高中化学复习专题电解质溶液课件(人教版) 63页

专题八电解质溶液（4）\n【考纲点击】1．了解难溶电解质的溶解平衡．2．了解难溶电解质的沉淀转化的本质．\n【考情播报】1．结合图象考查溶解平衡的建立、溶度积常数的应用．2．根据物质的溶解性分析判断难溶电解质的溶解和转化．3．沉淀反应在生产、科研、环保等领域中的应用.\n1．建立\n2．特征(1)逆：可逆过程(离子间生成难溶电解质的反应不能完全进行到底)．(2)动：动态平衡，溶解的速率和沉淀的速率并不为0.(3)等：v溶解v沉淀．(4)定：达到平衡时，、不变．(5)变：当外界条件改变时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡状态．＝固体质量离子浓度\n3．电解质在水中的溶解度20℃时电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：溶解性难溶微溶可溶易溶S的范围S＜＜S＜＜S＜S＞0.01g0.01g1g1g10g10g\n4．溶度积常数(1)溶度积常数对于溶解平衡：AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，Ksp＝，与其他平衡一样，Ksp仅受的影响．[c(An＋)]m·[c(Bm－)]n温度\n(2)溶度积规则某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度幂的乘积称为离子积，用Qc表示．①当QcKsp时，溶液不饱和，无沉淀析出，需加入该难溶电解质直至饱和；②当QcKsp时，溶液达饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；③当QcKsp时，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡．＜＝＞\n四种动态平衡的比较比较项目化学平衡电离平衡水解平衡沉淀溶解平衡平衡特征逆、动、等、定、变v正＝v逆v电离＝v结合v水解＝v中和v沉淀＝v溶解举例N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)CH3COOHCH3COO－＋H＋＋H2O＋OH－AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)\n比较项目化学平衡电离平衡水解平衡沉淀溶解平衡存在条件一定条件下的可逆反应一定条件下弱电解质的水溶液一定条件下含“弱”的盐溶液中一定条件下(微溶、难溶)盐的饱和溶液中影响因素①温度②浓度③压强①温度②浓度③同离子酸、碱、盐和化学反应①温度②浓度③外加电解质和化学反应①温度②浓度③酸、碱、盐\n比较项目化学平衡电离平衡水解平衡沉淀溶解平衡平衡限度平衡常数K、Ka(Kb)、Kh、Ksp以及转化率或电离度平衡移动的判据勒夏特列原理\n溶解平衡与弱电解质电离平衡的区别(1)从物质类别看，难溶电解质可以是强电解质，也可以是弱电解质(如BaSO4是强电解质，而Al(OH)3是弱电解质)，而难电离物质只能是弱电解质．(2)从变化的过程来看，溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成沉淀与溶解的平衡状态；而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化达到平衡状态．\n1．(2010·海安模拟)下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是()A．反应开始时，溶液中各离子浓度相等B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等且保持不变D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解\n解析：A中反应开始时，各离子浓度与平衡没有必然的联系；B中v沉淀＝v溶解符合平衡特征；C中沉淀溶解平衡时，离子浓度保持不变，但不一定相等；D中再加入该沉淀物，平衡不发生移动．答案：B\n1．沉淀的生成(1)调节pH法如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至7～8，离子方程式为：.(2)沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为：.Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋\n2．沉淀的溶解(1)酸溶解法如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为：.(2)盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O\n(3)氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3，离子方程式为：.(4)配位溶解法如AgCl溶于氨水，离子方程式为：.3Ag2S＋8H＋＋===6Ag＋＋3S↓＋2NO↑＋4H2OAgCl＋2NH3·H2O===＋Cl－＋2H2O\n3．沉淀的转化(1)实质：的移动．(沉淀的溶解度差别，越容易转化)(2)应用：锅炉除垢、矿物转化等．难溶电解质溶解平衡越大\n沉淀溶解平衡的影响因素及应用1．