人教版高中化学选择性必修1第三章水溶液中的离子反应与平衡第四节第1课时难溶电解质的沉淀溶解平衡课件

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人教版高中化学选择性必修1第三章水溶液中的离子反应与平衡第四节第1课时难溶电解质的沉淀溶解平衡课件

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(共54张PPT)
[学习目标]
1.认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡,并能通过实验进行证明。
2.理解外界因素对难溶电解质沉淀溶解平衡的影响。
3.了解溶度积和离子积的关系,并能判断沉淀溶解平衡的移动方向。
1.25 ℃时,溶解性与溶解度的关系
说明:大多数电解质的溶解度随温度升高而增大,但也有例外,如Ca(OH)2,温度越高,溶解度越小。
2.沉淀溶解平衡的概念及表达式
(1)概念
在一定温度下,当难溶电解质的____________的速率相等时,得
到其饱和溶液,建立动态平衡,称为沉淀溶解平衡,如图所示。
沉淀和溶解
3.沉淀溶解平衡的特征
不等于
相等
保持不变
4.沉淀溶解平衡的影响因素
(1)内因(决定因素):难溶电解质本身的性质。
(2)外因:温度、浓度等条件的影响符合勒夏特列原理。
(3)实例分析
已知沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),请分析当改变下列条件时,对该沉淀溶解平衡的影响,填写下表(浓度变化均指平衡后和原平衡比较):
条件改变 移动方向 c(Mg2+) c(OH-)
加少量水 ________ _____ _____
升温 ________ _____ _____
正向移动
不变
不变
正向移动
增大
增大
加MgCl2(s) ________ ______ ______
加盐酸 ________
______ ______
加NaOH(s) ________
______ ______
逆向移动
增大
减小
正向移动
增大
减小
逆向移动
减小
增大
[自我思考]
1.AgCl的电离方程式如何书写?
提示 AgCl是强电解质,溶于水的AgCl完全电离:AgCl===Ag++Cl-。
[正误判断] (正确的打“√”,错误的打“×”)。
×
(1)沉淀达到溶解平衡时,溶液中难溶电解质电离出的各种离子浓度均相等( )
(2)AgCl达到沉淀溶解平衡时,v(溶解)=v(沉淀),c(Ag+)和c(Cl-)均不变( )
(3)升高温度,沉淀溶解平衡一定正向移动( )
(4)室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度( )
(5)常温下,向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体,有BaCO3生成( )

×
×

1.难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时,下列说法错误的是(  )
A.沉淀和溶解的速率相等
B.难溶电解质在水中形成饱和溶液
C.再加入难溶电解质,溶液中各离子的浓度保持不变
D.BaSO4属于难溶电解质,在水中完全不能溶解
D
解析 达到沉淀溶解平衡时,沉淀和溶解的速率相等,各离子浓度保持不变,故A正确;达到沉淀溶解平衡时,已经达到难溶电解质的溶解限度,溶液为饱和溶液,故B正确;加入的难溶电解质会以沉淀的形式存在,对溶液中各离子的浓度无影响,故C正确;虽然难溶电解质的溶解度很小,但其在水中仍有极少量溶解,故D错误。
2.25 ℃时,在含有PbI2固体的饱和溶液中存在平衡:PbI2(s) Pb2+(aq)+2I-(aq)。加入KI固体时,下列说法错误的是(  )
A.溶液中PbI2(s)质量增大
B.溶液中I-浓度增大
C.溶液中Pb2+浓度不变
D.沉淀溶解平衡逆向移动
C
解析 加入少量KI固体,I-浓度增大,平衡逆向移动,Pb2+浓度减小,溶液中PbI2(s)质量增大,A、B、D正确,C错误。
3.在平衡体系Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq) ΔH<0中,能使c(Ca2+)减小,而使c(OH-)增大的是(  )
A.加入少量CuCl2固体 B.加入少量NaCl固体
C.加入少量K2CO3固体 D.升高体系温度
C
解析 加入少量CuCl2固体,铜离子和OH-反应,平衡正向移动,c(Ca2+)增大,c(OH-)减小,故A不符合题意;加入少量NaCl固体,对平衡无影响,c(Ca2+)不变,c(OH-)不变,故B不符合题意;加入少量K2CO3固体,钙离子和碳酸根离子反应生成碳酸钙沉淀,平衡正向移动,c(Ca2+)减小,c(OH-)增大,故C符合题意;该溶解平衡是放热过程,升高体系温度,平衡逆向移动,因此 c(Ca2+)减小,c(OH-)减小,故D不符合题意。
1.定义
