化學(xué)高考總復(fù)習(xí)溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡

化學(xué)高考總復(fù)習(xí)溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡第1頁/共57頁………三年12考高考指數(shù):★★★★1.了解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡。2.了解溶度積的含義。3.能運用平衡移動原理分析沉淀的溶解、生成和轉(zhuǎn)化過程。第2頁/共57頁一、沉淀溶解平衡原理1.溶解平衡的建立

v溶解___v沉淀,固體溶解固體溶質(zhì)溶液中的溶質(zhì)v溶解___v沉淀,溶解平衡

v溶解___v沉淀,析出晶體溶解沉淀>=<第3頁/共57頁2.特征=≠

不變

第4頁/共57頁3.沉淀溶解平衡常數(shù)——溶度積(1)溶度積(Ksp)。在一定溫度下，難溶電解質(zhì)的飽和溶液中，離子濃度的____________。(2)表達(dá)式。對于沉淀溶解平衡：MmNn(s)mMn+(aq)+nNm-(aq)，Ksp=_______________________。［c(Mn+)］m［c(Nm-)］n冪之積第5頁/共57頁(3)意義。反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力:對于同類型的難溶電解質(zhì)(如AgCl、AgBr、AgI)，Ksp越小，其在水中的溶解能力______。(4)影響因素。在一定的溫度下，它是一個常數(shù)，只受_____影響，不受溶液中物質(zhì)濃度的影響。越小溫度第6頁/共57頁二、沉淀溶解平衡原理的應(yīng)用1.沉淀的生成(1)調(diào)節(jié)pH法。如除去CuSO4溶液中的雜質(zhì)Fe3+:①試劑X可為:_________或______________②離子方程式為：___________________________，__________________________。Cu(OH)2Cu2(OH)2CO3Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+CuO+2H+====Cu2++H2O第7頁/共57頁(2)沉淀劑法。如用H2S沉淀Hg2+的離子方程式為：_______________________。2.沉淀的溶解(1)酸溶解法。如CaCO3溶于鹽酸，離子方程式為：_______________________________。Cu(OH)2溶于稀硫酸，離子方程式為：____________________________。H2S+Hg2+====HgS↓+2H+CaCO3+2H+====Ca2++CO2↑+H2OCu(OH)2+2H+====Cu2++2H2O第8頁/共57頁(2)鹽溶液溶解法。如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，離子方程式為：________________________________。3.沉淀的轉(zhuǎn)化(1)實質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動。(2)規(guī)律：一般說來，溶解度小的沉淀容易轉(zhuǎn)化成__________的沉淀。沉淀的溶解度差別越大，越容易轉(zhuǎn)化。Mg(OH)2+2NH4+====Mg2++2NH3·H2O溶解度更小第9頁/共57頁(3)應(yīng)用。①鍋爐除垢將CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3，離子方程式為：__________________________。②礦物轉(zhuǎn)化用飽和Na2CO3溶液處理BaSO4使其轉(zhuǎn)化為BaCO3，離子方程式為：_____________________________。CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-BaSO4+CO32-BaCO3+SO42-第10頁/共57頁1.BaSO4====Ba2++SO42-和BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-，兩式所表示的意義相同。()【分析】前者為BaSO4的電離方程式，后者為BaSO4沉淀溶解平衡的離子方程式。2.在AgCl的飽和溶液中，加入NaCl溶液，AgCl沉淀質(zhì)量增大，但Ksp(AgCl)不變。()【分析】難溶電解質(zhì)達(dá)到溶解平衡后，加入含與此物質(zhì)電離產(chǎn)生相同離子的物質(zhì)，會使平衡向生成沉淀的方向移動，但溶度積只受溫度影響?！痢痰?1頁/共57頁3.難溶電解質(zhì)不能轉(zhuǎn)化成溶解度稍大的難溶電解質(zhì)。()【分析】當(dāng)溶解度較大的沉淀的離子積Qc大于其溶度積Ksp時，溶解度較小的沉淀也可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的沉淀。4．沉淀完全是指溶液中該物質(zhì)的濃度為0。()【分析】任何難溶電解質(zhì)都有一定的溶解度，不可能全部沉淀，當(dāng)該物質(zhì)的濃度小于10－5mol·L-1時，即可認(rèn)為沉淀完全了。××第12頁/共57頁5．要除去某溶液中的SO42-,加入可溶性鈣鹽與鋇鹽效果一樣。()【分析】不一樣。因為BaSO4比CaSO4的溶解度小，故用Ba2+沉淀SO42-更完全?！恋?3頁/共57頁

