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第四单元难溶电解质的沉淀溶第四单元难溶电解质的沉淀溶解平衡解平衡专题专题8溶液中的离子反应溶液中的离子反应 2013高考导航高考导航考纲要求考纲要求命题热点命题热点1.理解难溶电解质理解难溶电解质存在沉淀溶解平存在沉淀溶解平衡。衡。2.能运用溶度积常能运用溶度积常数数(Ksp)进行简单计进行简单计算。算。2013年高考，把沉淀的溶解和转年高考，把沉淀的溶解和转化与弱电解质的电离平衡及元素化与弱电解质的电离平衡及元素化合物等知识相结合进行命题的化合物等知识相结合进行命题的可能性较大，可能性较大，Ksp与离子浓度的与离子浓度的关系及其对应计算已成为高考的关系及其对应计算已成为高考的新热点，估计会结合图像来考查新热点，估计会结合图像来考查学生的读题能力。学生的读题能力。基础梳理基础梳理 自学导引自学导引一、难溶电解质的沉淀溶解平衡一、难溶电解质的沉淀溶解平衡1概念概念在一定温度下，当在一定温度下，当_速率和速率和_速速率相等时率相等时,形成饱和溶液形成饱和溶液,达到平衡状态，达到平衡状态，人们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。人们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。溶解溶解沉淀沉淀 2沉淀溶解平衡的建立沉淀溶解平衡的建立 3沉淀溶解平衡的特点沉淀溶解平衡的特点4溶度积常数溶度积常数(1)概念：用来描述难溶电解质在水中概念：用来描述难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡的常数。的沉淀溶解平衡的常数。(2)表示：用符号表示：用符号_表示。难溶强电表示。难溶强电解质解质AmBn溶于水形成饱和溶液时，建溶于水形成饱和溶液时，建立沉淀溶解平衡：立沉淀溶解平衡：AmBn(s) mAn(aq)nBm(aq)，Ksp其平衡常数称为其平衡常数称为AmBn的溶度积常数或的溶度积常数或简称简称_，用，用Ksp表示，表示，Kspcm(An)cn(Bm)。例如：例如：AgCl AgClKsp_Fe(OH)3 Fe33OHKsp_溶度积溶度积c(Ag)c(Cl)c(Fe3)c3(OH)(3)影响因素：只与影响因素：只与_有关。有关。(4)表示意义表示意义 ：反映难溶电解质在水中：反映难溶电解质在水中的溶解能力。的溶解能力。5电解质在水中的溶解度电解质在水中的溶解度25 时，电解质在水中的溶解度和溶时，电解质在水中的溶解度和溶解性存在如下关系：解性存在如下关系：温度温度 思考感悟思考感悟【提示提示】不相同。前者表示不相同。前者表示CaCO3的电离方程式，的电离方程式，CaCO3尽管难溶，但尽管难溶，但由于溶解的部分全部电离，故由于溶解的部分全部电离，故CaCO3为强电解质，电离过程用为强电解质，电离过程用“=”表示。表示。后者表示后者表示CaCO3在水中存在溶解平衡在水中存在溶解平衡，其过程是可逆的，用，其过程是可逆的，用“ ”“ ”表示。表示。二、沉淀溶解平衡的应用二、沉淀溶解平衡的应用1利用生成沉淀来分离或除去杂质离子利用生成沉淀来分离或除去杂质离子例如：除去例如：除去CuSO4溶液中混有的少量溶液中混有的少量Fe3：2实现沉淀的转化实现沉淀的转化溶解能力溶解能力_的物质易转化为溶解能力的物质易转化为溶解能力_的物质的物质(填填“大大”或或“小小”)。大大小小思考感悟思考感悟2难溶电解质的难溶电解质的Ksp数值越小数值越小,表明在表明在水中的溶解能力就越弱水中的溶解能力就越弱,这种说法对吗这种说法对吗？【提示提示】不对。当难溶电解质化学式不对。当难溶电解质化学式所表示的组成中阴、阳离子的个数比相所表示的组成中阴、阳离子的个数比相同时，同时，Ksp越小，则难溶电解质在水中越小，则难溶电解质在水中的溶解能力越弱，如果组成中阴、的溶解能力越弱，如果组成中阴、 阳阳离子个数比不同，则离子个数比不同，则Ksp不能直接用于不能直接用于判断溶解能力的强弱。判断溶解能力的强弱。