2020版高考化学大一轮复习第8单元物质在水溶液中的行为第4节沉淀溶解平衡课件鲁科版.pptx

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1、第4节 沉淀溶解平衡,考纲要求:1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。(宏观辨识与微观探析) 2.理解溶度积(Ksp)的含义,能进行相关的计算。(证据推理与模型认知),-3-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,沉淀溶解平衡 1.溶解平衡状态 (1)定义。 沉淀溶解平衡状态是指在一定温度下,当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时, 速率和 速率相等的状态。 例如,在一定温度下,当AgCl溶于水形成 溶液时,AgCl溶于水形成Ag+和Cl-的速率 溶液中的Ag+和Cl-结合生成AgCl的速率的状态,属于溶解平衡状态。 (2)溶解平衡的建立。 固体溶质 溶液中的溶质 v(溶解) v(沉淀)

2、,固体溶解 v(溶解) v(沉淀),溶解平衡 v(溶解) v(沉淀),析出晶体,沉淀溶解,沉淀生成,饱和,等于, = ,-4-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)特点。,不再变化,-5-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.沉淀溶解平衡的影响因素 (1)内因 难溶电解质本身的性质。 (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,-6-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)说明 沉淀溶解平衡是化学平衡的一种,沉淀溶解平衡也同样遵循勒夏特列原理。 沉淀溶解达到平衡时,再加入该难溶物对平衡无影响。,-7-

3、,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3.沉淀溶解平衡的应用 (1)沉淀的生成。 调节pH法。 如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3,可以向溶液中加入CuO,调节溶液的pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去。 离子方程式为 , 。 沉淀剂法。 如用H2S沉淀Hg2+的离子方程式为 。,CuO+2H+=Cu2+H2O,Fe3+3H2O=Fe(OH)3+3H+,Hg2+H2S=HgS+2H+,-8-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(2)沉淀的溶解。 当沉淀溶解平衡体系中的离子发生反应时其浓度会降低,沉淀溶解平衡就会向溶解的方向移动,从而使沉淀溶解。,-

4、9-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)沉淀的转化。 实质:沉淀溶解平衡的移动。 规律:一般说来,溶解度小的沉淀容易转化成 的沉淀。沉淀的溶解度差别越大,越容易转化。 应用。 a.锅炉除垢:将CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为。 b.矿物转化:CuSO4溶液遇PbS转化为CuS,离子方程式为。,溶解度更小,Cu2+PbS=CuS+Pb2+,-10-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,自主练习 1. (1) AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq);AgCl=Ag+Cl-。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

5、淀的离子?,提示 (1)不同。式表示难溶电解质AgCl在水溶液中的溶解平衡方程式;式表示强电解质AgCl在水溶液中的电离方程式。 (2)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110-5molL-1时,沉淀已经完全。,-11-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.关于CaCO3沉淀的溶解平衡说法正确的是( ) A.CaCO3沉淀生成和沉淀溶解不断进行,但速率相等 B.CaCO3难溶于水,溶液中没有Ca2+和 C.升高温度,CaCO3沉淀的溶解度无影响 D.向CaCO3悬浊液中加入Na2CO3固体,CaCO3沉淀的溶解度不变,答案,解析,-12

6、-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3.下列化学原理的应用,主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是( ) 热纯碱溶液去油污能力强 误将钡盐BaCl2、Ba(NO3)2当作食盐混用后,常用0.5%的Na2SO4溶液解毒 溶洞、珊瑚的形成 碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡则能 泡沫灭火器灭火的原理 A. B. C. D.,答案,解析,-13-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考向1 沉淀溶解平衡及其影响因素 例1已知Ca(OH)2悬浊液中存在平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)(H0),下列有关该平衡体系的说法正确的是( ) 升高温度,平衡逆

7、向移动 向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度 除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子,可以向溶液中加入适量的NaOH溶液 恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高 给溶液加热,溶液的pH升高 向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加 向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变 A. B. C. D.,答案,解析,-14-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,-15-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,对点演练 某兴趣小组进行下列实验: 将0.1 molL-1MgCl2溶液和0.5 molL-1NaOH溶液等体积混合得到浊液 取少量中浊液,滴

