適用于新高考新教材浙江專版2025屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第8章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第36講沉淀溶解平衡課件新人教版

第36講沉淀溶解平衡選考目標(biāo)要求1.了解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡,理解溶度積(Ksp)的含義,并能進行相關(guān)計算,認(rèn)識化學(xué)變化有一定限度,是可以調(diào)控的。2.了解沉淀的生成、溶解與轉(zhuǎn)化,并能應(yīng)用化學(xué)平衡原理解釋,運用難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡解決實際問題。命題分析難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡只在2023年才作為考試要求,在2023年的兩次選考里均出現(xiàn),這兩次考查都與電離平衡相聯(lián)系,這也是今后選考命題的趨向。知識點一沉淀溶解平衡及影響因素落實主干基礎(chǔ)1.25

℃時,溶解性與溶解度的關(guān)系

2.沉淀溶解平衡(1)定義:在一定溫度下,當(dāng)沉淀溶解速率和沉淀生成速率相等時,形成飽和溶液,達(dá)到動態(tài)平衡,這種平衡稱為沉淀溶解平衡。(2)沉淀溶解平衡的建立

(3)溶解平衡的特點

3.影響沉淀溶解平衡的因素

[練一練]1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。(1)向Mg(OH)2懸濁液中滴加足量FeCl3溶液出現(xiàn)紅褐色沉淀:3Mg(OH)2+2FeCl3===2Fe(OH)3+3MgCl2。(

)(2)難溶電解質(zhì)達(dá)到沉淀溶解平衡時,增加難溶電解質(zhì)的量,平衡向溶解方向移動。(

)(4)其他條件不變時,向飽和Ag2CrO4水溶液中加入少量K2CrO4固體,溶液中c(Ag+)減小。(

)(5)為減少洗滌過程中固體的損耗,最好選用稀硫酸代替H2O來洗滌BaSO4沉淀。(

)√××√√2.往鍋爐注入Na2CO3溶液浸泡,將水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3,再用鹽酸去除。下列敘述正確的是(

)A.溫度升高,Na2CO3溶液的KW和c(H+)均會增大B.CaSO4能轉(zhuǎn)化為CaCO3,說明Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)C.CaCO3溶解于鹽酸而CaSO4不溶,是因為硫酸酸性強于鹽酸D解析

溫度升高,水的電離平衡正向移動,KW增大;Na2CO3的水解平衡正向移動,c(OH-)增大,c(H+)減小,A項錯誤;Ksp(CaCO3)<Ksp(CaSO4),B項錯誤;CaCO3與鹽酸反應(yīng)生成可溶性的氯化鈣、水和二氧化碳,CaSO4與鹽酸不滿足復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件,與酸性強、弱無關(guān),C項錯誤;硫酸鈣較為致密,可轉(zhuǎn)化為較為疏松且溶解度更小的碳酸鈣,反應(yīng)的離子方程式為突破命題視角角度一

沉淀溶解平衡及其影響因素1.已知溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)

ΔH<0,下列有關(guān)該平衡體系的說法正確的是(

)①升高溫度,平衡逆向移動②向溶液中加入少量Na2CO3粉末能增大鈣離子的濃度③除去NaCl溶液中混有的少量Ca2+,可以向溶液中加入適量的NaOH溶液④恒溫下,向溶液中加入CaO,溶液的pH升高⑤向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固體質(zhì)量增加⑥向溶液中加入少量NaOH固體,Ca(OH)2固體質(zhì)量不變A.①⑤

B.①⑤⑥

C.②③④

D.①②⑥A解析

加入碳酸鈉粉末會生成CaCO3,使Ca2+濃度減小,②錯;加入氫氧化鈉溶液會使平衡左移,有Ca(OH)2沉淀生成,但Ca(OH)2的溶度積較大,要除去Ca2+,應(yīng)把Ca2+轉(zhuǎn)化為更難溶的CaCO3,③錯;恒溫下Ksp不變,加入CaO后,溶液仍為Ca(OH)2的飽和溶液,pH不變,④錯;加入Na2CO3溶液,沉淀溶解平衡向右移動,Ca(OH)2固體轉(zhuǎn)化為CaCO3固體,固體質(zhì)量增加,⑤正確;加入NaOH固體,沉淀溶解平衡向左移動,Ca(OH)2固體質(zhì)量增加,⑥錯。歸納總結(jié)若一種沉淀劑可使溶液中多種離子產(chǎn)生沉淀時,則可控制條件,使這些離子先后分別沉淀。(1)對同一類型的沉淀,Ksp越小越先沉淀,且Ksp相差越大分步沉淀效果越好。如在Cl-、Br-、I-的混合溶液中,由于AgCl、AgBr、AgI的Ksp相差較大,逐滴加入Ag+可按I-、Br-、Cl-的順序先后沉淀,即Ksp最小的首先沉淀出來。(2)對不同類型的沉淀,其沉淀先后順序要利用Ksp計算溶液中離子的濃度,根據(jù)離子濃度的大小來判斷沉淀的先后順序,如AgCl和Ag2CrO4的分步沉淀,可通過控制Ag+濃度來完成。角度二

