原创2015年南方新高考化学广东专用大一轮配套课件第20讲难溶电解质的溶解平衡共4

第20讲难溶电解质的溶解平衡考纲定位选项示例1.了解难溶电解质的溶解平衡及影响因素；了解沉淀的生成、溶解、转化的本质及应用。2.了解溶度积及有关计算。向浓度均为0.1mol·L－1NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，沉淀呈黄色，说明Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)。(2012年江苏高考T13－D)一、溶解平衡的概念与特点1．溶解平衡的建立固体溶质溶液中的溶质。v(溶解)v(结晶)：__________过程v(溶解)＝v(结晶)：__________v(溶解)v(结晶)：___________固体溶解溶解平衡析出晶体2．溶解平衡的定义在一定温度下，某难溶电解质溶液中，当__________的速率等于__________的速率时，建立了一个固体与溶液中离子之间的动态平衡，叫沉淀溶解平衡。3．溶解平衡的特点(1)逆：固体溶解和沉淀过程是可逆的。(2)___：v(溶解)＝v(沉淀)。(3)___：动态平衡，溶解的速率和沉淀的速率相等且不为0。(4)___：达到平衡时，溶液中离子浓度保持不变。(5)___：当改变外界条件时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。沉淀溶解沉淀生成等动定变溶解性难溶微溶可溶易溶S的范围S___________～__________～_____S______4．电解质在水中的溶解度20℃时，电解质在水中的溶解度(S)与溶解性存在如下关系：0.01g0.01g1g1g10g10g二、用溶度积概念理解溶解平衡1．溶度积常数____________________________，与其他平衡一样，Ksp仅受________的影响。2．溶度积规则难溶电解质溶液中有关离子浓度幂的乘积称为离子积，符号Qc。(1)QcKsp，____________________________。(2)Qc＝Ksp，____________________________。(3)QcKsp，____________________________。对于溶解平衡：MmNn(s)mMn＋(aq)＋nNm－(aq)，Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Nm＋)温度溶液过饱和，有沉淀析出溶液饱和，处于溶解平衡态溶液未饱和，沉淀溶解外因对溶解平衡的影响浓度加水稀释，溶解平衡向沉淀溶解的方向移动温度大多数难溶电解质的溶解是吸热反应，升高温度，溶解平衡向沉淀溶解的方向移动；少数向生成沉淀方向移动，如Ca(OH)2的溶解平衡同离子效应向平衡体系中加入难溶物产生的离子，溶解平衡向生成沉淀的方向移动化学反应若加入物质使难溶电解质生成更难溶的电解质、弱电解质或气体时，溶解平衡向沉淀溶解的方向移动考点1外界条件对沉淀溶解平衡的影响【例1】将足量的等量AgCl固体分别放入下列溶液中，溶)。解的AgCl的物质的量由大到小的顺序为(A．①②③④⑤C．⑤④②①③B．④①③②⑤D．④③⑤②①①50mL0.01mol·L－1KCl溶液；②50mL0.02mol·L－1CaCl2溶液；③50mL0.03mol·L－1HCl溶液；④50mL蒸馏水；⑤50mL0.05mol·L－1AgNO3溶液。思路指导：对于AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，该平衡的Qc(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)，溶解的AgCl的物质的量的大小只与溶液中Ag＋或Cl－的浓度有关。解析：①中c(Cl－)＝0.01mol·L－1；②中c(Cl－)＝0.04mol·L－1；③中c(Cl－)＝0.03mol·L－1；④中c(Cl－)＝0mol·L－1；⑤中c(Ag＋)＝0.05mol·L－1，c(Ag＋)或c(Cl－)浓度由小到大顺序为：④①③②⑤，则溶解的AgCl的物质的量由大到小顺序为：④①③②⑤。答案：B【例2】已知溶液中存在平衡：平衡体系的说法正确的是()。①升高温度，平衡逆向移动③向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度④除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子，可以向溶液中加入适量的NaOH溶液⑤恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)ΔH0，下列有关该②溶液中c(Ca2＋)·c2(OH－)恒为定值⑥给溶液加热，溶液的pH升高⑦向溶液中加入少量Na2CO3固体，其中固体质量增加⑧向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变B．①②⑦⑧D．①③⑦⑧A．①⑦C．③④⑤⑦答案：A考点2沉淀溶解平衡的应用1．沉淀的溶解与生成(1)在难溶电解质的溶液中，当QcKsp时，就会生成沉淀。据此，加入沉淀剂或者调整pH，是分离除杂的常用方法。如工业原料氯化铵中含有杂质氯化铁，使其溶于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使铁离子生成氢氧化铁沉淀而除去；以硫化等沉淀。钠或硫化氢为沉淀剂可使Cu2＋、Hg＋等生成极难溶CuS、Hg2S(2)当QcKsp时，沉淀就会溶解，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离子发生反应，降低离子浓度，使平衡向沉淀溶解方向移动。如碳酸钡溶于盐酸。②发生氧化还原反应而使沉淀溶解。有些金属硫化物如CuS、Hg2S等，其溶解度特别小，在其因被氧化导致离子浓度减小，从而使沉淀溶解。此法适用于那些具有明显氧化性或者还原性的难溶物。饱和溶液中c(S2－)特别小，只溶于氧化性酸(如硝酸，王水)，S2－③生成配合物使沉淀溶解。向沉淀溶解平衡体系中加入适当的配合剂，使溶液中某种离子生成稳定的配合物，以减小其离子浓度，从而使沉淀溶解。如AgCl溶于氨水生成Ag(NH3)＋。④盐溶解法。加入盐溶液，与沉淀溶解平衡体系中某种离子生成弱电解质，从而减小离子浓度使沉淀溶解。例如，Mg(OH)2溶于饱和NH4Cl溶液：2Mg(OH)2(s)＋2NH＋4===Mg2＋＋2NH3·H2O2．沉淀的转化沉淀转化的实质就是溶解平衡的移动。一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。根据难溶物溶解度的大小，难溶物间可以进行转化，例如：Cl(aq)【例3】(2013年北京高考)实验：①0.1mol·L－1AgNO3溶液和0.1mol·L－1NaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；A．浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋－B．滤液b中不含有Ag＋C．③中颜色变化说明AgCl转化为AgID．实验可以证明AgI比AgCl更难溶②向滤液b中滴加0.1mol·L－1KI溶液，出现浑浊；③向沉淀c中滴加0.1mol·L－1KI溶液，沉淀变为黄色。下列分析不正确．．．的是()。解析：滤液为AgCl的饱和溶液，也存在沉淀的溶解平衡，即存在Ag＋，故B错误；向AgCl中滴加0.1mol·L－1KI溶液，白色AgCl沉淀变为黄色AgI沉淀，故C正确；向AgCl中滴加0.1mol·L－1KI溶液，白色AgCl沉淀变为黄色AgI沉淀，实验证明AgI比AgCl更难溶，故D正确。答案：B考点3溶度积的有关计算及应用1．判断沉淀的生成、溶解及转化通过比较溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Qc与Ksp的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成、溶解或转化。两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中可能会产生多种沉淀时，判断产生沉淀先后顺序问题，均可利用溶度积的计算公式或离子积与溶度积的关系加以判断。2．溶度积的计算(1)已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度，如Ksp＝a的饱和AgCl溶液中c(Ag＋)＝mol·L－1。(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度，如某温度下AgCl的Ksp＝a，在0.1mol·L－1的NaCla溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝10amol·L－1。【例4】已知如下物质的溶度积常数，FeS：Ksp＝6.3×10－18；CuS：Ksp＝1.3×10－36；ZnS：Ksp＝1.6×10－24。下列说法正确的是()。A．同温度下，CuS的溶解度大于ZnS的溶解度B．将足量CuSO4溶解在0.1mol·L－1的H2S溶液中，Cu2＋能达到的最大浓度为1.3×10－35mol·L－1C．向CuSO4溶液中通入H2S，不能生成沉淀CuSD．除去工业废水中的Cu2＋，可以选用FeS做沉淀剂思路指导：一般来说溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。解析：根据Ksp的大小可知，CuS的溶解度最小，A错误；答案：DB项中c(Cu2＋)＝，由于0.1mol·L－1的H2S中，c(S2－)远远小于0.1mol·L－1，故Cu2＋浓度的最大值大于1.3×10－35mol·L－1，错误；C项中，由于CuS不溶于酸，故该反应可以发生，错误；D项中，由于Ksp(CuS)小于Ksp(FeS)，故Cu2＋会与S2－结合生成CuS，D正确。Ksp(CuS)c(S2－)规律方法溶度积曲线溶度积曲线分别以阳、阴离子的对数浓度为坐标轴作出的曲线，不同温度下曲线形状不尽相同。曲线上方表示该物质在某一温度下的过饱和溶液；曲线上表示该物质在该温度下的饱和溶液；而曲线下方表示该物质在某一温度下的不饱和溶液。【例5】(2010年山东高考)某温度下，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3201所示。据图分析，下列判断错误的是A．Ksp[Fe(OH)3]Ksp[Cu(OH)2]B．加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点D．Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和C．c、d两点代表的溶液中c(H＋)与c(OH－)乘积相等图3201··答案：B解析：Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－),Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)，Fe3＋、Cu2＋相等(b、c点)时，Fe3＋对应的pH小，c(H＋)较大，则c(OH－)较小，且Ksp的公式中c(OH－)为三次方，又知Ksp仅与温度有关，则Ksp[Fe(OH)3]Ksp[Cu(OH)2]，A选项正确；Fe(OH)3(s)Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)平衡体系中，加入NH4Cl固体，因为NH＋4水解产生H＋，H＋与OH－反应使平衡正向移动，c(Fe3＋)增大，B选项错误；c(H＋)和c(OH－)的乘积为Kw，而Kw仅与温度有关，则C选项正确；该图为沉淀溶解平衡曲线，则在曲线上的任意点均达到平衡，即为饱和溶液，D选项正确。实验探究利用溶解平衡制备、分离物质近年高考中常在非选择题部分考查沉淀溶解平衡知识，利用溶解平衡制备、分离物质。这里主要讲述两种类型问题。1．利用元素在不同pH范围内的不同存在形式进行分离、提纯、制备物质。这种类型的考题主要是利用两性氢氧化物在不同pH范围内存在形式的不同，进行分离、提纯和制备。2．利用难溶物的溶解性相对难易进行分离等。这种类型的考题主要是利用Ksp的相对大小，判断难溶物的溶解性的相对难易，控制pH实现逐步分离或者相互转化。如Fe(OH)3完全沉淀时溶液的pH为3.2，而Cu(OH)2完全沉淀时溶液的pH为6.7，那么Fe(OH)3比Cu(OH)2更难溶，调节pH在5左右可使Fe(OH)3完全沉淀，而Cu(OH)2不沉淀，达到分离除杂等目的。【例6】(2012年江苏高考)废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废弃旧电池的铜帽(Zn、Cu总含量约为99%)回收铜并制备ZnO的部分实验过程如下：图3-20-2(1)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是________________________________________(用化学方程式表示)。②铜帽溶解后需将溶液中过量H2O2除去。除去H2O2的最简便方法是________________。(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物)含量，实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2＋的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu2＋的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节pH至