8、加0.1 molL-1FeCl3溶液,出现红褐色沉淀 将中浊液过滤,取少量白色沉淀,滴加0.1 molL-1FeCl3溶液,白色沉淀变为红褐色沉淀 另取少量白色沉淀,滴加饱和NH4Cl溶液,沉淀溶解 下列说法中不正确的是( ) A.将中所得浊液过滤,所得滤液中含少量Mg2+ B.中浊液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq) C.实验和均能说明Fe(OH)3比Mg(OH)2难溶 D.NH4Cl溶液中的 可能是中沉淀溶解的原因,答案,解析,-16-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考向2 沉淀的生成、溶解与转化 例2已知:Ksp(CuS)=

9、6.010-36(molL-1)2,Ksp(ZnS)=3.010-25 (molL-1)2,Ksp(PbS)=9.010-29(molL-1)2。在自然界中,闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)遇硫酸铜溶液能转化成铜蓝(CuS)。下列有关说法不正确的是( ) A.硫化锌转化成铜蓝的离子方程式为 ZnS(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+CuS(s) B.在白色硫化锌浊液中滴加硝酸铅溶液,不会生成黑色沉淀(PbS) C.在水中的溶解度:S(ZnS)S(PbS)S(CuS) D.若溶液中Cu2+=110-10 molL-1,则S2-已完全转化成CuS,答案,解析,-17-,考点一,考点二,必

10、备知识自主预诊,关键能力考向突破,归纳总结(1)用沉淀法除杂不可能将杂质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110-5molL-1时,沉淀已经完全。 (2)利用生成沉淀分离或除去某种离子,首先要使生成沉淀的反应能够发生,其次沉淀生成的反应进行得越完全越好。如除去溶液中的Mg2+,用NaOH溶液比使用Na2CO3溶液好,原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。,-18-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)若一种沉淀剂可使溶液中多种离子产生沉淀时,则可以控制条件,使这些离子先后分别沉淀。 对于同一类型的沉淀,Ksp越小越先沉淀,且Ksp相差越大分步

11、沉淀效果越好。 例如:Cl-、Br-、I-的混合溶液中,由于AgCl、AgBr、AgI的Ksp相差较大,逐渐滴加Ag+可按I-、Br-、Cl-的顺序先后沉淀。 对于不同类型的沉淀,其沉淀先后顺序要通过计算才能确定,如AgCl和Ag2CrO4的分步沉淀。 (4)溶解度较小的沉淀,在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀。例如:在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液,也可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。,-19-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,对点演练 实验:0.1 molL-1AgNO3溶液和0.1 molL-1NaCl溶液等体积混合得到浊液a,过滤得到滤

12、液b和白色沉淀c; 向滤液b中滴加0.1 molL-1KI溶液,出现浑浊; 向沉淀c中滴加0.1 molL-1KI溶液,沉淀变为黄色。 下列分析不正确的是( ) A.浊液a中存在沉淀溶解平衡: AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) B.滤液b中不含有Ag+ C.中颜色变化说明AgCl转化为AgI D.实验可以证明AgI比AgCl更难溶,答案,解析,-20-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,溶度积常数及其应用 1.溶度积和浓度商 以AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)为例,An+mBm-n,An+mBm-n,沉淀,溶解平衡,不饱和,-21-,考点一,考

13、点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.Ksp的影响因素 (1)内因:难溶物质本身的性质,这是决定因素。 (2)外因。 浓度:加水稀释,平衡向 方向移动,但Ksp 。 温度:绝大多数难溶物的溶解是 过程,升高温度,平衡向 方向移动,Ksp 。 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物质或更难电离物质或气体的离子时,平衡向溶解方向移动,但Ksp不变。,溶解,不变,吸热,溶解,增大,-22-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,自主练习 1.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 (

