2015届高考化学一轮复习课件： 第20讲《难溶电解质的溶解平衡》.ppt

1、第20讲难溶电解质的溶解平衡考纲定位选项示例1.了解难溶电解质的溶解平衡及影响因素；了解沉淀的生成、溶解、转化的本质及应用。2.了解溶度积及有关计算。向浓度均为0.1 molL 1NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶 液，沉 淀 呈 黄 色，说 明Ksp(AgCl)Ksp(AgI)。(2012年江苏高考T13D)一、溶解平衡的概念与特点1溶解平衡的建立固体溶质溶液中的溶质。v(溶解)v(结晶)：_过程 v(溶解)v(结晶)：_v(溶解)v(结晶)：_固体溶解溶解平衡析出晶体2溶解平衡的定义在一定温度下，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

2、平衡，叫沉淀溶解平衡。3溶解平衡的特点(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。沉淀溶解沉淀生成等动定变溶解性难溶微溶可溶易溶S 的范围S_4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 g 0.01 g1 g1 g10 g10 g二、用溶度积概念理解溶解平衡1溶度积常数_，与其他平衡一样，Ksp 仅受_的影响。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

3、为离子积，符号 Qc。(1)Qc Ksp，_。(2)Qc Ksp，_。(3)Qc Ksp，_。cm(Mn)cn(Nm)温度溶液过饱和，有沉淀析出溶液饱和，处于溶解平衡态溶液未饱和，沉淀溶解外因对溶解平衡的影响浓度加水稀释，溶解平衡向沉淀溶解的方向移动温度大多数难溶电解质的溶解是吸热反应，升高温度，溶解平衡向沉淀溶解的方向移动；少数向生成沉淀方向移动，如 Ca(OH)2 的溶解平衡同离子效应向平衡体系中加入难溶物产生的离子，溶解平衡向生成沉淀的方向移动化学反应若加入物质使难溶电解质生成更难溶的电解质、弱电解质或气体时，溶解平衡向沉淀溶解的方向移动考点1外界条件对沉淀溶解平衡的影响【例1】将足量的

4、等量 AgCl 固体分别放入下列溶液中，溶)。解的 AgCl 的物质的量由大到小的顺序为(ACBD50 mL 0.01 molL1 KCl 溶液；50 mL 0.02 molL1 CaCl2 溶液；50 mL 0.03 molL1 HCl溶液；50 mL蒸馏水；50 mL 0.05 molL1 AgNO3溶液。思路指导：对于AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)，该平衡的Qc(AgCl)c(Ag)c(Cl)，溶解的AgCl 的物质的量的大小只与溶液中Ag或Cl的浓度有关。解析：中c(Cl)0.01 molL1；中c(Cl)0.04 molL1；中c(Cl)0.03 molL1；中c(Cl)0

5、molL1；中c(Ag)0.05 molL1，c(Ag)或c(Cl)浓度由小到大顺序为：。答案：B【例 2】已知溶液中存在平衡：平衡体系的说法正确的是()。升高温度，平衡逆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 升高溶液中c(Ca2)c2(OH)恒为定值给溶液加热，溶液的 pH 升高向溶液中加入少量 Na2CO3 固体，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BDAC答案：A考点2沉淀溶解平衡的应用1沉淀的溶解与生成(1)在难溶电解质的

6、溶液中，当 QcKsp 时，就会生成沉淀。据此，加入沉淀剂或者调整 pH，是分离除杂的常用方法。如工业原料氯化铵中含有杂质氯化铁，使其溶于水，再加入氨水调节 pH 至 78，可使铁离子生成氢氧化铁沉淀而除去；以硫化等沉淀。钠或硫化氢为沉淀剂可使Cu2、Hg等生成极难溶CuS、Hg2S(2)当 QcKsp 时，沉淀就会溶解，常用的方法有：酸碱溶解法。加入酸或碱与溶解平衡体系中的离子发生反应，降低离子浓度，使平衡向沉淀溶解方向移动。如碳酸钡溶于盐酸。发生氧化还原反应而使沉淀溶解。有些金属硫化物如 CuS、Hg2S 等，其溶解度特别小，在其因被氧化导致离子浓度减小，从而使沉淀溶解。此法适用于那些具有