影響沉淀溶解平衡的因素及“四大平衡”的比較1.影響沉淀溶解平衡的因素(1)內(nèi)因——本質(zhì)因素。難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)(2)外因。①濃度：加水稀釋，平衡向溶解方向移動，Ksp不變。②溫度：絕大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過程，升高溫度，平衡向溶解方向移動，Ksp增大。第14頁/共57頁③同離子效應(yīng)：向平衡體系中加入難溶物電離產(chǎn)生的離子，平衡逆向移動。④其他：向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶、更難電離或氣體的離子時，平衡向溶解方向移動，Ksp不變。第15頁/共57頁2.四大平衡的比較平衡類型存在條件平衡常數(shù)平衡移動的判斷表示形式影響因素化學(xué)平衡一定條件下的可逆反應(yīng)K溫度均符合平衡移動原理(勒夏特列原理)，即平衡始終是向減弱條件改變的方向移動電離平衡一定條件下的弱電解質(zhì)溶液Ka或Kb溫度水解平衡含有弱酸根離子或弱堿陽離子的鹽Kh溫度沉淀溶解平衡一定條件下難溶或微溶鹽的飽和溶液Ksp溫度第16頁/共57頁【高考警示鐘】(1)沉淀溶解平衡是化學(xué)平衡的一種，沉淀溶解平衡移動分析時也同樣遵循勒夏特列原理。(2)溶度積大的難溶電解質(zhì)的溶解度不一定大，只有組成相似的難溶電解質(zhì)才有可比性。(3)復(fù)分解反應(yīng)總是向著某些離子濃度減小的方向進(jìn)行，若生成難溶電解質(zhì)，則向著生成溶度積較小的難溶電解質(zhì)的方向進(jìn)行。第17頁/共57頁【典例1】某溫度時，AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是()A.加入AgNO3，可以使溶液由c點變到d點B.加入固體NaCl，則AgCl的溶解度減小，Ksp也減小C.d點有AgCl沉淀生成D.c點對應(yīng)的Ksp小于a點對應(yīng)的Ksp第18頁/共57頁【解題指南】解答本題要注意兩點：(1)不可孤立的看問題。c(Ag+)變化，必然導(dǎo)致c(Cl-)變化。(2)Ksp只受溫度影響，與離子濃度變化無關(guān)。【解析】選C。A項，當(dāng)加入AgNO3時，溶液中的c(Ag+)增大，而c(Cl-)減小，即溶液不能由c點變到d點，錯；B項，加入固體NaCl，則AgCl的溶解度減小，但Ksp不變，錯；C項，d點時的c(Ag+)·c(Cl-)>Ksp，有沉淀生成，對；D項，曲線上的點對應(yīng)的是溶解平衡時的離子濃度關(guān)系，而當(dāng)溫度一定時，Ksp不變，即c點對應(yīng)的Ksp與a點對應(yīng)的Ksp相等，錯。第19頁/共57頁【技巧點撥】沉淀溶解平衡圖線解讀(1)曲線上的任意一點，都代表指定溫度下的飽和溶液，由對應(yīng)的離子濃度可求Ksp。(2)可通過比較、觀察得出溶液是否達(dá)到飽和狀態(tài)，是否有沉淀析出。處于曲線上方的點表明溶液處于過飽和狀態(tài)，一定會有沉淀析出，處于曲線下方的點，則表明溶液處于未飽和狀態(tài)，不會有沉淀析出。第20頁/共57頁【互動探究】請指出在25℃時，AgCl固體在下列三種物質(zhì)：①100mL水中；②100mL0.01mol·L-1AgNO3溶液；③100mL0.02mol·L-1NaCl溶液中的溶解度由大到小的順序是什么？原因是什么？提示：溶解度由大到小的順序為：①＞②＞③。加水使AgCl固體繼續(xù)溶解但溶解度不變；②③分別含有Ag+、Cl-，由于同離子效應(yīng)都能抑制AgCl溶解，而c(Cl-)＞c(Ag+),故它們對AgCl溶解所起的同離子效應(yīng)不同，即抑制作用不同，③的抑制作用大于②的抑制作用，故AgCl在②中的溶解度大于在③中的溶解度，故正確的順序為：①＞②＞③。