14、) (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1.010-5molL-1时,已经完全沉淀 ( ) (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的饱和溶液中加入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 ( ),-23-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.下列说法中,正确的是( ) A.难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,沉淀和溶解即停止 B.Ksp越小,难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱 C.Ksp的大小与离子浓度

15、无关,只与难溶电解质的性质和温度有关 D.相同温度下,AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的相同,答案,解析,-24-,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3.化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2+: Cu2+(aq)+MnS(s) CuS(s)+Mn2+(aq)。下列说法错误的是( ) A.MnS的Ksp比CuS的Ksp大 B.该反应达平衡时Mn2+=Cu2+ C.往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,Mn2+变大 D.该反应的平衡常数,答案,解析,-25-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考向1 溶度积常数的应用及计算 例1(1)(

16、2017海南化学,14节选)向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液,当有BaCO3沉淀生成时溶液中 = 。已知Ksp(BaCO3)=2.610-9(molL-1)2,Ksp(BaSO4)=1.110-10(molL-1)2。 (2)(2017课标全国,27节选)若溶质为FeCl2与MgCl2的溶液中Mg2+=0.02 molL-1,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中Fe3+=1.010-5molL-1,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成? (列式计算)。 FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.310-22(molL-1)2、1.010-

17、24 (molL-1)5。,-26-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,(3)有关数据如表所示:,用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是加稀硫酸和H2O2溶解,铁变为 ,加碱调节至pH为 时,铁刚好沉淀完全(离子浓度小于110-5molL-1时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱至pH为 时,锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1 molL-1)。若上述过程不加H2O2后果是 ,原因是 。,-27-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,-28-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,-29-,必备知识自主预

18、诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,(3)由Zn(OH)2、Fe(OH)2、Fe(OH)3的Ksp可分别计算出Zn2+、Fe2+、Fe3+完全沉淀时的pH为8、8、2.7。所以要除去Zn皮中的杂质铁,需先把Fe转化为Fe3+,再调节溶液pH=2.7使Fe3+恰好沉淀完全,再加碱至溶液pH=6时,Zn2+开始沉淀因Zn2+=0.1 molL-1,所以Zn2+OH-2=10-17(molL-1)3,得出对应pH=6。所以溶解金属时加H2O2的目的就是使Fe转化为Fe3+,否则Fe2+和Zn2+一起沉淀,无法分离出杂质。,-30-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,易错警示并非K

19、sp越小,其物质的溶解性就越小。对于阴、阳离子个数比相同的难溶电解质,它们的溶解性可以直接用Ksp的大小来比较,Ksp越小,其物质的溶解性就越小;而对于阴、阳离子的个数比不同的难溶电解质,它们的溶解性就不能直接用Ksp的大小来比较。 溶度积小的难溶电解质在一定条件下也能向溶度积大的难溶电解质转化。当两种难溶电解质的Ksp相差不是很大时,通过调节某种离子的浓度,可由溶度积小的难溶电解质向溶度积大的难溶电解质转化。,-31-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,-32-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,对点演练 (2018陕西黄陵中学第三次质检)硫酸锌是制造锌钡

20、白和锌盐的主要原料,也可用作印染媒染剂,医药上用于催吐剂。已知25 时,KspZn(OH)2=1.010-17(molL-1)3,Ksp(Ag2SO4)=1.010-5(molL-1)3,则下列说法正确的是( ) A.在水中加入少量ZnSO4固体时,水的电离平衡向正反应方向移动,KW减小 B.在ZnSO4溶液中各离子的浓度关系为Zn2+H+=OH-+ C.在0.5 L 0.10 molL-1ZnSO4溶液中加入等体积0.02 molL-1 AgNO3溶液,即可生成Ag2SO4沉淀 D.常温下,要除去0.20 molL-1ZnSO4溶液中的Zn2+,至少要调节pH8,答案,解析,-33-,必备知

21、识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考向2 沉淀溶解平衡曲线的分析 例2(2019陕西高新中学高三月考)25 时,用0.100 0 molL-1的AgNO3溶液分别滴定体积均为V0 mL且浓度均为0.100 0 molL-1的KCl、KBr及KI溶液,其滴定曲线如下图,已知25 时,AgCl、AgBr及AgI的溶度积常数依次为1.810-10(molL-1)2、5.010-13(molL-1)2、8.310-17(molL-1)2,下列说法正确的是( )A.V0=45.00 B.滴定曲线表示KCl的滴定曲线 C.滴定KCl时,可加入少量的KI作指示剂 D.当AgNO3溶液滴定至60.