在一定温度下,难溶电解质AmBn的沉淀溶解过程达到平衡时,其离子浓度保持不变,各离子浓度幂的乘积为一个常数,称为溶度积常数,简称溶度积,符号为Ksp。对于AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq),Ksp=_______________。
2.意义
Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。对于相同类型的难溶电解质来说,相同温度下,Ksp越大,其在水中的溶解能力越强。
cm(An+)·cn(Bm-)
3.影响因素
(1)溶度积Ksp的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关。
(2)溶解平衡一般是吸热的,温度升高,平衡正向移动,Ksp增大,但Ca(OH)2相反。
4.应用
根据某温度下难溶电解质的Ksp和Q[离子积,对于AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq),任意时刻的离子积:Q=cm(An+)·cn(Bm-)]的相对大小,可以判断该温度下的溶液中难溶电解质的沉淀或溶解情况:
Q___Ksp,溶液中有沉淀析出;
Q___Ksp,沉淀与溶解处于平衡状态;
Q___Ksp,溶液中无沉淀析出。



[自我思考]
已知几种难溶电解质在25 ℃时的溶度积如下表。思考下列问题:
化学式 Ksp
AgCl 1.8×10-10
AgBr 5.4×10-13
AgI 8.5×10-17
Mg(OH)2 5.6×10-12
(1)在25 ℃时,AgCl(s)、AgBr(s)、AgI(s)溶于水形成的饱和溶液中,c(Ag+)大小关系能否直接判断?三种物质的溶解能力大小如何?
(2)AgCl和Mg(OH)2哪个更难溶?
提示 (1)能。溶解能力由大到小为AgCl>AgBr>AgI。
(2)Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=c2(Ag+)=1.8×10-10,c(Ag+)≈1.34×10-5 mol·L-1,即AgCl的溶解浓度为1.34×10-5 mol·L-1;Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=4c3(Mg2+)=5.6×10-12,c(Mg2+)≈1.12×10-4 mol·L-1,即Mg(OH)2的溶解浓度为1.12×10-4 mol·L-1,所以AgCl更难溶。
[正误判断] (正确的打“√”,错误的打“×”)。
×
(1)溶度积是沉淀溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的乘积( )
(2)溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高,Ksp一定增大( )
(3)Ksp越小,难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱( )
(4)改变外界条件使沉淀溶解平衡正向移动,Ksp一定增大( )
(5)可利用溶液混合后的Q与Ksp的相对大小来判断溶液混合后是否有沉淀生成( )
×
×
×

1.下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是(  )
A.常温下,向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体,BaCO3的Ksp减小
B.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高,Ksp一定减小
C.溶度积常数Ksp只受温度影响,温度升高,Ksp一定增大
D.常温下,向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体,Mg(OH)2的Ksp不变
D
解析 温度不变,溶度积常数不变,故A错误,D正确;大多数难溶电解质的Ksp随温度升高而增大,但也有少数物质相反,如Ca(OH)2,故B、C错误。
2.常温下,Ksp(PbI2)=8.5×10-9。取适量黄色PbI2粉末溶于水,充分搅拌后得到浊液,过滤。在滤液中加入少量KI后测得c(I-)=1.0×10-2 mol·L-1。下 列 说 法 正 确 的 是
(  )
A.Ksp(PbI2)减小
B.溶液中c(I-)减小
C.产生黄色沉淀
D.溶液中c(Pb2+)=8.5×10-7 mol·L-1
C
3.下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是(  )
A.Ksp(AB2)小于Ksp(CD),说明AB2的溶解度小于CD的溶解度
B.在氯化银的沉淀溶解平衡体系中,加入蒸馏水,氯化银的Ksp增大
C.可比较离子积Q与溶度积Ksp的相对大小来判断沉淀溶解平衡移动的方向
