高考化学 第8章 第29课时 难溶电解质的溶解平衡复习课件

一、固体物质的溶解度一、固体物质的溶解度(1)定义：在一定温度下，某固体物质在100 g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。符号是S，单位是g，定义式是S 100 g。(2)物质的溶解性与溶解度的关系：绝大多数固体物质的溶解度随温度的升高而增大；少数物质的溶解度随温度的变化不明显，如NaCl；个别物质的溶解度随温度的升高反而减小，如Ca(OH)2。【基础题一】t 时CuSO4的溶解度为s克，现往足量的CuSO4饱和溶液中加入s g CuSO4粉末，析出w g CuSO45H2O晶体，先要将析出的晶体全部溶解，至少需要加水( )A100 g Bs gC100s g D无法确定A二、固体物质的溶解平衡二、固体物质的溶解平衡 溶解平衡概念：在一定条件下，固体电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。(难溶电解质也叫沉淀溶解平衡)1存在：只要有固体存在的悬浊液中都存在溶解平衡。例：NaCl(s) Na(aq)Cl(aq)AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq)2特征等：v(溶解)v(沉淀)(结晶)；动：动态平衡v(溶解)v(沉淀)0；定：达到平衡时，溶液中离子浓度不再改变；变：当外界条件改变，溶解平衡将发生移动。3影响因素：内因：内因：难溶电解质本身的结构和性质。外因：外因：温度：多数电解质溶解于水是吸热的，所以升高温度，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动。浓度：加水稀释，向溶解的方向移动。同离子效应：向沉淀溶解平衡体系中加入相同的离子，使平衡向沉淀方向移动。其他：向沉淀溶解平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶沉淀、难电离物质或气体，使平衡向溶解的方向移动。【基础题二】下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( )A反应开始时，溶液中各离子浓度相等B沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等C沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变D沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解B【解析】本题考查了沉淀溶解平衡的建立与特征。A项：反应开始时，各离子的浓度没有必然的关系。B项正确。C项沉淀溶解达到平衡时溶液中溶质的离子浓度保持不变，但不一定相等。D项：沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，由于固体的浓度为常数，故平衡不发生移动。【思考题】向有固态氢氧化镁存在的饱和溶液中，分别加入固体醋酸钠、氯化铵时，固体氢氧化镁的质量有什么变化？答案：增加减少三、沉淀反应的应用与难溶电解质的溶度积三、沉淀反应的应用与难溶电解质的溶度积1沉淀的生成(1)应用：应用：生成难溶电解质的沉淀。(2)方法方法调pH如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调pH至78Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH加沉淀剂如：沉淀Cu2、Hg2等，以Na2S、H2S做沉淀剂Cu2S2=CuSHg2S2=HgS2沉淀转化的方法 沉淀转化一般有两种方式，一是通过加酸、碱、络合剂等试剂将沉淀溶解。二是将其转化为溶解度更小的沉淀。 沉淀转化的实质沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动。一般溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。3沉淀溶解平衡常数溶度积(1)定义：定义：一定条件下，难溶电解质的饱和溶液中，存在沉淀溶解平衡，其平衡常数叫做溶度积常数或溶度积。(2)表达式：表达式：对于沉淀溶解平衡：MmAn(s)mMn(aq)nAm(aq)，Kspc(Mn)mc(Am)n(3)影响影响Ksp的因素：的因素：Ksp与其他平衡常数一样，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无关。(4)离子积：离子积：溶液中有关离子浓度的幂的乘积，用Qc表示。上述沉淀溶解平衡中的离子积：Qcc(Mn)mc(Am)n。注意：Ksp是达到平衡时溶液中有关离子浓度幂的乘积，而Qc是任何条件下溶液中有关离子浓度幂的乘积，平衡时QcKsp。(5)意义：意义：用于判断沉淀的形成和转化若QcKsp则有沉淀生成。为了使沉淀更完全，必须创造条件，促使平衡向生成沉淀的方向移动。常通过控制反应条件，使生成沉淀达到分离或除去某些杂质离子的目的。若QcKsp，溶液未达到饱和，沉淀就向溶解的方向移动进行，沉淀溶解。对于水中难溶的电解质，如果设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子或使相应的离子完全反应，从而降低该离子的浓度，使得QcKsp，使平衡向溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。