沉淀溶解平衡的移動2.要使工業(yè)廢水中的Pb2+沉淀,可用硫酸鹽、碳酸鹽、硫化物等作沉淀劑,已知Pb2+與這些離子形成的化合物的溶解度如下:化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.03×10-41.81×10-71.84×10-14由上表中數(shù)據(jù)可知,沉淀劑最好選用(

)A.硫化物 B.硫酸鹽C.碳酸鹽 D.以上沉淀劑均可A解析

沉淀工業(yè)廢水中的Pb2+時,生成沉淀的反應(yīng)進行得越完全越好,由于PbS的溶解度最小,故最好選硫化物作為沉淀劑。C名師點撥溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn),但溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度稍大的沉淀,通過控制反應(yīng)條件也能實現(xiàn),但前提是溶液的Q>Ksp,如BaSO4[Ksp=1.1×10-10]用飽和Na2CO3溶液浸泡可部分轉(zhuǎn)化為BaCO3[Ksp=2.58×10-9]。知識點二沉淀溶解平衡常數(shù)及應(yīng)用落實主干基礎(chǔ)1.溶度積和離子積以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)為例:類型溶度積離子積概念沉淀溶解的平衡常數(shù)溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積符號KspQc表達(dá)式Ksp(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-),表達(dá)式中的濃度都是平衡濃度Q(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-),表達(dá)式中的濃度是任意濃度類型溶度積離子積應(yīng)用判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解①Q(mào)>Ksp:溶液過飽和,有沉淀析出②Q=Ksp:溶液飽和,處于平衡狀態(tài)③Q<Ksp:溶液未飽和,無沉淀析出2.影響Ksp的因素(1)內(nèi)因:難溶物質(zhì)本身的性質(zhì),這是決定因素。(2)外因①濃度:加水稀釋,平衡向溶解方向移動,但Ksp不變。②溫度:絕大多數(shù)難溶物的溶解是吸熱過程,升高溫度,平衡向溶解方向移動,Ksp增大。③其他:向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶物質(zhì)或更難電離物質(zhì)或氣體的離子時,平衡向溶解方向移動,但Ksp不變。[練一練]1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。(1)向濃度均為0.05mol·L-1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,有黃色沉淀生成,則Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)。(

)(2)向2支盛有2mL相同濃度銀氨溶液的試管中分別加入2滴相同濃度的NaCl和NaI溶液,一支試管中產(chǎn)生黃色沉淀,另一支中無明顯現(xiàn)象,說明Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)。(

)(3)0.1molAgCl和0.1molAgI混合后加入1L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)。(

)×√×2.可溶性鋇鹽有毒,醫(yī)院中常用硫酸鋇這種鋇鹽作為內(nèi)服造影劑。醫(yī)院搶救鋇離子中毒患者時,除催吐外,還需要向中毒者胃中灌入硫酸鈉溶液。已知:某溫度下,Ksp(BaCO3)=2.6×10-9;Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。下列推斷正確的是(

)A.不用碳酸鋇作為內(nèi)服造影劑,是因為Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)B.搶救鋇離子中毒患者時,若沒有硫酸鈉,可以用碳酸鈉溶液代替C.若誤飲c(Ba2+)=1.0×10-5mol·L-1的溶液時,會引起鋇離子中毒D.可以用0.36mol·L-1的Na2SO4溶液給鋇離子中毒患者洗胃D突破命題視角角度一

溶度積及影響因素1.下列說法正確的是(

)A.難溶電解質(zhì)的溶度積Ksp越小,則它的溶解度越小B.Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl),則Ag2CrO4的溶解度小于AgCl的溶解度C.溶度積常數(shù)Ksp與溫度有關(guān),溫度越高,溶度積越大D.升高溫度,某沉淀溶解平衡逆向移動,說明它的溶解度是減小的,Ksp也變小D解析