D.在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中,加入稀盐酸,平衡不移动
C
(1)Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与沉淀的量和溶液中的离子浓度无关。
(2)对于同类型物质(如AgCl、AgBr、AgI等),可直接用溶度积比较难溶电解质的溶解能力,Ksp越大,难溶电解质在水中的溶解能力越强。
(3)对于不同类型的物质,Ksp不能直接作为比较依据,而应通过计算将Ksp转化为饱和溶液中溶质的物质的量浓度来确定溶解能力的强弱。
[名师点睛]
1.下列关于沉淀溶解平衡的说法正确的是(  )
A.只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡
B.沉淀溶解平衡是可逆的
C.在平衡状态时,v(溶解)=v(沉淀)=0
D.达到沉淀溶解平衡的溶液不一定是饱和溶液
B
解析 无论是难溶电解质还是易溶电解质,都存在沉淀溶解平衡,A项错误;沉淀溶解平衡是可逆的,B项正确;沉淀溶解达到平衡状态时,v(溶解)=v(沉淀)≠0,C项错误;沉淀溶解达到平衡时,溶液也达到饱和状态,D项错误。
2.已知常温时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×10-12,取适量的MgCl2溶液,加入一定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡,测得pH=12.0,则下列说法不正确的是
(  )
A.所得溶液中的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1
B.所加的烧碱溶液pH=12.0
C.所得溶液中由水电离产生的c水(OH-)=1.0×10-12 mol·L-1
D.所得溶液中的c(Mg2+)=5.6×10-8 mol·L-1
B
A
A.c点溶液的溶质只有SrCrO4
B.d点为该温度下的过饱和溶液
C.降低温度,曲线沿角平分线向左下方的e点方向移动
D.向b点的溶液中加入Sr(NO3)2固体,溶液由b点向c点方向移动
4.(1)向0.1 mol·L-1的AgNO3溶液中加入等体积0.1 mol·L-1的NaCl和0.1 mol·L-1的NaBr混合液,生成的沉淀主要是________。
(2)取等体积的AgCl和AgI饱和溶液混合,再加入足量AgNO3溶液,生成的沉淀主要是________。
(3)现向含AgBr的饱和溶液中:
①加入AgNO3固体,则c(Ag+)________(填“变大”“变小”或“不变”,下同)。
②加入更多的AgBr固体,则c(Ag+)_______。
③加入AgCl固体,c(Br-)________,c(Ag+)________。
④加入Na2S固体,c(Br-)________,c(Ag+)________(已知Ag2S的溶解度小于AgBr)。
AgBr
AgCl
变大
不变
变小
变大
变大
变小
解析 (1)AgNO3的量不足,先生成溶解度更小的AgBr。(2)由于AgCl的溶解度比AgI大,混合溶液中c(Cl-)较大,加入AgNO3溶液主要生成AgCl沉淀。(3)①向AgBr饱和溶液中加入AgNO3固体,c(Ag+)变大,沉淀溶解平衡逆向移动。②加入 AgBr固体,对沉淀溶解平衡无影响,c(Ag+)不变。③因为AgCl的溶解度大于AgBr的溶解度,加入AgCl固体时,溶解电离出Ag+,使c(Ag+)变大,沉淀溶解平衡逆向移动,c(Br-)变小。④因为Ag2S的溶解度小于AgBr的溶解度,加入Na2S固体时,生成Ag2S沉淀,沉淀溶解平衡正向移动,c(Br-)变大,但c(Ag+)变小。
1.下列有关CaCO3的沉淀溶解平衡的说法不正确的是(  )
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
C.升高温度,CaCO3的溶解度增大
D.向含CaCO3沉淀的溶液中加入纯碱固体,CaCO3溶解的量减少
B
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解析 CaCO3难溶于水,其饱和溶液几乎不导电,但是溶解的碳酸钙能够完全电离,属于强电解质,B错误。
2.在一定温度下,Fe(OH)3固体在水溶液中存在如下平衡:Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)+3OH-(aq),要使Fe(OH)3固体减少而c(Fe3+)不变,可采取的措施是(  )
A.加少量水 B.加入少量盐酸
C.加入少量FeCl3 D.升高温度
A
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解析 加少量水,Fe(OH)3固体部分溶解,仍得到相同温度下的饱和溶液,c(Fe3+)不变,A符合题意;加入少量盐酸,Fe(OH)3固体部分溶解,所得溶液中 c(Fe3+)增大,B不符合题意;加入少量FeCl3,所得溶液中c(Fe3+)增大,Fe(OH)3固体增多,C不符合题意;升高温度,Fe(OH)3溶解度增大,固体部分溶解,所得溶液中c(Fe3+)增大,D不符合题意。