【基础题三】下列说法正确的是( )A向Na2SO4溶液中加入过量BaCl2溶液，则SO42-沉淀完全，溶液中只含Ba2、Na和Cl，不含SO42-BKsp小的物质的溶解能力一定比Ksp大的物质的小C为减小洗涤过程中固体的损失，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀D洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好C【解析】生成BaSO4沉淀后的溶液中仍然存在Ba2和SO42-，因为有BaSO4的沉淀溶解平衡存在，A不正确；同类型物质的Ksp数值越小，溶解能力越小，不同类型的物质则不能直接比较，B不正确。从减小BaSO4沉淀损失的角度而言，用稀H2SO4洗涤效果好，因为H2SO4可以抑制BaSO4的溶解，C正确。洗涤沉淀一般23次即可，次数过多会使沉淀溶解而减少。重要考点重要考点1 难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡 难溶并非不溶，任何难溶电解质在水中均存在溶解平衡。难溶电解质的溶解平衡如同化学平衡一样也是有条件的，条件变化，平衡被破坏。沉淀溶解平衡受温度和浓度等条件的影响，通过条件的变化可以使沉淀生成、溶解，也可以使沉淀转化。 电离平衡、水解平衡、溶解平衡的共性：加水均能促进三大平衡；加热均能促进三大平衡(溶解平衡个别例外)；三大平衡均为水溶液中的平衡，故都不受压强的影响；均遵循勒夏特列原理。【考点释例1】对于难溶盐MX，其饱和溶液中M和X的物质的量浓度之间的关系类似于水的离子积常数c(H)c(OH)KW，存在等式c(M)c(X)Ksp。一定温度下，将足量的AgCl分别放入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是()20 mL 0.01 molL1 KCl溶液30 mL 0.02 molL1 CaCl2溶液40 mL 0.03 molL1 HCl溶液10 mL蒸馏水50 mL 0.05 molL1 AgNO3溶液A BC D【解析】AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq)，由于c(Ag)c(Cl)Ksp，溶液中c(Cl)或c(Ag)越大，越能抑制AgCl的溶解，AgCl的溶解度就越小。注意AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag或Cl的浓度有关，而与溶液体积无关。c(Cl)0.01 molL1 c(Cl)0.04 molL1c(Cl)0.03 molL1 c(Cl)0，c(Ag)0c(Ag)0.05 molL1Ag或Cl浓度由小到大的顺序为。答案：B【温馨提示】1.Ksp是一温度常数，只与温度有关，与离子浓度无关，改变浓度对Ksp无影响。2解决沉淀溶解平衡的一般思路：“看到”粒子“找到”平衡“想到”移动。1.已知KspMg(OH)21.81011，则Mg(OH)2在pH12.00的NaOH溶液中充分溶解后c(Mg2)为( )A1.8107 molL1 B1.0105 molL1C1.0107 molL1 D1.8109 molL1A2.已知AgCl为难溶于水和酸的白色固体，Ag2S为难溶于水和酸的黑色固体。向AgCl和水形成的悬浊液中加入足量的Na2S溶液并振荡，结果白色固体完全转化为黑色固体：(1)写出白色固体转化为黑色固体的离子方程式： 。(2)简要说明白色固体转化为黑色固体的原因。 。2AgClS2=Ag2S2Cl 因为Ag2S的溶解度比AgCl的溶解度小，根据平衡移动原理，沉淀溶解平衡向离子浓度减小的方向移动【解析】由于AgCl的溶解度远大于Ag2S的溶解度，当在AgCl与水的悬浊液中加入Na2S(aq)时，对Ag2S来说QcKsp，所以2AgS2=Ag2S，使AgCl(s) AgCl溶解平衡向右移动，最终转化成Ag2S。3.已知在一定温度下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时的平衡常数，叫做溶度积，一般用Ksp表示。如CaCO3(s) Ca2(aq)CO32-(aq)的溶度积KspCa2CO32-。室温时MgCO3和Mg(OH)2的溶度积分别为Ksp(MgCO3)6.8106，KspMg(OH)25.61012，试通过计算比较MgCO3和Mg(OH)2的溶解性的相对大小。【解析】设MgCO3和Mg(OH)2在溶液中达到饱和时c(Mg2)分别为x和y，MgCO3(s) Mg2CO x xMg(OH)2(s) Mg22OH y 2y则有：x26.8106，x2.6103 molL1y(2y)25.61012，y1.1104 molL1所以，yx，即Mg(OH)2的饱和溶液中Mg2的浓度比MgCO3饱和溶液中Mg2的浓度小，表明Mg(OH)2更难溶。重要考点重要考点2 淀反应的应用淀反应的应用1溶度积和溶解度的关系对于同类型的难溶电解质，在相同条件下，溶度积越大，溶解度就越大，溶度积越小，溶解度就越小。如AgCl、AgBr、AgI的溶解度逐渐减小，溶度积也逐渐减小。 对于不同类型的难溶电解质，不能直接根据溶度积比较溶解度的大小。要通过计算。2沉淀的生成和分步沉淀 同一类型的难溶电解质(如AgCl、AgI)沉淀的析出顺序是溶度积小的物质(AgI)先沉淀，溶度积较大的物质(如AgCl)后沉淀，这种先后沉淀叫分步沉淀。利用分步沉淀原理，可以分离离子，对于同一类型的难溶电解质，溶度积差别越大，分离的效果越好。