第21頁/共57頁

沉淀溶解平衡的應(yīng)用1.沉淀轉(zhuǎn)化(1)沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動。一般是溶解度小的沉淀會轉(zhuǎn)化生成溶解度更小的沉淀。(2)當(dāng)一種試劑能沉淀溶液中幾種離子時，生成沉淀所需試劑離子濃度越小的越先沉淀；如果生成各種沉淀所需試劑離子的濃度相差較大，就能分步沉淀，從而達(dá)到分離離子的目的。第22頁/共57頁實例：如AgNO3AgClAgBrAgIAg2S顏色變化:白色→淡黃色→黃色→黑色(3)溶解度較小的沉淀在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的沉淀，如在BaSO4的飽和溶液中加入高濃度的Na2CO3溶液，也可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的BaCO3沉淀。NaClNaBrKINa2S第23頁/共57頁2.溶度積的應(yīng)用通過比較溶度積和溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積(離子積Qc)的相對大小，可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下沉淀能否生成或溶解。(1)Qc＞Ksp，溶液過飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和,達(dá)到新的平衡狀態(tài);(2)Qc=Ksp，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài);(3)Qc＜Ksp，溶液未飽和，無沉淀析出，若加入過量難溶電解質(zhì)，難溶電解質(zhì)溶解直至溶液飽和。第24頁/共57頁【高考警示鐘】(1)溶度積曲線上的點表示該條件下，達(dá)到溶解與沉淀平衡狀態(tài)；在曲線下方的點表示該溫度下未達(dá)到平衡；在曲線上方的點表示過飽和狀態(tài)。(2)對于陰陽離子比例不同的物質(zhì)，不能根據(jù)溶度積直接比較離子濃度，而應(yīng)代入數(shù)據(jù)計算。(3)涉及Qc的計算時，易忽視等體積混合后離子的濃度均減半而使計算出錯。故離子濃度一定是混合溶液中的離子濃度，所代入的溶液體積也必須是混合液的體積。第25頁/共57頁【典例2】(1)在粗制CuSO4·5H2O晶體中常含有雜質(zhì)Fe2+。在提純時為了除去Fe2+，常加入合適氧化劑，使Fe2+氧化為Fe3+，下列物質(zhì)可采用的是__________。A.KMnO4B.H2O2C.Cl2D.HNO3然后再加入適當(dāng)物質(zhì)調(diào)整至溶液pH=4，使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，可以達(dá)到除去Fe3+而不損失CuSO4的目的，調(diào)整溶液pH可選用下列物質(zhì)中的___________。A.NaOHB.NH3·H2OC.CuOD.Cu(OH)2第26頁/共57頁(2)甲同學(xué)懷疑調(diào)整至溶液pH=4是否能達(dá)到除去Fe3+而不損失Cu2+的目的，乙同學(xué)認(rèn)為可以通過計算確定，他查閱有關(guān)資料得到如下數(shù)據(jù)，常溫下Fe(OH)3的溶度積Ksp=8.0×10-38,Cu(OH)2的溶度積Ksp=3.0×10-20，通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5mol·L-1時就沉淀完全，設(shè)溶液中CuSO4的濃度為3.0mol·L-1，則Cu(OH)2開始沉淀時溶液的pH為_____，F(xiàn)e3+完全沉淀時溶液的pH為________，通過計算確定上述方案_______(填“可行”或“不可行”)。第27頁/共57頁【解題指南】解答該題時應(yīng)注意兩點:(1)加氧化劑或加入試劑調(diào)整pH時不能引入新的雜質(zhì)。(2)根據(jù)Ksp進(jìn)行簡單計算,分析pH=4時Cu(OH)2和Fe(OH)3的沉淀情況。第28頁/共57頁【解析】(1)A、C、D三項雖然能氧化Fe2+，但引入了新的雜質(zhì)離子，故只有B項符合要求。(2)加入CuO、Cu(OH)2能中和溶液中的H+，達(dá)到調(diào)節(jié)溶液pH的效果，而沒有引入新的雜質(zhì)離子。由Ksp［Cu(OH)2］=c(Cu2+)×c2(OH-)=3.0×10-20，求得c(OH-)=10-10mol·L-1，pH=4，而Fe3+沉淀完全時，則滿足Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38，此時c(Fe3+)=1×10-5mol·L-1，此時c(OH-)=2×10-11mol·L-1，pH=3.3，也就是說，當(dāng)Cu2+開始沉淀時，F(xiàn)e3+早已沉淀完全，可行。第29頁/共57頁答案：(1)BC、D(2)43.3可行第30頁/共57頁【變式訓(xùn)練】下列化學(xué)原理的應(yīng)用,主要是利用沉淀溶解平衡原理來解釋的是()①熱純堿溶液洗滌油污的能力強(qiáng)；②誤將鋇鹽［BaCl2、Ba(NO3)2］當(dāng)作食鹽食用后,常用0.5%的Na2SO4溶液解毒；③溶洞、珊瑚的形成；④碳酸鋇不能作“鋇餐”而硫酸鋇則能；⑤泡沫滅火器滅火的原理。A.②③④B.①②③C.③④⑤D.全部第31頁/共57頁【解析】選A。①、⑤都是利用鹽的水解原理，②、③、④涉及了沉淀的生成與沉淀的溶解，都可用沉淀溶解平衡原理來解釋。第32頁/共57頁【變式備選】在溶液中有濃度均為0.01mol·L-1的Fe3＋、Cr3＋、Zn2＋、Mg2＋，已知：Ksp［Fe(OH)3］=2.6×10－39，Ksp［Cr(OH)3］=7.0×10－31；Ksp［Zn(OH)2］=1.0×10－17；Ksp［Mg(OH)2］=1.8×10－11，當(dāng)其氫氧化物剛開始沉淀時，下列離子所需的pH最小的是()A.Fe3＋