影响因素(1)内因：难溶物质本身性质，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，但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．\n③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，但Ksp不变．\n2．应用(1)沉淀的溶解与生成①沉淀的生成在难溶电解质的溶液中，当Qc＞Ksp时，就会生成沉淀．据此，加入沉淀剂而析出沉淀，是分离、除杂常用的方法．如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀．\n②沉淀的溶解当Qc＜Ksp时，就会使沉淀溶解．加入酸、碱或氧化剂、还原剂或适当的配合剂与溶解平衡体系中的相应离子反应，降低离子浓度，使平衡向溶解方向移动．\n(2)沉淀的转化沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动．一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现．如MgCO3在水中加热时转化为溶解度较小的Mg(OH)2：MgCO3＋H2O===Mg(OH)2↓＋CO2↑.\n(1)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.(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1×10－5mol/L时，沉淀已经完全．\n2．下表是五种银盐的溶度积常数(25℃)：化学式AgClAg2SO4Ag2SAgBrAgI溶度积1.8×10－101.4×10－56.3×10－505.4×10－138.3×10－17\n下列说法不正确的是()A．五种物质在常温下溶解度最大的是Ag2SO4B．将氯化银溶解于水后，向其中加入Na2S，则可以生成黑色沉淀C．对于氯化银、溴化银和碘化银三种物质在常温下的溶解度随着氯、溴、碘的顺序增大D．沉淀溶解平衡的建立是有条件的，外界条件改变时，平衡也会发生移动.\n解析：由表知A正确；因为Ag2S的Ksp小于AgCl，B正确；由表中溶度积知，AgCl、AgBr、AgI的溶解度在常温时依次减小；由平衡移动理论知D正确．答案：C\n3．向5mLNaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出现白色沉淀，继续滴加一滴KI溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴入一滴Na2S溶液并振荡，沉淀又变成黑色，根据上述变化过程，分析此三种沉淀物的溶解度关系为()A．AgCl＝AgI＝Ag2SB．AgCl＜AgI＜Ag2SC．AgCl＞AgI＞Ag2SD．AgI＞AgCl＞Ag2S\n解析：沉淀溶解平衡总是向更难溶的方向转化，由转化现象可知三种沉淀物的溶解度关系为AgCl＞AgI＞Ag2S.答案：C\n\n[例1](2009·广东高考)硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下．下列说法正确的是()\nA．温度一定时，Ksp(SrSO4)随c()的增大而减小B．三个不同温度中，313K时Ksp(SrSO4)最大C．283K时，图中a点对应的溶液是不饱和溶液D．283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液\n[思路点拨]\n[课堂笔记]选A项，Ksp只与温度有关，与浓度的大小无关，A项错误．D项，283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后，因363K时的Ksp小于283K时的Ksp，故溶液变为过饱和溶液，D项错误.BC\n[例2](2009·浙江高考)已知：25℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp[MgF2]＝7.42×10－11.下列说法正确的是()A．25℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大B．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大\nC．25℃时，Mg(OH)2固体在20mL0.01mol/L氨水中的Ksp比在20mL0.01mol/LNH4Cl溶液中的Ksp小D．25℃时，在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2\n[思路点拨]解答本题应明确以下两点：(1)Ksp的特点和意义；(2)沉淀溶解平衡的影响因素．\n[课堂笔记]选A项，Mg(OH)2与MgF2同属于AB2型沉淀，可根据Ksp的大小比较离子浓度，Ksp[Mg(OH)2]比Ksp[MgF2]小，说明Mg(OH)2溶液中的c(Mg2＋)更小；B项，因Mg(OH)2＋===Mg2＋＋2NH3·H2O，而使c(Mg2＋)增大；C项，Ksp不随浓度改变而改变；D项，Mg(OH)2的Ksp与MgF2的Ksp数量级接近，类比BaSO4可转化为BaCO3，说明Mg(OH)2也可能转化为MgF2.B\n溶度积(Ksp)反映了电解质在水中的溶解能力，对于阴阳离子个数比相同的电解质，Ksp的数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强．