《优化方案》2013高考总复习化学(浙江专用)课件-专题八第四单元难溶电解质的沉淀溶解平衡

第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡,专题八 溶液中的离子反应,2013高考导航,一、难溶电解质的沉淀溶解平衡 1概念 在一定温度下, 当_速率和_速率相等时, 形成饱和溶液, 达到平衡状态, 人们把这种平衡称为沉淀溶解平衡.,溶解,沉淀,2沉淀溶解平衡的建立,=,3沉淀溶解平衡的特点,4溶度积常数 (1)概念: 用来描述难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡的常数. (2)表示: 用符号_表示. 难溶强电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时, 建立沉淀溶解平衡:,Ksp,AmBn(s) mAn(aq)nBm(aq), 其平衡常数称为AmBn的溶度积常数或简称_, 用Ksp表示, Kspcm(An)·cn(Bm). 例如: AgCl AgCl Ksp_,溶度积,c(Ag)·c(Cl),Fe(OH)3 Fe33OH Ksp_ (3)影响因素: 只与_有关. (4)表示意义 : 反映难溶电解质在水中的溶解能力.,c(Fe3)·c3(OH),温度,5电解质在水中的溶解度 25 时, 电解质在水中的溶解度和溶解性存在如下关系:,思想感悟,【提示】 不相同. 前者表示CaCO3的电离方程式, CaCO3尽管难溶, 但由于溶解的部分全部电离, 故CaCO3为强电解质, 电离过程用“=”表示. 后者表示CaCO3在水中存在溶解平衡, 其过程是可逆的, 用“ ”表示.,二、沉淀溶解平衡的应用 1利用生成沉淀来分离或除去杂质离子 例如: 除去CuSO4溶液中混有的少量Fe3:,2实现沉淀的转化 溶解能力_的物质易转化为溶 解能力_的物质(填“大”或“ 小”).例如:,大,小,思考感悟 2难溶电解质的Ksp数值越小, 表明在水中的溶解能力就越弱, 这种说法对吗？,【提示】 不对. 当难溶电解质化学式所表示的组成中阴、阳离子的个 数比相同时, Ksp越小, 则难溶电解质在水中的溶解能力越弱, 如果组成中阴、 阳离子个数比不同, 则Ksp不能直接用于判断溶解能力的强弱.,考点一 沉淀溶解平衡的影响因素 1内因: 难溶物质本身的性质, 这是主要决定因素. 2外因 (1)浓度: 加水稀释, 平衡向溶解方向移动, Ksp不变.,(2)温度: 绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程, 升高温度, 平衡向溶解方向移动, Ksp增大. (3)同离子效应: 向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子, 平衡逆向移动.,(4)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或更难电离或气体的离子时, 平衡向溶解方向移动, Ksp不变.,即时应用 1向温度一定、有固态Mg(OH)2存在的饱和溶液中加入某物质或溶液, 能使Mg(OH)2固体质量增加的是( ) 有关难溶电解质的溶度积如下: Mg(OH)2(s) Mg2(aq)2OH(aq) Ksp5.6×1012,Cu(OH)2(s) Cu2(aq)2OH(aq) Ksp2.2×1020 ACH3COONa饱和溶液 BNH4Cl饱和溶液 CCuCl2饱和溶液 D蒸馏水,解析: 选A. CH3COONa水解使溶液呈碱性, OH的浓度增大, Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向左移动, Mg(OH)2固体的质量增加, A正确. NH4Cl水解使溶液呈酸性, H的浓度增大, Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向右移动, Mg(OH)2固体的质量减少, B错误.,KspCu(OH)2KspMg(OH)2, 加入CuCl2饱和溶液, 使Mg(OH)2沉淀转化为Cu(OH)2沉淀, Mg(OH)2固体的质量减少, C错误. 加蒸馏水降低了Mg2和OH的浓度, Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向右移动, 使Mg(OH)2固体的质量减少, D错误.,考点二 沉淀溶解平衡的应用 1沉淀的溶解 只要能有效地降低离子平衡体系中有关离子的浓度, 就会发生沉淀的溶解, 实现的主要方法有: (1)生成弱电解质(弱酸、弱碱、水或微溶气体),有些难溶氢氧化物如: Mn(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2、Mg(OH)2可溶于酸(生成水). 有些难溶氢氧化物如: Mn(OH)2、Mg(OH)2可溶于铵盐. 难溶弱酸盐可溶于强酸如: CaCO3、CaC2O4、FeS(生成弱酸或微溶气体).,2NH3·H2OAgOH=Ag(NH3)2OH2H2O 2沉淀的生成 (1)条件: 离子积(Qc)大于溶度积(Ksp) (2)应用 根据溶度积的不同分离离子: 同一类型的难溶电解质,如AgCl、AgBr、AgI, 溶度积小的物质先析出, 溶度积大的物质后析出. 通过控制溶液的pH来分离物质, 如除去CuCl2中的FeCl3就可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2等物质, 将Fe3转化为Fe(OH)3而除去.,3沉淀的转化 (1)含义 在难溶物质的饱和溶液中, 溶解度小的沉淀会转化生成溶解度更小的沉 淀.,(2)实例,【特别提醒】 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; 其次希望沉淀生成的反应进行得越完全越好. 