分步沉淀的先后次序，不仅与溶度积有关，还与溶液中对应的离子的浓度有关。如，有Cl、I的混合溶液中，Cl浓度大到与Ag浓度的乘积达到AgCl的溶度积时，则AgCl沉淀可先于AgI沉淀析出。 控制溶液pH分离金属氢氧化物。金属氢氧化物的沉淀或溶解和溶液的pH紧密相关，可以通过控制溶液的pH来达到分离金属氢氧化物的目的。下表是常见金属氢氧化物生成沉淀的pH。常见金属氢氧化物沉淀的溶度积和pH(25 )【考点释例2】水体中重金属铅的污染问题备受关注。水溶液中铅的存在形态主要有Pb2、Pb(OH)、Pb(OH)2、Pb(OH)、Pb(OH)，各形态的浓度分数随溶液pH变化的关系如下图所示：1表示Pb2，2表示Pb(OH)，3表示Pb(OH)2,4表示Pb(OH)，5表示Pb(OH)(1)Pb(NO3)2溶液中，_2(填“”、“”或“”)；往该溶液中滴入氯化铵溶液后，增加，可能的原因是_。(2)往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液，pH8时溶液中存在的阳离子(Na除外)有_，pH9时主要反应的离子方程式为_。(3)某课题组制备了一种新型脱铅剂，能有效去除水中的痕量铅，实验结果如下表：上表中除Pb2外，该脱铅剂对其他离子的去除效果最好的是_。离子Pb2Ca2Fe3Mn2Cl处理前浓度/(mgL1)0.10029.80.1200.087 51.9处理后浓度/(mgL1)0.00422.60.0400.053 49.8(4)如果该脱铅剂(用EH表示)脱铅过程中主要发生的反应为：2EH(s)Pb2 E2Pb(s)2H则脱铅的最合适pH范围为_(填代号)。A45 B67C910 D1112【解析】(1)在Pb(NO3)2溶液中，由于Pb2在水中存在各种形态致使c(Pb2)变小，所以 一定大于2；往该溶液中滴入氯化铵溶液后， 增加，可能是c(NO3-)增大，或者是c(Pb2)减小，加入氯化铵溶液后，Pb2与Cl结合生成微溶物PbCl2，Pb2浓度减少。(2)根据各形态浓度分数随溶液pH变化的关系图可知，铅在不同的pH范围内的主要存在形式，然后根据要求得出答案；pH9时，主要反应的离子方程式则可根据多变图中曲线的变化趋势而得到。(3)脱铅剂除对Pb2外，对其他离子的去除效果最好主要看去除率(变化浓度/原有浓度)的大小。 Ca2Fe3Mn2Clc(mgL1) 7.2 0.08 0.034 2.1 7.2/29.8 0.08/0.12 0.034/0.087 2.1/51.9(4)从脱铅反应看，pH增大有利于脱铅进行，但pH偏大，Pb2转变为其他形式存在，达不到除铅目的。由图可知pH6时，c(Pb2)最大，Pb2浓度大时有利于2EH(s)Pb2 E2Pb(s)2H向右进行，脱铅效果好；但H浓度过大，平衡向左移动，不利于沉淀的生成，故只能选B项。答案：(1)；Pb2与Cl反应，Pb2浓度减少(2)Pb2、Pb(OH)、H；Pb(OH)OHPb(OH)2(3)Fe3(4)B【温馨提示】为使沉淀更完全，选用沉淀剂的原则是：使生成沉淀的反应进行得越完全越好(所沉淀离子形成沉淀的Ksp尽可能的小，即沉淀物的溶解度越小越好)。不能影响其他离子的存在，由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去或不引入新的杂质。1.在溶液中有浓度均为0.01 molL1的Fe3、Cr3、Zn2、Mg2等离子，已知：KspFe(OH)32.61039 mol4L4；KspCr(OH)37.01031 mol4L4；KspZn(OH)21.01017 mol3L3；KspMg(OH)21.81011 mol3L3。当氢氧化物开始沉淀时，下列哪一种离子所需溶液的pH最小( ) AFe3 BCr3 CZn2 DMg2A2.(2010山东)某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶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。据图分析，下列判断错误的是( )AKspFe(OH)3KspCu(OH)2B加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点Cc、d两点代表的溶液中c(H)与c(OH)乘积相等DFe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和【解析】b、c两点金属阳离子的浓度相等，都设为x，c(OH)c109.6，c(OH)b1012.7，则KspFe(OH)3x(1012.7)3，KspCu(OH)2x(109.6)2，故KspFe(OH)3K，沉淀要析出，故D正确。答案：B3.解释下列反应中沉淀的生成或溶解的道理：(1)Mg(OH)2能溶于盐酸也能溶于氯化铵溶液；(2)MnS在盐酸和醋酸中都能溶解；(3)AgCl能溶于氨水，加硝酸沉淀又重新出现。【解析】(1)难溶氢氧化物都能与强酸反应生成难电离的水，使沉淀溶解。(2)因为H2S是比HCl和HAc更弱的酸，所以MnS能与HCl或HAc提供的H反应生成更弱的H2S酸。 MnS(s) Mn2S2 2HCl=2Cl2H H2SH2S(3)AgCl沉淀溶于氨水中是因为生成了可溶性的银氨配离子，大大降低了Ag的浓度，导致沉淀的溶解。AgCl(s)2NH3 Ag(NH3)Cl加硝酸，其H与Ag(NH3)中的NH3反应生成NH，重新释放出Ag与Cl结合又生成AgCl的沉淀。Ag(NH3) 2NH3Ag 2HNO3=2NO2HCl 2NH AgCl