考点串讲考点串讲深度剖析深度剖析考点一考点一沉淀溶解平衡的影响因素沉淀溶解平衡的影响因素1内因：难溶物质本身的性质，这是内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。主要决定因素。2外因外因(1)浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，动，Ksp不变。不变。(2)温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，动，Ksp增大。增大。(3)同离子效应：向平衡体系中加入难同离子效应：向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子，平衡逆向移动。溶物溶解产生的离子，平衡逆向移动。(4)其他：向平衡体系中加入可与体系其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子时，平衡向溶解方向离或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，移动，Ksp不变。不变。即时应用即时应用1向温度一定、有固态向温度一定、有固态Mg(OH)2存在存在的饱和溶液中加入某物质或溶液，能使的饱和溶液中加入某物质或溶液，能使Mg(OH)2固体质量增加的是固体质量增加的是()有关难溶电解质的溶度积如下：有关难溶电解质的溶度积如下：解析：选解析：选A。CH3COONa水解使溶液水解使溶液呈碱性，呈碱性，OH的浓度增大，的浓度增大，Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向左移动，的沉淀溶解平衡向左移动，Mg(OH)2固体的质量增加，固体的质量增加，A正确。正确。NH4Cl水解水解使 溶 液 呈 酸 性 ，使 溶 液 呈 酸 性 ， H的 浓 度 增 大 ，的 浓 度 增 大 ，Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向右移动，的沉淀溶解平衡向右移动，Mg(OH)2固体的质量减少，固体的质量减少，B错误。错误。KspCu(OH)2Ksp时：溶液为过饱和溶液，沉时：溶液为过饱和溶液，沉淀析出。淀析出。当当QcKsp时：溶液为饱和溶液，处于时：溶液为饱和溶液，处于平衡状态。平衡状态。当当QcKsp时：溶液为不饱和溶液，沉时：溶液为不饱和溶液，沉淀溶解。淀溶解。追踪命题热点追踪命题热点例例2 (2010高考山东卷改编题高考山东卷改编题)室温室温下，下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在分别在溶溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是据图分析，下列判断错误的是()AKspFe(OH)3KspCu(OH)2B加适量加适量NH4Cl固体可使固体可使溶液由溶液由a点变到点变到b点点Cc、d两点代表的溶液中两点代表的溶液中c(H)与与c(OH)乘积相等乘积相等DFe(OH)3、Cu(OH)2分别在分别在b、c两两点代表的溶液中达到饱和点代表的溶液中达到饱和【解析解析】由于由于b、c两点金属阳离子两点金属阳离子的浓度相等，设都为的浓度相等，设都为x，分别对应的，分别对应的c(OH)KW/c(H)1012.7，c(OH)KW/c(H)109.6，KspFe(OH)3x(1012.7)3、KspCu(OH)2x(109.6)2,所以所以KspFe(OH)3Ksp，沉淀要析出，故，沉淀要析出，故D项正确。项正确。【答案答案】B互动探究互动探究( (1) )请根据图像分析能否通过调节溶液请根据图像分析能否通过调节溶液pH的方法来除去的方法来除去Cu2中的中的Fe3？为什？为什么？么？( (2) )d点时溶液中的铜元素、铁元素主要点时溶液中的铜元素、铁元素主要以什么形式存在？为什么？以什么形式存在？为什么？ 【提示提示】(1)能。因为能。因为Cu2和和Fe3的氢氧的氢氧化物沉淀的化物沉淀的pH范围相差较大。范围相差较大。 (2)Fe(OH)3、Cu(OH)2和和Cu2，由于处于，由于处于d点时，点时，Fe3已完全沉淀，而已完全沉淀，而Cu2尚未完尚未完全沉淀。