如要除去溶液中的Mg2, 应使用NaOH等使之转化为溶解度较小的Mg(OH)2.,即时应用 2(1)随着工业的迅速发展, 产生的废水对水体的污染也日趋严重. 通过控制溶液的pH对工业废水中的金属离子进行分离是实际工作中经常使用的方法.,下表是常温下金属氢氧化物的Ksp(沉淀溶解平衡常数)和金属离子在某浓度下开始沉淀所需的pH(表中浓度为相应pH时溶液中有关金属离子产生沉淀的最小浓度; 当溶液中金属离子浓度小于105mol·L1时通常认为该离子沉淀完全).,某厂排出的废水中含有Cu2和Fe3, 测得其浓度均小于0.1 mol·L1. 为除去其中的Fe3, 回收铜, 需控制溶液的pH范围是_. (2)沉淀转化在生产中有着重要应用, 如用Na2CO3溶液可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为较疏松而,易清除的CaCO3, 该沉淀转化达到平衡时, 其平衡常数K_(写数值). 已知Ksp(CaSO4)9.1×106, Ksp(CaCO3)2.8×109,解析: (1)除去其中的Fe3, 回收铜, 则控制溶液pH时, 需只沉淀Fe3而不沉淀Cu2, 根据表格数据, 当pH3.7时, Fe3沉淀完全, 而Cu2没有沉淀, 当pH4.7时, Cu2开始沉淀, 所以溶液pH范围为3.7pH4.7.,答案: (1)3.7pH4.7 (2)3.25×103,已知25 时, 几种物质的溶度积常数为AgCl1.8×1010; AgBr7.7 ×1013, AgI8.51×1016, 下列有关说法错误的是( ),A三种物质在常温下溶解度最小 的是AgI B饱和AgCl溶液中, c(Ag)1.34×105mol/L C将氯化银置于饱和KI溶液中, 固体慢慢会由白色转化为黄色,D将浓度均为1×106mol/L的AgNO3溶液、KBr溶液等体积混合会生成沉淀 【解析】 由溶度积常数的含义及 三种盐组成形式相同知, A对; 由溶度积计算公式 Kspc(Ag)·c(Cl)1.8×1010,可求得c(Ag)1.34×105mol/L, B对; 因AgI的溶度积远小于AgCl的, 故白色AgCl可转化为黄色AgI, C对; 混合后反应前溶液中 c(Ag)c(Br)5×107mol/L, c(Ag)·c(Br)2.5×10137.7× 1013, D错. 【答案】 D,【名师指津】 溶度积的应用 溶度积规则: 在难溶电解质(AmBn)的溶液中, 各离子浓度幂的乘积为离子积, Qcc(An)m·c(Bm)n. 溶度积与离子积有以下关系: 当QcKsp时: 溶液为过饱和溶液, 沉淀析出.,当QcKsp时: 溶液为饱和溶液, 处于平衡状态. 当QcKsp时: 溶液为不饱和溶液, 沉淀溶解.,(2010·高考山东卷改编题)室温下, 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)2 B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】 由于b、c两点金属阳离子的浓度相等, 设都为x,分别对应的c(OH)KW/c(H) 1012.7, c(OH)KW/c(H)109.6, KspFe(OH)3x×(1012.7)3、KspCu(OH)2x×(109.6)2, 所以KspFe(OH)3KspCu(OH)2, 故A项正确; 由a点到b点的碱性增强,而NH4Cl溶于水后水解显酸性, 故B项错误; 温度一定, 溶液中的KW为定值, 故C项正确; 溶度积曲线上的点代表的溶液都是饱和溶液, 曲线左下方的点都不饱和, 右上方的点都是QcKsp, 沉淀要析出, 故D项正确. 【答案】 B,互动探究 (1)请根据图像分析能否通过调节溶液pH的方法来除去Cu2中的Fe3？为什么？ (2)d点时溶液中的铜元素、铁元素主要以什么形式存在？为什么？,【提示】 (1)能. 因为Cu2和Fe3的氢氧化物沉淀的pH范围相差较大. (2)Fe(OH)3、Cu(OH)2和Cu2, 由于处于d点时, Fe3已完全沉淀, 而Cu2尚未完全沉淀.,如图: 横坐标为常温下溶液的pH, 纵坐标为Zn2或Zn(OH)42物质的量浓度的对数, 回答下列问题:,(1)往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液, 反应的离子方程式可表示为_. (2)从图中数据计算可得Zn(OH)2的溶度积Ksp_. (3)某废液中含Zn2, 为提取Zn2可以控制溶液pH的范围是_.,【常见错误】,【错因分析】 (1)审题不清, 容易造成漏写离子方程式. 题意是指往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液, 由题目图像可知, 加入足量的氢氧化钠溶液的过程中, 先生成Zn(OH)2, 然后Zn(OH)2溶解于过量氢氧化钠溶液, 最终沉淀消失,应该回答为: Zn22OH=Zn(OH)2和Zn(OH)22OH=Zn(OH)42, 或者答为 Zn24OH=Zn(OH)42. (2)c(OH)和c(H)的关系换算不清 造成错答.,错误认为pH8时c(OH)108, 而代错数值. 正确是当pH8时开始生成沉淀, 此时c(Zn2)105mol·L1, 故Ksp105·(106)21017. (3)没有正确解读图示, pH12时以Zn(OH)42存在; 只有8pH12时, 以Zn(OH)2形式存在.,【答案】 (1)Zn22OH=Zn(OH)2和Zn(OH)22OH=Zn(OH)42(或者Zn24OH=Zn(OH)42) (2)1017 (3)8pH12,沉淀反应在化学实验中的应用 利用离子之间的沉淀反应进行分离、提纯, 是中学化学中一种常用的分离方法. 关于沉淀分离中的一些技术问题是中学生必须掌握的重要技能, 也是高考考查的热点.,利用沉淀法进行物质的分离提纯主 要应遵循除杂三原