不同類型的電解質(zhì)是無法由溶度積來比較溶解度大小的,同類型的難溶電解質(zhì)Ksp越小,溶解度越小,A錯誤;電解質(zhì)類型不同,不能簡單由Ksp的數(shù)值大小來比較溶解度,B錯誤;溶度積常數(shù)Ksp與溫度有關(guān),溫度越高,溶度積常數(shù)可能增大也可能減小,C錯誤;升高溫度,沉淀溶解平衡逆向移動,則說明它的溶解度是減小的,所以Ksp也變小,D正確。D名師點撥(1)對于Ksp表達(dá)式類型相同的物質(zhì),如Mg(OH)2和Zn(OH)2,Ksp的大小反映了難溶電解質(zhì)在溶液中的溶解能力的大小,一般Ksp越小,則溶解度越小。(2)對于陰、陽離子的個數(shù)比不同的難溶電解質(zhì),它們的溶解度不能直接用Ksp的大小來比較,如AgCl(Ksp=1.8×10-10)、Ag2CrO4(Ksp=1.0×10-12),Ag2CrO4溶液中的c(Ag+)大于AgCl溶液中的c(Ag+)。角度二

溶度積的相關(guān)計算3.常溫下,Ksp=c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20,計算有關(guān)Cu2+沉淀的pH。(1)某CuSO4溶液中c(Cu2+)=0.02mol·L-1,如果生成Cu(OH)2沉淀,應(yīng)調(diào)整溶液的pH,使之大于

。

(2)要使0.2mol·L-1CuSO4溶液中Cu2+沉淀較為完全(使Cu2+濃度降至原來的千分之一),則應(yīng)向溶液中加入NaOH溶液,使溶液的pH為

。

564.(教材選擇性必修1第三章第四節(jié)教材內(nèi)容改編)Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp(CaSO4)=9.1×10-6,溶解能力:CaSO4大于CaCO3。請用數(shù)據(jù)說明溶解能力小的CaCO3能否轉(zhuǎn)化為溶解能力大的CaSO4?角度三

沉淀溶解平衡在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用5.在濕法煉鋅的電解循環(huán)溶液中,較高濃度的Cl-會腐蝕陽極而增大電解能耗。可向溶液中同時加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀從而除去Cl-。已知:Cu+Cu2+2Cu+

K=7.6×10-7;Ksp(CuCl)=2.0×10-6。(1)通過計算說明上述除Cl-的反應(yīng)能完全進行的原因為

。

(2)若用Zn替換Cu可加快除Cl-的速率,但需控制溶液的pH。若pH過低,除Cl-效果下降的原因是

。

知識點三Ksp圖像落實主干基礎(chǔ)1.濃度曲線(1)陽離子濃度~陰離子濃度單曲線圖:橫、縱坐標(biāo)分別為陽離子或陰離子的濃度由曲線可獲取的信息①曲線上任意一點(a點、c點)都達(dá)到了沉淀溶解平衡狀態(tài),此時Q=Ksp。在溫度不變時,無論改變哪種離子的濃度,另一種離子的濃度只能在曲線上變化,不會出現(xiàn)在曲線以外②曲線上方區(qū)域的點(b點)均為過飽和溶液,此時Q>Ksp,表示有沉淀生成③曲線下方區(qū)域的點(d點)均為不飽和溶液,此時Q<Ksp,表示無沉淀生成④計算Ksp:由c點可以計算出Ksp溶液蒸發(fā)時,離子濃度的變化(蒸發(fā)后溫度不變)原溶液不飽和時,離子濃度都增大;原溶液飽和時,離子濃度都不變?nèi)芏确e常數(shù)只是溫度的函數(shù),與溶液中溶質(zhì)的離子濃度無關(guān),在同一曲線上的點,溶度積常數(shù)相同(2)陰、陽離子濃度~溫度雙曲線圖:橫、縱坐標(biāo)分別為陽離子或陰離子的濃度,兩條曲線對應(yīng)不同溫度BaSO4由曲線可獲得的信息①曲線上各點的意義:每條曲線上任一點都表示飽和溶液;曲線上方的任一點均表示過飽和溶液,此時有沉淀析出;曲線下方的任一點均表示不飽和溶液T1曲線:a、b點都表示飽和溶液,c點表示過飽和溶液T2曲線:a、b、c點都表示不飽和溶液②計算Ksp:由a或b點可以計算出T1溫度下的Ksp③比較T1和T2大小:因沉淀溶解平衡大部分為吸熱,可知:T1<T22.對數(shù)圖像對數(shù)圖像:將溶液中某一微粒的濃度[如c(A)]取常用對數(shù),即lgc(A),反映到圖像中。①若c(A)=1時,lgc(A)=0。②若c(A)>1時,lgc(A)取正值且c(A)越大,lgc(A)越大。③若c(A)<1時,lgc(A)取負(fù)值,且c(A)越大,lgc(A)越大,但絕對值越小。④當(dāng)坐標(biāo)表示濃度的對數(shù)時,要注意離子濃度的換算,如lgc(X)=a,則c(X)=10a。⑤當(dāng)坐標(biāo)表示濃度的負(fù)對數(shù)(-lgX=pX)時,pX越大,c(X)越小,c(X)=10-pX。(1)正對數(shù)[lgc(Mm+)~lgc(Rn-)]圖像:橫、縱坐標(biāo)分別為陽離子或陰離子濃度的正對數(shù)CuS、ZnS由圖像可獲取的信息①曲線上各點的意義:每條線上任一點都表示飽和溶液,曲線上方的任一點均表示過飽和溶液,此時有沉淀析出,曲線下方的任一點均表示不飽和溶液ZnS曲線:a點表示飽和溶液,c點表示不飽和溶液CuS曲線:b點表示飽和溶液,c點表示過飽和溶液②計算Ksp:由曲線上給定數(shù)據(jù)可以計算CuS、ZnS的Ksp③比較Ksp大小:Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)(2)負(fù)對數(shù)[-lgc(Mm+)~-lgc(Rn-)]圖像:橫、縱坐標(biāo)分別為陽離子或陰離子濃度的負(fù)對數(shù)