但对于阴阳离子个数比不同的电解质，不能直接比较Ksp数值的大小，而想确定其溶解能力的大小，需转化为溶解度来比较．\n实际生产中的沉淀溶解平衡沉淀的溶解平衡在实际生产、生活中有着广泛的应用，考题常以物质的制备，海水的综合利用等为载体，考查有关沉淀溶解平衡的知识．另外试题也常常强调生产中的经济效益，其立意指向化学学习的价值观，将经济价值观与化学反应结合在一起考查学生的评价能力，同时也考查学生应用数据判断问题，解决问题的能力．\n(2009·南师大附中)“卤块”的主要成分为MgCl2(含Fe3＋、Fe2＋、Mn2＋等杂质离子)，若以它为原料，按如下工艺流程图，即可制得“轻质氧化镁”．\n如果要求产品尽量不含杂质离子，而且成本较低，流程中所用试剂或pH控制可参考下列附表确定．\n表1生成氢氧化物沉淀的pH物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8Mg(OH)29.611.1\n*Fe2＋氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成为Fe3＋，生成Fe(OH)3沉淀而除之．表2工业品价格表工业品规格价格(元/t)漂白液含NaClO25.2%450过氧化氢30%2400烧碱98%2100纯碱99.5%600卤块含MgCl2,30%310\n请填写以下空白：(1)在步骤②中加入的物质X，最佳选择应是________，其作用是_________________________________________．(2)在步骤③中加入的物质Y应是________，之所以要控制pH＝9.8的目的是______________________________________．(3)在步骤⑤时发生的化学反应方程式是：________________________________________.\n【解析】为除去Fe2＋、Fe3＋、Mn2＋等离子，从表1可以看出，当加入烧碱控制在pH＝9.8时即可达到目的．此时Mg2＋也会因生成部分Mg(OH)2而进入沉淀中，但由于卤块价格低廉，这点不可避免的损失还是可以承受的，其结果是保证了产品的纯度．为将Fe2＋氧化成Fe3＋，有两种氧化剂可以采用，即漂白液和过氧化氢．从表2中的价格可看出，前者比后者便宜得多，应选用漂白液．\n从氯化镁制成氧化镁，有两条反应路线：(1)烧碱路线：(2)纯碱路线：\n烧碱比纯碱价格昂贵，生成的中间产物氢氧化镁是胶状沉淀会造成过滤困难，更重要的是反应过程中不能进行轻化处理，因而只能得重质氧化镁．而纯碱价格较低，生成的中间产物碳酸镁呈粗颗粒状，易过滤．碳酸镁在水中经一定时间的加热煮沸会不断水解生成二氧化碳：MgCO3＋H2OMg(OH)2↓＋CO2↑.由于气体二氧化碳的产生，使沉淀变得疏松，灼烧沉淀后得到的是轻质氧化镁．\n【答案】(1)漂白液　将Fe2＋氧化成Fe3＋(2)烧碱　使除Mg2＋以外的各种杂质金属离子都形成氢氧化物沉淀以便除去(3)\n\n1．有关AgCl的沉淀溶解平衡的说法中，不正确的是()A．达到沉淀溶解平衡时，AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行，但速率相等B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－C．升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大D．向AgCl饱和溶液中加入NaCl固体，会析出AgCl沉淀.\n解析：AgCl沉淀在溶液中达到溶解平衡后，溶解与沉淀速率相等，但不为0，A正确；AgCl难溶于水，但溶解的部分仍电离出Ag＋和Cl－，B错误；一般来说，升高温度，有利于固体物质的溶解，C正确；加入NaCl固体，c(Cl－)增大，Qc＞Ksp，有沉淀析出，D正确．答案：B\n2．将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合，再加入足量浓AgNO3溶液，发生的反应为()A．只有AgBr沉淀B．AgCl和AgBr沉淀等量生成C．AgCl和AgBr沉淀都有，但以AgCl沉淀为主D．AgCl和AgBr沉淀都有，但以AgBr沉淀为主\n解析：在AgCl和AgBr两饱和溶液中，前者c(Ag＋)大于后者c(Ag＋)，c(Cl－)＞c(Br－)．当将AgCl、AgBr两饱和溶液混合时，发生沉淀的转化，生成更多的AgBr沉淀，与此同时，溶液中c(Cl－)比原来AgCl饱和溶液中大，当加入足量的浓AgNO3溶液时，AgBr沉淀有所增多，但AgCl沉淀增加得更多．答案：C\n3．某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示．下列说法正确的是()[提示：BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋(aq)的平衡常数Ksp＝c(Ba2＋)·c()，称为溶度积常数．]A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点C．d点无BaSO4沉淀生成D．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp\n解析：a点在平衡曲线上，此时溶液中存在溶解平衡，加入Na2SO4会增大浓度，平衡左移，Ba2＋浓度应降低，而b点c(Ba2＋)不变A错误．蒸发时，c()、c(Ba2＋)均增大，而c点与d点c()相同，B错误．d点表示溶液未达到溶解平衡，Qc