2015高中化学34难溶电解质的沉淀溶解平衡课件鲁科版选修4

第四单元难溶电解质的沉淀溶解平衡学习目标1.知道难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，并能结合实例进行描述。2.能写出溶度积的表达式，知道溶度积的含义。3.能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成与转化进行分析，并能解释一些生活问题。一、沉淀溶解平衡原理1.沉淀溶解平衡：(1)难溶电解质：溶解度小于_______的电解质。(2)概念：在一定温度下，当难溶电解质的_____速率和_____速率相等时所达到的平衡状态。(3)表示(以AgCl为例)：________________。0.01g溶解沉淀AgClAg++Cl-(4)特征。可逆动态=不变移动2.溶度积：(1)含义：描述难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡的平衡常数称为溶度积常数或简称溶度积，符号为___。(2)表示方法：对MmAnmMn++nAm-来说，Ksp=_______________。(3)影响因素：Ksp与难溶电解质的_____和_____有关，与浓度无关，与沉淀量无关。Kspcm(Mn+)·cn(Am-)性质温度(4)意义：溶度积(Ksp)反映了物质在水中的_____能力。对同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr、AgI)而言，Ksp数值越___的难溶电解质在水中的溶解能力越___。溶解大强二、沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的转化：(1)实验探究。实验操作实验现象结论和化学方程式实验1_______________________________________出现白色沉淀AgNO3+NaCl====AgCl↓+NaNO3实验操作实验现象结论和化学方程式实验2向实验1的试管中滴加KI溶液________________________AgCl转化成溶解度更小的________实验3向实验2的试管中滴加Na2S溶液____________________________转化成溶解度更小的________白色沉淀转化成黄色沉淀AgI沉淀黄色沉淀转化成黑色沉淀AgIAg2S沉淀(2)实验结论：在一定条件下溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。2.沉淀转化的实例：(1)难溶强酸盐转化为难溶弱酸盐。利用平衡原理法：向饱和Na2CO3溶液中加入BaSO4，可将BaSO4转化为BaCO3，反应的离子方程式为_____________________________(2)金属离子的除去。调节pH法：除去CuSO4溶液中少量Fe3+，可向溶液中加入CuO或_______或___________，调节pH至3～4，使Fe3+转化为_______沉淀除去224334BaSOCOBaCOSOCu(OH)2Cu2(OH)2CO3Fe(OH)31.辨析下列说法的正误：(1)当沉淀达到完全时，溶液中的离子浓度应该为零。()(2)只有难溶电解质在溶液中才存在溶解平衡。()(3)向CaCO3的溶液中加入Na2CO3，CaCO3的溶解平衡逆向移动，CaCO3的溶度积减小。()(4)在CaCO3的沉淀溶解平衡体系中加入稀盐酸，平衡不移动。()【答案解析】(1)×。分析：没有绝对不溶解的物质，难溶电解质在溶液中，离子浓度不会为零，一般认为当溶液中的离子浓度小于1×10-5mol·L-1时，沉淀就达到完全。(2)×。分析：所有电解质的饱和溶液中仍残留溶质时，都存在溶解平衡。(3)×。分析：溶度积只受温度的影响。(4)×。分析：CaCO3(s)Ca2+(aq)+(aq)，加入稀盐酸，与H+反应，导致溶解平衡正向移动。23CO23CO2.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.平衡时沉淀生成的速率和溶解的速率相等C.平衡时溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变D.平衡时再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解【解析】选B。对于沉淀溶解平衡，平衡时，生成沉淀的速率和沉淀溶解的速率相等，且各微粒浓度保持不变，故B项正确；在建立平衡的过程中和平衡时，各离子浓度关系取决于电解质中阴、阳离子个数比，不一定相等，A、C项错误；改变难溶物质的量不影响沉淀溶解平衡。3.下列对于石灰岩溶洞的钟乳石的成因解释正确的是()A.石灰岩溶洞是火山喷发时形成的B.钟乳石是空气中CO2和H2O溶解了碳酸钙生成了碳酸氢钙溶液，然后分解生成碳酸钙而形成的C.钟乳石是空气中的CO2与土壤中的钙离子结合生成碳酸钙，经千万年而形成钟乳石D.石灰岩溶洞中的钟乳石是和地球同时产生的【解析】选B。石灰岩溶洞是由于H2O、CO2破坏CaCO3的溶解平衡造成的。4.将一定量的硫酸钡放入水中，对此有关的叙述正确的是()A.硫酸钡不溶于水，硫酸钡固体质量不会改变B.最终会得到BaSO4的极稀的饱和溶液C.因为Ba2++====BaSO4↓很容易发生，所以不存在BaSO4(s)Ba2+(aq)+(aq)的反应D.因为BaSO4难溶于水，所以改变外界条件也不会改变BaSO4的溶解性24SO24SO【解析】选B。BaSO4不溶于水并不是绝对的不溶，它存在溶解平衡，当沉淀溶解和生成的速率相等时，得到了BaSO4的饱和溶液，即建立了动态平衡BaSO4(s)Ba2+(aq)+(aq)，A、C项错误，B项正确；升高温度，BaSO4溶解度增大，D项错误。24SO5.向饱和的BaSO4溶液中加水，BaSO4的()A.溶解度将增大，Ksp将不变B.溶解度、Ksp均将增大C.溶解度将不变，Ksp将增大D.溶解度、Ksp均将不变【解析】选D。难溶物的溶解度和Ksp只受难溶物的性质和外界条件温度的影响，因此加水溶解度和Ksp均不变。6.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.AgClAgIAg2SC.AgClAgIAg2SD.AgIAgClAg2S【解析】选C。