7、明显氧化性或者还原性的难溶物。饱和溶液中c(S2)特别小，只溶于氧化性酸(如硝酸，王水)，S2生成配合物使沉淀溶解。向沉淀溶解平衡体系中加入适当的配合剂，使溶液中某种离子生成稳定的配合物，以减小其离子浓度，从而使沉淀溶解。如 AgCl 溶于氨水生成 Ag(NH3)。盐溶解法。加入盐溶液，与沉淀溶解平衡体系中某种离子生成弱电解质，从而减小离子浓度使沉淀溶解。例如，Mg(OH)2 溶于饱和 NH4Cl 溶液：22沉淀的转化沉淀转化的实质就是溶解平衡的移动。一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。根据难溶物溶解度的大小，难溶物间可以进行转化，例如：Cl (aq)【例3】(2013 年

8、北京高考)实验：0.1 molL1AgNO3 溶液和 0.1 molL1NaCl 溶液等体积混合得到浊液 a，过滤得到滤液b 和白色沉淀 c；A浊液 a 中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag(aq)B滤液 b 中不含有 AgC中颜色变化说明 AgCl 转化为 AgID实验可以证明 AgI 比 AgCl 更难溶解析：滤液为AgCl 的饱和溶液，也存在沉淀的溶解平衡，即存在Ag，故B 错误；向AgCl 中滴加0.1 molL1 KI 溶液，白色 AgCl 沉淀变为黄色AgI 沉淀，故C正确；向AgCl 中滴加0.1 molL1 KI 溶液，白色AgCl 沉淀变为黄色AgI 沉淀，实验证明AgI

9、比AgCl 更难溶，故D 正确。答案：B考点3溶度积的有关计算及应用1判断沉淀的生成、溶解及转化通过比较溶液中有关离子浓度幂的乘积离子积 Qc 与Ksp 的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成、溶解或转化。两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中可能会产生多种沉淀时，判断产生沉淀先后顺序问题，均可利用溶度积的计算公式或离子积与溶度积的关系加以判断。2溶度积的计算(1)已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度，如 Kspa 的饱和 AgCl 溶液中 c(Ag)molL1。(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度，如某温度下 AgCl 的 Kspa，在 0.1 mol

10、L 1 的 NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag)10a molL1。【例4】已知如下物质的溶度积常数，FeS：Ksp6.31018；CuS：Ksp1.31036；ZnS：Ksp1.61024。下列说法正确的是()。A同温度下，CuS 的溶解度大于 ZnS 的溶解度B将足量 CuSO4 溶解在 0.1 molL1 的 H2S 溶液中，Cu2能达到的最大浓度为 1.31035 molL1C向 CuSO4 溶液中通入 H2S，不能生成沉淀 CuSD除去工业废水中的 Cu2，可以选用 FeS 做沉淀剂思路指导：一般来说溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。两种沉淀的溶解度

11、差别越大，沉淀转化越容易。解析：根据Ksp 的大小可知，CuS 的溶解度最小，A 错误；答案：DB项中c(Cu2)，由于0.1 molL1的H2S中，c(S2)远远小于0.1 molL1，故Cu2浓度的最大值大于1.31035molL1，错误；C项中，由于CuS不溶于酸，故该反应可以发生，错误；D项中，由于Ksp(CuS)小于Ksp(FeS)，故Cu2会与S2结合生成CuS，D正确。规律方法 溶度积曲线溶度积曲线分别以阳、阴离子的对数浓度为坐标轴作出的曲线，不同温度下曲线形状不尽相同。曲线上方表示该物质在某一温度下的过饱和溶液；曲线上表示该物质在该温度下的饱和溶液；而曲线下方表示该物质在某一温