圖像展示函數(shù)關(guān)系函數(shù)關(guān)系:隨著

濃度增大,Ca2+濃度減小由圖像可獲取的信息①橫坐標(biāo)數(shù)值越大,c(

)越小;縱坐標(biāo)數(shù)值越小,c(X)越大②曲線上各點的意義:曲線上的任何一點為飽和溶液;曲線上方的點為不飽和溶液;曲線下方的點為過飽和溶液,有沉淀生成如:c點,相對于MgCO3來說,處于曲線上方,為不飽和溶液;相對于CaCO3來說,處于曲線下方,為過飽和溶液,此時有CaCO3沉淀生成③計算Ksp:由曲線上給定數(shù)據(jù)可以計算出相應(yīng)的Ksp④比較Ksp大小:Ksp(MgCO3)>Ksp(CaCO3)>Ksp(MnCO3)3.pX——濃度圖:縱坐標(biāo)為陽離子濃度的負(fù)對數(shù),橫坐標(biāo)為滴加陰離子的溶液的體積向10

mL

0.2

mol·L-1

CuCl2溶液中滴加0.2

mol·L-1的Na2S溶液由圖像可獲取的信息①曲線上各點的意義:曲線上任一點(a、b、c點)都表示飽和溶液②計算Ksp:由b點恰好完全反應(yīng)可知c(Cu2+)=10-17.7mol·L-1,進而求出Ksp=10-17.7×10-17.7=10-35.4③比較a、b、c三點水的電離程度大小突破命題視角1.(2023·湖南益陽高三質(zhì)量監(jiān)測)鍋爐水垢中的CaSO4通常先用Na2CO3溶液浸泡,再用稀鹽酸或醋酸處理。已知:25℃時,Ksp(CaSO4)=9.2×10-6,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,CaCO3和CaSO4的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.M代表CaSO4的沉淀溶解平衡曲線B.圖中x2:x1≈3.0×10-4B2.(2023·湖北武漢部分學(xué)校高三調(diào)研)常溫下,用0.12mol·L-1的Na2SO4溶液滴定50.00mL未知濃度的BaCl2溶液。溶液中電導(dǎo)率k、-lgc(Ba2+)隨滴入Na2SO4溶液體積V(Na2SO4)的變化關(guān)系如圖所示。下列敘述錯誤的是(

)A.當(dāng)k=1.2×10-4

μS·cm-1時,溶液中的溶質(zhì)為NaClB.該BaCl2溶液的物質(zhì)的量濃度是6.0×10-3mol·L-1C.該溫度下BaSO4的溶度積常數(shù)Ksp=1.0×10-10D.當(dāng)V(Na2SO4)=3.00mL時,溶液中c(Na+)>c(Cl-)=c()D解析

A項,根據(jù)圖示可知:當(dāng)k=1.2×10-4

μS·cm-1時,Na2SO4與BaCl2恰好反應(yīng)完全,溶液的電導(dǎo)率