22、00 mL时,溶液中I-Br-Cl-,答案,解析,-34-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,归纳总结沉淀溶解平衡图像题的解题策略 (1)沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线,曲线上任一点都表示饱和溶液,都是相应温度下,恰好生成沉淀时的离子浓度,同一温度下有相同的Ksp。曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。 (2)从图像中找到数据,根据Ksp公式可计算得出Ksp的值。 (3)比较溶液的Q与Ksp的大小,判断溶液中有无沉淀析出。 (4)涉及Q的计算时,所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,因此计算离子浓度时,所代入的溶液体积也必

23、须是混合溶液的体积。,-35-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,对点演练 (2018河北石家庄二中高三质检)某温度下,向10 mL 0.1 molL-1的CaCl2溶液中滴加0.1 molL-1的Na2CO3溶液,滴加过程中溶液中-lgCa2+与Na2CO3溶液体积(V)的关系如图所示,下列有关说法正确的是( )A.z点对应的分散系很稳定 B.w、x、y三点中,水的电离程度最大的为y点 C.若用等浓度的Na2SO4溶液代替Na2CO3溶液,则图像在x点后的变化如虚线部分所示 D.Ksp(CaCO3)=510-10(molL-1)2,答案,解析,-36-,2,3,4,1,-3

24、7-,1,2,3,4,1.下列说法不正确的是( ) A.(2017江苏化学,12节选)常温下,KspMg(OH)2=5.610-12(molL-1)3, pH=10的含Mg2+溶液中,Mg2+5.610-4 molL-1 B.(2016课标全国,13节选)向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中 不变 C.将0.1 molL-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1 molL-1 CuSO4溶液,现象是先有白色沉淀生成后变为浅蓝色沉淀,结论是:Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小 D.向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀,结论是Ksp(

25、AgCl)Ksp(AgI),答案,解析,-38-,1,2,3,4,2.下列说法中正确的是( ) A.饱和石灰水中加入一定量生石灰,溶液温度明显升高,pH增大 B.AgCl悬浊液中存在平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),往其中加入少量NaCl粉末,平衡向左移动,溶液中离子的总浓度减小 C.AgCl悬浊液中加入KI溶液,白色沉淀变成黄色,证明此条件下Ksp(AgCl)Ksp(AgI) D.硬水中含有较多的Ca2+、Mg2+、 ,加热煮沸可以完全除去其中的Ca2+、Mg2+,答案,解析,-39-,1,2,3,4,3.(2018湖南怀化期末)向MnCl2溶液中加入过量难溶电解质MnS

26、,可使溶液中含有的Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子转化为硫化物沉淀,从而得到纯净的MnCl2。下列分析正确的是( ) A.MnS具有吸附性 B.MnS有还原性,可将Cu2+、Pb2+、Cd2+还原后除去 C.MnS溶解度大于CuS、PbS、CdS D.MnS与Cu2+反应的离子方程式是Cu2+S2-=CuS,答案,解析,-40-,1,2,3,4,4.(2017课标全国,13)在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的Cl-会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去Cl-。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图,下列说法错误的是( )A.Ksp(CuCl)的数量级为10-7 B.除Cl-反应为Cu+Cu2+2Cl-=2CuCl C.加入Cu越多,Cu+浓度越高,除Cl-效果越好 D.2Cu+=Cu2+Cu平衡常数很大,反应趋于完全,答案,解析,