全沉淀。 如图：横坐标为常温下溶液的如图：横坐标为常温下溶液的pH，纵坐标为，纵坐标为Zn2或或Zn(OH)42物质物质的量浓度的对数，回答下列问题：的量浓度的对数，回答下列问题：易错易误剖析易错易误剖析例例3(1)往往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，反应的离子方程式可表示为溶液，反应的离子方程式可表示为_。(2)从图中数据计算可得从图中数据计算可得Zn(OH)2的溶度的溶度积积Ksp_。(3)某废液中含某废液中含Zn2，为提取，为提取Zn2可以可以控制溶液控制溶液pH的范围是的范围是_。【常见错误常见错误】【错因分析错因分析】(1)审题不清，容易造审题不清，容易造成漏写离子方程式。成漏写离子方程式。题意是指往题意是指往ZnCl2溶液中加入足量的氢溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，由题目图像可知，加入足氧化钠溶液，由题目图像可知，加入足量的氢氧化钠溶液的过程中，先生成量的氢氧化钠溶液的过程中，先生成Zn(OH)2,然后然后Zn(OH)2溶解于过量氢氧溶解于过量氢氧化钠溶液化钠溶液,最终沉淀消失最终沉淀消失,应该回答为：应该回答为：Zn22OH=Zn(OH)2和和Zn(OH)22OH=Zn(OH)42，或者答为，或者答为Zn24OH=Zn(OH)42。(2)c(OH)和和c(H)的关系换算不清造的关系换算不清造成错答。成错答。错误认为错误认为pH8时时c(OH)108，而，而代错数值。正确是当代错数值。正确是当pH8时开始生成时开始生成沉淀，此时沉淀，此时c(Zn2)105molL1，故故Ksp105(106)21017。 (3)没有正确解读图示，没有正确解读图示，pH12时以时以Zn(OH)42存在；存在；只有只有8pH12时时,以以Zn(OH)2形式存在形式存在。【答案答案】(1)Zn22OH=Zn(OH)2和和Zn(OH)22OH=Zn(OH)42(或者或者Zn24OH=Zn(OH)42)(2)1017(3)8pH12实验探究实验探究 专项突破专项突破沉淀反应在化学实验中的应用沉淀反应在化学实验中的应用利用离子之间的沉淀反应进行分离、提利用离子之间的沉淀反应进行分离、提纯，是中学化学中一种常用的分离方法。纯，是中学化学中一种常用的分离方法。关于沉淀分离中的一些技术问题是中学关于沉淀分离中的一些技术问题是中学生必须掌握的重要技能，也是高考考查生必须掌握的重要技能，也是高考考查的热点。的热点。利用沉淀法进行物质的分离提纯主要应利用沉淀法进行物质的分离提纯主要应遵循除杂三原则，即：遵循除杂三原则，即：所选试剂一般所选试剂一般只能与杂质反应，且杂质与试剂反应的只能与杂质反应，且杂质与试剂反应的生成物要跟被提纯物质易分离，而最佳生成物要跟被提纯物质易分离，而最佳试剂是将杂质转化为被提纯的物质。试剂是将杂质转化为被提纯的物质。除杂后的物质成分不变。除杂后的物质成分不变。实验过程和实验过程和操作方法简单易行。操作方法简单易行。在有些实验中不但要把沉淀分离出来，在有些实验中不但要把沉淀分离出来，还要准确称量所得沉淀的质量。因此，还要准确称量所得沉淀的质量。因此，一方面要让沉淀剂适当过量，另一方面一方面要让沉淀剂适当过量，另一方面还要把沉淀洗涤干净。还要把沉淀洗涤干净。1沉淀剂过量的检验沉淀剂过量的检验根据沉淀溶解平衡原理可知根据沉淀溶解平衡原理可知,欲使杂质欲使杂质离子沉淀完全离子沉淀完全,应加入稍过量的沉淀剂应加入稍过量的沉淀剂.那么，如何判断沉淀剂已加入过量呢？那么，如何判断沉淀剂已加入过量呢？一般的操作方法是：把反应混合物静置一般的操作方法是：把反应混合物静置后，吸取少量上层清液，置于一洁净的后，吸取少量上层清液，置于一洁净的试管中，再滴加少量的沉淀剂，若没有试管中，再滴加少量的沉淀剂，若没有沉淀生成则证明沉淀剂已过量。沉淀生成则证明沉淀剂已过量。2沉淀的洗涤沉淀的洗涤由于沉淀生成时，表面溶液吸附一定量由于沉淀生成时，表面溶液吸附一定量的离子的离子(尤其是沉淀成分离子尤其是沉淀成分离子)。因此因此,过滤后紧接着要进行沉淀的洗涤过滤后紧接着要进行沉淀的洗涤.