沉淀转化的实质就是溶解平衡的移动，沉淀的转化就是由溶解度大的转化为溶解度小的沉淀，也就是向Ksp小的物质转化。一、沉淀溶解平衡及其影响因素1.沉淀溶解平衡：在一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，溶解速率和沉淀速率相等的平衡状态。2.沉淀溶解平衡的影响因素：影响因素影响内因难溶电解质本身的性质外因温度规律：温度升高，多数溶解平衡向溶解的方向移动，Ksp增大原因：大多数难溶电解质的溶解过程是吸热的浓度加水稀释，平衡向溶解方向移动，Ksp不变同离子效应加入与难溶电解质构成微粒相同离子组成的物质，平衡向生成沉淀的方向移动；加入能消耗难溶电解质构成微粒的物质，平衡向溶解的方向移动以AgCl为例：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)外界条件移动方向c(Ag+)Ksp升高温度正向增大增大加入少量的AgNO3逆向增大不变加入Na2S正向减小不变通入HCl逆向减小不变【点拨】沉淀溶解平衡与电离平衡(1)沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡移动分析时也同样遵循勒夏特列原理。(2)难溶电解质的溶解平衡和难电离物质(弱电解质)的电离平衡的区别。①从物质类别来看：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的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。③表示方法不同。【微思考】(1)升高温度，物质的溶解度都会增大吗？提示：一般来说，升高温度，物质的溶解度会增大，但Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低。(2)AgCl在水中的溶解度与在NaCl溶液中的溶解度是否相同？提示：AgCl在水中会存在如下沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)，加入NaCl固体，c(Cl-)增大，沉淀溶解平衡左移，故AgCl在NaCl溶液中的溶解度减小。【过关题组】1.某一密闭绝热容器中盛有饱和Ca(OH)2溶液，当加入少量CaO粉末，下列说法正确的是()①有固体析出；②c[Ca(OH)2]增大；③pH不变；④c(H+)与c(OH-)的乘积不变；⑤c(H+)一定增大A.①④B.①③C.①②④D.①⑤【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)并不是所有的物质的溶解都是吸热的过程；(2)Kw与温度的高低有关，随着温度的改变而改变。【解析】选D。CaO与水反应生成Ca(OH)2放出热量使溶液温度升高，Ca(OH)2溶解度降低，使Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)平衡左移，OH-浓度减小，pH降低，同时析出Ca(OH)2。综上所述，选D项。2.(2014·济南高二检测)对饱和AgCl溶液(有AgCl固体存在)进行下列操作后，c(Ag+)和Ksp(AgCl)均保持不变的是()A.加热B.加少量水稀释C.滴加少量1mol·L-1盐酸D.滴加少量1mol·L-1AgNO3溶液【解析】选B。AgCl在水中会存在如下沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)，Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)。固体的溶解度和溶度积的大小取决于难溶电解质的本性，仅随温度的改变而改变，所以加热Ksp(AgCl)发生变化，加水稀释以及加入盐酸和硝酸银溶液，温度都没有发生变化，所以Ksp(AgCl)保持不变，A选项错误；加水稀释，瞬间c(Ag+)和c(Cl-)都减小，沉淀溶解平衡正向移动，但是因为有AgCl固体存在，所以溶液仍然是饱和溶液，c(Ag+)和c(Cl-)都不变，B选项正确；加入盐酸，平衡逆向移动，c(Ag+)减小，但是c(Cl-)增大，C选项错误；加入AgNO3溶液，平衡逆向移动，c(Cl-)减小，但是c(Ag+)增大，D选项错误。【方法规律】增大沉淀溶解程度的因素(1)加水稀释，能增大沉淀的溶解，但此时各离子的浓度是减小的。(2)对大多数物质而言，加热可促进其溶解。但也有些物质的溶解度随温度升高而降低，故此时升高温度，其溶解程度降低。(3)加入能消耗沉淀溶解得到的离子的物质，此时因溶解时产生的离子浓度减小而使平衡向溶解的方向移动。(4)利用沉淀的转化，加入适当的物质生成与沉淀具有相同离子的溶解度更小的物质。【变式训练】(2014·沧州高二检测)有关CaCO3的溶解平衡的说法中，不正确的是()A.CaCO3沉淀析出和沉淀溶解不断进行，但速率相等B.CaCO3难溶于水，其饱和溶液不导电，属于弱电解质溶液C.升高温度，CaCO3沉淀的溶解度增大D.向CaCO3沉淀中加入纯碱固体，CaCO3的溶解度降低【解析】选B。CaCO3固体在溶液中达到溶解平衡后，沉淀溶解与沉淀生成速率相等，但不为零；一般来说，升高温度，有利于固体物质的溶解；CaCO3难溶于水，但溶解的部分是完全电离的，电离出Ca2+和，属于强电解质；向CaCO3溶解平衡体系中加入纯碱固体，增大了浓度，使溶解平衡逆向移动，降低了CaCO3的溶解度。23CO23CO二、沉淀溶解平衡原理的应用1.溶度积规则：设某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度的乘积Qc(离子积)，则Qc与Ksp的关系：QcKsp溶液处于过饱和溶液状态，生成沉淀；Qc=Ksp沉淀和溶解达到平衡，溶液为饱和溶液；QcKsp溶液尚未达饱和，无沉淀析出。2.沉淀的生成：(1)条件：离子浓度积(Qc)大于溶度积(Ksp)。(2)应用：①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。②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.沉淀的溶解：当溶液中浓度积Qc小于Ksp时，沉淀可以溶解，其常用的方法有(1)酸碱溶解法：加入酸或碱与溶解平衡体系中的相应离子反应，降低离子浓度，使平衡向溶解的方向移动，如CaCO3可溶于盐酸。(2)盐溶解法：加入盐溶液，与沉淀溶解平衡体系中某种离子反应生成弱电解