B.Cr3＋C.Zn2＋

D.Mg2＋第33頁/共57頁【解析】選A。Fe3+開始沉淀時所需c(OH-)=mol·L-1=mol·L-1，Cr3+開始沉淀時所需c(OH-)=mol·L-1=mol·L-1,同理，Zn2+、Mg2+開始沉淀時所需c(OH-)分別為mol·L-1、

mol·L-1，故A項所需c(OH-)最小，pH最小，A項正確。第34頁/共57頁【答題要領(lǐng)8】——試紙使用的答題模板1.pH試紙的使用【典例】［2010·山東高考·T30(4)］聚合硫酸鐵又稱聚鐵，化學(xué)式為［Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n］m，廣泛用于污水處理。實驗室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵和綠礬(FeSO4·7H2O)過程如下：第35頁/共57頁溶液Z的pH影響聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用pH試紙測定溶液pH的操作方法為_________________________________________。第36頁/共57頁【抽樣分析】

考生甲考生乙考生丙抽樣試卷用玻璃棒蘸取待測液滴在pH試紙上，觀察顏色變化取幾滴待測液滴在pH試紙中央，變色后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比讀數(shù)取少量待測液滴在pH試紙上，對照顯色分析點評pH試紙是定量測定待測液酸堿性的試紙，必須與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較才行。只觀察顏色變化不正確用pH試紙測定待測液pH時不能將待測液直接滴在試紙上，應(yīng)該用玻璃棒蘸取溶液點在pH試紙上答案不完整，一是應(yīng)用玻璃棒蘸取待測液點在試紙中央，另一方面應(yīng)該指明與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比讀數(shù)第37頁/共57頁【規(guī)范答案】將一小片pH試紙放到表面皿(或玻璃片)上，用玻璃棒蘸取溶液，點到試紙的中央，等試紙變色后，再跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比讀數(shù)第38頁/共57頁**答題模板**取一小片pH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液，點在pH試紙上，等試紙變色后，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照。說明：此類問題的答案幾乎是格式化的。解答此類題目要注意三個得分點和關(guān)鍵詞：蘸待測液+點試樣+對比讀數(shù)(1)蘸取待測溶液：用潔凈的玻璃棒蘸取待測液(2)點試樣：點在試紙上(3)對照：與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照讀數(shù)第39頁/共57頁[2009·安徽理綜·T27(2)]某廠廢水中含5.00×10-3mol·L-1的Cr2O72-，其毒性較大。某研究性學(xué)習(xí)小組為了變廢為寶，將廢水處理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合價依次為+3、+2)，設(shè)計了如下實驗流程：第40頁/共57頁第②步中用pH試紙測定溶液pH的操作是_________________________________________________________________。