洗洗涤方法是：向过滤器中慢慢注入适量的涤方法是：向过滤器中慢慢注入适量的蒸馏水蒸馏水,至刚好浸没沉淀至刚好浸没沉淀,然后静置，让其然后静置，让其自然流下，重复以上操作自然流下，重复以上操作23次，直至次，直至洗涤干净。洗涤干净。3沉淀是否洗涤干净的检验沉淀是否洗涤干净的检验欲检验沉淀是否洗涤干净欲检验沉淀是否洗涤干净,主要是检验洗主要是检验洗涤液中是否还含有在溶液中吸附的离子涤液中是否还含有在溶液中吸附的离子。一般的检验方法是：取少量最后一次的一般的检验方法是：取少量最后一次的洗涤液，置于一洁净的试管中，再滴加洗涤液，置于一洁净的试管中，再滴加少量的检验试剂，若没有特征现象出现少量的检验试剂，若没有特征现象出现则证明沉淀已洗涤干净。则证明沉淀已洗涤干净。典例探究典例探究已知已知25 时：时：在物质的提纯中，常利用难溶电解质的沉在物质的提纯中，常利用难溶电解质的沉淀溶解平衡原理除去某些离子。例如：淀溶解平衡原理除去某些离子。例如：为了除去氯化铵晶体中的氯化铁杂质，为了除去氯化铵晶体中的氯化铁杂质，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂a反应，过滤结晶即可；反应，过滤结晶即可；为了除去氯化镁晶体中的氯化铁杂质为了除去氯化镁晶体中的氯化铁杂质，先将混合物溶于水，再加入足量的氢，先将混合物溶于水，再加入足量的氢氧化镁充分反应，过滤结晶即可；氧化镁充分反应，过滤结晶即可；为了除去硫酸铜晶体中的硫酸亚铁杂为了除去硫酸铜晶体中的硫酸亚铁杂质，先将混合物溶于水，再加入一定量质，先将混合物溶于水，再加入一定量的双氧水，将亚铁离子氧化，然后加入的双氧水，将亚铁离子氧化，然后加入试剂试剂b调节溶液的调节溶液的pH4，过滤结晶即可，过滤结晶即可。(1)上述三种除杂方案都将上述三种除杂方案都将Fe2、Fe3转化为转化为_(填化学式填化学式)而除去。而除去。(2)试剂试剂a为为_。(3)写出写出中除杂所发生的总反应的离中除杂所发生的总反应的离子方程式：子方程式：_。(4)下列与方案下列与方案有关的叙述正确的是有关的叙述正确的是_(填字母序号填字母序号)。AH2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不是绿色氧化剂，在氧化过程中不引入杂质，不产生污染引入杂质，不产生污染B将亚铁离子氧化的主要原因是将亚铁离子氧化的主要原因是Fe(OH)2沉淀比沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤沉淀较难过滤C调节溶液调节溶液pH4的试剂的试剂b是氢氧化铜或是氢氧化铜或氧化铜氧化铜DCu2可以大量存在于可以大量存在于pH4的溶液中的溶液中E在在pH大于大于4的溶液中的溶液中Fe3已完全不存在已完全不存在【解析解析】本题主要结合物质的除杂，本题主要结合物质的除杂，来考查难溶电解质的沉淀溶解平衡原理来考查难溶电解质的沉淀溶解平衡原理。(3)中为了不引入杂质离子，应加入氨中为了不引入杂质离子，应加入氨水使水使Fe3沉淀，而不能用沉淀，而不能用NaOH溶液。溶液。中根据溶解度表可知中根据溶解度表可知Mg(OH)2能转化能转化为为Fe(OH)3，因此在，因此在MgCl2溶液中加入足溶液中加入足量量Mg(OH)2或或MgO、MgCO3除去除去Fe3，然后将沉淀一并过滤。，然后将沉淀一并过滤。中利用高价阳离子中利用高价阳离子Fe3极易水解的特极易水解的特点，据题意可知调节溶液的点，据题意可知调节溶液的pH4可使可使Fe3沉淀完全沉淀完全,为了不引入杂质离子为了不引入杂质离子,因此可使因此可使用用CuO、Cu(OH)2、CuCO3等。等。(4)B项将亚铁离子氧化的主要原因是项将亚铁离子氧化的主要原因是Fe(OH)2沉淀完全时沉淀完全时pH比较大，不利于除比较大，不利于除杂；在杂；在pH大于大于4的溶液中的溶液中Fe3不是完全不不是完全不存在，而是浓度降低到存在，而是浓度降低到1.0105mol/L以下以下。【答案答案】(1)Fe(OH)3(2)氨水氨水(3)2Fe33Mg(OH)2=2Fe(OH)33Mg2(4)ACD
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