3.(2025·高二上北京期中)将等浓度等体积的AgNO3溶液与KI溶液混合,充分反应后静置,关于AgI的沉淀溶解平衡与相关离子浓度,下列说法不正确的是(  )
A.加入少量蒸馏水后,平衡向溶解方向移动,c(Ag+)增大
B.加入少量AgI固体,沉淀溶解平衡不移动
C.加入少量Na2S固体,平衡向溶解方向移动,c(I-)增大
D.继续加入KI固体,平衡向沉淀方向移动,c(Ag+)减小
A
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解析 将等浓度等体积的AgNO3溶液与KI溶液混合,充分反应后静置,AgI在溶液中达到沉淀溶解平衡:AgI(g) Ag+(aq)+I-(aq)。AgI的沉淀溶解平衡,加入少量蒸馏水后,平衡向溶解方向移动但仍然处于原温度下的溶解平衡,c(Ag+)不变,A错误;AgI的沉淀溶解平衡,加入少量AgI固体,沉淀溶解平衡不移动,B正确;AgI的沉淀溶解平衡,加入少量Na2S固体,由于硫化银的Ksp更小,AgI溶解,转化为Ag2S沉淀,c(I-)增大,C正确;AgI的沉淀溶解平衡,继续加入KI固体,增大了c(I-),平衡向沉淀方向移动,c(Ag+)减小,D正确。
4.(2025·湖北鄂州高二测试)已知25 ℃时,AgCl的溶度积Ksp=1.8×10-10。下列说法正确的是(  )
A.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,Ksp变大
B.AgNO3与NaCl混合后的溶液中,一定有 c(Ag+)=c(Cl-)
C.温度一定时,当溶液中c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp时,此溶液中必有AgCl沉淀析出
D.Ksp(AgI)D
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解析 A项,Ksp只与温度有关,温度不变,Ksp不变,错误;B项,混合后Ag+或Cl-可能有剩余,不一定有c(Ag+)=c(Cl-),错误;C项,Q=Ksp时,沉淀与溶解处于平衡状态,没有AgCl沉淀析出,错误;D项,难溶电解质的类型相同时,溶度积越小,其溶解度也越小,正确。
5.已知CaCO3的Ksp=2.8×10-9,现将浓度为2×10-4 mol·L-1的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合,若要产生沉淀,则所用CaCl2溶液的浓度(mol·L-1)至少应为(  )
A.2.8×10-2 B.1.4×10-5
C.2.8×10-5 D.5.6×10-5
D
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6.(2025·河南新泰高二月考)将BaCO3形成的悬浊液均分成四份,若分别加入①50 mL 0.2 mol·L-1 Na2CO3溶液;②100 mL水;③50 mL 0.01 mol·L-1 氯化钡溶液;④100 mL 0.01 mol·L-1盐酸后,BaCO3仍有剩余。则各分散系中BaCO3固体的质量由大到小的顺序为(  )
A.①③②④ B.③④①②
C.④③①② D.②①④③
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A
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7.常温下几种难溶电解质的溶度积如表所示:
B
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物质名称 硫化亚铁 硫化铜 硫化锌
溶度积 6.3×10-18 6.3×10-36 1.6×10-24
向含有等物质的量浓度的FeCl2、CuSO4、ZnSO4混合溶液中滴加0.01 mol·L-1Na2S溶液时,Fe2+、Cu2+、Zn2+沉淀的先后顺序为(  )
A.Fe2+、Zn2+、Cu2+
B.Cu2+、Zn2+、Fe2+
C.Zn2+、Fe2+、Cu2+
D.Cu2+、Fe2+、Zn2+
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8.常温下,在2 L含有物质的量均为0.1 mol的Ca2+、Mg2+的某溶液中,加入一定量的NaOH固体使溶液的pH=11,有沉淀生成,过滤。已知:Ksp[Ca(OH)2]=4.68×10-6;Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12。当离子浓度小于10-5 mol·L-1认为已经除净,下列说法正确的是(  )
A.此沉淀是Mg(OH)2、Ca(OH)2的混合物
B.此沉淀只有Mg(OH)2