12、度下的不饱和溶液。【例5】(2010年山东高考)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3201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DFe(OH)3、Cu(OH)2 分别在 b、c 两点代表的溶液中达到饱和Cc、d两点代表的溶液中c(H)与c(OH)乘积相等图3201答案：B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

13、用元素在不同 pH 范围内的不同存在形式进行分离、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等。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。【例6】(2012年江苏高考)废

14、弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废弃旧电池的铜帽(Zn、Cu 总含量约为 99%)回收铜并制备ZnO的部分实验过程如下：图 3202(1)铜帽溶解时加入 H2O2 的目的是_(用化学方程式表示)。铜帽溶解后需将溶液中过量 H2O2 除去。除去 H2O2 的最简便方法是_。(2)为确定加入锌灰(主要成分为 Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物)含量，实验中需测定除去 H2O2 后溶液中 Cu2的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有 Cu2的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节pH至 34，加入过量KI，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中的离子方程式如下：

15、滴定选用的指示剂为_，滴定终点观察到的现象为_。沉淀的 pH 按金属离子浓度为 1.0 molL 计算)若滴定前溶液中 H2O2 没有除尽，所测定的 Cu2的含量将会_(填“偏高”“偏低”或“不变”)。(3)已 知 pH 11 时 Zn(OH)2 能 溶 于 NaOH 溶 液 生 成Zn(OH)42。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀 pH(开始1项目开始沉淀的pH完全沉淀的pHFe31.13.2Fe25.88.8Zn25.98.9实验中可选用的试剂：30%H2O2、1.0 molL1HNO3、1.0molL1 NaOH。由除去铜的滤液制备 ZnO 的实验步骤依次为：_；_；过滤；_；过滤、洗

16、涤、干燥；900 煅烧。答案：(1)CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O加热(煮沸)(2)淀粉溶液 蓝色褪去 偏高(3)向滤液中加入30%的H2O2使其充分反应滴 加 1.0 moL L 1的 氢 氧 化 钠，调 节 pH约 为 5(或3.2pH5.9)，使Fe3沉淀完全向滤液中滴加1.0 moL L1的氢氧化钠，调节pH约为10(或8.9pH11)，使Zn2沉淀完全题组一溶解平衡的含义和影响因素答案：C2 有固体 Mg(OH)2 存在的饱和水溶液中有如下平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，加入下列物质：水；MgCl2 固体；NaOH 固体；盐酸；NH4Cl 固体。其

17、中能使 Mg(OH)2 固体减少的是()。ABCD解析：加水可以使氢氧化镁继续溶解；加MgCl2 固体和NaOH固体都使溶解平衡左移；盐酸能与Mg(OH)2 反应；加NH4Cl固体，铵离子的水解促进了氢氧化镁的溶解。答案：C题组二溶度积曲线图 3203答案：BC图 3204答案：BD题组三溶解平衡的应用为能充分利用钾资源，用饱和 Ca(OH)2 溶液浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：(1)滤渣的主要成分有_和_以及未溶杂卤石。(2)用化学平衡移动原理解释 Ca(OH)2 溶液能溶解杂卤石浸出 K的原因：_。(3)“除杂”环节中，先加入_溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入_溶液调节滤液 pH 至

18、中性。(4)不同温度下，K的浸出浓度与溶浸时间的关系见下图，由图可得，随着温度升高，_；_。(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：解析：解题时，要依据制备K2SO4的工艺流程，结合物质的分离与提纯的原则进行分析。(1)杂 卤 石 中 加 入 Ca(OH)2溶 液，Mg2 与 OH 结 合 生 成Mg(OH)2沉淀，CaSO4微溶于水，过滤后，滤渣中含有Mg(OH)2、CaSO4及未溶解的杂卤石。(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2与OH结合生成Mg(OH)2沉淀，使c(Mg2)减小，杂卤石的溶解平衡正向移动，同时c(Ca2)与c(SO)均增大，从而析出CaSO4沉淀，K留在滤液中。(3)滤液中含有Ca2、OH，可先加入过量K2CO3溶液，除去Ca2，过滤后，再加入稀H2SO4调节溶液的pH至中性。