6,蒸发浓缩、冷却结晶和过滤,降低烘干温度，防止产品分解,(5)为测定产品中CoCl26H2O含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl26H2O的质量分数大于100%，其原因可能是 。 (6)在实验室中，为了从上述产品中获得纯净的CoCl26H2O，采用的方法是,样品中含有NaCl杂质；烘干时失去部分结晶水,将产品溶于乙醚，过滤后再蒸馏 .,【解析】(1)含钴废料含少量Fe、Al等杂质，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的
14、混酸”，可以减少硝酸与Fe、Al反应产生的氮的氧化物等有毒气体的排放，防止大气污染；防止产品中混有硝酸盐。 (2)加入过氧化氢后，Fe2被氧化为Fe3，根据Fe(OH)3、Co(OH)2、Al(OH)3开始沉淀和完全沉淀时的pH，当pH的范围为5.27.6时，杂质Fe3、Al3完全沉淀下来，而Co2还没开始沉淀。,(3)操作是从CoCl2溶液得到CoCl26H2O，需要进行的操作为蒸发浓缩、冷却结晶和过滤。 (4)减压烘干可以降低烘干温度，从而防止产品CoCl26H2O分解。 (5)所得产品中CoCl26H2O的质量分数大于100%，可能原因是样品中含有NaCl杂质或烘干时失去了部分结晶水。
15、(6)根据提供信息，实验室中将产品溶于乙醚，过滤后再蒸馏，可以得到纯净的CoCl26H2O。,溶度积的计算和应用,【典例3】已知常温下Ksp(AgCl)1.81010 mol2/L2；Ksp(AgI)1.01016 mol2/L2。下列说法中正确的是( ) A在相同温度下AgCl的溶解度小于AgI的溶解度 BAgCl和AgI都不溶于水，因此AgCl和AgI不能相互转化 C常温下，AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI，则NaI的浓度必须不低于 1011 mol/L D将足量的AgCl分别放入下列物质中：20 mL 0.01 mol/L KCl溶液；10 mL 0.02 mol/L CaCl2溶液；30 mL 0.05 mol/L AgNO3溶液。AgCl的溶解度由大到小的顺序为,C,【解析】本题以溶度积常数为背景综