C.过滤后滤液中存在Ca2+、Mg2+
D.向原溶液中加入8.8 g NaOH固体,不可以使Ca2+部分转化为沉淀
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B
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9.痛风是以关节炎反复发作及产生肾结石为特征的一类疾病。关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠(NaUr)晶体,有关平衡如下:
①HUr(尿酸,aq) H+(aq)+Ur-(尿酸根离子,aq)(37 ℃时,Ka=4.0×10-6)
②NaUr(s) Na+(aq)+Ur-(aq)
(1)37 ℃时,1.0 L水中最多可溶解8.0×10-3 mol 尿酸钠,此温度下尿酸钠的Ksp为________。
(2)关节炎发作多在脚趾和手指的关节处,这说明温度降低时,尿酸钠的Ksp________(填“增大”“减小”或“不变”),生成尿酸钠晶体的反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
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6.4×10-5
减小
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(3)37 ℃时,某尿酸结石病人尿液中尿酸分子和尿酸根离子的总浓度为2.0×10-3 mol·L-1,其中尿酸分子的浓度为5.0×10-4 mol·L-1,该病人尿液中的c(H+)为________________,pH____(填“>”“=”或“<”)7。
1.33×10-6 mol·L-1
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A
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11.已知20 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=1.6×10-11,Ksp[Co(OH)2]=6.4×10-15,Co(OH)2为玫瑰红色难溶物。某同学进行下列实验,依据下述实验操作及现象,下列说法错误的是(  )
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B
实验操作 现象
实验一 将镁条用砂纸打磨光亮后置于饱和氯化钠溶液中,滴加几滴酚酞 有无色气体和较多白色沉淀产生,溶液变红色
实验二 取出镁条,将悬浊液加热 红色加深
实验三 冷却后滴加适量CoCl2溶液 部分白色难溶物变成玫瑰红色难溶物
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A.镁条和水发生置换反应生成H2和 Mg(OH)2
B.NaCl增大了Mg(OH)2(s)在20 ℃水中的溶解度
C.Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq) ΔH>0
D.加入适量CoCl2溶液后,c(Mg2+)∶c(Co2+)=2 500∶1
12.某化工厂废水(pH=2.0,ρ≈1 g·mL-1)中含有Ag+、Pb2+等重金属离子,其浓度各约为0.01 mol·L-1。排放前拟用沉淀法除去这两种离子,查找有关数据如表:
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难溶电解质 AgI PbI2 AgOH
Ksp 8.3×10-17 7.1×10-9 5.6×10-8
难溶电解质 Pb(OH)2 Ag2S PbS
Ksp 1.2×10-15 6.3×10-50 3.4×10-28
(1)你认为向废水中投入____ (填字母),Ag+、Pb2+沉淀效果最好。
A.KI    B.NaOH   C.Na2S
C
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(2)常温下,如果用NaOH处理上述废水,使溶液的pH=9.0,处理后的废水中c(Pb2+)=________________。
(3)如果用食盐处理只含Ag+的废水,测得处理后的废水(ρ≈1 g·mL-1)中NaCl的质量分数为0.117%。若排放标准要求为c(Ag+)低于1.0×10-8 mol·L-1,已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,问该工厂处理后的废水中 c(Ag+)=______________,是否符合排放标准。___ (填“是”或“否”)。
1.2×10-5 mol·L-1
9×10-9 mol·L-1

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