答案：將一小片pH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液，點在pH試紙上，等試紙變色后，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照讀數(shù)第41頁/共57頁2.其他試紙的使用(1)用紅色石蕊試紙、藍(lán)色石蕊試紙、淀粉KI試紙檢驗溶液時，答題模板：將xxxxxx試紙放于表面皿或玻璃片上，用潔凈的玻璃棒蘸取待檢液點在試紙中部，試紙呈現(xiàn)xxxxxx顏色。第42頁/共57頁(2)用紅色石蕊試紙、藍(lán)色石蕊試紙、淀粉KI試紙檢驗氣體時，答題模板：先取小片xxxxxx試紙用蒸餾水潤濕，粘在玻璃棒的一端，再放到盛有待測氣體的容器口附近，試紙呈現(xiàn)xxxxxx顏色。第43頁/共57頁1．要使工業(yè)廢水中的重金屬離子Pb2+沉淀，用硫酸鹽、碳酸鹽、硫化物等作沉淀劑，已知Pb2+形成的化合物的溶解度如下：化合物PbSO4PbCO3PbS

溶解度/g

1.03×10-4

1.81×10-7

1.84×10-14

第44頁/共57頁由上述數(shù)據(jù)可知，選用沉淀劑最好為()A．硫化物B．硫酸鹽C．碳酸鹽D．以上沉淀劑均可【解析】選A。生成沉淀的溶解度越小，則Pb2+沉淀越完全。由表中數(shù)據(jù)可知，PbS的溶解度最小，故沉淀劑最好為硫化物。第45頁/共57頁2．向飽和BaSO4溶液中加水,下列敘述中正確的是()A.BaSO4的溶解度增大、Ksp不變B.BaSO4的溶解度、Ksp都增大C.BaSO4的溶解度不變、Ksp增大D.BaSO4的溶解度、Ksp均不變【解析】選D。溶解度受溫度與溶劑的影響，溫度不變，溶劑還是水，故BaSO4的溶解度、Ksp均不變,答案選D。第46頁/共57頁3.下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是()A.反應(yīng)開始時，溶液中各離子濃度相等B.沉淀溶解達(dá)到平衡時，沉淀的速率和溶解的速率相等C.沉淀溶解達(dá)到平衡時，溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等，且保持不變D.沉淀溶解達(dá)到平衡時，如果再加入難溶性的該沉淀物固體，將促進(jìn)溶解第47頁/共57頁【解析】選B。反應(yīng)開始時，各離子的濃度沒有必然的關(guān)系，A項不正確。沉淀溶解達(dá)到平衡時，溶液中溶質(zhì)的離子濃度保持不變，但不一定相等，C項不正確。沉淀溶解達(dá)到平衡時，如果再加入難溶性的該沉淀物，由于固體的濃度為常數(shù)，故平衡不發(fā)生移動，D項不正確。第48頁/共57頁4.(2012·臺州模擬)已知25℃時，Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp［MgF2］=7.42×10-11。下列說法正確的是()A．25℃時，飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2+)大B．25℃時，在Mg(OH)2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體，c(Mg2+)增大C．25℃時，Mg(OH)2(s)在20mL0.01mol·L-1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·L-1NH4Cl溶液中的Ksp小D．25℃時，在Mg(OH)2的懸濁液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能轉(zhuǎn)化成為MgF2第49頁/共57頁【解析】選B。由題意知Ksp［Mg(OH)2］<Ksp［MgF2］，所以二者的飽和溶液中前者的c(Mg2+)小，A項錯誤；B項，加入少量NH4Cl固體后，c(OH-)減小，Ksp不變，所以c(Mg2+)增大，